4 min read

Một số lưu ý khi tính toán tải trọng Gió theo TCVN 2737-2023 cho công trình Nhà Ở

Updated: Nov 17, 2023

Tiêu chuẩn TCVN 2737-2023 được ban hành và có hiệu lực vào ngày 19/06/2023.

Tiêu chuẩn này công thức tính tải trọng gió lấy theo tiêu chuẩn Mỹ ASCE 7-16, có khác biệt là áp lực gió phân bố theo độ cao được tính toán thông qua hệ số k(ze) thì không tính phân bố tuyến tính theo chiều cao như tiêu chuẩn Mỹ mà phân bố theo tỉ lệ tương quan giữa H/B được tham khảo theo EN 1991-1-4 và SP 20.13330.2016.

Công thức tính tải trọng gió theo mục 10.2.2:

Lưu ý số 1: Áp lực gió tiêu chuẩn

Tải trọng gió tiêu chuẩn lấy với chu kì lặp 10 năm, tiêu chuẩn cũ TCVN 2737-1995 lấy với chu kì lặp 20 năm. Điều này dẫn đến khi kiểm tra chuyển vị ngang do gió đối với công trình thép sẽ dễ đạt hơn so với tiêu chuẩn cũ. Phần này thì tiêu chuẩn VN tham khảo tương tự tiêu chuẩn cũ của Mỹ ASCE 7-05

Hệ số giảm áp lực gió 3s chu kì 10 năm sang 20 năm là 0.852.

Lưu ý số 2: bản đồ phân vùng áp lực gió

Áp lực gió tính theo TCVN 2737-2023 giảm chỉ còn 5 vùng cơ bản, bỏ qua các vùng ảnh hưởng bão ít như I-A, II-A và III-A .

Lưu ý số 3: thay đổi áp lực gió theo chiều cao, hệ số K(ze)

Hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao và địa hình k(ze) không còn phân bố quyến tính theo chiều cao Z của từng tầng như tiêu chuẩn cũ TCVN 2737-1995. Thay vào đó Ze sẽ lấy phụ thuộc vào H/B.

Công thức tính hệ số k(ze) của tiêu chuẩn TCVN 2737-2023lấy theo tiêu chuẩn Mỹ ASCE 7-16.

Công thức tính hệ số k(ze) lấy theo tiêu chuẩn Mỹ ASCE 7-16 mục 26.10/ trang 268.

Lưu ý số 4: hệ số khí động C

Hệ số khí động c tác dụng vào tường theo tiêu chuẩn cũ thông thường lấy 0.8 cho gió hút và 0.6 cho gió đẩy. Nay tiêu chuẩn mới TCVN 2737-2023 lấy phụ thuộc vào tỉ lệ H/D tra bảng phụ lục F4.

Gió đẩy lấy từ (0.7 → 0.8), gió hút (-0.3 → -0.7).

Hệ số khí động C tra theo phụ lục F, được được tham khảo theo EN 1991-1-4 và SP 20.13330.2016 nên có một số chỗ bị nhầm lẫn hoặc thiếu, kĩ sư cần đối chiếu với bản gốc.

Ví dụ trong tiêu chuẩn EN 1991-1-4 ghi chú trong trường hợp h/d >5 thì kể đến độ mảnh của công trình và sử dụng phụ lục F16 để tính hệ số khí động C. Tiêu chuẩn TCVN 2737-2023 thiếu ghi chú này gây nhầm lẫn và khó tiếp cận tiêu chuẩn mới.

Lưu ý số 5: hệ số Gust Gf (hệ số hiệu ứng giật)

Tiêu chuẩn cũ TCVN 2737-1995 thì nhà có H<40m thì chỉ cần tính thành phần gió tĩnh, còn nhà trên 40m thì mới tính thành phần động. Tiêu chuẩn mới TCVN 2737-2023 quan niệm kể đến thành phần động ngay cả nhà thấp tầng. Thành phần động và tĩnh gộp chung thông qua hệ số Gust (Gf).

Công thức tính hệ số hiệu ứng giật Gf lấy theo ASCE 7-16

Lưu ý số 6: hệ số tầm quan trọng Gama(n)

Hệ số tầm quan trong tiêu chuẩn TCVN 2737-2023 lấy tương tự tiêu chuẩn Mỹ ASCE 7-16, cách phân cấp hậu quả công trình thì theo EN1990, cách sử dụng hệ số tầm quan trọng thì theo Nga (nhân cả cho tổ hợp cơ bản, kể cả tải trọng tĩnh tải và hoạt tải). Theo tiêu chuẩn Mỹ ASCE 7-16 thì hệ số áp dụng chỉ cho tải trọng gió quy đổi từ áp lực gió chu kì lặp 700 năm sang chu kì lặp khác nhau.

Lưu ý số 7: hệ số tin cậy của tải trọng gió

Hệ số tin cậy của tải trọng gió theo tiêu chuẩn cũ TCVN 2737-1995 khi tính TTGH I là 1.2 với công trình tuổi thọ 50 năm, 1.37 cho công trình tuổi thọ 100 năm. Ở đây kĩ sư đã hiểu nhầm gắn tuổi thọ công trình với chu kì lặp của gió là như nhau.

Nay theo TCVN 2737-2023 thì hệ số 2.1 là quy đổi áp lực gió từ chu kì lặp 10 năm sang 430 năm.

Lưu ý số 8: điều kiện áp dụng tính tải trọng gió trong TCVN 2737-2023

Áp dụng cho nhà ở H<200m

Công trình có trục trung tâm thẳng với độ mảnh l=h/d <10 (nhà ở)

Hình dạng cơ bản ở phụ lục F (hình dạng khác tham khảo tiêu chuẩn khác hoặc thí nghiệm hầm gió)

Dao động mất ổn định khí động dạng uốn, xoắn vặn, uốn xoắn sử dụng tài liệu khác.

Lưu ý số 9: Công thức xác định hệ số cản chính diện C phụ lục F16

Trong trường hợp h/d >5 thì kể đến ảnh hưởng độ mảnh của công trình và lúc này sử dụng phụ lục F16 để tính hệ số khí động C. Việc xác định hệ số khí động C theo công thức F.6 rất phức tạp vì phải xác định giá trị theo biểu đồ F.22 và F.27. Anh chị có thể sử dụng công thức dưới để dễ dàng lập bảng tính.

Lưu ý số 10: Gió nhập vào đâu? Tâm cứng hay tâm hình học hay tâm khối lượng?

Theo TCVN 2737-2023 thì gió có 2 cách nhập:

Cách 1: nhập vào bề mặt đón gió (cách này chính xác nhất, thường dùng thiết kế nhà xưởng)

Cách 2: quy về lực tập trung tác dụng lên tâm cứng của sàn (dùng nhà cao tầng), lưu ý phải kể đến momen xoắn do tâm bề mặt đón gió lệch với tâm cứng. Momen xoắn bằng lực gió nhân độ lệch tâm.

Lưu ý: trường hợp tâm cứng trùng tâm của áp lực gió (Tâm của áp lực gió quy về lực tập trung lên sàn có thể không trùng tâm hình học của sàn) thì cũng nên kể độ lệch tâm ngẫu nhiên do sai khác giữa mô hình và công trình thực, thường lấy tối thiểu e=0.05L

Cách tính momen xoắn thì tiêu chuẩn TCVN 2737-2023 không nêu rõ. Có thể tham khảo tiêu chuẩn Canada, Mỹ và Châu Âu như hình dưới. Với e là độ lệch tâm, P là lực gió tập trung.

Lưu ý: Hình bên dưới chỉ mang tính minh họa.