ộ BCH.ĐOÀN TP. HÀ N IỘ Hà N i, ngày…..tháng…..năm 2016
Ự Ế PHI U ĐĂNG KÝ D THI
Ả ƯỞ Ọ Ứ GI I TH NG SINH VIÊN NGHIÊN C U KHOA H C EURÉKA
Ầ Ứ
L N TH XVIII NĂM 2016
1. Tên công trình:
ứ ụ ẩ i tr ng gió tác d ng lên nhà cao t ng theo tiêu chu n
ệ ầ ả ọ t Nam (TCVN 27371995) và tiêu chu n Châu Âu (EN 199114)
ế ọ ẩ ứ ừ ữ ấ ặ
ổ ứ ệ ặ ủ nh ng v n đ g i ý, đ t hàng c a ặ ợ ề ợ ơ ử ch c, cá nhân. (g i kèm đ n,công văn ho c h p
ự ự ạ ế ứ Quy ho ch, Ki n trúc và Xây d ng Nghiên c u tính toán và so sánh t Vi ? Đánh dâu ch n n u công trính nghiên c u t ơ doanh nghi p, c quan ho c các t ặ ồ đ ng đ t hàng) 2. Lĩnh v c nghiên c u:
ắ ấ ề ớ Chuyên ngành: Xây d ngự 3. Tóm t ữ t công trình,nh ng v n đ m i:
ả ưở ấ ớ ả ọ ị
ế ứ ưở ế
ứ ệ ọ
ượ ự ệ ằ ủ ứ ộ ổ ộ ề ng r t l n đ n đ b n và m c đ n đ nh c a công trình. Công ớ ớ ủ ộ ả ng c a gió đ n công trình càng l n. ẩ t Nam (TCVN2737) và tiêu i tr ng gió theo tiêu chu n Vi ề c s chênh l ch v
ể ẩ
ọ ị ơ ị ị ữ ướ ọ ẫ (ghi rõ h tên, h c hàm, h c v , đ n v công tác): T i tr ng gió nh h ề trình có chi u cao càng l n thì m c đ nh h ả Nghiên c u tính toán t ụ ẩ chu n Châu Âu EN199114 (EN1) nh m m c đích rút ra đ ộ ự n i l c và chuy n v gi a hai tiêu chu n tính toán. ọ ả 4. Tên gi ng viên h ng d n
ặ
ạ ọ ấ GVHD: Ths. Đ ng Văn Phi Đ n v công tác: Tr
ả ộ ỏ ị ng đ i h c m đ a ch t Hà N i ả ườ , nhóm tác gi ơ ị 5. Tác gi :
Email :
(cid:0) ệ đi n thoai : Tác gi 1:ả
H tên: Nguy n Văn Nam
Khoa: Xây d ngự
ễ ọ
Nam/N : Nam
ữ
T nh/Thành ph : Thái Bình
Năm sinh : 1994
ố ỉ
ỉ ị Đ a ch :
(cid:0)
Năm sinh:
3: ả Tác gi ọ H tên: Nam/N : ữ Ả
nh 3 x 4 (đóng d uấ giáp lai )
ỉ ị Đ a ch :
ệ ạ Đi n tho i :
Khoa:
Email :
T nh/Thành ph :
ố ỉ
Tr
ạ ọ ỏ ị ấ ng: Đ i h c m đ a ch t
ườ Hà N iộ ạ ọ ỏ ị ấ ng: Đ i h c m đ a ch t
ườ Tr Hà N iộ
(cid:0)
Nam/N : ữ
2:ả Tác gi ọ H tên:
Năm sinh:
ỉ ị Đ a ch :
ệ ạ Đi n tho i :
Ả Email :
nh 3 x 4 (đóng d uấ giáp lai ) Khoa:
T nh/Thành ph :
ố ỉ
Tr
ạ ọ ỏ ị ấ ng: Đ i h c m đ a ch t
ườ Hà N iộ
Ả nh 3 x 4 (đóng d uấ giáp lai )
:
ế ủ 6. Cam k t c a tác gi ứ
ả ọ ủ ự ố ệ ướ ế c Ban t
, nhóm tác gi ặ ồ ế ị ứ ủ ề ề ưở ậ ề ả ề ả Tôi xin cam đoan đ tài này là công trình ả nghiên c u khoa h c c a tôi (ho c nhóm chúng tôi). Các s li u, k t qu nêu ố ổ ứ trong đ tài là trun th c và có ngu n g c. Chúng tôi xin ch u tr ch c ả ng và pháp lu t v các k t qu nghiên c u c a đ tài này. Gi i th
ệ ặ ưở ng ) ng ả ( ho c nhóm tr
Tác gi (ký tên) ườ ng
ậ ủ ạ Xác nh n c a đ i di n nhà tr ườ ổ ứ TM. Ban t ch c nhà tr (ký tên, đóng d u)ấ
4
Ắ
TÓM T T CÔNG TRÌNH……………………………………………………………………..7
Ụ Ụ M C L C
Ọ Ả CH
10 ...................................................................... 1.1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TẢI TRỌNG GIÓ TRÊN THẾ GIỚI. 12 1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TẢI TRỌNG GIÓ Ở VIỆT NAM. ..........................................................................
Ế Ớ Ở Ệ ƯƠ TRÊN TH GI Ứ NG 1: T NG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN C U T I TR NG GIÓ ......................................................................10 Ổ I VÀ VI T NAM
ƯƠ ƯƠ Ọ Ả
14 -CÁCH TÍNH TOÀN TẢI TRỌNG GIÓ TÁC DỤNG LÊN NHÀ CAO TẦNG: ................................................................ A. TẢI TRỌNG GIÓ TĨNH 14 .......................................................................................................................... 18 B. THÀNH PHẦN GIÓ ĐỘNG: .................................................................................................................... 2.2. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG GIÓ TÁC DỤNG LÊN NHÀ CAO TẦNG THEO TIÊU CHUẨN TIÊU CHUẨN CHÂU 22 .............................................................................................................................. ÂU – EN 1991-1-4 2.2.1) Phân chia dạng địa hình: Theo TC EN1991 1-4 thì địa hình chia làm 5 dạng(0 IV ) đặc trưng bời chiều dài nhám và chiều 22 cao nhỏ nhất .Và dạng địa hình chuẩn là dạng địa hình II (ứng với độ nhám z0 = 0.05m). .......... 24 .......................................................... 2.2.2) Tính Vận Tốc Gió Cơ Bản và các hệ số liên quan 28 ................................................................................................................ 2.2.3. Tác động của gió
Ị CH T NGẦ NG 2. PH NG PHÁP XÁC Đ NH T I TR NG GIÓ LÊN NHÀ CAO .......................................................................................................................... 14
...................................................................................................................................... 59
Ế K T LU N Ậ ................................................................................................................. 60
Ệ TÀI LI U THAM KH O Ả .........................................................................................62
5
Ả Ụ DANH M C B NG
Ọ Ả CH
10 ...................................................................... 1.1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TẢI TRỌNG GIÓ TRÊN THẾ GIỚI. 12 1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TẢI TRỌNG GIÓ Ở VIỆT NAM. ..........................................................................
Ế Ớ Ở Ệ ƯƠ TRÊN TH GI Ứ NG 1: T NG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN C U T I TR NG GIÓ ......................................................................10 Ổ I VÀ VI T NAM
ƯƠ ƯƠ Ọ Ả
14 -CÁCH TÍNH TOÀN TẢI TRỌNG GIÓ TÁC DỤNG LÊN NHÀ CAO TẦNG: ................................................................ 14 A. TẢI TRỌNG GIÓ TĨNH .......................................................................................................................... 15 ..............................................
Bảng 1- Giá trị áp lực gió theo bản đồ phân vùng áp lực gió trên lãnh thổ Việt Nam
Bảng 2: bảng hệ số k kể đến sự thay đổi của dạng địa hình 15 ................................................................................... 18 .................................................................................................................... B. THÀNH PHẦN GIÓ ĐỘNG: Bảng 3 – Hệ số tương quan của tải trọng gió 19 .......................................................................................................... 20 Bảng 4- giá trị giới hạn dao động cảu tâng số riêng ................................................................................................ 21 Bảng 5- Hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió .....................................................................
2.2.2) Tính Vận Tốc Gió Cơ Bản và các hệ số liên quan
21 Bảng 6- Các tham số và ......................................................................................................................................... 22 Bảng 7- Hệ số điều chỉnh tải trọng gió với thời gian sử dụng giả định của công trình khác nhau ........................... 2.2. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG GIÓ TÁC DỤNG LÊN NHÀ CAO TẦNG THEO TIÊU CHUẨN TIÊU CHUẨN CHÂU 22 .............................................................................................................................. ÂU – EN 1991-1-4 2.2.1) Phân chia dạng địa hình: Theo TC EN1991 1-4 thì địa hình chia làm 5 dạng(0 IV ) đặc trưng bời chiều dài nhám và chiều 22 .......... cao nhỏ nhất .Và dạng địa hình chuẩn là dạng địa hình II (ứng với độ nhám z0 = 0.05m). 22 Bảng 8: Loại địa hình và các thông số địa hình ....................................................................................................... 24 Bảng 9. Chiều dài nhám tương ứng với một số dạng địa hình ................................................................................ 24 .......................................................... 25 .................................................................................. Bảng 10: Áp lực gió tiêu chuẩn (ứng với các vùng áp lực gió 25 Bảng 11. Vận tốc gió tiêu chuẩn ứng với các vùng áp lực gió: ...............................................................................
2.2.3. Tác động của gió
27 Bảng 13. Giá trị Cr(z) theo chiều cao và các dạng địa hình ..................................................................................... 28 ....................................................... Bảng 15. Áp lực gió tiêu chuẩn () theo các vùng áp lực gió lãnh thổ Việt Nam 28 ................................................................................................................ 58 .................. 58 ........................................
Bảng 16: Lực gió X tác dụng vào công trình theo tiêu chuẩn EN-1 và TCVN 2737-1995 Bảng 17: Lực gió Y tác dụng vào công trình theo tiêu chuẩn EN 1 và TCVN 2737-1995
Ị CH T NGẦ NG PHÁP XÁC Đ NH T I TR NG GIÓ LÊN NHÀ CAO NG 2. PH .......................................................................................................................... 14
59 Hình 54: Chân cột để so sánh nội lực ......................................................................................................................
Bảng 18: So sánh giá trị nội lực tính theo tiêu chuẩn EN-1991-1-4 với TCVN 2737-1995
59 ......................................
...................................................................................................................................... 59
Ế K T LU N Ậ ................................................................................................................. 60
Ệ TÀI LI U THAM KH O Ả .........................................................................................62
6
Ụ Ả DANH M C HÌNH NH
Ọ Ả CH
10 ...................................................................... 1.1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TẢI TRỌNG GIÓ TRÊN THẾ GIỚI. 12 1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TẢI TRỌNG GIÓ Ở VIỆT NAM. .......................................................................... 12 Hình 3: Cơn bão cấp 11 tại Đà Nẵng (nhìn từ trên cao) ........................................................................
Ế Ớ Ở Ệ ƯƠ TRÊN TH GI Ứ NG 1: T NG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN C U T I TR NG GIÓ ......................................................................10 Ổ I VÀ VI T NAM
ƯƠ ƯƠ Ọ Ả
-CÁCH TÍNH TOÀN TẢI TRỌNG GIÓ TÁC DỤNG LÊN NHÀ CAO TẦNG: 14 ................................................................ 14 A. TẢI TRỌNG GIÓ TĨNH .......................................................................................................................... 15 .............................................. Bảng 1- Giá trị áp lực gió theo bản đồ phân vùng áp lực gió trên lãnh thổ Việt Nam 15 Bảng 2: bảng hệ số k kể đến sự thay đổi của dạng địa hình ...................................................................................
18 Hình 4: Khung nhà nhiều tầng ............................................................................................................... 18 B. THÀNH PHẦN GIÓ ĐỘNG: .................................................................................................................... 19 Bảng 3 – Hệ số tương quan của tải trọng gió ..........................................................................................................
20 Hình 5: hệ số động lực ......................................................................................................................... 20 Bảng 4- giá trị giới hạn dao động cảu tâng số riêng ................................................................................................
21 Hình 6: Hệ tọa độ khi xác định hệ số tương quan ................................................................................ 21 Bảng 5- Hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió .....................................................................
2.2.2) Tính Vận Tốc Gió Cơ Bản và các hệ số liên quan
21 Bảng 6- Các tham số và ......................................................................................................................................... 22 Bảng 7- Hệ số điều chỉnh tải trọng gió với thời gian sử dụng giả định của công trình khác nhau ........................... 2.2. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG GIÓ TÁC DỤNG LÊN NHÀ CAO TẦNG THEO TIÊU CHUẨN TIÊU CHUẨN CHÂU 22 .............................................................................................................................. ÂU – EN 1991-1-4 2.2.1) Phân chia dạng địa hình: Theo TC EN1991 1-4 thì địa hình chia làm 5 dạng(0 IV ) đặc trưng bời chiều dài nhám và chiều 22 .......... cao nhỏ nhất .Và dạng địa hình chuẩn là dạng địa hình II (ứng với độ nhám z0 = 0.05m). 22 Bảng 8: Loại địa hình và các thông số địa hình ....................................................................................................... 24 Bảng 9. Chiều dài nhám tương ứng với một số dạng địa hình ................................................................................ 24 .......................................................... 25 .................................................................................. Bảng 10: Áp lực gió tiêu chuẩn (ứng với các vùng áp lực gió 25 Bảng 11. Vận tốc gió tiêu chuẩn ứng với các vùng áp lực gió: ...............................................................................
25 Hình 7. Đồ thị liên hệ vận tốc trung bình trong các khoảng thời gian .................................................... 27 Bảng 13. Giá trị Cr(z) theo chiều cao và các dạng địa hình .....................................................................................
Bảng 15. Áp lực gió tiêu chuẩn () theo các vùng áp lực gió lãnh thổ Việt Nam
2.2.3. Tác động của gió
28 ....................................................... 28 ................................................................................................................ 31 Hình 8. Các hình dạng cấu trúc thuộc phạm vi áp dụng công thức (*) .................................................. Hình 9. Sơ đồ khối quy trình tính toán tải trọng gió lên công trình 33 ........................................................ Hình 10. Kết hợp hài hoà giữa không gian bên trong và bên ngoài nhà. Nơi đặt bàn thờ có tường chắn hai đầu tăng độ cứng theo phương ngang nhà phía trên có hoạ tiết trang trí kết hợp làm giằng 34 tăng độ cứng theo phương dọc. ............................................................................................................ 35 Hình 11. Mái hiên rời giảm sự thò dài của mái ......................................................................................
