Tính toán tải trọng gió theo các tiêu chuẩn khác nhau

Giá trị và phương tính toán của thành phần tĩnh tải trọng gió được xác định theo các điều khoản ghi trong tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN 2337 : 1995.. Thành phần động của tải trọn

PHẦN MỞ ĐẦU

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Việt Nam đang trong thời kỳ hội nhập thế giới, nền kinh tế mở gắn liền với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nhu cầu phát triển nhà ở, khách sạn, chung cư…tăng cao Nhà cao tầng phát triển khắp các tỉnh, thành phố trong cả nước làm cho bộ mặt đô thị ngày càng đổi mới không ngừng Việc phát triển nhà cao tầng là một tất yếu hiện nay để đáp ứng nhu cầu nhà ở do dân số tăng cao, diện tích đất xây dựng thiếu trầm trọng và giá đất xây dựng tăng cao

Khi thiết kế nhà cao tầng bên cạnh việc thiết kế kiến trúc người kỹ sư cần lưu ý việc thiết kế kết cấu cho công trình, nó giữ vai trò quyết định đến khả năng chịu lực, bền vững và ổn định cho công trình Một trong những vấn đề mà người thiết kế cần quan tâm đó là việc xác định tải trọng ngang ( tải trọng gió tĩnh + gió động, động đất )

là yếu tố quyết định đến nội lực và chuyển vị của công trình

Đó là lý do để chúng tôi chọn đề tài “Tính toán tải trọng gió theo các tiêu chuẩn khác nhau”

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

- Khảo sát sự ảnh hưởng của tải trọng ngang, đặc biệt là tải trọng gió tác động vào nhà cao tầng

- Trình bày cách tính toán tải trọng gió theo ba tiêu chuẩn để thấy được phương pháp tổ hợp tải trọng gió khác nhau như thế nào?

- So sánh và đánh giá cách ứng xử của kết cấu dưới tác động của tải trọng gió thông qua diện tích cốt thép

3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Phương pháp giải tích, phương pháp so sánh

4 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

- Đối tượng nghiên cứu: Tải trọng gió ( thành phần tĩnh và động ) tác động vào công trình nhà cao tầng ở Việt Nam

- Phạm vi nghiên cứu:

+ Thời gian nghiên cứu: tháng 07 đến tháng 11 năm 2012

+ Không gian nghiên cứu: Công ty TNHH ĐT & XD Trường Thành Phát

5 TÍNH KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI

Đề tài này được thực hiện bởi kiến thức của nhiều môn học của ngành xây dựng như:

- Lý thuyết về tải trọng gió theo TCVN 2737: 1995 , TCXD 229: 1999 và các TC nước ngoài như: Tiêu chuẩn Anh BS 6399 Part 2: 1995, Tiêu chuẩn Mỹ ASCE7-98 )

để đưa các công thức tính toán phù hợp với nội dung đề tài

- Sử dụng phần mềm Etabs để dựng mô hình  giải nội lực  tính cốt thép

6 CẤU TRÚC ĐỀ TÀI

Ngoài phần mở đầu, đề tài nghiên cứu gồm 5 chương:

- Chương 1: Cơ sở lý thuyết về tải trọng gió

- Chương 2: Tính toán tải trọng gió theo TCVN 2737 – 1995 và chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo TCXD 229: 1999

- Chương 3: Tính toán tải trọng gió theo TC Anh

- Chương 4: Tính toán tải trọng gió theo TC Mỹ

- Chương 5: So sánh và đánh giá kết quả tính toán tải trọng gió

PHẦN NỘI DUNG Chương 1: Cơ sở lý thuyết về tải trọng gió 1.1 Khái niệm về tải trọng gió

Tải trọng gió tác động lên công trình là lực đẩy ngang của gió tác động vào công trình [10]

Hình 1.1 Một số hình ảnh về tải trọng gió

1.2 Một số nguyên tắc cơ bản để tính toán gió theo TCVN 2737-1995

Tải trọng gió gồm hai thành phần: thành phần tĩnh và thành phần động Giá trị và phương tính toán của thành phần tĩnh tải trọng gió được xác định theo các điều khoản ghi trong tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN 2337 : 1995

Thành phần động của tải trọng gió được xác định theo các phương tương ứng với phương tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió

Thành phần động của tải trọng gió tác động lên công trình là lực do xung vận tốc gió và lực quán tính của công trình gây ra Giá trị của lực này được xác định trên cơ sở thành phần tĩnh của tải trọng gió nhân với hệ số có kể đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió và lực quán tính của công trình

