Tạp chí khoa học công nghệ xây dựng , số 2, 2013

TẠP CHI ISSN 1859 - 1566 * É r 2013 v Ị Bộ XÂY DỰNG - VIỆN KHOA HỌC CƠNG Í®HẸ D NG Vietnam Institute for Building Svience and Technology- IBST TẠP CHÍ RA HÀNG QUÝ - - p M O * TAP TẠP CHÍ KHOA HỌC CỒNG NGHẸ XÁY DƯNG n J • NĂM THỨ 41, SỐ 2/2013 (162) ISSN 1859 - 1566 Bộ XÂY DỰNG - VIỆN KHCN XÂY DỰNG MỤC LỤC Tổng biên tập TS Trịnh Việt Cường KHẢO SÁT - THIẾT KÉ XẢY DỰNG Phó Tổng biên tập PGS.TS Trần Chủng TS Vũ Thành Trung KS Nguyễn Quỳnh Hoa Đánh giá profile vận tốc gió theo tiêu chuẩn số nước Nghiên cứu trinh phá hủy dây chuyền khung nhiều tầng bê tông cốt thép liền khối phương pháp phân tích động phi tuyến 12 Phân tích kết thi nghiệm thấm theo phương pháp cột nước không đổi trường 18 Hội đồng Khoa học Chủ tịch TS Cao Duy Khôi GS.TS Nguyễn Mạnh Kiểm Các ủy viên GS.TSKH Nguyễn Đăng Bích PGS TS Nguyễn Xuân Chính TS Nguyễn Cao Dương TS Trần Minh Đức TS Nguyễn Trung Hồ KS Tạ Xn Hịa GS.TSKH Nguyễn Văn Hợi TS Ngô Văn Hợi TS Lê Quang Hùng TS Nguyễn Huyên PGS.TS Nguyễn Bá Kế TS Phạm Văn Khoan ThS Nguyễn Sơn Lâm GS.TSKH Nguyễn Văn Liên PGS TSKH Tran Mạnh Liều TS Nguyên Đại Minh PGS TS Nguyễn Lê Ninh TS Nguyễn Đức Thắng TS Phạm Quyết Thắng PGS TS Võ Văn Thảo PGS TS Nguyên Võ Thông PGS TS Cao Dụy Tiến PGS.TS Đọàn Thế Tường TS Trần Bá Việt Trụ sờ tòa soạn Viện KHCN Xây dựng 81 Trần Cung-Nghĩa TânCầu Giấy-Hà Nội Điện thoại: 37556098; 37544196 Fax: 4.4 38 61 97 Email: vkhcnxd@fpt.vn website: http:// www.ibst.vn Giấy phép số: 172/ GP-BVHTT Ngày 24/4/2001 ThS Nguyễn Huy Long • VẠT LIỆU - MÔI TRUỬNG - KỸ THUẠT HẠ TÀNG ThS Nguyễn Công Thắng, TS Nguyễn Văn Tuấn, PGS.TS Phạm Hữu Hanh, ThS Nguyễn Trọng Lâm TS Phạm Tồn Đức • Nghiên cứu chế tạo bê tông chất lượng siêu cao sử dụng hỗn hợp phụ gia khoáng silica fume tro bay sẵn có Việt Nam 24 Nghiên cứu ảnh hường tro tuyển nhiệt điện Hải Phòng tới cường độ, độ chống thấm bê tông điều kiện khí hậu nóng ẩm Việt Nam 32 THI CƠNG XÂY LẢP - KIEM ĐỊNH CHÁT LƯỢNG TS Nguyễn Quang Minh ThS Nguyễn Đăng Hiếu ThS Nguyễn Xuân Hòa ThS Lê Văn Hùng • Xác định độ thẳng đứng cơng trinh nhà cao tầng cơng nghẹ GPS có tính đến anh hường rung lắc cơng trình 30 • Xây dựng công thức nội suy dị thường độ cao hệ tọa độ vng góc khơng gian địa diện chân trời địa phương 42 Một số công nghệ xây dựng 46 THÔNG TIN KHCN MỚI In Công ty CP Nhà in Khoa học & Cõng nghệ In xong nộp lưu chiểu tháng 6/2013 QUARTERLY JO U R N AL IiUILDING SCIENCE AND TECHNOLOGY JOURNAL 41™ YEAR, N° 2/2013 (162) ISSN 1859 - 1566 MINISTRY OF CONSTRUCTION Editor-in-C hief VIET NAM INSTITUTE FOR BUILDING SCIENCE AND TECHNOLOGY Dr Trinh Viet C uong CONTENTS INVESTIGATION - DESIGN Deputy Editor-in-C hief A/Prof Dr Tran Chung Dr Vu Thanh Trung Eng Nguyen Quynh Hoa • Wind speed profiles: comparative study of different wind codes Dr Cao Duy Khoi • Progressive collapse of multi-storey monolithic RC frames in dynamic nonlinear analysis ^ MEng Nguyen Huy Long • Analyzing results from field constant head permeability tests 18 S c ie n c e C o u n c il C h a irm a n Prof Dr Nguyen Manh Kiem M em b e rs Prof Dr Sc Nguyen Dang Bich A/Prof Dr Nguyen Xuan Chinh Dr Nguyen Cao Duong Dr Tran Minh Due Dr Nguyen Trung Hoa Prof Dr Sc Nguyen Van Hoi Dr Ngo Van Hoi Dr Le Quang Hung Dr Nguyen Huyen A/Prof Dr Nguyen Ba Ke Dr Pham Van Khoan MEng Nguyen Son Lam Prof Dr Sc Nguyen Van Lien A/Prof.Dr Sc Tran Manh Lieu Dr Nguyen Dai Minh A/Prof Dr Nguyen Le Ninh Dr Nguyen Due Thang Dr Pham Quyet Thang A/Prof Dr Vo Van Thao A/Prof Dr Nguyen Vo Thong A/Prof Dr Cao Duy Tien A/Prof Dr Doan The Tuong Dr Tran Ba Viet Editorial Office Vien KHCN Xay dung 81 Tran Cung-Nghia TanCau Giay-Ha Noi Phones: 37556 098; 37544196 Fax: 84.4.38361197 Email: vkhcnxd@fpt.vn w ebsite: h ttp :// w w