Bài thuyết trình nhà cao tầng SỰ PHÂN BỐ TẢI tRỌNG GIÓ VÀO CÔNG TRÌNH

LOGO
NHÀ CAO TẦNG
GVHD: LÊ THANH CAO
BÀI THUYẾT TRÌNH
NHÓM 02
LOGO
SỰ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG GIÓ VÀO
CÔNG TRÌNH
1. LÊ THANH LIÊM (TỔ
TRƯỞNG)
2. TRẦN BẢO LINH
3. CHU SƠN KIỆT
4. HỒ MINH NHỰT
LOGO
CÁCH KHAI BÁO TẢI TRỌNG GIÓ
VÀO MÔ HÌNH ETABS
1. HỒ VĂN LÊN ( TỔ
TRƯỞNG)
2. NGUYỄN ĐỨC KHỎE
3. NGUYỄN DUY LẬP
4. NGUYỄN NGỌC HẢI
KHƯƠNG
LOGO
ĐIỂM ĐẶT ĐỘ LỚN CỦA TẢI
TRỌNG GIÓ
1. NGUYỄN VĂN KIỆT (TỔ
TRƯỞNG)
2. NGUYỄN ĐÌNH HIỀN MINH
( NHÓM TRƯỞNG)
3. LÊ ÍCH NHẬT
4. NGUYỄN ĐỨC LỢI

5. PHẠM NGỌC HUYNH
LOGO
MÔ TẢ TẢI TRỌNG GIÓ XIÊN VÀO
CÔNG TRÌNH
1. TRƯƠNG TẤN NGÂU( TỔ
TRƯỞNG)
2. MAI VĂN KỶ
3. NGUYỄN THÀNH HUY
4. TRẦN MINH NHỰT
5. PHẠM BẢO NHẬT
LOGO
SỰ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG GIÓ VÀO CÔNG TRÌNH.

Sự phân bố áp lực gió lên bề mặt công trình là không đều
(phía đón gió áp lực lớn nhất tại trục giữa, phía gió hút áp
lực lớn nhất tại các mép, các góc của kết cấu bao che), do
đó ngoài kiểm tra nội lực và chuyển vị tổng thể, cần kiểm
tra các cấu kiện cục bộ chịu áp lực gió tăng cục bộ.

Lực gió tác động lên bề mặt công trình có tính chất từng
đợt, thay đổi mạnh yếu theo thời gian làm cho công trình
chấn động, vì thế tác động của gió gồm hai thành phân tĩnh
và động. Theo TCVN 2737-95, khi tính toán nhà nhiều tầng
cao dưới 40m, nhà công nghiệp một tầng cao < 36m với tỷ
số độ cao trên nhịp (H/B) < 1,5, không cần xét đến thành
phần động .
LOGO
SỰ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG GIÓ VÀO CÔNG TRÌNH.

Thành phần tĩnh của tải trọng gió ở độ cao Z so với cốt

chuẩn:
W = .k.c
Trong đó:

- giá trị áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng (TCVN
2737-95).

k - hệ số tính đến sự thay đổi độ cao và dạng địa hình.

c - hệ số khí động.


LOGO
SỰ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG GIÓ VÀO CÔNG TRÌNH
Thành phần động của tải trọng gió ở độ cao z xác định :

Đối với công trình và các bộ phận kết cấu có tần số dao
động riêng cơ bản f1(Hz) lớn hơn tần số dao động riêng
fL quy định: = W.ζ.ν
Trong đó:

W: giá trị tiêu chuẩn của thành phần tĩnh của tải trọng gió

ζ : hệ số áp lực động của tải trọng gió ở độ cao z .

