Tính toán tải trọng gió tác dụng lên nhà cao tầng theo tiêu chuẩn Việt Nam, Singapore và Thái Lan

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - NGUYỄN PHƢỚC BÌNH TÍNH TỐN TẢI TRỌNG GIĨ TÁC DỤNG LÊN NHÀ CAO TẦNG THEO TIÊU CHUẨN VIỆT NAM, SINGAPORE VÀ THÁI LAN Chuyên ngành trình DD&CN Mã số : Kỹ thuật Xây dựng Cơng : 60 58 02 08 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP Đà Nẵng – Năm 2019 Cơng trình đƣợc hồn thành TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS TRẦN ANH THIỆN Phản biện 1: PGS – TS Trần Quang Hƣng Phản biện 2: TS Đặng Khánh An Luận văn đƣợc bảo vệ trƣớc Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật Xây dựng Cơng trình DD & CN họp Trƣờng Đại học Bách khoa vào ngày 12 tháng 10 năm 2019 Có thể tìm hiểu luận văn tại:  Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng Trƣờng Đại học Bách khoa  Thƣ viện Khoa Xây dựng Cơng trình DD & CN, Trƣờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN MỞ ĐẦU Lý lựa chọn đề tài Việt Nam thời kỳ hội nhập giới, kinh tế mở gắn liền với phát triển khoa học kỹ thuật, nhu cầu phát triển nhà ở, khách sạn, chung cƣ…tăng cao Nhà cao tầng phát triển khắp tỉnh, thành phố nƣớc làm cho mặt đô thị ngày đổi không ngừng Việc phát triển nhà cao tầng tất yếu để đáp ứng nhu cầu nhà dân số tăng cao, diện tích đất xây dựng thiếu trầm trọng giá đất xây dựng tăng cao Khi thiết kế nhà cao tầng bên cạnh việc thiết kế kiến trúc ngƣời kỹ sƣ cần lƣu ý việc thiết kế kết cấu cho cơng trình, giữ vai trị định đến khả chịu lực, bền vững ổn định cho cơng trình Một vấn đề mà ngƣời thiết kế cần quan tâm việc xác định tải trọng ngang (tải trọng gió tĩnh + gió động, động đất) yếu tố định đến nội lực chuyển vị cơng trình Việc nghiên cứu số tiêu chu n số nƣớc Châu : Singapore, Thái Lan và đƣa dẫn tính tốn chi tiết cần thiết Nhƣng vấn đề phức tạp, để hiểu vận dụng cho khó khơng kỹ sƣ thiết kế mà nhà khoa học nên cần có thời gian đầu tƣ nghiên cứu Vì vậy, tác giả chọn đề tài luận văn: “Tính tốn tải trọng gió tác dụng lên nhà cao tầng theo tiêu chuẩn Việt Nam, Singapore Thái lan” làm nội dung để nghiên cứu Mục đích nghiên cứu đề tài - Nghiên cứu tính tốn tải trọng gió tác dụng lên nhà cao tầng theo tiêu chu n Việt Nam, Singapore Thái Lan - So sánh kết tính tốn tải trọng gió tác dụng vào nhà cao tầng cụ thể 2 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu - Đối tƣợng nghiên cứu là: Tải trọng gió tác dụng lên nhà cao tầng có chiều cao 40m - Phạm vi nghiên cứu: Theo tiêu chu n nƣớc Việt Nam, Singapore Thái Lan Phƣơng pháp nghiên cứu - Tìm hiểu khái niệm gió bão ngun nhân hình thành - Nghiên cứu quy trình tính tốn tải trọng gió tác dụng lên nhà cao tầng theo tiêu chu n: Việt Nam (TCVN 2737:1995 TCXD 229:1999), Singapore (SS EN 1991-1-4:2009), Thái Lan (DPT 1311-50) Phân tích so sánh quan điểm tính tốn số liệu tính tốn tiêu chu n - p dụng tính tốn tải trọng gió lên cơng trình nhà cao tầng theo tiêu chu n Nội dung nghiên cứu - Tìm hiểu khái niệm gió bão, ngun nhân hình thành gió số liệu thống kê gió bão Việt Nam - Tìm hiểu số giải pháp