HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG GIÓ TCVN 2737 2023 CEMCONS.VN

HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG GIÓ TCVN 2737 2023 CEMCONS.VN HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG GIÓ TCVN 2737 2023 CEMCONS.VN HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG GIÓ TCVN 2737 2023 CEMCONS.VN HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG GIÓ TCVN 2737 2023 CEMCONS.VN HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG GIÓ TCVN 2737 2023 CEMCONS.VN HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG GIÓ TCVN 2737 2023 CEMCONS.VN

HƯỚNG DẪN TÍNH TỐN TẢI TRỌNG GIĨ TCVN 2737-2023 CEMCONS.VN Tảihợp trọngtải giótrọng Tổ 01 Cơng thức tính tốn Giá trị tiêu chuẩn tải trọng gió (Wk): Được xác định theo công thức (1): 𝐖𝐤 = W3s,10 k(𝑧𝑒 ).c.Gf (1) • W3s,10 – áp lực gió 3s ứng với chu kỳ lặp 10 năm • k(ze) – hệ số kể đến thay đổi áp lực gió theo độ cao dạng địa hình độ cao tương đương ze • c – hệ số khí động • Gf – hệ số hiệu ứng giật Điều áp dụng cho cơng trình có chiều cao khơng lớn 200 m nhịp không lớn 150 m Tải hợp trọngtải giótrọng Tổ 02 Tính tốn giá trị 𝐖𝐤 = 𝐖𝟑𝐬,𝟏𝟎 k(𝑧𝑒 ).c.Gf (1) W3s,10 giá trị áp lực gió 3s ứng với chu kỳ lặp 10 năm: Được xác định theo công thức (2): 𝐖𝟑𝐬,𝟏𝟎 = ɣ𝐭 𝐖𝟎 • (2) ɣT = 0.852 hệ số chuyển đổi áp lực gió từ chu kỳ lặp từ 20 năm xuống 10 năm • W0 (daN/m2) – áp lực gió sở theo bảng (slides này), xác định theo mục 5.2, QC 02:2022-BXD Tảihợp trọngtải giótrọng Tổ 02 Tính tốn giá trị 𝐖𝟑𝐬,𝟏𝟎 = ɣ𝐭 𝐖𝟎 (2) Bảng – Giá trị sở W0 theo bảng đồ phân vùng áp lực gió lãnh thổ Việt Nam Vùng áp lực gió bảng đồ W0, daN/m2 I II III IV V 65 95 125 155 185 Tảihợp trọngtải giótrọng Tổ 02 Tính tốn giá trị Đối với cơng trình xây dựng vùng có địa hình phức tạp, giá trị áp lực gió sở W0 xác định theo công thức (3): W0 = 0.0613V02 (3) V0 – vận tốc gió sở, lấy trung bình khoảng thời gian 3s, chu kỳ lặp 20 năm, độ cao 10m so với mốc chuẩn, tương ứng với địa hình dạng B Tảihợp trọngtải giótrọng Tổ 02 Tính tốn giá trị 𝐖𝐤 = W3s,10 𝐤(𝑧𝑒 ).c.Gf • (1) k(ze) – hệ số kể đến thay đổi áp lực gió theo độ cao dạng địa hình độ cao tương đương ze xác định theo công thức: k(ze) = 2.01 𝐳𝐞 𝐳𝐠 𝟐/𝛂 (4) Trong đó: • ze – độ cao tương đương, lấy không nhỏ zmin • zg – độ cao gadient • a – hệ số dùng hàm lũy thừa vận tốc gió 3s Lưu ý: Giá trị hệ số k(ze) lấy không lớn 1.99; 1.97 1.98 dạng địa hình A, B, C Tảihợp trọngtải