BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI NGUYỄN HẢI DIỆN SO SÁNH TẢI TRỌNG GIÓ TÁC DỤNG LÊN ỐNG KHÓI BÊ TÔNG CỐT THÉP THEO CÁC TIÊU CHUẨN TCVN 2737:1995, GB 50051-2013 VÀ ACI 307-08 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 NGUYỄN HẢI DIỆN KHÓA: 2013-2015 SO SÁNH TẢI TRỌNG GIÓ TÁC DỤNG LÊN ỐNG KHÓI BÊ TÔNG CỐT THÉP THEO CÁC TIÊU CHUẨN TCVN 2737:1995, GB 50051-2013 VÀ ACI 307-08 Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng công nghiệp Mã số: 60.58.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS NGUYỄN ĐẠI MINH Hà Nội - 2015 LỜI CẢM ƠN Trước hết xin bày tỏ tình cảm biết ơn chân thành tới tất thầy, cô khoa Sau đại học – Trường Đại học Kiến Trúc Hà Nội dẫn giúp đỡ trình học tập tiến hành làm luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn khoa học TS Nguyễn Đại Minh – Phó Viện trưởng Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng/Bộ Xây dựng tận tình giúp đỡ, trực tiếp hướng dẫn cách khoa học, tạo điều kiện thuận lợi, cung cấp tài liệu động viên trình hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn TS Vũ Thành Trung – Phó Giám đốc Viện Chuyên ngành Kết cấu Công trình Xây dựng/Bộ Xây dựng, kiêm Trưởng Phòng Nghiên cứu Thí nghiệm gió dẫn cho cách tỉ mỉ trình làm luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp Phòng Nghiên cứu Thí nghiệm Động đất tạo điều kiện để hoàn thành luận văn tốt nghiệp Xin chân thành cảm ơn bố mẹ anh chị em bên cạnh động viên giúp đỡ học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn TÁC GIẢ LUẬN VĂN Nguyễn Hải Diện LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ công trình nghiên cứu khoa học độc lập Các số liệu khoa học, kết nghiên cứu Luận văn trung thực có nguồn gốc rõ ràng TÁC GIẢ LUẬN VĂN Nguyễn Hải Diện MỤC LỤC Lời cảm ơn Lời cam đoan Mục lục Danh mục chữ viết tắt Danh mục ký hiệu Danh mục hình minh họa Danh mục bảng, biểu Trang MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài .1 Mục tiêu, mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu .3 Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài NỘI DUNG Chương I: Tổng quan ống khói bê tông cốt thép 1.1 Giới thiệu ống khói bê tông cốt thép .4 1.2 Tải trọng gió tác dụng lên ống khói BTCT 1.2.1 Tải trọng gió dọc hướng gió .7 1.2.2 Tải trọng gió ngang hướng gió 1.3 Nhận xét .9 Chương 2: Tải trọng gió tác dụng lên ống khói BTCT theo tiêu chuẩn TCVN 2737 : 1995, GB 50051 – 2013 ACI 307 – 08 11 2.1 Tính toán theo tiêu chuẩn TCVN 2737 : 1995 11 2.1.1 Dạng địa hình vận tốc gió sở 11 2.1.2 Thành phần tải trọng gió dọc hướng gió 11 2.1.3 Thành phần tải trọng gió ngang hướng gió .25 2.1.4 Tổ hợp tải trọng gió dọc ngang hướng gió .32 2.2 Tính toán theo tiêu chuẩn GB 50051 – 2013 .33 2.2.1 Dạng địa hình vận tốc gió sở 33 2.2.2 Thành phần tải trọng gió dọc hướng gió 33 2.2.3 Thành phần tải trọng gió ngang hướng gió .42 2.2.4 Tổ hợp tải trọng gió dọc ngang hướng gió .44 2.3 Tính toán theo tiêu chuẩn ACI 307 – 08 45 2.3.1 Dạng địa hình vận tốc gió