Tính toán tải trọng gió tác dụng lên nhà cao tầng theo tiêu chuẩn việt nam singapore và thái lan

..

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
---------------------------------------

NGUYỄN PHƢỚC BÌNH

TÍNH TỐN TẢI TRỌNG GIĨ TÁC DỤNG LÊN
NHÀ CAO TẦNG THEO TIÊU CHUẨN VIỆT NAM,
SINGAPORE VÀ THÁI LAN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP

Đà Nẵng – Năm 2019


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
---------------------------------------

NGUYỄN PHƢỚC BÌNH

TÍNH TỐN TẢI TRỌNG GIĨ TÁC DỤNG LÊN
NHÀ CAO TẦNG THEO TIÊU CHUẨN VIỆT NAM,
SINGAPORE VÀ THÁI LAN

Chuyên ngành
Mã số

: Kỹ thuật Xây dựng Cơng trình DD&CN
: 60 58 02 08

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. TRẦN ANH THIỆN

Đà Nẵng – Năm 2019



ii

TÍNH TỐN TẢI TRỌNG GIĨ TÁC DỤNG LÊN NHÀ CAO TẦNG THEO
TIÊU CHUẨN VIỆT NAM, SINGAPORE VÀ THÁI LAN
Học viên: Nguyễn Phước Bình

Chuyên ngành: Kỹ thuật XDCT DD&CN

Mã số: 60 58 02 08, Khóa: K32.XDD Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN

Tóm tắt – Việt Nam đang trong thời kỳ hội nhập thế giới, nền kinh tế mở gắn liền với sự phát
triển của khoa học kỹ thuật làm tăng nhu cầu phát triển nhà ở, khách sạn, chung cư… Nhà cao tầng
được xây dựng ngày càng nhiều khắp các tỉnh, thành phố trong cả nước. Việc nghiên cứu một số tiêu
chu n của một số nước châu Á như Singapore, Thái Lan, Việt Nam và đưa ra chỉ dẫn tính tốn chi tiết
là rất cần thiết. Nghiên cứu này nhằm làm sáng tỏ vấn đề vận dụng các tiêu chu n tính tốn tải trọng
gió của Singapore, Việt Nam và Thái Lan để tính tốn tải trọng gió tác dụng lên nhà cao tầng với các
điều kiện tự nhiên đặc thù của Việt Nam và đưa ra một số hạn chế của tiêu chu n Việt Nam TCVN
2737:1995 trong áp dụng tính tốn gió động vào cơng trình nhà cao tầng.
Từ khóa – Tải trọng gió, vận tộc gió, dạng địa hình, thành phần tĩnh, thành phần động.

CALCULATION

OF

WIND

LOAD

ON

HIGH-RISE

BUILDINGS

ACCORDING TO VIETNAM, SINGAPORE AND THAILAND STANDARDS
Abstract - Vietnam is in the period of world integration; open economy associated with the
development of science and technology lead to the increase in the demand for housing, hotel and
apartment... High-rise buildings become more and more popular throughout the country. Investigation
on wind load standards of Asian countries such as Singapore, Thailand, Vietnam is very necessary.
This study aims to elucidate the standards of Singapore, Thailand, Vietnam to calculate the wind load
acting on tall buildings with specific natural conditions of Vietnam and present the limitations of
Vietnam standard TCVN 2737-1995 in determining wind load on high-rise buildings
Key words - Wind load, wind velocity, terrain type, static component, dynamic component,
.


iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................i
MỤC LỤC .................................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................................vi
DANH MỤC CÁC HÌNH .......................................................................................... vii
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
1. Lý do lựa chọn đề tài ............................................................................................1
2. Mục đích nghiên cứu của đề tài ............................................................................1
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................................1
4. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................1
5. Nội dung nghiên cứu .............................................................................................2
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ..............................................................2
7. Bố cục luận văn .....................................................................................................2
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ GIĨ ..........................................................................3
1.1. Tổng quan về gió ......................................................................................................3
1.1.1. Khái niệm, nguyên nhân hình thành và phân loại...........................................3
1.1.2. Tần suất bão trên biển Đông ...........................................................................5
1.1.3. Hướng di chuyển và dạng đường đi của bão trên biển Đông .........................5
1.1.4. Mật độ bão và mùa bão ở Việt Nam ...............................................................6
1.1.5. Tính chất, đặc điểm của gió ............................................................................6
1.2. Tác động của gió vào cơng trình và các biện pháp giảm thiểu ................................7
1.2.1. Tác động của gió vào cơng trình .....................................................................7
1.2.2. Các biện pháp giảm thiểu tác động của gió vào cơng trình [4] ......................8
1.3. Mơ hình hố các tác động của gió ..........................................................................11
1.3.1. Đặc trưng tác động của gió ...........................................................................11
1.3.2. Giá trị đặc trưng ............................................................................................11
1.3.3. Các mơ hình ..................................................................................................12
1.3.4. Các đề tài đã nghiên cứu ứng dụng tiêu chu n vào Việt Nam ......................12
1.4. Thí nghiệm ống thổi khí động (Wind tunnel test) ..................................................12
CHƢƠNG 2. SO SÁNH LÝ THUYẾT TÍNH TỐN TẢI TRỌNG GIĨ LÊN
NHÀ CAO TẦNG THEO TIÊU CHUẨN VIỆT NAM, SINGAPORE VÀ

THÁI LAN....................................................................................................................15
2.1. Một số tiêu chu n về tính tốn tải trọng gió ...........................................................15
2.1.1. Tiêu chu n Việt Nam [1] ..............................................................................15
2.1.2. Tiêu chu n DPT 1311-50 ..............................................................................18


iv
2.1.3. Tiêu chu n SS EN 1991-1-4 .........................................................................26
2.2. Tác động của gió ....................................................................................................28
2.2.1. Áp lực gió lên bề mặt cơng trình ..................................................................28
2.2.2. Tải trọng gió ..................................................................................................29
2.2.3. Vận tốc và áp lực gió ....................................................................................30
2.3. Tổng hợp so sánh giữa các tiêu chu n tính tốn tải trọng gió ................................32
2.3.1. Dạng địa hình ................................................................................................32
2.3.2. Vận tốc gió cơ sở ..........................................................................................35
2.3.3. Thành phần tải trọng gió ...............................................................................39
2.3.4. Hạn chế của tiêu chu n TCVN 2737:1995 ...................................................40
CHƢƠNG 3. VÍ DỤ TÍNH TỐN .............................................................................41
3.1. Giới thiệu cơng trình tính tốn ...............................................................................41
3.1.1. Các thơng số kết cấu của cơng trình .............................................................42
3.2. Tính tốn tải trọng gió tác dụng vào cơng trình theo tiêu chu n TCVN
2737:1995 ......................................................................................................................44
3.2.1. Xác định vận tốc gió cơ bản .........................................................................44
3.2.2. Xác định vận tốc gió theo chiều cao .............................................................44
3.2.3. Xác định áp lực gió theo độ cao....................................................................44
3.2.4. Xác định giá trị tiêu chu n thành phần tĩnh của áp lực gió tác dụng lên
cơng trình .......................................................................................................................45
3.2.5. Xác định thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên cơng trình ...........45
3.3. Tính tốn tải trọng gió tác dụng vào cơng trình theo SS EN 1991-1-4 ..................48
3.3.1. Xác định vận tốc gió cơ bản .........................................................................48

