Actions, Loads,

1. 1
MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ
TẢI TRỌNG VÀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG
Lâm Văn Phong
Bộ môn Cảng – Công trình biển
Khoa Kỹ thuật Xây dựng
Trường ĐHBK - ĐHQGTPHCM

2. 2
Nội dung chính
PHẦN I : TẢI TRỌNG & TÁC ĐỘNG
I.1. THẾ NÀO LÀ TẢI TRỌNG & TÁC ĐỘNG?
I.2. PHÂN LOẠI TẢI TRỌNG & TÁC ĐỘNG
I.3. CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG
I.4. THẾ NÀO LÀ TRƯỜNG HỢP TẢI NGUY HIỂM
I.5. NGUYÊN TẮC XÁC ĐỊNH TRƯỜNG HỢP TẢI NGUY HIỂM
I.6. MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ CÁCH CHỌN TRƯỜNG HỢP TẢI
I.7. VỀ TẢI TRỌNG TIÊU CHUẨN & TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN
PHẦN II: TỔ HỢP TẢI TRỌNG
II.1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM VỀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG
II.2. VỀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG NGUY HIỂM
II.3. NGUYÊN LÝ DỜI LỰC VÀ NGUYÊN LÝ CỘNG TÁC DỤNG
II.4. VÍ DỤ CÁCH XÁC ĐỊNH CÁC TỔ HỢP TẢI TRỌNG

3. 3
PHẦN I:
TẢI TRỌNG & TÁC ĐỘNG

4. 4
I.1. THẾ NÀO LÀ TẢI TRỌNG & TÁC ĐỘNG?
 Tác động (Actions – danh từ) là những yếu tố làm cho một đối
tượng nào đó (ở đây là vật thể/cấu kiện/công trình) có những biến
đổi nhất định, gồm:
• Lực.
• Sự thay đổi/chênh lệch nhiệt độ.
• Biến dạng cưỡng bức.
• Ứng lực trước.
• V.v.
 Tải trọng (Loads) là một dạng tác động, dưới dạng lực thật sự,
từ bên ngoài đặt vào (lực bề mặt) hay nằm bên trong của bản thân
vật thể (lực thể tích), mà vật thể đó phải mang (TK: https://vi.wikipedia.org/wiki)
• Trong vật lý học, lực là bất kỳ ảnh hưởng nào làm
một vật thể chịu sự thay đổi, hoặc là ảnh hưởng đến
chuyển động, hướng hay cấu trúc hình học của nó.
• Nói cách khác, lực là nguyên nhân làm cho một vật
có khối lượng thay đổi vận tốc của nó (bao gồm chuyển
động từ trạng thái nghỉ), tới chuyển động có gia tốc,
hay làm biến dạng vật thể, hoặc cả hai.
• Lực cũng có thể được miêu tả bằng những khái niệm
trực giác như sự đẩy hoặc kéo.
• Lực là đại lượng vectơ có độ lớn và hướng.
(https://vi.wikipedia.org/wiki/L%E1%BB%B1c)
Phân biệt: Nội lực cũng có hình thức như lực thể tích
nhưng không phải là tải trọng mà là những lực sinh ra bên
trong vật thể do các tác động gây ra #
• Mô men cũng là một loại lực, thể hiện tác
động gây ra sự quay quanh một điểm hoặc
một trục của một vật thể.
• Mô men là khái niệm mở rộng cho chuyển
động quay từ khái niệm lực trong chuyển động
thẳng.

5. 5
I.2. PHÂN LOẠI TẢI TRỌNG & TÁC ĐỘNG
 Theo đặc điểm tải trọng:
• Tải trọng cố định (tải trọng tĩnh / tĩnh tải / tải thường xuyên).
• Tải trọng thay đổi (về điểm đặt, hướng, độ lớn): hoạt tải.
 Tải trọng tạm thời (tác dụng trong một khoảng thời gian)
 Tải trọng di động (thay đổi về điểm đặt)
 Tải trọng động (thay đổi về hướng, độ lớn)
 Theo hình thức đặt tải trọng:
• Tải trọng tập trung
• Tải trọng phân bố (đều/không đều/theo qui luật nào đó)
 Theo thời gian tác dụng:
• Tải trọng thường xuyên.
• Tải trọng tạm thời:
 Tải trọng tạm thời ngắn hạn
 Tải trọng tạm thời dài hạn
 Tải trọng đặc biệt #

6. 6
I.2. PHÂN LOẠI TẢI TRỌNG & TÁC ĐỘNG (tt)
 Theo loại tác nhân gây tải trọng:
• Trọng lượng bản thân vật thể
• Tải trọng do công nghệ khai thác (hàng hóa / xe cộ / cần trục /…)
• Tải trọng do môi trường (gió, dòng chảy, sóng, động đất, thay đổi
nhiệt độ…)
• Áp lực đất (tĩnh / chủ động / bị động)
• Tác động do nổ
• Tác động do va chạm
• Tác động do biến dạng / chuyển vị cưỡng bức
• V.v.

