Tính toán thiết kế chân cột đơn thân theo tiêu chuẩn mỹ (luận văn thạc sĩ)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI - ĐẶNG VĂN DŨNG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHÂN CỘT ĐƠN THÂN THEO TIÊU CHUẨN MỸ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP Hà Nội - 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI ĐẶNG VĂN DŨNG KHÓA: 2017 - 2019 TÍNH TỐN THIẾT KẾ CHÂN CỘT ĐƠN THÂN THEO TIÊU CHUẨN MỸ Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp Mã số: 60.58.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS VŨ QUỐC ANH XÁC NHẬN CỦA CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN Hà Nội - 2019 LỜI CẢM ƠN Trước hết tơi xin bày tỏ tình cảm biết ơn chân thành tới tất thầy, cô khoa Sau đại học – Trường Đại học Kiến Trúc Hà Nội dẫn giúp đỡ trình học tập tiến hành làm luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo Bộ môn Kết cấu thép – gỗ có ý kiến đóng góp quý báu cho thảo luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Vũ Quốc Anh – Trường đại học Kiến trúc Hà Nội, Bộ Xây dựng tận tình giúp đỡ, huớng dẫn, tạo điều kiện thuận lợi, cung cấp tài liệu động viên tơi q trình hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn tới gia đình, bạn bè anh chị em đồng nghiệp có đóng góp giúp đỡ để tơi hồn thành luận văn Tơi mong nhận ý kiến đóng góp thầy bạn đọc Hà Nội, ngày … tháng … năm 2019 TÁC GIẢ LUẬN VĂN Đặng Văn Dũng LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập Các số liệu khoa học, kết nghiên cứu Luận văn trung thực có nguồn gốc rõ ràng TÁC GIẢ LUẬN VĂN Đặng Văn Dũng MỤC LỤC Lời cảm ơn Lời cam đoan Mục lục Danh mục bảng, biểu Danh mục hình vẽ MỞ ĐẦU * Lý chọn đề tài * Mục đích nghiên cứu * Đối tượng phạm vi nghiên cứu * Phương pháp nghiên cứu .2 * Cấu trúc luận văn NỘI DUNG LUẬN VĂN CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CỘT ĐƠN THÂN 1.1 Giới thiệu cột đơn thân 1.2 Các cơng trình cột đơn thân 1.2.1 Cột đường dây tải điện .4 1.2.2 Cột đèn chiếu sáng 1.2.3 Cột viễn thông đơn thân 1.3 Cấu tạo chân cột kiểu liên kết chân cột vào móng 17 1.3.1 Cấu tạo chân cột .17 1.3.2 Liên kết chân cột với móng 18 1.4 Các phương pháp tính tốn cột đơn thân liên kết chân cột 20 1.5 Nhận xét 21 CHƯƠNG TÍNH TOÁN CHÂN CỘT ĐƠN THÂN THEO TIÊU CHUẨN MỸ 22 2.1 Quy trình tính tốn cột viễn thơng đơn thân .22 2.1.1 Xác định yêu cầu thiết kế .22 2.1.2 Lựa chọn xác định hình dáng cột, lựa chọn kích thước sơ đốt cột, vật liệu thép kết cấu, lập sơ đồ tính 23 2.1.3 Xác định tải trọng tác dụng lên cột, tổ hợp tải trọng 30 2.1.4 Phân tích kết cấu xuất kết 46 2.1.5 Tính tốn cấu kiện, tính tốn liên kết .46 2.2 Tính tốn thân cột theo tiêu chuẩn Mỹ 49 2.2.1 Đặc trưng tiết diện: 49 2.2.2 Cấu kiện chịu nén - tiết diện đa giác 52 2.2.3 Cấu kiện chịu cắt 53 2.2.4 Cấu kiện chịu uốn 54 2.2.5 Cấu kiện chịu ứng suất kết hợp 55 2.3 Tính tốn chân cột theo tiêu chuẩn Mỹ 56 2.3.1 Tính tốn