BÀI NÀY 9Đ ÁAAI. Đặt vấn đề:1II. Các nguyên nhân dẫn đến tai nạn trong công tác phá dỡ công trình21. Môi trường có nhiều bụi và tiếng ồn22. Bị các vật rơi hoặc văng vào người43. Sụp đổ bất ngờ do thay đổi kết cấu, tải trọng44. Nguy hiểm cho người đi lại do dẫm hoặc va quẹt phải những chỗ sắc nhọn55. Do thiết bị trong công trường66. Ảnh hưởng tới công trình và người xung quanh67. Người làm việc thiếu các phương tiện bảo vệ cá nhân7III. Quy định và quy tắc về phá dỡ công trình trong luật xây dựng71. Luật Xây dựng 50201472. Quy tắc trong phá dỡ công trình9IV. Các biện pháp đề phòng tai nạn lao động khi thực hiện công tác phá dỡ công trình12V. Cách xử lý tại chỗ các sự cố cơ bản xảy ra ngoài ý muốn221. Khi dẫm, va phải đinh hay vật sắc nhọn232. Khi bị vật rơi vào người253. Khi bị ngã từ trên cao254. Khi bị điện giật265. Khi bị bụi hoặc chất bẩn bay vào mắt296. Khi bị say nắng297. Khi bị say nóng308. Các biện pháp y tế30VI. Tổng kết
Giới thiệu công trình nhà cao tầng trên thế giới - Tháp đôi Petronas
Sơ lược về Petronas
Tháp đôi Petronas, hay còn gọi là Petronas Twin Towers, tọa lạc tại Kuala Lumpur, Malaysia, từng là tòa nhà cao nhất thế giới cho đến khi bị Taipei 101 vượt qua vào ngày 17 tháng 10 năm 2003 Hiện tại, Petronas Twin Towers vẫn giữ vị trí là tòa tháp đôi cao nhất thế giới Tòa nhà số 1 được công ty dầu khí Petronas sử dụng làm văn phòng, trong khi tòa nhà số 2 là trụ sở của nhiều công ty danh tiếng như Accenture, Al Jazeera International, Bloomberg, Boeing, Exact Software, IBM, Khazanah Nasional Berhad, McKinsey & Co, Microsoft và Newfield Exploration.
Petronas đã từng là tòa tháp cao nhất thế giới cho đến khi bị Taipei 101 đánh bại
Thông tin chung
Thiết kế kiến trúc: KTS Cesar Pelli và các đồng sự của ông.
Thiết kế kết cấu: Thornton Tomasetti, Ranhill Bersekutu.
Thiết kế MEP: Công ty WSP Flack + Kurtz. ĐƠN VỊ THI CÔNG CHÍNH:
- Tháp 2: Samsung Engineering – Contruction & Kukdong Engineering – Contruction B.L Harbert International Địa điểm: TP Kuala Lumpur, Thủ đô của Malaysia.
Năm hoàn thành: 1997. Đơn vị quản lý: KLCC (Kuala Lumpur City Center).
- Đến đỉnh tháp ăng ten: 451.9 m
Tổng chi phí xây dựng: 1,600,000,000 USD.
Tháp đôi Petronas không chỉ là một cao ốc văn phòng mà còn là một trung tâm mua sắm lớn Tòa tháp thứ nhất được sử dụng hoàn toàn bởi Hãng dầu khí Petronas, công ty dầu khí hàng đầu Malaysia, cùng với các công ty con và liên kết Trong khi đó, tòa tháp thứ hai là nơi làm việc của nhiều tập đoàn lớn như Accenture, Al Jazeera International, Barclays Capital, Bloomberg, Boeing, Exact Software, IBM, Khazanah Nasional Berhad, McKinsey & Co, Microsoft, Newfield Exploration và Reuters.
Cho đến thời điểm này, tháp đôi Petronas vẫn nắm giữ kỷ lục là toà tháp đôi cao nhất thế giới.
Diện tích gần đúng của mỗi tháp là 218.000m2 là một phầntrong 1,7 triệu mét vuông diện tích phát triển sử dụng hỗn hợp của Trung tâm thành phố Kuala Lumpur.