sở 45 2.3.2 Thành phần tải trọng gió dọc hướng gió 46 2.3.3 Thành phần tải trọng gió ngang hướng gió .48 2.3.4 Tổ hợp tải trọng gió dọc ngang hướng gió .52 2.4 Nhận xét .52 Chương 3: Ví dụ tính toán tải trọng gió tác dụng lên ống khói BTCT 55 3.1 Lựa chọn thông số tính toán ống khói BTCT 55 3.2 Xác định chu kỳ dao động riêng ống khói BTCT phương pháp tính gần phần tử hữu hạn 59 3.2.1 Xác định chu kỳ dao động riêng theo TCVN 2737 : 1995 .59 3.2.2 Xác định chu kỳ dao động riêng theo GB 50051 – 2013 61 3.2.3 Xác định chu kỳ dao động riêng theo ACI 307 – 08 61 3.2.4 Xác định chu kỳ dao động riêng phương pháp phần tử hữu hạn 62 3.3 Tính toán theo tiêu chuẩn TCVN 2737 : 1995 65 3.3.1 Dạng địa hình vận tốc gió sở 65 3.3.2 Thành phần tải trọng gió dọc hướng gió 65 3.3.3 Thành phần tải trọng gió ngang hướng gió .75 3.4 Tính toán theo tiêu chuẩn GB 50051 – 2013 .80 3.4.1 Dạng địa hình vận tốc gió sở 80 3.4.2 Thành phần tải trọng gió dọc hướng gió 80 3.4.3 Thành phần tải trọng gió ngang hướng gió .87 3.5 Tính toán theo tiêu chuẩn ACI 307 – 08 89 3.5.1 Dạng địa hình vận tốc gió sở 89 3.5.2 Thành phần tải trọng gió dọc hướng gió 90 3.5.3 Thành phần tải trọng gió ngang hướng gió .96 3.6 Tổng hợp so sánh tải trọng gió theo tiêu chuẩn 101 3.6.1 Tổng hợp tải trọng gió dọc ngang hướng gió theo tiêu chuẩn 101 3.6.2 So sánh tổ hợp tải trọng gió dọc ngang hướng gió 102 3.6.3 So sánh tải trọng gió dọc hướng gió .103 3.6.4 So sánh tải trọng gió ngang hướng gió 105 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt BTCT Cụm từ viết tắt Bê tông cốt thép DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU Ký hiệu TCVN 2737 : 1995 Ký hiệu Nội dung E Mô đun đàn hồi vật liệu J Bán kính quán tính tiết diện cấu kiện W0 Giá trị áp lực gió lấy theo đồ phân vùng áp lực gió lãnh thổ Việt Nam K(z) Hệ số thay đổi áp lực gió theo độ cao lấy theo TCVN 2737 : 1995 C Hệ số khí động Cx Hệ số khí động kết cấu ống khói Z0 Cao trình quy ước để tính độ cao z γ Hệ số độ tin cậy tải trọng gió z Độ cao điểm công trình so với cao trình quy ước Z0 f1 Tần số dao động riêng thứ công trình fs Tần số dao động riêng thứ s công trình fL Tần số giới hạn Wpj ζj Wj Giá trị tiêu chuẩn thành phần động áp lực gió tác động phần thứ j công trình, trường hợp f1 > fL Hệ số áp lực động tải trọng gió độ cao tương ứng với phần thứ j công trình Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh áp lực gió tác dụng lên phần thứ j công trình ν Hệ số tương quan không gian áp lực động ρ Chiều cao đón gió công trình xác định ν χ Bề rộng đón gió công trình xác định ν Wp(ji) Giá trị tiêu chuẩn thành phần động tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j công trình với dạng dao động thứ i, trường hợp fs < fL < fs+1 Mj Khối lượng phần thứ j công trình εi Độ giảm loga dao động yji ψi WFj Dịch chuyển ngang tỉ đối trọng tâm phần thứ j công trình ứng với dạng dao động riêng thứ i Hệ số xác định cách chia công trình thành n phần, phạm vi phần tải trọng gió coi không đổi Giá trị