7. 7
I.3. CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG
• Mỗi loại tải trọng có thể có nhiều trường hợp xảy ra (khả dĩ),
trong cùng một điều kiện tính toán. Mỗi trường hợp như vậy gọi
là một trường hợp tải trọng.
VD1: Hàng hóa trên mặt bến
(hoặc hoạt tải sử dụng trên
các ô sàn):
Tr.h.1: đặt cách nhịp lẻ
Tr.h.2: đặt cách nhịp chẵn
Tr.h.3: đặt liền nhịp ở trục B
Tr.h.4: đặt liền nhịp ở trục C
Tr.h.5: đặt liền nhịp ở trục D
Tr.h.6: đặt liền nhịp ở trục E
Tr.h.7: v.v. #

8. 8
I.3. CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG
VD2: Cần trục cổng trên mặt bến:
Tr.h.I: khi móc cẩu nằm xa nhất về phía nước
Tr.h.I’: khi móc cẩu nằm xa nhất về phía bờ
Tr.h.II: khi móc cẩu nằm xa nhất về phía bên phải
Tr.h.II’: khi móc cẩu nằm xa nhất về phía bên trái
Tr.h.III: khi móc cẩu nằm về phía 1 chân
v.v. #
TCCS 04:2010/CHHVN

9. 9
I.3. CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG
 Trọng lượng bản thân các cấu kiện có một phần nằm
trong nước: Ứng với MNCTK ta có giá trị tải trọng 1;
Ứng với MNTTK ta có giá trị tải trọng 2; v.v…
 Khi tàu tựa/va vào tường chắn:
=> ALĐ sau tường chắn chuyển sang ALĐ bị động.
=> ALĐ sau tường có giá trị thay đổi theo khả năng
dịch chuyển tương đối của tường chắn. #
Lưu ý:
TCCS 04:2010/CHHVN

10. 10
I.4. THẾ NÀO LÀ TR.HỢP TẢI NGUY HIỂM?
• Trường hợp tải trọng gọi là nguy hiểm khi nó gây ra giá trị
nội lực/phản lực lớn nhất tại ít nhất 1 điểm (hoặc 1 mặt cắt) nào
đó trên kết cấu trong số các trường hợp tải trọng khác của
cùng loại tải trọng.
VD phân tích các trường hợp tải trên một dầm liên tục nhiều nhịp
dưới đây, trường hợp nào là nguy hiểm & không nguy hiểm, còn
nếu là nguy hiểm thì nó gây giá trị nội lực/phản lực nào lớn nhất,
giá trị lớn nhất nằm ở vị trí nào?
Tr.h. 1:
Tr.h. 2:
Tr.h. 3:

11. 11
I.4. THẾ NÀO LÀ TR.HỢP TẢI NGUY HIỂM? (tt)
VD các trường
hợp tải trên
một dầm liên
tục nhiều nhịp
như hình bên:
Tr.h. 1:
Tr.h. 2:
Tr.h. 9:
Tr.h. 8:
Tr.h. 7:
Tr.h. 3:
Tr.h. 6:
Tr.h. 5:
Tr.h. 4:

12. 12
I.4. THẾ NÀO LÀ TR.HỢP TẢI NGUY HIỂM? (tt)
Mở rộng cho
trường hợp bản
liên tục nhiều nhịp:

13. 13
I.4. THẾ NÀO LÀ TR.HỢP TẢI NGUY HIỂM? (tt)
Mở rộng cho
trường hợp bản liên
tục nhiều nhịp (tt):
?