Petronas là công trình mang tính biểu tượng của Malaysia
Quá trình xây dựng
KTS Cesar Pelli - người thiết kế Kiến trúc cho Petronas
Vào năm 1991, Thủ tướng Malaysia, Dr Mahathir Mohammed, đã khởi xướng kế hoạch xây dựng tòa nhà cao nhất thế giới nhằm cạnh tranh với các thành phố Chicago và New York.
Vào năm 1993, quá trình xây dựng tháp đã chính thức bắt đầu với sự tham gia của hai kiến trúc sư nổi tiếng, John Dunsford và Bob Pratt, được Malaysia thuê để hiện thực hóa kế hoạch xây dựng Bob Pratt phụ trách việc xây dựng tháp 1, trong khi John Dunsford đảm nhiệm tháp 2 Đáng chú ý, Bob Pratt và đội ngũ của ông đã khởi công xây dựng tháp đầu tiên một tháng trước khi John Dunsford bắt đầu dự án tháp thứ hai, dẫn đến một cuộc ganh đua giữa hai ông về tốc độ thi công.
Việc xây dựng tòa tháp đôi ở Malaysia gặp khó khăn do thiếu thép, buộc các kỹ sư phải sử dụng bê tông làm vật liệu chính Để đảm bảo bê tông đủ sức chịu tải, họ đã tổ chức cuộc họp và cần một công thức mới giúp bê tông đạt độ cứng như thép Phòng thí nghiệm CTL ở Chicago được giao nhiệm vụ nghiên cứu và đã trải qua nhiều thất bại trước khi tìm ra giải pháp Sau khi thử nghiệm với các thành phần như nước, đá và xi măng, họ cuối cùng đã trộn bê tông với sillicat, cho kết quả bất ngờ khi bê tông mới có khả năng chịu được trọng lượng của toàn bộ tòa tháp Các kỹ sư Cesar Pelli, John Dunsford và Bob Pratt rất phấn khởi khi nhận được tin tức về loại bê tông mới này, giải quyết được vấn đề trong xây dựng.
Thủ tướng Malaysia, Dr Mahathir Mohammad
1997 – Toà tháp được hoàn thành cuối cùng sau sáu năm, Tháp đôi
Petronas đã đạt đến đỉnh cao thiết kế với chiều cao vượt qua các tòa nhà nổi tiếng như tháp Sears ở Chicago và Trung tâm Thương mại Thế giới ở New York Thủ tướng Malaysia, Dr Mahathir Mohammad, tự hào về thành tựu này, và cho đến nay, Tháp đôi Petronas vẫn là biểu tượng tự hào của toàn dân Malaysia.
Thi công phần móng của tháp
Thi công cột dọc theo chu vi tháp
Tiến độ xây dựng toà tháp đôi diễn ra nhanh chóng nhờ vào những tiến bộ khoa học và công nghệ trong những năm 1990 Sự cải tiến trong thông tin liên lạc và quản lý dự án bằng máy móc, cùng với đội ngũ nhà thầu và kỹ sư dày dạn kinh nghiệm từ các công trình cao tầng trước đó, đã góp phần quan trọng vào thành công của dự án.
Quá trình thi công tháp
Vị trí xây dựng
Tháp đôi Petronas, nằm ở vị trí trung tâm Kuala Lumpur giữa hai con đường Ampang và Raja Chulan, là một biểu tượng kiến trúc độc đáo của thế kỷ XX và XXI Trước đây, khu vực này từng là trường đua ngựa Selangor Turf Club Với thiết kế lấy cảm hứng từ kiến trúc Hồi giáo, tháp có hình dạng xoắn ốc, thu nhỏ dần về phía đỉnh, tạo nên vẻ đẹp đặc trưng và ấn tượng.
Vị trí xây dựng của Tháp theo các hướng
Khu vực xây dựng Tháp đôi Petronas nổi bật với nhiều tiện ích như khách sạn sang trọng (G Tower, Mandarin Oriental, Grand Hyatt Kuala Lumpur, Intercontinental Kuala Lumpur), thánh đường Hồi giáo, trung tâm thương mại sầm uất, và khu vui chơi giải trí cùng công viên rộng lớn, tất cả đều nằm trong khoảng cách đi bộ thuận tiện.