w ibst.vn Publication permit: Nr 172/G P -B V H TT Dated April 24th, 2001 METERIALS - ENVIRONMENT - INFRASTRUCTURE ENGINEERING MEng Nguyen Cong Thang, Dr Nguyen Van Tuan, Prof Dr Pham Huu Hanh, MEng Nguyen Trong Lam Dr Pham Toan Duc Ultra high performance concrete using the combination of silica fume and fly ash available in Vietnam 24 The study influence of Haiphong thermal power plants ash on compressive strength and waterpermeability of concrete in Vietnam humid climatic conditions 32 CONSTRUCTION - QUALITY INSPECTION Dr Nguyen Quang Minh MEng Nguyen Dang Hieu • Determination of verticality of high-rise building using GPS with consideration of the building displacements 36 MEng Nguyen Xuan Hoa MEng Le Van Hung • Establishment of interpolation formula for the elevation anomalous in the local topocentric coordinate system 42 SCIENTIFIC AND TECHNOLOGICAL NEWS • Some new construction technologies in Printed in Scienctific & Technological Printing House JSC Printing completed and deposited on June, 2013 46 KHÁO SÁT - THIÉT KÉ XẢY DỰNG _ ĐÁNH GIÁ PROFILE VẬN T ố c GIÓ THEO CÁC TIÊU CHUẤN CỦA MỘT số NƯỚC TS VŨ THÀNH TRUNG Viện KHCN Xây dựng KS NGUYỄN QUỲNH HOA Cơng ty Aurecon Tóm tắt: Đối với nghiên cứu gió, hiểu biết tốc gió tiêu chuẩn giới xác đặc tính cùa dịng gió tác dụng quan trọng cần thiết Bài báo trình bày kết cần thiết Độ nhám bể mặt địa hình định đánh giá dạng profile vận tốc gió theo tiêu chuẩn đặc tính cùa dịng gió, dạng profile vận TCVN 2737:1995 với tiêu chuẩn tốc theo tiêu chuẩn gió khác khác giới [1, 2, 3, 5, , 7, 14], Từ đề xuất dạng Bài báo trình bày kết đánh giá profile profile vận tốc gió áp dụng cho tiêu chuẩn tải theo tiêu chuẩn gió khác từ đề xuất trọng gió Việt Nam số dạng profile vận tốc với thời gian lấy trung bình Profile vận tốc gió 10 phút giây cho tiêu chuẩn gló Việt Nam Từ khóa: Gió, profile vận tốc gió Đặt vấn đề Vùng gần mặt đát có ảnh hường ma sát gọi "lớp biên" (atmospheric boundary layer) (hình 1) Ảnh hường ma sát giảm với chiều cao vận tốc gió tăng dần theo chiều cao, Trong thời đại tồn cầu hóa cơng nghiệp xây chiều cao mà từ vận tốc gió khơng thay đổi dựng hài hịa tiêu chuẩn tải trọng gió gọi chiều cao gradient Lớp khơng khí phía giới, tim hiểu khác profile vận chiều cao gradient gọi lớp biên [17], Các tiêu chuẩn khác dùng loại profile gió khác nhau, thời gian lấy trung bình vận tốc gió chu kỳ lặp khác (bảng 1) Tạp chí KHCN Xây dựng - số 2/2013 KHÁO SÁT-THIÉT KÉ XÂY DỰNG Bảng Thời gian lấy trung binh, chiểu cao tham chiếu chu kỳ lặp Tiêu chuẩn Thời gian trung bình cho vận tốc gió (giây) ASCE 7-2010 AS/NZS 1170.2:2002 NBCC (2010) AU 2004 EN 1991-1-4.2005 ISO/FDIS 4354: 2008 SNIP2.01.07-85* (2011) TCVN 2737:1995 TCVN2737: (dựthảo) 3 3600 600 600 3/600 600 600 Thời gian trung binh cho vận tốc gió thiết kế chiều cao tham chiếu (giây) 3600 3600 600 3600 600 600 3600 2.1 Profile vận tóc gió trung bình Chiều cao tham chiếu cho hệ số giật Chiều cao tham chiếu (m) Chu kỳ lặp (năm) 0,6h h h h 0,6h h h h h 10 10 10 10 10 10 10 10 10 50 500 50 100 50 50 50 20 50 V,(z) = V(z) + g ( ĩ ) y Prile vận tốc gió trung binh đưọ’c định nghĩa hàm theo độ cao mặt đất xác định Trong đó: theo hàm logarit hàm số mũ [11, 12] T - thời gian trung binh 3s; a Hàm logarit g(T) - hệ số đỉnh V(z) - u t / k \ n ( z / z ữ) (1) Trong đó: Hệ số giật vận tốc gió định nghĩa theo phương trình sau [12]: k - số von Karman có giá trị xấp xỉ 0,4; u■- vận tốc ma sát; A Gy ( t ) = v, (z) / V ( z ) = l + g ( T) I ( z ) (4) Trong đó: z0 - chiều dài độ nhám bề mặt; /(z) - độ rối độ cao z z - chiều cao mặt đất Protile vận tốc gió giật giây thẻ theo phương trình sau: b Hàm số mũ V(z) = V0E(z) = V o b ( z / \ o ỹ V l (z) = V o b ( z / \ ) a (2) (5) Trong đó: Trong đó: V - vận