3.3.2. Xác định hệ số vận tốc gió trung bình theo độ cao và dạng địa hình ...........48
3.3.3. Xác định hệ số áp lực theo độ cao ................................................................49
3.3.4. Xác định hệ số Cf ..........................................................................................50
3.3.5. Xác định hệ số kết cấu Cs và Cd ....................................................................50
3.4. Tính tốn tải trọng gió tác dụng vào cơng trình theo tiêu chu n DPT 1311-50 .....53
3.4.1. Xác định vận tốc gió cơ bản .........................................................................53
3.4.2. Xác định hệ số độ quan trọng đối với tải trọng gió Iw ..................................53
3.4.3. Xác định áp lực gió từ vận tốc gió ................................................................54
3.4.4. Xác định hệ số độ cao và địa hình Ce ...........................................................54
3.4.5. Xác định hệ số động Cg .................................................................................54
3.4.6. Xác định hệ số khí động Cp...........................................................................54
3.5. So sánh kết quả tính tốn ........................................................................................55


v
3.5.1. So sánh tải trọng gió tác dụng lên cơng trình tính theo TCVN 2737-1995,
SS EN 1991-1-4 và DPT 1311-50 .................................................................................55
3.5.2. So sánh chuyển vị ngang của cơng trình do tác động của gió ......................58
3.6. Nhận xét đánh giá ...................................................................................................61
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .....................................................................................63
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................64
PHỤ LỤC


vi

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Số bão và áp thấp nhiệt đới trên biển Đông từ 1928 đến 1980 ....................... 5
Bảng 2.1: Áp lực gió theo bản đồ phân vùng áp lực gió lãnh thổ Việt Nam ............... 15
Bảng 2.2: Hệ số độ quan trọng ..................................................................................... 19

Bảng 2.3: Vận tốc gió tiêu chu n và hệ số gió bão ....................................................... 21
Bảng 2.4: Loại địa hình và các thơng số địa hình ........................................................ 28
Bảng 2.5: Giá trị vận tốc gió tính trung bình trong 3 giây với chu kỳ lặp 20 năm theo
bản đồ phân vùng áp lực gió trên lãnh thổ Việt Nam.................................................... 30
Bảng 2.6: Giá trị vận tốc gió cơ bản vb tương ứng với các vùng áp lực gió trên lãnh thổ
Việt Nam........................................................................................................................ 31
Bảng 2.7: Thơng tin về phân loại dạng địa hình theo các tiêu chu n khác nhau .......... 32
Bảng 2.8: So sánh phân loại địa hình theo 3 tiêu chu n ................................................ 32
Bảng 2.9: Các nhóm phân dạng địa hình ....................................................................... 35
Bảng 2.10: Thơng số xác định vận tốc gió cơ sở theo các tiêu chu n........................... 36
Bảng 2.11: Áp lực gió tiêu chu n (W(20y,3’’,B) ứng với các vùng áp lực gió .................. 37
Bảng 2.12: Vận tốc gió tiêu chu n (v(20y,3’’,B) ứng với các vùng áp lực gió .................. 37
Bảng 2.13: Hệ số chuyển đổi gió 3s từ chu kỳ 20 năm sang các chu kỳ khác .............. 38
Bảng 2.14: Giá trị vận tốc gió cơ bản, áp lực gió quy đổi từ TCVN 2737:1995 sang SS
EN 1991-1-4, DPT 1311-50 .......................................................................................... 38
Bảng 3.1: Diaphragm ..................................................................................................... 43
Bảng 3.2: Các dạng dao động ........................................................................................ 44
Bảng 3.3: Tải trọng gió – TCVN 2737:1995; Phương X (Y) ....................................... 45
Bảng 3.4: Tải trọng gió – TCVN 2737:1995; Phương X (Y) ....................................... 48
Bảng 3.5: Tải trọng gió - SS EN 1991-1-4, phương Y.................................................. 53
Bảng 3.6: Tải trọng gió - DPT 1311-50; Phương X(Y) ................................................ 54
Bảng 3.7: So sánh tải trọng gió theo TCVN 2737-1995; SS EN 1991-1-4 - Phương Y
và DPT 1311-50............................................................................................................. 55
Bảng 3.8: So sánh Chuyển vị ngang do tải trọng gió tính theo TCVN 2737-1995; SS
EN 1991-1-4 - Phương Y và DPT 1311-50 ................................................................... 58


vii

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1: Lợi dụng địa hình để giảm bớt tác hại của gió, làm thay đổi tốc độ và hướng
gió [4] .............................................................................................................................. 8
Hình 1.2: Trồng cây và rào giậu để giảm bớt tốc độ gió [4] ........................................... 8
Hình 1.3: Hình dáng cơng trình đơn giản để bớt cản gió [4] .......................................... 9
Hình 1.4: Mái nghiêng 30o – 45o để giảm bớt tốc mái do áp lực âm [4]......................... 9
Hình 1.5: Kích thước các lỗ cửa ở các tường đối diện xấp xỉ bằng nhau [4] ................ 10
Hình 1.6: Đảm bảo cánh cửa đóng vừa lỗ cửa [4] ......................................................... 10
Hình 2.1: Bản đồ phân vùng áp lực gió lãnh thổ Việt Nam .......................................... 16
Hình 2.2: Phân vùng vận tốc gió tiêu chu n Thái Lan .................................................. 20
Hình 2.3: Hệ số áp lực bên ngoài, Cp và C*p cho các cơng trình mái bằng có chiều cao
lớn hơn chiều rộng ......................................................................................................... 25
Hình 2.4: Áp lực gió trên bề mặt ................................................................................... 29
Hình 2.5: Đồ thị chuyển vận tốc trung bình trong các khoảng thời gian ...................... 31
Hình 2.6: Đồ thị chuyển vận tốc trung bình trong các khoảng thời .............................. 37
Hình 3.1: Mặt bằng kết cấu điển hình ........................................................................... 41
Hình 3.2: Mơ hình Etabs 3D của cơng trình – ví dụ 3.2 ............................................... 42
Hình 3.3: Biểu đồ giá trị tiêu chu n tải trọng gió tính theo TCVN 2737-1995 ............ 56
Hình 3.4: Biểu đồ giá trị tiêu chu n tải trọng gió tính theo SS EN 1991-1-4 ............... 57
Hình 3.5: Biểu đồ giá trị tiêu chu n tải trọng gió tính theo DPT 1311-50 .................... 57
Hình 3.6: Biểu đồ so sánh giá trị tiêu chu n tải trọng gió tính theo TCVN 2737-1995,
SS EN 1991-1-4 và DPT 1311-50 ................................................................................. 58
Hình 3.7: Biểu đồ giá trị chuyển vị ngang theo TCVN 2737-1995 .............................. 59
Hình 3.10: Biểu đồ so sánh giá trị chuyển vị ngang theo TCVN 2737-1995, SS EN
1991-1-4 và DPT 1311-50 ............................................................................................. 61


