(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu xác định hệ số nhám địa hình thực tế nhằm xây dựng sự tương quan về vận tốc gió cho thành phố đà nẵng

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

VÕ DUY PHÚC ĐẠT

C
C

R
L
T.

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HỆ SỐ NHÁM ĐỊA HÌNH
THỰC TẾ NHẰM XÂY DỰNG SỰ TƢƠNG QUAN

DU

VỀ VẬN TỐC GIÓ CHO THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG

Đà Nẵng – Năm 2020


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

VÕ DUY PHÚC ĐẠT

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HỆ SỐ NHÁM ĐỊA HÌNH

THỰC TẾ NHẰM XÂY DỰNG SỰ TƢƠNG QUAN

C
C

VỀ VẬN TỐC GIÓ CHO THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

R
L
T.

DU

Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Công trình giao thơng
Mã số: 85.80.205

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. VÕ DUY HÙNG

Đà Nẵng – Năm 2020


LỜI CAM ĐOAN
Tơi cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai cơng
bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.
Tác giả luận văn

C

C

DU

R
L
T.

Võ Duy Phúc Đạt


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ...................................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu ........................................................................................... 1
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ...................................................................... 2
4. Phƣơng pháp nghiên cứu .................................................................................... 2
5. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài ................................................................................ 2
6. Bố cục đề tài ....................................................................................................... 2
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ GIĨ .......................................................................... 5
1.1. Gió trong khí quyển .................................................................................................. 5
1.2. Vận tốc gió................................................................................................................ 6
1.2.1. Vận tốc gió cơ bản ........................................................................................ 6
1.2.2. Thành phần nhiễu loạn của gió ..................................................................... 6
1.2.3. Hàm mật độ phổ năng lƣợng ........................................................................ 8

C
C

R

L
T.

1.2.4. Hàm số tƣơng quan khơng gian .................................................................. 10
1.2.5. Góc gió thổi ................................................................................................ 11
1.2.6. Gió tác động lên phƣơng tiện giao thơng ................................................... 11

DU

1.3. Một số đặc điểm thời tiết và gió ở thành phố Đà Nẵng.......................................... 12
1.3.1. Bão .............................................................................................................. 12
1.3.2. Lốc .............................................................................................................. 13
1.3.3. Gió .............................................................................................................. 13
KẾT LUẬN CHƢƠNG 1: ............................................................................................. 13
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÁC ĐỊNH VẬN TỐC GIÓ TRONG ĐƠ
THỊ ................................................................................................................................ 14
2.1. Xác định vận tốc gió trong khu vực đơ thị ............................................................. 14
2.1.1. Phƣơng pháp tính vận tốc gió sử dụng hàm Logarit ................................... 14
2.1.2. Phƣơng pháp tính vận tốc gió theo cơng thức kinh nghiệm (hàm mũ) ................ 15
2.1.3 Thang gió BEAUFORT ............................................................................... 16
2.2. Phân vùng gió ở Việt Nam ..................................................................................... 22
2.3. Cơ sở xác định hệ số nhám thực tế địa hình ........................................................... 23
KẾT LUẬN CHƢƠNG 2: ............................................................................................. 23
CHƢƠNG 3. NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HỆ SỐ NHÁM ĐỊA HÌNH VÀ
TƢƠNG QUAN VỀ VẬN TỐC GIĨ CHO CÁC ĐIỂM THUỘC THÀNH PHỐ
ĐÀ NẴNG ..................................................................................................................... 24
3.1. Giới thiệu về địa điểm nghiên cứu ......................................................................... 24


