Tại sao gán gió vào tâm hình học

LOGONHÀ CAO TẦNGGVHD: LÊ THANH CAOBÀI THUYẾT TRÌNH NHÓM 02LOGOSỰ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG GIÓ VÀO CÔNG TRÌNH1. LÊ THANH LIÊM (TỔ TRƯỞNG) 2. TRẦN BẢO LINH3. CHU SƠN KIỆT4. HỒ MINH NHỰTLOGOCÁCH KHAI BÁO TẢI TRỌNG GIÓ VÀO MÔ HÌNH ETABS1. HỒ VĂN LÊN ( TỔ TRƯỞNG)2. NGUYỄN ĐỨC KHỎE3. NGUYỄN DUY LẬP4. NGUYỄN NGỌC HẢI KHƯƠNGLOGOĐIỂM ĐẶT ĐỘ LỚN CỦA TẢI TRỌNG GIÓ1. NGUYỄN VĂN KIỆT (TỔ TRƯỞNG)2. NGUYỄN ĐÌNH HIỀN MINH ( NHÓM TRƯỞNG)3. LÊ ÍCH NHẬT4. NGUYỄN ĐỨC LỢI5. PHẠM NGỌC HUYNHLOGOMÔ TẢ TẢI TRỌNG GIÓ XIÊN VÀO CÔNG TRÌNH1. TRƯƠNG TẤN NGÂU( TỔ TRƯỞNG)2. MAI VĂN KỶ3. NGUYỄN THÀNH HUY4. TRẦN MINH NHỰT5. PHẠM BẢO NHẬTLOGOSỰ 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 .LOGOSỰ 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.cTrong 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.LOGOSỰ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG GIÓ VÀO CÔNG TRÌNHThành 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.νTrong 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)LOGOSỰ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG GIÓ VÀO CÔNG TRÌNHĐối 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:LOGOSỰ 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 .LOGOSỰ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG GIÓ VÀO CÔNG TRÌNHTheo tiêu chuẩn 229-1999LOGOSỰ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG GIÓ VÀO CÔNG TRÌNHVí 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 tLOGOSỰ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG GIÓ VÀO CÔNG TRÌNHTính 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)LOGOSỰ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG GIÓ VÀO CÔNG TRÌNHTính 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 3LOGOSỰ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG GIÓ VÀO CÔNG TRÌNHLOGOSỰ 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)LOGOĐIỂM ĐẶT ĐỘ LỚN TẢI TRỌNG GIÓTHÀNH PHẦN GIÓTHÀNH PHẦN GIÓ TĨNH THÀNH PHẦN GIÓ ĐỘNG+TĨNHĐƯỢC GÁN VÀO ĐÂU TRONG MÔ HÌNH ETAB?GÁN VÀO TÂM HÌNH HỌC (H<40M)GÁN VÀO TÂM KHỐI LƯỢNG (H>40M)LOGOĐIỂM ĐẶT ĐỘ LỚN TẢI TRỌNG GIÓTHÀNH 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 LOGOĐIỂM ĐẶT ĐỘ LỚN TẢI TRỌNG GIÓThành 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 xuấtGió động phụ thuộc chính vào độ cứng của công trình, khối lượng bản thân, gia tốc và tần số riêng của công trình đóLOGOĐIỂM ĐẶT ĐỘ LỚN TẢI TRỌNG GIÓTỔNG 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 windTâm 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.LOGOTÁC ĐỘNG GIÓ XIÊN VÀO CÔNG TRÌNH NHÀ CAO TẦNGGió 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.LOGOTÁC ĐỘNG GIÓ XIÊN VÀO CÔNG TRÌNH NHÀ CAO TẦNGGiá 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.LOGOTÁC 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 lực3. Xác định giá trị tiêu chuẩn của thành phần tĩnh lên các thành phần của công trình4. Xác định giá trị tiêu chuẩn của thành phần động lên các thành phần của công trình5. Xác định giá trị tính toán của thành phần động lên các thành phần của công trình6. Tổ hợp nội lực và chuyển vị của công trình do phần động và phần tĩnh gây ra lLOGOTÁC ĐỘNG GIÓ XIÊN VÀO CÔNG TRÌNH NHÀ CAO TẦNGGiá 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().cTrong 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.LOGOTÁCĐỘNGGIÓXIÊNVÀOCÔNGTRÌNHNHÀCAOTẦNGGiá 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 1,2Wo giá trị của áp lực gió (N/m2)Fi Tần số dao động thứ i (Hz)( )W . . .p ji j j j jiM yξ ϕ=jϕjξjε0.W940.jifγε=γ