Hình 12. Sử dụng giằng móng, giằng tường để 35 ......................................... 35 .................................................................. tạo khả năng chịu lực tổng thể 35 Hình 13. Các cọc được nối chéo hoặc xây kín chân móng. .................................................................. 36 Hình 14: gia cố tường bằng các trụ bê tông .......................................................................................... 36 Hình 15: khung nhà có giằng chéo ........................................................................................................ Hình 16: phương pháp tăng độ cứng cho tường đầu hồi 37 ...................................................................... 38 .......................................................................................... Hình 17: Neo đòn tay vào tường và kèo giả 38 Hình 18. Neo kèo vào tường và trụ Hình 19. Ngói có lỗ neo chống tốc mái ................ 39 Hình 20: Tăng các liên kết bằng đai sắt ................................................................................................ 39 Hình 21: Neo chống nhà khung tre gỗ ................................................................................................... 40 Hình 22: Xây bờ lóc bờ chảy .................................................................................................................
Ị CH T NGẦ NG PHÁP XÁC Đ NH T I TR NG GIÓ LÊN NHÀ CAO NG 2. PH .......................................................................................................................... 14
7
40 Hình 23: Chít mạch ngói tây .................................................................................................................. 40 Hình 24: Chống tốc mái bằng con trạch ................................................................................................ 41 Hình 25: Liếp chặn mái ngói .................................................................................................................. 42 Hình 26: Một số giải pháp diềm mái ...................................................................................................... 42 Hình 27: làm trần cho hiên và diềm mái ................................................................................................ 44 : Khai báo vật liệu cho công trình Hình 28 ............................................................................................. 45 : Khai báo tiết diện cột cho công trình ...................................................................................... Hình 29 45 : Khai báo tiết diện dầm cho công trình Hình 30 ................................................................................... 46 .................................................................................................. : Khai báo sàn cho công trình Hình 31 46 : Khai báo vách cho công trình Hình 32 ................................................................................................. : Kích thước công trình Hình 33 47 ............................................................................................................ 47 : Tiết diện mặt đứng công trình ................................................................................................ Hình 34 48 Hình 35:Mô hình tính toán được xây dựng trên etabs ........................................................................... 48 Hình 36:Khai báo tải trọng của công trình trên etabs ............................................................................ 49 ................................................................................................................. Hình 37: Gán tĩnh tải lên sàn Hình 38: Gán hoạt tải lên sàn 49 ................................................................................................................ 50 ................................................................................................................ Hình 39: Gán tĩnh tải lên dầm 50 Hình 40: Gắn tải trọng tham gia dao động ............................................................................................. 51 .......................................................................................................... Hình 41: Chia sàn cho công trình 51 Hình 42: Chia vách cho công trình ........................................................................................................ 52 Hình 43: Khai báo sàn tuyệt đối cứng ................................................................................................... 52 Hình 44: Khai báo bậc tự do cho công trình .......................................................................................... 53 Hình 45: Kiểm tra cho cho công trình .................................................................................................... 53 Hình 46: Kết quả sau khi chạy ............................................................................................................... 54 Hình 47: Lấy các thông số từ công trình ............................................................................................... 54 ......................................................... Hình 48: Giá trị của gió sau khi tính toán theo TCVN 2737-1995 55 Hình 49: Giá trị của gió sau khi tính toán theo EN-1991-1-4 ................................................................. 55 Hình 50: Giá trị lực dọc do GX tại một chân cột lần lượt của TCVN-2737 & EN-1991 ......................... 56 .......................... Hình 51: Giá trị lực cắt do GX tại một chân cột lần lượt của TCVN-2737 & EN-1991 56 ......................... Hình 52: Giá trị momen do GX tại một chân cột lần lượt của TCVN-2737 & EN-1991 58 .................. 58 ........................................
Bảng 16: Lực gió X tác dụng vào công trình theo tiêu chuẩn EN-1 và TCVN 2737-1995 Bảng 17: Lực gió Y tác dụng vào công trình theo tiêu chuẩn EN 1 và TCVN 2737-1995
Hình 53: Sự chuyển vị của các tầng do Gió X (trái) và Gió Y (phải).
59 ....................................................
59 Hình 54: Chân cột để so sánh nội lực ...................................................................................................................... 59 ...................................... Bảng 18: So sánh giá trị nội lực tính theo tiêu chuẩn EN-1991-1-4 với TCVN 2737-1995
...................................................................................................................................... 59
Ế K T LU N Ậ ................................................................................................................. 60
Ệ TÀI LI U THAM KH O Ả .........................................................................................62
8
Ắ TÓM T T CÔNG TRÌNH
ề ặ ấ 1. Đ t v n đ :
ọ ả ả ế ưở ộ ề ị
ứ ộ ả ủ ớ
ả ớ ọ
ộ ổ ứ ưở i tr ng gió theo tiêu chu n Vi ằ ụ
ứ ẩ ề ộ ự ượ ự ị ữ ệ ẩ ủ ấ ớ ng r t l n đ n đ b n và m c đ n đ nh c a công T i tr ng gió nh h ế ề ng c a gió đ n trình. Công trình có chi u cao càng l n thì m c đ nh h ệ ẩ công trình càng l n. Nghiên c u tính toán t t Nam (TCVN2737) và tiêu chu n Châu Âu EN 199114 nh m m c đích rút ể c s chênh l ch v n i l c và chuy n v gi a hai tiêu chu n tính toán. ra đ
ụ 2. M c tiêu:
ề ế
ồ ờ ị
ự ế ủ ẩ ử ụ ượ ự ố Tìm ra đ c s gi ng và khác nhau v cách tính toán lý thuy t khi s d ng ẩ tiêu chu n TCVN 27371995 & EN 199114. Đ ng th i so sánh giá tr tính toán c a 2 tiêu chu n trên 1 công trình th c t .
3. Ph
ươ ng pháp:
nghiên c u cứ
ế ế ể ử ụ ẩ t k đ tính toán trên 1 công trình ụ
S d ng 2 tiêu chu n thi th .ể
ế ả ả ậ 4. K t qu Th o lu n:
ả ủ ế ệ ề ế ủ c k t qu c a vi c so sánh v lý thuy t và cách tính toán c a ư Đ a ra đ
ượ 2 tiêu chu n.ẩ
ượ ự ủ ừ ệ ế ả ẩ
ế ế ượ ẩ đó rút ra t k TCVN 27371995 vào các công
Tìm đ đ trình t
c s chênh l ch k t qu tính toán c a 2 tiêu chu n, t ệ ử ụ ệ c vi c s d ng tiêu chu n thi ẩ ư ế ạ ớ t Nam so v i tiêu chu n châu âu EN 199114 nh th nào. i Vi
ệ ả 5. Tài li u tham kh o
Ở ứ ử ụ ệ ể ố ả đây có nêu lên 1 s tài li u mà nhóm nghiên c u s d ng đ tham kh o
trong
ủ ệ ứ vi c nghiên c u công trình c a nhóm.
9
Ở Ầ M Đ U
ề ặ ấ 1. Đ t v n đ :
ủ ị ự
ấ ớ ưở
ị ộ ề ề ụ ữ ự ệ ặ
ả ọ ự ự ể ẩ
ế ế t k xây d ng đ tính toán t ố ợ ớ ừ ừ ặ i tr ng gió tác d ng lên ệ ệ t ụ ở t là Vi
ế ỉ ộ ệ ấ ộ ấ ả T t c các công trình đ u ch u s tác đ ng c a gió. Gió không ch xu t hi n m t ề ả ấ ứ ườ cách th ng r t nhi u ng xuyên liên t c mà còn có s c tàn phá r t l n, làm nh h ế ự ổ đ n s n đ nh, đ b n v ng các công trình xây d ng, đ c bi t là các công trình cao t ng.ầ ọ ậ Vì v y, l a ch n tiêu chu n thi ầ các nhà cao t ng sao cho phù h p v i t ng vùng, t ng qu c gia, đ c bi Nam là có ý nghĩa c p thi t.
ấ ạ ự 2. Th c tr ng:
ầ ạ ệ ệ ẽ ở ể ấ t Nam và trên th gi
ủ ử ụ Vi ứ ộ ế ớ i; ầ c m t ph n nào đó
ở ầ ệ ạ Hi n nay, nhà cao t ng đang phát tri n r t m nh m ượ quy mô và công năng s d ng c a các công trình đã đáp ng đ ộ ề v nhu c u nhà
ừ ạ ớ
ứ ạ ề ủ ầ ộ ươ
ộ ố ế ộ ữ ạ ộ
ầ ỹ
ề ế ộ ỹ
ọ ể ệ ụ ố ộ
ậ ủ ườ , văn phòng làm vi c, khách s n tăng ngày m t tăng cao. ặ Các công trình cao t ng v i chi u cao không ng ng tăng lên, hình d ng m t ố ớ ấ ả ằ ng đ i l n… t b ng ngày m t ph c t p, đ nghiêng c a m t s công trình t t c ẹ ữ đã t o nên nh ng công trình có hình dáng ki n trúc đ c đáo và mang nh ng nét đ p ở ộ ủ ể ượ ẩ th m m riêng. Nhi u công trình cao t ng đã và đang tr thành bi u t ng c a m t ế ộ ậ ộ ổ ứ ề ậ ủ ch c, m t t p đoàn kinh t n n văn minh và ti n b khoa h c k thu t c a m t t ụ ố hay m t qu c gia nào đó; th hi n ý trí mu n chinh ph c thiên nhiên, chinh ph c các ọ ỹ ỉ đ nh cao khoa h c k thu t c a con ng i.
10
ệ ả
ờ ế ậ
ứ ả ưở ộ
ế ế ề ị ấ ị ộ ề ữ ộ ự ổ ủ ệ ộ ả ơ ộ t k công trình không ph i là m t quá trình đ n gi n, m t công Tuy nhiên vi c thi ả ể ế ự ặ ệ ị ấ ề t ph i k đ n s t khí h u. Trong đó đ c bi trình ch u r t nhi u v đ a hình, th i ti ấ ớ ủ ủ ng c a nó r t l n trong tác đ ng c a đ ng đ t và gió lên công trình, s c nh h ử ụ vi c tính toán s n đ nh, đ b n v ng c a công trình trong quá trình s d ng.
ả ở
ủ Hình 1:Hình nh tàn phá c a bão gió gây ra đ i v i nhà ị ưở ứ ả
ệ ả ầ Công trình càng cao t ng thì s c nh h ớ l n. Vi c s d ng t ở Vi
ả ố ớ ầ ể ộ ng, dao đ ng và chuy n v công trình càng ầ ụ ố ư i u các TCCA hay TCVN áp d ng vào các công trình cao t ng ọ ầ ộ ự ự ề ế ấ i quy t v n đ : ệ ử ụ t Nam là m t s l a ch n c n ph i quan tâm hàng đ u. 3. Gi
ử ụ ể ả S d ng TCVN 27371995 & EN 199114 đ gi ề ế ấ i quy t v n đ .
ƯƠ Ứ Ả CH Ọ NG 1: T NG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN C U T I TR NG
Ế Ớ Ở Ệ Ổ GIÓ TRÊN TH GI I VÀ VI T NAM
ứ ả ọ ế ớ
i. ả ố ự
i tr ng gió trên Th gi ộ ấ ề ơ ả ấ ể ừ ố ủ ế ề ấ 1.1. Tình hình nghiên c u t ủ ể vùng có V c b n, gió là s chuy n đ ng c a dòng khí ch y r i trong khí quy n t ề áp su t cao v vùng có áp su t th p. Gió phát sinh ch y u do phân b không đ u
11
ắ ự ấ ấ ặ ờ
ế ả ủ ổ ố ụ ự ủ ặ ộ
ề ặ ủ ế ờ ủ ủ ả ề ộ đ chi u n ng c a m t tr i trên b m t trái đ t và do s quay c a trái đ t quanh ụ tr c b n thân c a nó. Đ c tính ch y u c a gió là s thay đ i t c đ liên t c và không đ u theo c không gian và th i gian.
i ố Hình 2: L c xoáy t
ộ ầ ầ ầ ượ ạ Manitoba, Canada, năm 2007 ầ c chia ra làm 2 thành ph n: ph n tĩnh và ph n đ ng. Thành ph n
ủ ự
ề ứ ế ế ậ ố ọ t k cho s ự i tr ng do l c do v n t c gió và l c quán tính c a công trình gây nên. i nhi u nhà khoa h c cũng không ng ng nghiên c u và thi
ừ ạ
ủ ườ
ộ ứ ự ổ ụ ủ ụ ẫ
ủ ụ ấ ớ
ạ
ướ i Khoa Mechanical & Materials Engineering, tr ế ớ
ứ ữ ủ ề ẫ ẩ
ế ị ượ ề ẫ ở c đo b i thi
i tr ng gió c b n đ ử ụ ứ ự ế ụ ủ ằ ả ọ T i tr ng gió đ ủ ả ọ ộ đ ng c a t ế ớ ự Trên th gi ủ ộ ứ ệ tác đ ng c a gió lên các công trình. Năm 2003, t i vi n nghiên c u COPPETEC và ở ạ ọ Civil Engineering Program c a tr “Cách ng đ i h c COPPE Brazil đã phân tích ủ ự c aủ ị ướ ề th c dao đ ng và s n đ nh c a các tr truy n d n d i tác d ng c a l c gió” tác giả Ronaldo C.battista, Rosangela S. Rodri gues, Michele S. Pfeil đ a ra m t mô ộ ư ủ ộ ự ố i tác đ ng c a hình phân tíchs hóa m i cho s phân tích c u trúc c a tr thép d ọ ạ ườ ng đ i h c gió. Năm 2007 t ườ ng Western Ontario, London, Canada liên k t v i Khoa School of Engineering, tr ự ạ ọ ề ế đ i h c Surrey, Guildford. Surrey GU2 7XH, UK đã ti n hành nghiên c u v “S ằ ụ ọ ả ả truy n d n b ng cách: so sánh tiêu chu n gi a nghiên gi m t i tr ng gió c a tr ế ế ủ ả ứ E. Savory, G.A.R. Parke, P. Disney, N. Toy. Bài báo đã so t k ” c a tác gi c uthi ơ ả ọ ữ ả t b truy n d n L6 trong su t quá sánh gi a t và trình nghiên c u tính toán s d ng mã UK th c t ố cho các thanh gi ng c a tr
12
ẩ ủ ế ể
ự ụ ế
ộ ọ ụ ư ẩ
ả ậ ả ẩ ẩ
ẩ ẩ ỳ
ị ự ả ế ế đã phân tích ch y u chuy n v do gió lên tr c t k BS8100. Tác gi tiêu chu n thi ế ầ ướ ụ ng gió tr c ti p tác đ ng vào đ u tr . Ngoài ra, ti p chân tr trên móng và cho h ộ ố ướ i tr ng gió tác d ng lên công m t s n c cũng đã đ a ra tiêu chu n tính toán t ẩ trình: Tiêu chu n Châu Âu EN 1, Tiêu chu n Nh t b n AIJ/RLB 2004, Tiêu chu n Hoa k ASCE/SEI 705, Tiêu chu n Canada NBCC 1995, Tiêu chu n Anh BS 6399 2,…
ứ ả ọ ằ ở ề ớ ồ
ề ặ ị ờ ớ ị ấ ấ ộ
ắ t Nam. ệ ớ t đ i, v i đ a hình nhi u đ i núi và ệ ớ ệ ủ ầ t đ i ạ ệ ạ t h i do gió m nh,
i vùng Tây Thái Bình Duong B c. Thi ạ ế ớ ộ ệ ạ ớ ữ ấ ở ệ Vi i tr ng gió 1.2. Tình hình nghiên c u t ậ V m t đ a lý, nu c ta n m vùng c n nhi ờ ể đu ng b bi n dài trên 3350 km, thu c vùng có t n su t xu t hi n c a bão nhi ớ l n nh t trên th gi bão, t ấ ố ố , l c là m t trong nh ng thi t h i l n nh t trong các lo i thiên tai.