tiêu chuẩn thành phần động tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j công trình xét đến ảnh hưởng xung vận tốc gió Sj Diện tích đón gió phần thứ j công trình H Độ cao đỉnh công trình Wid Giá trị tiêu chuẩn thành phần động áp lực gió độ cao z trường hợp f1 < fL nhà nhiều tầng có mặt đối xứng, độ cứng, khối lượng bề rộng đón gió không đổi theo chiều cao Giá trị tiêu chuẩn thành phần động tải trọng gió dao động riêng thứ i r0 Bán kính quán tính tiết diện đáy ống khói F0 Diện tích tiết diện đáy ống khói g Gia tốc trọng trường q Trọng lượng thể tích thân ống khói λi Hệ số ứng với dạng dao động thứ i Re Hệ số Reynolds V Vận tốc gió D Bề rộng đón gió PL(z,t) Lực ngang hướng gió tác dụng lên công trình độ cao z thời điểm t ρ(z) Mật độ không khí độ cao z µL(z) Hệ số lực ngang hướng gió độ cao z Sh Số Struhal fs Tần số tách xoáy V* Vận tốc gió giới hạn gây ổn định khí động kích động xoáy H1 Độ cao bắt đầu khu vực cộng hưởng H2 Độ cao kết thúc khu vực cộng hưởng V3"20 Vận tốc gió sở độ cao 10 m, vận tốc gió trung bình khoảng thời Wpz B0 Bề rộng đáy mặt đón gió công trình D Đường kính chiều cao ống khói Vcr Vận tốc gió tới hạn St Số Strouhal VH Vận tốc đỉnh công trình H1 Chiều cao bắt đầu vùng cộng hưởng H2 Chiều cao kết thúc vùng cộng hưởng α Hệ số phụ thuộc vào dạng địa hình λj(Hi/H) Hệ số phụ thuộc vào tỉ số Hi/H S Tổ hợp tải trọng đặc trưng gió dọc ngang hướng gió SA Giá trị đặc trưng tải trọng gió dọc hướng gió SA Giá trị đặc trưng tải trọng gió ngang hướng gió Stt Tổ hợp tải trọng tính toán gió dọc ngang hướng gió Ký hiệu ACI 307 – 08 Ký hiệu Nội dung 50 V3" Vận tốc gió sở vận tốc trung bình khoảng thời gian giây, chu kỳ lặp 50 năm W(z) Thành phần tải trọng gió dọc hướng gió tác dụng lên ống khói W ' (z) W(z) Thành phần động tải trọng gió dọc hướng gió tác dụng lên ống khói Thành phần trung bình tải trọng gió dọc hướng gió tác dụng lên ống khói z Độ cao ống khói so với mặt đất h Chiều cao đỉnh ống khói so với mặt đất d(h) Đường kính đỉnh ống khói d(z) Đường kính độ cao z ống khói d(b) Đường kính trung bình đường kính ống khói đáy ống khói p(z) Áp lực gió vận tốc gió trung bình độ cao z V(z) Vận tốc gió thiết kế trung bình độ cao z V Vận tốc gió bản, đơn vị tính mph V(z cr ) Vận tốc gió trung bình độ cao z = (5/6)h V Giá trị vận tốc thay đổi khoảng ( 0,5 ÷ 1,3) V(z cr ) Ssc Hệ số dạng dao động Vr Vân tốc gió kể đến hệ số tầm quan công trình Kd Hệ số hướng tải trọng gió Cdr Hệ số áp lực gió thay đổi theo chiều cao α Hệ số mũ phụ thuộc vào dạng địa hình b Hệ số phụ thuộc vào dạng địa hình M w (b) Mô men đáy ống khói lực W(z) G w' Hệ số giật gió dọc hướng gió G Hệ số khuếch đại gió ngang hướng gió I Hệ số tầm quan trọng công trình t(b) Chiều dày tiết diện đáy ống khói T(h) Chiều dày tiết diện đỉnh ống khói T1 Chu kỳ dao động riêng thứ ống khói T2 Chu kỳ dao động riêng thứ hai ống khói ρck Khối lượng riêng bê tông Eck Mô đun đàn hồi bê tông Vcr1 Vận tốc gió tới hạn dạng dao động riêng thứ d(u) Đường kính trung