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do lựa chọn đề tài

Việt Nam đang trong thời kỳ hội nhập thế giới, nền kinh tế mở gắn liền với sự
phát triển của khoa học kỹ thuật, nhu cầu phát triển nhà ở, khách sạn, chung cư…tăng
cao. Nhà cao tầng phát triển khắp các tỉnh, thành phố trong cả nước làm cho bộ mặt đô
thị ngày càng đổi mới không ngừng. Việc phát triển nhà cao tầng là một tất yếu hiện
nay để đáp ứng nhu cầu nhà ở do dân số tăng cao, diện tích đất xây dựng thiếu trầm
trọng và giá đất xây dựng tăng cao.
Khi thiết kế nhà cao tầng bên cạnh việc thiết kế kiến trúc người kỹ sư cần lưu ý
việc thiết kế kết cấu cho cơng trình, nó giữ vai trò quyết định đến khả năng chịu lực,
bền vững và ổn định cho cơng trình. Một trong những vấn đề mà người thiết kế cần
quan tâm đó là việc xác định tải trọng ngang (tải trọng gió tĩnh + gió động, động đất)
là yếu tố quyết định đến nội lực và chuyển vị của cơng trình.
Việc nghiên cứu một số tiêu chu n của một số nước Châu Á: Singapore, Thái
Lan và và đưa ra chỉ dẫn tính tốn chi tiết là rất cần thiết. Nhưng đây là một vấn đề
phức tạp, để hiểu và vận dụng cho đúng là rất khó khơng chỉ đối với các kỹ sư thiết kế
mà còn đối với cả các nhà khoa học nên cần có thời gian đầu tư nghiên cứu.
Vì vậy, tác giả chọn đề tài luận văn: “Tính tốn tải trọng gió tác dụng lên nhà
cao tầng theo tiêu chuẩn Việt Nam, Singapore và Thái lan” làm nội dung để nghiên
cứu. Hướng nghiên cứu này nhằm làm sáng tỏ vấn đề vận dụng các tiêu chu n:
Singapore, Việt Nam và Thái Lan để tính tốn tải trọng gió tác dụng lên nhà cao tầng
với các điều kiện tự nhiên đặc thù của Việt Nam.
2. Mục đích nghiên cứu của đề tài
- Nghiên cứu tính tốn tải trọng gió tác dụng lên nhà cao tầng theo các tiêu
chu n Việt Nam, Singapore và Thái Lan.
- So sánh kết quả tính tốn tải trọng gió tác dụng vào một nhà cao tầng cụ thể.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu là: Tải trọng gió tác dụng lên nhà cao tầng có chiều cao
trên 40m.
- Phạm vi nghiên cứu: Theo tiêu chu n của các nước Việt Nam, Singapore và
Thái Lan.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu

- Tìm hiểu các khái niệm về gió bão và ngun nhân hình thành.
- Nghiên cứu quy trình tính tốn tải trọng gió tác dụng lên nhà cao tầng theo các
tiêu chu n: Việt Nam (TCVN 2737:1995 và TCXD 229:1999), Singapore (SS EN


2
1991-1-4:2009), Thái Lan (DPT 1311-50). Phân tích so sánh quan điểm tính tốn và số
liệu tính tốn giữa các tiêu chu n.
- Áp dụng tính tốn tải trọng gió lên một cơng trình nhà cao tầng theo các tiêu
chu n trên.
5. Nội dung nghiên cứu
- Tìm hiểu các khái niệm về gió bão, ngun nhân hình thành gió và các số liệu
thống kê về gió bão ở Việt Nam.
- Tìm hiểu một số giải pháp làm giảm thiểu tác hại của gió bão.
- Tìm hiểu tiêu chu n về tính tốn tải trọng gió tác dụng vào cơng trình của một
số nước trên thế giới.
- Tìm hiểu các tiêu chu n: Singapore, Thái Lan và đưa ra quy trình tốn tốn tải
trọng gió tác dụng lên nhà cao tầng xây dựng ở Việt Nam theo quan điểm của các tiêu
chu n nêu trên với các bổ sung thay thế phù hợp với điều kiện khí hậu đặc thù của Việt
Nam.
- Ví dụ tính tốn tải trọng gió tác dụng vào một nhà cao tầng cụ thể theo các
tiêu chu n nêu trên và so sánh kết quả tính tốn.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Giúp cho người nghiên cứu, thiết kế có thể hệ thống một cách tường minh về lý
thuyết tính tốn khả năng chịu tải trọng gió (tải trọng tỉnh và động theo ngang nhà) theo
các tiêu chu n.
- Giúp cho người thiết kế có thể dễ dàng ứng dụng vào cơng tác tính tốn, thiết kế
kết cấu các cơng trình cao tầng chịu tải trọng gió theo một số tiêu chu n của Châu Á.
7. Bố cục luận văn
Mở đầu

Chương 1: Tổng quan về gió.
Chương 2: So sánh lý thuyết tính tốn tải trọng gió lên nhà cao tầng theo tiêu
chu n Việt Nam, Singapore và Thái Lan
Chương 3: Ví dụ tính toán
Kết luận và Kiến nghị


