Nguyên lí làm việc cột trụ dây co và áp dụng trong tính toán thiết kế, phân tích độ ổn định công trình cột lắp máy gió

Trong nghiên cứu này, sau khi phân tích nguyên lí làm việc làm việc của cột trụ có dây

co khi chịu tác động của tải trọng gió và khi không chịu tác động của tải trọng gió, tác giả thực hiện

áp dụng tính toán thiết kế và phân tích độ ổn định của công trình cột lắp máy gió, có các kích thước

và thông số của các công trình điển hình hiện nay. Từ đó có các đánh giá về những lựa chọn trong

thiết kế trước đó và đưa ra những đề xuất mới hợp lí hơn, tiết kiệm hơn cho các công trình cột lắp

máy gió đảm bảo được độ ổn định, độ bền cũng như đáp ứng đầy đủ những yêu cầu để có được một

bộ số liệu chính xác, tin cậy về gió.

pdf 9 trang kimcuc 5180
Bạn đang xem tài liệu "Nguyên lí làm việc cột trụ dây co và áp dụng trong tính toán thiết kế, phân tích độ ổn định công trình cột lắp máy gió", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Nguyên lí làm việc cột trụ dây co và áp dụng trong tính toán thiết kế, phân tích độ ổn định công trình cột lắp máy gió

Nguyên lí làm việc cột trụ dây co và áp dụng trong tính toán thiết kế, phân tích độ ổn định công trình cột lắp máy gió
53TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂNSố tháng 02 - 2018
BÀI BÁO KHOA HỌC
Ban Biên tập nhận bài: 20/12/2017 Ngày phản biện xong: 15/01/2018 Ngày đăng bài: 25/02/2018
NGUYÊN LÍ LÀM VIỆC CỘT TRỤ DÂY CO VÀ 
ÁP DỤNG TRONG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ, PHÂN TÍCH
ĐỘ ỔN ĐỊNH CÔNG TRÌNH CỘT LẮP MÁY GIÓ 
Nguyễn Việt Hùng1, Dương Quốc Hùng2
1. Mở đầu
Công trình cột gió được xây dựng và lắp đặt
hiện nay ở các trạm khí tượng trên toàn quốc có
2 dạng: (1) hình trụ tròn làm bằng một ống thép
có đế lắp trên nền móng bê tông và có hệ thống
cáp néo giúp cột đứng thẳng và chắc chắn, trên
đỉnh cột là máy đo gió và kim thu sét, (2) hình
trụ tam giác làm bằng các ống kẽm không gỉ lắp
trên trụ móng bê tông và có hệ thống cáp néo,
loại cột tam giác này ngoài lắp mắt gió còn có
thể lắp các thiết bị quan trắc khác như thùng đo
mưa tự động, nhiệt ẩm tự động, pin mặt trời, và
các thiết bị quan trắc môi trường khác, hiện nay
trên toàn mạng lưới loại cột tam giác là phổ biến
nhất, ngoài ra còn một số công trình tháp đo gió
dạng cột trụ hình vuông bằng thép chữ V từ thời
Pháp, hoặc dạng trụ cột như hệ thống cột gió của
CAE trong dự án ODA Ý, là kiểu dạng cột rất
chắc chắn có cấu tạo bằng ống kẽm lớn, cột
được thiết kế có thể hạ gập xuống chỉ với một
người rất thuận tiện cho công các lau chùi, bảo
dưỡng thiết bị đặc biệt là lau chùi hệ thống pin
mặt trời.
Cột gió (ngoài cột dạng trụ của CAE) hiện
nay hoàn toàn được gia công chế tạo trong nước,
bởi kết cấu cơ khí và vật liệu đơn giản, cột được
lắp theo tiêu chuẩn của WMO với độ cao từ 10
đến 12 m tùy điều kiện khu vực, công trình cột
gió được lắp đặt hầu hết trong vườn khí tượng
trên nền móng bê tông chắc chắn, hệ thống cáp
néo và mố néo được bố trí cân đối, giúp cho cột
vững chắc và thẳng, các thiết bị lắp trên cột gió
đều được ghá trên các cánh tay đòn cân đối. Cột
gió luôn được cán bộ quan trắc viên tại trạm duy
tu bảo dưỡng thường xuyên như : sơn cột gió
định kỳ, tra dầu mỡ lên hệ thống cáp néo chống
ăn mòn định kỳ, kiểm tra các bulong đai ốc
thường xuyên, kiểm tra hệ thống tiếp đất, đo
điện trở đất định kỳ, vì vậy công trình cột đo
gió được xem là công trình bền vững và có độ
ổn định tốt, tuy nhiên do không có những tính
toán chi tiết, lường trước những kịch bản tác
động như tải trọng gió, động đất nên kích thước
các công trình cột lắp máy gió hiện nay, một số
thì quá to, thừa dẫn đến lãng phí, nhiều trường
hợp cột gió ở những khu vực chịu tải trọng gió
lớn như ở biển lại bị đổ do bão như trạm Khí
tượng hải văn Bạch Long Vỹ (năm 2015), trạm
Côn Đảo (2008).
2. Nguyên lí làm việc, tính toán cột trụ
dây co
2.1. Khi chưa có tải trọng gió tác dụng lên
cột
1 Ban Quản lý Dự án đầu tư xây dựng Bộ Tài
nguyên và Môi trường
2Ban Quản lý các dự án khí tượng thủy văn
Email: hungtaulc@gmail.com 
Tóm tắt: Trong nghiên cứu này, sau khi phân tích nguyên lí làm việc làm việc của cột trụ có dây
co khi chịu tác động của tải trọng gió và khi không chịu tác động của tải trọng gió, tác giả thực hiện
áp dụng tính toán thiết kế và phân tích độ ổn định của công trình cột lắp máy gió, có các kích thước
và thông số của các công trình điển hình hiện nay. Từ đó có các đánh giá về những lựa chọn trong
thiết kế trước đó và đưa ra những đề xuất mới hợp lí hơn, tiết kiệm hơn cho các công trình cột lắp
máy gió đảm bảo được độ ổn định, độ bền cũng như đáp ứng đầy đủ những yêu cầu để có được một
bộ số liệu chính xác, tin cậy về gió.
Từ khóa: Cột lắp máy gió, cột trụ dây co, tải trọng gió.
54 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂNSố tháng 02 - 2018
BÀI BÁO KHOA HỌC




