TÍNH TOÁN ĐỘ BỀN VÀ ỔN ĐỊNH KHUNG ĐỠ TẤM PIN NLMT

TÍNH TOÁN ĐỘ BỀN VÀ ỔN ĐỊNH KHUNG ĐỠ TẤM PIN NLMT
Ngày đăng: 30/06/2025 03:13 PM

    1. Các tiêu chuẩn áp dụng

    • Quốc tế:

      • IEC 61215 (Tải trọng cơ học tấm pin)

      • ASCE 7-22 (Tải trọng gió/tuyết)

      • Eurocode 3 (Kết cấu thép)

    • Việt Nam:

      • TCVN 5575:2012 (Kết cấu thép)

      • TCVN 2737:1995 (Tải trọng và tác động)

    2. Tải trọng cần tính toán

    Loại tải trọng Công thức tính Ví dụ giá trị
    Tĩnh tải (DL) Trọng lượng tấm pin + khung 0.15 kN/m²
    Hoạt tải (LL) Tải trọng thi công/bảo trì 0.25 kN/m²
    Tải gió (WL) qz=0.613×Kz×Kzt×Kd×V2×Iqz​=0.613×Kz​×Kzt​×Kd​×V2×I 1.2 kN/m² (vùng IIB)
    Tải tuyết (SL) S=μ×Ce×Ct×SgS=μ×Ce​×Ct​×Sg​ 0.7 kN/m² (vùng núi)

    3. Phương pháp tính toán chính

    a. Phân tích tĩnh học

    • Kiểm tra độ võng:

      δmax≤L200(L:nhịp khung)δmax​≤200L​(L:nhịp khung)
    • Kiểm tra ứng suất:

      σ=MS≤Fy(Fy:giới hạn chảy vật liệu)σ=SM​≤Fy​(Fy​:giới hạn chảy vật liệu)

    b. Phân tích động lực học

    • Tần số riêng khung đỡ:

      fn>1.2×fgust(traˊnh cộng hưởng gioˊ)fn​>1.2×fgust​(traˊnh cộng hưởng gioˊ)
    • Phân tích FEM bằng phần mềm:

      • ANSYS

      • SAP2000

      • Robot Structural Analysis

    4. Tính toán chi tiết các thành phần

    a. Thanh đỡ chính

    • Mô-men uốn:

      M=w×L28(w:tải phaˆn boˆˊ)M=8w×L2​(w:tải phaˆn boˆˊ)
    • Mô đun chống uốn yêu cầu:

      Sreq=M0.6×FySreq​=0.6×Fy​M​

    b. Liên kết bulông

    • Lực cắt bulông:

      V=Fwind×Atribn(n:soˆˊ buloˆng)V=nFwind​×Atrib​​(n:soˆˊ buloˆng)
    • Khả năng chịu lực:

      ϕRn≥V(ϕ=0.75 với buloˆng A325)ϕRn​≥V(ϕ=0.75 với buloˆng A325)

    c. Móng neo

    • Lực bật gốc:

      T=Md−0.9DL(d:caˊnh tay đoˋn)T=dM​−0.9DL(d:caˊnh tay đoˋn)
    • Số lượng neo tối thiểu:

      N=TϕTn(Tn:sức khaˊng keˊo neo)N=ϕTn​T​(Tn​:sức khaˊng keˊo neo)

    5. Kiểm tra ổn định

    a. Ổn định tổng thể

    • Chỉ số mảnh:

      λ=KLr≤200λ=rKL​≤200
    • Tải trọng tới hạn:

      Pcr=π2EI(KL)2Pcr​=(KL)2π2EI​

    b. Ổn định cục bộ

    • Tỷ số bề rộng/dày:

      bt≤0.56EFytb​≤0.56Fy​E​​

    6. Phần mềm hỗ trợ

    Phần mềm Chức năng chính Độ chính xác
    PVsyst Tính toán tải trọng gió ±5%
    SAP2000 Phân tích FEM ±2%
    SolidWorks Simulation Mô phỏng ứng suất ±3%
    STAAD.Pro Kiểm tra ổn định ±4%

    7. Báo cáo kết quả mẫu

    Thông số Giá trị Yêu cầu Đạt/Không đạt
    Ứng suất max 145 MPa ≤250 MPa ✅ Đạt
    Độ võng max L/300 ≤L/200 ✅ Đạt
    Lực bật gốc 8.5 kN ≤12 kN ✅ Đạt
    Tần số riêng 2.1 Hz >1.5 Hz ✅ Đạt

    8. Các lỗi thường gặp

    1. Quá tải gió: Thiếu hệ số khí động học KzKz​

    2. Sai mô-men bulông: Không tính lực xoắn khi siết

    3. Bỏ qua hiệu ứng P-Delta: Với khung cao >3m

    9. Khuyến nghị thiết kế

    • Vật liệu: Thép mạ kẽm nhúng nóng (G550)

    • Nhịp tối ưu: 2-3m giữa các cột đỡ

    • Góc nghiêng: 10-15° (tối ưu chịu tải gió)

    Lưu ý: Cần kiểm tra hiệu ứng nhiệt độ (ΔT=80°CΔT=80°C) gây giãn nở khung

    10. Case study thực tế

    Dự án 20MW Đồng Nai:

    • Bài toán: Gió giật 150 km/h

    • Giải pháp:

      • Tăng tiết diện thanh đỡ từ 60x60x3mm lên 80x80x4mm

      • Bố trí thêm giằng chéo 45°

    • Kết quả: Độ võng giảm từ L/150 xuống L/250