làm giảm thiểu tác hại gió bão - Tìm hiểu tiêu chu n tính tốn tải trọng gió tác dụng vào cơng trình số nƣớc giới - Tìm hiểu tiêu chu n: Singapore, Thái Lan đƣa quy trình tốn tốn tải trọng gió tác dụng lên nhà cao tầng xây dựng Việt Nam theo quan điểm tiêu chu n nêu với bổ sung thay phù hợp với điều kiện khí hậu đặc thù Việt Nam - Ví dụ tính tốn tải trọng gió tác dụng vào nhà cao tầng cụ thể theo tiêu chu n nêu so sánh kết tính tốn Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Giúp cho ngƣời nghiên cứu, thiết kế hệ thống cách tƣờng minh lý thuyết tính tốn khả chịu tải trọng gió (tải trọng tỉnh động theo ngang nhà) theo tiêu chu n - Giúp cho ngƣời thiết kế dễ dàng ứng dụng vào cơng tác tính tốn, thiết kế kết cấu cơng trình cao tầng chịu tải trọng gió theo số tiêu chu n Châu Bố cục luận văn Mở đầu Chƣơng 1: Tổng quan gió Chƣơng 2: So sánh lý thuyết tính tốn tải trọng gió lên nhà cao tầng theo tiêu chu n Việt Nam, Singapore Thái Lan Chƣơng 3: Ví dụ tính tốn Kết luận Kiến nghị CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ GIĨ 1.1 Tổng quan gió 1.1.1 Khái niệm, nguyên nhân hình thành phân loại Gió tƣợng tự nhiên hình thành chuyển động khơng khí Ngun nhân hình thành gió bề mặt trái đất tiếp nhận chiếu sáng, đốt nóng mặt trời khơng đều, có nhiệt độ khơng Sự chênh lệch nhiệt độ vị trí gây nên chênh lệch khí áp, nơi có nhiệt độ gia tăng, khơng khí nóng lên (hạ áp) bị khơng khí lạnh (áp suất lớn) xung quanh dồn vào, đ y lên cao, tạo thành dịng thăng Gió đặc trƣng hƣớng vận tốc Vận tốc gió vận tốc di chuyển dịng khí qua điểm định 1.1.2 Tần suất bão biển Đông Bảng 1.1: Số bão áp thấp nhiệt đới biển Đông từ 1928 đến 1980 10 11 12 Áp Tổng thấp T.bình 0.04 Tháng 2 16 18 38 21 11 Tổng Bão 0.02 0.04 0.04 0.31 0.35 0.74 0.42 0.22 0.18 0.06 27 23 76 71 103 80 65 31 T.bình 0.06 0.02 0.04 0.12 0.53 0.45 1.48 1.39 2.01 1.56 1.27 0.60 1.1.3 Hướng di chuyển dạng đường bão biển Đơng Nửa phía Nam biển Đơng, bão di chuyển chủ yếu theo hƣớng Tây, đổ vào khu vực Trung Trung Bộ Nam Trung Bộ; nửa phía Bắc, bão di chuyển chủ yếu theo hƣớng Tây Tây - Bắc đến Tây – Bắc đổ vào bờ biển Bắc Trung Bộ, bờ biển Bắc Bộ 1.1.4 Mật độ bão mùa bão Việt Nam - Khu vực 1: Từ Quảng Ninh đến Thanh Hóa có trị số mật độ bão áp thấp nhiệt đới trung bình 0.97 - Khu vực 2: Từ Nghệ An đến Quảng Bình có mật độ bão áp thấp nhiệt đới trung bình 0.57 - Khu vực 3: Từ Quảng Trị đến Ninh Thuận có mật độ bão áp thấp nhiệt đới trung bình 0.40 - Khu vực 4: Từ Bình Thuận vào Nam Bộ có mật độ bão áp thấp nhiệt đới trung bình 0.07 1.1.5 Tính chất, đặc điểm gió Thời điểm xuất tốc độ gió khơng tn theo quy luật, gió xuất thời điểm hƣớng với tốc độ mạnh yếu khác 1.2 Tác động gió vào cơng trình biện pháp giảm thiểu 1.2.1 Tác động gió vào cơng trình Dƣới tác dụng tải trọng gió, cơng trình cao, mềm, độ mảnh lớn có dao động Tác dụng gió lên cơng trình bị chi phối chủ yếu vận tốc hƣớng thổi Các thơng số chia làm nhóm sau đây: - Nhóm thơng số đặc trƣng cho tính ngẫu nhiên tải trọng - Nhóm thơng số đặc trƣng cho địa hình - Nhóm thơng số đặc trƣng thân cơng