đế trường hợp sử dụng đế tròn 56 2.3.2 Tính tốn đế trường hợp sử dụng đế vng .59 2.3.3 Tính tốn bu lơng neo 63 CHƯƠNG CÁC VÍ DỤ TÍNH TỐN CỘT ĐƠN THÂN THEO TIÊU CHUẨN MỸ 65 3.1 Tính tốn thân cột xác định nội lực chân cột viễn thông đơn thân .65 3.2 Tính tốn chân cột theo tiêu chuẩn Mỹ trường hợp sử dụng đế tròn80 3.2.1 Tính tốn đế .80 3.2.2 Tính tốn bu lơng neo 87 3.3 Tính tốn đế chân cột trường hợp sử dụng đế vng 88 3.3.1 Tính tốn đế 88 3.3.2 Tính tốn bu lơng neo 92 3.4 So sánh kết .93 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC BẢNG, BIỂU Số thứ tự Tên bảng, biểu Trang Bảng 2.1 Bảng thông số anten thường dùng 22 Bảng 2.2 Bảng thông số đốt cột đơn thân 23 Bảng 2.3 Cường độ tính tốn thép cán thép ống Cường độ tiêu chuẩn fy, fu cường độ tính tốn f thép bon (TCVN 5709:1993) Cường độ tiêu chuẩn fy, fu cường độ tính tốn f thép hợp kim thấp Bảng tiêu học số thép theo ASTM 24 Cường độ tính tốn mối hàn Cường độ kéo đứt tiêu chuẩn fwun cường độ tính tốn fwf kim loại hàn mối hàn góc Cường độ tính tốn liên kết bulông 27 Bảng 2.4 Bảng 2.5 Bảng 2.6 Bảng 2.7 Bảng 2.8 Bảng 2.9 25 25 26 28 29 Bảng 2.10 Cường độ tính tốn chịu cắt kéo bulông 29 Bảng 2.11 Cường độ tính tốn chịu ép mặt bulơng fcb Thơng tin phân loại dạng địa hình theo tiêu Bảng 2.12 chuẩn khác So sánh phân loại địa hình theo tiêu chuẩn Bảng 2.13 TCVN2737:1995 ASCE/SEI Bảng 2.14 Phân chia dạng địa hình Thơng số xác định vận tốc gió sở theo tiêu Bảng 2.15 chuẩn: Bảng 2.16 Bảng phân loại cơng trình [11] 30 Bảng 2.17 Bảng hệ số theo hướng gió, Kd [11] 39 Bảng 2.18 Bảng hệ số tầm quan trọng cơng trình, I [11] 39 Bảng 2.19 Các hệ số điều kiện địa hình 40 Bảng 2.20 Bảng hệ số điều kiện địa hình [11] 41 Bảng 2.21 Hệ số lực (Cf) cho kết cấu trụ [11] 42 Bảng 2.22 Hệ số lực (Ca) cho phụ kiện [11] 44 Bảng 2.23 Đặc trưng tiết diện mặt cắt ngang 50 Bảng 3.1 Các thiết bị bố trí cột 64 Bảng 3.2 Vật liệu sử dụng cho cột thép 66 31 32 34 35 38 Bảng 3.3 Thiết bị treo cột 66 Bảng 3.4 Thông số kỹ thuật tiết diện cột thép 66 Bảng 3.5 Trọng lượng anten 67 Bảng 3.6 Trọng lượng gá anten 69 Bảng 3.7 Tải trọng gió tác dụng lên thân cột 71 Bảng 3.8 Bảng tính áp lực gió lên thiết bị 73 Bảng 3.9 Tải gió tác dụng lên thiết bị 73 Bảng 3.10 Bảng kết chuyển vị 76 Bảng 3.11 Nội lực chân cột 76 Bảng 3.12 Thơng số tính tốn bu lơng 80 Bảng 3.13 Lực tác dụng lên bu lơng 84 Bảng 3.14 Thơng số tính tốn bu lông 88 Bảng 3.15 Lực tác dụng lên bu lơng 90 DANH MỤC HÌNH VẼ Số thứ tự Tên hình Trang Hình 1.1 Cột điện đơn thân sử dụng làm đường dây tải điện Hình 1.2 Cột điện đơn thân vỉa hè khu công nghiệp Hình 1.3 Hình ảnh cột đèn chiếu sáng Hình 1.4 Hình ảnh cột đơn thân ngụy trang dừa đặt đảo giao thơng Hình 1.5 Hình ảnh cột đơn thân ngụy trang cách điệu đặt đảo giao thơng 10 Hình 1.6 Hình 1.7 Hình 1.8 Hình 1.9 Hình ảnh cột đơn thân ngụy trang cách điệu đặt vỉa hè Bản vẽ cấu tạo cột đơn thân thép cao 28m đốt Bản vẽ cấu