Việc tính toán công trình chịu tác dụng động lực của tải trọng gió bao gồm: Xác định thành phần động của tải trọng gió và phản ứng của công trình do thành phần động của tải trọng gió gây ra ứng với từng dạng dao động

1.3 Dao động công trình

1.3.1 Khái niệm về dao động công trình [9]

Thông thường, người ta gọi chuyển động qua lại nhiều lần của vật thể ở gần vị trí cân bằng của nó là dao động Đây là một dạng chuyển động tồn tại rất phổ biến trong giới

Dao động riêng (tức dao động tự do) là: khi kết cấu chịu tác động của một loại nhiễu động nào đó mà sinh ra dao động rồi khi không còn ngoại lực nữa mà chỉ dao động dưới tác động của lực hồi phục đàn hồi của bản thân hệ mà thôi

Dao động cưỡng bức là chỉ dao động của kết cấu sinh ra do tác động được duy trì của một lực cưỡng bức bên ngoài biến thiên theo một quy luật nhất định

1.3.2 Tần số dao động riêng

Tần số dao động riêng là số lần dao động hoàn chỉnh trong một giây không kể đến lực tác động bên ngoài hệ

1.3.3 Dạng dao động ( ứng với các tần số dao dộng riêng )

Khảo sát dao động uốn của dầm theo mô hình hệ không liên tục (hệ có n bậc tự do) Dao động uốn của dầm (còn gọi là dao dộng ngang tức là dao động theo phương vuông góc với trục dầm) do các khối lượng tập trung ở một số điểm nút (đưa khối lượng dầm

về một số điểm tập trung) mi (i = 1÷ n) => sẽ có n tọa độ suy rộng (tương ứng sẽ là n dịch chuyển theo phương vuông góc với trục dầm hay n chuyển vị thẳng đứng)

Hình 1.2 Mô hình dao động uốn của dầm có n bậc tự do

1.3.3.1 Thiết lập phương trình vi phân mô tả dao động riêng theo phương pháp lực

Xét dao động ngang Để đơn giản, giả sử nghiên cứu trường hợp n = 2 (Hệ có 2 bậc tự do)

Hình 1.3 Mô hình dao động uốn của dầm có 2 bậc tự doKhi hệ dao động thì tại mỗi khối lượng thứ i (mi) chỉ có lực quán tính m y i i tác dụng Lúc này chuyển vị của các khối lượng sẽ là:

Nếu biểu diễn (1.1) dưới dạng ma trận thì (1.1) trở thành:

1 11 12 1 1

00

y Y y y Y y

  được gọi là ma trận khối lượng của hệ;

Nhân trái phương trình (1.4) cho 1

K C (Ma trận K được gọi là ma trận độ cứng và

1

K C đã được chứng minh trong môn cơ học kết cấu)

1

(1.4) KYC C MY  0 MYKY 0 (1.5)

1.3.3.2 Thiết lập phương trình tần số để xác định các tần số dao động

riêng và các dạng dao động riêng của hệ

Nghiệm y1, y2của hệ có thể viết dưới dạng dao động điều hòa như sau:

1 1 1 1

sin

sinsin

(K M Y)  0 (1.9) Hay viết dưới dạng bình thường:

A A

Chương 2: Tính toán tải trọng gió theo TCVN 2737 – 1995 và Chỉ dẫn tính toán

thành phần động của tải trọng gió theo TCXD 229: 1999 2.1 Tính toán thành phần gió tĩnh

Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió W ở độ cao Z so với mốc chuẩn được xác định theo công thức:

W = W0 × k × c (2.1) Trong đó:

+ W0: giá trị của áp lực gió theo bản đồ phân vùng lấy theo bảng 2.1

+ k: hệ số tính đến sự thay đổi cảu áp lực gió theo độ cao lấy theo bảng 2.2

+ c: hệ số khí động

+ Hệ số độ tin cậy của tải trọng gió lấy bằng 1,2

Bảng 2.1 Giá trị áp lực gió theo bản đồ phân vùng áp lực gió trên lãnh thổ Việt Nam

và các thung lũng )

55 ( Các vùng còn lại)

Ghi chú:

