12 so sanh thanh phan tinh va thanh phan dong cua tai trong gio

Giá trị áp lực gió tính toán của một số trạm quan trắc khí tượng vùng núi và hải đảo và thời gian sử dụng giả định của công trình khác nhau cho trong phụ lục F Đối với vùng ảnh hưởng của bão được đánh giá là yếu (phụ lục D), giá trị của áp lực gió được giảm đi 10daN đối với vùng IA, 12 daN đối với vùng IIA và 15daN đối với vùng IIIA. Các giá trị của hệ số k kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao so với mốc chuẩn và dạng địa hình. Xác định theo bảng 2. Địa hình dạng A là địa hình trống trải, không có hoặc có rất ít vật cản cao không quá 1,5m ( bờ biển thoáng, mặt sông, hồ lớn, đồng muối, cánh đồng không có cây cao...). Địa hình dạng B là địa hình tương đối trống trái có một số vật cản thưa thớt cao không quá 10m (vùng ngoại ô ít nhà, thị trán, làng mạc, rừng thưa hoặc rừng non, vùng trồng cây thưa…) Địa hình dạng C là địa hình bị che chắn mạnh, có nhiều vật cản sát nhau cao từ 10m trở lên (trong thành phố, vùng rừng rậm…)

So sánh giá trị thành phần Tĩnh thành phần Động tải trọng Gió Hồ Việt Hùng Bài viết tiến hành số ví dụ tính tốn để đánh giá tỉ lệ thành phần động thành phần tĩnh tải trọng Gió nhà cao tầng Các ví dụ tiến hành khảo sát ảnh hưởng yếu tố tới tỉ trọng thành phần động Kết cho thấy điều kiện thường gặp thiết kế, tỉ trọng thành phần động nằm khoảng định, thiết kế, cần tính tốn nhanh để kiểm tra sơ bộ, sử dụng tỉ trọng giả thiết để xác định giá trị thành phần động tải trọng Gió Cơ sở lý thuyết Phương pháp xác định thành phần tĩnh thành phần động tải trọng Gió theo tiêu chuẩn Việt Nam đề cập đến tiêu chuẩn TCVN 2737-1995 (Tải trọng tác động) TCXD 229-1999 (Chỉ dẫn tính tốn thành phần động tải trọng Gió) Theo TCVN 2737-1995 mục 6.2, cơng trình bê tơng cốt thép cao 40m cần phải tính tốn thành phần động tải trọng Gió Giá trị thành phần động tải trọng Gió tác dụng lên tầng thứ j dạng dao động riêng thứ cơng trình có tần số f1 < fL xác định sau: W pj  M j  j WTj  j  j   M j  2j  . j (1) Trong đó:  Mj j: khối lượng chuyển vị tỉ đối tầng thứ j  W Tj: giá trị thành phần tĩnh tải trọng Gió tác dụng tập trung lên tầng thứ j  j: hệ số áp lực động cao độ tầng thứ j, phụ thuộc độ cao dạng địa hình  : hệ số tương quan khơng gian, phụ thuộc kích thước cơng trình  1: hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ 1, phụ thuộc tần số dao động áp lực gió Tổng giá trị thành phần động tải trọng Gió tác dụng lên cơng trình (Lực cắt đáy) xác định sau: W pj   M j  j  WTj  j  j   M j  2j  . j (2) Trong trường hợp khối lượng tất tầng nhau, cơng thức số (2) viết lại thành: W pj     W   ..    