3

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ GIĨ
1.1. Tổng quan về gió
1.1.1. Khái niệm, ngun nhân hình thành và phân loại
Gió là một hiện tượng trong tự nhiên hình thành do sự chuyển động của khơng
khí. Ngun nhân hình thành gió là do bề mặt trái đất tiếp nhận sự chiếu sáng, đốt
nóng của mặt trời khơng đều, sẽ có nhiệt độ khơng đều. Sự chênh lệch nhiệt độ giữa
các vị trí gây nên sự chênh lệch về khí áp, ở nơi có nhiệt độ gia tăng, khơng khí nóng
lên (hạ áp) và bị khơng khí lạnh (áp suất lớn) ở xung quanh dồn vào, đ y lên cao, tạo
thành dòng thăng. Dòng thăng này làm hạ khí áp tại nơi đó, khơng khí lạnh ở vùng
xung quanh di chuyển theo chiều nằm ngang đến thay thế cho lượng khơng khí đã bị
bay lên vì nóng, tạo thành gió ngang. Quy luật tự nhiên là khơng khí thường xun
chuyển động theo cả chiều nằm ngang và thẳng đứng. Khơng khí di chuyển theo chiều
nằm ngang càng mạnh thì gió thổi càng lớn.
Bão là một xốy khí có đường kính lớn (tới vài trăm km). Nguyên nhân hình
thành bão là do trên các đại dương nhiệt đới, ở vùng gần xích đạo, mặt biển bị đốt
nóng (trên 170), nước bốc hơi mạnh và tạo thành vùng khí áp rất thấp, khơng khí lạnh
hơn ở xung quanh lùa tới, bị đốt nóng và bay lên. Quá trình này tiếp diễn liên tục, hơi
nước bốc lên cao, gặp lạnh và ngưng tụ lại, nhiệt lượng toả ra do ngưng hơi rất lớn, lại
làm cho hơi nước bốc lên mạnh hơn. Đó là tiềm năng ni dưỡng và phát triển bão.
Khối khí lạnh từ bán cầu tràn về phía xích đạo, trái đất lại đang quay quanh trục của

nó. Điều này làm cho dịng khí xốy mãnh liệt hơn, và cơn bão được hình thành.
Trong quá trình phát triển chu kì của mỗi cơn bão được phân chia thành các giai đoạn
như sau:
- Nhiễu động nhiệt đới: Giai đoạn hình thành, khi khí hậu khơng ổn định và
nhiễu loạn.
- Xoáy tụ nhiệt đới: Bắt đầu một chuyển động khép kín qua các đại dương
(ngược chiều kim đồng hồ ở Bắc bán cầu và cùng chiều kim đồng hồ ở Nam bán cầu).
Năng lượng của nó được thu từ hơi nước biển ấm có nhiệt độ cao hơn 170C.
- Áp thấp nhiệt đới: Là xoáy tụ nhiệt đới mạnh và rộng hơn, với vận tốc gió
trung bình đến 17m/s.
- Bão nhiệt đới: Là áp thấp nhiệt đới mạnh và rộng hơn, với vận tốc gió trung
bình đến 33m/s.
- Bão lớn (cuồng phong): Là bão nhiệt đới rất mạnh, với vận tốc gió trung bình
lớn hơn 33m/s, trong đó có những cơn gió mạnh vận tốc cịn lớn hơn nhiều.


4
- Giai đoạn bão tan: Khi vận tốc gió giảm, đồng thời với việc gia tăng áp lực
khí quyển.
Lốc là một hiện tượng khí tượng đặc biệt. Một vùng khí quyển hẹp có áp suất
đột ngột giảm, nảy sinh sự đối lưu của các dịng khí ở các vùng xung quanh, tạo nên
dịng xốy có đường kính từ vài chục mét đến vài km, di chuyển ngang trong khoảng
vài chục ki-lơ-mét. Sức gió ở vùng xa tâm thì nhỏ nhưng càng vào trong xốy càng
mạnh lên, ở giữa thì hình thành một cái lõi (vòi rồng). Lốc thường xuất hiện bất ngờ,
có thể ở bất kỳ nơi nào (đồng bằng, trung du, miền núi) chứ không nhất thiết là ở biển
như bão, nhưng vận tốc gió thì rất mạnh và đột ngột lên tới 70 đến 80m/s (252 đến
288km/h). Với sức mạnh như vậy, lốc như một vòi rồng hút theo mọi thứ mà nó gặp
trên đường đi: đất, nước, vật liệu, xe cộ, người, mọi đồ vật… Trừ các cơng trình được
xây dựng đặc biệt, nói chung các cơng trình xây dựng thơng thường khơng chịu được
lốc.

Bão và lốc khác nhau ở điều kiện hình thành, sức mạnh và đặc tính tác dụng
nhưng bản chất của gió bão và gió lốc thì giống nhau: đều là gió mạnh và có đầy đủ
các đặc tính tác dụng của gió. Do vậy tác dụng của gió bão và gió lốc lên cơng trình là
như nhau nên trong thực tế người ta thường gọi chung đó là tác dụng của gió.
Gió đặc trưng bởi hướng và vận tốc. Chiều di chuyển của dịng khí tạo thành
hướng gió: gọi theo tên nơi xuất phát có 16 hướng gió tương ứng với 16 phương vị địa
lý.
Vận tốc gió là vận tốc di chuyển của dịng khí qua một điểm nhất định. Có thể
biểu thị vận tốc gió theo các đơn vị khác nhau như ngành hàng hải và hàng khơng tính
bằng hải lý/giờ. Khi dùng đơn vị SI vận tốc gió tính bằng đơn vị m/s hoặc km/h.
Trên địa cầu có ba loại gió chính là: Gió Tín Phong, gió Tây Ơn Đới, gió Đơng
Cực. Gió Tín Phong thổi từ đai cao áp 30 độ B-N đến đai áp thấp 0 độ (xích đạo), gió
Tây ơn Đới thổi từ đai cao áp 60 độ B-N về 90 độ B-N, cịn gió Đơng Cực thổi từ đai
cao áp 90 độ B-N đến Vòng Cực B-N.
Do sự vận động tự quay của trái đất, gió Tín Phong và gió Tây Ơn Đới khơng
thổi thẳng theo hướng kinh tuyến mà hơi lệch về phía tay phải ở nửa cầu Bắc và về
phía tay trái ở nửa cầu Nam (nếu nhìn xi theo chiều gió thổi) theo Lực Coriolis. Tín
Phong và gió Tây Ơn Đới tạo thành hai hồn lưu khí quyển quan trọng nhất trên bề
mặt Trái Đất. Gió có nhiều cường độ khác nhau, từ mạnh đến yếu. Nó có thể có vận
tốc từ trên 1km/h cho đến gió trong tâm các cơn bão có vận tốc khoảng 300km/h.
Việt Nam nằm trong khu vực Đông Nam Á. Trải dài trên 15 vĩ tuyến của vành
đai nhiệt đới bán cầu Bắc. Bờ biển Việt Nam tiếp cận biển Đông, một bộ phận của ổ
bão Tây Bắc Thái Bình Dương. Khi mới về bão và áp thấp nhiệt đới ảnh hưởng đến


5
Việt Nam, trước hết phải nói đến những hoạt động của chúng trên biển Đông.
1.1.2. Tần suất bão trên biển Đơng
Trung bình mỗi năm có 12 cơn bão và Áp thấp nhiệt đới hoạt động trên biển
Đông, năm nhiều nhất có tới 18 cơn bão (1961, 1964, 1973, 1974), năm ít nhất cũng có