Hình 1. Sơ đồ làm việc của cột trụ dây co khi chưa có tải trọng gió tác dụng
Tải trọng chính gây nguy hiểm cho cột là tải
trọng gây ra bởi gió bão, khi chưa có gió bão thì
các cấu kiện làm việc được thể hiện như trên
hình 1.
- Dây co: Chịu lực căng trước P;
- Cột thép: Lực căng P từ dây co tác dụng
lên cột theo 2 xu hướng (lực P được phân thành
2 thành phần P1 và P2); Xu hướng P1 kéo đổ
cột; Xu hướng P2 nén cột.
- Móng M0: Chịu lực nén do các tải trọng
sau: Trọng lượng bản thân cột và trọng lượng
anten treo lên cột; Tải trọng nén do thành phần
P2 của lực căng trước dây co.
- Móc neo: Làm nhiệm vụ liên kết và truyền
lực giữa dây co với móng co nên móc neo luôn
luôn chịu kéo.
- Móng co: Chịu lực căng trước của dây co P
hướng lên trên thông qua móc neo nên móng co
có 3 xu hướng mất ổn định (P được phân thành
2 thành phần P1, P2); Xu hướng P1 kéo trượt
móng co về phía chân cột.
2.2. Sơ đồ khi có gió bão
Gió tác dụng lên toàn bộ thân cột và thiết bị
đo gió được thổi theo nhiều chiều khác nhau,
gió thổi trên cùng một phương theo chiều thuận
hoặc theo chiều nghịch (gió thuận, gió ngược)
Gió thổi trên cột angten được quy thành các
lực tập trung tác dụng ở các đốt cột và các vị trí
treo thiết bị đo gió và tính gió thổi theo hai
phương chính (phương X và phương Y) như
hình vẽ 2.