giótrọng Tổ 02 Tính tốn giá trị k(ze) = 2.01 𝒛𝒆 𝒛𝒈 𝟐/𝒂 (4) ze – độ cao tương đương, lấy không nhỏ zmin Được xác định sau: a) Đối với tháp, trụ,ống, kết cấu rỗng tương tự: ze = z; b) Đối với nhà: 1) Khi h ≤ b: ze = h 2) Khi b < h ≤ 2b: • z > b ze = h • 0< z ≤ b ze = b 3) Khi h > 2b: • z ≥ h – b ze = h • b < z < h – b ze = z • < z ≤ b ze = b Trong đó: • z – độ cao so với mặt đất; • b – chiều rộng nhà (không kể khối đế), vng góc với hướng gió; • h – chiều cao nhà Tảihợp trọngtải giótrọng Tổ 02 Tính tốn giá trị k(ze) = 2.01 𝒛𝒆 𝒛𝒈 𝟐/𝒂 (4) • zg – độ cao gadient • a – hệ số dùng hàm lũy thừa vận tốc gió 3s • zmin – độ cao so với mặt đất nhỏ Bảng : Các hệ số zg, zmin a Giá trị zg, m Giá trị zmin, m Giá trị a A (Trống trải) 213.36 2.13 11.5 B (Ít trống trải) 274.32 4.57 9.5 C (Bị che chắn) 365.76 9.14 7.0 Dạng địa hình Tảihợp trọngtải giótrọng Tổ 02 Tính tốn giá trị k(ze) = 2.01 Bảng 3: Hệ số k(ze) 𝒛𝒆 𝒛𝒈 𝟐/𝒂 (4) Tảihợp trọngtải giótrọng Tổ 02 Tính tốn giá trị 𝐖𝐤 = W3s,10 k(𝑧𝑒 ).c.Gf 10 (1) c hệ số khí động quy định phụ lục F, tùy theo dạng cơng trình dấu “cộng” hệ số ce ci ứng với hướng áp lực gió vào bề mặt tương ứng, dấu “trừ” ứng với hướng bề mặt tương ứng Đối với cơng trình đặn có mặt hình chữ nhật tương đương (Chiếm 70%, 80% cơng trình dân dụng), ta dùng phụ lục: • F.4 (chỉ h/d ≤ 5-ưu tiên sử dụng) • F.16 (khi h/d ≤ h/d > 5) Tảihợp trọngtải giótrọng Tổ 02 Tính tốn giá trị 27 R= R n R h R b ( 0.53+0.47R d ) β (12) Rh, Rb, Rd hàm số dẫn suất khí động, xác định theo công thức: 1 (16) R h = - 1-e-2ηh ;R h =1 ηh =0 ηh 2ηh Với: ηh =4.6 n1h V ( z s )3 600s,50 ( ) ( ) (17) ( ) (18) Rb = 1 - 1-e-2ηb ;R b =1 ηb =0 ηb 2ηb Rd = 1 - 1-e-2ηd ;R d =1 ηd =0 ηd 2ηd ; ηb =4.6 n 1b V ( z s )3 600s,50 ; ηd =15.4 n1d V ( z s )3 600s,50 (19) h,b d chiều cao, chiều rộng chiều sâu (hoặc chiều dài) cơng trình Tảihợp trọngtải giótrọng Tổ 02 Tính tốn giá trị 28 Bảng 10 – Giá trị hệ số cho dạng địa hình Dạng địa cr 𝓁,m ⋶ 𝑏ത 𝛼ത A 0.15 198.12 1/8 0.80 1/9 B 0.20 152.40 1/5 0.65 1/6.5 C 0.30 97.54 1/3 0.45 1/4 hình Tảihợp trọngtải giótrọng Tổ 03 Bài tốn minh họa 29 Bài tốn: Tính tải trọng gió tác dụng vào cơng trình theo hai phương X, Y Biết: - Cơng trình bao gồm 17 tầng: chiều cao tầng 6m, chiều cao tầng điển hình 4m - Cơng trình xây dựng Thành phố HCM, địa hình dạng B, khu vực II - Tổng chiều cao cơng trình 70m - Kích thước mặt cơng trình: X 30x50 m Tảihợp trọngtải giótrọng Tổ 03 Bài