trình 1.2.2 Các biện pháp giảm thiểu tác động gió vào cơng trình [4] 1.2.2.1 Các giải pháp quy hoạch 1.2.2.2 Các giải pháp kiến trúc 1.2.2.3 Các giải pháp kết cấu cơng trình 1.3.3 Các mơ hình Các tác động gió lên kết cấu (tức phản ứng cấu trúc), phụ thuộc vào hình dạng, kích thƣớc tính chất động cấu trúc Phần bao gồm phản ứng động gió chuyển động hỗn loạn cộng hƣởng với hình thức rung động gió 1.3.4 Các đề tài nghiên cứu ứng dụng tiêu chuẩn vào Việt Nam Ở Việt Nam luận văn nhƣ đề tài nghiên cứu tiêu chu n “Tải trọng tác động” nƣớc giới hạn chế, đặc biệt dẫn tính tốn tải trọng gió Hệ thống tiêu chu n EUROCODE đƣợc Bộ Xây dựng chủ trƣơng nghiên cứu để áp dụng vào Việt Nam Các tiêu chu n số nƣớc khu vực ASEAN mà đặc biệt tiêu chu n: Tiêu chu n DPT Standard 1311-50 (viết tắt DPT 1311-50) tiêu chu n SS EN 1991-1-4:2009Eurocode (viết tắt SS EN 1991-1-4) chƣa đƣợc nghiên cứu để áp dụng tính tốn vào cơng trình nhà nhiều tầng Việt Nam 1.4 Thí nghiệm ống thổi khí động (Wind tunnel test) CHƢƠNG SO SÁNH LÝ THUYẾT TÍNH TỐN TẢI TRỌNG GIÓ LÊN NHÀ CAO TẦNG THEO TIÊU CHUẨN VIỆT NAM, SINGAPORE VÀ THÁI LAN 2.1 Một số tiêu chuẩn tính tốn tải trọng gió 2.1.1 Tiêu chuẩn Việt Nam [1] Việt Nam áp dụng tiêu chu n TCVN 2737:1995 Tải trọng tác động – Tiêu chuẩn thiết kế (viết tắt TCVN 2737:1995) 2.1.1.1 Thành phần tĩnh Hình 2.1: Bản đồ phân vùng áp lực gió lãnh thổ Việt Nam 2.1.1.2 Thành phần động 2.1.2 Tiêu chuẩn DPT 1311-50 2.1.2.1 Phương pháp đơn giản 2.1.2.2 Phương pháp chi tiết 2.1.2.3 Phương pháp thí nghiệm hầm gió 2.1.2.4 Tính tốn tải trọng gió cho phương pháp đơn giản phương pháp chi tiết p = Iw.q.Ce.Cg.Cp (2.9)  Tính tốn áp lực từ vận tốc gió: p lực gió tiêu chu n q(kg/m2) đƣợc tính từ vận tốc gió tiêu chu n (hoặc tính tốn) V: q V 2 g (2.10) Tốc độ gió thiết kế tƣơng ứng cho vùng là: 41,1 1, 6.1,15 30, 30 (m/s) Bảng 2.3: Vận tốc gió tiêu chuẩn hệ số gió bão Vùng Khu vực Khu vực miền trung Phần dƣới khu vực miền Bắc Vùng khu vực biên giới Đông Tây Vùng Trên phần khu vực phía Bắc Vùng 4A Bờ biển phía đơng bán đảo Nam Tỉnh Phetchaburi bờ biển phía Tây Vùng 5A bán đảo Nam  Hệ số độ cao địa hình: Vùng V50 TF 25 1.0 27 1,0 29 25 1,0 1,2 25 1,08 + Phương pháp đơn giản: + Phương pháp chi tiết: Hệ số động Cg: + Phương pháp đơn giản: + Phương pháp chi tiết: Hệ số khí động: Đối với tịa nhà hình chữ nhật, hệ số khí động gió đ y gió hút tƣơng ứng 0,8 -0,5, nhƣ thể hình 2.3 Hình 2.3: Hệ số áp lực bên ngoài, Cp C*p cho cơng trình mái có chiều cao lớn chiều rộng Giới hạn chuyển vị ngang: Giới hạn chuyển vị ngang tối đa 1/500 chiều cao nhà cao tầng với hệ số độ quan trọng 0,75 trạng thái giới hạn sử dụng Khống chế dao động cơng trình: Dao động tối đa theo hƣớng gió xi xác định: KsF (2.18) a 2.n g D D p CeH Cg 2.1.3 Tiêu chuẩn SS EN 1991-1-4 2.1.3.1 Giá trị vận tốc gió vb = Cdir.Cseason.vb.o (2.19) Vận tốc gió trung bình 10 phút với xác suất  vƣợt năm đƣợc xác định cách nhân vb với hệ số xác suất cprob cprob K ln ln 1 K ln ln 0, 98 n (2.20) 2.1.3.2 Vận tốc gió trung bình theo độ cao (2.21) vm (z) cr (z).co (z) vb 2.1.3.3 Hệ số