3.2. Giới thiệu về hệ thống đo gió và cảnh báo ............................................................. 25

3.2.1 Tổng quan .................................................................................................... 25
3.2.2. Thiết bị đo tốc độ gió kiểu cốc ................................................................... 25
3.2.3. Thiết bị đo tốc độ gió kiểu cánh quạt: ........................................................ 26
3.2.4. Thiết bị đo tốc độ gió kiểu sợi đốt: ............................................................. 26
3.2.5. Thiết bị đo tốc độ gió bằng sóng siêu âm ................................................... 27
3.2.6. Thiết bị đo tốc độ gió bằng sóng âm........................................................... 27
3.2.7. Thiết bị đo gió cầm tay ( Handy anenometer) ............................................ 28
3.3. Đo đạc thực nghiệm xác định hệ số nhám địa hình ................................................ 28
3.4. Đánh giá, so sánh kết quả đo đạc thực tế với tiêu chuẩn TCVN 2737-1995 ......... 37
3.5. Xác định mối quan hệ giữa các địa điểm và trạm đo chính ................................... 38
3.5.1 Xác định mối quan hệ giữa các địa điểm đo so với trạm chủ ...................... 38
3.6. Đƣa ra cảnh báo tốc độ ........................................................................................... 42
3.7. Mô tả hệ thống ....................................................................................................... 43
3.7.1. Tổng quan về hệ thống đo gió .................................................................... 43

C
C

R
L
T.

3.7.2. Thiết bị đo tốc độ gió .................................................................................. 44
3.7.3. Phần mềm mơ phỏng, dự báo tốc độ gió .................................................... 45
3.8. Kết quả nghiên cứu ................................................................................................. 46

DU

KẾT LUẬN CHƢƠNG 3 .............................................................................................. 48
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 49

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................... 50
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI (Bản sao)
GIẤY XÁC NHẬN ĐĂNG TRÊN TẠP CHÍ GIAO THƠNG
BÀI BÁO (DỰ THẢO)


DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu
bảng

Tên bảng

Trang

1.1.

Độ nhám bề mặt Z0

10

1.2.

Tần số bão đổ bộ vào các vùng bờ biển Việt Nam (1961÷2008)

12

2.1.

Phân loại địa hình và các hệ số , z0 (m)

15

2.2.

Phân loại độ nhám bề mặt theo TCVN 2737-1995

16

2.3.

Chuyển đổi giữa các đơn vị tốc độ

18

2.4.

Thang sức gió Beaufort và miêu tả

19

2.5.

Trị số áp lực gió tƣơng ứng với các vùng

22

2.6.

Các giá trị của VB cho các vùng tính gió ở Việt Nam

22

2.7.

Các giá trị của S

23

3.1.

Số liệu tính tốn hệ số α tại Cảng Vụ

3.2.

Số liệu tính tốn hệ số α tại Cầu Nam Ơ

3.3.

Số liệu tính tốn hệ số α tại Cầu Thuận Phƣớc

3.4.

Số liệu tính tốn hệ số α tại Cầu Rồng

31

3.5.

Số liệu tính tốn hệ số α tại Cầu Trần Thị Lý

32

3.6.

Số liệu tính tốn hệ số α tại Cầu Tun Sơn

33

3.7.

Số liệu tính tốn hệ số α tại Bãi biển Thanh Khê

34

3.8.

Số liệu tính toán hệ số α tại Bãi biển Liên Chiểu

35

3.9.

Số liệu tính tốn hệ số α tại Nguyễn Sinh Sắc - Nguyễn Tất Thành

36

3.10.

Phân loại độ nhám bề mặt theo TCVN 2737-1995

37

3.11.

Hệ số  tại các vị trí đo

37

3.12.

Bảng số liệu thể hiện mối quan hệ vận tốc giữa Cảng vụ và cầu Thuận
Phƣớc

38

3.13.

Bảng số liệu thể hiện mối quan hệ vận tốc giữa Cảng vụ và cầu Rồng

39

3.14.

Bảng số liệu thể hiện mối quan hệ vận tốc giữa Cảng vụ và cầu Trần
Thị Lý

39

3.15.

Bảng số liệu thể hiện mối quan hệ vận tốc giữa cầu Trần Thị Lý và
cầu Tuyên Sơn

40

3.16.

Bảng số liệu thể hiện mối quan hệ vận tốc giữa bãi biển Thanh Khê
và cầu Thuận Phƣớc

40

3.17.