tốc gió giật giây bản; V - vận tốc gió trung bình; E - hệ số ảnh hưởng theo độ cao vận tổc gió; b a (3) - số phụ thuộc vào dạng địa hình b a - số phụ thuộc vào dạng địa hình Các tiêu 1170.2:2002, Vận tốc gió trung bình tiêu chuẩn lấy độ cao 10 m dạng địa hình thống chuẩn ISO/FDIS ASCE 4354: 7-2010, 2008 AS/NZS TCVN 2737:1995 sử dụng prile vận tốc gió giây Dạng địa hình Trong tiêu chuẩn, vận tốc gió trung bình dựa Do đặc tính dịng gió tới tác dụng lên cơng thời gian lấy trung bình 10 phút trình bị tác động bời độ nhám bề mặt nên proíile b =1 Trong tiêu chuẩn ASCE 7-2010, AS/NZS TCVN vận tốc gió tiêu chuẩn thể giới khác 2737:1995, vận tốc gió trung bình dựa thời gian Vận tốc gió thay đổi với chiều cao thay đổi 1170.2:2002, ISO/FDIS 4354: 2008 lấy trung bình giây b có giá trị nhỏ chủng liên quan đến độ nhám bề mặt đất 2.2 Proỉile vận tốc gió giật loại bề mặt khác có độ nhám khác Đẻ phân loại cho điều kiện độ nhám khác Prile vận tốc gió giật sử dụng tiêu chuẩn ASCE 7-2010, AS/NZS 1170.2:2002 ISO/FDIS 4354: 2008 TCVN 2737:1995 này, dạng địa hình khác quy định Số lượng dạng địa hình quy định tiêu chuẩn giới (bảng 2) Tạp chí KHCN Xây dựng - số 2/2013 KHÀO SÁT - THIẾT KÉ XÂY DỰNG Bảng Thông tin phân loại dạng địa hình theo tiêu chuẩn khác Số dạng Dạng profile Hệ số mũ biểu đồ Chiều dài dô nhám Zo Tiêu chuẩn địa hình vận tốc gió profile vận tốc giỏ a (mj Luật lũy thừa AU-RLB 2004 từ 0,1 đến 0,35 từ 0,0014 đến 1,82 (Power Law) Dạng logarit Deatừ 0,13 đến 0,28 AS/NZS 1170.2:2002 từ 0,002 đến 2,0 ves Harris (quy đổi) Luật lũy thừa ASCE 7-2010 từ 0,11 đến 0,33 từ 0,0039 đến 0,58 (Power Law) từ 0,1 đến 0,35 EN 1991-1-4.2005 Dạng logarit từ 0,003 đến 1,0 (quy đổi) Dạng logarit Deatừ 0,12 đến 0,43 ISO/FDIS 4354: 2008 từ 0,003 đển 3,0 ves Harris (quy đổi) Luật lũy thừa NBCC (2010) từ 0,14 đến 0,36 từ 0,025 đến 0,58 (Power Law) Luật lũy thừa SNIP 2.01.07-85* (2011) từ 0,15 đến 0,25 từ 0,055 đến 3,0 (Power Law) Luật lũy thừa TCVN 2737:1995 từ 0,11 đến 0,25 từ 0,002 đến 2,0 (Power Law) Việt Nam TCVN 2011 Luật lũy thừa từ 0,15 đến 0,25 từ 0,055 đến 3,0 (dự thảo) (Power Law) Giá trị chiều dài độ nhám Zo theo tiêu chuẩn Từ bảng 2, ta thấy số lượng dạng địa hình khác Ví dụ giá trị địa hình tiêu chuẩn thay đổi từ đến Nên câu hỏi thống giá trị Zo Việt Nam TCVN 2011 (dự số lượng dạng địa hình nên phù hợp, tháo) SNIP 2.01.07-85* (2011) z 0,055 m để trả lời câu hỏi cần phải đảm bảo hai điều cịn AU-RLB 2004 z 0,0014 m Các kiện sau: giá trị chiều dài độ nhám Zo cho khu vực thành phố lớn thay đổi nhiều theo tiêu chuẩn khác Ví dụ z0 1,82 m theo AU-RLB 2004, m theo AS/NZS 1170.2:2002, m theo EN 1991-1-4.2005, m theo ISO/FDIS 4354: 2008, m theo SNIP 2.01.07-85* (2011), m theo Việt Nam TCVN 2011 (dự thảo) m theo TCVN 2737:1995 Trong tiêu chuẩn có tiêu chuẩn ASCE 7-2010 tiêu chuẩn NBCC (2010) bỏ dạng địa hình thành phố lớn (địa hình dạng A tiêu chuẩn ASCE 7-2010 địa hình dạng c tiêu chuẩn NBCC (2010)) nên giá trị lớn Zo 0,58 m nhỏ nhiều so với tiêu chuẩn khác Hầu hết tiêu chuẩn dùng quy luật hàm số mũ để mô profile vận tốc gió, có tiêu chuẩn AS/NZS 1170.2:2002, EN 1991-14.2005 ISO/FDIS 4354: 2008 dùng hàm logarlt để mơ profile vận tốc gió - Số lượng dạng địa hình nên vừa đủ để đảm bảo lựa chọn hai dạng địa hình gần không gây sai số lớn; - Từng dạng địa hình phân biệt giảm sai sót lựa chọn dạng địa hình Chiều dài độ nhám ZoCÓ giá trị thay đổi từ 0,0014 m (dạng địa hình trống trải) đến m (dạng địa hình có độ nhám cao địa hình trung tâm thành phố) Đẻ hiểu sai lệch tính tốn vận tốc gió lựa chọn dạng địa hình, bảng đưa tính tốn sai số cho dạng địa hình khác (dạng địa hình thống, dạng địa hình có vật cản thấp dạng địa hình thành phố tương ứng với ba hàm số mũ 0,1, 0,2 0,3) Từ bảng có thẻ thấy rang