độ cao địa hình z với zmin ≤ z ≤ 200m C r (z) kr ln z0 (2.22) 16 DPT 1311-50: Địa hình dạng B SS EN 1991-1-4: Địa hình dạng II Hình 3.1: Mặt kết cấu điển hình Hình 3.2: Mơ hình Etabs 3D cơng trình – ví dụ 3.2 3.1.1 Các thơng số kết cấu cơng trình Bảng 3.1: Diaphragm MassX MassY XCM YCM T T m m D1 219.747 219.747 15 15 D1 238.007 238.007 15 15 Story16 D1 223.072 223.072 15 15 Story15 D1 221.846 221.846 15 15 Story14 D1 221.846 221.846 15 15 Story13 D1 221.846 221.846 15 15 Tầng Diaphragm Story18 Story17 17 MassX MassY XCM YCM Tầng Diaphragm T T m m Story12 D1 221.846 221.846 15 15 Story11 D1 221.846 221.846 15 15 Story10 D1 221.846 221.846 15 15 Story9 D1 221.846 221.846 15 15 Story8 D1 221.846 221.846 15 15 Story7 D1 221.846 221.846 15 15 Story6 D1 221.846 221.846 15 15 Story5 D1 224.806 224.806 15 15 Story4 D1 228.744 228.744 15 15 Story3 D1 228.744 228.744 15 15 Story2 D1 228.744 228.744 15 15 Story1 D1 235.807 235.807 15 15  Khai báo đặc trƣng cơng trình chƣơng trình: Tổ hợp khối lượng tham gia tính tốn dao động: MassD = BT + TTS + TUONG + 0.5HT Các mode dao động riêng cơng trình: Bảng 3.2: Các dạng dao động Dạng Chu kỳ (s) Tần số (Hz) UX UY UZ 1.896 0.527 0.3993 0.2715 1.896 0.527 0.2715 0.3993 1.286 0.778 0 0.433 2.309 0 0.425 2.353 0.1618 0.0454 0.425 2.353 0.0454 0.1618 0.262 3.817 0 0.193 5.181 0.0553 0.0094 0.193 5.181 0.0094 0.0553 10 0.187 5.348 0 11 0.147 6.803 0 18 12 0.122 8.197 0.0167 0.0099 3.2 Tính tốn tải trọng gió tác dụng vào cơng trình theo tiêu chuẩn TCVN 2737:1995 - Xác định giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh áp lực gió tác dụng lên cơng trình Bảng 3.3: Tải trọng gió – TCVN 2737:1995; Phương X (Y) Tầng Chiều Độ cao Hệ số độ p lực tiêu Chiều cao cao tầng sàn tầng cao k(z) chu n tĩnh đón gió Bề rộng đón gió Lực tiêu chu n tĩnh kN/m2 m m kN 0.866 1.152 30.00 7.8 0.956 1.271 30.00 117,00 99.00 134,739 125.876 3.3 11.1 1.019 1.355 30.00 99.00 134.129 Story4 3.3 14.4 1.068 1.420 30.00 99.00 140.563 Story5 3.3 17.7 1.108 1.474 30.00 99.00 145.882 Story6 3.3 21 1.143 1.520 30.00 99.00 150.441 Story7 3.3 24.3 1.173 1.560 30.00 99.00 154.445 Story8 3.3 27.6 1.200 1.596 30.00 99.00 158.026 Story9 3.3 30.9 1.225 1.629 30.00 99.00 161.272 Story10 3.3 34.2 1.247 1.659 30.00 99.00 164.244 Story11 3.3 37.5 1.268 1.687 30.00 99.00 166.990 Story12 3.3 40.8 1.288 1.713 30.00 99.00 169.545 Story13 3.3 44.1 1.306 1.737 30.00 99.00 171.935 Story14 3.3 47.4 1.323 1.759 30.00 99.00 174.183 Story15 3.3 50.7 1.339 1.781 30.00 99.00 176.306 Story16 3.3 54 1.354 1.801 30.00 99.00 178.319 Story17 3.3 57.3 1.369 1.821 30.00 117.00 213.002 Story18 4.5 61.8 1.388 1.845 30.00 67.50 124.570 m m Story1 4.5 4.5 Story2 3.3 Story3 - Xác định thành phần động tải trọng gió tác dụng lên cơng trình 19 Bảng 3.4: Tải trọng gió – TCVN 2737:1995; Phương X (Y) Tầng Khối lƣợng tâm cứng Chuyển vị tỉ đối tâm cứng theo phƣơng X M Lực gió tiêu chu n thành phần tĩnh Wtx yij (KN) Hệ số áp lực động ζ (KN) Thành phần xung vận tốc gió Lực gió tiêu chu n thành phần động Wpi Wpx (KN) (KN) Story1 2313.27 