Tính toán tải trọng gió cho công trình có mặt bằng hình tròn có điểm khác so với các công trình có mặt bằng hình chữ nhật chính là việc xác định hệ số khí động. Mặc dù việc xác định hệ số khí động cho công trình có mặt bằng hình tròn đã được quy định trong TCVN 2737-1995, tuy nhiên vẫn có không ít kỹ sư lúng túng khi lần đầu tiên thực hành. Bài toán này tập trung hướng dẫn phương pháp xác định hệ số khí động cho công trình có mặt bằng hình tròn theo TCVN 2737-1995.
1. Cơ sở lý thuyết
Phương pháp xác định hệ số khí động cho công trình có mặt bằng hình tròn được quy định tại sơ đồ 33, bảng 6, TCVN 2737-1995, được trích dẫn tại hình 1 và hình 2.
Hình 1: Xác định hệ số khí động cho công trình có mặt bằng hình tròn
Trong hình 1, hệ số Ci là hệ số khí động cho thành phần tải trọng gió tác dụng ở mặt trong khi công trình có mái hở hoặc không có mái.
Khi công trình có mái kín thì chỉ cần xác định hệ số Ce1. Hệ số Ce1 thay đổi phụ thuộc vào góc β là góc lệch của tia chứa điểm đang tính hệ số Ce1 với phương của hướng gió như trong hình 1. Ce1 = Cβ * k1, trong đó Cβ được xác định theo góc β dựa trên biểu đồ được thể hiện trong hình 2. Khi Cβ > 0 thì k1 = 1, khi Cβ < 0 thì k1 được xác định phụ thuộc tỉ số h1/d như trong bảng 1.
Bảng 1: Xác định hệ số k1 khi Cβ < 0
Quan sát hình 1 và hình 2, có thể thấy rằng một phần công trình bị đẩy (Ce1 > 0) còn phần bị hút (Ce1 < 0) là tương đối lớn. Giới hạn giữa phần chịu gió đẩy và phần chịu gió hút là điểm có hệ số Ce1 = 0, tương ứng là giá trị góc β ≈ 37º mà tại đó hệ số Cβ = 0 trên hình 2
Hình 2: Xác định hệ số Cβ
2. Tính toán thực hành
Để đơn giản trong thực hành, chúng ta tiến hành chia mặt bằng công trình thành các góc 10º hoặc 15º, và coi gần đúng hệ số Cβ = 0 tại góc β = 40º. Việc chia mặt bằng công trình thành các góc bao nhiêu độ cần xét sự phù hợp với hệ kết cấu sao cho có thể gán lên các cấu kiện (trong trường hợp gán tải trọng gió lên dầm biên) một cách dễ dàng.
Bảng 2 là bảng giá trị các hệ số khi chọn góc chia mặt bằng là 10º và giả thiết h1/d = 5
Bảng 2: Giá trị Ce1 khi h1/d = 5
Trong trường hợp sử dụng phương pháp gán tải trọng gió thông qua tâm của Diaphragm trong Etabs, có thể dùng hệ số C được xác định cho cả mặt bằng bằng cách tổng hợp các giá trị của Ce1 trong tất các các trường hợp của góc β, có thể tham khảo bảng 3.
Bảng 3: Giá trị C tính chung cho mặt bằng
Tải trọng gió khi sử dụng hệ số C trong bảng 3 được tính theo công thức: W = Wo*k*C*d*γ, trong đó d là đường kính của mặt bằng công trình.
Download
Download tài liệu này: link download
Quan tâm Zalo KetcauSoft để theo dõi các bài viết và tài liệu mới