ν: hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng
gió, lấy theo bề mặt tính toán (gồm bề mặt đón gió, khuất
gió, tường bên, mái mà qua đó áp lực gió truyền lên kết
cấu chịu lực)



LOGO
SỰ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG GIÓ VÀO CÔNG TRÌNH
Đối với các nhà có mặt bằng đối xứng có f1 < fL và mọi
công trình có f1 < fL < f2 (f2 là tần số dao động riêng thứ 2
của công trình):
WP = m.ξi.ψi.yi

m:khối lượng của phần công trình mà trọng tâm có độ cao z;

ξ i- hệ số động lực xác định bằng đồ thị.

yi - dịch chuyển ngang của công trình ở độ cao z ứng với
dạng dao động riêng thứ nhất

ψ - hệ số xác định bằng cách chia công trình thành r phần,
trong mỗi phần tải trọng gió không đổi:
LOGO
SỰ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG GIÓ VÀO CÔNG TRÌNH

- khối lượng phần thứ k của công trình;

- dịch chuyển ngang của trọng tâm phần thư k ứng với dao động
riêng thứ nhất;

- Thành phần động phân bố đều của tải trọng gió ở phần thứ k của
công trình, xác định theo trường hợp a.
Đối với nhà nhiều tầng có độ cứng, khối lượng và bề rộng mặt đón
gió không đổi theo chiều cao:


- giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió ở độ cao H tại
đỉnh công trình, xác định theo công thức trường hợp a

Các công trình có fs < fL cần tính toán động lực có kể đến s dạng dao
động đầu tiên, s xác định như sau: fs < fL < fs+1 .


LOGO
SỰ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG GIÓ VÀO CÔNG TRÌNH
Theo tiêu chuẩn 229-1999
LOGO
SỰ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG GIÓ VÀO CÔNG TRÌNH
Ví dụ tính toán:
Thực hiện ví dụ tính toán với các số liệu như sau:
Công trình thuộc vùng gió II.B, dạng địa hình B (Wo=95 kG/m2)
Số tầng: 32 tầng (bao gồm 1 tầng hầm và 31 tầng nổi)
Chiều cao các tầng: tầng hầm 5.8m; tầng 1~4 cao 4.2m; tầng 5~31
cao 3.3m
Tổng chiều cao công trình: H = 111.7m
Cao độ của mặt đất so với móng (sàn tầng hầm): 4.3m
Bề rộng đón gió của công trình: B1~4 = 52m; B5~31 = 38.7m
Mặt bằng có hình dạng chữ nhật (c = 1.4)
Khối lượng tham gia dao động (quy đổi tập trung trên các sàn):
m1~4 = 167 t; m5~mái = 149 t
LOGO
SỰ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG GIÓ VÀO CÔNG TRÌNH
Tính toán phần gió động:
Giả thiết kết quả phân tích dao động trong phần mềm Etabs cho ra kết
quả như bảng 2.


Theo Bảng 2 của TCXD 229:1999, công trình BTCT thuộc vùng áp
lực gió II có fL = 1.3 Hz; như vậy căn cứ vào bảng chu kỳ và tần số
các dạng dao động trên có thể xác định cần tính toán thành phần động
của tải trọng gió cho 2 dạng dao động (số 1 và số 2)
LOGO
SỰ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG GIÓ VÀO CÔNG TRÌNH
Tính toán phần động của tải trọng gió cho dạng dao động
thứ nhất:

Dạng dao động thứ 1 có T = 3.58 s và f = 0.28 Hz, tính toán
theo mục 4.5 của TCXD 229:1999 được ε = 0.129;ξ =
2.094

Bề rộng đón gió trung bình của công trình Bm = 40.8m,
chiều cao đón gió của công trình H = 107.4m, tra bảng 4
của TCXD 229:1999 được ν = 0.608

Giá trị tính toán thành phần động của tải trọng Gió tác dụng
lên các tầng trong dạng dao động thứ 1 được trình bày
trong Bảng 3
LOGO
SỰ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG GIÓ VÀO CÔNG TRÌNH
LOGO
SỰ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG GIÓ VÀO CÔNG TRÌNH
Diễn giải một số tính toán trong bảng 3 như sau:
Sàn tầng 8 có cao độ so với mặt đất là 28.2m, trong bảng
3 (TCXD 229:1999) đối với vùng B có ζ20m = 0.457 và
ζ40m = 0.429; bằng phép nội suy tuyến tính thu được
ζ28.2m = 0.446 .
Thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên sàn tầng