bình phía phần ba ống khói ρa Trọng lượng riêng không khí g Giá tốc trọng trường St Số Strouhal F1A Tham số số Strouhal wt(u) Trọng lượng trung bình cho đơn vị chiều dài đỉnh phần ba ống khói ka Tham số cản khí động kao Tham số cản khối lượng biên độ nhỏ Sp Tham số phổ βs Phần tắt dần miền tới hạn tải trọng gió ngang hướng gió βs Hệ số cản khí động B Dải tham số bề rộng L Hệ số tương quan chiều dài CE Hệ số hiệu Ma Giá trị mô men đáy lớn tải trọng gió ngang hướng gió Walong Giá trị tải trọng gió dọc hướng gió Walong = W(z) Walong Giá trị tải trọng gió ngang hướng gió DANH MỤC HÌNH MINH HỌA Số hiệu hình Tên hình Trang Hình 1.1 Tổng hợp công trình cao giới năm 2009 Hình 1.2 Tổng hợp công trình ống khói Vương Quốc Anh Hình 1.3 Một số hình ảnh ống khói Việt Nam Hình 1.4 Các thành phần áp lực gió tác dụng lên ống khói Hình 2.1 Xác định mặt cao trình Z0 0,3 < i < 11 Hình 2.2 Xác định mặt cao trình Z0 i ≥ 11 Hình 2.3 Chỉ dẫn xác định hệ số khí động công trình có mặt xung quanh hình trụ tròn (bể chứa, ống khói…) 13 Hình 2.4 Hệ tọa độ xác định hệ số tương quan ν 17 Hình 2.5 Hệ số động lực ξ 19 Hình 2.6 Biểu đồ xác định λi 23 Hình 2.7 Quan hệ thực nghiệm Re µL kết cấu ống tròn 25 Hình 2.8 Các phạm vi tác dụng lực ngang hướng gió lên công trình 27 Hình 2.9 Hệ số µs phân bổ xung quanh bề mặt ống khói 34 Hình 2.10 Hệ số µs tính cho toàn ống khói 35 Hình 2.11 Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Quy đổi vận tốc gió với thời gian trung bình khác Mô hình phân tích ống khói BTCT phần mềm Etabs Áp lực gió dọc hướng gió tác dụng lên ống khói BTCT theo độ cao với chu kỳ lặp 50 năm Áp lực tính toán gió dọc hướng gió tác dụng lên ống khói BTCT theo độ cao 50 60 100 101 DANH MỤC BẢNG, BIỂU Số hiệu bảng Bảng 2.1 Bảng 2.2 Tên bảng Giá trị áp lực gió theo đồ phân vùng áp lực gió lãnh thổ Việt Nam Bảng hệ số k kể đến thay đổi áp lực gió theo độ cao dạng địa hình Trang 11 Bảng 2.3 Hệ số k 13 Bảng 2.4 Xác định λe 14 Bảng 2.5 Giá trị giới hạn dao động tần số riêng fL 15 Bảng 2.6 Hệ số áp lực động tải trọng gió ζ 16 Bảng 2.7 Các tham số ρ χ 17 Hệ số tương quan không gian ν1 xét đến tương Bảng 2.8 quan xung vận tốc gió theo chiều cao công trình bề rộng đón gió, phụ thuộc vào ρ χ 18 Bảng 2.9 Số Struhal cho số dạng mặt cắt 26 Bảng 2.10 Độ cao Gradient hệ số mt 28 Bảng 2.11 Hệ số β theo thời gian sử dụng giả định công trình 30 Bảng 2.12 Phân cấp mức độ an toàn ống khói 32 Bảng 2.13 Bảng tra hệ số µz 33 Bảng 2.14 Bảng tra hệ số µs phân bổ xung quanh ống khói 34 Bảng 2.15 Bảng tra hệ số µs cho toàn ống khói 35 Bảng 2.16 Bảng tra hệ số ξ 36 Bảng 2.17 Hệ số tương quan không gian ν 37 Bảng 2.18 Hệ số điều chỉnh θv 37 Bảng 2.19 Hệ số dạng dao động ϕz với kết cấu cao 38 Bảng 2.20 Hệ số dạng dao động ϕz với dạng dao động kết cấu cao 39 Số hiệu bảng Tên bảng Trang Bảng 2.21 Hệ số λj 41 Bảng 2.22 Hệ số α b 44 Bảng 2.23 Hệ số chuyển đổi vận tốc gió từ chu kỳ lặp 50 năm sang chu kỳ lặp khác 51 Bảng 3.1 Thông số hình học ống dẫn khí 55 Bảng 3.2 