4 cơn bão (1969).
Bão và áp thấp nhiệt đới hoạt động trên biển Đông bao gồm những cơn hình
thành tại chỗ và những cơn di chuyển từ Thái Bình Dương vào. Trung bình trong 100
cơn bão hoạt động trên biển Đơng có khoảng 45 cơn bão sinh ra tại đây và 55 cơn bão
từ Thái Bình Dương di chuyển vào.
Bảng 1.1: Số bão và áp thấp nhiệt đới trên biển Đơng từ 1928 đến 1980
Tháng
Áp

Tổng
số

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

2

0

1

2

2

16

18

38

21

11

9

3

thấp Trung
0.04
bình

Bão

Bão

Tổng
số

3

0.02 0.04 0.04 0.31 0.35 0.74 0.42 0.22 0.18 0.06
1

2

6

27

23

76

71

103

80

65

31

Trung
0.06 0.02 0.04 0.12 0.53 0.45 1.48 1.39 2.01 1.56 1.27 0.60
bình
Tổng
số

và áp
Trung
thấp
bình

5

1

3

8

29

39

94

109 124

91

74

34

0.1 0.02 0.06 0.16 0.57 0.76 1.83 2.13 2.43 1.78 1.45 0.66

Bão và áp thấp nhiệt đới hoạt động trên biển Đơng nhiều nhất vào tháng 8 và
tháng 9; ít nhất vào tháng 2, tháng 3. Song khơng có tháng nào là khơng có bão.
Nếu quy định mùa bão gồm những tháng có số bão trung bình đạt từ 8% số bão
trung bình hàng năm trở lên thì mùa bão ở biển Đông diễn ra từ tháng 7 đến tháng 11,
nghĩa là muộn hơn mùa bão Tây Bắc Thái Bình Dương.
1.1.3. Hướng di chuyển và dạng đường đi của bão trên biển Đơng
Hướng di chuyển trung bình của bão trên biển Đơng tương đối đơn giản: ở nửa
phía Nam biển Đông, bão di chuyển chủ yếu theo hướng Tây, đổ bộ vào khu vực
Trung Trung Bộ hoặc Nam Trung Bộ; trong khi ở nửa phía Bắc, bão di chuyển chủ
yếu theo hướng Tây Tây - Bắc đến Tây – Bắc đổ bộ vào bờ biển Bắc Trung Bộ, bờ
biển Bắc Bộ. Một chi tiết đáng quan tâm là hướng bão trung bình ở khu vực phía Nam
đảo Hải Nam hơi lệch trái so với các điểm xung quanh.


6
1.1.4. Mật độ bão và mùa bão ở Việt Nam
Mật độ bão ở mỗi khu vực là tổng mật độ bão và áp thấp nhiệt đới của các tỉnh,
trong đó mật độ bão của mỗi tỉnh là tỷ số giữa số cơn bão và áp thấp nhiệt đới trung
bình năm với chiều dài bờ biển tính bằng kinh tuyến. Việt Nam được phân làm 4 khu

vực:
- Khu vực 1: Từ Quảng Ninh đến Thanh Hóa có trị số mật độ bão và áp thấp
nhiệt đới trung bình là 0.97, trong đó Hải Phịng có mật độ rất cao (1.70), ngược lại
Thái Bình có mật độ rất thấp (0.30).
- Khu vực 2: Từ Nghệ An đến Quảng Bình có mật độ bão và áp thấp nhiệt đới
trung bình là 0.57, chỉ kém khu vực 1 trong đó Hà Tĩnh thấp nhất (0.40), Quảng Bình
cao nhất (0.72).
- Khu vực 3: Từ Quảng Trị đến Ninh Thuận có mật độ bão và áp thấp nhiệt đới
trung bình là 0.40, thấp hơn các khu vực phía Bắc, trong đó Khánh Hịa thấp nhất
(0.30), Ninh Thuận cao nhất (0.67).
- Khu vực 4: Từ Bình Thuận vào Nam Bộ có mật độ bão và áp thấp nhiệt đới
trung bình là 0.07, thấp nhất trong cả nước.
Mùa bão ở Việt Nam là từ tháng 6 đến tháng 11. Khu vực 1 có mùa bão từ
tháng 6 đến tháng 9, bão nhiều nhất là trong tháng 8. Khu vực 2 có mùa bão từ tháng 7
đến tháng 10, bão nhiều nhất là trong tháng 10. Khu vực 3 có mùa bão diễn ra phức
tạp: từ tháng 3 đến tháng 6 có bão lác đác, sang tháng 7, tháng 8 ít hẳn đi và đến tháng
10, tháng 11 bão nhiều lên và kéo dài cho đến tháng 12. Khu vực 4, bão và áp thấp
nhiệt đới chủ yếu xảy ra trong hai tháng 10 và 11.
1.1.5. Tính chất, đặc điểm của gió
Gió được hình thành là do sự khác biệt về nhiệt độ của khí quyển, do sự tự quay
của Trái Đất và do sự nóng lên khơng đồng đều của các lục địa và đại dương.
Gió có thể di chuyển rất nhẹ nhàng ở mức khó có thể cảm nhận được hoặc nó
có thể thổi quá mạnh và nhanh chóng. Tốc độ đi và phạm vi ảnh hưởng của gió là
khơng đồng nhất giữa các khu vực, nó phụ thuộc vào vị trí địa lý và điều kiện địa hình.
Gió có một đặc điểm rất quan trọng là ảnh hưởng đến các vật xung quanh:
- Gió tác động đến sự vận động của biển như: Hiện tượng tạo sóng (sóng là một
trong sự vận động của biển).
- Một số loài cây cũng phát tán quả và hạt nhờ gió như: Hoa bồ cơng anh, hạt
trâm bầu...
Gió thường có lợi cho con người. Nó có thể làm quay các cánh quạt của các cối

xay gió giúp chúng ta tạo ra nguồn điện, đ y thuyền buồm, thả diều… Nó là một trong
những nguồn năng lượng sạch. Nhưng đôi khi gió lại có hại cho đời sống của con