14. 14
I.4. THẾ NÀO LÀ TR.HỢP TẢI NGUY HIỂM? (tt)
Nhận xét:
- Nếu gối tựa
không phải tuyệt
đối cứng mà là
đàn hồi thì các
kết quả trên
không chắc còn
đúng.
- Nếu các ô sàn
phân bố ko đều
đặn thì việc “suy
luận” để tìm
tr.hợp tải nguy
hiểm sẽ trở nên
khó khăn.
From Internet

15. 15
I.4. THẾ NÀO LÀ TR.HỢP TẢI NGUY HIỂM? (tt)
Nhận xét: Nếu các ô sàn phân bố ko đều đặn thì việc “suy
luận” để tìm tr.hợp tải nguy hiểm sẽ trở nên khó khăn.
From Internet

16. 16
I.5. NGUYÊN TẮC XÁC ĐỊNH TRƯỜNG HỢP
TẢI NGUY HIỂM
Về nguyên tắc, muốn biết trường hợp tải nào là nguy hiểm cần:
1. Giải nội lực kết cấu ứng với tất cả các trường hợp tải trọng
của từng loại tải trọng;
2. Vẽ biểu đồ bao của các nội lực (M, Q, N)
3. Tìm xem những điểm nằm trên biên của biểu đồ bao nội lực
(M, Q, N) thuộc trường hợp tải nào => đó chính là những
trường hợp tải nguy hiểm.
Thực tế thì người ta cần biết trước những trường hợp tải nào là
nguy hiểm để đưa vào giải nội lực kết cấu với mục đích giảm số
trường hợp tải đưa vào bài toán => Dùng lý luận để “phán đoán”
=> Chọn ra những trường hợp tải có khả năng nguy hiểm, tạm
gọi là những trường hợp tải bất lợi! #

17. 17
I.6.MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ CÁCH XÁC ĐỊNH
TRƯỜNG HỢP TẢI NGUY HIỂM
• Đối với những loại tải trọng có nhiều trường hợp tải, người ta có thể
dùng kiểu phân tích biến dạng của cấu kiện hoặc dùng đường ảnh
hưởng của nội lưc/phản lực (mang tính khách quan và thuyết phục hơn).
Author: Trần Tấn Phúc

18. 18
I.7. VỀ TẢI TRỌNG TIÊU CHUẨN & TẢI
TRỌNG TÍNH TOÁN

19. 19
I.7. VỀ TẢI TRỌNG TIÊU CHUẨN & TẢI
TRỌNG TÍNH TOÁN (tt)

20. 20
I.8. MỘT SỐ LƯU Ý KHI XÁC ĐỊNH TẢI
TRỌNG TRONG CÔNG TRÌNH
1. Trọng lượng bản thân công trình:
– TLBT của phần kết cấu không chịu lực: lớp phủ mặt (trát, láng,
lát…), đất đắp, tường xây/vách ngăn, trần,… và TL thiết bị cố định:
xác định bằng thủ công để đưa vào phần mềm tính KC.
– TLBT của phần kết cấu chịu lực thường được các phần mềm tính
KC tự động xác định theo kích thước hình học và trọng lượng
riêng của vật liệu. Lưu ý một số phần tử trong sơ đồ tính nếu
không phù hợp với cấu kiện thật về kích thước hình học hoặc
trọng lượng riêng (phần tử qui đổi (như cọc trong đất), phần tử
giả,…) thì không được để phần mềm tính KC tự động xác định mà
cần xác định bằng thủ công.
– Phần kết cấu nằm trong nước phải xét tác dụng đẩy nổi (cẩn thận
khi dùng trọng lượng riêng đẩy nổi, khuyến cáo không dùng!).
– Khi trọng lượng riêng không sử dụng giá trị tiêu chuẩn mà sử dụng
giá trị tính toán thì không được dùng hệ số an toàn cho TLBT (hệ
số an toàn chồng chéo).
– Mô phỏng TLBT bằng tải phân bố hay tải tập trung tại trọng tâm
cấu kiện?

21. 21
I.8. MỘT SỐ LOẠI TẢI TRỌNG VÀ TRƯỜNG
HỢP TẢI (tt)
2. Áp lực đất:
– Khi nào xem nó là tĩnh tải / hoạt tải?
– Khi nào tính nó như ALĐ chủ động / bị động / tĩnh?
– Khi xác định ALĐ cần tách riêng phần do đất nền & các công
trình/thiết bị cố định gây ra (thuộc loại TT thường xuyên) và phần
do hoạt tải bên trên nền gây ra (thuộc loại TT tạm thời).
– Sự thay đổi mực nước trong đất cũng làm ALĐ thay đổi => chọn
MN tính toán thiên về an toàn cho công trình.
– Mô phỏng ALĐ bằng tải phân bố hay tải tập trung qua trọng tâm
của biểu đồ tải phân bố?