ấ ạ ẵ ừ trên cao) i Đà N ng (nhìn t
ộ
ụ ề Hình 3: C n bão c p 11 t ạ ụ
ườ ứ ố ứ ạ t Nam Ở ệ Vi
ệ các phòng thí nghi m gió c a Vi
ứ ả ỹ
ở
ự ự ệ
ề ấ ộ ủ ợ ọ ấ và công trình xây d ng” (1991) do các nhà khoa h c c a c a ệ , ch trì ề ủ đ tài PGS.TS Nguy n ệ ố ị đ nh h s khí
ệ ằ
ổ ấ ồ ớ ả ủ ạ ả Gió là m t lo i ho t t ộ ờ th i gian và ph thu c vào nhi u thông s ph c t p liên quan đ n môi tr ặ ả ể đ c đi m c a b n thân công trình. ệ ấ ầ th p t ng đu c thí nghi m trong ớ tài Khoa h c c p nhà nu c “ Nghiên c u các gi cho nhà ự ọ h c Công ngh Xây d ng th c hi n cùng nhóm nghiên c uứ . Ð tài c p B “Xác ầ nhà công nghi p th p là TS. Nguy nễ H ng Hà ơ ổ i, tác d ng c a nó lên công trình thay đ i theo c không gian, ế ng và các ề ộ ố đã có m t s nghiên c u v nhà ư: Ðề ệ ủ t Nam nh tụ ậ ố bão l i pháp k thu t phòng ch ng ọ ủ ủ Vi n Khoa ệ ờng ế ễ Ti n Cu ộ ố ạ ộ đ ng cho m t s d ng ,ch trìủ ộ ệ ấ t ng b ng thí nghi m trong ng th i khí đ ng” (2008) ị đ nhị ố ề cùng nhóm nghiên c uứ . Ð tài c p nhà nu c theo Ngh
13
ợ ữ ứ Vi
i pháp thi ị ế
ủ
ề ậ ấ ộ ọ ả ệ ế thư H p tác gi a hai Chính Ph , Hoa K và ỳ ủ t Nam: “Nghiên c u gi t ạ ệ ở ự ế do Vi n Ki n trúc, Quy ho ch Ðô th và vùng gió bão” (2012) k xây d ng nhà ẩ ệ ẩ Ngoài ra, theo tiêu chu n Vi Nông thôn ch trì. t Nam TCVN 27371995 (tiêu chu n ụ ề ả ọ ế i tr ng gió tác d ng lên công trình. tài tr ng và tác đ ng) đã đ c p đ n v n đ t
14
ƯƠ ƯƠ Ọ Ả CH NG 2. PH NG PHÁP XÁC Đ NH T I TR NG GIÓ LÊN NHÀ CAO
Ị T NGẦ
ả ọ ượ ầ gió tĩnh và gió đ ngộ T i tr ng gió đ c chia ra làm hai thành ph n:
ả ị ụ ầ i tr ng gió tác d ng lên nhà cao t ng theo tiêu
ươ 2.1 Ph ng pháp xác đ nh t ệ ẩ chu n Vi ọ t Nam TCVN 27371995
ạ
ỉ ệ ượ ộ ố ộ ố ộ
ổ ữ ẩ ự ớ ố ệ ấ ờ
ẫ ử ụ ứ
ử ụ ỳ ặ ố ệ ậ ố ấ ầ ớ ờ
ỳ ặ ứ ự ồ
ươ ng pháp tính toán t
ổ ả ộ ứ ầ
ươ
ẩ ẩ Trong quá trình biên so n TCVN 2737:1995, m t s n i dung trong tiêu chu n c hi u ch nh khác v i tiêu chu n g c СНиП 2.01.0785. M t trong này đã đ ậ nh ng thay đ i đó là s d ng s li u áp l c gió có th i gian l y trung bình v n ủ ư ố t c gió 3 giây và chu k l p 20 năm nh ng v n s d ng công th c tính toán c a СНиП 2.01.0785 có s li u đ u vào ng v i th i gian l y trung bình v n t c gió ộ ủ 10 phút và chu k l p là 5 năm. S thay đ i này làm cho tính đ ng b c a ả Ở ế ả ọ t ph đây trình bày cách thi i tr ng gió không đ m b o. ự ả ủ ả ọ ậ i tr ng gió trong d th o l p công th c tính toán thành ph n tĩnh và đ ng c a t ủ ơ ở ố ệ “TCVN 2737:2011 trên c s s li u gió đã có và tuân th ph ng pháp tính toán nêu trong tiêu chu n СНиП 2.01.07 85* 2009.”
ầ ụ ầ ủ ả ọ i tr ng gió tác d ng lên nhà cao t ng:
ặ ặ (cid:0) ế ự
ằ ế ng theo ti p tuy n v i m t ngoài và t l ượ
(cid:0) Áp l c pháp tuy n
2.1.1 Các thành ph n c a t (cid:0) Áp l c pháp tuy n ế ự ế ướ h L c ma sát ố ớ chi u b ng (đ i v i mái răng c a, l ế ứ tích hình chi u đ ng (đ i v i t ế ặ ệ đ t vào m t ngoài công trình hay các c u ki n ệ ặ ớ ặ ự ng t ). ng bao che không kín
ỗ ử ặ
(cid:0) Áp l c pháp tuy n
ế
ấ ỉ ệ ớ ớ v i di n tích hình ệ ờ ử n sóng và mái c a tr i) ho c v i di n ệ ươ ng có lôgia và các c u ki n t ặ ở ườ ặ ả ủ c tính v i m t c n c a công trình theo h ế ự ho c có l ự ụ ủ
ụ ươ ứ ặ ớ ư ố ớ ườ ấ ớ ườ ả đ t vào m t trong c hà v i t ặ ở c a đóng m ho c m th ng xuyên ướ ượ ớ , đ ng ặ ả ủ các tr c x và y. M t c c a công trình là hình chi u c a công trình lên các m t vuông góc v i các tr c t ng ng.
ả ọ ụ ầ Cách tính toàn t i tr ng gió tác d ng lên nhà cao t ng:
ả ọ A. T i tr ng gió tĩnh
ầ ẩ ủ ả ọ ố ớ ộ ẩ i tr ng gió W có đ cao Z so v i m c chu n
ứ ị ị Giá tr tiêu chu n thành ph n tĩnh c a t xác đ nh theo công th c:
W= x k x c
Ở ị ủ ự ấ ấ ả ồ đây: ả giá tr c a áp l c gió l y theo b n đ phân vùng l y theo b ng 1
ế ự ổ ủ ệ ố ự ấ ả ộ k h s tính đ n s thay đ i c a áp l c gió theo đ cao l y b ng 2
ệ ố ả ấ ộ c h s khí đ ng l y theo b ng 3
15
ậ ủ ả ọ ệ ố ộ ấ H s đ tin c y c a t i tr ng gió γl y b ng 1,2 ằ
(cid:0) Giá tr c a áp l c gió
ị ủ ự ả ấ l y theo b ng 1
ổ ệ ụ ụ ọ ườ ậ ờ Phân vùng gió trên lãnh th Vi t Nam cho tr ng ph l c D. đ ng đ m nét r i là
ả ồ ự ự ả ị B ng 1 Giá tr áp l c gió theo b n đ phân vùng áp l c gió trên lãnh th Vi ổ ệ t
I III IV V II
ồ ự Vùng áp l c gió trên b n đả
65 125 155 185 95 (daN/m2)
Nam
ớ ữ ưở ủ ượ ế ặ ạ ng c a bão đ c đánh là y u ho c m nh (kèm theo kí
i gi a vùng nh h ặ ệ ả Ranh gi hi u vùng là A ho c B).
ụ ụ ự ị Phân vùng áp l c gió theo đ a danh hành chính cho trong ph l c E.
ộ ố ạ ượ ắ ả ả ng vùng núi và h i đ o
ử ụ ụ ụ ả ị ị ờ ủ ủ ự Giá tr áp l c gió tính toán c a m t s tr m quan tr c khí t và th i gian s d ng gi đ nh c a công trình khác nhau cho trong ph l c F
ủ ị ủ ế ng c a bão đ
ố ớ đ ượ đ i v i vùng IA, 12 daN/ ụ ụ c đánh giá là y u (ph l c D), giá tr c a áp ố ớ đ i v i vùng IIA
ưở ố ớ Đ i v i vùng nh h ả ự l c gió ố ớ và 15daN/ ả ượ c gi m đi 10daN/ đ i v i vùng IIIA.
ự ố ớ ộ
ị ủ ệ ố ị ể ế ự ả ạ ị ẩ ổ Các giá tr c a h s k k đ n s thay đ i áp l c gió theo đ cao so v i m c chu n và d ng đ a hình. Xác đ nh theo b ng 2.
ị ậ ả ấ ố ị
ạ ờ ể ả ồ ớ ặ ố ặ ồ Đ a hình d ng A là đ a hình tr ng tr i, không có ho c có r t ít v t c n cao không quá ồ 1,5m ( b bi n thoáng, m t sông, h l n, đ ng mu i, cánh đ ng không có cây cao...).
ị ạ ộ ố ậ ả ươ ớ ố ị
ư ặ ừ ư ạ ạ ị
ư ồ ố ng đ i tr ng trái có m t s v t c n th a th t cao Đ a hình d ng B là đ a hình t ừ không quá 10m (vùng ngo i ô ít nhà, th trán, làng m c, r ng th a ho c r ng non, vùng tr ng cây th a…)
ậ ả ề ạ ị ừ 10m
ắ ậ ị ở ừ ố ạ ị Đ a hình d ng C là đ a hình b che ch n m nh, có nhi u v t c n sát nhau cao t tr lên (trong thành ph , vùng r ng r m…)
Bảng 2: bảng hệ số k kể đến sự thay đổi của dạng địa hình
ị ạ D ng đ a hình A B C
ộ Đ cao Z, m
3 1,00 0,80 0,47
16
5 1,07 0,88 0,54
10 1,18 1,00 0,66
15 1,24 1,08 0,74
20 1,29 1,13 0,80
30 1,37 1,22 0,89
40 1,43 1,28 0,97
50 1,47 1,34 1,03
60 1,51 1,38 1,08
80 1,57 1,45 1,18
100 1,62 1,51 1,25
150 1,72 1,63 1,40
200 1,79 1,71 1,52
250 1,84 1,78 1,62
300 1,84 1,84 1,70
350 1,84 1,84 1,78
≥400 1,84 1,84 1,84
Chú thích:
ố ớ ộ ằ ộ ị ị ế 1. Đ i v i đ cao trung gian cho phép xác đ nh giá tr k b ng cách n i suy tuy n
ả ị tính các giá tr trong b ng 2
ố ớ ả ộ ướ 2. Khi xác đ nh t ng gió khác
i tr ng gió cho m t công trình, đ i v i các h ạ ị ể ị ọ nhau có th có d ng đ a hình khác nhau.