dạng địa hình nhám thay đổi giá trị hàm số mũ ảnh hưởng nhiều so với dạng địa hình có độ nhám Vì đẻ giữ cho sai số vận tốc gió nhỏ 10 % cần có khoảng đến dạng địa hình Bảng Các hàm số mũ cho sai số tính tốn khoảng 10% Dạng địa hình Dạng địa hình trơn Dạng địa hình có cL, mám vừa Dạng địa hình có độ nhám cao Tạp chí KHCN Xây dựng - số 2/2013 Sai số vận tốc gió Giá trị số mũ '10% 0,09 + 10% 0,15 ' 10% 0,17 + 10% 0,23 ' 10% 0,28 + 10 % 0,33 KHẢO SÁT - THIÉT KÉ XÂY DỰNG Đẻ đảm bảo điều kiện quy định rõ ràng nhám bảng độ nhám sử dụng cho dạng địa hình phân biệt rõ ràng tiêu chuẩn điều chỉnh để có các dạng địa hình có nhiều nghiên cứu dạng địa hình cho phù hợp Bảng thể dạng độ nhám bề mặt dạng địa Daven­ địa hình tương ứng với loại độ nhám Zq port (1960), Deveas (1978), Cook (1985), Schimid dạng địa hình theo tiêu chuẩn & Oke (1990) W ieringa (1992) Trong báo thể bảng độ nhám Wieringa (1992) cho thấy giá trị VỚI phân loại thể bảng z0 thỏa mãn với kết thí nghiệm Sự giúp cho kỹ sư thiết kế việc lựa chọn mô tả dạng địa hình thể dạng địa hình cơng việc xác định tải trọng gió lên bảng cơng trình Ngồi ra, sử dụng hình ảnh Từ kết bảng 3, ta dùng giá trị cùa dạng địa hình điển hình tiêu chuẩn để lựa số mũ 0,1, 0,15, 0,2, 0,24, 0,28 0,31 (tương chọn dạng địa hình tính tốn tải trọng gió Hình ứng với giá trị z0 0,0014, 0,04, 0,21, 0,49, 0,89 ảnh dạng địa hình mơ tả bảng 1,26) Dựa vào phân loại độ nhám giá trị độ thể hình Bảng Phân loại độ nhám Davenport Wieringa (2001) STT Dạng địa hình Mặt biển Khu vực thoáng tro’n z0 (m) 0,0002 0,005 Khu vực thoáng 0,03 Khu vực thoáng bề mặt nhám 0,1 Khu vực có bề mặt nhám 0,25 Khu vực có bề mặt nhám Khu vực bị che chắn mạnh Khu vực bị nhiễu loạn mạnh 0,5 >2 Mô tả Mặt biển hồ Bề mặt đất khơng có vật cản (bờ biển, bề mặt ) Vùng nông thôn với thảm thực vật có chiều cao thấp (cỏ) cỏ vật cản cách với khoảng cách 50 lần chiều cao vật cản Ví dụ vùng đất khơng có bụi cây, đơng hoang, lãnh ngun đường cất hạ cánh máy bay Khu vực có thảm thực vật với chiều cao thấp (lúa), khu vực nơng thơn thống với vật cản khơng liên tục Khu vực phát triển với trồng cao trồng với chiều cao thay đổi vật cản rải rác với khoảng cách trung bình khoảng 15 lân chiều cao vật cản Khu vực với nhiều nhóm vật cản lớn (các cánh đồng lớn, nhóm rừng) tách với khoảng cách khoảng 10 lần chiều cao vật cản Khu vực phủ tồn với vật cản có kích thước gần với khoảng cách chúng lớn chiều cao vật cản, ví dụ khu rừng già đặn, thành phố khu dân cư có kich thước đặn Trung tâm thành phố gồm nhiều nhà cao tầng thấp tằng Các khu rừng lớn có hình dạng khống với nhiều khoảng trống Bảng Các dạng địa hình kiến nghị Dạng địa hình Mơ tả Chiều dài độ nhám Z o (m) SỐ mũ a Dạng I Khu vực mặt nước thống (biển, hồ với vật cản) 0,002 0,1 Dang II Khu vực thống (địa hình có vật cản cao đến 10 m; Khu vực nông thơn VỚI nhà thấp tầng) 0,04 0,15 Chiều dài độ nhám theo tiêu chuẩn (zo (m)) AU-RLB 2004 Cat I - Khu vực biển (0,0014) AS/NZS 1170.2:2002 Cat —Đia hình trống trải, khơng có vât cản (0,002) ÈN 1991-1-4.2005 Cat - Khu vực biển (0,003) ISO/FDIS 4354: 2008 Cat - Khu vực biền (0,003) ASCE 7-2010 Exp D - Khu vực phẳng bề mặt biển, hồ (0,0039) TCVN 2737:1995 Địa hinh dạng A - Địa hình trống trải, khơng có vật cản 1,5 m (0,002) EN 1991-1-4.2005 Cat I —Măt hồ hoăc khu vưc khơng có vât cản (0,01) AS/NZS 1170.2:2002 Cat - Mặt hồ, đồng cỏ hoăc khu vưc có vật cản cao từ 1,5 m đến 10 m (0,02) NBCC (2010) Exp A - Khu vực thoáng (0,025) ISO/FDIS 4354: 2008 Cat —open country (0,03) AIJ-RLB 2004 Cat II - Khu vực thống với vật cản có chiều cao nhỏ 10 m (0,04) ASCE 7-2010 Exp c - Khu vưc thốnq VỚI vât cản có chiều cao Tạp chí KHCN Xây dựng - số 2/2013 KHẢO SÁT - THI ÉT KẺ XÂY DỰNG Dạng địa hình Dang III Dang IV Dang V Dang VI