Hình 2. Sơ đồ làm việc của cột trụ dây co khi có tải trọng gió tác dụng
55TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂNSố tháng 02 - 2018
BÀI BÁO KHOA HỌC
Để đảm bảo cột angten không bị đổ gãy thì
cột anten, dây co, bu lông, móc neo, móng, đất
nền phải chịu được lực lớn nhất gây ra do gió
bão.
Xét trường hợp gió thổi theo hướng 4 (Hướng
gió thổi trùng với một mặt phẳng chứa dây co).
Khi gió thổi theo hướng gió 4 thì các lực
trong các cấu kiện cột anten thay đổi như sau:
Dây co: Trường hợp gió thổi theo hướng 4 sẽ
làm cho dây co 1 có xu hướng căng thêm (P’= P
+ a) và dây co 2, 3 có xu hướng trùng xuống (P’’
= P - b), lực căng P’ > P và P” < P do đó để đảm
bảo dây co không đứt thì ta phải chọn dây co có
lực kéo đứt (Fc) phải lớn hơn lực căng lớn nhất
trong dây co do gió gây ra tức là Fc > 1.2P’ (1.2
là hệ số an toàn).
Cột thép: Cột chịu lực nén P2’, P2” Chịu lực
kéo ngang không đều P1’ và P1”.
Do đó khi tính toán phải đảm bảo thân cột
phải chịu được các lực nén và các bulong nối
giữa các đốt cột phải chịu được các lực kéo
ngang không đều.


          
        
     


           
   
      
     
  


    
  
 
  
 
 
 

 
     

Hình 3. Phản lực gối của các phần tử và các liên kết của cột trụ dây co
Móng M0:
- Móng M0 giữ cho cột thẳng đứng nên móng
M0 chịu các thành phần lực truyền xuống từ cột.
- Lực nén (N) là tổng hợp của các lực P2’ và
P2” rồi truyền xuống nền đất dưới đáy móng.
- Lực cắt chân cột (Q) do lực kéo ngang
không đều giữa P1’ và P1” truyền xuống có xu
hướng gây trượt, lật cho móng M0.
- Mô men uốn (M) tại chân cột gây ra do lực
kéo ngang không đều P1’ và P1” có xu hướng
gây lật móng M0.
- Do đó móng M0 phải thiết kế để đảm bảo đủ
cường độ để chịu được lực nén N, Cường độ của
đất nền phải chịu được lực nén do móng truyền
xuống, không bị lật do tác dụng của mômen M
và Q, không bị trượt do tác dụng của lực Q.
Móng co:
- Móc neo: Chịu một lực căng lớn nhất là T
do đó khi tính toán yêu cầu cường độ kéo đứt
cho phép của móc neo (R) phải lớn hơn (1,2-
1,5)T.
- Để móng không chịu nhổ và lật bởi lực T3,
T4 thì trọng lượng móng và đất trên hố móng
phải lớn hơn lực nhổ T3 và lực gây lật T4, để
móng co không bị trượt bởi lực T4 thì lực ma sát
dưới đáy móng và áp lực đất phía cánh móng
phải lớn hơn lực kéo trượt T4.
3. Áp dụng tính toán, phân tích cột lắp máy
đo gió dạng giàn tam giác
3.1. Thông số cột lắp máy đo gió
56 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂNSố tháng 02 - 2018
BÀI BÁO KHOA HỌC 

/RҥLFҩXWU~FFӝWOҳSPi\ÿRJLy 7DPJLiF 
&KLӅXFDRFӝWOҳSPi\ÿRJLy  P
&DRÿӝWӵQKLrQ  P


           
   
      
     
  


    
  
 
  
 
 
 

 
     

Bảng 1. Thông số các cấu kiện của cột lắp máy đo gió


          
        
     


&ҩXNLӋQ .tFKWKѭӟF 9ұWOLӋX 6ӭFNKiQJFKҧ\ 6ӭFNKiQJNpR
)\0SD )X0SD
&ҩXNLӋQFKtQK 3[ 7KpS  
7KDQKJLҵQJ ' 7KpS  
&iS ' 7KpS


    
  
 
  
 
 
 

 
     

Bảng 2. Thông số cáp neo


          
        
     


           
   
      
     
  


6ӕ /ӟSFiS ĈѭӡQJNtQKPP
&DRÿӝWҥL
QHRP
&DRÿӝWҥL
QHRP
/ӵFEDQ
ÿҫXN1
.KXQJ
FKӕQJ[RD\
 /    