+ Khu vực I-A : gồm các tỉnh vùng rừng núi phía Bắc như: Cao Bằng, Hà Giang, Lai Châu, Lạng Sơn, Lào Cai, Sơn La, Tuyên Quang, Yên Bái; các tỉnh vùng cao nguyên Trung Bộ như: Kon Tum, Gia Lai, Đắc Lắc, Lâm Đồng, Đồng Nai; các tỉnh phía Tây Nam Bộ như: An Giang, Đồng Tháp…

+ Khu vực II-A: gồm thành phố Hồ Chí Minh, Khánh Hòa và các tỉnh miền Đông Nam

Bộ như: Bà Rịa – Vũng Tàu, Long An, Bến Tre, Tiền Giang, Sóc Trăng, Trà Vinh, Vĩnh Long, Cần Thơ, Bạc Liêu, Cà Mau…

+ Khu vực II-B: gồm thành phố Hà Nội, các tỉnh Bắc Giang, Bắc Ninh, Hà Tây và một

số vùng phụ cận Hà Nội như: Hải Dương, Hưng Yên, Hòa Bình, Vĩnh Phúc, Phú Thọ…và một số tỉnh vùng đồng bằng miền Trung như: Quảng Trị, Thừa – Thiên Huế, Quảng Nam, Đà Nẵng, Quảng Ngãi…

+ Khu vực III-B: gồm một số vùng của các tỉnh Bắc Bộ như: Hải Dương, Hưng Yên, Nam Định, Hà Nam, Ninh Bình, vùng đồng bằng Thanh Hóa, một số vùng ven biển của Quảng Ninh và các tỉnh miền Trung như: Nghệ An, Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa – Thiên Huế, Quảng Nam, Đà Nẵng, Quảng Ngãi, Phú Yên…

+ Khu vực IV-B: gồm các tỉnh Thái Bình, Hải Phòng và một số vùng ven biển Bắc Bộ

và Trung Bộ như: Nam Định, Hà Nam, Ninh Bình, Thanh Hóa, Hà Tĩnh…

+ Khu vực V-B: là các khu vực ở ngoài hải đảo như: Trường Sa, Hoàng Sa…

+ Đối với vùng ảnh hưởng của bão được đánh giá là yếu, giá trị của áp lực gió W0được giảm đi 10 daN/m2

đối với vùng I-A , 12 daN/m2 đối với vùng II-A và 15 daN/m2đối với vùng III-A

+ Công trình ở vùng núi và hải đảo có cùng độ cao, cùng dạng địa hình và ở sát cạnh các trạm quan trắc khí tượng có trong bảng trên thì giá trị áp lực gió tính toán được lấy theo trị số độc lập của trạm đó

+ Nhà và công trình xây dựng ở vùng có địa hình phức tạp ( hẻm núi, giữa hai dãy núi song song, các cửa đèo…) giá trị của áp lực gió W0 phải lấy theo số liệu của Tổng cục

Khí tượng Thủy văn hoặc kết quả khảo sát hiện trường xây dựng Khi đó giá trị của áp lực gió W0 được tính theo công thức:

W0 = 0,0613 × V02 ( daN/m2 ) (2.2) Trong đó: V0 (m/s) là vận tốc gió ở độ cao 10m so với mốc chuẩn ( vận tốc trung bình trong khoảng thời gian 3 giây bị vượt trung bình một lần trong 20 năm ) tương ứng với dạng địa hình B

Bảng 2.2 Hệ số k kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao và dạng địa hình

+ Dạng địa hình 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…)

+ Công trình được xem là thuộc dạng địa hình nào nếu tính chất của dạng địa hình đó không thay đổi trong khoảng cách 30h khi h ≤ 60m và 2km khi h > 60m tính từ mặt đón gió của công trình, h là chiều cao công trình

2.2 Tính toán thành phần động

Thành phần động của tải trọng gió phải được kể đến khi tính toán các công trình tháp, trụ, ống khói, cột điện, thiết bị dạng cột, hành lang băng tải, các giàn giá lộ thiên …, các nhà nhiều tầng cao hơn 40 mét, các khung ngang nhà công nghiệp một tầng một nhịp có độ cao trên 36 mét và tỉ số độ cao trên nhịp lớn hơn 1,5

2.2.1 Trình tự các bước tính gió động

- Tính gió động khi chiều cao công trình H > 40m

- Thiết lập sơ đồ tính gió động

- Mô hình tính gió động là thanh conson, có n điểm tập trung khối lượng M tại các cao trình sàn tầng

- Chia công trình thành n phần sao cho mỗi phần có vùng áp lực gió lên bề mặt công trình có thể coi như không thay đổi