0.0184286 212.474 0.522 74.948 Story2 2243.98 0.0430571 125.876 0.497 42.257 2,361 5,351 Story3 2243.98 0.1428571 134.129 0.481 43.620 17,752 Story4 2243.98 0.1428571 140.563 0.470 44.654 17,752 Story5 2205.34 0.1428571 145.882 0.462 45.491 17,447 Story6 2176.31 0.1428571 150.441 0.455 46.197 17,217 Story7 2176.31 0.2857143 154.445 0.449 46.808 34,434 Story8 2176.31 0.2857143 158.026 0.444 47.347 34,434 Story9 2176.31 0.4285714 161.272 0.439 47.831 51,651 Story10 2176.31 0.4285714 164.244 0.435 48.270 51,651 Story11 2176.31 0.5714286 166.990 0.431 48.671 68,868 Story12 2176.31 0.5714286 169.545 0.428 49.042 68,868 Story13 2176.31 0.7142857 171.935 0.425 49.387 86,085 Story14 2176.31 0.7142857 174.183 0.422 49.709 86,085 Story15 2176.31 0.8571429 176.306 0.420 50.011 103,302 Story16 2188.34 0.8571429 178.319 0.418 50.295 103,873 Story17 2334.85 213.002 0.415 59.758 129,298 Story18 2155.72 124.570 0.413 34.711 119,379 3.3 Tính tốn tải trọng gió tác dụng vào cơng trình theo SS EN 1991-1-4 - Xác định vận tốc gió 20 - Xác định hệ số vận tốc gió trung bình theo độ cao dạng địa hình - Xác định hệ số áp lực theo độ cao - Xác định hệ số Cf - Xác định hệ số kết cấu Cs Cd Bảng 3.5: Tải trọng gió - SS EN 1991-1-4, phương Y Chiều Chiều Độ cao Tầng cao đón cao tầng sàn tầng gió Bề rộng Diện tích đón gió đón gió p lực gió Tải trọng theo độ gió tác động cao m m m m m2 kN/m2 kN Story1 4.5 4.5 3.9 30 117.00 1.717 319.362 Story2 3.3 7.8 3.3 30 99.00 1.717 270.229 Story3 3.3 11.1 3.3 30 99.00 1.717 270.229 Story4 3.3 14.4 3.3 30 99.00 1.717 270.229 Story5 3.3 17.7 3.3 30 99.00 1.717 270.229 Story6 3.3 21 3.3 30 99.00 1.717 270.229 Story7 3.3 24.3 3.3 30 99.00 1.717 270.229 Story8 3.3 27.6 3.3 30 99.00 1.717 270.229 Story9 3.3 30.9 3.3 30 99.00 1.725 271.488 Story10 3.3 34.2 3.3 30 99.00 1.756 276.367 Story11 3.3 37.5 3.3 30 99.00 1.787 281.246 Story12 3.3 40.8 3.3 30 99.00 1.818 286.125 Story13 3.3 44.1 3.3 30 99.00 1.849 291.004 Story14 3.3 47.4 3.3 30 99.00 1.880 295.883 Story15 3.3 50.7 3.3 30 99.00 1.910 300.604 Story16 3.3 54 3.3 30 99.00 1.941 305.483 Story17 3.3 57.3 3.90 30 117.00 1.972 366.792 Story18 4.5 61.8 2.25 30 67.50 2.014 216.118 3.4 Tính tốn tải trọng gió tác dụng vào cơng trình theo tiêu chuẩn DPT 1311-50 Cơng trình có chiều cao so với mặt đất 61,8m nên áp dụng phƣơng pháp đơn giản để tính tốn 21 - Xác định vận tốc gió - Xác định hệ số độ quan trọng tải trọng gió Iw - Xác định áp lực gió từ vận tốc gió - Xác định hệ số độ cao địa hình Ce - Xác định hệ số động Cg - Xác định hệ số khí động Cp Bảng 3.6: Tải trọng gió - DPT 1311-50; Phương X(Y) Tầng Chiều Bề Hệ số Chiều Độ cao cao rộng độ cao sàn tầng đón đón quan tầng gió gió trọng Hệ số Hệ Hệ Tải trọng p lực độ cao số số gió tác gió địa khí động động hình động m m m m kN/m2 kN Story1 4.5 4.5 3.9 30 1.15 0.555 0.522 1.3 101.26 Story2 3.3 7.8 3.3 30 1.15 0.555 0.615 1.3 101.06 Story3 3.3 11.1 3.3 30 1.15 0.555 0.684 1.3 112.34 Story4 3.3 14.4 3.3 30 1.15 0.555 0.739 1.3 121.47 Story5 3.3 17.7 3.3 30 1.15 0.555 0.787 1.3 129.22 Story6 3.3 21 3.3 30 