Bảng số liệu thể hiện mối quan hệ vận tốc giữa bãi biển Thanh Khê
và nút giao Nguyễn Sinh Sắc - Nguyễn Tất Thành

41

C
C

R
L
T.

DU

28
29

30


Số hiệu

Tên bảng

bảng
3.18.

Trang

Bảng số liệu thể hiện mối quan hệ vận tốc giữa bãi biển Liên Chiểu
và nút giao Nguyễn Sinh Sắc - Nguyễn Tất Thành

41

3.19.

Bảng số liệu thể hiện mối quan hệ vận tốc giữa bãi biển Liên Chiểu
và cầu Nam Ơ

42

3.20.

Mối quan hệ giữa vận tốc gió và tốc độ xe cho phép

42

C
C

DU

R
L
T.


DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hiệu
hình

Tên hình

Trang

1.1.

Quan hệ giữa vận tốc gió theo hƣớng gió với chiều cao

5

1.2.

Tốc độ gió biến đổi khơng có tính chu kỳ

6

1.3.

Quan hệ giữa C và m với độ cao nhám bề mặt z0

8

1.4.

Quan hệ giữa hệ số suy giảm C với vận tốc gió

11

1.5.

Quan hệ giữa hệ số suy giảm C với vận tốc gió và độ cao

11

1.6.

Hàng rào chắn gió cầu Severn nƣớc Anh

11

1.7.

Hàng rào chắn gió cầu Ohnaruto Nhật Bản

12

3.1.

Bản đồ thể hiện các vị trí đƣợc chọn

24

3.2.

Thiết bị đo tốc độ gió kiểu cốc – Phiên bản 1846 đƣợc phát minh bởi
Tiến sĩ John Thomas Romney Robinson (Nguồn Wikipedia

26

3.3.

Thiết bị đo tốc độ gió kiểu cánh quạt. (Nguồn Wikipedia)

26

3.4.

Thiết bị đo tốc độ gió kiểu sợi đốt.(Nguồn Wikipedia)

27

3.5.

Thiết bị đo tốc độ gió kiểu sóng siêu âm

27

3.6.

Thiết bị đo tốc độ kiểu sóng âm

27

3.7.

Thiết bị đo gió cầm tay

28

3.8.

Sơ đồ nguyên lý tổng thể hệ thống dự báo tốc độ gió

43

3.9.

Hình ảnh thực tế của thiết bị đo gió đƣợc xây dựng và lắp đặt

44

C
C

R
L

T.

DU

3.10. Giao diện cổng thông tin tốc độ gió

45

3.11. Giao diện bản đồ số dự báo tốc độ gió

46

3.12.

Thực hiện mơ phỏng hoạt động của gió trong khu vực và dự báo tốc độ
gió tại một số điểm tham chiếu

46

3.13. Giao diện của bản đồ

47

3.14. Thơng số gió tại cầu Thuận Phƣớc

47


TĨM TẮT
“NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HỆ SỐ NHÁM ĐỊA HÌNH THỰC TẾ NHẰM XÂY

DỰNG SỰ TƢƠNG QUAN VỀ VẬN TỐC GIÓ CHO THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG”
Học viên: Võ Duy Phúc Đạt
Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng
Khóa K37 - Trƣờng Đại học Bách Khoa - Đại học Đà Nẵng
Tóm tắt: Vấn đề nắm bắt đƣợc vận tốc gió và hƣớng gió trong đơ thị là rất quan trọng
cho việc cảnh báo giao thông đƣờng bộ cũng nhƣ tàu du lịch trên sơng Hàn trong điều
kiện gió mạnh. Do đó, nghiên cứu tập trung giải quyết vấn đề dự báo vận tốc gió trong
đơ thị. Sau khi xác định hệ số nhám địa hình thực tế cho các địa điểm tính tốn thuộc
thành phố Đà Nẵng, độ tƣơng quan vận tốc gió giữa các vị trí sẽ đƣợc thiết lập. Cuối
cùng hệ thống đo đạc, truyền dẫn vận tốc gió và hƣớng gió phục vụ cảnh báo giao
thơng sẽ đƣợc thiết kế chi tiết.
Từ khóa: Gió trong đơ thị, hệ số nhám địa hình, tƣơng quan vận tốc gió, hệ thống dự
báo, hệ thống đo đạc

C
C

R
L
T.