22. 22
I.8. MỘT SỐ LOẠI TẢI TRỌNG VÀ TRƯỜNG
HỢP TẢI (tt)
3. Hoạt tải hàng hóa:
– Thuộc loại TT tạm thời dài hạn.
– Giá trị và phân bố của tải hàng hóa: lấy theo qui định hoặc theo sơ
đồ công nghệ.
– HSAT đối với hàng rời đổ đống: 1,30
– HSAT đối với các loại hàng khác:
• Ngoài phạm vi đường cần cẩu: 1,20
• Các trường hợp khác: 1,30 #

23. 23
I.8. MỘT SỐ LOẠI TẢI TRỌNG VÀ TRƯỜNG
HỢP TẢI (tt)
4. Tải trọng cần trục:
– Thuộc loại TT tạm thời dài hạn.
– Giá trị cần quan tâm là phản lực tại các chân cần trục trong các
trường hợp làm việc của cần trục.
– Đối với cần trục chạy trên ray: TT di động theo tuyến
• Cần trục cổng: 4 vị trí => chọn 2 trường hợp tải trọng
• Cần trục SSG: 2 vị trí
• Áp lực lên 1 bánh xe = (Áp lực lên 1 chân) / (số bánh xe trong 1 chân).
• Cần thêm thông số: khoảng cách giữa các chân; khoảng cách giữa các
bánh xe trong nhóm và khoảng cách giữa 2 nhóm bánh xe trong chân.
• Cần xét trường hợp trên phân đoạn bến có nhiều cần trục đứng gần
nhau
– Đối với cần trục bánh xích: TT di động theo tuyến
– Đối với cần trục bánh hơi (có chân chống): TT di động rời rạc
– Xét trường hợp bài toán phẳng (dùng đường ảnh hưởng) và bài toán
không gian. #

24. 24
I.8. MỘT SỐ LOẠI TẢI TRỌNG VÀ TRƯỜNG
HỢP TẢI (tt)
5. Tải trọng ô tô và xe nâng:
– Thuộc loại TT tạm thời dài hạn.
– Nếu hàng hóa là những kiện có trọng lượng nhỏ: áp lực lên bánh xe
ô tô thường > áp lực lên bánh xe nâng => chọn sơ đồ tải xe ô tô để
tính toán kiểm tra (và ngược lại).
– Thông thường các tải trọng này không nguy hiểm bằng tải phân bố
đều của hàng hóa trên mặt bến nên hoạt tải thẳng đứng trên mặt
bến thường dùng tải hàng hóa bao gồm luôn cho tải ô tô và xe nâng.
– Tải ô tô và xe nâng thường chỉ dùng để kiểm tra khả năng chịu lực
cục bộ của bản sàn (uốn, chọc thủng). #

25. 25
I.8. MỘT SỐ LOẠI TẢI TRỌNG VÀ TR.H TẢI (tt)
6. Áp lực ngang do tàu:
– Thuộc loại TT tạm thời ngắn hạn.
– Trường hợp va:
• Tàu chỉ chạm vào bến tại 1 hoặc 2 điểm
thông qua đệm va tàu (trường hợp chạm 1
điểm và 2 điểm, cái nào nguy hiểm hơn?).
• Điểm chạm ở phía mũi tàu hoặc đuôi tàu.
• Lực va nên xem là lực tập trung hay lực
phân bố theo diện tích tiếp xúc của đệm
với công trình?
• Có nhiều trường hợp va => chọn trường
hợp va có khả năng gây bất lợi nhất (điểm
va nằm ở biên phân đoạn gây tác dụng
xoay nhiều nhất). #
BS 6349-4:2014
Trelleborg
Marine
Systems

26. 26
I.8. MỘT SỐ LOẠI TẢI TRỌNG VÀ TR.H. TẢI (tt)
6. Áp lực ngang do tàu (tt):
– Trường hợp tựa:
• Tàu chỉ tựa vào bến thông qua các đệm va
tàu trong phạm vi đoạn thẳng thành tàu.
• Lực tựa nên xem là lực tập trung tại từng
đệm hay là lực phân bố dọc theo chiều dài
đoạn thẳng thành tàu?
♣♣ Lưu ý trường hợp bến
nhô có tàu cập 2 bên. #
– Trường hợp neo:
• Các loại dây neo: neo mũi / lái, neo ngang,
neo giằng.
• Cần xét đủ 3 thành phần lực (V, H, T).
• Có nhiều trường hợp neo => chọn trường
hợp neo có khả năng gây bất lợi nhất.
BS 6349-4:2014