Phân tích kết cấu chịu lực của công trình
Tổng quan về giải pháp kết cấu
Bố trí sơ bộ hệ khung móng cột dầm sàn công trình
Hệ kết cấu đứng của dự án bao gồm một lõi cứng hình vuông và khung cột-dầm giằng biên bằng bê tông cường độ cao, trong khi các bản sàn được làm từ thép hợp kim giúp thi công nhanh chóng và tiết kiệm chi phí Thiết kế linh hoạt này không chỉ phục vụ cho việc cải tạo và nâng cấp kiến trúc trong tương lai mà còn thúc đẩy công nghệ xây dựng mới tại Malaysia Đặc biệt, hình dáng thanh mảnh của tháp và các cấu kiện cần được chú trọng đến khả năng chịu đựng dao động và gió bão, do Malaysia thường xuyên phải đối mặt với các cơn bão mạnh.
Bố trí hệ khung tầng điển hìnhNhờ hình dáng cong tròn, tải gió đặt lên công trình được giảm đáng kể
Biểu đồ thể hiện kích thước và cường độ thép dọc theo chiều cao tháp
Bê tông đổ tại chỗ được sử dụng cho các tường tầng hầm, cọc ma sát Barrette, cùng với các đài và bè cọc liên tục, tạo nên kết cấu cho các tầng dưới mặt đất Kết cấu thép hỗ trợ các dầm lớn, chịu lực cho các bản sàn thép được phủ bê tông phẳng Lõi trung tâm và mười sáu cột tại chu vi tháp chính chịu trách nhiệm cho việc đỡ các dầm giằng, trong khi mười hai cột nhỏ hơn bao quanh tháp phụ cũng đóng vai trò tương tự Dầm dàn cứng tại tầng 38-40 liên kết giữa lõi cứng và dầm giằng tại ba tầng quanh chu vi tháp, góp phần tăng cường độ cứng cho hệ kết cấu lõi - cột một cách hiệu quả.
Chi tiết các cấu kiện
Dầm cứng được bố trí ở tầng 38 đến 40 theo hướng Đông - Tây, liên kết giữa các góc lõi cứng và các dầm giằng cột trên chu vi tháp Gió tác động theo hướng Đông - Tây từ tháp phụ và tháp chính có diện tích lớn hơn Các dầm cứng ở ba tầng kề liền được liên kết bằng các trụ cột và hệ hai giằng chéo, tạo thành dầm Vierendelle đủ cứng để chống móng lật, giảm thiểu độ chênh lệch lực ngang phân phối giữa lõi và hệ cột.
Mặc dù nền đất cứng, móng của Petronas Towers đã được đào sâu tới 120m, thiết lập kỷ lục cho các công trình cao tầng toàn cầu Để đảm bảo sự vững chắc cho tòa nhà, một khối lượng bê tông khổng lồ đã được sử dụng trong phần móng.
Do chi phí nhập khẩu thép quá cao, tòa nhà được thiết kế với kết cấu bê tông siêu chịu lực, một giải pháp phổ biến ở châu Á giúp tiết kiệm chi phí Tuy nhiên, phần móng của tòa nhà sẽ phải chịu sức nặng gấp đôi so với các công trình sử dụng kết cấu thép.
Do sự thay đổi của nền đất, việc bố trí móng trở nên đa dạng Các kỹ sư kết cấu đã gia cố nền bằng 208 cọc bê-tông kích thước 23m x 23m, được chôn sâu từ 40m đến 115m cho đến khi gặp lớp đá nền Ngoài ra, cần đào sâu thêm 30m và đổ khối móng bằng cốt thép trên các cột bê-tông này, với trọng lượng khoảng 32.350 tấn cho mỗi tòa tháp Trên nền móng, một vách tường khổng lồ cao 21m và có chu vi 1.000m được xây dựng.