Bảng 3.3 Kết chu kỳ dao động theo phân tích phần mềm Etabs So sánh chu kỳ dao động tính toán băng công thức thực nghiệm phân tích phần mềm Etabs 61 61 Bảng 3.4 Hệ số k 63 Bảng 3.5 Giá trị tiêu chuẩn gió tĩnh tác dụng lên ống khói BTCT theo TCVN 2737 : 1995 64 Bảng 3.6 Giá trị WFj 66 Bảng 3.7 Giá trị Bảng 3.8 Giá trị n ∑ (y ji WFj ) j=1 67 n Bảng 3.9 Bảng 3.10 ∑ (y2ji M j ) j=1 Giá trị tải trọng gió động tác dụng lên ống khói BTCT theo TCVN 2737 : 1995 Giá trị tải trọng gió dọc hướng gió tác dụng ống khói BTCT theo TCVN 2737 : 1995 69 70 72 l2 ∑ Vk*2 Dk µLk ϕki Bảng 3.11 Giá trị Bảng 3.12 Giá trị tải trọng gió ngang hướng gió tác dụng lên ống khói BTCT theo TCVN 2737 : 1995 77 Bảng 3.13 Hệ số µz 78 Bảng 3.14 Hệ số ν 80 Bảng 3.15 Hệ số ϕz 81 Bảng 3.16 Hệ số βz 82 k =l1 75 Số hiệu bảng Bảng 3.17 Bảng 3.18 Bảng 3.19 Tên bảng Giá trị đặc trưng tải trọng gió dọc hướng gió tác dụng lên ống khói BTCT theo GB 50051- 2013 Giá trị tính toán tải trọng gió dọc hướng gió tác dụng lên ống khói BTCT theo GB 50051 – 2013 Giá trị đặc trưng tải trọng gió ngang hướng gió tác dụng lên ống khói BTCT theo GB 50051 - 2013 Trang 83 84 85 Bảng 3.20 Quy đổi thông số hình học công trình 87 Bảng 3.21 Giá trị W(z) (Ib/ft) 90 Bảng 3.22 Giá trị mô men đáy mức sàn (Ib/ft) 91 Bảng 3.23 Giá trị W ' (z) 92 Bảng 3.24 Bảng 3.25 Bảng 3.26 Bảng 3.27 Bảng 3.28 Bảng 3.29 Bảng 3.30 Bảng 3.31 Bảng 3.32 Giá trị tải trọng gió dọc hướng gió tác dụng lên ống khói BTCT theo ACI 307 – 08 Giá trị tải trọng gió ngang hướng gió tác dụng lên ống khói BTCT theo ACI 307 – 08 Tổng hợp giá trị lực cắt đáy mô men đáy tải trọng gió tác dụng lên ống khói BTCT theo TCVN 2737 : 1995 Tổng hợp giá trị lực cắt đáy mô men đáy tải trọng gió tác dụng lên ống khói BTCT theo GB 50051 – 2013 Tổng hợp giá trị lực cắt đáy mô men đáy tải trọng gió tác dụng lên ống khói BTCT theo ACI 307 – 08 So sánh giá trị tổ hợp tải trọng gió dọc ngang hướng gió tác dụng lên ống khói BTCT theo tiêu chuẩn với chu kỳ lặp 50 năm So sánh giá trị tổ hợp tải trọng tính toán gió dọc ngang hướng gió tác dụng lên ống khói BTCT theo tiêu chuẩn So sánh giá trị tải trọng gió dọc hướng gió tác dụng lên ống khói BTCT theo tiêu chuẩn với chu kỳ lặp 50 năm So sánh giá trị tải trọng tính toán gió dọc hướng gió tác dụng lên ống khói BTCT theo tiêu chuẩn 93 97 98 98 98 100 101 101 102 Số hiệu bảng Bảng 3.33 Bảng 3.34 Tên bảng So sánh giá trị tải trọng gió ngang hướng gió tác dụng lên ống khói BTCT theo tiêu chuẩn với chu kỳ lặp 50 năm So sánh giá trị tải trọng tính toán gió dọc hướng gió tác dụng lên ống khói BTCT theo tiêu chuẩn Trang 104 104 MỞ ĐẦU Sự cần thiết đề tài Thông thường, công nghiệp hóa đại hóa giai đoạn phải trải qua để đưa quốc gia phát triển trở thành quốc gia phát triển Nước ta trình công nghiệp hóa đại hóa, dự kiến đến năm 2020 trở thành nước công nghiệp Trong giai đoạn công nghiệp hóa, đại hóa đòi hỏi phải xây dựng công trình công nghiệp, công trình giao thông công trình hạ tầng kỹ thuật khác, có nhà