tạo cột đơn thân thép cao 28m đốt Hình ảnh cột đơn thân ngụy trang dừa đặt vỉa hè 12 13 14 15 Cột viễn thông đơn thân bê tông cốt thép ly tâm dự Hình 1.10 ứng lực 16 Hình 1.11 Hình ảnh chân cột viễn thơng đơn thân 18 Hình 1.12 Hình ảnh chân cột viễn thơng đơn thân 19 Hình 1.13 Hình ảnh cột viễn thơng đơn thân bị hư hỏng 20 Hình 2.1 Sơ đồ khối quy trình tính tốn kết cấu cột đơn thân 48 Hình 2.2 Mặt cắt ngang thân cột 50 Hình 2.3 Thơng số đế tròn 56 Hình 2.4 Bố trí bu lơng neo đế tròn 58 Hình 2.5 Thơng số đế vng 59 Hình 3.1 Mặt đứng cột viên thơng 65 Hình 3.2 Bảng vẽ gá anten 68 Hình 3.3 Sơ đồ gán tĩnh tải tác dụng lên cột 74 Hình 3.4 Tải trọng gió tác dụng lên cột 75 Hình 3.5 Mặt cắt ngang tiết diện chân cột kết cấu thép 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Nam: Bộ xây dựng (1995), TCVN 2737:1995: Tải trọng tác động – Tiêu chuẩn thiết kế Bộ xây dựng (1999), TCVN 229:1999: Chỉ dẫn tính tốn thành phần động tải gió theo tiêu chuẩn TCVN 2737:1995 Bộ xây dựng (2018), TCVN 5574:2018: Thiết kế kết cấu bê tông bê tông cốt thép Bộ xây dựng (2012), TCVN 5575:2012: Kết cấu thép – Tiêu chuẩn thiết kế Bộ xây dựng (1975), TCVN 1765:1975: Thép bon kết cấu thông thường Mác thép yêu cầu kỹ thuật Bộ xây dựng (1979), TCVN 3104:1979: Thép kết cấu hợp kim thấp Mác, yêu cầu kỹ thuật Bộ xây dựng (2009), TCVN 5709:2009: Thép Các bon cán nóng dùng làm kết cấu xây dựng – Yêu cầu kỹ thuật Chu Văn Hùng (2011), Nghiên cứu tính tốn cấu tạo cột thép đơn thân, luận văn thạc sĩ kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội, Hà Nội Phạm Văn Hội (2009), Kết cấu thép - Cấu kiện bản, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội 10 Ngơ Đức Dũng (2015), So sánh tiêu chuẩn tính tốn tải trọng gió theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN2737:1995 với tiêu chuẩn châu Âu EUROCODES EN1991-1-4 & tiêu chuẩn ASCE/SEI 7-05, luận văn thạc sĩ kỹ thuật xây dựng dân dụng công nghiệp Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng, Hải Phòng Tài liệu tiếng nước ngồi: 11 American National Standards Institute (2007), ANSI/TIA-222-G-1,2: Structural Standard for Ăng-tenna, Supporting Structures and Ăng-tennas 12 American Society of Civil Engineers (2005), ASCE/SEI 48-11: Design of Steel Transmission Pole Structures 13 Daniel Horn, P.E (2011), Design of Monopole Bases Technical Manual PHỤ LỤC PHỤ LỤC Kết nội lực chuyển vị xuất từ mơ hình sap2000 PHỤ LỤC Kết kiểm tính tiết diện thân cột PHỤ LỤC Quy trình tính tốn cột tự đứng, cột dây co PHỤ LỤC KẾT QUẢ NỘI LỰC VÀ CHUYỂN VỊ XUẤT TỪ MƠ HÌNH SAP2000 Bảng PL1.1 – Kết nội lực tiết diện thân cột TABLE: Element Forces - Frames Frame Text Station mm OutputCase Text CaseType Text P N V2 N V3 N T N-mm M2 N-mm M3 N-mm ENV US Combination -61318.55 32608 0 574857600 5000 ENV US Combination -46066.97 32608 0 411817600 10000 ENV US Combination -32491.38 23984 0 291897600 10000 ENV US Combination -32491.38 23984 0 291897600 14600 ENV US Combination -23578.22 23984 0 181571200 19200 ENV US Combination -15644.83 16784 0 104364800 19200 ENV US Combination -15644.83 16784 0 104364800 23600 ENV US Combination -10628.56 16784 0 30515200 28000 ENV US Combination 1.605E-11 -3.653E-09 0 0.000004749 Bảng PL1.2 – Kết chuyển vị đỉnh cột TABLE: Joint Displacements Joint OutputCase CaseType U1 U2 U3 R1 R2 R3 Text Text Text mm mm mm Radians Radians Radians ENV CV Combination 264.78554 -0.21041 0.01656 PHỤ LỤC KẾT QUẢ KIỂM TÍNH CÁC TIẾT DIỆN THÂN CỘT Bảng PL2.1 – Đặc trưng hình học tiết diện thân cột Thông số vật liệu cột Loại thép Fy f fu E Đoạn cột CCT34 CCT34 CCT34 CCT34 CCT34 CCT34 CCT34 CCT34 CCT34 220 220 220 220 220 220 220 220 220 210 210 210 210 210 210 210 210 210 340 340 340 340 340 340 340 340 340 210000 210000 210000 210000 210000 210000 210000 210000 210000 1 2 3 Cao độ (m) 0.00 5.00 10.00 10.00 14.60 19.20 19.20 23.60 28.00 Hình dáng, kích thước D0 t (mm) (mm) 850 764 679 679 600 521 521 445 370 D (mm) 10 10 10 8 6 Đặc trưng hình học tiết diện Số Ag cạnh (mm2) 840 754 669 671 592 513 515 439 364 16 16 16 16 16 16 16 16 16 I (mm3) 26796 24053 21341 17124 15108 13092 9857 8402 6967 2388597120 1727504088 1206655785 974008156 668898394 435258367 330276736 204573727 116616619 r w Cx Cy (mm) (mm) (mm) (mm) 299 268 238 239 211 183 183 156 130 149 132 115 119 103 88 92 77 62 425 382 339 339 300 260 260 222 185 87 78 70 70 62 54 54 46 39 Bảng PL2.2 – Nội lực tiết diện thân cột Thông số vật liệu cột Loại thép Fy f fu E Đoạn cột Cao độ (m) Hình dáng, kích thước D0 t (mm) (mm) D (mm) Nội lực Số Mx cạnh (Nmm) My (Nmm) P (N) V (N) T (N) CCT34 220 210 340 210000 0.00 850 10 840 16 574857600 -61318.55 32608 CCT34 220 210 340 210000 5.00 764 10 754 16 411817600 -46066.97 32608 CCT34 220 210 340 210000 10.00 679 10 669 16 411817600 -46066.97 23984 CCT34 CCT34 220 210 340 210000 220 210 340 210000 2 10.00 14.60 679 600 8 671 592 16 16 0 291897600 291897600 -32491.38 23984 -32491.38 23984 0 Thông số vật liệu cột Loại thép Fy f fu E Đoạn cột Cao độ (m) Hình dáng, kích thước D0 t (mm) (mm) D (mm) Nội lực Số Mx cạnh (Nmm) My (Nmm) P (N) V (N) T (N) CCT34 CCT34 220 210 340 210000 220 210 340 210000 19.20 19.20 521 521 513 515 16 16 0 181571200 181571200 -23578.22 23984 -23578.22 16784 0 CCT34 CCT34 220 210 340 210000 220 210 340 210000 3 23.60 28.00 445 370 6 439 364 16 16 0 104364800 104364800 -15644.83 16784 -15644.83 16784 0 Bảng PL2.3 – Khả chịu uốn tiết diện thân cột Thông số vật liệu cột Loại thép Fy f fu E Đoạn cột CCT34 CCT34 CCT34 CCT34 CCT34 CCT34 CCT34 CCT34 CCT34 220 220 220 220 220 220 220 220 220 210 210 210 210 210 210 210 210 210 340 340 340 340 340 340 340 340 340 210000 210000 210000 210000 210000 210000 210000 210000 210000 1 2 3 Hình dáng, kích thước Kết Tính tốn khả chịu uốn Cao độ (m) D0 (mm) t (mm) D (mm) Số cạnh My.Cx/Iy