Mặt bằng bố trí móng tháp Petronas
Móng tháp đôi được xây dựng trên vùng đồi Kenny, nơi có địa chất đặc trưng với lớp đất cứng phủ trên bề mặt đá vôi đã bị phong hóa Mặt cắt địa chất ngang qua tháp cho thấy độ dày của lớp đất này biến đổi từ 75m đến 180m, trong khi thiết kế chỉ tính toán cho cọc chịu ma sát đơn thuần.
Để tăng cường ma sát đất, cọc Barette được thi công bằng cách phun vữa xi măng áp lực cao dọc theo chiều dài hai mặt cọc Thí nghiệm nén tĩnh sẽ giúp xác định giá trị lực ma sát của cọc Chiều dài cọc sẽ thay đổi tùy thuộc vào độ dốc của thềm đá vôi; những vị trí có độ dốc lớn sẽ yêu cầu cọc dài hơn nhằm đảm bảo móng lún đều.
Cao độ phần ngầm và phần trên
Bê tông cọc Barette có cường độ 45MPa, trong khi đài bè đạt cường độ 60MPa, dày 4,5m và có diện tích 13.200m2 Công tác thi công diễn ra liên tục trong khoảng 44 đến 50 giờ mà không có mạch ngừng Để giảm thiểu nhiệt độ phát sinh trong bê tông khối lớn, nước lạnh được sử dụng trong quá trình trộn Điều đặc biệt là chỉ sau một tháng, bê tông đã cứng như đá.
Cột được xây dựng bằng ván khuôn thép tái sử dụng, cho phép mở khuôn dễ dàng để kiểm tra các mặt sàn sau khi hoàn thiện Sau đó, bê tông sẽ được đổ bù vào các lỗ trống và lỗ rò do sai sót kỹ thuật, tiếp theo là quá trình sơn bả và hoàn thiện bề mặt.
Tháp chính có mười sáu cột với đường kính thay đổi từ 2,4m đến 1,2m, tương ứng với mác bê tông từ 80MPa đến 40MPa, dẫn đến giá thành tăng theo kích thước ván khuôn Tháp phụ gồm mười hai cột có đường kính từ 1,4m đến 1m Tại các tầng 60, 73, 82, sàn lùi vào không có dầm giằng biên nhờ vào cột xiên dài thông suốt ba tầng Một nửa tiết diện cột tròn nhô ra ngoài để neo giữ các sàn ban công, trong khi nửa còn lại hướng vào trong và được đổ bê tông để cứng hóa các cột Các cột tròn nghiêng sử dụng ván khuôn được điều chỉnh để đảm bảo đúng mặt sàn phẳng.
Cấu tạo vị trí thay đổi tiết diện cột
Tầng 84 của công trình sử dụng thép hình cho kết cấu dầm giằng và cột do độ nghiêng cột lớn nhất, điều này giúp đơn giản hóa quy trình thi công Nếu sử dụng kết cấu bê tông, việc sử dụng ván khuôn sẽ phức tạp và làm chậm tiến độ thi công.
Các dầm giằng bê tông của khung xung quanh tháp chính và tháp phụ có thiết kế tiết diện hình nêm Chiều cao dầm tại mép cột đạt 1,15m, trong khi chiều cao dầm ở giữa vùng sàn tháp chính là 725mm và 775mm tại khu vực có đường ống kỹ thuật chạy qua.
Cấu tạo hệ dầm bao quanh chu vi tháp
Tiết diện dầm giằng thay đổi giúp chống lại độ nghiêng của cột, tăng độ cứng lên 34% so với dầm có tiết diện đều nhưng cùng chiều cao Sự thay đổi khẩu độ giữa các sàn và mặt đứng lùi vào tạo ra sàn phẳng nhịp giữa có dạng vòm sườn, mang lại hiệu quả sử dụng cao Mác bê tông của dầm ngang cần liên quan chặt chẽ với mác bê tông của cột để đảm bảo quá trình thi công bơm và đổ được thực hiện dễ dàng.
