19 vi du tinh toan tai trong gio dong

Tính toán tải trọng gió động
Xác định dao động của công trình
Để tính tải trọng gió động tác dụng lên công trình, ta cần phải tìm được các dạng dao
động của công trình. Theo kết quả tính toán các dạng dao động của phần mềm Etabs9.7.2
ta được bảng các dạng dao động của công trình như sau
Mode
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

Period
UX
UY
1.942216 70.3471 0.3816
1.61404 0.3234 46.8839
1.552292 0.0879 22.4455
0.548146 10.807 0.0596
0.492408 0.4718 0.8599
0.424256 0.0017 12.0468
0.277893 1.4933 0.0779
0.258279 1.8522 0.0745
0.213242 0.0002 2.6879

0.198953 0.7008 0.0157
0.186157 0.7841 0.0194
0.159604 0.0004 1.9107

- Xét dao động của công trình theo phương ox: Từ kết quả phân tích của chương trình
tính toán ta có các Mode dao động theo phương ox bao gồm:
Các dạng dao động theo phương x
Mode
T
f
1
1,94
0,52
4
0,54
1,85
- Xét dao động của công trình theo phương oy: Từ kết quả phân tích của chương trình
tính toán ta có các Mode dao động theo phương oy bao gồm:
Các dạng dao động theo phương y
Mode
2
3
6

T
1,6
1,55
0,42

f

0,62
0,64
2,38

* Theo TCVN 2737-1995 đối với các công trình bêtông cốt thép và gạch đá ta có:
δ=0,3 do đó fL= 1,3. Trong các dao động của công trình theo phương ox và oy ta xét
thấy:
- Xét dao động của công trình theo phương ox, chỉ cần kể đến ảnh hưởng của một dao
động đầu tiên fx = 0,52 (Hz).


- Xét dao động của công trình theo phương oy, dao động cần được tính toán là

f1y

=0,62 (Hz) và f2y=0,64 (Hz).
(nhỏ hơn fL= 1,3)
Khi đó giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j của
dạng dao động thứ i được xác định theo công thức:

WP (ij ) = M j × ξi ×ψ i × yi j
Trong đó:
- M j : là khối lượng tầng thứ j (kN)
- ξi: là hệ số động lực với dạng dao động thứ i phụ thuộc vào độ giảm lôga
γ × Wo
của dao động δ = 0,3 và thông số ε i =
940 × fi
Trong đó:
- γ : hệ số tin cậy của tải trọng gió, lấy bằng 1,2
- W0: giá trị của áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng gió. Wo=950N/m2

- fi : tần số dao động riêng thứ i.
- yji: dịch chuyển ngang của trọng tâm phần công trình thứ j ứng với dạng
dao động riêng thứ i, không thứ nguyên.
- ψi : là hệ số xác định theo công thức:
n

∑W

Fj

ψi =

× y ji

j =1
n

∑M

j

× ( y ji )2

j =1

Trong đó:
- WFj - 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 riêng khác nhau khi chỉ kể đến ảnh hưởng của
''xung vận tốc gió'':

WFj = Wj × ζ i ×ν × S J
Trong đó:
- W j giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió, tác dụng lên phần j của công
Wj = W0 ×k×c.
- Sj là diện tích đón gió của tầng thứ j
- ζi là hệ áp lực động của tải trọng gió ở độ cao z ứng với phần thứ j của công
trình. Tra bảng-8. TCVN2737-1995
- ν hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió được xác định phụ
thuộc vào tham số ρ , χ và dạng dao động.
2. Xác định thành phần động của tải trọng gió theo các phương ox và oy.

trình:

Bảng khối lượng và chuyển dịch các tầng ứng với các dạng dao động theo phương X :


Story
Diaphragm
T1
D1
T.LUNG DLUNG
T2
D2
T3
D3
T4
D4
T5
D5
T6

D6
T7
D7
T8
D8
T9
D9
T10
D10
T11
D11
T12
D12
AP MAI DAPMAI
MAI
DMAI

Mode
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1

1
1
1

UX
0
0.0008
0.002
0.0031
0.0043
0.0056
0.0069
0.0081
0.0093
0.0104
0.0114
0.0123
0.0131
0.0139
0.0146

MassX
791.4756
758.6587
777.8019
855.4621
855.4621
855.4621
855.4621
855.4621

855.4621
855.4621
855.4621
855.4621
855.4621
859.2984
369.3021

Theo phương X: có fx = 0,52 (Hz).

ε1 =

γ × Wo

=

1, 2 × 950
= 0,07 (1)
940 × 0,52

940 × f1
Từ kết quả (1) tra đồ thị, bằng phép nội suy ta xác định được ξ= 1,65
Gió theo phương trục X, tra bảng và hình vẽ ta có:
ρ =B =23.2m

χ = H = 49 m.
Từ bảng 4 của TCXDVN 229 – 1999 ta nội suy được giá giá trị của ν1 = 0,71
Hệ số ζi được nội suy với dạng địa hình “B” cho từng mức sàn.
Tính toán gió động cho sàn tầng 12.
Chiều cao tính toán tầng 12 : 3,3m.