Chiều dài độ nhám Zũ (m) Mỏ tả Rừng/Khu vực ngoại ô với số it cao 35 m (có chủ yếu vật cản từ 3m đến m) Khu vực thị (có nhiều cơng trinh cao từ 10 m đến 50 m) Thành phố (có nhiều nhà cao trung binh nhà cao 50 jn ) _ Trung tâm thành phố (tập trung nhiều nhà cao tầng VỚI cơng trình khác) SỐ mũ a 0,2 0,2 0,5 0,24 1,0 > 2,0 0,29 0,36 a) Dạng địa hình I c) Dạng địa hình III Tạp chí KHCN Xây dựng - số 2/2013 Chiều dài độ nhám theo tiêu chuẩn (z0 (m)) nhỏ 9,1 m (0,048) EN 1991-1-4.2005 Cat II - Khu vưc với It vât cản, (0,05) SNIP 2.01.07-85* (2011) Việt Nam TCVN 2011 (dự thảo) Địa hình dang A- Các bờ thống biển, hồ, sa mac, đồng cỏ, (0,055) TCVN 2737:1995 Địa hình dạng B - Khu vực tương đốl trống trải, có sổ vật cản thưa thớt cao không 10 m (0,02) AS/NZS 1170.2:2002 Cat - Khu vực với vật cản có chiều cao từ 3m đến 5m, khu vưc ngoai ô (0,2) AU-RLB 2004 Cat III - Khu vực ngoại ô (0,21) EN 1991-1-4.2005 Cat III - Khu vực ngoại ô, rừng (0,3) ISO/FDIS 4354: 2008 Cat - Khu vưc ngoai ô (0,3) SNIP 2.01.07-85* (2011) Việt Nam TCVN 2011 (dự thảo) Địa hình dạng B - vùng ngoại thành phố, rừng rậm vùng khác có vật cản phân bố cao 10 m (0,6) ASCE 7-2010 Exp B - Khu vực đô thị (0,58) NBCC (2010) Exp B - Khu vực ngoại ô đô thị (0,58) AU-RLB 2004 Cat IV - Khu vưc thành phố có nhà cao từ đến tầng (0,78) EN 1991-1-4.2005 Cat IV - Khu vực với 15 % diện tích có cơng trinh >15m (1,0) AU-RLB 2004 Cat V - Khu vưc nhà cao tầng thành phố (1,82) AS/NZS 1170.2:2002 Cat - Thành phố (2,0) ISO/FDIS 4354: 2008 Cat - Đô thị (3,0) SNIP 2.01.07-85* (2011) Việt Nam TCVN 2011 (dự thảo) Địa hình dạng c - Khu vực thành phố có nhiều nhà cao 25 m (3,0) TCVN 2737:1995 Địa hình dạng c - Khu vực bị che chắn mạnh, có nhiêu vật cản sát cao từ 10 m trờ lên (2,0) b) Dạng địa hình II d) Dạng địa hình IV KHẢO SÁT ■THÍÉT KÉ XÂY DỰNG f) Dang đia hình VI a e) Dạng địa hình V Hình Hình ảnh dạng địa hình điển hình Các thơng số cùa profile vận tốc gió trung bình 10 phút profile vận tốc gió giật giây kiến nghị thể bảng Các profile vận tốc gió giật giây 10 phút kiến nghị lựa chọn thể hình Bảng Các thơng số profile vận tốc gió kiến nghị Dạng địa hình Dạng I Dạng II Dạng III Dạng IV Dạng V Dạng VI Mô tả Khu vực mặt nước thống (biển, hồ với rát vật cản) Khu vực thống (địa hình cỏ vật cản cao đến 10 m Khu vực nơng thơn với nhà thấp tầng) Rừng/Khu vực ngoại với số cao 35 m (có chủ yếu vật cản từ m đến m) Khu vực thị (có nhiều cơng trình cao từ 10 m đến 50 m) Thành phố (có nhiều nhà cao trung binh nhà cao 50 m) Trung tâm thành phố (tập trung nhiều nhà cao tầng với cơng trình khác) Hình Profile vận tỗc gió giật giây kiến nghị Giật giãy Chiều cao gradient Zc (m) Thòi gian lấy trung binh 10 phút a b a b 250 1,13 0,05 1,22 0,1 350 0,08 0,15 450 0,876 0,11 0,8 0,2 500 0,78 0,14 0,66 0,24 550 0,71 0,17 0,54 0,29 650 0,61 0,19 0,38 0,36 Hình Profile vận tốc gió trung bình 10 phút So sánh profile vận tốc gió theo tiêu chuẩn khác Dựa vào phân loại dạng địa hình bảng hình so sánh profile vận tốc gió theo tiêu chuẩn kiến nghị thề hình từ đến 14 cho thấy có thống chúng độ cao từ khoảng 100 m trờ xuống Tạp chí KHCN Xây dựng - số 2/2013 KHẢO SÁT - THIẾT KÉ XÂY DỰNG 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 Hinh Profile vận tốc gió trung bình 10 phút theo tiêu chuẩn khác (tương ứng với dạng địa hình I) Hình Profile vận tốc gió trung binh 10 phút theo tiêu chuẩn khắc (tương ứng với dạng địa hình II) Hình Profile vận tốc gió trung bình 10 phút glờ theo tiêu chuẩn khác (tương ứng với dạng địa hình III) Hinh Profile vận tốc gió trung bình 10 phút theo tiêu chuẩn khác (tương ứng với dạng địa hình IV) Hình Profile vận tốc gló trung bình 10 phút theo tiêu chuẩn khác (tương ứng VỚI dạng địa hình V) Tạp chí KHCN Xây dựng - số 2/2013 Hình 