máy công nghệ cao, nhà máy hóa chất, tổ hợp lọc dầu, nhà máy luyện cán thép, nhà máy điện, nhà máy xi măng v.v Trong nhà máy nhiệt điện, xi măng, luyện thép… thường có ống khói cao, ống khói có chức trao đổi nhiệt thoát khí thải lọc môi trường Tại nhà máy nhiệt điện công suất lớn như: nhiệt điện Phả Lại, Uông Bí, Vĩnh Tân ống khói cao từ 100 - 200 m, làm kết cấu thép hay bê tông cốt thép (BTCT) Trong loại ống khói ống khói BTCT có tổng trọng lượng lớn so với ống khói thép Vì vậy, móng ống khói BTCT thường lớn, móng nông móng cọc tùy theo điều kiện địa chất khu vực xây dựng, cọc không bị nhổ hay ứng suất âm (kéo) đất đáy móng nông tác dụng tải trọng gió Ngoài ra, ống khói BTCT có độ cứng tính ổn định tốt so với ống khói thép kết cấu dễ bị ổn khí động tác dụng tải trọng gió; Với điều kiện kỹ thuật tay nghề công nhân nước ta công nghệ thi công ống khói BTCT ván khuôn trượt thường dễ dàng việc chế tạo lắp đặt ống khói thép Việc bảo trì chống ăn mòn ống khói BTCT đỡ tốn so với ống khói thép Mặc dù vậy, ống khói BTCT cao từ 100 m trở lên xem kết cấu nhạy cảm với tải trọng gió Do vậy, số nước Trung Quốc, Mỹ có tiêu chuẩn riêng thiết kế ống khói đặc biệt ống khói cao Tuy nhiên, Việt Nam chưa có tiêu chuẩn chuyên dùng cho việc thiết kế ống khói BTCT Việc tính toán thiết kế theo TCVN 2737:1995 [1] TCVN 5574:2012 tiêu chuẩn liên quan khác Ngoài ra, xác định tải trọng gió lên kết cấu dạng ống khói vấn đề phức tạp không mặt khí động, áp lực gió hút, đẩy, gió ngang hướng gió, hệ số Reynold đặc trưng động lực học khác Do đó, phương pháp quy trình tính toán ống khói chịu tải trọng gió quan trọng kỹ sư nhà nghiên cứu Vì vậy, việc nghiên cứu tính toán tải trọng gió tác dụng lên ống khói BTCT Việt Nam theo tiêu chuẩn TCVN 2737 : 1995 “Tải trọng tác động – tiêu chuẩn thiết kế”, tiêu chuẩn Trung Quốc GB 50051 – 2013 “Quy phạm thiết kế ống khói” [9] tiêu chuẩn Mỹ ACI 307 – 08 “Các yêu cầu ống khói bê tông cốt thép diễn giải, thích” [5], so sánh kết tính toán theo tiêu chuẩn cần thiết có giá trị thực tiễn thiết kế xây dựng ống khói nước ta Mục đích nội dung nghiên cứu Các mục đích nội dung nghiên cứu đề tài sau: - Nghiên cứu tính toán tải trọng gió tác dụng lên ống khói BTCT theo tiêu chuẩn TCVN 2737 : 1995; - Nghiên cứu tính toán tải trọng gió tác dụng lên ống khói BTCT theo tiêu chuẩn GB 50051 – 2013; - Nghiên cứu tính toán tải trọng gió tác dụng lên ống khói BTCT theo tiêu chuẩn ACI 307 – 08; - So sánh tải trọng gió tác dụng lên ống khói BTCT xây dựng Việt Nam theo tiêu chuẩn (bao gồm tải trọng hệ tải trọng); - Có kết luận kiến nghị việc tính toán tải trọng gió tác dụng lên ống khói BTCT Việt Nam Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Tải trọng gió tác dụng lên ống khói BTCT xây dựng Việt Nam, ứng xử ống khói chịu tải trọng - Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu tải trọng gió tác dụng lên ống khói BTCT, khả ổn định khí động (mất ổn định khí động kích động xoáy) ống khói theo phương vuông góc với luồng