Cos sàn tầng 12
: +41,1m
Bề rộng đón gió
:23,2m
Tra bảng hệ số:
k=1,287
Hệ số áp lực động: ζi =0,428
Diện tích đón gió của tầng 12 : S12 = D32 .

h12 + háp mái
2

= 23, 2.3,3 = 76,56(m 2 )

giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió

W j = W0 .k .c = 0,95.1,287.(0,6 + 0,8) = 1,71( KN / m2 )
WFj = Wj .ζ i .ν .S J = 1,71.0,428.0,71.76,56 = 39,78( KN )
36

∑W
ψi =

Fj

× y ji

j =1
36

∑M
j =1

= 4, 5 8 5
j

× ( y ji )

2


Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên tầng 32:

WP (ij ) = M j × ξi ×ψ i × yi j = 855,5 × 1,65 × 4,585 × 0,0131 = 84,77( KN )
Giá trị tính toán thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên tầng 32:

W tt = WP (ij ) × γ × β = 84,77 × 1,2 × 1 = 101,7( KN )
Tính toán tương tự ta có:
Tải trọng theo phương Ox mode 1:


Tải trọng theo phương Ox (mode1)

Tầng

Ht
(m)

zj
(m)

T. lửng
tầng 2
tầng 3
tầng 4
tầng 5
tầng 6
tầng 7
tầng 8
tầng 9
tầng 10
tầng 11
tầng 12
áp mái
mái

3.9
3.3
4.2
3.3
3.3
3.3
3.3
3.3
3.3
3.3
3.3
3.3
3.3
4.6

3.9
7.2
11.4
14.7
18
21.3
24.6
27.9
31.2
34.5
37.8
41.1
44.4
49

bề
rộng
đón
gió
(m)
20
23.2
23.2
23.2
23.2
23.2
23.2
23.2
23.2

23.2
23.2
23.2
23.2
16.4

Sj
(m2)

Wj
KN/m2

ζj

ν

WFj
(KN)

yji

Mj
(KN)

yjiWFj

y2jiMj

Ψi

ξi

Wp(ji)
(KN)

Wtt
(KN)

72
87
87
76.56
76.56
76.56
76.56
76.56
76.56
76.56
76.56
76.56
91.64
37.72

1.11
1.24
1.36
1.43
1.48
1.52
1.56

1.60
1.63
1.66
1.69
1.71
1.74
1.77

0.52
0.5
0.48
0.47
0.46
0.46
0.45
0.45
0.44
0.44
0.43
0.43
0.43
0.42

0.72
0.71
0.71
0.71
0.71
0.71
0.71

0.71
0.71
0.71
0.71
0.71
0.71
0.73

29.80
38.55
40.47
36.68
37.15
37.57
38.18
38.72
39.12
39.40
39.57
39.82
48.14
20.62

0.001
0.002
0.003
0.004
0.006
0.007
0.008

0.009
0.010
0.011
0.012
0.013
0.014
0.015

758.7
777.8
855.5
855.5
855.5
855.5
855.5
855.5
855.5
855.5
855.5
855.5
859.3
369.3

0.02
0.08
0.13
0.16
0.21
0.26
0.31

0.36
0.41
0.45
0.49
0.52
0.67
0.30

0.000
0.003
0.008
0.016
0.027
0.041
0.056
0.074
0.093
0.111
0.129
0.147
0.166
0.079

4.58
4.58
4.58
4.58
4.58
4.58
4.58

4.58
4.58
4.58
4.58
4.58
4.58
4.58

1.65
1.65
1.65
1.65
1.65
1.65
1.65
1.65
1.65
1.65
1.65
1.65
1.65
1.65

4.59
11.77
20.06
27.83
36.24
44.65
52.42

60.18
67.30
73.77
79.60
84.77
90.36
40.79

5.51
14.12
24.07
33.39
43.49
53.58
62.90
72.22
80.76
88.53
95.52
101.73
108.43
48.95


Tải trọng theo phương Oy (mode2)

Tầng

Ht
(m)

zj
(m)

T. lửng
tầng 2
tầng 3
tầng 4
tầng 5
tầng 6
tầng 7
tầng 8
tầng 9
tầng 10
tầng 11
tầng 12
áp mái
mái

3.9
3.3
4.2
3.3
3.3
3.3
3.3
3.3
3.3
3.3
3.3

3.3
3.3
4.6

3.9
7.2
11.4
14.7
18
21.3
24.6
27.9
31.2
34.5
37.8
41.1
44.4
49

bề
rộng
đón
gió
(m)
35.5
35.5
35.5
35.5
35.5
35.5

35.5
35.5
35.5
35.5
35.5
35.5
35.5
35.5

Sj
(m2)