Khác với các công trình thông thường, các tòa nhà chọc trời cần có kết cấu đặc biệt để chịu đựng tải trọng Điển hình như tháp đôi Petronas, nơi lõi cứng được sử dụng để giải quyết các vấn đề về tải trọng một cách hiệu quả.
Tòa nhà với lõi bê tông kích thước 23×23 m và các cột siêu rộng ở vòng ngoài tạo ra không gian lý tưởng cho các văn phòng Các khu vực làm việc tại đây có diện tích rộng rãi từ 1.300 đến 2.000 m2, hoàn toàn không bị cản trở bởi cột, mang lại sự thông thoáng và linh hoạt cho người sử dụng.
Mặt bằng bố trí lõi cứng tổng thể
Bên trong mặt bằng lõi, hai tường bê tông đặc được bố trí vuông góc nhau, tạo thành mạng sườn “Webs” Để đảm bảo tính toán lõi như dầm console, cần thiết phải làm cho lõi hoàn toàn cứng và hiệu quả Kết quả là lõi có khả năng chịu gần nửa giá trị moment lật tại chân móng do lực gió gây ra Các tường lõi dày và các góc tường được cấu tạo với cốt thép dày đặc để chịu lực kéo tốt hơn.
Mặt bằng lõi cứng ở các tầng thấp
Giới thiệu về lý thuyết tính toán công trình nhà cao tầng
Giới thiệu công trình được chọn
Số tầng: 27 tầng; Địa điểm xây dựng Tỉnh, thành: TP Hồ Chí
Vùng gió II-A Địa hình B
Thành phần tính toán
Nguyên tắc tính toán thành phần tải trọng gió (theo mục 2 TCVN 2732:1995);
Tải trọng ngang được tính toán trong công trình là tải trọng gió
Tác động của gió lên công trình mang tính chất của tải trọng động và phụ thuộc vào các thông số sau:
- Thông số về dòng khí: tốc độ, áp lực, nhiệt độ, hướng gió.
- Thông số vật cản: hình dạng, kích thước, độ nhám bề mặt.
Tải trọng gió bao gồm hai thành phần chính: thành phần tĩnh và thành phần động Giá trị và phương pháp tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió được xác định theo các quy định trong tiêu chuẩn TCVN 2737:1995 về tải trọng và tác động.
Thành phần động của tải trọng gió được xác định theo các phương tương ứng với phương tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió.
Thành phần động của tải trọng gió tác động lên công trình bao gồm lực do xung của vận tốc gió và lực quán tính của công trình Giá trị lực này được xác định bằng cách nhân thành phần tĩnh của tải trọng gió với các hệ số phản ánh ảnh hưởng của xung vận tốc gió và lực quán tính.
Việc tính toán tác động của tải trọng gió lên công trình bao gồm hai bước chính: xác định thành phần động của tải trọng gió và phân tích phản ứng của công trình đối với các dạng dao động do thành phần động này gây ra.
Theo mục 1.2 TC 229:1999 [3] thì công trình có chiều cao > 40m thì khi tính phải kể đến thành phần động của tải trọng gió
Công trình với chiều cao tổng cộng tính từ cao độ +0.000m là 58.2m nên cần xét đến yếu tố:
- Thành phần gió động của gió;
- Thành phần tĩnh của gió.
Tính toán
a Thành phần tĩnh của gió
Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của áp lực gió Wj tại điểm j ứng với độ cao zj so với mốc chuẩn:
: Giá trị áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng 2; kj: Hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao;
: Hệ số độ tin cậy của tải trọng gió, lấy bằng 1.2 1 ; c: Hệ số khí động, Gió đẩy: 0.80; gió hút: 0.60
Hj: Chiều cao đón gió của tầng thứ j
Bảng 0.1 - Bảng giá trị áp lực gió theo bản đồ phân vùng áp lực gió
Vùng áp lực gió trên bản đồ I II III IV V
According to section 6.4.1, when the impact of a storm is assessed as weak, the wind pressure value W0 is reduced by 10 daN/m² for Zone I-A, 12 daN/m² for Zone II-A, and 15 daN/m² for Zone III-A.
Công trình của chúng tôi tọa lạc tại Quận 2, Thành phố Hồ Chí Minh, thuộc vùng gió II-A Hệ số k(zj) được sử dụng để tính toán sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao và được xác định dựa trên công thức cụ thể.
Bảng 0.2 – Độ cao Gradient và hệ số mt
Do tính đối xứng của công trình, việc nhập gió vào tâm hình học hoặc vào dầm biên đều mang lại kết quả tương tự Vì vậy, để tiết kiệm thời gian và đơn giản hóa quy trình, chúng ta nên chọn cách gán thành phần gió tĩnh vào tâm hình học.
Lực tập trung thành phần tĩnh của tải trọng gió được tính theo công thứ sau:
Trong đó: c: Hệ số khí động lấy tổng cho mặt đón gió và hút gió: c =1.4
Hj: Chiều cao đón gió của tầng thứ j;
Lj: Bề rộng đón gió của tầng thứ j; Áp dụng tính toán
Tra theo Phụ Lục A, Điều A.2.1, Error: Reference source not found
Tra theo Phụ Lục A, Điều A.2.1, Bảng A.1, Error: Reference source not found
Bảng 0.3- Bảng giá trị tải trọng gió theo phương X
Bảng 0.4 - Bảng giá trị tải trọng gió theo phương Y
STT Tầng H (m) Z j (m) k j L Xj (m) W Yj (kN)
SUM 95.2 5229.9 b Thành phần động của gió
Thành phần động của gió được xác định dựa theo tiêu chuẩn TCVN 229 -1999 Error: Reference source not found.
Thành phần động của tải trọng gió được xác định dựa trên các phương tương ứng với thành phần tĩnh của tải trọng gió Tiêu chuẩn chỉ đề cập đến thành phần gió theo phương X và Y, trong khi bỏ qua thành phần gió ngang và momen xoắn.
Các bước xác định thành phần gió động theo tiêu chuẩn TCVN 229-1999 như sau:
Bước 1: Thiết lập sơ đồ tính toán động lực.
Bước 2: Xác định tần số và dạng dao động theo phương X và phương Y
Bước 3: Tính toán thành phần động theo phương X và phương Y
Thiết lập sơ đồ tính động lực (theo phụ lục A TCVN
229-1999 Error: Reference source not found)
Xem xét công trình là thanh công son với khối lượng tập trung có hạn Hệ thống bao gồm một thanh công son và n điểm tập trung khối lượng tương ứng.
M1,M2, Mn, phương trình vi phân tổng quát dao động của hệ khi bỏ qua khối lượng thanh:
,, : Ma trận khối lượng, cản và độ cứng của hệ.
,, : Vector gia tốc, vận tốc, dịch chuyển của các toạ độ xác định bậc tự do của hệ
: Vector lực kích động đặt tại các toạ độ tương ứng
Tần số và dạng dao động riêng của hệ được xác định từ phương trình vi phân thuần nhất không có cản (bỏ qua hệ số cản C):
(4) Trong đó: là ma trận khối lượng. là ma trận độ cứng
Với Điều kiện tồn tại dao động là phương trình tồn tại nghiệm không tầm thường: do đó phải điều kiện thỏa mãn điều kiện:
: Chuyển vị tại điểm j do lực đơn vị đặt tại điểm i gây ra
: Tần số vòng của dao động riêng (Rad/s)
Phương trình (6) cho phép xác định n giá trị thực dương, từ đó có thể tìm ra các dạng dao động riêng bằng cách thay thế vào phương trình (4) Tuy nhiên, với n > 3, việc giải bài toán trở nên phức tạp, và tần số cùng dạng dao động thường được xác định thông qua các phương pháp gần đúng hoặc công thức thực nghiệm như Năng Lượng RayLây, Bunop - Galookin, thay thế khối lượng, khối lượng tương đương, phương pháp đúng dần, và sai phân Một trong những phần mềm hỗ trợ tính toán tần số và dạng dao động theo lý thuyết là Etabs v 9.7.1, giúp tính toán các dạng dao động riêng một cách chính xác.
Khảo sát các dạng dao động riêng
Tất cả các kết cấu chịu lực của công trình được mô hình hóa trong không gian 3 chiều, sử dụng phần tử khung cho cột và dầm, cùng với phần tử tấm vỏ cho sàn và vách cứng Tính toán chu kỳ dao động riêng và dạng dao động riêng cho 15 dạng dao động đầu tiên được thực hiện, với khối lượng tập trung được khai báo theo TCXD 229:1999, bao gồm 100% tĩnh tải và 50% hoạt tải.
Các dạng dao động cơ bản Áp dụng lý thuyết Mục 4.3.3 chia công trình thành các khối lượng tập trung ứng với 17 tầng của công trình
Mô hình công trình trong ETABS
Khảo sát hình dạng dao động đầu tiên của các Mode đầu tiên theo kết quả phân tích trong mô hình ETAB 18.0.2:
Bảng 0.1- Bảng thống kê chu kỳ và tần số dao động
Mức độ nhạy cảm của công trình đối với tác động của tải trọng gió xác định rằng thành phần động của tải trọng gió có thể chỉ cần xem xét ảnh hưởng của thành phần xung của vận tốc gió hoặc bao gồm cả lực quán tính của công trình.
Giá trị giới hạn của tần số dao động riêng đối với gió vùng II và độ giảm loga cho công trình bê tông cốt thép được xác định là fL = 1.3.
Nếu f1 > fL thì thành phần động của tải trọng gió chỉ kể đến tác dụng của xung vận tốc gió.
Nếu f1 < fL thì phải kể thêm lực quán tính.
Chu kỳ Tần số UX UY RZ SumUX SumUY SumRZ
Theo phân tích động học ở ta có:
Thành phần động của gió gồm xung của vận tốc gió và lực quán tính.
Do công trình có chiều cao H < 85m và các tâm khối lượng, tâm cứng, tâm hình học (điểm đặt gió tĩnh) gần như trùng nhau, nên có thể bỏ qua mode 3 và mode 6, tức là mode xoắn, và tiêu chuẩn cũng không tính đến mode này.
Theo phương X cần xét đến ảnh hưởng của mode 1 và mode 4.
Theo phương Y cần xét đến ảnh hưởng của mode 2 và mode 5.
Cơ sở lý thuyết tính toán thành phần động của gió (theo mục 4.5 TCVN 229:1999)
Giá trị tiêu chuẩn thành động của gió tác dụng lên phần tử j của dạng dao động thứ i được xác định theo công thức:
: Khối lượng tập trung của phần công trình thứ j.
: Hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i.
: Hệ số được xác định bằng cách chia công trình thành nhiều phần, trong phạm vi mỗi phần tải trọng gió có thể xem như không đổi.
: Biên độ dao động tỉ đối của phần công trình thứ j ứng với dạng dao động riêng thứ i
Hệ số động lực cho dạng dao động thứ i được xác định từ Đồ thị trong TCXD 229:1999, dựa vào các thông số và độ giảm lôga của dao động.
Do công trình bằng BTCT nên có = 0.3
Thông số xác định theo công thức:
: Hệ số tin cậy của tải trọng gió lấy bằng 1.2
(N/m2): Giá trị áp lực gió, đã xác định ở trên W0 = 83 kG/m 2 = 830 N/m 2
Tần số dao động riêng thứ i là yếu tố quan trọng trong việc xác định hệ số động lực cho các công trình Đường cong 1 được áp dụng cho các công trình bê tông cốt thép và gạch đá, bao gồm cả các cấu trúc khung thép có kết cấu bao che Trong khi đó, Đường cong 2 thích hợp cho các công trình tháp trụ thép, ống khói và các thiết bị dạng cột có bệ bằng bê tông cốt thép.
Hệ số được xác định bằng công thức:
Trong công thức này, WFj đại diện cho giá trị tiêu chuẩn của thành phần động do tải trọng gió tác động lên phần thứ j của công trình, phản ánh các dạng dao động khác nhau và chỉ xem xét ảnh hưởng của xung vận tốc gió.
Hệ số áp lực động của tải trọng gió tại độ cao zj cho phần tử thứ j của công trình được quy định trong TCVN 2737-1995 Theo tiêu chuẩn này, với thời gian trung bình lấy vận tốc gió là 3 giây, hệ số áp lực động có thể được tính toán bằng công thức cụ thể.
Si - Diện tích mặt đón gió ứng với phần tử thứ j của công trình;
- Hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió, phụ thuộc vào tham số và dạng dao động.
Sau khi xác định đầy đủ các thông số, ta có thể tính toán giá trị tiêu chuẩn của thành phần động của gió tác dụng lên phần tử j tương ứng với dạng dao động thứ i Việc áp dụng các tính toán này là cần thiết để đảm bảo độ chính xác trong phân tích.
- Địa điểm xây dựng: Tỉnh, thành: Tp Hồ Chí
Vùng gió: II-A Địa hình: B
- Kích thước mặt bằng trung bình theo cạnh X, Lx
- Kích thước mặt bằng trung bình theo cạnh Y, Ly (m): 36.8
- Cao độ của đỉnh công trình so với mặt đất H (m): 89.4
Bảng 0.2- Bảng thông số dẫn xuất
Thông số Giá trị Đơn vị Ghi chú
- Giá trị áp lực gió 83 kG/m 2 Bảng 4 (TCVN
- Giá trị giới hạn của tần số 1.3 Hz Bảng 9 (TCVN
- Tham số xác định hệ số ξ1 89.4 m Bảng 11(TCVN
- Tham số xác định hệ số 36.8 m Bảng 11(TCVN ξ1X 2737:1995)
- Tham số xác định hệ số ξ1Y 39.0 m Bảng 11(TCVN
- Hệ số tương quan không gian 0.631 Bảng 10(TCVN
- Hệ số tương quan không gian 0.625 Bảng 10(TCVN
Bảng 0.3- Bảng giá trị tính toán thành phần động của tải trọng gió theo phương
X ứng với dạng dao động thứ 1 (Mode 1)
WFj (kN ) yji yjiWFj yji2Mj WpjiX
Bảng 3.6- Bảng giá trị tính toán thành phần động của tải trọng gió theo phương
X ứng với dạng dao động thứ 2 (Mode 4)
(kN ) y ji y ji W Fj y ji 2 M j W pjiX
Bảng 0.7- Bảng giá trị tính toán thành phần động của tải trọng gió theo phương
Y ứng với dạng dao động thứ 1 (Mode 2)
(kN) y ji y ji W Fj y ji 2 M j W pjiX
Bảng 0.8- Bảng giá trị tính toán thành phần động của tải trọng gió theo phương
Y ứng với dạng dao động thứ 2 (Mode 5)
(kN) y ji y ji W Fj y ji 2 M j W pjiX
Tổ hợp tải trọng gió
Tổ hợp nội lực, chuyển vị gây ra do thành phần tĩnh và động của tải trọng gió
X - là momen uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, hoặc chuyển vị;
Xt - là momen uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, hoặc chuyển vị do thành phần tĩnh của tải trọng gió gây ra;
Xd - là momen uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, hoặc chuyển vị do thành phần động của tải trọng gió gây ra; s - là số dao động tính toán.
Bảng 0.4 - Bảng tổng hợp giá trị tính toán tải trọng gió tác dụng lên công trình
Thành phần tĩnh Thành phần động phương X phương
STT Tầng WXj (kN) WYj
Theo quy phạm: gia tốc cực đại Y ’’ = - ƒ [ ]= 150 mm/
- Chọn nút trên tầng mái/ vào Display/Show table…
< với H = 894000 mm Xuất từ ETABS ta đươc tổ hợp gió => = 86.386 mm < = 179 mm
= 55.179 mm < = 179 mm Vậy công trình đảm bảo yêu cầu giới hạn chuyển vị đỉnh công trình
Trong đó: : Chuyển vị lớn nhất trong TH gió động.
F : Tần số giao động nền
Từ ETABS ta xuất ra được
Vậy công trình đảm bảo yêu cầu giới hạn gia tốc đỉnh công trình