3.2. Tiêu chuẩn
Tiêu chuẩn thiết kế: (1) ANSI/TIA/EIA-222-
G2-2008: Tiêu chuẩn Kết cấu ăng ten tháp và
Cấu trúc hỗ trợ ăng ten; (2) AISC-LRFD-99:
Đặc điểm kỹ thuật cho xây dựng kết cấu thép -
Thiết kế ứng suất cho phép.
Tiêu chuẩn tham khảo: (1) QCVN 02-
2009/BXD: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia - điều
kiện số liệu quốc gia về xây dựng; (2) TCVN
2737 - 1995: Tải trọng và hiệu ứng - Tiêu chuẩn
thiết kế; (3) TCVN 5575-2012: Kết cấu thép -
Tiêu chuẩn Thiết kế; (4) TCVN 1651 -1- 2008:
Thép dùng cho gia cố bê tông.
3.3. Các trường hợp tải trọng
Tải trọng: Có 3 tải trọng: Tĩnh tải, Lực gió và
lực căng cáp như bảng 3.
Bảng 3. Tĩnh tải, lực gió và lực căng cáp
7ҧLWUӑQJ 0{Wҧ
Tƭnh t̫i 
'($'7
7UӑQJOѭӧQJFӫDFҩXWU~F7KiSEDRJӗPGk\FiSYjNKӕLOѭӧQJNKXQJ
NKXQJOҳSDQWHQ
7UӑQJOѭӧQJSKөNLӋQWҩPQӕLEXO{QJVӁÿѭӧFFRLOj'($'7
'($'$ 7UӑQJOѭӧQJWKLӃWEӏÿRJLy
&$%7(1 /ӵFFăQJFiSEDQÿҫX
L͹c gió 
:7B'L /ӵFJLyOrQWUөWKiSYӟL+ѭӟQJL
:)B'L /ӵFJLyOrQFiFSKөNLӋQYӟL+ѭӟQJL
:$B'L /ӵFJLyOrQWKLӃWEӏÿRJLyYӟL+ѭӟQJL
:*B'L /ӵFJLyOrQFiSYӟL+ѭӟQJL




               
           
    
    



               
           
    
    


            
 (kN/m2
         

a. Lực gió tác dụng lên khung giàn cột lắp
máy đo gió
WT_Di là lực gió theo phương ngang (F) tác
dụng lên từng mặt cắt cấu trúc (i là số liệu 1, 2,
57TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂNSố tháng 02 - 2018
BÀI BÁO KHOA HỌC
3 tương đương hướng 1, 2, 3).
FST=qz.GH.(EAP)S+qz.GH.(EAP)A (1)
Trong đó: qZ là áp suất vận tốc (TIA-222-G)
qZ = 0.613 kZ kZt kd V2 (N/m2) với V tính bằng
m/s (2)
Trong đó: kZ là hệ số áp suất gió; kzt là hệ số
địa hình.
kZ = 2.01[z/274]2/9.5 với z tính bằng m, 0.85=
kmin= ≤ kz ≤ 2.01 (3)
GH là hệ số đáp ứng gió (cột có mái che);
(EAP)S là diện tích hữu hiệu của công trình.
(EAP)S=Cf(Df.ƩAf+Dr(Ar.Rr)) (4)
Hệ số lực cấu trúc được tính theo công thức
sau:
Cf = 4.0e2 - 5.9e +4 với e = (AF + AR)/AG (5)
Trong đó: AF là diện tích dự kiến (m2) của các
thành phần kết cấu phẳng ở một mặt của mặt cắt;
AR là diện tích dự kiến (m2) của các bộ phận cấu
trúc tròn ở một mặt của mặt cắt; AG là tổng diện
tích của một mặt tháp nếu bề mặt là rắn; Df là hệ
số hướng gió cho các thành phần kết cấu phẳng
từ Bảng 2-6 trong TIA-222-G; Dr là hệ số hướng
gió đối với các cấu trúc tròn trong TIA-222-G; Rr
là hệ số giảm đối với các cấu kiện kết cấu tròn.
RR = 0.57-0,14e+0,86e2-0,24e3 ≤ 1.0 khi
C<4.4 (6)
RR = 0.36+0.26e+0.97e2-0.63e3 khi C>8.7 (7)
khi 4.4<C<8,7 nội suy tuyến tính
C=(I.kzkzt)^1/2*D*V (8)
Trong đó: D là đường kính ngoài của bộ phận
trong cấu trúc; (EAP)A Diện tích dự kiến hữu
hiệu.
(EPA)A=Ka{(EPA)Ncos2(ϴ)+(EPA)Tsin2(ϴ}
(9)
Trong đó: Ka = 1, có thể sử dụng cho các cấu
kiện phụ và giá trị của ka là không đổi đối với
mọi hướng gió; ϴ là góc tương đối giữa góc
phương vị liên quan đến mặt bình thường của
thiết bị phụ và hướng gió; (EPA)N là diện tích dự
kiến hữu hiệu liên quan đến mặt gió đối mặt bình
thường với góc phương vị của cấu kiện phụ;
(EPA)T là diện tích dự kiến hữu hiệu liên quan
đến mặt bên gió đối mặt với góc phương vị của
cấu kiện phụ.
Bảng 4. Tổng lực gió tác dụng lên cột trụ 