“RESEARCH ON DETERMINING TERRAIN COEFFICIENT TO BUILDING
ESTIMATING THE URBAN WIND SPEED CORRELATION FOR DANANG
CITY”

DU

Abstract: The problem of understanding the wind speed and wind direction in urban
areas is critical issue for traffic warnings as well as for cruise ships on Han River in
strong wind conditions. Therefore, this study focuses on solving the problem of

forecasting wind speed in urban areas. After determining the topographic roughness
coefficients for each location in Da Nang city, the wind velocity correlation between
the locations were established. Finally, the design of wind-forecast system,
transmitting wind speed and wind direction for traffic warning is proposed in detail.
Key words: Wind forecast, terrain coefficient, measurement system, wind profile,
wind velocity correlation, measurement system


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay, gió và tác động của gió gây lật xe, lật tàu cũng nhƣ ảnh hƣởng đến
giao thông đi lại đang là một đề tài bức thiết đƣợc bàn luận nhiều ở nhiều nơi và trong
các hội thảo. Các vụ tai nạn lật xe cũng nhƣ lật tàu với nguyên nhân chủ yếu là sự tác
động của gió gây ra. Ở một đất nƣớc đang phát triển nhƣ Việt Nam, phƣơng tiện giao
thơng nói chung và xe máy nói riêng là phƣơng tiện đƣợc ngƣời dân ƣa chuộng sử
dụng khi tham gia giao thơng nhƣng vẫn chƣa có nghiên cứu nào tính toán và hiểu rõ
hơn các nguyên nhân và lý do gây lật xe để từ đó tìm ra hƣớng giải quyết vấn đề cấp
thiết này.
Để kiểm sốt vận tốc gió phục vụ cho giao thông, nông nghiệp và thiết kế đơ thị,
dữ liệu vận tốc gió là cần thiết. Vận tốc gió và xốy ở đƣờng bộ và đƣờng thủy phụ
thuộc vào gió của khu vực đó, đồng thời bị ảnh hƣởng bởi các yếu tố địa hình địa vật
xung quanh. Các trạm khí tƣợng thƣờng cung cấp đầy đủ dữ liệu tuy nhiên vấn đề là

C
C

R
L

T.

sự khác nhau về địa hình địa vật, độ cao giữa khu vực đặt trạm đo và các khu vực khác
trong thành phố.
Để ƣớc lƣợng vận tốc tốc gió ở các khu vực khác nhau của thành phố, thì yếu tố

DU

địa hình địa vật xung quanh các vị trí cần kiểm tra kỹ lƣỡng.
Trạm đo gió chuẩn thƣờng đo gió ở cao độ 10m so với mực nƣớc biển và ở khu
vực mở và thống gió. Gió các vị trí khác đƣợc tính dựa trên trạm đo chuẩn ( Trạm
chủ) và phụ thuộc vào địa hình và cao độ của vị trí đó. Sự thay giảm vận tốc gió ở các
vị trí thống nhƣ cửa sơng thƣờng ít nhất và các vị trí khác vào sâu bên trong thành
phố với nhiều tòa nhà là lớn nhất. Do đó dữ liệu gió ở các trạm thời tiết là chƣa đủ để
xác định vận tốc gió tại các điểm khác nhau của thành phố. Nhà quản lý, ngƣời thiết kế
cần tính tốn nội suy các vận tốc gió nhằm phục vụ cho khai thác giao thơng, thiết kế.
Hiện nay tiêu chuẩn về gió 2337-1995 có đề cập đến hệ số nhám của địa hình để
xác định sự tƣơng quan của vận tốc gió. Tuy nhiên, trong tiêu chuẩn ch đƣa ra các
mức chung và chƣa đầy đủ cho các khu vực khác nhau. Đồng thời với sự đơ thị hóa và
phát triển hiện nay, địa hình địa vật của Đà Nẵng cũng có nhiều thay đổi.
Vì vậy, việc lựa chọn đề tài “Nghiên cứu xác định hệ số nhám địa hình thực
tế nhằm xây dựng sự tương quan về vận tốc gió cho thành phố Đà Nẵng” có tính
cấp thiết.
2. Mục tiêu nghiên cứu
a. Mục tiêu tổng quát
- Nghiên cứu xác định lại các hệ số nhám địa hình thực tế, từ đó xác định sự