Mx.Cy/Ix fb (N/mm2) Ft (N/mm2) 0.00 5.00 10.00 10.00 14.60 19.20 19.20 23.60 28.00 850 764 679 679 600 521 521 445 370 10 10 10 8 6 840 754 669 671 592 513 515 439 364 16 16 16 16 16 16 16 16 16 102.23 91.02 115.81 101.70 130.85 108.62 143.14 113.46 165.48 0 0 0 0 102.23 91.02 115.81 101.70 130.85 108.62 143.14 113.46 165.48 220 220 220 220 220 220 220 220 220 luận Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Bảng PL2.4 – Khả chịu nén tiết diện thân cột Thông số vật liệu cột Loại thép Fy f fu E Đoạn cột CCT34 CCT34 CCT34 CCT34 CCT34 CCT34 CCT34 CCT34 CCT34 220 220 220 220 220 220 220 220 220 210 210 210 210 210 210 210 210 210 340 340 340 340 340 340 340 340 340 210000 210000 210000 210000 210000 210000 210000 210000 210000 1 2 3 Cao độ (m) 0.00 5.00 10.00 10.00 14.60 19.20 19.20 23.60 28.00 Hình dáng, kích thước D0 t (mm) (mm) 850 764 679 679 600 521 521 445 370 10 10 10 8 6 Kiểm tra khả chịu nén D (mm) Số cạnh fa (N/mm2) Fa (N/mm2) 840 754 669 671 592 513 515 439 364 16 16 16 16 16 16 16 16 16 103.37 91.79 116.32 102.44 131.32 108.80 143.95 113.84 165.12 220 280 284 276 281 286 275 281 287 Kết Luận Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Bảng PL2.5 – Khả chịu cắt tiết diện thân cột Thông số vật liệu cột Loại thép Fy f fu E Đoạn cột CCT34 CCT34 CCT34 CCT34 CCT34 CCT34 CCT34 CCT34 CCT34 220 220 220 220 220 220 220 220 220 210 210 210 210 210 210 210 210 210 340 340 340 340 340 340 340 340 340 210000 210000 210000 210000 210000 210000 210000 210000 210000 1 2 3 Cao độ (m) 0.00 5.00 10.00 10.00 14.60 19.20 19.20 23.60 28.00 Hình dáng, kích thước D0 t (mm) (mm) 850 764 679 679 600 521 521 445 370 10 10 10 8 6 Kiểm tra khả chịu cắt D (mm) Số cạnh Q/It max C/J max fv (N/mm2) Fv (N/mm2) 840 754 669 671 592 513 515 439 364 16 16 16 16 16 16 16 16 16 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1.23 1.37 1.14 1.42 1.61 1.85 1.72 2.02 2.44 128 128 128 128 128 128 128 128 128 Kết luận Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Bảng PL2.6 – Khả chịu tải kết hợp tiết diện thân cột Thông số vật liệu cột Loại thép Fy f fu E CCT34 CCT34 CCT34 CCT34 CCT34 CCT34 CCT34 CCT34 CCT34 220 220 220 220 220 220 220 220 220 210 210 210 210 210 210 210 210 210 340 340 340 340 340 340 340 340 340 210000 210000 210000 210000 210000 210000 210000 210000 210000 Đoạn cột Cao độ (m) 1 2 3 0.00 5.00 10.00 10.00 14.60 19.20 19.20 23.60 28.00 Kiểm tra khả chịu tải kết hợp Hình dáng, kích thước D0 (mm) t (mm) D (mm) Số cạnh fb (N/mm2) Ft (N/mm2) 850 764 679 679 600 521 521 445 370 10 10 10 8 6 840 754 669 671 592 513 515 439 364 16 16 16 16 16 16 16 16 16 104.54 92.97 117.99 103.62 133.03 110.47 145.57 115.37 167.78 220 220 220 220 220 220 220 220 220 Kết luận Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt PHỤ LỤC QUY TRÌNH TÍNH TỐN CỘT TỰ ĐỨNG, CỘT DÂY CO Quy trình tính tốn cột viễn thơng tự đứng cột dây co giống tính