ố ả ệ ố ấ ặ
ọ ỉ ẫ ủ ả ệ ị
ộ i tr ng gió lên nhà, công trình ho c c u ki n và h s khí đ ng c xác đ nh theo ch d n c a b ng 6TCVN 2737. Các giá tr trung gian cho phép ị ị ằ ươ ế ộ ơ ồ S đ phân b t ượ đ xác đ nh b ng ph ng pháp n i suy tuy n tính
17
ả ổ ặ ấ ệ ố ệ ng gió th i lên nhà, công trình ho c c u ki n. h s khí
ượ ị Mũi tên trong b ng 6 ch h ộ đ ng đ
ặ ấ ố ớ
ỉ ướ ư c xác đ nh nh sau: (cid:0) Đ i v i m t ho c đi m riêng l ẻ ủ ả ị ươ ủ ệ ố ư ệ ố ộ ể ế ơ ồ
ị ớ ề ự ứ ề ặ ự c a nhà và công trình l y nh h s áp l c ứ ng c a h s khí đ ng ng ng vào b m t công trình, giá tr âm ng v i chi u áp
ấ ả ệ ế ơ ồ
ồ ầ ả ớ ấ ủ ậ ứ ng lu ng gió và ph
ồ ể ươ ế ủ ậ
ị ẳ ầ
ể ệ
ươ ớ ồ ớ ủ ự ả ẳ ặ (cid:0) Đ i v i k t c u có m t đón gió nghiêng m t góc D so v i ph
ầ ả ị ặ . Khi xác đ nh các thành ph n c n chung c a v t th
và ụ ủ ữ ứ ệ ặ ớ
ủ ườ ng tr c c a nó ng v i di n tích m t đón gió. Nh ng tr ế ạ
ệ ố ướ ể ằ ồ ng lu ng gió ể ậ ợ ng h p ướ ng ng khác), h s khí
ả ầ ố ệ ả ấ
ự (cid:0) Đ i v i nhà và công trình có l thông thoáng, l
ỗ ử ế ơ ồ ở ơ ồ
ườ ằ
ặ ủ
ố ử ị ặ ơ ồ đã cho (s đ 1 đ n s đ 33 b ng 6). Giá tr d ướ ề ớ v i chi u áp l c gió h ướ ự l c gió h ng ra ngoài công trình. (cid:0) Đ i v i các k t c u và c u ki n (s đ 34 đ n s đ 43 b ng 6) l y nh h ư ệ ế ấ ơ ồ ố ớ ể ố ả ị ệ s c n chính di n cx và cy khi xác đ nh các thành ph n c n chung c a v t th ươ ớ ụ ng vuông góc v i lu ng gió, ng v i tác d ng theo ph ệ ấ ặ di n tích hình chi u c a v t th lên m t ph ng vuông góc v i lu ng gió; l y ư ệ ố ự ủ ứ nh h s l c nâng c z khi xác đ nh thành ph n đ ng c a l c c n chung c a ế ủ ậ ậ ớ ể ứ v t th ng v i di n tích hình chi u c a v t th lên m t ph ng n m ngang. ộ ố ớ ế ấ ư ệ ố ấ l y nh h s ươ theo ph ư ch a xét đ n trong b ng 6 (các d ng nhà và công trình khác, theo các h ả ủ ậ gió khác, các thành ph n c n chung c a v t th theo h ỉ ẫ ộ ặ ệ đ ng ph i l y theo s li u th c nghi m ho c các ch d n riêng. ỗ ỗ ấ ử ổ ử ố ớ l y c a (c a s , c a đi, l ặ ố ề ả s đ 2 đ n s đ 26 b ng 6, phân b đ u theo chu vi ho c ể ậ ệ ng b ng phibrô xi măng và các v t li u có th cho gió đi qua (không ế ấ ủ ườ ộ ng ngoài, ố ớ ườ ộ ng ngoài
ớ ng
ớ
ườ
ấ ấ ằ ằ ượ ng trong l y b ng 0,4.W ng không quá 100daN/m2 l y b ng 0,2.W ở 0 và ư 0 nh ng không d các vách ngăn ướ i
ánh sáng) nêu có t ỗ ử ự ụ c a), khi tính k t c u c a t ph thu c vào s có m t c a các l ị ủ ệ ố ộ ầ c t, d m ch u gió, đ c a kính, giá tr c a h s khí đ ng đ i v i t ả ấ ph i l y: ự ươ c = + 1 khi tính v i áp l c d ự c = 0,8 khi tính v i áp l c âm ả ọ ở T i tr ng gió tính toán các t ẹ ọ nh tr ng l 10daN/m2
(cid:0) Khi tính khung ngang c a nhà có c a tr i theo ph ủ
ử ờ ọ
ươ ả ể ế ả ọ ờ ụ ả ơ ồ ặ ử ng d c ho c c a tr i thiên i tr ng gió tác d ng lên
ẩ t nam TCVN 27371995:
ủ ả ọ ư ầ ấ i tr ng gió
ử ờ
ụ ố ớ ơ ồ ư ả ặ ỉ
ằ
ờ ầ ự ừ ế ự ụ ả ọ ứ ế
t đ
ượ ớ ỉ đ nh v i a>4h (s đ 9,10,25 b ng 6), ph i k đ n t ộ các c t khung. ệ Tiêu chu n vi Phía đón gió và phía khu t gió cũng nh thành ph n ngang c a t tác d ng lên c a tr i. ử Đ i v i nhà có mái răng c a (s đ 24 b ng 6) ho c có c a tr i thiên đ nh khi a d 4h ph i tính đ n l c ma sát thay cho các thành ph n l c n m ngang ử ủ ả c a t phía đón gió. i tr ng gió tác d ng lên c a tr i th hai và ti p theo t ự L c ma sát W ờ ứ c tính theo công th c:
Trong đó: ự ằ ấ ả áp l c gió l y theo b ng 4 tính b ng decaNewton trên mét vuông;
18
ả h s ma sát cho trong b ng 6
ả
ệ ố ệ ố ấ ệ ố ớ ằ
ố ớ ườ ứ ệ ặ ư ượ ờ ử n sóng và má có c a tr i) ế ấ ươ ng ng có lôgia và các k t c u t
ằ k h s l y theo b ng 5 ế S di n tích hình chi u b ng (đ i v i răng c a, l ế ho c di n tích hình chi u đ ng (đ i v i t ự t ) tính b ng mét vuông
ề ầ ệ ố ị Cách xác đ nh h s khí đ ng cho khung nhà nhi u t ng: ộ
ề ầ Hình 4: Khung nhà nhi u t ng
ế ớ ề ườ ng hay
ượ ơ ồ S đ này dùng cho khung nhi u tâng liên k t v i nhau, không có t ậ ộ b ph n nhà xây vào khung đó. Và đ c tính:
ơ ồ Theo s đ 34 TCVN 2737
Cđ = 0.8
Ch = 0.6
ộ ầ B. Thành ph n gió đ ng:
(cid:0) ộ ả ượ ủ ả ọ i tr ng gió ph i đ
ế ị ạ ả ể ế t b d ng c t, hành lang băng t
ầ ỉ ố ộ ị ớ ộ ơ ị
ề ố
ể ạ ộ ị
ụ ỉ ẫ ằ ượ ữ ậ ả ộ
ế ấ ấ ổ ế ấ ử ủ ố ệ
(cid:0) Giá tr tiêu chu n thành ph n đ ng c a t
ầ c k đ n khi tính các công trình Thành ph n đ ng c a t ộ ệ ộ ố ụ i, các giàn tr , tháp, ng khói, c t đi n, thi ề ầ ộ giá l thiên,…các nhà nhi u t ng cao trên 40m, các khung ngang nhà công ệ ộ nghi p 1 t ng m t nh p có đ cao trên 36m, t s đ cao trên nh p l n h n 1,5. (cid:0) Đ i v i các công trình cao và k t c u m m ( ng khói, tr , tháp…) còn ph i ả ố ớ ả ế i ti n hành ki m tra tình tr ng m t n đ nh khí đ ng. Ch d n tính toán và gi ứ c xác l p b ng nh ng nghiên c u pháp gi m lao đ ng c a các k t c u đó đ ộ ệ riêng trên c s các s li u th nghi m khí đ ng. ủ ả ọ ơ ở ẩ ở ộ ượ ầ ộ i tr ng gió đ cao z đ c xác
ư
(cid:0) Đ i v i công trình và các b ph n k t c u có t n s dao đ ng riêng c b n
ơ ả ậ ộ
ị ị ị đ nh nh sau: ố ớ ớ ế ấ i h n c a t n s dao đ ng riêng ộ ề quy đ nh trong đi u
ứ ị ớ ạ ủ ầ ố ơ (Hz) l n h n giá tr gi ị ượ 6.14 TCVN 2737 đ ầ ố ộ c xác đ nh theo công th c:
19
ẩ ầ ủ ả ọ ở ộ i tr ng gió đ cao tính toán đ ượ c
ề
ự ủ ả ọ ở ộ ấ i tr ng gió đ cao z l y theo b ng 8;
ự ộ ủ ả ọ ị ng quan không gian áp l c đ ng c a t ả i tr ng gió xác đ nh theo
ề Trong đó: ị W Giá tr tiêu chu n thành ph n tĩnh c a t ị xác đ nh theo đi u 6.3; ệ ố H s áp l c c a t ệ ố ươ Q H s t đi u 6.15 TCVN 2737.
Bảng 3 – Hệ số tương quan của tải trọng gió
ề ạ ị ệ ố ự ộ Chi u cao z, m đ i v i các d ng đ a hình
10 20 40 60 80 100 150 200 250 300 350
H s áp l c đ ng A 0,318 0,303 0,289 0,275 0,267 0,262 0,258 0,251 0,246 0,242 0,239 0,236 0,231 ố ớ B 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 C 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
ố ớ ề ầ ề ộ ặ
ố ượ ị ộ ứ ị ẩ ầ ộ ổ ng và b r ng m t đón gió không đ i ủ ả ọ i tr ng
ề ở ộ ứ Đ i v i nhà nhi u t ng có đ c ng, kh i l theo chi u cao, cho phép xác đ nh giá tr tiêu chu n thành ph n đ ng c a t gió đ cao z theo công th c:
Trong đó:
ị ẩ ủ ả ọ ở ộ ủ ỉ Giá tr tiêu chu n thành ph n đ ng c a t i tr ng trong đó đ cao h c a đ nh
ầ ứ
ồ ị ị ụ ộ c xác đ nh b ng đ th , ph thu c vào thông sô ộ ả và đ gi m
ủ ộ ộ ị công trình, xác đ nh theo công th c (1) ằ ự ượ ệ ố ộ H s đ ng l c đ loga c a dao đ ng.
ậ ủ ả ọ ệ ố h s tin c y c a t ấ i tr ng gió l y băng 1,2
20
ị ủ ự giá tr c a áp l c gió (N/ )
ự
ố ố ớ ể ả ạ
ế ấ
ế ị ạ ệ ằ ụ ộ t b d ng c t có b b ng bê
ự ộ ố ị
ệ ố ộ Hình 5: h s đ ng l c ườ Đ ng cong 1: đ i v i công trình bê tông c t thép và g ch đá k c công trình ằ b ng khung thép có k t c u bao che ố ườ Đ ng cong 2: các tháp, tr thép, ng khói, các thi ố tông c t thép ( (cid:0) Giá tr dao đ ng c a t n s riêng ộ ứ ả ầ (Hz) cho phép không c n tính l c quán ị ng ng, xác đ nh theo b ng 9
ươ ộ ộ ủ ầ tính phát sinh khi công trình dao d ng riêng t ị ụ TCVN2737 ph thu c vào giá tr
c a dao đ ng. ạ ố ủ (cid:0) Đ i v i công trình bê tông c t thép và g ch đá, công trình khung thép có k t ế
= 0,3. (cid:0) ụ ố ằ ế ị ạ ệ ằ ộ t b d ng c t thép có b b ng bê
ố ớ ấ c u bao che, Các tháp, tr , ng khói b ng thép, các thi ố tông c t thép = 0,15
ị ớ ạ ộ ố ả B ng 4 giá tr gi ả i h n dao đ ng c u tâng s riêng
ự Vùng áp l c gió
I II III IV V 1,1 1,3 1,6 1,7 1,9 3,4 4,1 5,0 5,6 5,9
ạ ụ ố ớ ể ạ ầ ổ Đ i v i công trình d ng tr khi <
(cid:0) H s t
ủ ầ ộ ị ả ng quan không gian thành ph n đ ng c a áp l c gió
ệ ố ượ ề ặ ự ượ ủ ị đ ng quan đ ng. B
ề ặ ườ ườ ầ ặ ồ ộ c n ph i ki m tra tình tr ng n đ nh khí đ ng. ượ ấ c l y ề ộ ng bên, mái theo b m t tính toán c a công trình trên đó xác đ nh các t ấ m t tính toán g m có ph n b m t t ng đón gió, khu t gió, t
21
ế ấ ượ ượ ề ộ ự mà qua đó áp l c gió truy n đ
ề ặ ủ ạ
ụ ơ ả ộ ượ ị ụ ậ c lên các b ph n ữ ệ . Các ố và
ượ ị và các k t c u t ế ấ k t c u công trình. N u b m t tính toán c a công trình có d ng hình ch ớ ậ nh t và đ ng song song v i các tr c c b n (xem hình 3) thì h s ố xác đ nh theo b ng 10TCVN 2737 ph thu c vào các tham s tham s ố và ự ng t ế ướ ị c đ nh h ả ả c xác đ nh theo b ng 11TCVN 2737. đ
ệ ố ươ ệ ọ ộ ị Hình 6: H t a đ khi xác đ nh h s t ng quan
ệ ố ươ ả ự ộ ủ ả ọ B ng 5 H s t ng quan không gian áp l c đ ng c a t i tr ng gió
, m
0,1 5 10 20 40 80 160 H s 5 0,95 0,89 0,85 0,80 0,72 0,63 0,53 ệ ố khi 10 0,92 0,87 0,84 0,78 0,72 0,63 0,53 (m) b ngằ 20 0,88 0,84 0,81 0,76 0,70 0,61 0,52 40 0,83 0,80 0,77 0,73 0,67 0,59 0,50 80 0,76 0,73 0,71 0,68 0,63 0,56 0,47 160 0,67 0,65 0,64 0,61 0,57 0,51 0,44 350 0,56 0,54 0,53 0,51 0,48 0,44 0,38
ả B ng 6 Các tham s ố và
ẳ ặ ộ ơ ả
ọ ớ ề ặ
M t ph ng t a đ c b n song song v i b m t tính toán Zoy Zox Xoy b 0,4a b h h a
22
(cid:0) ể ế ự ạ ộ ộ c n tính toán đ ng l c có k d n s d ng giao đ ng
ượ ị ệ ầ ừ ề Các công trình có ầ đ u tiên, s đ c xác đ nh t đi u ki n:
(cid:0) H s tin c y
ệ ố ằ ươ ứ ấ i tr ng gió l y b ng 1,2 t
ậ ờ ố ớ ả ọ đ i v i t ử ụ ớ ử ụ ả ị ờ đ nh là 50 năm. Khi th i gian s d ng gi
ổ ằ ả ng ng v i nhà và công đ nh ớ i tr ng gió ph i thay đ i b ng cách nhân v i
ả ả ị trình có th i gian s d ng gi ủ ả ọ ị khác đi thì giá tr tính toán c a t ệ ố h s trong b ng 12: TCVN 27371995
ả ỉ ả ọ ử ụ ả ị ệ ố ề B ng 7 H s đi u ch nh t ờ i tr ng gió v i th i gian s d ng gi ủ đ nh c a
ớ công trình khác nhau
đ nh, năm
ờ ệ ố ề ử ụ ỉ Th i gian s d ng gi H s đi u ch nh t ả ị ả ọ i tr ng gió 5 0,61 10 0,72 20 0,83 30 0,91 40 0,96 50 1
ụ ầ ươ ọ ả i tr ng gió tác d ng lên nhà cao t ng theo tiêu 2.2. Ph
ị chu n ẩ tiêu chu n Châu Âu – EN 199114 ầ ng pháp xác đ nh t ẩ ộ ẩ EN 199114 là m t ph n trong h th ng các tiêu chu n chung đ ồ ượ Ủ ệ ử ụ ư ằ ộ ế ẩ ố ộ ế ấ ủ ừ ọ ỉ ẫ ả ộ ệ ố c y ban ể ụ ộ c ng đ ng châu Âu ban hành nh m m c đích s d ng nh là m t tài li u chung đ tính toán thay th cho các tiêu chu n riêng c a t ng qu c gia thành viên. N i dung ủ c a EN 199114 là ch d n tính toán t i tr ng tác đ ng do gió vào k t c u công trình. ủ ả ự ẩ ữ thi ệ ố ẩ c xây d ng trên nguyên t c đ a ra các gi ỹ ả ữ ị ứ ằ ắ ậ ợ ế ơ ở ệ ự ế ề ư ặ ớ ể ẽ ữ ụ ả ự ư ắ ề ứ ộ ứ ơ ả ậ ệ ự ự ộ ấ ệ ố ệ ể ệ ứ ổ ị ẽ ố ệ ươ ử ẩ ề ệ ợ ự t Nam cho phù h p.