2

tƣơng quan vận tốc gió cho các địa điểm trong các quận, huyện thuộc thành phố Đà
Nẵng.
- Đƣa ra kết luận và hƣớng phát triển đề tài.
b. Mục tiêu cụ thể
- Phân tích mối quan hệ về vận tốc gió giữa các vị trí thuộc TP Đà Nẵng.
- Xây dựng các hệ số nhám cho các địa điểm thuộc thành phố.
- Xây dựng cập nhật dữ liệu online.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
a. Đối tượng nghiên cứu
- Hệ số nhám địa hình và vận tốc gió.
b. Phạm vi nghiên cứu
- Vận tốc gió cho các địa điểm trong các quận và huyện thuộc thành phố Đà
Nẵng.

C
C

4. Phƣơng pháp nghiên cứu
Dùng đo đạc thực nghiệm.

R
L
T.

Sử dụng các phƣơng pháp lý thuyết tính tốn để đánh giá các kết quả phân tích.
Phƣơng pháp tính vận tốc gió theo cơng thức kinh nghiệm
Một số tiêu chuẩn về gió sử dụng cơng thức thực nghiệm sau để xác định vận tốc
gió cơ bản:

DU



 z 
U  z   U10  
 z0 

Đƣa ra kết luận và hƣớng phát triển đề tài.
+ Trong đó: U10 là vận tốc gió ở một độ cao tham chiếu và thƣờng đƣợc lấy tại
z0=10m
+ Trị số  là hệ số không thứ nguyên xác định tính nhám của bề mặt địa hình.
5. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
- Xác định lại đƣợc hệ số nhám địa hình thực tế để xác định vận tốc gió cho các
địa điểm của thành phố Đà Nẵng.
- Xây dựng sự tƣơng quan của tốc độ gió cho các địa điểm thuộc thành phố Đà
Nẵng.
- Thiết kế hệ thống đo đạc để dự báo vận tốc gió cho các địa điểm với giá thành
thấp.
- Phục vụ cho thi công, thiết kế khai thác các cơng trình giao thơng.
6. Bố cục đề tài
Mở đầu
- Lý do chọn đề tài (Sự cần thiết phải nghiên cứu).


3

- Mục đích, đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu.
+ Mục đích nghiên cứu.
+ Đối tƣợng nghiên cứu.
+ Phạm vi nghiên cứu.

- Phƣơng pháp nghiên cứu.
Chương 1. Tổng quan về gió
1.1 Tìm hiểu các nghiên cứu Việt Nam và thế giới.
1.2 Gió trong khí quyển.
1.3 Vận tốc gió.
1.3.1 Vận tốc gió cơ bản.
1.3.2 Thành phần nhiễu loạn của gió.
1.3.3 Hàm mật độ phổ năng lƣợng
1.3.4 Hàm số tƣơng quan không gian
1.3.5 Góc gió thổi
1.3.6 Gió tác động lên xe lƣu thơng và cơng trình giao thơng.

C
C

R
L
T.