   

             
  
              
      
     
        
         
          
       


7Uө
WKiS
+ѭӟQJJLy ÿӝ +ѭӟQJJLy ÿӝ +ѭӟQJJLy ÿӝ +ѭӟQJJLy ÿӝ
)6 )$ ) )6 )$ ) )6 )$ ) )6 )$ )
(kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) 
6            
6            

7Uө
WKiS
+ѭӟQJJLy ÿӝ +ѭӟQJJLy ÿӝ +ѭӟQJJLy ÿӝ +ѭӟQJJLy ÿӝ
)6 )$ ) )6 )$ ) )6 )$ ) )6 )$ )
(kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) 
6            
6            


            
 (kN/m2
         

b. Lực gió tác dụng lên dây cáp
Lực gió thiết kế trên dây cáp FG được xác
định theo phương trình sau:
FG = Cd d LG GH qz sin2 ϴg (10)
Trong đó: Cd là hệ số kéo cho dây, Cd = 1.2;
D là đường kính dây; LG là chiều dài dây; GH là
hệ số đáp ứng gió, GH = 0.85; qz là áp suất vận
tốc tại giữa dây; ϴg là góc thật của tỷ lệ gió tới
dây neo.
58 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂNSố tháng 02 - 2018
BÀI BÁO KHOA HỌC
Bảng 5. Các thông số tính toán lực gió tác dụng lên dây cáp

   

             
  
              
      
     
        
         
          
       




               
           
    
    



               
           
    
    


/ӟS 1HR (/9% (/97 %% /* G *+ &G .= .G .W T=
(m) (m) (m) (m) (m) (kN/m2)
'k\            

Trong đó: ELVB. là mức dưới cùng của phân
đoạn; ELVT. là mức trên cùng của phân đoạn; BB
là chiều dài ngang dây; Lg là chiều dài dây; d là
đường kính dây; H là chiều cao đoạn đang xét;
KZ là hệ số phơi; qZ là áp suất gió; GH là hệ số
đáp ứng gió.
Lực gió tác dụng lên các dây cáp là như nhau.
Kết quả tính toán tám loại hướng gió được thể
hiện trong bảng 6.
Bảng 6. Lực gió tác dụng lên dây cáp

+ѭӟQJJL
ĈRҥQ QH
 V
'k\ 

 
 

 





y +ѭӟQJ
R ࣄJ V
ӕ (ÿ͡) 
 
 


 
JLy) ÿӝ
LQࣄJ )*
 (kN)
 
  
 

 +ѭӟQJJ
 ࣄJ VL
 
  


 
Ly) ÿӝ
QࣄJ )*
 (kN)
 
 

 +ѭӟQJJ
 ࣄJ VLQ
 
   



Ly) ÿӝ
ࣄJ )*
 (kN) 
 
 


+ѭӟQJJL
ࣄJ VLQ
  
  

 
y) ÿӝ
ࣄJ )*
 (kN)
 
  



+ѭ
ĈR

'k





ӟQJJLy
ҥQ QHR
Vӕ (
\  





 
 
 
 