27. 27
PHẦN II:
TỔ HỢP TẢI TRỌNG

28. 28
II.1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM VỀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG
Định nghĩa: Tổ hợp tải trọng là việc sắp xếp các trường hợp tải
vào chung sơ đồ tải trọng tác dụng lên công trình theo nguyên
tắc các trường hợp tải này đều có khả năng xảy ra đồng thời.
Phân loại:
• Tổ hợp tải trọng cơ bản gồm các TT thường xuyên, các TT
tạm thời dài hạn và các (hoặc 1, tùy tiêu chuẩn) TT tạm thời ngắn hạn.
• Tổ hợp tải trọng đặc biệt gồm các TT thường xuyên, các TT
tạm thời dài hạn, các (hoặc 1, tùy tiêu chuẩn) TT tạm thời ngắn hạn và
một trong các tải trọng đặc biệt.
Nhận xét:
• Việc tổ hợp các tải trọng có xét đến mức độ quan trọng
/ mức độ ảnh hưởng của từng loại tải trong tổ hợp
thông qua hệ số tổ hợp tải trọng (THTT).
• Hệ số THTT có thể >1, =1, <1 hoặc =0.
• Hệ số THTT chưa xét đến xác suất xuất hiện của các
trường hợp tải trọng một cách tường minh. #

29. 29
II.1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM VỀ TỔ HỢP TT (tt)
• Theo qui định của TCVN 2737:1995:
– Tổ hợp tải trọng cơ bản:
• THTT cơ bản có một TT tạm thời: hệ số THTT = 1.
• THTT cơ bản có từ hai TT tạm thời trở lên thì giá trị tính toán của
TT tạm thời (hoặc các nội lực tương ứng của chúng) phải được nhân
với hệ số tổ hợp như qui định ở điều 2.4.3. (HS = [0,9; 0,9] hoặc HS =
[1; 0,8; 0,6])
– Tổ hợp tải trọng đặc biệt:
• THTT đặc biệt có một TT tạm thời: hệ số THTT = 1.
• THTT đặc biệt có hai TT tạm thời trở lên, giá trị TT đặc biệt được
lấy không giảm, giá trị tính toán của TT tạm thời (hoặc nội lực tương
ứng của chúng) được nhân với hệ số tổ hợp như qui định ở điều
2.4.5. (HS = [0,95; 0,8])
• Theo qui định của 22TCN 207:1992 thì trong THTT
đặc biệt có khác 1 chút: chỉ chọn 1 TT tạm thời
ngắn hạn bất lợi nhất (điều 13.9).
• Theo qui định của 22TCN 219:1994 thì trong THTT
cơ bản và cả THTT đặc biệt đều chọn 1 TT tạm
thời ngắn hạn bất lợi nhất (điều 7.2). #

30. 30
II.2. VỀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG NGUY HIỂM
Thế nào là 1 THTT nguy hiểm?
• Tương tự như đã trình bày cho phần trường hợp tải trọng (I.4):
THTT gọi là nguy hiểm khi nó gây ra giá trị nội lực/phản lực lớn nhất tại ít
nhất 1 điểm (hoặc 1 mặt cắt) nào đó trên kết cấu trong toàn bộ các tổ hợp
tải trọng tác động lên kết cấu.
Làm sao để biết 1 THTT nào đó là bất lợi (nguy hiểm)?
• Tương tự như đã trình bày cho phần trường hợp tải trọng (I.5):
Ta chỉ biết được THTT nào là nguy hiểm sau khi đã có được đường bao nội
lưc/phản lực của kết cấu!
=> Chỉ phán đoán xem những THTT nào có khả năng gây nguy hiểm =>
THTT bất lợi. #

31. 31
II.3. NGUYÊN LÍ DỜI LỰC & CỘNG TÁC DỤNG
• Nguyên lý dời lực:
Tác dụng lên vật sẽ không thay đổi
nếu dời lực đó // với chính nó đến 1
điểm bất kỳ thuộc vật, đồng thời thêm
1 ngẫu lực có mô men bằng mô men
của lực sẽ di chuyển lấy đối với điểm
mà lực di chuyển tới.
• Nguyên lý cộng tác dụng:
Đối với vật thể đàn hồi lí
tưởng, biến dạng bé, quan hệ
giữa ứng suất và biến dạng là
bậc nhất, thì 1 đại lượng (nội lực,
biến dạng, chuyển vị, ứng suất,
phản lực liên kết,…) do nhiều
nguyên nhân gây ra sẽ bằng tổng
đại lượng đó do từng nguyên
nhân riêng lẻ gây ra.

32. 32
II.4. VÍ DỤ CÁCH XÁC ĐỊNH CÁC TỔ HỢP
TẢI TRỌNG
Để xem rõ hơn: File excel đính kèm #

33. 33
Cám ơn mọi người
đã quan tâm theo dõi!
Chúc sức khỏe và thành công!
Xin trân trọng đón nhận các thắc mắc
và các ý kiến trao đổi của mọi người!