- Vị trí tập trung các khối lượng m tại tâm khối lượng của từng sàn

- Khối lượng tiêu chuẩn của từng sàn m được tính toán từ các tải trọng bao gồm: toàn

bộ tĩnh tải và 50% hoạt tải

- Độ cứng của thanh conson lấy bằng độ cứng tương đương của công trình thật

Có thể xác định độ cứng tương đương của thanh conson trên cơ sở tính toán sao cho chuyển vị ở đỉnh thanh conson và đỉnh công trình thật bằng nhau khi tác dụng ở đỉnh thanh conson và đỉnh công trình thật bằng một lực ngang bằng nhau

- Xác định các tần số dao động riêng của công trình, xếp theo thứ tự tăng dần và các dạng dao động riêng ứng với các tần số dao động riêng tương ứng

- So sánh tần số dao động thứ 1 ( f1 ) với tần số giới hạn fL (theo TCXD 229 -1999)

- Nếu f1 > fL thì giá trị tiêu chuẩn của thành phần động của gió lên các phần tính toán của công trình xác định theo điều 4.2 của TCXD 229-1999

- Nếu f1 < fL thì giá trị tiêu chuẩn của thành phần động của gió lên các phần tính toán của công trình xác định theo điều 4.3 của TCXD 229-1999 Lúc này phải kể đến ảnh hưởng của cả xung vận tốc gió và lực quán tính của công trình

- Xác định giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió tác động lên công trình

- Xác định giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác động lên công trình 2.2.2 Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió theo TCVN 2737-

1995

Tùy vào mức độ nhạy cảm của công trình đối với tác dụng động lực của tải trọng gió

mà thành phần động của tải trọng gió chỉ cần kể tác động do thành phần xung của vận tốc gió hoặc cả với lực quán tính của công trình

Mức độ nhạy cảm được đánh giá qua tương quan giữa giá trị các tần số dao động riêng

cơ bản của công trình, đặc biệt là tần số dao đông riêng thứ nhất, với tần số giới hạn fL

cho trong bảng 2.3 các giá trị cho trong bảng này lấy theo TCVN 2737-1995

Bảng 2.3: Giá trị giới hạn của tần số dao động riêng fLVùng áp lực gió

Khi đó giá trị tiêu chuẩn thành phần động của áp lực gió W pj tác dụng lên phần thứ j của công trình được xác định theo:

W pj W j . j W k c0 zj . j ( daN/m2 , KN/m2 ) (2.3) Trong đó:

0,3

+ W pj: áp lực, đơn vị tính toán là ( daN/m2 ) hoặc ( KN/m2 ) tùy theo đơn vị tính toán của W0

+ j: hệ số áp lực động của tải trọng gió, ở độ cao ứng với phần thứ j của công trình, không thứ nguyên, lấy theo bảng 2.4

0,517 0,486 0,457 0,429 0,414 0,403 0,395 0,381 0,371 0,364 0,358 0,353 0,343

0,754 0,684 0,621 0,563 0,532 0,511 0,496 0,468 0,450 0,436 0,425 0,416 0,398

 - hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió ứng với các dạng dao động khác nhau của công trình, không thứ nguyên:  được lấy bằng 1 Nếu bề mặt đón gió công trình có dạng chữ nhật hướng song song với trục cơ bản trong hình 2.1 thì các giá trị của  lấy theo bảng 2.5, trong đó tham số và  xác định theo bảng 2.6, giá trị của  ứng với dạng dao động thứ 2 và thứ 3 là    1

Hình 2.1: Hệ tọa độ khi xác định hệ số tương quan không gian 

Bảng 2.5: Hệ số tương quan không gian 1 khi xét tương quan xung vận tốc gió theo

chiều cao và bề mặt đón gió, phụ thuộc vào và ( )m

0,92 0,87 0,84 0,78 0,72 0,63 0,53

0,88 0,84 0,81 0,76 0,70 0,61 0,52

0,83 0,80 0,77 0,73 0,67 0,59 0,50

0,76 0,73 0,71 0,68 0,63 0,56 0,47

0,67 0,65 0,64 0,61 0,57 0,51 0,44

0,56 0,54 0,53 0,51 0,48 0,44 0,38

Bảng 2.6: Các tham số  và Mặt phẳng tọa độ cơ bản song

song với bề mặt tính toán

Lực gió động tác động lên phần thứ j của công trình:

W pj W S pj j (daN hoặc KN ) (2.4) Trong đó: S jlà diện tích đón gió ở phần thứ j của công trình ( m2