10 Profile vận tốc gló trung bình 10 phút theo tiêu chuẩn khác (tương ứng VỚI dạng địa hình VI) THI CÔNG XÂY LÁP - K1ÉM ĐỊNH CHÁT LƯỢNG Hiển nhiên dao động ảnh hưỏ’ng đến kết đo đạc điểm tọa độ cho tầng cao cơng trình phương pháp đo bẳng máy kinh vĩ, máy toàn đạc điện tử máy chiếu đứng Ảnh hường gần giống việc đặt thiết bị đo đạc lên giá chân bị đung đưa với biên độ 3-5cm khoảng thời gian từ đến giây Như trình đo đạc tọa độ cho điểm tầng cao (từ 100 trở lên) cịn phải tính đến ảnh hưởng dao động tịa nhà Để có thẻ khắc phục ảnh hường dao động nói chuyền tọa độ lên tầng cao cần thực việc đo đạc tọa độ điểm tầng cao nhiều lần thời điểm khác lấy giá trị trung bình Hiện chưa có nghiên cứu xác định số lần đo cần thiết để khử ảnh hưởng trình dao động tòa nhà tầng cao Tuy nhiên theo nghiên cứu thực nghiệm Heyes [5] có thẻ sử dụng trị đo GPS đo vòng với thời gian thu nhịp tín hiệu giây Như có thẻ thấy số trị đo tham gia thực định vị tĩnh lồ 1800 trị đo Đây ưu điểm việc xác định độ thẳng đứng tòa nhà GPS Đối với phương pháp sử dụng máy chiếu đứng việc phải chiếu nhiều lần thực thiết bị có Việt Nam Có thể khắc phục vấn đề phần chuyển điểm tọa độ khoảng cách ngắn để đồng dao động Tuy nhiên, điều dẫn đến tích lũy sai số chiếu chuyển điểm Trong trường hợp sử dụng mảy toàn đạc điện tử cần sử dụng phương pháp đo tự động đề xác định tọa độ nhiều lần đảm bảo tránh ảnh hường dao động kết cấu đến kết đo độ thẳng đứng công trình Tuy nhiên, qua phân tích khuyến cáo nên sử dụng GPS để chuyển điểm lên cao sử dụng máy GPS để kiểm tra độ thẳng đứng cơng trinh số lượng trị đo phương pháp GPS lởn, vị trí tọa ơộ xác định vị trí trung bình vị trí dao động Thực nghiệm xác định độ thẳng đứng cùa công trinh GPS 3.1 Khu vực thực nghiệm Với phân tích khả ứng dụng GPS xác định độ thẳng đứng cơng trình, tác giả tiến thành nghiên cứu thực nghiệm xác định độ thẳng đứng cơng trình nhà cao tầng Việt Nam Khu vực thực nghiệm tiến hành tòa nhà Lotte Landmark Tower, đường Liễu Giai Đào Tấn, quận Ba Đình, Hà Nội (hình 3) Cơng trình gồm tịa nhà 68 tầng với tổng chiều cao dự kiến 280m diện tích 14000m2 Cơng trình có hai lõi cứng bê tông cốt thép thi công phương pháp cốp pha trượt đầy dần lên cao ván khuôn trượt Phần bên ngồi xây dựng bê tơng bám vào kết cẩu lõi (hình 4) Hình Hình ảnh thiết kế cơng trình tỏa tháp Lotte dự kiến 38 Tạp chí KHCN Xây dựng - số 2/2013 THI CÓNG XẢY LẤP - KIỀM ĐỊNH CHÁT LƯỢNG Hình Hai phần kết cấu lõi (Core) tịa nhà Lotte thi cơng Để chuyển trục cơng trình lên tầng cao, đơn vị thi lưới khống chế hình với hai điểm gốc cơng dựa vào trục kết cấu lõi Giao khống chế GPS-1 GPS-2 nằm gần công trường điểm trục đặt tên 1, 2, 3, 1, 2, 3, điểm chiếu đứng kết cấu lõi Kết chiếu lên tầng cao máy chiếu đứng đo so sánh VỚI tọa độ phía thi công tạo thành trục đứng kết cấu lõi Các trục xác định cho độ lệch trục đứng công đứng cần kiểm tra độ thẳng đứng tầng trình theo phương X, Y hệ trục tọa độ công lần GPS với độ lệch trục đứng cho phép tối trường đa 50mm Như vậy, hai lõi có điểm cần xác định độ thẳng đứng trục công trinh Tại điểm mặt sàn tầng có chơn mốc làm sờ để chuyển điểm lên cơng trình Tọa độ điểm 1, 2, 3, xác định chế độ đo tĩnh với ca đo kéo dài từ 25-40 phút/1 ca đo nhằm mục đích tránh ảnh hưởng dao động kết cấu cơng trình đến kết đo Q trình xử lý kết Từ điểm gốc mặt sàn tầng lưới khống chế bố trí xung quanh công trinh, lưới khống chế đo máy toàn đạc điện tử xây dựng để xác định tọa độ điểm gốc quan trắc bên ngồi cơng trường với sai số trung phương vị trí điểm yếu ±4mm Lưới khống chế sau kiểm tra lại máy GPS cho thấy điểm khống chế có độ tin cậy cao Từ tọa độ GPS đo GPS tọa độ điểm 1, 2, 3, hệ tọa độ UTM múi 48 với hai điểm khống chế GPS-1 GPS-2 Các tọa độ điểm sau tính chuyển hệ tọa độ công trường cách sử dụng phương pháp tính chuyển Helmert với tham số tính chuyển góc xoay = 341° 08' 25.516”, tham số tỷ lệ = 1.000054498, tịnh tiến trục hướng Bắc = - VVGS84 UTM múi 48 tọa độ điểm gốc hệ 2038035.9188m tịnh tiến trục hướng Đông = - tọa độ địa phương cơng trường xác định 1231199.3409171 tham số tính chuyển hai hệ tọa độ theo phương pháp Helmert Tại chu kỳ sau đo máy GPS, tác giả sử dụng máy toàn đạc điện tử kiểm tra lại tồn 3.2 Xác định độ thẳng đứng cơng trình GPS cạnh kết cấu lõi (core) lưới đem Tại kết cấu lõi cơng trình có xác định độ so sánh VỚI chiều dài cạnh đo GPS nhằm kiểm thẳng đứng cơng trình cách xây dựng Tạp chí KHCN Xây dựng - số 2/2013 tra két đo GPS 39 THI CÔNG XÂY LÁP - KIÉM ĐỊNH CHÁT LƯỢNG Hình Lưới khống chế xác định độ thẳng đứng cơng trình điểm thơng tầng 1, 2, 3, kết cấu lõi B Đối với cơng trình nhà 66 tầng Lotte cử tầng lại yêu cầu kiểm tra độ thẳng đứng trục công trinh lần cho kết cáu lõi Sau binh sai lưới GPS cho kết cấu lõi, ví dụ kết cấu lõi A tầng 28 kết bảng Bảng Tọa độ sau bình sai điểm quan trắc trục đứng cơng trình kết cấu lõi A, tầng 28 cho điểm 1, 2, 3, hệ tọa độ VVGS-84 Điểm N(X) (m) (mm) E(Y) (m) (mm) C1-1 2326522.3888 0.4 506321.4963 0.6 C1-2 2326528.5183 3.4 506339.4746 4.0 C1-3 2326520.1020 1.0 506342.3652 1.4 C1-4 2326513.9574 0.6 506324.3791 0.8 GPS2 2326417.4339 N/A 506378.9318 N/A ssố ssố Từ kết bình sai lưới GPS, tính chuyển hệ tọa độ cơng trường theo bảng xác định độ chênh tọa độ bảng Bàng Kết tính chuyển tọa độ điểm sang hệ tọa độ X, Y trẽn công trường STT N (m) E (m) X (m) Y (m) 2326522.3888 506321.4963 26.6507 54.8015 2326528.5183 506339.4746 26.6396 73.7970 2326520.1020 506342.3652 17.7403 73.8119 2326513.9574 506324.3791 17.7396 54.8041 Bảng Kết độ chênh tọa độ điểm trục đứng đơn vị thi công xác định tọa độ xác định GPS Core A tầng 28 40 Tạp chí KHCN Xây dựng - số 2/2013 THI CÔNG XÀY LẤP - KIÉM ĐỊNH CHÁT LƯỢNG Bảng Độ nghiêng trục đứng điểm 1, 2, 3, Core A, tầng 28 e STT (mm) Góc nghiêng - » Hướng lệch (giây) Độ Phút Giây 1.66 6.47 64 58 59.2 10.82 42.32 196 26.9 15.35 60.03 129 11 3.7 11.18 43.71 158 29 2.8 Sau có tọa độ điểm trục đửnq cơng Gary Sedman Chisholm, Jason Scott Daly, and Michael trình xác định GPS, xác định độ Anthony Hansby, "Relating to the determination of lệch trục đứng, góc lệch hướng lệch [3] kết verticality in tall building and other structures", 5841353, cấu lõi điểm 1, 2, 3, cho tầng 28 bảng Nov 28, 1998 Kết luận đề xuất DOUGLAS MCL HAYES, IAN R SPARKS, and JOÊL Từ trình nghiên cứu yêu cầu, giải pháp VAN CRANENBROECK, "Core Wall Survey Control thực nghiệm xác định độ thẳng đứng trục System for High Rise Buildings", in XXIII FIG Congress: đứng cơng trình bang cơng nghệ GPS, nhóm tác giả Shaping the Change, Munich, Germany, 2006 có số kết luận đề xuất sau: Sau xem xét nghiên cứu tượng rung Joel van CRANENBROECK, Doug HAYES, Soang Hun OH, and Mohammed HAIDER, "Core Wall Control lắc dao động kết cấu cõng trình có chiều Survey - The state of Art," in 7th FIG Regional cao lớn, thấy yếu tố ảnh hưởng Conference:, Hanoi, Vietnam, 2009 không nhỏ đến việc chuyền tọa độ lên tầng cao cơng trình Sai số rung lắc dao động HỒ THỊ LAN HƯƠNG, HỒ THỊ HỒI, "Đánh giá tình cơng trình cần loại bỏ cách chuyền hình ứng dụng hệ thống quan trắc cầu dây văng cầu tọa độ nhiều lần lấy giá trị trung bình dây võng Việt Nam", Hội thảo Khoa học "Cơng nghệ vị trí tọa độ Việc sử dụng GPS cho phép địa tin học quản lỷ sở hạ tầng", Đại học Giao khử ảnh hường rung lắc dao động thông Vận tải, Hà Nội, 2012 kết cấu cơng trinh lên cao trị đo GPS trung bình nhiều trị đo nhiều thời KIM, and JAE HWAN PARK, "Application of GPS to điểm khác nhau, vấn đề cần nghiên cửu monitoring of wind-induced response of high rise thêm đẻ từ đưa quy định đo đạc, buildings," structrure Design of Tall Spec Building, pp chuyền tọa độ lên tầng cao cơng trình 117-132, June 2008 có chiều cao lớn.*1 TÀI LIỆU THAM KHẢO HYO SEON PARK, HONG GYOO SOHN, ILL s o o Noeml Emanuela Cazzaniga, Livio Pinto, Franco Bettinal, and Antonella Frigerio, "Structure monitoring Bộ Xây dựng, "Tiêu chuẩn TCVN 4453 : 1995 quy định thi cơng nghiệm thu thi cơng cơng trình bê tơng cốt thép", Hà Nội, 1995 Bộ Xây dựng, "Tiêu chuẩn TCXDVN 309 : 2004 Quy định công tác trắc địa nhà cao tầng", Hà Nội, 2004 with GPS and accelerometers: the chimney of the power plant in Piacenza, Italy", in 12th FIG Symposium, Baden, 2006 10 TRẰN MẠNH NHẤT nnk, "Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS trắc địa cơng trình cơng nghiệp Bộ Xây dựng, "Tiêu chuẩn Xây dựng Việt Nam: nhà cao tầng", Hà Nội, 2002 TCXDVN 357: 2005, Quy trinh đo độ nghiêng cơng trình phương pháp trắc địa", Hà Nội, 2005 Tạp chí KHCN Xây dựng - số 2/2013 Ngày nhận bài: 01/03/2013 41 THI CƠNG XÂY LÁP • Klt M ĐỊNH CHAT LƯỢNG XÂY DỰNG CÔNG THỨC NỐI SUY DỊ THƯỜNG ĐỘ CAO TRÒNG HỆ TỌA ĐÕ VUồNG GĨC KHƠNG GIAN ĐỊA DIỆN CHẦN TRỜI ĐỊA PHƯƠNG ThS NGUYỄN XUÂN HÒA Đ ại học Đồng Tế - Thư ợ ng Hải ThS LÊ VĂN HÙNG Viện KHCN Xây dựng Tóm tắt: Khi thiết lập hệ tọa độ địa diện cho xây dựng công thức nội suy dạng hàm song tun cơng trinh, ngồi việc đo nối tọa độ quốc gia (VIV- tọa độ địa diện (N, E) Nếu số lượng điểm song 2000) vào điểm gốc hệ địa diện, cịn cần phải dẫn trùng khơng xây dựng cơng độ cao thủy chuẩn theo phương pháp đo cao hình học thức nội suy dạng hàm song bình phương tọa độ đến số điểm lưới GPS để xác định dị thường địa diện [1], độ cao làm sở xây dựng công thức nội suy dị thường độ cao ĐỐI với khu vực có diện tích khơng q lớn, địa hình tương đối phẳng, sử dụng hàm song tuyến để nội suy dị thường độ cao theo điểm song trùng Từ khóa: Hệ tọa độ vng góc khơng gian địa diện chân trời địa phương gọi tắt hệ tọa độ địa diện: GPS: Global Positioning Systems Đặt vấn đề Trong mạng lưới GPS thường cố số điểm đo nối (bằng thủy chuẩn hình học) với điểm độ cao quốc gia Như điểm có giá trị độ cao độ cao trắc địa (H) xác định nhờ đo GPS độ cao thuỷ chuẩn (h), điểm gọi điểm song trùng Dựa vào điểm sonq trùng nắm bắt quy luật biến đổi di thường độ cao, nhờ xác định dị thường độ cao cho điểm GPS khác theo thuật toán nội suy phù hợp Đối với khu vực sử dụng hệ tọa độ địa diện có diện tích khơng lớn (diện tích lởn Smax khoảng rn.92 km * k n r[4 ]), địa hình tương đối phẳng, xây dựng mơ hình tốn song tuyến đẻ nội suy dị thường độ cao C, cho điểm đo khu vực sử dụng hệ tọa độ địa diện (hình 1) Thơng thường, trẽn phạm vi không lớn, biến đổi dị thường độ cao thường đơn điệu, có quy luật gần Sau đày phương pháp thiết lập công thức nội suy dị thường độ cao hệ tọa độ địa diện Công thức nội suy theo thuật tốn song tuyến Nếu khu vực cơng trình có điểm song trùng khơng thẳng hàng, xác định độ cao trắc địa cõng nghệ GPS xác định độ cao thủy chuẩn đo cao hình học, thiết lập công thức nội suy dị thường độ cao sau [6,7]: Với điểm song trùng thứ i, ta xác định dị thường độ cao chuẩn): (gọi dị thường độ cao GPS/thuỷ VỚI dạng hàm tuyến tính dạng hàm đa thức bậc c =H, -h, hai Để thiết lập công thức nội suy dị thường độ cao cần phải có số lượng điểm song trùng phân bố tương đối trẽn khu đo Nếu số lượng điểm song trùng khơng điểm 42 (i=1,2 n) (1) Dị thường độ cao biểu diễn dạng hàm song tuyến tọa độ vng góc Ni, Ej hệ địa diện sau: C i = c + a N ị + b E ị (2) Tạp chí KHCN Xây dựng - số 2/2013 THI CÔNG XÂY LÁP - KI EM ĐỊNH cHÁT LƯỢNG a, b, c tham số cần xác định V, (3) = c + a N ị + b.E ị - Hoặc viết dạng ma trận: Từ (1) (2) ta lập đưọ’c phương trình số hiệu chỉnh: (4) V = A x - L đó: r V "ỉ y2 V = » A= N, n