tốn minh họa 30 Giá trị tiêu chuẩn tải trọng gió (Wk): 𝑾𝒌 = 𝐖𝟑𝒔,𝟏𝟎 𝒌(𝒛𝒆 ).c.Gf (1) Giá trị áp lực gió 3s ứng với chu kỳ lặp 10 năm (W3s,10): 𝑾𝟑𝒔,𝟏𝟎 = ɣ𝒕 𝑾𝟎 (2) Với: • ɣT = 0.852 • Áp lực gió sở theo khu vực II: W0 = 95 (daN/m2) Suy ra: 𝑾𝟑𝒔,𝟏𝟎 = ɣ𝑡 𝑊0 = 0.852 x 95 = 80.94 (daN/m2) Tảihợp trọngtải giótrọng Tổ 03 Bài toán minh họa 31 𝑾𝒌 = W3𝑠,10 𝒌(𝒛𝒆 ).c.Gf (1) Tính tốn giá trị hệ số k(ze) cho tầng 1: a) Xác định giá trị ze: Cơng thức: k(ze) = 2.01 𝒛𝒆 𝒛𝒈 • 𝟐/𝒂 (3) Theo phương X: Vì 0< z1 = m ≤ bx = 30 m nên zex = b = 30 m • Theo phương Y: Vì 0< z1 = m ≤ by = 50 m nên zey = b = 50 m b) Xác định giá trị zg, zmin a: Khu vực thuộc dạng địa hình B nên: • Zg = 274.32 m • Zmin = 4.57 m • a = 9.5 Tảihợp trọngtải giótrọng Tổ 03 Bài toán minh họa 32 (1) 𝑾𝒌 = W3𝑠,10 𝒌(𝒛𝒆 ).c.Gf Giá trị hệ số k(ze) tầng 1: Theo phương X: k(ze)Y = 2.01 x 30 2/9.5 274.32 = 1.26 Theo phương Y: k(ze)Y = 2.01 x 50 274.32 2/9.5 = 1.40 Tảihợp trọngtải giótrọng Tổ 03 Bài toán minh họa 33 (1) 𝑾𝒌 = W3𝑠,10 𝑘(𝒛𝒆 ).c.Gf Xác định hệ số khí động c theo phụ lục F.4: Vùng Phương X Phương Y h/d=1.400 h/d=2.333 A -1.20 6.0m -1.20 10.0m B -0.80 24.0m -0.80 20.0m C -0.50 20.0m 0.00 0.0m D 0.800 30.0m 0.800 50.0m E -0.520 30.0m -0.567 50.0m Hệ số Phương X Phương Y Hệ số khí động c 1.320 1.367 Tảihợp trọngtải giótrọng Tổ 03 Bài tốn minh họa 34 (1) 𝑾𝒌 = W3𝑠,10 𝑘(𝒛𝒆 ).c.Gf Hệ số hiệu ứng giật (Gf) cơng trình bê tơng cốt thép theo công thức đơn giản: Gf = 0.85 + ℎ 2840 = 0.85 + 70 2840 = 0.8746 Tảihợp trọngtải giótrọng Tổ 03 Bài toán minh họa 35 𝑾𝒌 = W3𝑠,10 𝑘(𝒛𝒆 ).c.Gf (1) Giá trị tiêu chuẩn tải trọng gió: • Theo phương X: Wk-x = W3𝑠,10 𝑘(𝑧𝑒 )x.cx.Gf = 80.94 x 1.26 x 1.32 x 0.8746 = 117.74 (daN/m2) • Theo phương Y: Wk-y= W3𝑠,10 𝑘(𝑧𝑒 )y.cy.Gf = 80.94 x 1.40 x 1.367 x 0.8746 = 135.48 (daN/m2) Tảihợp trọngtải giótrọng Tổ 03 Bài tốn minh họa 36 Tính tốn giá trị áp lực gió tiêu chuẩn (Wtc) tầng 1: - Diện tích đón gió tầng 1: + Theo phương X: 𝑺𝟏𝑿 = + Theo phương Y: 𝑺𝟏𝒀 = - ℎ1+ℎ2 × 𝑏1𝑋 ℎ1+ℎ2 = × 𝑏1𝑌 = 6+4 × 30 = 150 𝑚2 6+4 × 50 = 250 𝑚2 Giá trị áp lực gió tiêu chuẩn tầng 1: + Theo phương X: 𝑾𝒕𝒄𝑿 = 𝑆1𝑋 × 𝑊𝑘𝑋 = 150 × 117 74 × 10−2 = 176.61(𝑘𝑁) +Theo phương Y: 𝑾𝒕𝒄𝒀 = 𝑆1𝑌 × 𝑊𝑘𝑌 = 250 × 135.48 × 10−2 = = 338.7 (𝑘𝑁) Tảihợp trọngtải giótrọng Tổ 03 Bài tốn minh họa 37 Tính tốn giá trị áp lực gió tính tốn (Wtt) tầng 1: Với hệ số độ tin cậy tải trọng gió: ɣ = 2.10 (TCVN 2737:2023) + Theo phương X: 𝑾𝒕𝒕𝑿 = ɣ × 𝑊𝑡𝑐𝑋 = 2.1 × 176.61 = 370.88 (𝑘𝑁) +Theo phương Y: 𝑾𝒕𝒕𝒀 = ɣ × 𝑊𝑡𝑐𝑌 = 2.1 × 338.7 = 711.27 (𝑘𝑁) Tảihợp trọngtải giótrọng Tổ 03 Bài tốn minh họa 38 Tính tốn tương tự cho tầng cịn lại ta bảng tính tốn sau (tính excel): Tầng Chiều cao tầng (m) Cao độ tầng (m) Độ cao tương đương Ze(m) Hệ số k Bề rộng đón gió B(m) Chiều cao đón gió (m) Áp lực gió tiêu chuẩn Wtc(kN) Áp lực gió tính tốn Wtt (kN) h z Phương X Phương Y Phương X Phương Y Phương X Phương Y Phương X Phương Y Phương X Phương Y Story17 70.00 70 70 1.508 1.51 30 50 84.53 145.87 177.52 306.32 Story16 66.00 70 70 1.508 1.508 30 50 169.06 291.73 355.03 612.64 Story15 62.00 70 70 1.508 1.508 30 50 169.06 291.73 355.03 612.64 Story14 58.00 70 70 1.508 1.508 30 50 169.06 291.73 355.03 612.64 Story13 54.00 70 70 1.508 1.508 30 50 169.06 291.73 355.03 612.64 Story12 50.00 70 50 1.508 1.405 30 50 169.06 271.78 355.03 570.74 Story11 46.00 70 50 1.508 1.405 30 50 169.06 271.78 355.03 570.74 Story10 42.00 70 50 1.508 1.405 30 50 169.06 271.78 355.03 570.74 Story9 38.00 38 50 1.326 1.405 30 50 148.66 271.78 312.18 570.74 Story8 34.00 34 50 1.295 1.405 30 50 145.22 271.78 304.96 570.74 Story7 30.00 30 50 1.261 1.405 30 50 141.44 271.78 297.03 570.74 Story6 26.00 30 50 1.261 1.405 30 50 141.44 271.78 297.03 570.74 Story5 22.00 30 50 1.261 1.405 30 50 141.44 271.78 297.03 570.74 Story4 18.00 30 50 1.261 1.405 30 50 141.44 271.78 297.03 570.74 Story3 14.00 30 50 1.261 1.405 30 50 141.44 271.78 297.03 570.74 Story2 10.00 30 50 1.261 1.405 30 50 141.44 271.78 297.03 570.74 Story1 6.00 30 50 1.261 1.405 30 50 176.80 339.73 371.29 713.43 Tảihợp trọngtải giótrọng Tổ 04 KẾT LUẬN - 39 Đối với hệ số ảnh hưởng theo chiều cao, theo tiêu chuẩn cũ hệ số k phụ thuộc vào dạng địa hình chiều cao cơng trình, cịn tiêu chuẩn hệ số phụ thuộc vào cao độ tương đương tầng (ze) Hệ số ze cịn phụ thuộc vào hình dạng cơng trình - Việc tính tốn tải trọng gió theo tiêu chuẩn chặt chẽ chi tiết (k(ze), Gf) so với tiêu chuẩn cũ 1995 - Tính tốn theo TTGH1 có giá trị lớn TTGH2 dễ đạt so với tiêu chuẩn cũ - Việc áp dụng nhiều tiêu chuẩn từ Mỹ, Nga, châu Âu vào tiêu chuẩn gây khó khăn cho người dùng - Tuy nhiên tiêu chuẩn số sai xót hạn chế Tảihợp trọngtải giótrọng Tổ 05 Tài liệu tham khảo • Tiêu chuẩn 2737-2023 • Tiêu chuẩn 2737-1995 • Tiêu chuẩn EN1994-4 • Tài liệu hội thảo theo TCVN 2737-2023 từ Bộ Xây dựng 40 Tảihợp trọngtải giótrọng Tổ 41 Tảihợp trọngtải giótrọng Tổ