SO SÁNH PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG GIÓ TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG THEO TIÊU CHUẨN ASCE 7-2010 VÀ TCVN 2737-1995. LUẬN VĂN THẠC SĨ

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN MINH ĐĂNG

---------------------------------------

NGUYỄN MINH ĐĂNG

SO SÁNH PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG GIÓ
KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH
DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP

TÁC DỤNG LÊN CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG
THEO TIÊU CHUẨN ASCE 7-2010 VÀ TCVN 2737-1995

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

KHỐ 2016
Đà Nẵng – Năm 2018


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
---------------------------------------

NGUYỄN MINH ĐĂNG

SO SÁNH PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG GIÓ
TÁC DỤNG LÊN CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG

THEO TIÊU CHUẨN ASCE 7-2010 VÀ TCVN 2737-1995

Chun ngành : Kỹ thuật Xây dựng Cơng trình Dân dụng và Công nghiệp
Mã số: 60580208

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. ĐẶNG CÔNG THUẬT

Đà Nẵng – Năm 2018


LỜI CẢM ƠN
Sau hơn hai năm theo học tại lớp Cao học chun ngành Kỹ thuật Xây dựng Cơng
trình Dân dụng và Công nghiệp – Trường Đại học Bách Khoa – Đại học Đà Nẵng, tôi đã
được phân công làm luận văn tốt nghiệp với đề tài:
“So sánh phương pháp xác định tải trọng gió tác dụng lên cơng trình xây dựng
theo tiêu chuẩn ASCE 7-2010 và TCVN 2737-1995”
Đối với một kỹ sư thiết kế, việc tìm hiểu vận dụng tiêu ch̉n vào tính tốn là mợt
việc rất khó khăn, đặc biệt là vận dụng và nghiên cứu tiêu chuẩn nước ngoài. Tuy nhiên,
trong suốt thời gian thực hiện luận văn, tôi đã luôn nhận được sự giúp đỡ, quan tâm và
chỉ bảo tận tình của các thầy (cô) giáo, các chuyên gia của Trường Đại học Bách Khoa –
Đại học Đà Nẵng, các bạn bè đồng nghiệp. Vì vậy tôi đã có tinh thần và kiến thức để
hoàn thành tốt và đúng thời hạn luận văn của mình.
Có được kết quả này, tơi xin được bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy hướng dẫn
chính TS. Đặng Cơng Thuật - người đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt thời gian thực
hiện luận văn, đồng thời tôi cũng xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Bách Khoa –
Đại học Đà Nẵng, cùng các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ, đóng góp nhiều ý kiến trong
quá trình thực hiện luận văn này.

Do năng lực và thời gian nghiên cứu có hạn nên luận văn không thể tránh khỏi sai
sót, tác giả mong muốn nhận được sự góp ý, chỉ bảo của thầy cô và đồng nghiệp để luận
văn được hoàn thiện hơn.
Trà Vinh, tháng 01 năm 2018
Tác giả luận văn
Nguyễn Minh Đăng


CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Đợc lập – Tự do – Hạnh Phúc

LỜI CAM ĐOAN
Kính gửi: Trường Đại học Bách Khoa – Đại học Đà Nẵng.
Tên tôi là: Nguyễn Minh Đăng, là học viên lớp cao học chuyên ngành Kỹ thuật
Xây dựng Cơng trình Dân dụng và Cơng nghiệp khóa 2016 của Trường Đại học Bách
Khoa – Đại học Đà Nẵng.
Tôi được nhà trường cho phép làm luận văn tốt nghiệp dưới sự hướng dẫn chính
của thầy TS. Đặng Công Thuật với đề tài:
" So sánh phương pháp xác định tải trọng gió tác dụng lên cơng trình xây dựng
theo tiêu chuẩn ASCE 7-2010 và TCVN 2737-1995"
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.Các số liệu, kết quả nêu
trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào
khác.
Trà Vinh, tháng 01 năm 2018
Người viết cam đoan

Nguyễn Minh Đăng


MỤC LỤC

Nội dung

Trang

PHẦN MỞ ĐẦU ...........................................................................................................1
1. Đặt vấn đề ...................................................................................................................1
2. Mục đích nghiên cứu ...................................................................................................2
3. Phạm vi nghiên cứu .....................................................................................................2
4. Đối tượng nghiên cứu ..................................................................................................2
5. Nội dung nghiên cứu ...................................................................................................3
6. Kết cấu của luận văn ....................................................................................................3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GIĨ, TẢI TRỌNG GIĨ, MỘT SỐ TIÊU CHUẨN
VỀ TÍNH TỐN TẢI TRỌNG GIĨ ........................................................................... 5
1.1 Tổng quan về gió. [3,5,6] ..........................................................................................5
1.1.1 Khái niệm, nguyên nhân hình thành, phân loại .....................................................5
1.1.2 Tính chất, đặc điểm của gió ...................................................................................9
1.2 Tác đợng của gió vào cơng trình ..............................................................................9
1.3 Tổng quan hệ thống tiêu ch̉n về tính tốn tải trọng do gió ...................................10
1.3.1 Tiêu chuẩn Việt Nam [1] .......................................................................................10
1.3.2 Tiêu chuẩn Hoa Kỳ [10] .........................................................................................11
1.4 Kết luận chương 1 .....................................................................................................12
CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN TẢI TRỌNG GIĨ TÁC DỤNG LÊN CƠNG TRÌNH
THEO TIÊU CHUẨN HOA KỲ VÀ THEO TIÊU CHUẨN VIỆT NAM ...............13
2.1 Xác định tải trọng gió theo tiêu chuẩn Hoa Kỳ ASCE 7-10. [10].............................13
2.1.1. Dạng đón gió của cơng trình .................................................................................13
2.1.2. Tác động của địa hình ...........................................................................................14
2.1.3 Áp lực gió đơn vị ...................................................................................................15
2.1.4 Áp lực gió tác dụng lên hệ kết cấu nhà cơng nghiệp .............................................16
2.2 Xác định tải trọng gió theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 2737-1995). [1] ..............19
2.2.1 Phân chia dạng địa hình.........................................................................................19

2.2.2 Thành phần gió tác dụng lên nhà cơng nghiệp ......................................................19
2.3 So sánh giữa tiêu chuẩn Hoa Kỳ và tiểu chuẩn Việt Nam ........................................23
2.4 Kết luận chương 2 .....................................................................................................25
CHƯƠNG 3: ÁP DỤNG TÍNH TỐN TẢI TRỌNG GIĨ TÁC DỤNG LÊN CƠNG
TRÌNH THEO TIÊU CHUẨN HOA KỲ VÀ THEO TIÊU CHUẨN VIỆT NAM .... 26
3.1 Giới thiệu cơng trình tính tốn ..................................................................................26
3.2 Tính tốn tải trọng gió tác dụng vào cơng trình theo tiêu ch̉n Hoa Kỳ
ASCE 7-10 .......................................................................................................................28


 Trường hợp 1 ..............................................................................................................28
3.2.1 Quy trình tính tốn .................................................................................................28
3.2.2 Số liệu tính tốn ......................................................................................................29
3.2.3 Kết quả tính tốn ....................................................................................................30
 Trường hợp 2 ..............................................................................................................32
3.2.4 Quy trình tính tốn .................................................................................................32
3.2.5 Số liệu tính tốn ......................................................................................................32
3.2.6 Kết quả tính tốn ....................................................................................................33
3.3 Tính tốn tải trọng gió tác dụng vào cơng trình theo tiêu chuẩn Việt Nam
TCVN 2737:1995 ............................................................................................................35
 Trường hợp 1 ..............................................................................................................35
3.3.1 Quy trình tính tốn .................................................................................................35
3.3.2 Số liệu tính tốn ......................................................................................................35
3.3.3 Kết quả tính tốn ....................................................................................................35
 Trường hợp 2 ..............................................................................................................37
3.3.4 Quy trình tính tốn .................................................................................................37
3.3.5 Số liệu tính tốn ......................................................................................................38
3.3.6 Kết quả tính tốn ....................................................................................................38
3.4 Sử dựng phần mềm Etab để tính tốn và so sánh kết quả nợi lực .............................39
 Trường hợp 1 ..............................................................................................................39

3.4.1 Kết quả sử dựng phần mềm Etab để tính tốn các trường hợp gió ......................39
 Trường hợp 2 ..............................................................................................................59
3.4.2 Kết quả sử dựng phần mềm Etab để tính tốn các trường hợp gió ......................59
3.5 Kết luận chương 3 .....................................................................................................73
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................................74
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................76
PHỤ LỤC A
PHỤ LỤC B


TÓM TẮT LUẬN VĂN
SO SÁNH PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG GIĨ
TÁC DỤNG LÊN CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG
THEO TIÊU CHUẨN ASCE 7-2010 VÀ TCVN 2737-1995
Học viên: Nguyễn Minh Đăng
Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Cơng trình Dân dụng và Cơng nghiệp
Mã số: 60580208
Khóa:2016 Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN
Tóm tắt - Gió là mợt hiện tượng trong tự nhiên gây áp lực lớn lên cơng trình, rất nguy hiểm và
có sức phá hoại rất lớn. Nhà cơng nghiệp là hệ kết cấu được sử dụng rất rộng rãi khi nhu cầu về
xây dựng các cơng trình cơng nghiệp, các khu công nghiệp đang phát triển mạnh mẽ. Đi kèm
theo đó, các quy trình thiết kế kết cấu và thi cơng lắp dựng cũng địi hỏi đợ tin cậy cao.
- Ở Việt Nam hiện nay, trong khi các kỹ sư trong nước vẫn chú trọng sử dụng tiêu chuẩn
Việt Nam để thiết kế kết cấu nhà công nghiệp thì các cơng ty đến từ nước ngồi lại ưu tiên sử
dụng tiêu chuẩn Hoa Kỳ. Điều này sẽ dẫn đến những sai khác nhất định trong kết quả tính tốn.
- Việc nghiên cứu ASCE 7-10 và đưa ra chỉ dẫn tính tốn chi tiết là rất cần thiết. Vì vậy, tác
giả chọn đề tài luận văn: “So sánh phương pháp xác định tải trọng gió tác dụng lên nhà cơng
nghiệp theo tiêu chuẩn ASCE 7-2010 và TCVN 2737-1995” để phân tích những sai khác trong
quy trình tính tải trọng gió tác dụng lên nhà công nghiệp và nêu lên một số vấn đề cần lưu ý khi
áp dụng ASCE 7-10 trong điều kiện xây dựng nhà công nghiệp ở Việt Nam.

Từ khóa – Tải trọng gió; nhà cơng nghiệp; ảnh hưởng của tải trọng gió tác dụng lên cơng trình;
tiêu ch̉n ASCE 7-2010; TCVN 2737-1995

COMPARISON DETERMINATION METHOD OF WIND LOAD
ACTING ON CONSTRUCTION
BETWEEN ASCE 7-2010 AND TCVN 2737-1995 STANDARD
Abstract – Wind is a phenomenon in the natural cause more pressure on construction, very
dangerous and have great destructive power. Industrial structural system is used extensively
when the demand for the construction of industrial works, industrial parks are growing strongly.
Comes with that, the process of structural design and construction of erection also requires high
reliability.
- Nowaday in Vietnam, while the engineers in the country are still using Vietnam standard
attention to structural design of industrial buildings then the companies came from abroad prior
to used USA standard. This will lead to certain other errors in calculation results.
-The study of the ASCE 7-10 and give instructions detailed calculations are essential. So, the
author chose the subject of dissertation: "comparison determination methods of of wind load
acting on construction between ASCE 7-2010 and TCVN 2737-1995 standard " to analyze the
difference in wind load calculation process acting on the industrialists and raised a issues to note
when applying the ASCE 7-10 in the building industry conditions in Vietnam.
Key words – Wind load; industrial buildings; effects of wind loads on buildings; ASCE 7-2010;
TCVN 2737-1995


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Số bão và áp thấp nhiệt đới trung bình trên biển Đơng trong thời kỳ 1928 đến
1944 và 1947 đến 1980 (Nguồn bảng 2 chương II [5]) ...................................................7
Bảng 2.1: Giá trị các hệ số zg và α [10] ...........................................................................15
Bảng 2.2: Giá trị hệ số áp lực bên ngồi,
trường hợp gió thổi theo phương ngang nhà [10] ...........................................................17
Bảng 2.3: Giá trị hệ số áp lực bên ngồi,

trường hợp gió thổi theo phương dọc nhà [10] ...............................................................17
Bảng 2.4: Giá trị hệ số áp lực bên trong [10] ..................................................................18
Bảng 2.5: Áp lực gió theo bản đờ phân vùng áp lực gió lãnh thổ Việt Nam [1]............20
Bảng 2.6. Hệ số k kể đến sự thay đổi áp lực gió theo đợ cao và dạng địa hình [1] ........22
Bảng 2.7: So sánh phân loại dạng địa hình theo TCVN 2737-1995 và ASCE 7-10 [8] .23
Bảng 3.1: Giá trị GCpf tại các vùng theo góc nghiêng θ khi gió thổi ngang nhà ...........29
Bảng 3.2: Giá trị GCpf tại các vùng theo góc nghiêng θ khi gió thổi dọc nhà ...............29
Bảng 3.3: Kết quả tính tốn áp lực gió đơn vị .................................................................30
Bảng 3.4: Kết quả tính tốn áp lực gió tác dụng lên hệ kết cấu ......................................30
Bảng 3.5: Giá trị GCpf tại các vùng theo góc nghiêng θ khi gió thổi ngang nhà ...........32
Bảng 3.6: Giá trị GCpf tại các vùng theo góc nghiêng θ khi gió thổi dọc nhà ...............33
Bảng 3.7: Kết quả tính tốn áp lực gió đơn vị .................................................................33
Bảng 3.8: Kết quả tính tốn áp lực gió tác dụng lên hệ kết cấu ......................................33
Bảng 3.9: Kết quả tính tốn áp lực gió tác dụng lên hệ kết cấu ......................................36
Bảng 3.10: Kết quả tính tốn áp lực gió tác dụng lên hệ kết cấu ....................................38
Bảng 3.11: Giá trị nội lực của thanh xà của khung giữa (GCpi > 0) ..............................43
Bảng 3.12: Giá trị nội lực của cột của khung giữa (GCpi > 0) .......................................44
Bảng 3.13: Giá trị chuyển vị (m) của khung giữa (GCpi > 0) ........................................46
Bảng 3.14: Bảng so sánh các giá trị kết quả
giữa tiêu chuẩn ASCE 07-10 và tiêu chuẩn TCVN 2737:1995 ......................................55
Bảng 3.15: Bảng so sánh các giá trị áp dụng tính tốn
giữa tiêu ch̉n ASCE 07-10 và tiêu chuẩn TCVN 2737:1995. .....................................58
Bảng 3.16: Bảng so sánh các giá trị kết quả
giữa tiêu chuẩn ASCE 07-10 và tiêu chuẩn TCVN 2737:1995 ......................................68
Bảng 3.17: Bảng so sánh các giá trị áp dụng tính tốn
giữa tiêu ch̉n ASCE 07-10 và tiêu chuẩn TCVN 2737:1995. .....................................71


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ
Hình 2.1: Dạng địa hình đón gió .....................................................................................13

Hình 2.2: Phân vùng áp lực gió lên hệ kết cấu,
nhà 2 mái dốc, gió thổi theo phương ngang nhà [10] ......................................................16
Hình 2.3: Phân vùng áp lực gió lên hệ kết cấu,
nhà 2 mái dốc, gió thổi theo phương dọc nhà [10] ..........................................................17
Hình 2.4: Ảnh hưởng của vị trí ơ mở đến hệ số áp lực bên trong [11] ...........................18
Hình 2.5: Bản đờ phân vùng áp lực gió lãnh thổ Việt Nam [1] ......................................20
Hình 2.6: Các vùng chịu áp lực cục bợ [1] ......................................................................24
Hình 3.1: Sơ đờ tính tốn trường hợp 1 ...........................................................................27
Hình 3.2: Sơ đờ tính tốn trường hợp 2 ...........................................................................28
Hình 3.3: Đờ thị tính áp lực gió
theo tiêu chuẩn ASCE 07-10 khi gió thổi ngang nhà (daN/m) .......................................30
Hình 3.4: Đờ thị tính áp lực gió
theo tiêu chuẩn ASCE 07-10 khi gió thổi dọc nhà (daN/m) ...........................................31
Hình 3.5: Sơ đờ áp lực gió tác dụng lên khung giữa (GCpi > 0) khi gió thổi ngang nhà
(daN/m) ............................................................................................................................31
Hình 3.6: Sơ đờ áp lực gió tác dụng lên khung giữa (GCpi > 0) khi gió thổi dọc nhà
(daN/m) ............................................................................................................................32
Hình 3.7: Đờ thị tính áp lực gió
theo tiêu ch̉n ASCE 07-10 khi gió thổi ngang nhà (daN/m) .......................................34
Hình 3.8: Đờ thị tính áp lực gió
theo tiêu ch̉n ASCE 07-10 khi gió thổi dọc nhà (daN/m) ...........................................34
Hình 3.9: Đờ thị tính áp lực gió theo tiêu ch̉n TCVN 2737:1995 (daN/m).................36
Hình 3.10: Sơ đờ áp lực gió tác dụng lên khung giữa khi gió thổi ngang nhà (daN/m) .37
Hình 3.11: Sơ đờ áp lực gió tác dụng lên khung giữa khi gió thổi dọc nhà (daN/m) .....37
Hình 3.12: Đờ thị tính áp lực gió theo tiêu ch̉n TCVN 2737:1995 (daN/m)...............39
Hình 3.13: Sơ đờ áp lực gió tác dụng lên khung giữa (GCpi > 0) khi gió thổi bên trái
(daN/m) ............................................................................................................................39
Hình 3.14: Sơ đờ áp lực gió tác dụng lên khung giữa (GCpi > 0) khi gió thổi bên phải
(daN/m) ............................................................................................................................40
Hình 3.15: Sơ đờ áp lực gió tác dụng lên khung giữa (GCpi > 0) khi gió thổi phía trước

(daN/m) ............................................................................................................................40
Hình 3.16: Sơ đờ áp lực gió tác dụng lên khung giữa (GCpi > 0) khi gió thổi phía sau
(daN/m) ............................................................................................................................41
Hình 3.17: Sơ đồ lực dọc của khung giữa (GCpi > 0) (daN) ..........................................41


Hình 3.18: Sơ đờ lực cắt của khung giữa (GCpi > 0) (daN) ...........................................42
Hình 3.19: Sơ đờ moment của khung giữa (GCpi > 0) (daN.m) .....................................42
Hình 3.20: Sơ đờ lực dọc của khung giữa (GCpi < 0) (daN) ..........................................46
Hình 3.21: Sơ đồ lực cắt của khung giữa (GCpi < 0) (daN) ...........................................46
Hình 3.22: Sơ đờ moment của khung giữa (GCpi < 0) (daN.m) .....................................47
Hình 3.23: Sơ đờ lực dọc của khung biên (GCpi > 0) (daN) ..........................................47
Hình 3.24: Sơ đờ lực cắt của khung biên (GCpi > 0) (daN) ...........................................48
Hình 3.25: Sơ đồ moment của khung biên (GCpi > 0) (daN.m) .....................................48
Hình 3.26: Sơ đờ lực dọc của khung biên (GCpi < 0) (daN) ..........................................49
Hình 3.27: Sơ đờ lực cắt của khung biên (GCpi < 0) (daN) ...........................................49
Hình 3.28: Sơ đờ moment của khung biên (GCpi < 0) (daN.m) .....................................50
Hình 3.29: Sơ đờ áp lực gió tác dụng lên khung giữa khi gió thổi bên trái (daN/m) ......50
Hình 3.30: Sơ đờ áp lực gió tác dụng lên khung giữa khi gió thổi bên phải (daN/m) ....51
Hình 3.31: Sơ đờ áp lực gió tác dụng lên khung giữa khi gió thổi dọc nhà (daN/m) .....51
Hình 3.32: Sơ đờ lực dọc của khung giữa (daN) .............................................................52
Hình 3.33: Sơ đờ lực cắt của khung giữa (daN) ..............................................................52
Hình 3.34: Sơ đờ moment của khung giữa (daN.m) .......................................................53
Hình 3.35: Sơ đờ lực dọc của khung biên (daN) .............................................................53
Hình 3.36: Sơ đờ lực cắt của khung biên (daN) ..............................................................54
Hình 3.37: Sơ đờ moment của khung biên (daN.m)........................................................54
Hình 3.38: Đờ thị so sánh giá trị lực dọc và lực cắt của khung giữa
giữa tiêu chuẩn ASCE 07-10 và tiêu ch̉n TCVN 2737:1995 ......................................56
Hình 3.39: Đờ thị so sánh giá trị moment của khung giữa
giữa tiêu chuẩn ASCE 07-10 và tiêu ch̉n TCVN 2737:1995 ......................................56

Hình 3.40: Đờ thị so sánh giá trị chuyển vị của khung giữa
giữa tiêu chuẩn ASCE 07-10 và tiêu chuẩn TCVN 2737:1995 ......................................56
Hình 3.41: Đồ thị so sánh giá trị lực dọc và lực cắt của khung biên
giữa tiêu chuẩn ASCE 07-10 và tiêu ch̉n TCVN 2737:1995 ......................................57
Hình 3.42: Đờ thị so sánh giá trị moment của khung biên
giữa tiêu chuẩn ASCE 07-10 và tiêu ch̉n TCVN 2737:1995 ......................................57
Hình 3.43: Đờ thị so sánh giá trị chuyển vị của khung biên
giữa tiêu chuẩn ASCE 07-10 và tiêu ch̉n TCVN 2737:1995 ......................................57
Hình 3.44: Sơ đờ lực dọc của khung giữa (GCpi > 0) (daN) ..........................................59
Hình 3.45: Sơ đồ lực cắt của khung giữa (GCpi > 0) (daN) ...........................................59
Hình 3.46: Sơ đờ moment của khung giữa (GCpi > 0) (daN.m) .....................................60
Hình 3.47: Sơ đờ lực dọc của khung giữa (GCpi < 0) (daN) ..........................................60
Hình 3.48: Sơ đồ lực cắt của khung giữa (GCpi < 0) (daN) ...........................................61


Hình 3.49: Sơ đờ moment của khung giữa (GCpi < 0) (daN.m) .....................................61
Hình 3.50: Sơ đờ lực dọc của khung biên (GCpi > 0) (daN) ..........................................62
Hình 3.51: Sơ đờ lực cắt của khung biên (GCpi > 0) (daN) ...........................................62
Hình 3.52: Sơ đồ moment của khung biên (GCpi > 0) (daN.m) .....................................63
Hình 3.53: Sơ đờ lực dọc của khung biên (GCpi < 0) (daN) ..........................................63
Hình 3.54: Sơ đờ lực cắt của khung biên (GCpi < 0) (daN) ...........................................64
Hình 3.55: Sơ đờ moment của khung biên (GCpi < 0) (daN.m) .....................................64
Hình 3.56: Sơ đờ lực dọc của khung giữa (daN) .............................................................65
Hình 3.57: Sơ đờ lực cắt của khung giữa (daN) ..............................................................65
Hình 3.58: Sơ đờ moment của khung giữa (daN.m) .......................................................66
Hình 3.59: Sơ đờ lực dọc của khung biên (daN) .............................................................66
Hình 3.60: Sơ đờ lực cắt của khung biên (daN) ..............................................................67
Hình 3.61: Sơ đờ moment của khung biên (daN.m)........................................................67
Hình 3.62: Đờ thị so sánh giá trị lực dọc và lực cắt của khung giữa
giữa tiêu chuẩn ASCE 07-10 và tiêu chuẩn TCVN 2737:1995 ......................................69

Hình 3.63: Đờ thị so sánh giá trị moment của khung giữa
giữa tiêu chuẩn ASCE 07-10 và tiêu chuẩn TCVN 2737:1995 ......................................69
Hình 3.64: Đờ thị so sánh giá trị chủn vị của khung giữa
giữa tiêu chuẩn ASCE 07-10 và tiêu ch̉n TCVN 2737:1995 ......................................69
Hình 3.65: Đờ thị so sánh giá trị lực dọc và lực cắt của khung biên
giữa tiêu chuẩn ASCE 07-10 và tiêu chuẩn TCVN 2737:1995 ......................................70
Hình 3.66: Đồ thị so sánh giá trị moment của khung biên
giữa tiêu chuẩn ASCE 07-10 và tiêu chuẩn TCVN 2737:1995 ......................................70
Hình 3.67: Đồ thị so sánh giá trị chuyển vị của khung biên
giữa tiêu chuẩn ASCE 07-10 và tiêu chuẩn TCVN 2737:1995 ......................................70


1

PHẦN MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
- Với sự tiến bộ khơng ngừng của khoa học cơng nghệ, các cơng trình xây dựng trên
Thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng đang phát triển với cấp tiến về chiều cao cũng
như độ phức tạp. Đặc biệt là việc xác định phản ứng của công trình trước các yếu tố tác
động của điều kiện bên ngoài như tải trọng do gió, động đất, tải trọng nổ,… Để giải
quyết điều này việc tiến hành nghiên cứu, cập nhật và biên soạn hệ thống các tiêu chuẩn
thiết kế mới là vấn đề cấp thiết.
- Ở Việt Nam hiện nay, trong khi các kỹ sư trong nước vẫn chú trọng sử dụng tiêu
chuẩn Việt Nam để thiết kế kết cấu nhà cơng nghiệp thì các cơng ty đến từ nước ngồi
như Zamil Steel, PEB Steel, Kirby Steel,… lại ưu tiên sử dụng tiêu chuẩn Hoa Kỳ
(ASCE). Điều này sẽ dẫn đến những sai khác nhất định trong kết quả tính tốn. Bài báo
phân tích những sai khác trong quy trình tính tải trọng gió tác dụng lên nhà công nghiệp
và nêu lên một số vấn đề cần lưu ý khi áp dụng ASCE 7-10 trong điều kiện xây dựng nhà
công nghiệp ở Việt Nam.
- Nhà công nghiệp là hệ kết cấu được sử dụng rất rộng rãi khi nhu cầu về xây dựng

các công trình cơng nghiệp, các khu cơng nghiệp đang phát triển mạnh mẽ ở Việt Nam.
Đi kèm theo đó, các quy trình thiết kế kết cấu và thi cơng lắp dựng cũng địi hỏi đợ tin
cậy cao. Về mặt thiết kế, bên cạnh hệ thống tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN), các kỹ sư kết
cấu vẫn có thể sử dụng các bợ tiêu chuẩn nước ngoài như tiêu chuẩn Châu Âu (EC), tiêu
chuẩn Anh (BS),… đặc biệt là tiêu chuẩn Hoa Kỳ (ASCE). Hầu hết các công ty liên
doanh thiết kế và sản xuất nhà công nghiệp đều ưu tiên ASCE 07-10 vì nợi dung của tiêu
ch̉n đề cập rất đầy đủ quy trình tính tốn từ hệ khung chính, hệ khung đầu hồi, hệ mái
đến hệ kết cấu phụ như mái đua, kết cấu bao che…
- Để xây dựng đồng bộ hệ thống tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam theo hướng đổi mới
và hội nhập, Bộ Xây dựng đang có chủ trương sẽ đổi mới thay thế dần các tiêu chuẩn
trong hệ thống tiêu chuẩn cũ. Theo phương hướng đó, trong thời gian gần đây Bộ đã cho
ban hành tiêu chuẩn TCXDVN 356:2005 “Kết cấu bêtông và bêtông cốt thép” (theo tiêu
chuẩn SNIP 2.03.01-84) và tiêu chuẩn TCXDVN 375:2006 “Thiết kế cơng trình chịu
đợng đất” (theo tiêu ch̉n Châu âu EN 1998).


2
- Các tiêu chuẩn nằm trong hệ thống tiêu chuẩn chung Châu Âu được xây dựng trên
nguyên tắc đó là đưa ra các giả thiết, những chỉ dẫn tính tốn chung kèm theo các qui
định kỹ thuật rất chặt chẽ, rõ ràng. Trên cơ sở đó mỗi nước phải có những nghiên cứu
phù hợp với những điều kiện thực tế riêng của mình như tiêu chuẩn BS EN 1991-14:2005 của Anh, tiêu chuẩn NF EN 1991-1-4:2005 của Pháp… Vì vậy, để áp dụng ASCE
7-10 vào Việt Nam cũng phải dựa trên nguyên tắc đó và cần có sự nghiên cứu đưa ra chỉ

dẫn tính toán để các kỹ sư có thể sử dụng mà không bị bỡ ngỡ.
- Vấn đề đặt ra là khi vận dụng ASCE 07-10 vào quy trình thiết kế nhà cơng nghiệp ở
Việt Nam, bắt đầu từ tính tốn tải trọng, tính tốn nợi lực đến kiểm tính các cấu kiện
chịu lực chính, các kỹ sư kết cấu sẽ gặp khá nhiều điểm khác biệt so với TCVN 27371995. Riêng đối với tải trọng gió, sự khác biệt là rất rõ rệt. Bài luận văn trình bày cụ thể
nguyên tắc xác định tải trọng gió tác dụng lên nhà công nghiệp theo Minimum design
loads for buildings and other structures ASCE 7-10 và so sánh với kết quả đạt được với
tiêu chuẩn thiết kế tải trọng và tác động TCVN 2737-1995, từ đó kiến nghị một số vấn

đề cần lưu ý khi áp dụng ASCE 7-10 trong điều kiện xây dựng nhà công nghiệp ở Việt
Nam.
- Việc nghiên cứu ASCE 7-10 và đưa ra chỉ dẫn tính tốn chi tiết là rất cần thiết.
Nhưng đây là mợt 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: “So sánh phương pháp xác định tải
trọng gió tác dụng lên nhà công nghiệp theo tiêu chuẩn ASCE 7-2010 và TCVN 27371995” làm nợi dung nghiên cứu.
2. Mục đích nghiên cứu
- Nghiên cứu ASCE 7-10 và TCVN 2737:1995 về quy trình tính tốn tải trọng gió tác
dụng lên kết cấu nhà cơng nghiệp theo phương gió thổi.
- Lập ví dụ tính tốn để so sánh kết quả tính tốn tải trọng gió tác dụng lên cơng trình
tính theo tiêu ch̉n ASCE 7-10 và tiêu chuẩn Việt Nam hiện hành (TCVN 2737:1995).
3. Phạm vi nghiên cứu
- Nhà công nghiệp một tầng không cửa mái.
4. Đối tượng nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu là: Tải trọng gió tác dụng lên nhà cơng nghiệp theo phương
gió thổi tính tốn theo quan điểm của tiêu ch̉n ASCE 07-10 và TCVN 2737:1995.


3
5. Nợi 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 ch̉n về tính tốn tải trọng gió tác dụng vào cơng trình của mợt số
nước trên thế giới.
- Tìm hiểu tiêu chuẩn ASCE 7-10 và TCVN 2737:1995 về quy trình tốn tốn tải
trọng gió tác dụng lên nhà công nghiệp xây dựng ở Việt Nam theo quan điểm của cả hai
tiêu chuẩn với các bổ sung thay thế phù hợp với điều kiện khí hậu đặc thù của Việt Nam.
- Ví dụ thực tế áp dụng tính tốn tải trọng gió lên cơng trình nhà cơng nghiệp tính

theo tiêu ch̉n Hoa Kỳ và theo tiêu ch̉n Việt Nam để có cái nhìn tổng qt.
6. Kết cấu của luận văn
- Luận văn gồm những nội dung chính sau:
Mở đầu
Chương 1 : Tổng quan về gió, tải trọng gió, mợt số tiêu chuẩn về tính tốn tải
trọng gió
1.1 Tổng quan về gió.
1.2 Tác đợng của gió vào cơng trình và các biện pháp giảm thiểu .
1.3 Tổng quan hệ thống tiêu ch̉n về tính tốn tải trọng do gió.
1.4 Kết luận chương 1.
Chương 2 : Tính tốn tải trọng gió tác dụng lên cơng trình tiêu chuẩn Hoa Kỳ và
theo tiểu chuẩn Việt Nam
2.1 Xác định tải trọng gió theo tiêu chuẩn Hoa Kỳ ASCE 7-10.
2.2 Xác định tải trọng gió theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 2737-1995).
2.3 So sánh giữa tiêu chuẩn Hoa Kỳ và tiểu chuẩn Việt Nam
2.4 Kết luận chương 2.
Chương 3 : Áp dụng tính tốn tải trọng gió tác dụng lên cơng trình theo tiêu
chuẩn Hoa Kỳ và theo tiểu chuẩn Việt Nam
3.1 Giới thiệu cơng trình tính tốn.
3.2 Tính tốn tải trọng gió tác dụng vào cơng trình theo tiêu ch̉n Hoa Kỳ ASCE 7-10.
3.3 Tính tốn tải trọng gió tác dụng vào cơng trình theo tiêu ch̉n Việt Nam TCVN
2737:1995.


4
3.4 Kết luận chương 3.
Kết luận và kiến nghị
Tài liệu tham khảo

5

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GIÓ, TẢI TRỌNG GIÓ,
MỘT SỐ TIÊU CHUẨN VỀ TÍNH TỐN TẢI TRỌNG GIĨ
1.1 Tổng quan về gió. [3,5,6]
1.1.1 Khái niệm, ngun nhân hình thành, phân loại
- Gió là mợt hiện tượng trong tự nhiên hình thành do sự chủn đợng 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 đợ khơng đều. Sự chênh lệch nhiệt đợ giữa các vị trí gây
nên sự chênh lệch về khí áp, ở nơi có nhiệt độ gia tăng, không khí nóng lên (hạ áp) và bị
khơng khí lạnh (áp śt lớn) ở xung quanh dồn vào, đẩy lên cao, tạo thành dịng thăng.
Dịng 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 không khí đã bị bay lên vì nóng, tạo thành
gió ngang. Quy luật tự nhiên là không khí thường xuyên chuyển đợng theo cả chiều nằm
ngang và thẳng đứng. Khơng khí di chủn theo chiều nằm ngang càng mạnh thì gió thổi
càng lớn.
- Bão là mợt 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. Q 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 đợng nhiệt đới: giai đoạn hình thành, khi khí hậu khơng ổn định và nhiễu
loạn.
+ Xốy 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 đợ cao hơn 170C.

+ Áp thấp nhiệt đới: là xốy tụ nhiệt đới mạnh và rợng 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.


6
+ 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 còn lớn hơn nhiều.
+ Giai đoạn bão tan: khi vận tốc gió giảm, đờng thời với việc gia tăng áp lực khí
qủn.
- Lốc là một hiện tượng khí tượng đặc biệt. Một vùng khí qủn hẹp có áp śt đợt
ngợt 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 xoáy càng mạnh lên, ở
giữa thì hình thành mợt cái lõi (vịi rờng). 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 mợt vịi rờng 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 chủn 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 chủn của dịng khí qua mợt 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 đợ B-N đến đai áp thấp 0 đợ (xích đạo), gió Tây ôn
Đới thổi từ đai cao áp 60 độ B-N về 90 đợ B-N, cịn gió Đơng Cực thổi từ đai cao áp 90
đợ B-N đến Vịng Cực B-N.
- Do sự vận đợng 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 hoàn lưu khí quyển quan trọng nhất trên bề mặt Trái Đất.


7
Gió có nhiều cường đợ 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 Việt
Nam, trước hết phải nói đến những hoạt động của chúng trên biển Đông.
 Tần số bão trên biển Đơng:
- Trung bình mỗi năm có 12 cơn bão và Áp thấp nhiệt đới hoạt động trên biển Đơng,
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 Đông 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 trung bình trên biển Đông trong thời kỳ
1928 đến 1944 và 1947 đến 1980 (Ng̀n bảng 2 chương II [5]).
Tháng
Tổng

Áp

số

thấp Trung
bình
Tổng
Bão

số
Trung
bình

Bão

Tổng

và

số

áp

Trung

thấp

bình

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

2

0

1

2

2

16

18

38

21

11

9

3

0.04

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

0.06 0.02 0.04 0.12 0.53 0.45 1.48 1.39 2.01 1.56 1.27 0.60

5

0.1

1

3

8

29

39

94

109

124

91

74

34

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 Đông nhiều nhất vào tháng 8 và tháng
9; ít nhất vào tháng 2, tháng 3. Song khơng có tháng nào là khơng có bão.


8
- Nếu quy định mùa bão gờm những tháng có số bão trung bình đạt từ 8% số bão
trung bình hàng năm trở lên thì mùa bão ở biển Đơng diễn ra từ tháng 7 đến tháng 11,
nghĩa là muộn hơn mùa bão Tây Bắc Thái Bình Dương.
 Hướng di chuyển và dạng đường đi trung bình của bão trên biển Đơng:
- Hướng di chủn 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
hoặc bờ biển phía Đông Nam lục địa Trung Quốc. 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.
 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 đợ bão và áp thấp nhiệt
đới trung bình là 0.97, trong đó Hải Phịng có mật đợ rất cao (1.70), ngược lại Thái Bình
có mật đợ rất thấp (0.30).
+ Khu vực 2: từ Nghệ An đến Quảng Bình có mật đợ 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 đợ bão và áp thấp nhiệt đới
trung bình là 0.40, thấp hơn các khu vực phía Bắc, trong đó Khánh Hòa thấp nhất (0.30),
Ninh Thuận cao nhất (0.67).
+ Khu vực 4: từ Bình Thuận vào Nam Bợ có mật đợ 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.


9
1.1.2 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 không 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 q mạnh và nhanh chóng. Tốc đợ đi và phạm vi ảnh hưởng của gió là không đờng

nhất giữa các khu vực, nó phụ tḥc 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 đợng 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 bờ 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 ng̀n điện, đẩy thuyền buồm, thả diều… Nó là một trong
những ng̀n năng lượng sạch. Nhưng đơi khi gió lại có hại cho đời sống của con 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 đợ gió là khơng tn theo quy luật, gió có thể x́t hiện
tại mợt thời điểm và hướng bất kỳ với tốc độ mạnh yếu khác nhau.
1.2 Tác đợng của gió vào cơng trình [3,4]
- 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 luôn luôn 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 mợt 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 kh́t gió và ở bên hơng (mặt bên) cơng trình x́t hiện áp lực âm do
gió hút.
- Trạng thái biến đổi của dịng thổi qua cơng trình phụ tḥc chủ ́u 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 tḥc 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


10

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, đợ thanh mảnh lớn sẽ có
dao đợng. Tuỳ theo phân bố đợ cứng của cơng trình mà dao đợng 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 đợng theo phương dọc
l̀ng gió là chủ ́u. Với các cơng trình thấp, dao đợng này là khơng đáng kể; nhưng với
các công 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 thông số đặc trưng cho tính ngẫu nhiên của tải trọng: vận tốc, đợ cao,
xung áp lực đợng.
+ Nhóm các thông số đặc trưng cho địa hình: Độ nhám mơi trường mà gió đi qua,
loại địa hình, mức đợ che chắn.
+ Nhóm thơng số đặc trưng của bản thân cơng trình: hình khối cơng trình và hình
dạng bề mặt đón gió; các yếu tố ảnh hưởng của dao dộng riêng (chu kỳ, tần số, giá trị,
khối lượng và cách phân bố khối lượng, dạng và độ tắt dần của dao đợng).
1.3 Tổng quan hệ thống tiêu chuẩn về tính tốn tải trọng do gió
1.3.1 Tiêu chuẩn Việt Nam [1]
- Tải trọng gió theo Tiêu ch̉n Việt Nam được trình bày trong TCVN 2737:1995, và
TCXD 229:1999.
- Ngoài ra, năm 2009 Bợ xây dựng có ban hành mợt quy ch̉n ngành QCVN 022009/BXD có mợt số điều chỉnh so với tiêu ch̉n tính tốn tải trọng gió.
- QCVN 02-2009/BXD đã bổ sung điều chỉnh thơng số trong tính tốn tải trọng gió:
Tuổi thọ cơng trình, hệ sơ đợ tin cậy của tải trọng gió.
 Tóm lược Tiêu chuẩn TCVN 2737-1995.
- TCVN 2737:1995 Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế, bao gồm những chỉ
dẫn về tải trọng( tĩnh tải và hoạt tải), và chỉ dẫn về tính tốn 2 thành phần gió ( gió tĩnh
và gió động). Cấu trúc của TCVN2737-1995 bao gồm 6 phần:

1. Phạm vị áp dụng.


11
2. Nguyên tắc cơ bản.
3. Khối lượng của kết cấu và đất.
4. Tải trọng do thiết bị, người và vật liệu, sản phẩm chất kho.
5. Tải trọng do cẩu trục và cẩu treo.
6. Tải trọng gió.
1.3.2 Tiêu chuẩn Hoa Kỳ [10]
Cấu trúc tiêu chuẩn ASCE/SEI 7-10 bao gồm 23 chương.
Chương 1: General – giới thiệu chung.
Chương 2: Combinations of Loads – Tổ hợp tải trọng.
Chương 3: Dead Loads. Soil Loads. and Hydrostatic Pressure.
Chương 4: Live Loads – Hoạt tải.
Chương 5: Flood Loads – Tải trọng sàn.
Chương 6: Wind Loads – Tải trọng gió.
Chương 7: Snow Load – Tải trọng Tuyết.
Chương 8: Rain Loads – Tải trọng mưa.
Chương 9: Reserved for Future Provisions.
Chương 10: Ice Loads-Atmospheric Icing.
Chương 11: Seismic Design Criteria.
Chương 12: Seismic Design Requirements for Building Structure.
Chương 13: Seismic Design Requirements for Nonstructural Components.
Chương 14: Material-Specific Seismic Design and Detailing Requirement.
Chương 15: Seismic Design Requirements for Nonbuilding Structures.
Chương 16: Seismic Response History Procedures.
Chương 17: Seismic Design Requirements for Seismically Isolated Structures.
Chương 18: Seismic Design Requirements for Structures with Damping Systems.
Chương 19: Soil Structure Interaction for Seismic Design.

Chương 10: Site Classification Procedure for Seismic Design.
Chương 21: Site-Specific Ground Motion Procedures for Seismic Design.
Chương 22: Seismic Ground Motion and Long-Period Transition Maps.
Chương 23: Seismic Design Reference Documents.


12
1.4 Kết luận chương 1
- Gió là một hiện tượng trong tự nhiên hình thành do sự chuyển động của không khí.
Gió bão gây áp lực lớn lên công trình, rất nguy hiểm và có sức phá hoại rất lớn. Khi thiết
kế công trình cần nghiên cứu tới các giải pháp để làm giảm thiểu ảnh hưởng do tác động
của gió như: giải pháp quy hoạch, giải pháp kiến trúc, giải pháp kết cấu…
- 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. 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 với mức độ tàn phá lớn. Vì thế, tác
dụng do gió bão lên công trình là không thể không kể tới.
- Tiêu chuẩn tính toán tải trọng gió mà các kĩ sư sử dụng phổ biến ở Việt Nam là
TCVN 2737:1995, ngoài ra họ còn áp dụng những tiêu chuẩn khác để tính toán cho phù
hợp với điều kiện Việt Nam.


13

CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN TẢI TRỌNG GIĨ TÁC DỤNG
LÊN CƠNG TRÌNH THEO TIÊU CHUẨN HOA KỲ
VÀ THEO TIÊU CHUẨN VIỆT NAM
2.1 Xác định tải trọng gió theo tiêu chuẩn Hoa Kỳ ASCE 7-10. [10]
2.1.1. Dạng đón gió của cơng trình
- Đối với hướng gió được xem xét, dạng đón gió của công trình được căn cứ vào độ

nhám mặt đất được xác định từ địa hình tự nhiên, thảm thực vật và công trình xây dựng.
Theo tiêu chuẩn Hoa Kỳ ASCE/SEI 7-05 phân chia địa hình thành 3 dạng: B, C, D.

Hình 2.1: Dạng địa hình đón gió.


14
- Dạng đón gió B: Đối với các cơng trình có chiều cao nhỏ hơn hoặc bằng 30ft
(9,1m), dạng đón gió B được áp dụng khi độ nhám của mặt đất, được xác định là độ
nhám bề mặt loại B, chiếm ưu thế trong các hướng gió cho khoảng cách lớn hơn 1500ft
(457m). Với công trình có chiều cao lớn hơn 30ft ( 9,1m), dạng địa hình B được áp dụng
khi độ nhám bề mặt loại B chiếm ưu thế trong các trong hướng gió cho khoảng cách lớn
hơn 2600ft (792m) hoặc 20 lần chiều cao công trình, với giá trị nào lớn hơn. ( đô thị và
các khu vực ngoại thành, các khu rừng hoặc địa hình khác với nhiều vật cản cách rời
nhau mà khoảng cách có kích thước bằng chiều cao vật cản hoặc lớn hơn).
- Dạng đón gió C: được áp dụng cho các trường hợp khơng tḥc dạng B và D. (địa
hình mở với vật cản rải rác có chiều cao thường ít hơn 30 ft (9,1m). Địa hình này bao
gờm vùng đờng bằng, đờng cỏ và mặt nước tại tất cả các khu vực dễ bị gió lốc).
- Dạng đón gió D: được áp dụng khi độ nhám mặt đất, được xác định là độ nhám bề
mặt loại D, chiếm ưu thế trong các hướng gió cho khoảng cách lớn hơn 5000 ft ( 1524m)
hoặc 20 lần chiều cao công trình, với giá trị nào lớn hơn. Dạng D còn có thể được áp
dụng khi độ nhám mặt đất dạng B, C và khoảng cách nhỏ hơn 600 ft (183 m) hoặc 20 lần
chiều cao công trình, với giá trị nào lớn hơn. (Vùng đất bằng phẳng, các khu vực không
bị che chắn và bề mặt nước,ngồi khu vự dễ bị gió lốc. Địa hình này bao gờm các vùng
đầm lầy, vùng ngập mặn, vàn vùng đóng băng.
- Với cơng trình nằm trong khoảng chuyển tiếp giữa hai dạng đón gió, dạng đón gió
nào cho kết quả tải trọng gió lớn hơn sẽ được sử dụng.
2.1.2. Tác động của địa hình
- Hiệu ứng gió tăng tốc tại ngọn đồi độc lập, núi, vách núi tạo nên những thay đổi đột
ngột trong địa hình chung, địa điểm cơng trình, với bất kỳ dạng đón gió nào, sẽ được kể

đến trong thiết kế các công trình, địa điểm cơng trình, vị trí cơng trình, vị trí các kết cấu
có các điều kiện sau:
+ Đồi, núi, vách đá cơ lập và khơng bị cản gió bởi các địa hình tương tự khác có
chiều cao tương đương 100 lần chiều cao địa hình (100H) hoặc 2 dặm ( 3,22 km), với
điều kiện nào bé hơn, khoảng cách này sẽ được tính theo phương ngang từ điểm dùng để
xác định chiều cao H của đồi, núi, vách đá.
+ Đồi, núi, vách đá cao hơn chiều cao H trong bán kính 2 dặm (3,22km).
+ Kết cấu có vị trí như hình Figure 6-4 [14] nằm ở nửa trên ngọn đồi, sườn núi
hoặc đỉnh vách đá.