8 là:
Wp8 = (149.0*0.265*198.3/1698.0)*0.608*2.094
= 5.9 (T)
LOGO
ĐIỂM ĐẶT ĐỘ LỚN TẢI TRỌNG GIÓ
THÀNH
PHẦN
GIÓ
THÀNH PHẦN
GIÓ TĨNH
THÀNH PHẦN
GIÓ
ĐỘNG+TĨNH
ĐƯỢC GÁN VÀO ĐÂU
TRONG MÔ HÌNH ETAB?
GÁN VÀO
TÂM HÌNH
HỌC
(H<40M)
GÁN VÀO
TÂM KHỐI
LƯỢNG
(H>40M)
LOGO
ĐIỂM ĐẶT ĐỘ LỚN TẢI TRỌNG GIÓ
THÀNH PHẦN GIÓ TĨNH( GÁN VÀO TÂM HÌNH HỌC):
Cách 1 : Gió tĩnh sẽ được gán vào tâm hình học của bề mặt đón gió, muốn
có tâm hình học thì phải gán Diaphragms.Khi khai báo diaphragm , khai
báo này lần đầu thì nó xác định ngay tâm hình học , tâm này cần kiểm
chứng ; tức là cần hiểu tâm hình học là gì , và thử xác định xem tọa độ tâm

này bằng tay sau đó so sánh trong etabs nếu kết quả giống thì đó là tâm
hình học , còn nếu không giống có thể bạn gán diaphragn theo area
-diaphragn , nên gán point -diaphragn thì nó tính toán gần đúng với tính tay
và chấp nhận được.
Cách 2 : Gán vào dầm hoặc cột biên theo phân bố diện tích bề mắt đón gió
của công trình. Nếu gắn vào cột theo lực phân bố thì cột biên bị momen
cục bộ, nếu gắn vào dầm biên thì bị momen cục bộ của dầm biên ,do đó
phương pháp gán rất lâu và không hiệu quả
LOGO
ĐIỂM ĐẶT ĐỘ LỚN TẢI TRỌNG GIÓ
Thành phần động của tải trọng gió có bản chất là lực quán tính tác dụng tại
tâm khối lượng của công trình.
THÀNH PHẦN GIÓ ĐỘNG ( GẮN VÀO TÂM KHỐI LƯỢNG):
Gió động đặt vào tâm khối lượng vì nó là lực quán tính. Xác định tâm
khối lượng bằng cách phải "RUN" file và xuất ra file TXT , có phần
trung tâm của khối đó là tâm khối lượng mà nó tính toán. lúc đó đã có
tâm khối lượng và nhập vào etabs với tâm vừa xuất
Gió động phụ thuộc chính vào độ cứng của công trình, khối lượng bản
thân, gia tốc và tần số riêng của công trình đó
LOGO
ĐIỂM ĐẶT ĐỘ LỚN TẢI TRỌNG GIÓ
TỔNG HỢP:
Ở Mỹ, áp dụng gió theo tiêu chuẩn ASCE 7 thì không phân biệt các
thành phần gió( tính gió tĩnh cộng gió động vào 1 loại gió) vì đã kể đến
các thông số đầu vào như đã nói trên nhưng nó là có kể đến cross wind
Tâm hình học là trung điểm của diện đón gió mỗi mặt . Nếu công trình
có 2 mặt đón gió chính ( X và Y ) thì tâm hình học là giao điểm của 2
đường trung điểm này.
Tâm khối lượng là trọng tâm của sàn , cột , vách và tường - bất cứ thứ
gì trên sàn miễn có trọng lượng ( cái này chỉ etabs tính mới được) .