1.15 0.555 0.828 1.3 136.02 Story7 3.3 24.3 3.3 30 1.15 0.555 0.865 1.3 142.11 Story8 3.3 27.6 3.3 30 1.15 0.555 0.899 1.3 147.64 Story9 3.3 30.9 3.3 30 1.15 0.555 0.930 1.3 152.73 Story10 3.3 34.2 3.3 30 1.15 0.555 0.958 1.3 157.45 Story11 3.3 37.5 3.3 30 1.15 0.555 0.985 1.3 161.86 Story12 3.3 40.8 3.3 30 1.15 0.555 1.011 1.3 166.01 Story13 3.3 44.1 3.3 30 1.15 0.555 1.034 1.3 169.93 Story14 3.3 47.4 3.3 30 1.15 0.555 1.057 1.3 173.65 Story15 3.3 50.7 3.3 30 1.15 0.555 1.079 1.3 177.19 Story16 3.3 54 3.3 30 1.15 0.555 1.099 1.3 180.58 Story17 3.3 57.3 3.90 30 1.15 0.555 1.119 1.3 217.24 Story18 4.5 61.8 2.25 30 1.15 0.555 1.145 1.3 128.21 22 3.5 So sánh kết tính tốn 3.5.1 So sánh tải trọng gió tác dụng lên cơng trình tính theo TCVN 2737-1995, SS EN 1991-1-4 DPT 1311-50 Bảng 3.7: So sánh tải trọng gió theo TCVN 2737-1995; SS EN 19911-4 - Phương Y DPT 1311-50 Tỷ số ST T TCVN 2737:1995 SS EN 1991DPT 1-4 1311-50 TCV N /SS EN TCV N/D PT Tầng Cao độ Story1 4.50 137.1 319.3619 101.26 0.43 1.35 Story2 7.80 131.227 270.2293 46 101.05 0.49 1.30 Story3 11.10 151.882 158.315 163.328 167.658 188.879 192.46 212.923 215.896 235.859 238.413 258.02 260.268 279.608 282.192 342.301 243.948 3939.286 142680.7 270.2293 270.2293 270.2293 270.2293 270.2293 270.2293 271.4883 276.3673 281.2462 286.1251 291.004 295.883 300.6045 305.4834 366.7918 216.1176 5286.325 168777.2 82 112.34 121.46 14 129.22 52 136.02 16 142.11 19 147.64 01 152.73 157.45 22 161.86 166.01 48 169.93 26 173.65 18 177.19 07 180.57 25 217.24 65 128.20 01 3860.2 59 142274 17 0.56 0.59 0.60 0.62 0.70 0.71 0.78 0.78 0.84 0.83 0.89 0.88 0.93 0.92 0.93 1.13 0.76 0.85 1.35 1.30 1.26 1.23 1.33 1.30 1.39 1.37 1.46 1.44 1.52 1.50 1.58 1.56 1.58 1.90 1.44 1.50 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Story4 14.40 Story5 17.70 Story6 21.00 Story7 24.30 Story8 27.60 Story9 30.90 Story10 34.20 Story11 37.50 Story12 40.80 Story13 44.10 Story14 47.40 Story15 50.70 Story16 54.00 Story17 57.30 Story18 61.80 Lực cắt đáy (kN) Mômen đáy (kN.m) 23 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 Tầng 244 282 280 260 258 238 236 216 213 192 189 168 163 158 152 131 137 342 T (KN) 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 Hình 3.3: Biểu đồ giá trị tiêu chuẩn tải trọng gió tính theo TCVN 2737-1995 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 Tầng 216 367 305 301 296 291 286 281 276 271 270 270 270 270 270 270 270 319 T (KN) 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 Hình 3.4: Biểu đồ giá trị tiêu chuẩn tải trọng gió tính theo SS EN 1991-1-4 24 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 Tầng 128 217 181 177 174 170 166 162 157 153 148 142 136 129 121 112 101 101 T (KN) 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 Hình 3.5: Biểu đồ giá trị tiêu chuẩn tải trọng gió tính theo DPT 1311-50 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 Tầng SS EN 1991-1-4 TCVN 2737:1995 DPT 1311-50 50 T (KN) 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 Hình 3.6: Biểu đồ so sánh giá trị tiêu chuẩn tải trọng gió tính theo TCVN 2737-1995, SS EN 1991-1-4 DPT 1311-50 3.5.2 So sánh chuyển vị ngang cơng trình tác động gió Chuyển vị ngang theo phƣơng Y lấy giá trị tổ hợp tải trọng 25 WINCHECK Bảng 3.8: So sánh Chuyển vị ngang tải trọng gió tính theo TCVN 2737-1995; SS EN 1991-1-4 - Phương Y DPT 1311-50 Tầng Story1 Story2 Story3 Story4 Story5 Cao TCVN 2737: SS EN DPT 1311 TCVN/SS TCVN/DPT độ 1995 (cm) 1991-1-4 (cm) -50 (cm) EN 4.5 0.033 0.042 0.023 0.88 1.53 7.8 0.075 0.092 0.051 0.88 1.53 11.1 0.129 0.156 0.087 0.88 1.53 14.4 0.193 0.232 0.13 0.88 1.53 17.7 0.265 0.316 0.178 0.87 1.52 Story6 21 0.346 Story7 24.3 Story8 27.6 Story9 0.41 0.231 0.87 1.52 0.433 0.51 0.289 0.87 1.52 0.525 0.614 0.349 0.87 1.52 30.9 0.621 0.723 0.411 0.86 1.51 Story10 34.2 0.719 0.834 0.476 0.86 1.51 Story11 37.5 0.82 0.946 0.541 0.85 1.51 Story12 40.8 0.921 1.06 0.606 0.85 1.50 Story13 44.1 1.022 1.173 0.672 0.84 1.50 Story14 47.4 1.124 1.286 0.737 0.84 1.49 Story15 50.7 1.224 1.398 0.802 0.83 1.49 Story16 54 1.324 1.509 0.866 0.82 1.48 Story17 57.3 1.422 1.618 0.93 0.81 1.47 Story18 61.8 1.554 1.765 1.015 0.79 1.46 26 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 Tầng 15,5 14,2 13,2 12,2 11,2 10,2 9,2 8,2 7,2 6,2 5,3 4,3 3,5 2,7 1,9 1,3 0,7 0,3 U (mm) 10 12 14 16 18 20 22 24 Hình 3.7: Biểu đồ giá trị chuyển vị ngang theo TCVN 2737-1995 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 Tầng 17,7 16,2 15,1 14,0 12,9 11,7 10,6 9,5 8,3 7,2 6,1 5,1 4,1 3,2 2,3 1,6 0,9 0,4 10 12 14 16 18 20 U (mm) 22 24 Hình 3.8: Biểu đồ giá trị chuyển vị ngang theo SS EN 1991-1-4 27 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 Tầng 10,1 9,3 8,7 8,0 7,4 6,7 6,1 5,4 4,8 4,1 3,5 2,9 2,3 1,8 1,3 0,9 0,5 0,2 10 12 U (mm) 14 16 18 20 22 24 Hình 3.9: Biểu đồ giá trị chuyển vị ngang theo DPT 1311-50 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 Tầng SS EN 1991-1-4 TCVN 2737:1995 DPT 1311-50 10 12 14 16 18 20 22 24U (mm) Hình 3.10: Biểu đồ so sánh giá trị chuyển vị ngang theo TCVN 27371995, SS EN 1991-1-4 DPT 1311-50 28 3.6 Nhận xét đánh giá - Với cơng trình khảo sát ví dụ TCVN 2737:1995 cho giá trị nhƣ sau: + Lực cắt đáy nhỏ SS EN 1991-1-4 theo phƣơng X(Y) là: 0,76 lần lớn DPT 1311-50 là: 1,44 lần + Mômen đáy nhỏ SS EN 1991-1-4 theo phƣơng X(Y) là: 0,85 lần lớn DPT 1311-50 là: 1,5 lần + Chuyển vị ngang đỉnh theo phƣơng X(Y) nhỏ SS EN 1991-1-4 là: 0,88 lần lớn DPT 1311-50 là: 1,53 lần - Tiêu chu n DPT 1311-50 tiêu chu n SS EN 1991-1-4 lấy vận tốc gió giá trị vận trung bình 10 phút với chu kỳ lặp 50 năm, TCVN 2737:1995 lấy vận tốc gió giá trị vận tốc gió trung bình giây với chu kỳ lặp 20 năm Do đó, với vị trí cơng trình (cùng điều kiện tự nhiên), vận tốc gió áp lực gió tính tốn theo DPT 1311-50 nhỏ so với TCVN 2737:1995 Nếu tính theo SS EN 1991-1-4 TCVN 2737:1995 nhỏ - Tiêu chu n SS EN 1991-1-4 xác định hệ số thay đổi áp lực gió theo độ cao dạng địa hình sở hàm logarit có xét thêm đến ảnh hƣởng rối dịng gió Trong TCVN 2737:1995 DPT 1311-50 xác định hệ số hàm số mũ phụ thuộc độ cao dạng địa hình Ngồi ra, tính tốn tải trọng gió