ự ặ ể Đi m đ c thù c a các tiêu chu n n m trong h th ng tiêu chu n chung châu Âu ỉ ẫ ượ t, nh ng ch d n tính EN đó là đ ỗ ụ toán chung kèm theo các quy đ nh k thu t ch t ch . Trên c s đó khi áp d ng, m i ủ ướ riêng c a n c ph i có nh ng nghiên c u phù h p v i nh ng đi u ki n th c t mình (Anh có BS EN, Pháp có NF EN,...). Đ áp d ng EN 199114 vào Vi t Nam ệ cũng ph i d a trên nguyên t c đó. Hi n nay, chúng ta ch a có đi u ki n tri n khai ể ề ủ các nghiên c u c b n v tác đ ng c a gió, nh t là các nghiên c u th c nghi m đ ớ ổ ệ ố ộ ị xác đ nh quy lu t thay đ i h s đ cao, h s thay đ i xung áp l c đ ng, ng v i ệ ụ ậ ạ t Nam chúng ta s tuân các d ng đ a hình. Vì v y, khi áp d ng EN 199114 vào Vi ầ ệ ố ủ ng pháp tính toán trong tiêu chu n g c và th c hi n x lý các s li u đ u th ph ớ ệ ủ ứ vào ng v i các đi u ki n c a Vi V n t c và áp l c gió: ậ ố
ạ ị 2.2.1) Phân chia d ng đ a hình: (cid:0) ư ờ IV ) đ c tr ng b i
ề ẩ ị ạ ặ ạ .Và d ng đ a hình chu n là d ng
ứ ị Theo TC EN1991 14 thì đ a hình chia làm 5 d ng(0 ạ ề chi u dài nhám ị đ a hình II ( ng v i đ nhám z ấ ỏ và chi u cao nh nh t ớ ộ 0 = 0.05m).
ả ạ ị ố ị B ng 8: Lo i đ a hình và các thông s đ a hình
23
ạ ị D ng đ a hình (m) (m)
ặ Ở ể 0.003 ớ ự bi n ho c khu v c giáp ranh v i 1
ặ ằ Ở ồ 0.01 1
ị ắ ự ậ
ớ ấ ậ ự ự 0.05 2
ị
ậ ấ ầ ộ
ượ 0.3 5
ọ ớ ự ặ ự
ả ướ ầ ấ ộ ớ
ư
ự 1.0 10
ạ ấ ủ ượ
ộ
0 bi nể ớ ự I h ho c khu v c n m ngang v i ả th m th c v t ch u che ch n là không đáng kể ư ả II Khu v c v i th m th c v t th p nh : ớ ự ỏ c và b cô l p (Cây, các tòa nhà) v i s ướ cách ly ít nh t là 20 l n đ cao ch ng ạ ậ ng i v t ả ở III Khu v c đ c bao b c b i các th m ậ th c v t ho c công trình v i kho ng cách ạ ng ng i ly l n nh t là 20 l n đ cao ch ạ ậ v t, nh làng m c, vùng ngo i ô ề ặ IV Khu v c trong đó ít nh t 15% b m t ắ ủ c bao ph và che ch n c a công trình đ ớ ở b i các công trình v i đ cao trung bình trên 15m
(cid:0) ẩ ữ
ẩ
ệ ị ạ ị ị c quy
ạ ố ố ượ ẩ ộ ố ậ ả
ớ ặ ừ ướ ư ư ừ ạ ồ
ả ị ấ ữ ư ẩ
ư ậ ề ạ ị ị
ề ơ ự ố S gi ng và khác nhau gi a 2 tiêu chu n TCVN 27371995 & EN 199114: ạ Tiêu chu n TCVN 27371995 phân chia đ a hình thành 03 d ng ký hi u là A, ị c là d ng đ a hình B (Đ a hình B và C. D ng đ a hình chu n đ ươ ng đ i tr ng tr i, có m t s v t c n th a th t cao không quá 10m, vùng t ạ ngo i ô ít nhà, th tr n, làng m c, r ng th a ho c r ng non, vùng tr ng cây ự th a…). Nh v y gi a tiêu chu n TCVN 27371995 và EN 199114 có s khác nhau v phân chia d ng đ a hình, EN 199114 phân chia đ a hình ra làm ạ nhi u d ng h n.
Xem xét quá trình phát tri n c a tiêu chu n t
ộ ể ủ i tr ng và tác đ ng c a Vi
ự ươ
ẩ ả ư ọ ạ ử ụ
ự ạ ạ ẩ ả c biên so n d a trên ph ậ ố ị
ị ạ ạ ư ượ ự
ạ ẩ ị
ị ữ ạ l
ế ượ c gi ẩ ạ ạ ượ ươ ạ ỉ ng pháp tính l
ạ ạ ị
ệ ẩ
ạ ẩ ị ệ ủ ạ
ị ẩ ị ng ng v i d ng đ a hình 2 c a tiêu chu n Úc. (cid:0) ủ ạ ạ ủ ị
ẩ ơ ở ỉ ệ ủ t ượ ng pháp Nam, phiên b n TCVN 27371995 tuy đ ủ tính toán nh tiêu chu n SNiP II674 c a Nga (s d ng v n t c gió trung ổ ề bình trong 2 phút) nh ng có s thay đ i v cách phân lo i d ng đ a hình. Phân ẩ c d a theo tiêu chu n Úc AS 1170.21983 theo đó phân lo i d ng đ a hình đ ả ạ thành 3 d ng: A, B, C trong đó B là d ng đ a hình chu n. Đ n phiên b n ẫ TCVN 2737:1995, cách phân lo i d ng đ a hình này v n đ i, tuy ề c đi u ch nh theo tiêu chu n Nga SNiP i đ nhiên ph ủ ể ấ 2.01.07.85. Qua phân tích trên, ta có th th y cách phân lo i d ng đ a hình c a ự tiêu chu n Vi t Nam TCVN 2737:1995 là d a trên cách phân d ng đ a hình ẩ ủ t Nam c a tiêu chu n Úc AS 1170.21983, d ng đ a hình B c a tiêu chu n Vi ớ ạ ươ ứ t ệ ề Phân tích sâu v cách phân lo i d ng đ a hình c a tiêu chu n Úc, tài li u “JOHN D.HOLMES. Wind Loading of Structure. 2003” ch ra c s phân chia
24
ị ứ ẩ ị
ư ả ề ạ d ng đ a hình trong tiêu chu n ÚC AS 1170.21989 ng theo các giá tr chi u dài nhám nh b ng sau:
ả ươ ứ ớ ộ ố ạ ị ề B ng 9. Chi u dài nhám t ng ng v i m t s d ng đ a hình
(m)
ế ạ
ấ ẳ ở ồ ạ ạ ạ ị ị ỏ ị D ng đ a hình ị D ng đ a hình 1: Đ a hình r t ph ng (tuy t, sa m c) ị D ng đ a hình 2: Đ a hình m (đ ng c , ít cây) 0.001 ~ 0.005 0.01 ~ 0.05
ạ ạ ị ị D ng đ a hình 3: Đ a hình ngo i ô (nhà cao 3 ~ 5 m) 0.1 ~ 0.5
ạ ị ị ị D ng đ a hình 4: Đ a hình đô th (nhà cao 10 ~ 30 m) 1~5
ị ấ ủ ẩ
ủ ằ ẩ ạ
ụ ề ị
ề ộ ơ ở ộ ể ủ ạ ớ ớ ỉ
ư ậ ả ạ ị
ơ ở ể ệ ẩ t Nam t
ị ố ệ ở ả ề ạ b ng 7 và 8 cho th y d ng đ a hình II c a tiêu chu n EN có chi u dài Các s li u ớ ạ ị ớ ợ i h n nhám phù h p v i chi u dài nhám d ng đ a hình 2 c a tiêu chu n Úc (b ng gi ẳ ậ c n trên). Thêm m t c s khác đ kh ng đ nh đi u này đó là m c 4.12 TCXD 229 : ị ị 1999[4] đã ch rõ đ nhám c a d ng đ a hình B là z0 = 0.05m (trùng kh p v i giá tr ở ộ đ nhám d ng đ a hình II trong b ng 1). Nh v y, qua các phân tích và so sánh ươ ứ ị ạ trên, chúng ta có c s đ xem d ng đ a hình B theo tiêu chu n Vi ng ng ẩ ớ ạ v i d ng đ a hình II theo tiêu chu n EN.
ố ậ ơ ả ệ ố
ậ ố ế
ị ậ ố b,0 là giá tr v n t c gió đo đ ớ ầ ượ ấ ượ ng gió và time c a năm v i xác su t v c trung bình trong t 1 l n trong 50
ở ộ ự ị 2.2.2) Tính V n T c Gió C B n và các h s liên quan a) Công th c:ứ ẩ V n t c gió tiêu chu n tham chi u v 10 phút không phân bi năm ủ ạ khu v c có d ng đ a hình II. ệ ướ t h ừ ặ ấ ở m t đ t đ cao 10m t
Trong đó :
ạ ượ ụ ộ ị ượ ơ ả ng ph thu c vào h ướ ng c đ nh nghĩa là đ i l giá tr v n t c gió c b n đ
ủ ướ ng, xem ghi chú 1
ị ậ ố ể ờ gió và th i đi m trong năm; ưở ệ ố ể ế ả h s k đ n nh h ế ố ệ ố ể ế h s k đ n y u t ơ ả ị ậ ố
ướ ị ủ ng c a h theo mùa, xem ghi chú 2 ụ ụ giá tr v n t c gió c b n theo ph l c qu c gia. ng, h ng gió khác nhau có th ể
ấ ườ
ị ủ ướ ng,
ấ ể ế ố ướ ố ế ố ướ h ố ụ ụ ườ ấ ố , cho các h ấ ợ ị ằ ng h p không có l y giá tr b ng 1. ng gió khác nhau có , cho các h ị ằ ợ ng h p không có l y giá tr b ng
ổ
ự
ượ ấ ị ượ ẩ ở ộ ầ c l y trung bình trong 3 giây, b v đ cao 10m, ở t 1 l n trong 20 năm,
ư ả Ghi chú 1: giá tr c a các y u t ụ ụ tìm th y trong các ph l c qu c gia, trong tr Ghi chú 2: giá tr c a các y u t th tìm th y trong các ph l c qu c gia, trong tr 1 ể b) Chuy n đ i: ẩ Theo Quy chu n QCVN 02:2009/BXD, ta có áp l c gió tiêu chu n ớ ậ ố ứ ng v i v n t c gió đ ị ạ d ng đ a hình B ( nh trong b ng 10.
25
ự ả ẩ ứ ớ ự B ng 10: Áp l c gió tiêu chu n (
IV
Vùng áp l c gió trên b n đả
ự ồ daN/ I IA 55 IB 65 II IIA 83 IIB 95 ng v i các vùng áp l c gió V III IIIA 110 IIIB 125 155 185
ị ượ ậ ố ẩ ở ộ
ả ượ ấ c v n t c gió tiêu chu n ị ượ c l y trung bình trong 3 giây, b v
ư ị t 1 l n trong 20 năm, ừ ầ ượ ả ố ệ ừ T các s li u trong b ng 10 ta xác đ nh đ ớ ậ ố ứ ng v i v n t c gió đ ạ d ng đ a hình B ( đ cao 10m, ở ứ công th c c t nh trong b ng 10 (tính ng
ậ ố ẩ ả ớ ự B ng 11. V n t c gió tiêu chu n
ứ ng v i các vùng áp l c gió: V IV
Vùng áp l c gió trên b n đả II IIA IB
ự ồ daN/ I IA 29.95 32.56 36.80 III IIIA 42.36 IIIB 45.16 IIB 39.37 50.28 54.94
(cid:0) ả ậ ố sang ( (
ừ ượ ấ c l y trung bình trong 10 phút, b ị
ầ ể ở ộ t 1 l n trong 50 năm, đ cao 10m, ng v i v n t c gió đ ).
ổ ậ ố ậ ố
ồ ị ổ ố ệ ầ ta ph i chuy n đ i s li u đ u vào v n t c gió t ớ ậ ố ứ ậ ố V n t c gió ị ở ạ ượ d ng đ a hình II ( v Quy đ i v n t c gió trung bình trong 3 giây sang v n t c gió trung bình trong 10 phút ượ đ c tra theo đ th hình 7
1 10 100 1000 10000
=
=
0.698
1.065 1.525
v 600 v 3
ệ ậ ố ồ ị ả ờ Hình 7. Đ th liên h v n t c trung bình trong các kho ng th i gian
ậ ố ớ ớ ỳ ặ ỳ ặ Quy đ i v n t c gió v i chu k l p 20 năm sang v n t c gió v i chu l l p trong
ổ ậ ố ượ ứ ị 50 năm đ c xác đ nh theo công th c
26
=
ỳ ặ ứ ớ
ị c liên h v i v n t c gió trung bình trong 3 giây v i chu k
ứ ờ ệ ớ ậ ố ng ượ năm ớ B ạ d ng hình ớ v i ị đ a
ớ ậ ố v n t c gió tính trung bình trong th i gian 10 phút v i chu k l p 50 năm ng v i ỳ ạ d ng đ a hình II đ ặ l p 20
= = 0.698* *
Giá tr v n t c
ị ậ ố ơ ả ượ ả c b n đ c tra b ng
ơ ả ứ ậ ố B ng 12. V n t c gió c b n ng v i các vùng áp l c gió
ự IV V
ả Vùng áp l c gió trên b n đả II IIA IB
ự ồ daN/ I IA 22.90 24.90 28.14 IIB 30.10 ớ III IIIA 32.39 IIIB 34.53 38.45 42.01
ậ ố
m(z)
ệ ụ ộ ộ ộ ở ộ đ cao z trên m t đ a hình ph thu c vào đ nhám
b) đ
ậ ố ồ ậ ố ề ị ơ ả ị ượ ộ ị c xác đ nh:
ệ ụ c) V n t c gió hi u d ng theo đ cao: ụ V n t c gió hi u d ng v (g gh ) đ a hình và v n t c gió c b n (v vm(z) = Cr(z) * C0(z) * vb
ụ ị
ệ ố ệ ố ị ợ ấ ằ Trong đó: ộ ạ ổ ậ ố Cr(z) h s thay đ i v n t c gió theo đ cao và d ng đ a hình, xác đ nh theo m c c ạ ừ ườ C0(z) h s orography, l y b ng 1.0 ngo i tr tr ng h p có các ghi chú khác.