+ѭӟQJJLy)
ÿӝ
ࣄJ VLQࣄJ
ÿ͡) 
 
   
 

  +
 )* ࣄ
(kN) 
 
 
 

ѭӟQJJLy)
ÿӝ
J VLQࣄJ
 
   


  +ѭ
)* ࣄ
(kN) 
 
 
 
ӟQJJLy) 
J VLQࣄJ
 

    


ÿӝ +
)* ࣄ
(kN) 
 



ѭӟQJJLy)
J VLQࣄJ
 
   


 ÿӝ
)*
(kN) 


c. Phân tích kết cấu
Sử dụng phần mềm Midas Civil 2011 để phân
tích, tính toán nội lưc của các phần tử thanh
trong khung giàn và biến dạng của cấu trúc cột
tháp lắp máy đo gió.
Các thanh trong khung giàn cột lắp máy đo
gió được khai báo là phần tử “TRUSS”, cáp neo
được khai báo là phần từ “CABLE”, liên kết cột
lắp máy đo gió và dây neo với đất nền là liên kết
ngàm cứng (Hình 4).






 
 

 





 
 
 
 



 
   
 
 (k

 
 

 
 

  


 
   

 (kN)

 

 
 
   



    


 





  

 
   

 (kN)

  


Hình 4. Mô hình hóa kết cấu cột trụ
lắp máy đo gió
59TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂNSố tháng 02 - 2018
BÀI BÁO KHOA HỌC
3.4. Kết quả tính toán
Giá trị phản lực gối tại Móng M0 và Móng co
(Móng 1, 2, 3) lớn nhất (ở đây ta chỉ xét đến
phản lực thẳng đứng), ứng với các trường hợp
tải trọng.
Bảng 7. Giá trị phản lực gối
1~W 7UѭӡQJKӧSÿҫXUD
/RҥL
Wә
KӧS
/RҥL
EѭӟF
) ) ) 0 0 0 &K~
WKtFK.1 .1 .1 .1P .1P .1P
 *,ÏB86 .K{QJWƭQK 0D[      
0yQJ
0
 *,ÏB86 .K{QJWƭQK 0D[      
0yQJ
FR


     
 

  






    

  

  







    
     
     





3.5. Kiểm toán ứng suất
a. Thanh chịu kéo và nén
- Đối với ống thép: 
   





      
    
        


        

 


.KL ('  W  )\ o)
\ )\
( ( '  W )\ )\  o
\
>( ) )\'  W)\ 
§ · ¨ ¸© ¹ 
( '  W )\   o
\
() '  W
§ · ¨ ¸© ¹ 







    

  

  







    
     
     





- Đối với thanh thép tròn đặc:
   





      
    
         
        


     
 

  






(Z  W  )\ o)
\ )\

( ( Z  W )\ )\  o
\
Z  W) >   (  )\
§ ·  ¨ ¸¨ ¸© ¹


( Z  W )\   o

  
\)  (  Z  WS 








    
     
     





Ứng suất cho phép của thép
- Ứng suất cho phép của thép:
[P]max = 0.9* F'y*Ag (17)
- Ứng suất cho phép nén: 
   





      
    
       


        

 


     
 

  






    

  

  







7ӍOӋFӝWPҧQK
\
F
)./
5 (O S 
FKRȜdo F 
FU \)  
)O 
FKRȜ!o 
FU \
F
) 
)O 






[P]max = 0.85* Fcr*Ag (21)
(20)
60 TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂNSố tháng 02 - 2018
BÀI BÁO KHOA HỌC
Trong đó: E là mô đun đàn hồi cho thép; Fy là
giới hạn chảy nhỏ nhất được xác định; r là bán
kính quán tính; L là chiều dài chịu nén thực tế; K
là hệ số chiều dài hữu hiệu; w là độ rộng thanh;
t là chiều dày thanh; D là đường kính thanh.
Kết quả kiểm toán:
Bảng 8. Lực dọc trục và tính chất mặt cắt các thanh trong khung
   

&ҩXNLӋQ
/ӵFGӑFWUөF 7tQKFKҩWPһWFҳWNKXQJ
3PD[ 3PLQ $ / , U . ./U ȜF
(kN) (kN) (m2) (m) (m4) (m) 
ӔQJ'[     (    
7KDQKJLҵQJ'     (    