j Tj j KetcauSoft - Phát triển phần mềm thiết kế kết cấu Việt Nam http://www.ketcausoft.com j j j (3) So sánh giá trị thành phần Tĩnh thành phần Động tải trọng Gió HỒ VIỆT HÙNG Từ cơng thức số (1) thấy giá trị thành phần động phụ thuộc nhiều yếu tố, bao gồm: độ cứng cơng trình; tỉ lệ H/B (chiều cao / bề rộng đón gió); dạng địa hình; dạng dạng dao động (hay quy luật chuyển vị tỉ đối) Ví dụ mục tiến hành so sánh giá trị thành phần động thành phần tĩnh tải trọng gió, đồng thời khảo sát ảnh hưởng yếu tố kể tới tỉ lệ hai thành phần Ví dụ tính tốn Ví dụ so sánh lực cắt đáy thành phần động dạng dao động thứ thành phần tĩnh tải trọng gió Các giả thiết sử dụng bao gồm:  Hệ số an toàn tải trọng:  = 1.2  Giá trị tiêu chuẩn áp lực gió: W o = 95 kG/m2  Dạng địa hình: B  Chiều cao tầng: hj = 3.3m  Bề rộng đón gió cơng trình: B = 40m  Chu kỳ dao động xác định theo cơng thức: T = n / 9, n số tầng  Chuyển vị tỉ đối tầng thứ j xác định theo công thức: j = j / n  Chiều cao cơng trình: H = n hj  Lực cắt đáy thành phần động xác định theo công thức số (3) mục Tiến hành khảo sát cho cơng trình từ 15 tầng đến 60 tầng Giá trị lực cắt đáy thành phần động thành phần tĩnh trường hợp chiều cao tầng khác thể Hình Hình Giá trị thành phần động thành phần tĩnh tải trọng Gió KetcauSoft - Phát triển phần mềm thiết kế kết cấu Việt Nam http://www.ketcausoft.com So sánh giá trị thành phần Tĩnh thành phần Động tải trọng Gió HỒ VIỆT HÙNG Tỉ lệ tính theo phần trăm thành phần động thành phần tĩnh thể Hình Hình Tỉ lệ thành phần động thành phần tĩnh Có thể thấy, trường hợp xét, tỉ lệ thành phần động thành phần Tĩnh xấp xỉ khoảng 40% Khi số tầng tăng lên, giai đoạn đầu tỉ trọng thành phần động tăng lên, giai đoạn hệ số động lực tăng (cho đến  đạt 0.15 – tham khảo thêm biểu đồ quan hệ hệ số động lực   mục 4.2 tiêu chuẩn TCXD 229-1999); sau  > 0.15 hệ số động lưc khơng tăng nữa, hệ số áp lực động tiếp tục giảm theo chiều cao, tỉ trọng thành phần động giai đoạn có xu hướng giảm dần 2.1 Khảo sát ảnh hưởng độ cứng Độ cứng ảnh hưởng đến chu kỳ hay tần số dao động riêng cơng trình Trong cơng thức tính tốn thành phần động tải trọng gió, tần số sử dụng để xác định hệ số động lực  thông qua  Ví dụ sử dụng giả thiết chu kỳ dao động xác định theo công thức T = n / Để xét ảnh hưởng độ cứng tới tỉ trọng thành phần động, ta giả thiết vai trò độ cứng thơng qua hệ số k xác định chu kỳ theo công thức T = n / k Khi k lớn nghĩa độ cứng cơng trình lớn Trong tài liệu tham khảo, k thường chọn 10 Tuy nhiên tính tốn thực tế cho thấy k thường có giá trị Để xét ảnh hưởng độ cứng, xét giá trị k 7, 9, 11 Tỉ trọng thành phần động trường hợp độ cứng khác thể Hình KetcauSoft - Phát triển phần mềm thiết kế kết cấu Việt Nam http://www.ketcausoft.com So sánh giá trị thành phần Tĩnh thành phần Động tải trọng Gió HỒ VIỆT HÙNG Hình Khảo sát ảnh hưởng độ cứng Hình cho thấy cơng trình có độ cứng bé thành phần động chiếm tỉ lệ lớn 2.2 Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ H/B Xét hệ số k = 9, cho bề rộng B thay đổi giá trị 30, 40, 60 80m, tỉ trọng thành phần Động trường hợp thể hình Hình Khảo sát ảnh hưởng bề rộng B Sự thay đổi bề rộng B dẫn đến thay đổi hệ số tương quan khơng gian, ảnh hưởng tới tỉ trọng thành phần Động thể rõ ràng có quy luật Hình Có thể thấy cơng trình mảnh (diện đón gió bé) tỉ trọng thành phần động lớn 2.3 Khảo sát ảnh hưởng dạng địa hình Xét hệ số k = bề rộng B = 40m, tính tốn với dạng địa hình A, B, C; tỉ trọng thành phần động trường hợp thể Hình KetcauSoft - Phát triển phần mềm thiết kế kết cấu Việt Nam http://www.ketcausoft.com So sánh giá trị thành phần Tĩnh thành phần Động tải trọng Gió HỒ VIỆT HÙNG Hình Khảo sát ảnh hưởng dạng địa hình Hình cho thấy dạng địa hình ảnh hưởng rõ rệt tới tỉ trọng thành phần động Nếu địa hình A có tỉ trọng thành phần động khoảng 26% địa hình B 42% địa hình C 54% Điều hệ số áp lực động thay đổi rõ rệt dạng địa hình Việc phân loại dạng địa hình đề cập với tiêu chí cụ thể mục 6.5 TCVN 27371995, cần để ý cơng trình cao tầng thường xây dựng vùng thuộc dạng địa hình B 2.4 Khảo sát ảnh hưởng dạng dao động Dạng dạng dao động có ảnh hưởng tới tỉ trọng thành phần động Trong tính tốn phía trên, chuyển vị tỉ đối j giả thiết thay đổi tuyến tính theo chiều cao cơng trình Tuy nhiên thực tế, chuyển vị thường khơng tuyến tính Hình so sánh chuyển vị tỉ đối theo giả thiết tuyến tính chuyển vị tỉ đối theo kết phân tích phần mềm Etabs cơng trình 19 tầng Hình Chuyển vị tỉ đối theo giả thiết tuyến tính theo phân tích Etabs KetcauSoft - Phát triển phần mềm thiết kế kết cấu Việt Nam http://www.ketcausoft.com So sánh giá trị thành phần Tĩnh thành phần Động tải trọng Gió HỒ VIỆT HÙNG Với k = 9, B = 40m, địa hình B, số tầng n = 19, sử dụng giả thiết tuyến tính tỉ trọng thành phần động 41%; sử dụng kết phân tích từ Etabs, tỉ trọng thành phần động 38% Một số tính tốn cho thấy cơng trình cao quy luật chuyển vị tỉ đối dạng dao động thứ gần với quy luật bậc Tổng kết Các tính tốn xét tỉ trọng thành phần động dạng dao động thứ nhất, cơng trình thơng thường cần phải tính tốn với dạng dao động, nhiên lực cắt đáy dạng dao động thứ khoảng 10% ~ 20% so với dạng thứ Bên cạnh đó, nghiên cứu gần đề xuất nên xét dạng dao động thứ tính tốn thành phần động tải trọng gió Trong thiết kế, thường bắt gặp cơng trình thuộc trường hợp có dạng địa hình B, hệ số độ cứng k = 9; từ kết tính tốn kể cho thấy tỉ lệ thành phần động thành phần tĩnh nằm khoảng 30% ~ 45% Khi cần kiểm tra nhanh, sử dụng tỉ lệ 40% để xác định sơ giá trị thành phần động tải trọng gió TÀI LIỆU THAM KHẢO TCVN 2737-1995, Tải trọng tác động - Tiêu chuẩn thiết kế TCXD 229-1999, Chỉ dẫn tính tốn thành phần động tải trọng gió theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995 KetcauSoft - Phát triển phần mềm thiết kế kết cấu Việt Nam http://www.ketcausoft.com ... trị thành phần động thành phần tĩnh tải trọng Gió KetcauSoft - Phát triển phần mềm thiết kế kết cấu Việt Nam http://www.ketcausoft.com So sánh giá trị thành phần Tĩnh thành phần Động tải trọng... trọng thành phần động trường hợp độ cứng khác thể Hình KetcauSoft - Phát triển phần mềm thiết kế kết cấu Việt Nam http://www.ketcausoft.com So sánh giá trị thành phần Tĩnh thành phần Động tải trọng... B, C; tỉ trọng thành phần động trường hợp thể Hình KetcauSoft - Phát triển phần mềm thiết kế kết cấu Việt Nam http://www.ketcausoft.com So sánh giá trị thành phần Tĩnh thành phần Động tải trọng