7
người. Đó là trong các cơn bão, gió có vận tốc cao dễ làm ngã đổ cây cối, cột đèn, làm
tốc mái nhà… gây thiệt hại nghiêm trọng đối với cơ sở vật chất, sức khỏe và tính mạng
của con người.
Thời điểm xuất hiện và tốc độ gió là khơng tuân theo quy luật, gió có thể xuất
hiện tại một thời điểm và hướng bất kỳ với tốc độ mạnh yếu khác nhau.
1.2. Tác động của gió vào cơng trình và các biện pháp giảm thiểu
1.2.1. Tác động của gió vào cơng trình
Gió thổi gây áp lực lên mọi vật cản trên đường đi của nó, gọi là áp lực gió. Áp
lực này tỷ lệ với bình phương vận tốc gió. Theo thời gian, vận tốc gió ln ln thay
đổi gây nên sự mạch động của gió. Vì thế gió bão gây áp lực lớn lên cơng trình, rất
nguy hiểm và có sức phá hoại rất lớn.
Khi gió thổi vượt qua một cơng trình thì tất cả các vùng của cơng trình đó đều
chịu một áp lực nhất định. Phía đón gió xuất hiện áp lực trội đập trực tiếp vào mặt đón;
ở phía sau cơng trình, phía khuất gió và ở bên hơng (mặt bên) cơng trình xuất hiện áp
lực âm do gió hút.
Trạng thái biến đổi của dịng thổi qua cơng trình phụ thuộc chủ yếu vào tỷ lệ
các kích thước của các mặt để tạo thành hình khối, vào thể loại và trạng thái bề mặt
cơng trình. Trạng thái dịng thổi cịn phụ thuộc vị trí tương đối của cơng trình so với
các cơng trình lân cận và cảnh quan khu vực (bờ cao, sườn dốc, núi đồi, thung lũng…).
Trạng thái này ảnh hưởng đến góc tới của dịng thổi, làm thay đổi cả định tính, định
lượng của áp lực gió lên cơng trình.
Dưới tác dụng của tải trọng gió, các cơng trình cao, mềm, độ thanh mảnh lớn sẽ
có dao động. Tuỳ theo phân bố độ cứng của cơng trình mà dao động này có thể theo
phương bất kỳ trong không gian. Thông thường chúng được phân tích thành hai
phương chính: Phương dọc và phương ngang luồng gió, trong đó dao động theo

phương dọc luồng gió là chủ yếu. Với các cơng trình thấp, dao động này là khơng
đáng kể; Nhưng với các cơng trình cao khi dao động sẽ phát sinh lực quán tính làm
tăng thêm tác dụng của tải trọng gió.
Tác dụng của gió lên cơng trình bị chi phối chủ yếu bởi vận tốc và hướng thổi
của nó. Vì vậy mọi tham số làm biến đổi hai yếu tố này sẽ làm ảnh hưởng đến trị số và
hướng của tác dụng. Các thông số này có thể chia làm 3 nhóm chính sau đây:
- Nhóm các thơng số đặc trưng cho tính ngẫu nhiên của tải trọng: Vận tốc, độ
cao, xung áp lực động.
- Nhóm các thơng số đặc trưng cho địa hình: Độ nhám mơi trường mà gió đi
qua, loại địa hình, mức độ che chắn.
- Nhóm thơng số đặc trưng của bản thân cơng trình: Hình khối cơng trình và


8
hình dạng bề mặt đón gió; các yếu tố ảnh hưởng của dao động riêng (chu kỳ, tần số,
giá trị, khối lượng và cách phân bố khối lượng, dạng và độ tắt dần của dao động).
1.2.2. Các biện pháp giảm thiểu tác động của gió vào cơng trình [4]
Các giải pháp kỹ thuật nhằm phòng ngừa và giảm nhẹ các thiệt hại do tác động
của gió bão và lốc xốy gây ra cho cơng trình xây dựng trong các vùng bị ảnh hưởng
của thiên tai. Các giải pháp kỹ thuật cho nhà bao gồm các mặt từ quy hoạch, kiến trúc,
kết cấu, vật liệu đến thi công.
1.2.2.1. Các giải pháp quy hoạch
- Khi chọn địa điểm xây dựng, nên chú ý lợi dụng địa hình, địa vật để chắn gió
bão cho cơng trình. Làm nhà tập trung thành từng khu vực, bố trí các nhà nằm so-le
với nhau để giảm thiểu ảnh huởng của gió bão. Trồng cây thành rào lũy, xây tường
chắn để làm đổi hướng hoặc cản bớt tác dụng của gió.
- Cần tránh làm nhà tại các nơi trống trải, giữa cánh đồng, ven làng, ven sông,
ven biển, trên đồi cao hoặc giữa 2 sườn đồi .... Tránh bố trí các nhà thẳng hàng, dễ tạo
túi gió hoặc luồng xốy nguy hiểm.

Hình 1.1: Lợi dụng địa hình để giảm bớt tác hại của gió, làm thay đổi tốc độ và hướng
gió [4]

Hình 1.2: Trồng cây và rào giậu để giảm bớt tốc độ gió [4]
1.2.2.2. Các giải pháp kiến trúc


9
- Kích thước nhà phải hợp lý, tránh nhà mảnh và dài. Đơn giản nhất là mặt bằng
hình vng và hình chữ nhật có chiều dài khơng lớn hơn 2,5 lần chiều rộng.
- Hình dáng ngơi nhà cần giản đơn, tránh lồi ra lõm vào. Bố trí mặt bằng các bộ
phận cần hợp lý, tránh mặt bằng có thể tạo túi hứng gió như mặt bằng hình chữ L, chữ
T và chữ U…
- Độ dốc mái cao (30o – 45o), để giảm bớt tốc mái do áp lực âm. Tránh những
hình dạng mái nhà có thể tạo dịng rối cục bộ. Mái góc, mái viền tránh chìa q rộng.
Nên sử dụng mái hiên rời nhằm giảm sự chìa ra của mái.
- Cửa trước cửa sau, kích thước xấp xỉ bằng nhau. Cửa đóng khít, vừa, đủ then,
đủ chốt, ngăn ngừa gió lay.

Hình 1.3: Hình dáng cơng trình đơn giản để bớt cản gió [4]

Hình 1.4: Mái nghiêng 30o – 45o để giảm bớt tốc mái do áp lực âm [4]


10

Hình 1.5: Kích thước các lỗ cửa ở các tường đối diện xấp xỉ bằng nhau [4]

Hình 1.6: Đảm bảo cánh cửa đóng vừa lỗ cửa [4]
1.2.2.3. Các giải pháp kết cấu cơng trình

* Giải pháp chung:
- Làm đổi hướng hoặc cản bớt tác dụng của gió.
- Chống đổ ngang, đổ dọc, đổ xiên.
- Chống tốc một phần hoặc bay cả mái.
- Chống đổ do xoắn.
- Chống đổ do mất ổn định tổng thể.
* Các yêu cầu kỹ thuật chung:
- Về tổng thể phải có liên kết chặt chẽ, liên tục cho các kết cấu từ mái tới móng
theo cả 2 phương: Phương ngang và phương thẳng đứng.
- Ưu tiên hệ kết cấu gồm cột và dầm tạo ra một lưới khơng gian có độ cứng tốt.
Hệ kết cấu càng đơn giản, càng rõ ràng càng tốt.
- Nên dùng cột chống đứng bên trong nhà và những vùng mở rộng.
- Kiểm tra các nhịp lớn và các phần công - sơn.
- Khoảng cách giữa các thanh xà gồ, kèo trên khung mái phải hợp lý.