ệ ố ổ ậ ố ị
ộ ộ ị
ự ậ ố
ộ
ướ ượ
=
k
*ln
r
C z ( ) r
ạ ệ ố ặ ạ ư r(z), là h s đ c tr ng ặ ệ ấ ế ề ụ thay th i c a v n t c hi u d ng gió trên b m t k t c u do: ấ ặ đ t m t cao ị ng gió theo ph c xem xét. Giá tr ứ ổ ậ ố ủ ổ Đ ặ ấ ượ trên ươ ơ ở ủ ng gió đ ộ ố d) H s thay đ i v n t c gió theo đ cao và d ng đ a hình : ệ ố H s thay đ i v n t c gió theo đ cao và d ng đ a hình, C cho s ộ ướ c h Đ nhám m t đ t phía tr ể ở ở ộ Cr(z) c cho b i bi u th c sau trên c s c a m t hàm s logarit:
=
đ cao z đ � � z � � z � � 0 ợ ng h p: (cid:0) (cid:0)
)
z
C z ( ) r
( C z r
min
z
max ợ ng h p
min
(cid:0) => z
ề ả ấ ớ ườ v i tr Minz z ớ ườ v i tr Trong z0 đó: chi u dài nhám, l y theo b ng 1
27
0, đ
=
k
0.19*
r
ế ố ị ộ ụ ề ượ k r y u t ị c xác đ nh theo
= ạ ừ
đ a hình ph thu c vào chi u dài nhám z 0.07 � � z 0 � �� � z � � II 0,
ề ấ ớ ị ị đó: 0.05m z0,II c l y giá tr là 200m, ngo i tr có ghi chú
z
z
max
ề ầ ớ (cid:0) (cid:0) ị ệ ố ả ị ỏ ấ ẽ ượ r(z) s đ ả c tra b ng: , h s giá tr C Trong ượ ấ zmax giá tr chi u cao l n nh t, đ khác zmin giá tr chi u cao nh nh t tra b ng. V i các công trình nhà cao t ng có Minz
ề ả ị ị ạ B ng 13. Giá tr Cr(z) theo chi u cao và các d ng đ a hình
ạ 0 I II III IV
ị D ng đ a hình
ộ
Đ cao (m) 3 5 10 15 20 30 40 50 60 80 100 120 150 180 200 1.08 1.16 1.27 1.33 1.37 1.44 1.48 1.52 1.55 1.59 1.63 1.65 1.69 1.72 1.73 0.97 1.05 1.17 1.24 1.29 1.36 1.41 1.45 1.48 1.53 1.56 1.59 1.63 1.66 1.68 0.78 0.87 1.01 1.08 1.14 1.22 1.27 1.31 1.35 1.40 1.44 1.48 1.52 1.56 1.58 0.61 0.61 0.76 0.84 0.90 0.99 1.05 1.10 1.14 1.20 1.25 1.29 1.34 1.38 1.40 0.54 0.54 0.54 0.63 0.70 0.80 0.86 0.92 0.96 1.03 1.08 1.12 1.17 1.22 1.24
ệ ố ự ở ộ ộ ượ ứ ị ộ ự e) h s áp l c gió thay đ i theo đ cao: đ cao z đ Áp l c gió theo đ cao q ổ p(z) c xác đ nh theo công th c:
2(z) = Ce(z)*qp
r
qp(z) = [1+7*Iv(z)]/2* r *vm
ọ
ượ ẩ ể ị quy n, c xác đ nh theo công th c: q
ệ ố ở ộ ượ ứ
ị ố ặ ứ e(z) = Cr ằ ể c xác đ nh theo công th c: C ượ ư ị Trong r ỷ tr ng khí t ự ị qp giá tr áp l c gió tiêu chu n đ Ce(z) h s m r ng đ ộ Iv(z) m t hàm đ c tr ng r i đ đó: = 1.25 kg/m3; p = 1/2* r *vb 2 2(z)*[(1 + 7*Iv(z)] ứ c đ nh nghĩa b ng bi u th c sau:
28
s
=
=
(
)
z
l v
)
z
z
Minz
max
v ( V z m
k i z
ln
=
(cid:0) (cid:0) ườ ợ ớ v i tr ng h p � � � � z � � 0
(cid:0)
)
z
z
z ( )
l v
l v
min
min
ấ ị ằ ợ ng h p
(cid:0) (cid:0) ớ ả
( z V i công trình nhà cao t ng có
z
Minz
thì
(ki l y giá tr b ng 1 ) ẽ Ce(z) s tra b ng ạ ị ớ ườ v i tr ầ ị
ạ
z max ề B ng 14. Giá tr Ce(z) theo chi u cao và các d ng đ a hình IV II
III 0 I
ả ị D ng đ a hình
ộ
Đ cao (m) 3 5 10 15 20 30 40 50 60 80 100 120 150 180 200 2.34 2.60 2.98 3.22 3.39 3.64 3.82 3.96 4.08 4.27 4.42 4.54 4.69 4.82 4.90 2.09 2.37 2.77 3.02 3.20 3.46 3.66 3.81 3.94 4.14 4.30 4.44 4.60 4.74 4.82 1.64 1.93 2.35 2.62 2.81 3.09 3.30 3.47 3.61 3.83 4.01 4.15 4.34 4.49 4.58 1.28 1.28 1.71 1.98 2.18 2.48 2.70 2.88 3.02 3.26 3.45 3.61 3.81 3.98 4.07 1.18 1.18 1.18 1.44 1.64 1.94 2.17 2.34 2.49 2.74 2.93 3.10 3.30 3.48 3.58
ự ẩ ươ ứ ự ổ ớ ng ng v i các vùng áp l c gió trên lãnh th Vi ệ t
ượ ả ị Giá tr áp l c gió tiêu chu n t c cho trong b ng 15: Nam đ
ả ự ẩ ổ ệ ự ) theo các vùng áp l c gió lãnh th Vi
IV t Nam V
IB
B ng 15. Áp l c gió tiêu chu n ( Vùng áp l cự II I ồ gió trên b n đả IIA IA 32.78 38.75 49.48 III IIIA 65.57 IIIB 74.51 IIB 56.63 92.39 110.28 daN/
ự
e, đ
ự ụ ượ ị ủ ộ 2.2.3. Tác đ ng c a gió ề ặ a) Áp l c gió lên b m t công trình: ề ặ Áp l c gió tác d ng vào b m t bên ngoài công trình, W c xác đ nh:
We = qp(ze) * Cpe
29
ộ ự
ự ươ
ế ng 7) ạ ỉ ẫ ụ ự ộ
ướ
ệ ố ề c công trình. ụ ề ặ ự
ự ộ
ỉ ẫ ươ ự ặ ng 7)
ệ ố ề ự ế Trong đó: ị qp(ze) giá tr áp l c gió theo đ cao; ặ Cpe h s áp l c gió cho các m t bên ngoài ( ch d n trong ch ze chi u cao tham chi u cho áp l c bên ngoài, ph thu c vào hình d ng và kích th Áp l c gió tác d ng vào b m t bên trong công trình, Wi Wi = qp(zi) * Cpi Trong đó: ị qp(zi) giá tr áp l c gió theo đ cao; Cpi h s áp l c gió cho các m t bên trong, (ch d n trong ch zi chi u cao tham chi u cho áp l c bên trong
ả ọ
i tr ng gió: ụ ậ ủ ế ấ ế ấ ử ụ ặ ộ
ị c xác đ nh:
=
(
)
ơ ở ổ ự ứ ầ ặ ợ ị b) Xác đ nh t ả ọ T i tr ng gió tác d ng vào k t c u ho c b ph n c a k t c u khi s d ng các ệ ố ự ượ h s l c đ Fw = CsCd*Cf*qp(ze)*Aref Ho c trên c s t ng h p các l c thành ph n theo công th c:
A
z
*
*
C C s d
C q * f
ref
p
e
F w
(cid:0)
ệ ố ụ ộ
ế ấ ặ ế ấ ự ậ ộ
ạ
ế ủ ế ấ ế ấ ậ ặ ộ Trong đó : ặ ể CsCd h s ph thu c vào đ c đi m k t c u ị ộ ế ấ ệ ố Cf h s áp l c cho toàn b k t c u ho c các b ph n k t c u, giá tr cho các d ng công trình ệ Aref di n tích tham chi u c a k t c u ho c các b ph n k t c u.
ị ự ầ ằ ổ ợ
ả ọ ừ ự ể
w,e, Fw,i và Ffr w xác đ nh b ng cách t ng h p các l c thành ph n F áp l c bên ngoài và bên trong b ng cách s d ng bi u th c (18), (19) và các ượ c
ứ ề ặ ử ụ ớ ủ
=
ứ ể ằ T i tr ng gió, F ằ tính t ổ ự l c ma sát do ma sát c a dòng gió th i song song v i các b m t bên ngoài, đ ử ụ tính b ng cách s d ng bi u th c (20).
F
A
* W *
C C s
d
e
ref
w,e
=
(cid:0) ự + L c bên ngoài:
F
A
C C s d
ref
i
w,i =
* W * ) (
F
C
q
A
z
*
*
fr
fr
e
p
ref
(cid:0) ự + L c bên trong:
ự + L c ma sát: Trong đó:
e; đ cao z đ cao z e; ộ ặ
ặ ể ế ấ
ế ủ ế ấ ế ấ ậ
ệ ố ụ ộ CsCd h s ph thu c vào đ c đi m k t c u ự ề ặ ế ấ ở ộ We áp l c bên ngoài lên b m t k t c u ự ề ặ ế ấ ở ộ Wi áp l c bên trong lên b m t k t c u ệ Aref di n tích tham chi u c a k t c u ho c các b ph n k t c u; ệ ố Cfr h s ma sát
30
ề ặ ớ ướ ệ Afr di n tích b m t ngoài song song v i h ng gió.
sCd là k đ n nh h
ể ế ả ưở ủ ự ầ ộ ể ng c a thành ph n đ ng do s chuy n
2
2
+
k
z
B
R
+ 1 2*
) *
=
ệ ố sCd: 2.2.4. H S C ệ ố ế ấ Các h s k t c u C ủ ế ấ ộ đ ng c a k t c u. ự a) Trình t tính toán:
C C s d
e I
z
)
I * ( v p + 1 7 * ( v
e
(*)
ế ượ ị ề ấ ủ ứ ầ ộ c đ nh nghĩa là t l ằ ộ ệ ỉ ệ ớ l n nh t c a ph n dao đ ng đáp ng đ l ch
ị ộ ấ ổ
ị ề ế ố ị ả ứ ế ố ộ ế ế ưở ệ ph n ng đ ng (y u t c ng h ng).
ướ ự ấ ộ c C c đ a vào đ gi m tác đ ng gió vào công trình do s xu t
s đ ờ ủ
2
+
B
=
C
s
z e I
)
I 1 7 * ( ) * v + z 1 7 * ( v
e
kích th ồ ể ả ỉ ề ặ ể Trong đó: ể ấ ề ze chi u cao tham chi u(có th l y b ng chi u cao cong trình) ệ ố ỉ kp h s đ nh đ chu n; ẩ Iv giá tr đ b t n đ nh B2 h s xét đ n đi u ki n đ a hình; ệ ố R2 h s xét đ n y u t ộ ệ ố Ghi chú 1: ượ ư ế ố Y u t ự ệ hi n không đ ng th i c a áp l c gió cao đ nh đi m trên b m t
d đ ừ
ộ ể
ự ả ưở ưở ộ ố ộ ượ ư ộ các rung đ ng do s nh h c đ a vào đ tăng tác đ ng gió vào công trình do tính tác ớ ng v i ng r i trong c ng h
2
2
+
z
B
R
+ 1 2*
) *
I * ( v
e
p
=
C
d
2
k +
I
z
B
)*
1 7 * ( v
e
Ghi chú 2: ế ố ạ Y u t m ch đ ng C ộ đ ng ngày càng tăng t ấ c u trúc
ể ượ ư ố đ xác đ nh kp, B và R có th đ ự
ụ ụ c đ a ra trong ph l c qu c gia. Trình t ầ ướ i đây. ng đ
ượ ư c đ a ra trong ph n c d ỏ ụ ầ ướ ế i đây:
ể ệ ế ạ ỉ
ươ ọ Ghi chú 3: ị ự ể Trình t ườ tính toán thông th ứ ỉ ượ c áp d ng n u th a mãn các yêu c u d Công th c (*) ch đ ộ ớ ế ấ ứ K t c u ng v i m t trong các d ng liên k t th hi n trong hình 8. Ch có các dao ầ ơ ả ộ đ ng c b n đ u tiên theo ph ng gió là quan tr ng.