Wj
KN/m2

ζj

ν

WFj
(KN)

yji

Mj
(KN)

yjiWFj

y2jiMj

Ψi

ξi

Wp(ji)
(KN)

Wtt
(KN)

127.8
133.1
133.1
117.2
117.2
117.2
117.2
117.2
117.2
117.2
117.2
117.2
140.2
81.65

1.11
1.24
1.36
1.43

1.48
1.52
1.56
1.60
1.63
1.66
1.69
1.71
1.74
1.77

0.52
0.5
0.48
0.47
0.46
0.46
0.45
0.45
0.44
0.44
0.43
0.43
0.43
0.42

1
1
1
1

1
1
1
1
1
1
1
1
1
1

73.46
83.09
87.22
79.06
80.08
80.96
82.29
83.46
84.31
84.91
85.28
85.83
103.76
61.13

-0.001
-0.002
-0.003
-0.004

-0.005
-0.006
-0.007
-0.007
-0.008
-0.009
-0.010
-0.011
-0.012
-0.013

758.7
777.8
855.5
855.5
855.5
855.5
855.5
855.5
855.5
855.5
855.5
855.5
859.3
369.3

-0.04
-0.13
-0.23
-0.28

-0.36
-0.45
-0.53
-0.62
-0.71
-0.78
-0.85
-0.93
-1.23
-0.76

0.000
0.002
0.006
0.010
0.017
0.026
0.036
0.047
0.060
0.072
0.086
0.100
0.122
0.058

-12.31
-12.31
-12.31
-12.31

-12.31
-12.31
-12.31
-12.31
-12.31
-12.31
-12.31
-12.31
-12.31
-12.31

1.55
1.55
1.55
1.55
1.55
1.55
1.55
1.55
1.55
1.55
1.55
1.55
1.55
1.55

8.69
23.75
42.44
57.14

73.46
89.79
106.11
120.80
137.13
150.19
163.25
176.31
195.14
88.09

10.42
28.50
50.93
68.56
88.15
107.74
127.33
144.96
164.55
180.23
195.90
211.57
234.16
105.71


Tải trọng theo phương Oy (mode3)

Tầng

Ht
(m)

zj
(m)

T lửng
tầng 2
tầng 3
tầng 4
tầng 5
tầng 6
tầng 7
tầng 8
tầng 9
tầng 10
tầng 11
tầng 12
áp mái
mái

3.9
3.3
4.2
3.3
3.3
3.3
3.3
3.3

3.3
3.3
3.3
3.3
3.3
4.6

3.9
7.2
11.4
14.7
18
21.3
24.6
27.9
31.2
34.5
37.8
41.1
44.4
49

bề
rộng
đón
gió
(m)
35.5
35.5
35.5

35.5
35.5
35.5
35.5
35.5
35.5
35.5
35.5
35.5
35.5
35.5

Sj
(m2)

Wj
KN/m2

ζj

ν

WFj
(KN)

yji

Mj
(KN)

yjiWFj

y2jiMj

Ψi

ξi

Wp(ji)
(KN)

Wtt
(KN)

127.8
133.1
133.1
117.2
117.2
117.2
117.2
117.2
117.2
117.2
117.2
117.2
140.2
81.65

1.11

1.24
1.36
1.43
1.48
1.52
1.56
1.60
1.63
1.66
1.69
1.71
1.74
1.77

0.52
0.5
0.48
0.47
0.46
0.46
0.45
0.45
0.44
0.44
0.43
0.43
0.43
0.42

1

1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1

73.46
83.09
87.22
79.06
80.08
80.96
82.29
83.46
84.31
84.91
85.28
85.83
103.76
61.13

0.000

0.001
0.002
0.002
0.003
0.004
0.004
0.005
0.006
0.007
0.007
0.008
0.008
0.009

758.7
777.8
855.5
855.5
855.5
855.5
855.5
855.5
855.5
855.5
855.5
855.5
859.3
369.3

0.03

0.09
0.14
0.17
0.23
0.30
0.36
0.43
0.49
0.55
0.61
0.67
0.81
0.54

0.000
0.001
0.002
0.004
0.007
0.012
0.017
0.022
0.029
0.036
0.044
0.052
0.052
0.029

17.65

17.65
17.65
17.65
17.65
17.65
17.65
17.65
17.65
17.65
17.65
17.65
17.65
17.65

1.6
1.6
1.6
1.6
1.6
1.6
1.6
1.6
1.6
1.6
1.6
1.6
1.6
1.6

8.57

24.17
38.66
53.16
70.08
89.41
106.33
123.24
140.16
157.07
173.99
188.49
189.33
91.80

10.29
29.00
46.40
63.80
84.09
107.29
127.59
147.89
168.19
188.49
208.78
226.18
227.20
110.16