11
- Tăng cường kết cấu xung quanh những phòng quan trọng, địi hỏi an tồn
nhất, có thể làm chỗ trú n cho những người đang có mặt trong khi x y ra thiên tai.
* Các giải pháp nhằm làm giảm giá trị thành phần tĩnh của tải trọng gió:
- Giảm mức độ phức tạp của mặt đón gió, nhằm giảm hệ số khí động Cx cho
các mặt ngồi. Khi mặt ngồi nhiều ơ - văng, lơ - gia, ban - công… Các lồi lõm thô ráp
này sẽ gây hiện tượng gió lồng, gió xốy tại các góc chuyển hướng, áp lực gió sẽ tăng
đột biến.
- Vị trí cơng trình cao khơng nên đặt ở nơi có độ dốc q lớn, địa hình sườn dốc
sẽ làm hệ số k tăng lên. Trong điều kiện có thể nên chọn vị trí bằng phẳng hơn hoặc
thoải hơn.
* Các giải pháp nhằm giảm giá trị thành phần động của tải trọng gió:
- Hữu hiệu nhất là tìm cách làm giảm khối lượng và phân bố khối lượng hợp lí
để giảm giá trị lực quán tính sinh ra khi dao động.

- Giảm trọng lượng kết cấu: Chọn vật liệu có cường độ cao, khả năng chịu lực
lớn (thép, bê tông mác cao…)
- Giảm trọng lượng vật liệu kiến trúc: Tường ngăn, tường bao, gạch lát, cửa,
cầu thang, các vật liệu kiến trúc khác, dùng tường mỏng hơn, sử dụng vật liệu tường
nhẹ hơn…
- Lựa chọn hình dáng cơng trình hợp lý: Sao cho diện tích mặt đón gió và khối
lượng càng lên cao càng giảm dần. Cơng trình thon dần, sẽ có mặt đón gió giảm dần,
giá trị của thành phần tĩnh của tải gió càng lên cao càng nhỏ. Đồng thời biên độ và hệ
số động lực trong bài toán dao động riêng cũng nhỏ hơn, dao động tắt nhanh hơn và vì
vậy thành phần động sẽ bé hơn.
1.3. Mơ hình hố các tác động của gió
1.3.1. Đặc trưng tác động của gió
Các tác động của gió được đặc trưng bởi một tập hợp của các áp lực đơn hoặc
lực tương đương với lực tác động cực hạn của gió hỗn loạn.
Ngoại trừ trường hợp có ghi chú riêng, tác động của gió nên được phân loại là
các tác động thay đổi.
1.3.2. Giá trị đặc trưng
Tác dụng của gió lên cơng trình bị chi phối chủ yếu bởi vận tốc và hướng của
nó; Vì vậy mọi tham số làm biến đổi hai yếu tố này sẽ làm ảnh hưởng đến trị số và
hướng của tác dụng. Các thơng số ảnh hưởng này có thể chia làm 3 nhóm chính sau
đây:
+ Nhóm các thơng số đặc trưng cho tính ngẫu nhiên của tải trọng: Vận tốc, độ
cao, xung.


12
+ Nhóm các thơng số đặc trưng cho địa hình: Độ nhám mơi trường mà gió đi
qua (loại địa hình, mức độ che chắn…).
+ Nhóm thơng số đặc trưng cho tính chất động lực của bản thân cơng trình: Các
yếu tố về chu kỳ, tần số của dao động riêng, khối lượng và cách phân bố khối lượng,

dạng dao động, độ tắt dần của dao động, hình khối cơng trình và hình dạng bề mặt đón
gió.
Chú ý: Tất cả các hệ số hoặc mơ hình để tính tốn tác động gió từ những giá trị
cơ bản, được chọn sao cho xác suất của hành động gió tính khơng vượt q quy định
của các giá trị cơ bản.
1.3.3. Các mơ hình
Các tác động của gió lên kết cấu (tức là phản ứng của cấu trúc), phụ thuộc vào
hình dạng, kích thước và tính chất động của cấu trúc. Phần này bao gồm các phản ứng
động do gió chuyển động hỗn loạn cộng hưởng với một hình thức rung động cơ bản
cùng gió. Các phản ứng của các cấu trúc nên được tính từ áp lực vận tốc cao điểm.
Phản ứng Aeroelastic cần được xem xét cho các cấu trúc linh hoạt, chẳng hạn
như dây cáp, cột buồm, ống khói và cầu.
1.3.4. Các đề tài đã nghiên cứu ứng dụng tiêu chuẩn vào Việt Nam
Ở Việt Nam các luận văn cũng như các đề tài nghiên cứu về tiêu chu n “Tải
trọng và tác động” của các nước trên thế giới còn rất hạn chế, đặc biệt là chỉ dẫn về
tính tốn tải trọng do gió. Hệ thống tiêu chu n EUROCODE đang được Bộ Xây dựng
chủ trương nghiên cứu để áp dụng vào Việt Nam. Bản EUROCODE 8 (Design of
structures for earthquake resistance) đã được chuyển dịch và chính thức đưa vào áp
dụng trong hệ thông tiêu chu n Việt Nam hiện hành từ năm 2006. Còn các tiêu chu n
của một số nước khu vực ASEAN mà đặc biệt là tiêu chu n: Tiêu chu n DPT Standard
1311-50 (viết tắt DPT 1311-50) và tiêu chu n SS EN 1991-1-4:2009-Eurocode 1 (viết
tắt SS EN 1991-1-4) chưa được nghiên cứu để áp dụng tính tốn vào cơng trình nhà
nhiều tầng ở Việt Nam.
1.4. Thí nghiệm ống thổi khí động (Wind tunnel test)
Xác định tải trọng gió lên cơng trình bằng thí nghiệm trong ống thổi khí động
có nhiều ý nghĩa trong nghiên cứu và thiết kế. Công tác này sẽ giúp phát hiện được các
hiện tượng mất ổn định khí động và một số hiện tượng khác do gió gây ra mà khi tính
tốn bằng tiêu chu n sẽ khó hoặc khơng thực hiện được. Ngồi ra, cơng tác này cịn có
nhiều ý nghĩa trong việc giảm giá thành của cơng trình xây dựng vì tải trọng gió lên
cơng trình khi xác định bằng thí nghiệm trong ống thổi khí động thường nhỏ hơn

khoảng 15% so với tải trọng khi xác định bằng tiêu chu n. Trong các công đoạn quan
trọng và có ảnh hưởng rất lớn đến kết quả thí nghiệm. Vì vậy trong thí nghiệm ống


13
thổi khí động cần đảm bảo các điều kiện sau:
- Đảm bảo điều kiện tương tự về phân bố theo chiều cao của vận tốc gió: Sự
phân bố theo chiều cao của vận tốc gió thực và của vận tốc trong ống thổi khí động
phải tương tự như nhau.