31
ạ ấ ứ ụ ạ ộ
2 đ
2
=
B
0.63
+
1 0.9*
1 � �+ b h � � L z )e ( � �
ượ ị Hình 8. Các hình d ng c u trúc thu c ph m vi áp d ng công th c (*) ệ ố 2,R2,kp b) H S B ệ ố 2 : H s B ệ ố ị H s đ a hình B c xác đ nh
ủ ế ấ
ề ộ ố ở ộ ườ ề ộ ỷ ệ l đ cao tham chi u z ế e.Trong tr ợ ng h p tính
2=1.
a
Trong đó: b, h – chi u r ng và chi u cao c a k t c u; ề chi u dài đ r i L(ze) t ể ấ ề thiên v an toàn có th l y B
=
z
*
ez
min
ze
L t
L (
)
L=
zeL (
)
(min)
ze � � � � zt � � v i zớ e < zmin
(cid:0) v i ớ
0)
= 0.67 + 0.05 ln(z
ộ ưở c s d ng đ k đ n s b t n trong c ng h ớ ng v i
2 đ ượ ử ụ ộ ng đ ng, giá tr đ
2
p
2
=
R
Rh
*
,
) *
h (
)*
(
)
L
x
h
h R b
b
S Z n ( e 1,
d 2
ả ị ượ ể ể ế ự ấ ổ ị Trong đó: Lt = 200m; zt = 300m; α ệ ố 2: H s R ộ ả ứ ệ ố H s ph n ng đ ng R ưở ự s xem xét các nh h c xác đ nh
32
ậ ộ ứ V i:ớ SL là hàm m t đ ph đ
=
S Z n ( , )
L
5
3
+
L
ổ ượ ị c đ nh nghĩa theo công th c f Z n , ) 6.8 ( L
a
z n f (1 10.2 ( , )) ị ủ d ộ h s gi m lôga c a dao đ ng, giá tr c a s+d
ủ ượ ị c xác đ nh đ
ấ ấ ằ
ớ ế ấ ớ ế ấ ị ằ ằ ợ
ụ
C
z
r * *
(
)
f
e
d
=
a
v m m
e
n 2* * 1
ể ượ ệ ố ố ứ d ệ ố ả d =d Trong đó: d ệ ố ế ấ d s l y giá tr b ng 0.05 v i k t c u b ng thép, l y s h s k t c u ( ố ấ ằ b ng 0.1 v i k t c u bê tông c t thép, l y b ng 0.08 v i k t c u liên h p bê tông ớ ế ấ ố c t thép, l y giá tr b ng 0.03 v i k t c u tháp bê tông c t thép và tr tròn); d ị ớ ế ấ ị ằ ấ a h s khí quy n đ c xác đ nh theo công th c:
Trong đó :
ρ
ậ ố
ố ượ ị ệ ng t
1
h 2
h
=
ươ ượ ị ệ ố ự C h s l c; ρ ể ỷ ọ tr ng khí quy n, t ở ộ vm(ze) v n t c gió ươ ng đ µe kh i l ộ Rh, Rb là hàm khí đ ng đ = 1.25 daN/m3; ế e; đ cao tham chi u z ộ ơ ng trên m t đ n v di n tích. ứ c xác đ nh theo công th c - - -
)
(
e
1
0
R h
h = h
h
2 h
ớ ườ ợ Rh=1 v i tr ng h p
h 1
h 2
b
=
- - -
)
(
e
1
0
R b
h = b
h
1 h 2 1 h 2
b
2 b
f
*
(
)
h = h
L
x
ze n , 1,
ớ ườ ợ Rb=1 v i tr ng h p
e
)
e
=
f
(
)
L
x
z n , e 1,
L z * ( z
(
)
n x 1, v m
e
Trong đó: b 4.6 L z ) (
ệ ố p:
H S k ệ ố ỉ H s đ nh kp đ
=
u
+
2 ln(600 )
3
pk
pk (cid:0)
ượ c xác đ nh
u
và ị 0.6 2 ln(600 )
2
u
ệ ố ể ế ệ ượ ầ ố ượ ị Trong đó: u h s k đ n vi c v t t n s đ c xác đ nh
u =
0.08Hz
n
*x
1,
2
2
R +
B
R
(cid:0) và
ế ổ ả ọ ộ 2.2.5. T ng k t quy trình tính toán t i tr ng do tác đ ng gió
33
ả ọ ượ ổ ụ i tr ng do gió tác d ng vào công trình đ ế c t ng k t trong
ớ ạ
ụ
ợ ự Ki m tra s phù h p i h n áp d ng
ể gi
ậ ố
ậ ố ị Xác đ nh v n t c gió tiêu chu n, ẩ
ị Xác đ nh v n t c gió ơ ả c b n,
ị
ự
ị
Xác đ nh áp l c gió , (
ộ ệ ố Xác đ nh h s theo đ cao, ), )
ị
ệ ố ả ị Xác đ nh h s gi m ộ dao d ng,
ố ị Xác đ nh các thông s hình ọ h c trên công trình
ệ ố Xác đ nh h s khí ặ ệ ố ự ộ , ho c h s l c đ ng (
ị
Xác đ nh h s
ệ ố , ,
ể ợ ườ ng h p xác Ki m tra tr ị , ị đ nh nhanh giá tr
ị
ệ Tính toán xác đ nh h s ố
ự
ầ ả ọ
ụ
ả ọ T i tr ng do áp l c gió tác d ng vào công trình,
Thành ph n t i tr ng do ụ ma sát tác d ng vào công trình,
ả ọ
ụ
T i tr ng gio tác d ng vào công trình,
Quy trình tính toán t ố ơ ồ s đ kh i hình 9.
ơ ồ ố i tr ng gió lên công trình
ỹ ậ ộ ố ả ủ ố ộ i pháp k thu t làm gi m s tác đ ng c a gió bão, l c xoáy lên nhà
ạ ả
i pháp quy ho ch: ị ợ ụ ự ọ ị
ị ự ậ ố
ớ ả ọ Hình 9. S đ kh i quy trình tính toán t ự ả 2.3. M t s gi dân: 2.3.1.Các gi ậ ể ắ ể Nên làm: Khi ch n đ a đi m xây d ng, nên chú ý l i d ng đ a hình, đ a v t đ ch n ằ ừ gió bão cho công trình. Làm nhà t p trung thành t ng khu v c, b trí các nhà n m so le v i nhau.
34
ồ
ố ồ ữ ơ ố ườ ẳ ữ i các n i tr ng tr i, gi a cánh đ ng, ven làng, ven sông, ven n núi. Tránh b trí các nhà th ng hàng,
ả
ả ợ ướ ả ơ
ấ ề ộ ầ ớ
ữ ậ ộ ơ ặ ằ ặ ằ ể ạ ầ ố
ậ ữ ợ ữ
ứ B trí m t b ng các b ph n c n h p lý, tránh m t b ng có th t o túi h ng ư ặ ằ ườ ỏ ọ
ườ ữ ẩ ấ ữ ng k t c u xung quanh nh ng phòng quan tr ng, đòi h i an toàn nh t, có ả ế ặ ỗ i đang có m t trong khi x y ra thiên tai; Ph i k t
ữ ư ả ạ Không nên: làm nhà t ặ ồ ườ ể n đ i, s bi n, trên đ i cao ho c gi a 2 s ể ồ ặ ễ ạ d t o túi gió ho c lu ng xoáy nguy hi m. ế i pháp ki n trúc: 2.3.2.Các gi ặ ả Nên làm: Kích th c nhà ph i h p lý, tránh nhà m nh và dài. Đ n gi n nh t là m t ề ằ b ng hình vuông và hình ch nh t có chi u dài không l n h n 2,5 l n chi u r ng; - ữ gió nh m t b ng hình ch L, ch T và ch U v.v.; ế ấ Tăng c ẩ ể th làm ch trú n cho nh ng ng ợ h p hài hoà gi a không gian bên trong vũ bên ngoài nh (hình 3);
ữ ơ ặ
ươ ắ Hình 10. K t h p hài hoà gi a không gian bên trong và bên ngoài nhà. N i đ t bàn ng ngang nhà phía trên
ầ ế ợ ườ ạ ế ươ ng d c.
ộ ứ ng ch n hai đ u tăng đ c ng theo ph ộ ứ ằ t trang trí k t h p làm gi ng tăng đ c ng theo ph ố ụ ộ ể ạ ữ ạ
ế ợ ờ th có t có ho ti ử ụ ả ủ ự ờ ọ ử ụ Không nên s d ng nh ng d ng mái nhà có th t o dòng r i c c b . Nên s d ng mái hiên r i, gi m s thò dài c a mái.
35
ự ủ
ờ i pháp k t c u
ế ấ ừ mái t ớ i
ươ ứ ẳ
ộ ướ Ư ầ ộ ộ ứ i không gian có đ c ng
ế ng ngang và ph ồ ả u tiên hê k t c u g m c t và d m t o ra m t l ế ấ ụ ẽ ặ V t ng th ph i có liên k t ch t ch , liên t c cho các k t c u t ng th ng đ ng; ạ ố t;
ể ươ ế ấ ơ t. Hê k t c u càng đ n gi n, rõ ràng càng t ố ở ộ ữ ứ ộ Nên dùng c t ch ng đ ng bên trong nhà và nh ng vùng m r ng.
ả Hình 11. Mái hiên r i gi m s thò dài c a mái ế ấ ả 2.3.3.Các gi ề ổ ả - ả móng theo c 2 ph - ố t - (Hình 12a, b).
(cid:0)
ầ ặ ả ượ ặ c đ m ch t ho c
ọ
N n móng nhà N n nhà ph i đ ằ Móng nhà ph i đ ọ ượ ả ả ượ ự ủ ứ c d đoán đ s c ế ụ i tr ng tác d ng lên k t c các t
ể ạ ươ ề ề - đóng b ng c c tre. - ị ch u đ c u.ấ ằ ị ử ụ S d ng gi ng móng đ t o kh năng ch u ể ự ổ l c t ng th theo các ph ả ng (Hình 12c ).
ử ụ
Hình ằ ằ 12. S d ng gi ng móng, gi ng ể ng đ ườ t
ạ ả t o kh năng
ị ự ổ ể ch u l c t ng th
(cid:0)
ữ ằ V t li u làm móng: ượ ạ ợ ấ c bão là móng đá và móng g ch đ t sét nung xây b ng v a tam h p
ặ
ồ ố ầ ấ t, tuy nhiên c n có biên pháp c u
ể ữ ổ ị ậ ệ ị + Móng ch u đ ho c XM cát; ụ ỗ ụ ả + Móng tr tre, lu ng, g có kh năng ch ng bão l ả ạ n đ nh chung cho c ngôi nhà (Hình 6). t o đ gi
ọ ượ ố ặ Hình 13. Các c c đ c n i chéo ho c xây kín chân móng.
36
(cid:0) ườ ng nhà
ả ộ ề ả ả ẩ ậ ố ị ị T ng nhà ph i đ m b o đ b n ch u gió đ y và gió hút, ch ng l t, không b biên
ề ả ọ ừ ố i tr ng t
ườ ườ
bên trên xu ng móng qua các liên k t; ng. Các b c t ầ ng và các góc t ố ổ ụ ộ ứ ượ
ố ườ + T d ng;ạ ế ả ủ ứ ườ ng ph i đ s c truy n t + T ằ ứ ườ ườ ả ng ng yêu ph i có gi ng chéo trong t + Khi t ộ ặ ằ ườ ầ ạ g ch dài c n đ ng đ c ng b ng b tr ho c b trí các d m và các c t c tăng c ế ằ liên k t b ng bê tông c t thép (Hình 7 và 8).
ố ườ ụ ằ Hình 14: gia c t ng b ng các tr bê tông
ượ ằ ầ
c tăng c ạ
ườ ừ ề ả ở Hình 15: khung nhà có gi ng chéo ườ ạ ng g ch v ướ ế i đ theo các kho ng đ u nhau; t ứ n tăng c ng t ằ ả ượ t mái ph i đ ề ả ố ượ ầ ng c n đ c b trí T - ố xu ng d ườ s ố ườ ng b ng d m bê tông c t thép, neo ầ i mút khe co giãn và các đ u mút. Các ầ 23 m; C n các kho ng cách đ u nhau t
37
ể ở ọ ụ ạ ủ ầ ả ng c a giãn n , d c tr t i khe co giãn c n ph i gia
ng c t thép theo ph
ả ươ ồ ầ ượ ng đ ng (Hình 16). ố ợ ầ ể ố ộ ưở ứ ng đ u h i c n đ c gia c h p lý, có th b trí m t dàn mái (vì kèo)
ậ ệ ườ ườ ữ ạ ằ ấ ng: c bão là t ợ ng xây b ng đá, g ch đ t sét nung và v a tam h p
ườ ả ở
ườ ỏ ng g ch sò m có th dùng ằ ể ữ ể ặ ơ vùng khô ráo. Đ tăng c ng b ng v a vôi có pha 50 kg XM ho c 20 kg tro r m, tr u/1m ố ng kh năng ch ng 3 cát ấ
ầ ấ
ủ ứ ằ ườ ữ ụ ể ả ng g ch sò đúc vôi cát mác th p c n có biên pháp c u t o tăng c ng đ gi m ạ ng b ng g ch xây ấ ạ ng c a bão (v a vôi bao che, các góc và tr tăng c
có khe co giãn đ tránh nh h ườ ố c ứ ườ + Các b c t ồ ạ ườ ầ i t t ng đ u h i (Hình 16). ườ a. V t li u làm t ượ ị + T ng ch u đ ặ ho c XM cát; ạ ườ + T ầ bão c n xây t xây. ạ ườ + T ưở ể ả thi u nh h ữ v a XM cát).
ươ ộ ứ ồ ầ ng đ u h i
ỗ ả ố ị ườ ng khung g vách g v i hê khung không gian có kh năng ch u gió bão t t;
ng pháp tăng đ c ng cho t ỗ ớ ỗ ặ
ớ ủ ề ế ệ ậ ả ạ ỉ ớ ế ng khung g tre, vách li p tre có l p trát ho c không có l p trát ch ự , do v y ph i th c ng án t m th i khi ch a có đ đi u ki n kinh t
ỡ ướ ơ
ạ
ề ế ớ ặ t ho c lũ khi tri u dâng ỷ lê 1:(4,5 đ n 5) có
ấ Hình 16: ph ườ + T ạ ườ + Các lo i t ờ ươ ư nên coi là ph ố ả i pháp ch ng đ tr hiên các gi c c n bão. ư ế ư ỏ ể ạ ạ ườ ng xây do m a bão t Đ h n ch h h ng cho các lo i t ằ ủ ộ ề ướ ữ ớ ầ ử ụ c: l p trát b ng v a vôi t c n s d ng l p trát có đ đ b n n 3 cát xây. ơ ặ pha thêm 50 kg xi măng ho c 20 kg tro r m, tr u/1m
38
(cid:0) Mái nhà:
ườ ả Hình 17: Neo đòn tay vào t ng và kèo gi
ố ấ ằ
o T 30o. Kèo đ b ng g
ố ộ ố ấ ừ ỡ ằ 20 ỗ
ả ứ
ữ ế ằ ứ
ộ ế ấ ả ớ ế ấ ươ ng h i. Nên có gi ng chéo ồ ầ ng đ ng và ngang. Xà g , c u ở ằ ồ các
t nh t là b ng bê tông c t thép; + Mái nhũ t ầ ố ế + N u mái d c ph i có tr n, đ d c mái nên l y t nhóm 1 + 2, m ng c ng. ả + Gi a các k t c u ph i có gi ng liên k t theo 2 ph ườ ắ phong, li tô ph i neo ch c v i k t c u mái và t góc mái.