gió Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu sở lý thuyết phương pháp tính toán tải trọng gió tác dụng lên ống khói bê tông cốt thép xây dựng Việt Nam theo tiêu chuẩn TCVN 2737 : 1995, GB 50051 – 2013, ACI 307 – 08 - Sử dụng mô hình phần tử hữu hạn để tính toán tải trọng gió lên ông khói theo tiêu chuẩn nói Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Lập quy trình tính toán ống khói BTCT chịu tải trọng gió theo tiêu chuẩn TCVN 2737 : 1995, GB 50051 – 2013, ACI 307 –08 so sánh kết tính toán theo tiêu chuẩn công trình thật xây dựng Việt Nam Đề tài có ý nghĩa khoa học tính toán ống khói đặc biệt ống khói cao chịu tải trọng gió phức tạp ổn định khí động vấn đề kỹ sư, vấn đề tính toán gió dọc ngang hướng gió ổn định khí động ống khói đề cập, phân tích so sánh luận văn Ngoài ra, kết đạt đề tài giúp đỡ công tác thiết kế, thẩm tra thiết kế đảm bảo an toàn cho ống khói cao dự án công nghiệp nước ta cho dù thiết kế theo tiêu chuẩn Việt Nam hay nước Đề tài kiến nghị cần thực thêm nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm tải trọng gió tác dụng lên ống khói cao Việt Nam để việc tính toán thiết kế kết cấu an toàn tin cậy THÔNG BÁO Để xem phần văn tài liệu này, vui lòng liên hệ với Trung Tâm Thông tin Thư viện – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội Email: digilib.hau@gmail.com TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN 107 KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ A Kết luận Việc tính toán tải trọng gió tác dụng lên ống khói theo tiêu chuẩn TCVN 2737 : 1995, GB 50051 – 2012 ACI 307 – 08 với vận tốc gió sở khác nhau, hệ số Struhal hệ số Reynolds tiêu chuẩn khác (hệ số Reynolds tính theo TCVN 2737 : 1995 bé gần 10 lần tính theo GB 50051 – 2013) Hiện tại, hệ thống tiêu chuẩn Việt Nam chưa có tiêu chuẩn hướng dẫn riêng tính toán thiết kế ống khói Nên, việc tính toán thiết kế ống khói Việt Nam thường dựa tiêu chuẩn nước Khi tính toán tải trọng gió tác dụng lên ống khói BTCT Nhà máy Nhiệt điện Duyên Hải theo tiêu chuẩn: TCVN 2737 : 1995, GB 50051 – 2012 ACI 307 – 08 tính toán theo tiêu chuẩn ACI 307 – 08 cho kết lớn nhất, cụ thể sau: a) Đối với tổ hợp giá trị tải trọng tính toán gió dọc ngang hướng gió tỉ số lực cắt đáy, mô men đáy thể đây: VTQ/VVN = 0,98 VMỹ/VVN = 1,87; MTQ/MVN = 1,1 MMỹ/MVN = 2,63 đó: V lực cắt đáy; M mô men đáy;VN tính theo tiêu chuẩn TCVN 2737 : 1995; TQ tính toán theo GB 50051 – 2013; Mỹ tính toán theo ACI 307 – 08 b) Đối với tải trọng tính toán gió dọc hướng gió tỉ số lực cắt đáy, mô men đáy thể đây: VdọcTQ/VdọcVN = 0,88 VdọcMỹ/VdọcVN = 1,74; MdọcTQ/MdọcVN = 0,92 MdọcMỹ/MdọcVN = 1,94 đó: V lực cắt đáy; M mô men đáy; “dọcVN” tính gió dọc hướng gió theo tiêu chuẩn TCVN 2737 : 1995; “dọcTQ” tính gió dọc hướng gió theo GB 50051 – 2013; “dọcMỹ” tính gió dọc hướng gió theo ACI 307 – 08 108 c) Đối với tải trọng tính toán gió ngang hướng gió tỉ số lực cắt đáy, mô men đáy thể đây: VngangTQ/VngangVN = 5,58 VngangMỹ/VngangVN = 15,75; MngangTQ/MngangVN = 5,69 MngangMỹ/MngangVN = 21,95 đó: V lực cắt đáy; M mô men đáy; “ngangVN” tính gió ngang hướng gió theo tiêu chuẩn TCVN 2737 : 1995; “ngangTQ” tính gió ngang hướng gió theo GB 50051 – 2013; “ngangMỹ” tính gió ngang hướng gió theo ACI 307 – 08 (Các kết so sánh lấy từ chương luận văn) B Kiến nghị Cần biên soạn tiêu chuẩn thiết kế ống khói Việt Nam với việc xem xét lại công thức tính tải trọng ngang tác dụng lên ống khói theo TCXD 229 : 1999 đặc biệt ống khói cao, có tham khảo tiêu chuẩn Mỹ tiêu chuẩn Trung Quốc Cần có thêm nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm (nghiên cứu thực nghiệm hầm gió) tải trọng gió lên công trình ống khói cao (gió dọc, gió ngang tượng ổn định khí động) Thông qua nghiên cứu bổ sung, kiểm nghiệm kết tính toán tải trọng gió tác dụng lên ống khói theo điều kiện Việt Nam Các nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm bổ sung nhằm đảm cho việc tính toán thiết kế kết cấu an toàn tin cậy TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Bộ Xây dựng (1995), TCVN 2737: 1995 – Tải trọng tác động Tiêu chuẩn thiết kế [2] Bộ Xây dựng (1999), TCXD 229: 1999 – Chỉ dẫn tính toán thành phần động tải trọng gió theo TCVN 2737 : 1995 [3] Nguyễn Võ Thông (2000), Nghiên cứu điều kiên ổn định khí động công trình cao tác động tải trọng gió, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng [4] Vũ Thành Trung (2013), Đánh giá Profile vận tốc gió theo tiêu chuẩn số nước, tạp chí KHCN Xây dựng số 2/2013 Tiếng Anh [5] American Concrete Institute (November 2008), ACI 307 – 08, Code Requirements for reinforced concrete chimneys and commentary [6] American Society of Civil Engineers (2006), ASCE – 05, Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures [7] K R C Reddy, O R Jaiswal, P N Godbole (October 2011), Wind and Earthquake Analysis of Tall RC chimneys, International Journal of Earth Sciences and Engineering [8] Nationnal Standard of The People’s Republic of China (March 2002), GB 50009 – 2001, Load Code for The Design of Building Structures [9] National Standard of The People’s Republic of China (May 1, 2003), GB 50051 – 2002, Code for Design of Chimneys [10] National Standard of The People’s Republic of China (2013), GB 50051 – 2013, Code for Design of Chimneys [11] Project Duyen Hai thermal power plant project (2013), Calculation sheets for outer shell of stack and steel flatform ... lên ống khói BTCT theo tiêu chuẩn GB 50051 – 2013; - Nghiên cứu tính toán tải trọng gió tác dụng lên ống khói BTCT theo tiêu chuẩn ACI 307 – 08; - So sánh tải trọng gió tác dụng lên ống khói. .. KHÓA: 2013- 2015 SO SÁNH TẢI TRỌNG GIÓ TÁC DỤNG LÊN ỐNG KHÓI BÊ TÔNG CỐT THÉP THEO CÁC TIÊU CHUẨN TCVN 2737: 1995, GB 50051 -2013 VÀ ACI 307- 08 Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng. .. đáy tải trọng gió tác dụng lên ống khói BTCT theo ACI 307 – 08 So sánh giá trị tổ hợp tải trọng gió dọc ngang hướng gió tác dụng lên ống khói BTCT theo tiêu chuẩn với chu kỳ lặp 50 năm So sánh