tốn cột đơn thân trình bày nội dung luận văn Ta thay đổi thơng số đầu vào áp dụng quy trình tính tốn cột đơn thân để tính tốn cột tự đứng cột dây co Sau số điểm khác tính tốn cột tự đứng cột dây co so với cột đơn thân sử dụng tiêu chuẩn TIA-222-G: Lựa chọn cấu kiện kiểm tra cấu kiện cột anten Bảng PL3.1 - Bảng cấu kiện cột anten Cột đơn thân Cột tự đứng Cột dây co Thanh chủ (đốt cột) Thanh chủ Thanh chủ Liên kết nối lồng Thanh giằng Thanh giằng Chân cột (bản đế + bu Mặt bích, mã, bu Dây cáp lơng neo) lơng liên kết Mặt bích, mã, bu Chân cột (bản đế + bu lông liên kết lông neo) Chân cột (bản đế + bu lơng neo) Xác định tải trọng gió tác dụng vào thân cột Lực gió thiết kế FST, áp dụng cho phận kết cấu xác định công thức : FST  q ZG h  EPA S Mục 2.6.9.1 [11] Trong đó:  qz – áp lực gió theo độ cao q Z = 0,613 K Z K ZT K d V I Mục 2.6.9.6 [11] Trong công thức xác định qz ta ý hệ số Kd (Kd hệ số hướng gió phụ thuộc vào cấu trúc cơng trình, xác định theo bảng PL3.2 – Bảng 2.2 tiêu chuẩn TIA-222G) Bảng PL3.2 - Bảng hệ số hướng gió, Kd Mơ tả cơng trình Loại cơng trình Kết cấu rỗng có mặt cắt ngang hình tam giác, hình 0,85 vng chữ nhật bao gồm thiết bị phụ trợ Các kết cấu dạng ống, kết cấu rỗng có hình dạng tiết 0,95 diện khác, thiết bị, thiết kế độ bền cho phần phụ trợ  Gh – hệ số gió giật + Cột tự đứng: Đối với kết cấu tháp rỗng tự đứng, hệ số hiệu ứng gió giật lấy 1,0 cho kết cấu có chiều cao lớn 183m Đối với kết cấu có chiều cao nhỏ 137m, hệ số hiệu ứng gió giật lấy 0,85 Đối với kết cấu có chiều cao từ 137m đến 183m hệ số gió giật xác định theo công thức sau:  h  Gh  0,85  0,15   3  45,7  Với 0,85 Mục 2.6.6.4 [11]  Gh  1,0 Trong đó: h chiều cao kết cấu (m) + Cột dây co: Hệ số gió giật cột dây co Gh = 0,85; + Cột đơn thân: Hệ số gió giật trụ Gh = 1,1  (EPA)s – diện tích đón gió kết cấu (theo 2.6.9.1.1 2.6.9.1.2 [11]) + Diện tích hính chiếu hiệu dụng kết cấu thép dạng tháp giàn: Diện tích hình chiếu hiệu dung phận: kết cấu phân đoạn (EPA)s, xác định theo công thức sau:  EPA  S  Cf  Df  Af  Dr  Ar R r  Mục 2.6.9.1.1 [11] đó: Cf  4,02  5,9  4,0 (cho tiết diện ngang hình vng) Cf  3,42  4,7  3,4 (cho tiết diện ngang tháp hình tam giác) ε tỷ lệ độ choáng ε   Af  Ar  Ag Af diện tích hính chiếu phận kết cấu dạng phẳng mặt phân đoạn; Ar diện tích hình chiếu phận kết cấu dạng tròn mặt phân đoạn; Ag diện tích bao mặt tháp xem thể mặt kín; Df hệ số hướng gió phận kết cấu dạng phẳng, xác định theo bảng PL3.2 (bảng 2-6 - Tiêu chuẩn TIA-222-G) Dr hệ số hướng gió phận kết cấu dạng tròn, lấy theo bảng PL3.3 (bảng 2-6 - Tiêu chuẩn TIA-222-G) Bảng PL3.3 - Bảng hệ số hướng gió Mặt cắt tháp Hướng gió Vng Bình thường Tam giác 45 Bình thường 600 ± 900 Df 1,0  0,75 1, max  1,0 0,80 0,85 Dr 1,0  0,75 1, max  1,0 1,0 1,0 Hướng gió tính từ đường thẳng vng góc với mặt kết cấu + Diện tích hình chiếu hiệu dụng kết cấu ống: Diện tích hữu hiệu chống (EPA)s, xác định