ườ ụ ỗ ng và tr Hình 19. Ngói có l ố ố neo ch ng t c
Hình 18. Neo kèo vào t mái
39
ỗ ặ ươ ộ bu c (Hình 19),
ử ụ ng mái. Nên s d ng ngói có l ồ
ườ ộ
ố
ầ ầ ể ạ ề các vùng ri m mái, 3
ế ủ ả ầ ng ph i có dây thép bu c. Dùng dây thép F2 bu c vào li tô, c u ế ả ượ c liên k t xu ng t i móng (Hình 21). ự ướ ở i ặ ố ớ ữ ờ ờ ả ỉ ạ ằ ầ
ể ố ộ ố ố
ế ặ ạ ỹ ằ ữ ằ ợ ả ấ + T m l p ph i neo ch t vào x ườ tăng c ng liên k t c a hê kèo, xà g (Hình 20). ộ + Mái ngói th ớ phong. Vì kèo ph i đ ế ư ạ ằ + Đ i v i các công trình ngói không neo đã xây d ng, có th h n ch ' h h i b ng + 4 hàng kê v a ph n mũi viên trên vào ph n gáy viên d ọ ạ sát b nóc, b ch y và làm tr n hiên b ng cót ho c tre. Xây hàng g ch ch ch y d c theo đ d c mái cách nhau 0,9 đ n 1,2 m đ ch ng t c mái (Hình 24); ỉ + Nóc mái b ng ngói bò ho c g ch ch , chèn k b ng v a xi măng mác 50.
ế ằ ắ Hình 20: Tăng các liên k t b ng đai s t
ỗ ố Hình 21: Neo ch ng nhà khung tre g
40
ờ ờ ả Hình 22: Xây b lóc b ch y
ạ Hình 23: Chít m ch ngói tây
ạ ằ ố ố Hình 24: Ch ng t c mái b ng con tr ch
41
ẽ
ố ườ ủ ả ng xuyên và tăng đ c ng c a nhà.
ộ ứ ơ ọ ơ ế ồ ơ
ể ạ ơ ỉ ớ ệ ạ ố ơ
ỡ ướ ướ ằ
ả ượ ặ ằ ầ ử + Làm gác l ng ch ng bão s tăng kh năng, ể ử ụ có th s d ng th + Kèo tre lu ng cho mái l p đ n x (c , r m) ch có th h n ch thi bi n pháp ch ng đ tr ể ạ ép…đ t o thành l ạ ứ cây tre, n a. C nh mái ph i đ ệ ạ ằ ợ t h i b ng c c n bão (Hình 18). V i mái r m, r , nên đan phên, cót ặ i ô vuông đ t trên mái. Ghìm và đè vào các thanh kèo b ng các ồ c gìm vào c u phong, xà g ho c kèo b ng dây thép.
ặ ế
ỳ ộ ề ả ề i pháp di m
ặ ầ ọ ư ỹ
ử ỗ ề
ằ ầ
ặ
ầ ầ Hình 25: Li p ch n mái ngói ể ự ề Làm ri m mái: Tu thu c vào chi u dài nhô ra, có th l a ch n các gi ậ ầ mái có tr n ho c không có tr n (hình 19) và s lý k thu t nh sau: + Khi mái đua ra 30 cm: làm ri m mái bàng g dày 15 mm. ả ề + Khi mái đua ra 50 cm: ngoài viêc làm ri m mái, còn ph i làm thêm tr n (b ng vôi ơ r m ho c tranh tre v.v.) + Khi mái đua ra > 50 cm: c n tách ph n mái đua ra.
42
ộ ố ả ề Hình 26: M t s gi i pháp di m mái
ề ầ Hình 27: làm tr n cho hiên và di m mái
ủ ớ ng c a gío bão và l c xoáy t
ậ
ư ậ ủ ộ ệ ợ ố ớ ưở ỹ ể ệ ự ự ồ ở ệ ố ể ả ể ả i nhà dân, ngoài vi c Nh v y, đ gi m thi u nh h ậ ọ ề ớ ị ả ự i pháp k thu t thích h p v i đ a hình, đi u ki n nguyên v t ch đ ng l a ch n gi ươ ạ ị ự đã xây d ng đ ng bào i đ a ph li u xây d ng t ng đ xây d ng, đ i v i các nhà
43
ỡ ạ ệ ố ố ờ ổ ố ị
ở ể ử ụ có th s d ng các bi n pháp ch ng đ t m th i ch ng t c mái và tăng n đ nh cho ư ngôi nhà nh đã trình bày trên.
44
ƯƠ Ụ CH NG 3 . VÍ D TÍNH TOÁN
ề
ề ầ ổ ề ng chi u cao là 74,8m, chi u
ề ộ ớ ự ượ ộ ị
ế ấ ử ụ
ỉ ị ộ ự ự ị ủ ị ủ ệ
ượ c tính cho công trình.
Đ bài: ự Xây d ng mô hình công trình trên etabs v i 20 t ng. T dài 35m, chi u r ng là 35m. Đ c xây d ng trên đ a bàn t nh Hà N i. ể ể ư Hãy s d ng tính toán k t c u đ đ a ra các giá tr n i l c và chuy n v c a 2 tiêu chu nẩ : TCVN 27371995 & EN199114. So sánh s chênh l ch giá tr c a 2 tiêu ẩ chu n đó khi đ Bài làm :
ự B c 1 ướ : Xây d ng mô hình
ậ ệ Hình 28 : Khai báo v t li u cho công trình
45
ế ệ ộ Hình 29 : Khai báo ti t di n c t cho công trình
ế ệ ầ Hình 30 : Khai báo ti t di n d m cho công trình
46
Hình 31 : Khai báo sàn cho công trình
Hình 32 : Khai báo vách cho công trình
47
ướ Hình 33 : Kích th c công trình
ế ặ ứ ệ Hình 34 : Ti t di n m t đ ng công trình
48
ượ ự Hình 35:Mô hình tính toán đ c xây d ng trên etabs
ả ọ ủ Hình 36:Khai báo t i tr ng c a công trình trên etabs
49
ả Hình 37: Gán tĩnh t i lên sàn
ạ ả Hình 38: Gán ho t t i lên sàn
50
ả ầ Hình 39: Gán tĩnh t i lên d m
ắ ả ọ ộ Hình 40: G n t i tr ng tham gia dao đ ng
51
Hình 41: Chia sàn cho công trình
Hình 42: Chia vách cho công trình
52
ệ ố ứ Hình 43: Khai báo sàn tuy t đ i c ng
ậ ự Hình 44: Khai báo b c t do cho công trình
53
ể Hình 45: Ki m tra cho cho công trình
ế ả ạ Hình 46: K t qu sau khi ch y
54
ố ừ ấ Hình 47: L y các thông s t công trình
ị ủ Hình 48: Giá tr c a gió sau khi tính toán theo TCVN 27371995
55
ị ủ Hình 49: Giá tr c a gió sau khi tính toán theo EN199114
ị ự ọ ạ ộ ầ ượ ủ ộ Hình 50: Giá tr l c d c do GX t i m t chân c t l n l t c a TCVN2737 & EN
1991
56
ị ự ắ ạ ộ ầ ượ ủ ộ Hình 51: Giá tr l c c t do GX t i m t chân c t l n l t c a TCVN2737 & EN
1991
ạ ộ ầ ượ ủ ộ ị Hình 52: Giá tr momen do GX t i m t chân c t l n l t c a TCVN2737 & EN
1991
ị ự ọ ủ ằ
ả ề ự ấ Qua đó ta th y giá tr l c d c c a TCVN27371995 b ng 95% EN199114 v l c ọ ự ắ d c, l c c t, và c moment.
57
58
ả ự ự ả B ng 17: L c gió Y tác d ng vào công
ụ ẩ ụ ẩ
B ng 16: L c gió X tác d ng vào công trình theo tiêu chu n EN1 và TCVN 27371995 trình theo tiêu chu n EN 1 và TCVN 27371995
59
ể ị ủ ự ả ầ Hình 53: S chuy n v c a các t ng do Gió X (trái) và Gió Y (ph i).
ộ ự N i l c
EN91 (KN) Chênh ệ l ch (%)
5627.86 TCVN: 27371995 (KN) 5376.54 4.67%
438.94 418.59 4.86%
1853.88 1767.87 4.87%
6619.06 6638.77 0.29%
2.52 2.52 0%
11.79 11.77 0.17%
ự ọ L c d c GX ự ắ L c c t GX Momen GX ự ọ L c d c GY ự ắ L c c t GY Momen GY
ộ ể ả Hình 54: Chân c t đ so sánh n i ộ B ng 18: So sánh giá tr n i l c tính theo tiêu l cự ị ộ ự ớ
ẩ chu n EN199114 v i TCVN 2737 1995
60
Ậ K T LU N
ẩ ể ượ ỉ ẫ ả ọ c biên so n đ ch d n chung v tính toán t
ụ
ể ả ỉ
ề ặ ớ ớ ệ ự nhiên đ c thù c a Vi
Ế ạ ướ ở ủ ộ ố ệ ớ ẩ ề i tr ng do ụ ộ c thu c Liên minh châu Âu nên khi áp d ng ữ t Nam ph i có nh ng đi u ch nh đ phù Vi ệ t Nam. So v i tiêu chu n TCVN 2737 ặ t l u ý khi áp ề ẩ ệ ư ầ t l n c n đ c bi
ư Tiêu chu n EN 199114 đ tác d ng gió lên công trình cho các n ể đ tính toán cho công trình xây d ng ệ ự ợ h p v i đi u ki n t 1995, tiêu chu n EN 199114 có m t s khác bi ụ d ng tính toán nh sau:
ị ế 0 đ n IV, Tiêu chu n EN 199114 phân đ a hình ra làm 05 d ng ký hi u t
ỉ ạ ệ tiêu chu n Vi ệ ừ ế A đ n C;
ị ộ ươ ẩ ẩ Ngoài ph
ị t Nam ch phân ra làm 03 d ng ký hi u t ự ệ ố ự
ọ ướ ị kích th
ớ
ủ ơ ầ ộ
ớ ộ ầ ộ ụ ằ ộ c xác đ nh g p v i thành ph n tĩnh b ng ạ ng đ ng ph thu c vào d ng
ưở ủ ế ấ ư và đ c tr ng ph n ng đ ng c a k t c u
ả ứ ậ ; ệ ố ặ ị ọ
ệ ẩ
ả ọ ế ấ ụ i tr ng gió tác d ng vào k t c u khác nhau;
ạ ệ ừ ẩ ệ ố ng pháp xác đ nh áp l c gió thông qua h s khí đ ng, tiêu chu n ỉ ỉ ẫ ệ ố ự ượ c xác đ nh không ch EN1 còn ch d n xác đ nh theo h s l c. H s l c đ ỷ ệ ạ ộ ụ ự c nên l d a vào d ng hình h c công trình mà còn ph thu c vào t ầ ợ ử ụ ế ẽ t và chính xác h n, phù h p s d ng v i nhà cao t ng; s chi ti ị ượ ưở Ả ng c a thành ph n đ ng đ nh h ệ ố ả ứ ư cách đ a vào công th c tính toán h s nh h ị ộ đ a hình ổ ủ ộ ị ị V trí đ a lý, đ a hình, khí h u, t a đ tính toán và h s quy đ i c a tiêu ẩ chu n Vi 199114 là t Nam (TCVN 27371995) và tiêu chu n châu âu EN khác nhau do đó t ị ộ ự ẩ ớ
ệ ậ t Nam.
ế ế ố ớ Các giá tr n i l c tính theo tiêu chu n Châu Âu sai khác < 5% so v i tiêu t k công trình thì chúng ta có ạ i ế ế ữ t k đ i v i nh ng công trình t
Vì v y, khi tính toán thi chu n ể ẩ th áp d ng tiêu chu n EN 199114 vào thi ệ Vi ẩ ở Vi ụ t Nam.
61
Ấ Ề Đ XU T
Tr
ướ ầ ọ
ỉ ộ
ả ướ ủ ẩ ề ớ đi u ki n
ố ấ ị ợ c tiên ti n phù h p v i ể ạ ỏ ố ệ ở Vi ữ ụ ế có th lo i b t
Ph i có các chu n b k càng tr
ớ c khi tính toán 1 công trình mang tính qu c gia và có t m quan tr ng l n, ẩ ụ thì không ch ph thu c vào 1 tiêu chu n nh t đ nh nào đó mà cũng nên tham tệ kh o các tiêu chu n c a các n ố ề Nam mà áp d ng tính toán. Đi u này giúp i đa nh ng sai s , chính xác h n.ơ ủ r i ro, và tính m t cách ị ỹ ế ế ộ ẩ ướ ả t k 1 công trình, đ c bi c khi thi
ầ
ế ế ờ ả ệ ị ả t k là đ m b o và t ệ ớ ặ t v i các ể ế ỹ ư ủ ướ c tiên ti n đ ậ ấ ề ặ ỹ ố ư i u nh t v m t k thu t và
công trình trên 40 t ng chúng ta nên nh các k s c a các n ẩ chu n b cho vi c thi kinh t .ế
62
Ả Ệ TÀI LI U THAM KH O
ự ị
ơ ở ẩ ạ
Ạ 1. TCVN 27371995 2. Eurocode 1: Actions on structures – general actions – part 14: wind action Ễ ạ ọ 3. NGUY N VÕ THÔNG. L a ch n d ng đ a hình khi soát xét TCVN 2737 ự 1995 d a trên c s tiêu chu n CTO 365535010152008, t p trí KHCN Xây ố ự d ng, s 2/2010 Ễ 4. NGUY N M NH C
ườ ế NG, tính toán t ạ ỹ ỹ ả ọ ậ ẩ ầ i tr ng gió lên nhà cao t ng theo tiêu ạ ọ ng Đ i h c Ki n trúc Hà
ộ ƯỜ ậ chu n Eurocode, Lu n văn th c s k thu t tr N i, khóa 20082011
5. SNiP II674 Loads and effects 6. JOHN D.HOLMES. Wind loading of structure. 2003