) Chú thích: Đối với công trình có bề mặt đón gió không phải là hình chữ nhật thì H lấy bằng chiều cao công trình, còn D và L lấy bằng kích thước tương ứng tại trọng tâm hình chiếu của bề mặt đón gió lên các mặt thẳng đứng, vuông góc với phương luồng gió

2.2.2.2 Đối với công trình có f 1 < f L : tần số dao động cơ bản f 1 ( Hz) nhỏ hơn giá trị giới hạn của tần số dao động riêng f L thì thành phần động của tải trọng gió phải kể đến tác dụng của xung vận tốc gió và lực quán tính của công trình

Khi đó số dạng dao động cần tính toán và giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió W p ji( ) tác dụng lên phần thứ j của công trình ứng với dạng dao động thứ i được xác định theo:

- Khi có tần số dao động riêng cơ bản thứ s thỏa mãn f s  f L  f s1 thì cần tính toán thành phần động của tải trọng gió với s dạng dao động đầu tiên

Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió ( lực gió động ) tác dụng lên phần thứ j của công trình ứng với dạng dao động thứ i, được xác định theo:

W p ji( )M j . j i y ji (daN) hoặc ( KN ) (2.5) Trong đó:

W p ji( ) : Lực, đơn vị tính toán thường lấy là daN hoặc KN tùy theo đơn vị tính

toán W Fj trong công thức tính hệ số i

M j : Khối lượng tập trung của phần công trình thứ j, (Tấn)

j : Hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i, không thứ nguyên phụ thuộc vào thông số i và độ giảm lôga của dao động:

+ Đường cong 1: sử dụng cho các công trình BTCT và gạch đá kể cả công trình bằng khung thép có kết cấu bao che (  0,3)

+ Đường cong 2: sử dụng cho các công trình tháp, trụ tháp, ống khói, các thiết bị dạng cột BTCT (  0,15)

+ y ji: dịch chuyển ngang tỉ đối của trọng tâm phần công trình thứ j ứng với dạng dao động riêng thứ i, không thứ nguyên

+ i: hệ số được xác định bằng cách chia công trình thành n phần, trong phạm vi mỗi phần tải trọng gió có thể coi như không thay đổi:

Trong đó:

Fj

W là giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j của công trình, ứng với các dạng dao động khác nhau khi chỉ kể đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió, có thứ nguyên là lực, xác định theo:

W Fj W j .j S j ( daN hoặc KN ) (2.8) Trong đó:

+  : khi tính toán đối với dạng dao động thứ 1, lấy  =1, với các dạng dao động còn lại lấy  =1

+ S j : diện tích đón gió ở phần thứ j của công trình (m2)

- Khi nhà có mặt bằng đối xứng có f1 < fL thì ảnh hưởng của dao động thứ 1 đến giá trị thành phần động của tải trọng gió là chủ yếu Khi đó có thể xác định giá trị tiêu chuẩn của thành phần động ( lực gió động ) của tải gió theo:

WP ji( ) M1 11y j1 (2.9) Trong đó:

W fz 1, 4Z WpH

H

Trong đó:

Wfz : áp lực, có đơn vị tính toán phù hợp với đơn vị tính toán của WpH

WpH : giá trị tiêu chuẩn của thành phần động của áp lực gió ở độ cao H của đỉnh công trình, xác định theo: W W   Wk c  ( daN/ m2 ) (2.11)

2.2.3 Giá trị tính toán thành phần động của tải trọng gió

Được xác định theo công thức:

W tt W .  (2.12) Trong đó:

+ tt

W : là giá trị tính toán thành phần động của tải trọng gió

+ W: là giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió hoặc áp lực gió

+  : là hệ số độ tin cậy đối với tải trọng gió,  lấy bằng 1,2

+ : là hệ số điều chỉnh tải trọng gió theo thời gian sử dụng giả định của công trình, xác định theo bảng 2.7 Các giá trị cho trong bảng này lấy theo TCVN 2737-1995

Bảng 2.7: Hệ số 

Hệ số điều chỉnh tải trọng gió  0,61 0,72 0,83 0,91 0,96 1

2.2.4 Tổ hợp nội lực của tải trọng gió ( gió tĩnh + gió động )

Nội lực và chuyển vị gây ra do thành phần tĩnh và động của tải trọng gió được xác định như sau:



Trong đó: + X: moment uốn (xoắn), lực dọc, lực cắt hoặc chuyển vị

+ Xt: moment uốn (xoắn), lực dọc, lực cắt hoặc chuyển vị do thành phần tĩnh của tải trọng gió gây ra

+ Xdi: moment uốn (xoắn), lực dọc, lực cắt hoặc chuyển vị do thành phần động của tải trọng gió gây ra

+ S: số dạng dao động tính toán

2.2.5 Tổ hợp tải trọng và nội lực ( Tĩnh tải, Hoạt tải, Tải trọng gió )

2.2.5.1 Tổ hợp tải trọng

Để tính toán cho cấu kiện chịu uốn như dầm ta có 89 tổ hợp:

Các trường hợp chất tải trọng

1 Tĩnh tải chất đầy lên tất cả các tầng

2 Hoạt tải sàn tầng chẵn 3 Hoạt tải sàn tầng lẻ

4 Hoạt tải sàn nhịp chẵn 5 Hoạt tải sàn nhịp lẻ (Theo trục X ) (Theo trục X )

6 Hoạt tải sàn nhịp chẵn 7 Hoạt tải sàn nhịp lẻ (Theo trục Y) (Theo trục Y )

8 Gió theo phương X 9 Gió theo phương -Y

10 Gió theo phương -X 11 Gió theo phương Y

TH 88: 0

1  6 7 (10 11) cos 45     TH 89: 0

1  6 7 (11 8) cos 45    

2.2.5.2 Tổ hợp nội lực:

Để tính toán cho cấu kiện chịu nén như cột ta có các cặp nội lực sau:

Tính toán cấu kiện nén lệch tâm phẳng ta có các cặp nội lực sau:

max

N và Mtư , Mmaxvà Ntư

Tính toán cấu kiện nén lệch tâm xiên ta có các cặp nội lực sau:

Nmax , Mxtư và Mytư

M xmax , Ntư và Mytư

M ymax , Ntư và Mxtư

2.3 Ví dụ tính toán và áp dụng phần mềm Etabs để tính nội lực

Tính tải trọng gió tác dụng lên công trình tại thành phố Hồ Chí Minh có chiều dài công trình L = 40 m, chiều rộng B = 38 m, chiều cao công trình H = 46,8 m

 Hoạt tải mái:

+ k(zj): hệ số tính đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao

+ c : hệ số khí động (phía đón gió cd = 0,8 ; phía hút gió ch = 0,6  c = 0,8 +0,6 =1,4) Sau đó ta quy các lực phân bố đều thành các lực đặt tại tâm mặt đón gió

+ h j: chiều cao tầng phía dưới sàn thứ j

+ h j1: chiều cao tầng phía trên sàn thứ j

+ b: bề rộng đón gió: theo phương X: b = 40 m, theo phương Y: b = 38 m

Bảng 2.8 Giá trị thành phần tĩnh của áp lực gió Tầng Cao độ

* Xác định thành phần động của tải gió

Thành phần động của gió được xác định dựa theo tiêu chuẩn TCVN 229-1999

Dựa vào kết quả tính toán của chương trình ETABS ta xác định được các tần số dao động riêng của công trình và các mode dao động riêng của nó

Bảng 2.9 Chuyển vị và khối lượng tập trung tại các tầng xuất ra từ Etabs

Tầng Chuyển vị theo phương

Tra bảng 2.3 ta được giá trị giới hạn của tần số dao động riêng fL=1,3 (Hz)

* Xác định thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên công trình:

Giá trị tiêu chuẩn của thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j (có độ cao z) ứng với dạng dao động riêng thứ i: vì f1< fL < f2 nên xác định theo (2.5):

( )

W M   y (daN) Giá trị tính toán thành phần động của tải trọng gió được xác định theo (2.12):

W P ji tt( ) W P ji( ) . 

Trong đó:

+  : hệ số độ tin cậy ,  lấy bằng 1,2

+ : hệ số điều chỉnh tải trọng gió theo thời gian, lấy bằng 1

* Tính tải gió theo phương X, Y

- Tính gió theo phương X

+ Ứng với dạng dao động thứ 1: Tần số dao động theo phương X: f1= 0,639

0 1

- Tính gió theo phương Y

+ Ứng với dạng dao động thứ 1: Tần số dao động theo phương Y: f1= 0,742

Xác định hệ số áp lực động  : lấy theo bảng 2.4

Xác định hệ số 1

Theo bảng 2.6 ta có: 40

46,8

L H

W 1,111

0,1119,988

ji Fj i