Tâm cứng là trọng tâm độ cứng của kết cấu chịu lực ngang ( cột và
vách) tính bằng etabs và tính tay đều được . Nhưng tính tay phân biệt
cột và vách riêng . tâm cứng chỉ xét cho vách lõi bỏ qua cột vì thế
phương pháp tính tay không hiệu quả (sách BTCT 2 của đại học XD
HN ) sẽ chứng minh cách tính toán tâm cứng.
LOGO
TÁC ĐỘNG GIÓ XIÊN VÀO CÔNG TRÌNH NHÀ CAO TẦNG
Gió xiên tác động vào không theo 2 phương x-y mà ta quy định.
Khi tính toán gió xiên này ta quy về 2 phương x-y để tính . Tức là tải trọng
gió xiên lên công trình ta qui về hai thành phần áp lực pháp tuyến Wx và
Wy
Tải trọng gió gồm 2 thành phần: phần tĩnh và phần động
Phần động chỉ xét đến khi công trình nhà nhiều tầng và cao hơn
40m, nhà công nghiệp 1 tầng cao hơn 36m
Thông thường gió xiên có giá trị tương đối nhỏ nên ta gán thành gió theo phương
thẳng đứng.
LOGO
TÁC ĐỘNG GIÓ XIÊN VÀO CÔNG TRÌNH NHÀ CAO TẦNG
Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió W có độ cao Z so với
móc chuẩn xác định theo công thức:

W = W0 . k . c
Trong đó:
W được tính với phương bất kỳ thổi vào nhà ,khi tính gió xiên em phân ra 2
thành phần đồng thời tác dụng theo hướng x và y : véc tơ W = X+Y theo quy tắc
cộng véc tơ.
Ở đây: W0 – giá trị của áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng .
k - hệ số tính đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao.
c - hệ số khí động.
Hệ số tin cậy của tải trọng gió lấy bằng 1,2.

LOGO
TÁC ĐỘNG GIÓ XIÊN VÀO CÔNG TRÌNH NHÀ CAO TẦNG
Thành phần động của tải trọng gió:
Thành phần động thực chất là phần tăng thêm tác dụng của tải trọng gió lên công
trình có dao động, xét đến ảnh hưởng của lực quán tính sinh ra do khối lượng bản
thân công trình và xung của vận tốc gió.
Trình tự tính toán thành phần động của tải trọng gió:
1. Xác định xem công trình có thuộc pham vi phải tính thành phần động của tải
trọng gió hay không.
2. Thiết lập sơ đồ tính toán động lực
3. Xác định giá trị tiêu chuẩn của thành phần tĩnh lên các thành phần của công
trình
4. Xác định giá trị tiêu chuẩn của thành phần động lên các thành phần của công
trình
5. Xác định giá trị tính toán của thành phần động lên các thành phần của công
trình
6. Tổ hợp nội lực và chuyển vị của công trình do phần động và phần tĩnh gây ra l
LOGO
TÁC ĐỘNG GIÓ XIÊN VÀO CÔNG TRÌNH NHÀ CAO TẦNG
Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió tại điển j ứng với cao độ
so với mốc chuẩn xác định theo công thức:
= .k().c
Trong đó:

- có thứ nguyên là lực diện tích , tuỳ theo đơn vị tính toán của

- giá trị của áo lực gió tiêu chuẩn

C - hệ số khí động.


k() - hệ số không thứ nguyên , tính đến sự thay đổi áp lực gió, k() phụ thuộc
vào độ cao , mốc chuẩn để tính độ cao và dạng địa hình tính toán.


LOGO
TÁCĐỘNGGIÓXIÊNVÀOCÔNGTRÌNHNHÀCAOTẦNG
Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phân thứ j với dao
động thứ i được xác định theo công thức sau:
Trong đó:
Wp(ji): Lực, đơn vị tính toán thường lấy là daN hoặc kN tùy theo đơn vị tính toán của
wFj trong công thức hệ số
Mj: khối lượng tập trung của phần công trình thứ j (t).
Hệ số động lức ứng với dao động thứ i, không thứ nguyên, phụ thuộc thông số
độ giảm lô ga dao động:
Trong đó :
hệ số tin cậu của tải trọng gió lấy bằng 1,2
Wo giá trị của áp lực gió (N/m2)
Fi Tần số dao động thứ i (Hz)
( )
W . . .
p ji j j j ji
M y
ξ ϕ
=
j
ϕ
j
ξ
j
ε

0
.W
940.
j
i
f
γ
ε
=
γ