Tải trọng giú thường chiếm khoảng từ 5% đến 10% tổng hợp lực do mụi trường tỏc dụng lờn cụng trỡnh biển [7], [48], [53], [62]. Tuy nhiờn tần suất xuất hiện của giú là lớn, nờn ảnh hưởng khụng nhỏđến cụng trỡnh, đặc biệt là độ bền mỏi và tuổi thọ làm việc của cụng trỡnh. Việc tớnh toỏn tải trọng giú tỏc dụng lờn cụng trỡnh biển là rất phức tạp do kết cấu cụng trỡnh
gồm nhiều bộ phận khỏc nhau như cột, mỏi, sàn cụng tỏc, thỏp giàn khoan, cần cẩu, …, chỳng chịu tỏc động của giú theo nhiều cỏch khỏc nhau. Bờn cạnh đú, bản chất tỏc dụng của giú là một trường quỏ trỡnh ngẫu nhiờn, tần số giú thay đổi một cỏch ngẫu nhiờn theo cả chiều của hướng giú thổi và chiều thẳng gúc với hướng giú thổi.
Áp lực giú tỏc động lờn cụng trỡnh biển là đại lượng phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đú mật độ khụng khớ, diện tớch bề mặt cụng trỡnh mà giú tỏc động và vận tốc giú là cỏc đại lượng ảnh hưởng nhiều nhất. Trong trường hợp tổng quỏt, gọi ψ là gúc hợp bởi phương vận tốc giú và phỏp tuyến bề mặt kết cấu chịu tỏc động, ỏp lực giú pwin(t) tỏc động lờn diện tớch A của cụng trỡnh được xỏc định theo biểu thức [37], [44], [48], [58]:
( ) ( ) 2
win p air win
1
p t C U t cos
2 ⎡ ⎤
= ρ ⎣ ⎦ ψ (1.4)
trong đú: Cp là hệ số ỏp lực giú, ρair là khối lượng riờng khụng khớ, Uwin(t) là vận tốc giú.
Trường hợp vộctơ vận tốc giú UGwin( )t trựng với vộctơ phỏp tuyến bề
mặt kết cấu, cụng thức xỏc định ỏp lực giú (1.4) trở thành:
( ) ( ) 2
win p air win
1
p t C U t
2 ⎡ ⎤
= ρ ⎣ ⎦ (1.5)
Trong (1.4), (1.5), nếu vận tốc giú khụng đổi U(t) = U0 = const, thỡ cú thể xem kết cấu chịu tỏc dụng của xung lực tức thời, cú giỏ trị
2
0 p air 0
1
p C U
2
= ρ . Trong phạm vi nghiờn cứu của luận ỏn, tỏc giả giải quyết bài toỏn hệ thanh trờn nền san hụ chịu tỏc dụng của tải trọng giú, với vận tốc giú là đại lượng phụ thuộc thời gian.