lên cơng trình theo SS EN 1991-1-4, tùy thuộc vào kích thƣớc cơng trình thay đổi áp lực gió theo độ cao dạng địa hình đƣợc điều chỉnh lại theo phân đoạn chiều cao cơng trình dựa vào giá trị chiều cao tham chiếu (phụ thuộc hình dáng cơng trình).Với DPT 1311-50 cần xét đến hệ số động hệ số tầm quan trọng cơng trình - Tiêu chu n TCVN 2737:1995 tách riêng thành phần tĩnh 29 thành phần động tải trọng gió Ảnh hƣởng thành phần động đƣợc xác định sở thành phần tĩnh nhân với hệ số có kể đến ảnh hƣởng xung vận tốc gió lực qn tính cơng trình Tiêu chu n DPT 1311-50 ảnh hƣởng thành phần động đƣợc xác định hệ số tùy thuộc vào tỷ lệ tác động tối đa so với tác động trung bình tải trọng Cịn SS EN 1991-1-4 ảnh hƣởng thành phần động đƣợc xác định với thành phần tĩnh cách đƣa vào cơng thức tính tốn hệ số ảnh hƣởng động phụ thuộc vào dạng địa hình đặc trƣng phản ứng động kết cấu KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Qua phân tích, nghiên cứu lý thuyết tải trọng gió tính theo TCVN 2737:1995, DPT 1311-50 SS EN 1991-1-4 để ứng dụng vào tính tốn cơng trình cụ thể rút kết luận sau: - Khi tính tốn theo DPT 1311-50 SS EN 1991-1-4, vận tốc gió áp lực gió tra từ phụ lục quốc gia Việt Nam cần phải chuyển đổi từ vận tốc gió trung bình giây với chu kỳ lặp 20 năm thành vận tốc gió trung bình 10 phút với chu kỳ lặp 50 năm Với địa hình B tiêu chu n TCVN 2734:1995 có vận tốc gió tƣơng đƣơng với vận tốc gió trung bình 10 phút với chu kỳ lặp 50 năm độ nhám bề mặt Z0=0,005 - Giới hạn chiều cao tính tốn tải trọng gió theo TCVN 2737:1995; DPT 1311-50 SS EN 1991-1-4 xấp xỉ - Khi tính tốn tải trọng gió tính theo DPT 1311-50 SS EN 1991-1-4 so sánh với TCVN 2737:1995 thì: Giá trị Lực cắt đáy, Mômen đáy Chuyển vị ngang tải trọng gió tính theo DPT 1311-50 có giá trị nhỏ TCVN 2737:1995 tính theo SS EN 1991-1-4 cho giá trị lớn 30 - Nhìn chung, quy trình để tính tốn tải trọng gió tác dụng lên cơng trình theo SS EN 1991-1-4 có phần phức tạp so với tính toán theo TCVN 2737:1995 DPT 1311-50 Kiến nghị: Tiêu chu n TCVN 2737:1995, DPT 1311-50 SS EN 1991-1-4 có khác biệt cách thức xử lý số liệu quan điểm tính tốn Nên kết tính tốn tải trọng gió tác dụng vào cơng trình tiêu chu n có sai khác Vì vậy, việc áp dụng DPT 1311-50 SS EN 1991-1-4 vào tính tốn tải trọng gió tác dụng vào cơng trình, để phục vụ tính tốn cấu kiện phận kết cấu cơng trình với tiêu chu n Việt Nam hành cần phải đƣợc nghiên cứu, cân nhắc kỹ để đảm bảo tính đồng hệ thống tiêu chu n ... THUYẾT TÍNH TỐN TẢI TRỌNG GIĨ LÊN NHÀ CAO TẦNG THEO TIÊU CHUẨN VIỆT NAM, SINGAPORE VÀ THÁI LAN 2.1 Một số tiêu chuẩn tính tốn tải trọng gió 2.1.1 Tiêu chuẩn Việt Nam [1] Việt Nam áp dụng tiêu chu... chuẩn Việt Nam, Singapore Thái lan? ?? làm nội dung để nghiên cứu Mục đích nghiên cứu đề tài - Nghiên cứu tính tốn tải trọng gió tác dụng lên nhà cao tầng theo tiêu chu n Việt Nam, Singapore Thái Lan. .. tác hại gió bão - Tìm hiểu tiêu chu n tính tốn tải trọng gió tác dụng vào cơng trình số nƣớc giới - Tìm hiểu tiêu chu n: Singapore, Thái Lan đƣa quy trình tốn tốn tải trọng gió tác dụng lên nhà