Phần II của hướng dẫn này chuyên sâu vào vấn đề rung động sàn gây ra bởi hoạt động đi bộ của con người. Đi bộ là một trong những nguồn kích thích phổ biến nhất gây ra rung động trong các tòa nhà, và việc kiểm soát nó là rất quan trọng để đảm bảo sự thoải mái cho người sử dụng, đặc biệt trong các công trình hiện đại có nhịp lớn, sàn nhẹ và độ cứng giảm.

Mục tiêu chính của tài liệu này là cung cấp các nguyên tắc, phương pháp tính toán và tiêu chí thiết kế để các kỹ sư kết cấu có thể đánh giá và thiết kế các sàn nhằm hạn chế rung động đến mức chấp nhận được khi có người đi lại.

Những điểm cốt lõi mà tài liệu này thường đề cập bao gồm:

• Giới thiệu về Rung động do Đi bộ:

  • Giải thích cơ chế mà tải trọng đi bộ tạo ra rung động trên sàn (chu kỳ bước chân, tần số hài).

  • Mô tả các đặc điểm của lực kích thích do đi bộ (tần số, biên độ, sự phụ thuộc vào trọng lượng người, tốc độ đi bộ).

  • Các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng của sàn (tần số tự nhiên, khối lượng, độ giảm chấn).

• Các tiêu chí chấp nhận rung động do đi bộ (Acceptance Criteria):

  • Thường dựa trên gia tốc đỉnh (peak acceleration) hoặc hệ số đáp ứng (response factor).

  • Đề xuất các giới hạn gia tốc cho các loại không gian sử dụng khác nhau (ví dụ: văn phòng, nhà ở, bệnh viện, thư viện, khu vực mua sắm, hành lang) để đảm bảo tiện nghi cho người sử dụng. Các tiêu chí này có thể dựa trên hoặc tương đồng với các tiêu chuẩn quốc tế như ISO 10137 hoặc BS 6472.

• Các thông số động lực học của sàn:

  • Tần số tự nhiên (Natural Frequency): Hướng dẫn cách xác định tần số tự nhiên của các chế độ dao động chính của sàn (thường là chế độ đầu tiên của dầm và panel sàn). Việc đảm bảo tần số tự nhiên đủ cao để tránh cộng hưởng với các tần số hài của tải trọng đi bộ là rất quan trọng.

  • Khối lượng hiệu quả (Effective Mass): Xác định khối lượng hiệu quả của sàn tham gia vào dao động cho từng chế độ.

  • Hệ số giảm chấn (Damping Ratio): Cung cấp các giá trị giảm chấn điển hình cho các hệ thống sàn khác nhau, với hoặc không có các thành phần phi kết cấu (vách ngăn, trần giả, nội thất) vì chúng ảnh hưởng đáng kể đến độ giảm chấn.

• Mô hình hóa và phân tích rung động:

  • Mô hình hóa tải trọng đi bộ: Sử dụng các mô hình lực hài đơn giản (harmonic force model) để biểu diễn tải trọng do đi bộ.

  • Tính toán đáp ứng gia tốc: Cung cấp các công thức và quy trình để tính toán gia tốc đỉnh của sàn dưới tác động của tải trọng đi bộ. Điều này thường bao gồm việc xem xét phản ứng tại cộng hưởng nếu tần số tự nhiên của sàn gần với tần số hài của tải trọng đi bộ.

  • Các phương pháp phân tích: Có thể đề xuất các phương pháp phân tích đơn giản và nhanh chóng cho thiết kế sơ bộ, cũng như đề cập đến việc sử dụng các phần mềm phân tích chi tiết hơn (ví dụ: FEM) cho các trường hợp phức tạp.

• Thiết kế để kiểm soát rung động:

  • Tăng độ cứng: Bằng cách tăng chiều sâu dầm, tăng momen quán tính của tiết diện sàn/dầm, giảm nhịp sàn.

  • Tăng khối lượng: Tăng khối lượng bản thân của sàn (ví dụ: tăng chiều dày bê tông).

  • Tăng độ giảm chấn: Mặc dù khó kiểm soát trực tiếp, tài liệu sẽ đề cập đến các yếu tố có thể cải thiện giảm chấn.

  • Thay đổi bố trí kết cấu: Điều chỉnh khoảng cách dầm, vị trí cột để phân tán tải trọng hoặc tránh các nhịp có tần số tự nhiên thấp.

  • Sử dụng vật liệu và hệ thống sàn hiệu quả: Đặc biệt là các hệ thống sàn liên hợp thép-bê tông, có thể tối ưu hóa để kiểm soát rung động.

• Các ví dụ thiết kế: Minh họa các bước tính toán và kiểm tra rung động cho các tình huống sàn điển hình.

Tài liệu này, mặc dù không phải là tiêu chuẩn quốc tế mới nhất, vẫn là một nguồn tham khảo hữu ích, cung cấp một cách tiếp cận có hệ thống để giải quyết vấn đề rung động sàn do đi bộ, đặc biệt trong bối cảnh các quy định thiết kế và thực tiễn kỹ thuật ở Hồng Kông.

Các bạn có thể liên hệ trực tiếp Fanpage (https://www.facebook.com/VietConsEducation) của trung tâm để đặt câu hỏi. Chúng tôi sẽ giải đáp thêm cho bạn.

Quét mã QR 

>>> Xem thêm: Lịch khai giảng các khóa học siêu hot tại Vietcons Education!