V (z )

V10

z
10

(1.1)

Trong đó:
V (z): Vận tốc gió trung bình ở độ cao z;

Vận tốc gió trung bình ở độ cao 10m;
α: Hệ số mũ.

V

10 :

- Đảm bảo điều kiện tương tự về sự phân bố của độ rối lv, lu, lw: Sự phân bố độ

rối của vận tốc gió thực và của vận tốc gió trong ống thổi khí động phải tương tự như
nhau.
(lv)thuc = (lv)mohinh

(1.2)

(lu)thuc = (lu)mohinh

(1.3)

(lw)thuc = (lw)mohinh

(1.4)

Với: lv = ζv/.V .

(1.5)

lu = ζu/V

(1.6)

lw = ζw/V

(1.7)

Trong đó:
ζv, ζu, ζw: Độ lệch chu n của vận tốc gió theo phương v,u,w (phương dọc,
phương ngang, phương thẳng đứng của ống thổi khí động);
V : Vận tốc gió trung bình dọc trong ống thổi khí động tại vị trí đặt mẫu thí

nghiệm;
- Phổ năng lượng của vận tốc gió: Phổ năng lượng của vận tốc gió thực và của
vận tốc gió trong ống thổi khí động phải tương tự như nhau.

4

n.Sv (n )
2
v

1

nlv
V

70, 8

nlv
V

5/6

(1.8)


14
Trong đó:
n: Tần số;
Sv(n): Hàm mật độ phổ cho V(t);

lv: Tỷ lệ chiều dài độ rối.
- Mơ hình thí nghiệm và địa hình xung quanh sẽ được mơ phỏng như đúng như
thực tế.
- Diện tích chắn gió của mơ hình phải nhỏ hơn 8% diện tích mặt cắt ngang của
ống thổi khí động, trừ trường hợp có điều chỉnh kết quả, để tránh hiện tượng blockage
(nếu diện tích chắn gió của mơ hình lớn q sẽ làm sai kết quả đo).
- Gradient áp lực gió dọc trong khu vực thí nghiệm cần được kể đến.
- Các ảnh hưởng của số Revnolds đối với áp lực và các lực phải được giảm
thiểu.
- Các tính năng của thiết bị đo phải đáp ứng các u cầu của từng thí nghiệm.
Tóm lại: Thí nghiệm ống thổi khí động nhằm phục vụ rất nhiều cho công tác
nghiên cứu và thiết kế. Tùy theo yêu cầu của thí nghiệm mà chúng ta áp dụng loại mơ
hình thích hợp và đối với từng loại mơ hình sẽ có các u cầu khác nhau. Thí nghiệm
ống thổi khí động thích hợp để tính chính xác thành phần động của gió, xác định hệ số
áp lực bên ngồi tác động lên các tấm tường của các tòa nhà có hình học lệch rõ rệt so
với hình dạng phổ biến đã có sẵn thơng tin.


15

CHƢƠNG 2
SO SÁNH LÝ THUYẾT TÍNH TỐN TẢI TRỌNG GIĨ LÊN NHÀ CAO
TẦNG THEO TIÊU CHUẨN VIỆT NAM, SINGAPORE VÀ THÁI LAN
2.1. Một số tiêu chuẩn về tính tốn tải trọng gió
2.1.1. Tiêu chuẩn Việt Nam [1]
Tiêu chu n hiện hành về tính tốn tải trọng gió ở Việt Nam đang được áp dụng
là tiêu chu n TCVN 2737:1995 Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế (viết tắt
TCVN 2737:1995). Theo đó, tải trọng do gió được phân làm hai thành phần là thành
phần tĩnh và thành phần động.
2.1.1.1. Thành phần tĩnh

Giá trị tiêu chu n thành phần tĩnh của tải trọng gió ở độ cao z so với mốc chu n
được xác định theo (5) [1]
W = Wo.k.c

(2.1)

Trong đó:
- W0: giá trị áp lực gió theo bản đồ phân vùng.
- k: hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao và dạng địa hình xác
định theo Bảng 5 [1] hoặc theo (A.23) [1]
- c: hệ số khí động, xác định theo Bảng 6 [1]
- Hệ số tin cậy của tải trọng gió lấy bằng 1,2.
Giá trị áp lực gió Wo được xác định theo Bảng 4 [1] theo đó lãnh thổ Việt Nam
được phân ra làm 05 vùng áp lực gió như trong Bảng 2.1. Chi tiết phân vùng áp lực gió
trên lãnh thổ Việt Nam theo các địa danh xem trong Phụ lục A.
Bảng 2.1: Áp lực gió theo bản đồ phân vùng áp lực gió lãnh thổ Việt Nam
Vùng áp lực gió
W0 (daN/m2)

I

II

III

IV

V

65

95

125

155

185


16

Hình 2.1: Bản đồ phân vùng áp lực gió lãnh thổ Việt Nam
Đối với nhà và các cơng trình được xây dựng tại các vùng có địa hình phức tạp
(hẻm núi, giữa các núi song song, các cửa đèo…), giá trị áp lực gió Wo được xác định
theo (6) [1]:
W0 = 0.0613.v02

(2.2)

Trong đó vo là vận tốc gió ở độ cao 10m so với mốc chu n (vận tốc trung bình
trong khoảng thời gian 3 giây, bị vượt trung bình 1 lần trong vòng 20 năm) tương ứng
với dạng địa hình B tính theo đơn vị m/s.
2.1.1.2. Thành phần động
Theo mục 1.2 [2], khi xác định áp lực mặt trong Wi cũng như khi tính tốn nhà
nhiều tầng có chiều cao dưới 40m, hoặc nhà công nghiệp 1 tầng cao dưới 3.6m với tỷ
số độ cao trên nhịp nhỏ hơn 1.5, xây dựng ở địa hình dạng A và B (địa hình trống trải
và tương đối trống trải theo điều 6.5 [1] thì khơng cần tính đến thành phần động của tải
trọng gió.
Thành phần động của tải trọng gió được xác định theo các phương tương ứng

với phương tính tốn thành phần tĩnh của tải trọng gió. Thành phần động của tải trọng
gió tác dụng lên cơng trình là do lực xung của vận tốc gió và qn tính cơng trình gây
ra. Giá trị của lực này được xác định trên cơ sở thành phần tĩnh của tải trọng gió nhân
với các hệ số có kể đến ảnh hưởng lực do xung của vận tốc gió và qn tính của cơng
trình.
Giá trị tiêu chu n thành phần động của tải trọng gió Wp ở độ cao z được xác
định như sau:
* Đối với cơng trình và các bộ phận kết cấu có tần số dao động riêng cơ bản f1
(Hz) lớn hơn giá trị giới hạn của tần số dao động riêng fL quy định trong điều 6.14 [1]
được xác định theo công thức sau: