BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO

BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

TRẦN HOÀNG VIỆT

TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG VÀ NỘI LỰC
TRONG KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG DO TÁC ĐỘNG CỦA GIÓ
THEO TIÊU CHUẨN VIỆT NAM, HOA KỲ VÀ ỐNG THỔI KHÍ ĐỘNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG
CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

Hà Nội - 2015


BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO

BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

TRẦN HOÀNG VIỆT
KHÓA: 2013-2015

TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG VÀ NỘI LỰC
TRONG KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG DO TÁC ĐỘNG CỦA GIÓ
THEO TIÊU CHUẨN VIỆT NAM, HOA KỲ VÀ ỐNG THỔI KHÍ ĐỘNG
Chuyên ngành : Kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp

Do năng lực và thời gian nghiên cứu có hạn nên luận văn không thể tránh khỏi sai
sót, tác giả mong muốn nhận được sự góp ý, chỉ bảo của thầy cô và đồng nghiệp để
luận văn được hoàn thiện hơn.
Hà Nội, ngày 08 tháng 06 năm 2015
Tác giả luận văn

Trần Hoàng Việt


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ này là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của
tôi . Các số liệu khoa học, kết quả nghiên cứu của Luận văn là trung thực và có nguồn
gốc rõ ràng
TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Trần Hoàng Việt


MỤC LỤC
Lời cảm ơn
Lời cam đoan
Mục lục
Danh mục các bảng, biểu
Danh mục các hình vẽ, đồ thị
MỞ ĐẦU
Lý do chọn đề tài…………………………………………………………………..……1
Mục đích nghiên cứu………………………………………………………………..…..1
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu………………………………………………..……..1
Phương pháp nghiên cứu…………………………………………………………..……2
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài…………………………………..…………...2

2.4. Kết luận Chương II……………….……………………………………………….37
CHƯƠNG III :TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG VÀ NỘI LỰC KẾT CẤU NHÀ CAO
TẦNG CHỊU TẢI TRỌNG GIÓ……………………………………………………...39
3.1. Tính toán tải trọng gió cho công trình Vinafor…………………………………...39
3.1.1. Giới thiệu công trình tính toán………………………………………………….39
3.1.2. Tính toán tải trọng gió theo tiêu chuẩn Việt Nam………………………………42
3.1.3. Tính toán tải trọng gió theo tiêu chuẩn Hoa Kỳ (ASCE 7-2010)……………….59
3.1.4. Kết quả tải trọng gió theo thí nghiệm ống thổi khí động………...……………..71
3.1.5. So sánh kết quả tính toán tải trọng gió………………………………………….74
3.2. Tính toán nội lực cho công trình Vinafor do tác động của tải trọng gió…...……..75


3.3. Nhận xét và đánh giá……………………………………………………………...77
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ…………………………………………………………78
Kết luận………………………………………………………………………………..78
Kiến nghị………………………………………………………………………………79
TÀI LIỆU THAM KHẢO


DANH MỤC CÁC BẢNG , BIỂU
Số hiệu bảng,biểu

Tên bảng, biểu

Bảng 2.1

Hệ số β

Bảng 2.2



Bảng 3.2

Giá trị nội lực do tải trọng gió theo phương X

Bảng 3.3

Giá trị nội lực do tải trọng gió theo phương Y


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ , ĐỒ THỊ
Số hiệu hình

Tên hình

Hình 1.1

Vai trò của tải trọng gió đối với Nhà cao tầng

Hình 1.2

Một số hình ảnh về ống thổi khí động hở

Hình 1.2a

Học viện nghiên cứu Xây dựng – Trung Quốc

Hình 1.2b

Trường Đại học Michigan – Mỹ

Hình 2.3

Profile vận tốc gió

Hình 2.4

Phổ năng lượng của vận tốc gió

Hình 2.5

Sơ đồ các loại mô hình thí nghiệm trong ống thổi khí động

Hình 2.6

Mô hình cứng dùng để đo lực , moment và dao động

Hình 2.7

Mô hình thí nghiệm cho nhà cao tầng trong ống thổi khí động

Hình 3.1

Mặt bằng kết cấu tầng điển hình

Hình 3.2

Mô hình công trình

Hình 3.3


nghiên cứu và làm rõ trong luận văn này. Một công trình cụ thể với đủ số liệu để
phân tích kết cấu và đã có kết quả thí nghiệm ống thổi khí động được đưa vào
tính toán cụ thể tải trọng gió và nội lực một số cấu kiện chính (Cột,vách) theo
một số tiêu chuẩn, qua đó rút ra các nhận xét
* Mục đích nghiên cứu
Tính toán tải trọng và nội lực trong kết cấu nhà cao tầng do tác động của gió
theo tiêu chuẩn Việt Nam, Hoa Kỳ và Ống thổi khí động
* Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
-

Đối tượng nghiên cứu : Tải trọng và nội lực trong kết cấu nhà cao tầng

-

Phạm vi nghiên cứu : Tải trọng và nội lực trong kết cấu nhà cao tầng cho một
công trình cụ thể dưới tác động của gió theo tiêu chuẩn Việt Nam, Hoa Kỳ
và Ống thổi khí động


2

* Phương pháp nghiên cứu
Luận văn sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết.
* Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Các nhận xét rút ra từ kết quả tính toán giúp kỹ sư kết cấu có hiểu biết thêm về
ứng xử của nhà cao tầng dưới tác dụng của tải trọng gió. Các phương pháp tính
toán tải trọng gió theo một số tiêu chuẩn cũng được rõ hơn qua luận văn này.


THÔNG BÁO


Đối với các công trình và kết cấu có cấp rủi ro loại III và IV chuyển tiếp chu
kỳ lặp từ 50 năm sang 1700 năm ;

-

Đối với các công trình và kết cấu có cấp rủi ro loại I chuyển tiếp chu kỳ lặp
từ 50 năm sang 300 năm ;

+ Về phân chia dạng địa hình , tiêu chuẩn ASCE 7-10 phân chia địa hình ra làm
03 dạng ký hiệu từ B đến D, tiêu chuẩn Việt Nam cũng phân chia địa hình làm
03 dạng ký hiệu từ A đến C. Trong đó dạng địa hình C của tiêu chuẩn ASCE 710 tương đương với dạng địa hình B của tiêu chuẩn Việt Nam ;
+ Tiêu chuẩn Việt Nam tách biệt riêng thành phần tĩnh và thành phần động của
tải trọng gió. Tiêu chuẩn ASCE 7-10 , ảnh hưởng của thành phần động được xác
định cùng với thành phần tĩnh bằng cách đưa vào công thức tính toán hệ số ảnh
hưởng động phụ thuộc vào dạng địa hình và đặc trưng phản ứng động của kết
cấu ;


79

- Kết quả tải trọng gió theo thí nghiệm ống thổi khí động cho thấy tải trọng gió
tác dụng lên công trình luôn tồn tại ba thành phần chính : lực gió dọc, lực gió
ngang và moment xoắn. .Trong khi đó các tiêu chuẩn ASCE 7-10 và TCVN
2737:1995 mới chỉ xét đến lực gió dọc mà chưa xét đến hai thành phần lực gió
ngang và moment xoắn ;
- Luận văn đã so sánh tương quan khi tính toán công trình cụ thể tại Việt Nam
với các tiêu chuẩn khác nhau cho thấy sự chệnh lệch lớn về tải trọng gió và nội
lực. Kết quả áp lực gió và nội lực theo tiêu chuẩn Việt Nam khá lớn, trong khi
đó kết quả theo tiêu chuẩn Hoa Kỳ ASCE 7-10 có giá trị sát với thực nghiệm..

động, Viện Khoa học công nghệ xây dựng.
7. Vũ Thành Trung (2011), Tải trọng gió lên Nhà cao tầng – Thí nghiệm trong
ống thổi khí động, Viện khoa học công nghệ xây dựng.
8. Nguyễn Đại Minh (2011), Phương pháp hệ số gió giật G và tải trọng gió tác
dụng lên Nhà cao tầng, Viện khoa học công nghệ xây dựng.

Tiếng Anh :
9. American Society of Civil Engineer (2006), ASCE 7-10, Minimum Design
Loads for buildings and other structures, Reston, VA, 2010.
10. Azlan Adnan, Suhana Suradi (2008),

Comparison on the effect of

earthquake and wind loads on the performance of reinforced concrete
buildings, the 14th World Conference on Earthquake Engineering, Beijing,
China.


11. Khaled M. Heiza, Magdy A. Tayel (2012), Comparative Study of The Effects
of Wind and Earthquake Loads on High-rise Buildings, Concrete Research
Letters, Vol. 3(1).
12. GB 50009-2001 : Load code for the design of building structures (phiên bản
tiếng Anh).
13. Eurocode1: Actions on structures – General Actions – Part 1-4 :Wind
Actions.
14. TE Solution (2011), Report on the Wind Tunnel Test for VINAFOR Tower,
Hanoi, Vietnam.