 
 
   
      
       





Bảng 9. Kiểm toán kéo, nén các thanh trong khung
   

 
       
        
       
       


&ҩXNLӋQ
.pR 1pQ
2.)
\ >3@PD[ )FU >3@PD[
Mpa kN kPa kN 
ӔQJ'[     
7KDQKJLҵQJ'     





b) Kiểm toán dây cáp
Lực căng lớn nhất của dây cáp Vmax = 2,07kN
Lực kéo đứt nhỏ nhất của dây cáp [V] =
4,15kN
Hệ số an toàn 
Đảm bảo an toàn
3.6. Kiểm toán móng
Ở đây, trong phạm vi bài báo này, tác giả
không thực hiện tính toán kiểm toán chi tiết
móng co và móng M0 do chịu sự ảnh hưởng, thay
đôi số liệu của địa chất. Đối với móng M0, cần
kiểm toán khả năng chịu lực của đất nền do chịu
tải trọng thẳng đứng là chủ yếu. Đối với móng
co, do còn phải chịu một lực đẩy ngang lớn từ
dây cáp truyền xuống nên ngoài kiểm toán khả
năng chịu lực của đất nến, còn cần phải kiếm
toán sức kháng trượt và sức kháng lật của móng.
4. Kết luận và kiến nghị
Sau quá trình phân tích nguyên lí làm việc
của kết cấu cột trụ dây co, có thể đưa ra một số
nhận xét như sau:
- Cột trụ chịu tác động, ảnh hưởng lớn nhất
bởi lực gió.
- Để cột đứng vững không bị đổ thì các lực
tác dụng lên cột, móng M0, Móng co phải cân
bằng nhau.
- Móng M0 chủ yếu chịu lực nén, ngoài ra còn
có lực gây trượt, gây lật khi cột trụ chịu tác động
bởi gió.
- Móng co chủ yếu chịu lực nhổ và lực gây
trượt từ dây cáo truyền xuống khi chịu tác động
bởi gió.
Từ đó, tác giả tiến hành áp dụng tính toán với
một trường hợp cột trụ lắp máy đo gió thực tế
với các kích thước được đề xuất thỏa mãn các
yêu cầu chịu lực, độ ổn định, nhằm có được một
số liệu thiết kế có tính kinh tế nhất mà vẫn đảm
bảo an toàn trong quá trình khai thác
   

 
       
        
       
       


 
 
   
      
       


PD[9  >9@ !K 


Tài liệu tham khảo
1. ANSI/TIA/EIA-222-G2-2008: Tiêu chuẩn kết cấu ăng ten tháp và cấu trúc hỗ trợ ăngten.
2. AISC-LRFD-99: Đặc điểm kỹ thuật cho xây dựng kết cấu thép - Thiết kế ứng suất cho phép.
3. TCVN 2737-1995: Tải trọng và hiệu ứng - Tiêu chuẩn thiết kế.
4. TCVN 5575-2012: Kết cấu thép - Tiêu chuẩn Thiết kế.
61TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂNSố tháng 02 - 2018
BÀI BÁO KHOA HỌC
BEHAVIOR PRINCIPALES OF ANCHORED CABLE COLUMNS WITH 
APPLICATION IN THE DESIGN AND STABILITY ANALYSIS OF WIND MEASURE
DEVICE INSTALLED - COLUMNS
Nguyen Viet Hung1, Duong Quoc Hung2
1Management Board of Investment Projects to build the Ministry of 
Natural Resources and Environment
2Management Board of Hydro-Meteorological Projects
Abstract: In the research, after analyzing the behavior principles of anchored cable columns with
and without the effects of wind load, the author comes up with the design and stability analysis of
wind measure device installed-columns, which possesses size and specification of a typical work. Ac-
cordingly, previous designs of the wind measure device installed-columns are re-evaluated and new
designs are created that are more suitable and cost-effective but still guarantee the stability, dura-
bility as well as the requirements of producing precise and reliable data of wind measure results.
Keywords: Wind machine tower, guyed mast tower, wind load.

File đính kèm:

  • pdfnguyen_li_lam_viec_cot_tru_day_co_va_ap_dung_trong_tinh_toan.pdf