theo công thức sau:  EPA  S  Cf Ap Mục 2.6.9.1.1 [11] đó: Cf hệ số lực cho kết cấu trụ công xôn, xác định theo bảng PL3.4 (bảng 2-7 Tiêu chuẩn TIA-222-G) Phụ thuộc hình dạng cột giá trị C  IK zt K z 0.5 V D  AP diện tích thực hình chiếu kết cấu trụ dựa vào đường kính ngồi (đối với đường tròn), đường kính đường tròn ngoại tiếp (với dạng đa giác), kích thước chiều rộng Bảng PL3.4 - Bảng hệ số lực cho kết cấu trụ ( C f ) C (m/s.m) Tròn 18 cạnh 16 cạnh 12 cạnh cạnh 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 4,4 (dòng cận tới hạn) 4,4 -8,7 (chuyển 5,23  C  1,0 4,42  C  0,885 3,26  C  0.678 1,77  C  1,0 1,2 tiếp) > 8,7 (dòng 0,60 0,65 0,75 1,0 1,2 tới hạn) C   IK zt K z  0,5  V  D  V (m/s) vận tốc gió sở trường hợp tải xét D (m) đường kính ngồi trụ tròn đường kính bao ngồi đa giác  Cột tự đứng Hình PL3 - Hình ảnh cột tự đứng Hình PL3.2 – Sơ đồ khối quy trình tính tốn kết cấu cột tự đứng Xác định u cầu thiết kế - Chiều cao cột - Thiết bị (số lượng, thông số thiết bị) - Địa điểm xây dựng (vùng gió) Lựa chọn thơng số đầu vào cấu kiện - Hình dáng, sơ đồ, tiết diện mặt cắt ngang cột - Quy cách chủ, giằng (hình dạng, vật liệu) - Lựa chọn mã, bu lơng (hình dạng, vật liệu) Xác định tải trọng tác dụng lên cột, tổ hợp tải trọng Phân tích kết cấu, xuất kết - Vật liệu sử dụng Sử dụng phần mền SAP2000, MS Tower Kiểm tra cấu kiện Không đạt - Ổn định tổng thể đạt Không - Ổn định cấu kiện Đạt Kiểm tra cấu kiện - Cấu kiện chịu nénđạt Không - Cấu kiện chịu kéo - Cấu kiện chịu cắt - Các liên kết (hàn, bu lông) Đạt Kết thúc Không đạt  Cột dây co Hình PL3.3 - Hình ảnh cột dây co Hình PL3.4 – Sơ đồ khối quy trình tính tốn kết cấu cột dây Xác định yêu cầu thiết kế - Chiều cao cột - Thiết bị (số lượng, thông số thiết bị) - Địa điểm xây dựng (vùng gió) Lựa chọn thông số đầu vào cấu kiện - Hình dáng, sơ đồ, tiết diện mặt cắt ngang cột - Quy cách chủ, giằng (hình dạng, vật liệu) - Lựa chọn mã, bu lơng (hình dạng, vật liệu) - Lựa chọn thông số cáp dây co Xác định tải trọng tác dụng lên cột, tổ hợp tải trọng Phân tích kết cấu, xuất kết Sử dụng phần mền SAP2000 - Vật liệu sử dụng Kiểm tra cấu kiện Không đạt - Ổn định tổng Không đạtthể - Ổn định cấu kiện Đạt Kiểm tra cấu kiện - Cấu kiện thanh, Khôngdây đạtcáp - Các liên kết (hàn, bu lông) Đạt Kết thúc Không đạt ... chân cột đơn thân theo tiêu chuẩn mỹ - Quy trình tính tốn cột viễn thơng đơn thân - Tính tốn thân cột theo tiêu chuẩn Mỹ - Tính tốn chân cột theo tiêu chuẩn Mỹ Chương Các ví dụ tính tốn cột đơn thân. .. thiết kế cột đơn thân đế chân cột đơn thân Việt Nam chưa có tiêu chuẩn thiết kế cụ thể, luận văn đưa quy trình tính tốn cột đơn thân phương pháp tính tốn chân cột đơn thân theo tiêu chuẩn Mỹ Kết luận,... thân theo tiêu chuẩn Mỹ - Tính toán thân cột xác định nội lực chân cột viễn thơng đơn thân - Tính tốn chân cột theo tiêu chuẩn Mỹ trường hợp sử dụng đế tròn - Tính tốn chân cột theo tiêu chuẩn Mỹ