1.4 Một số đặc điểm thời tiết và gió ở Đà Nẵng
1.4.1 Bão
1.4.2 Lốc
1.4.3 Gió

DU

Chương 2. Cơ sở lý thuyết xác định gió trong đơ thị
2.1. Xác định vận tốc gió trong khu vực đơ thị.
2.1.1 Phƣơng pháp tính vận tốc gió sử dụng hàm Logarit
2.2.2 Phƣơng pháp tính vận tốc gió theo cơng thức kinh nghiệm (hàm mũ)

2.2.3 Thang gió BEAUFORT
2.2. Phân vùng gió ở Việt Nam.
2.3. Cơ sở xác định hệ số nhám thực tế địa hình ().
Chương 3. Nghiên cứu xác định hệ số nhám địa hình thực tế và tương quan về
vận tốc gió cho các điểm thu c thành phố Đà Nẵng
3.1. Giới thiệu về địa điểm nghiên cứu.
3.2. Giới thiệu về hệ thống đo gió
3.2.1 Tổng quan
3.2.2 Thiết bị đo tốc độ gió kiểu cốc
3.2.3 Thiết bị đo tốc độ gió kiểu cánh quạt
3.2.4 Thiết bị đo tốc độ gió kiểu sợi đốt
3.2.5 Thiết bị đo tốc độ gió bằng sóng siêu âm
3.2.6 Thiết bị đo tốc độ gió bằng sóng âm


4

3.2.2 Thiết bị đo gió cầm tay (Handy anenometer)
3.3. Đo đạc thực nghiệm để xác định hệ số nhám địa hình.
3.3.1 Xác định mối quan hệ giữa các địa điểm đo so với trạm chủ
3.3.2 Đƣa ra cảnh báo tốc độ
3.4. Xây dựng hệ thống cảnh báo tốc độ gió.
Kết luận và kiến nghị.
- Kết luận
- Kiến nghị
- Hƣớng phát triển của đề tài

C
C

DU

R
L
T.


5

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ GIĨ
1.1. Gió trong khí quyển
Gió là sự chuyển động của một khối khơng khí trong bầu khí quyển do sự chênh
lệch áp suất giữa các điểm khác nhau trên trái đất. Đặc điểm nổi bật của gió tự nhiên là
tính nhiễu loạn. Ngun nhân cơ bản của sự nhiễu loạn là do ma sát của luồng khơng
khí khi đi qua các bề mặt. Dịng khơng khí nhiễu loạn thay đổi một cách phức tạp và
ngẫu nhiên cả trong khơng gian và theo thời gian, vì thế thƣờng đƣợc biểu diễn dƣới
dạng thống kê.

C
C

R
L
T.

DU

Hình 1.1. Quan hệ giữa vận tốc gió theo hướng gió với chiều cao
Vận tốc gió tại một thời điểm nào đó đƣợc biểu diễn dƣới dạng tổng của vận tốc

cơ bản và vận tốc biến đổi biểu diễn cho thành phần nhiễu loạn của luồng khơng khí.
Theo định nghĩa, sau một thời gian đủ dài (thông thƣờng là 10 giây), thành phần biến
đổi có giá trị bằng khơng.
Trong hệ tọa độ Đề-các với trục x theo hƣớng gió, trục y nằm ngang và trục z
hƣớng lên trên, vận tốc gió tại độ cao z ở thời điểm t đƣợc biểu diễn nhƣ sau:
 Theo hƣớng gió: U(z) + u(x, y, z, t)
 Theo phƣơng vng góc hƣớng gió: v(x, y, z, t)
 Theo phƣơng thẳng đứng: w(x, y, z, t)
Trong đó thành phần vận tốc cơ bản U(z) ch phụ thuộc vào độ cao z, các thành
phần u, v và w biểu diễn các thành phần biến đổi của luồng gió. Vận tốc cơ bản U(z)
và thành phần biến đổi theo hƣớng gió ln đƣợc quan tâm đặc biệt do chúng có tác
động chủ yếu đến cơng trình.


6

1.2. Vận tốc gió
1.2.1. Vận tốc gió cơ bản
Tốc độ gió trung bình trong một khoảng thời gian nhất định đƣợc định nghĩa bởi:
U z  

1





 ut dt

(1.1)

0

Với  là khoảng thời gian lấy trung bình. Tùy thuộc vào mục đích sử dụng, có thể
đo tốc độ gió trong khoảng thời gian khác nhau. Nếu khoảng thời gian  bằng từ một
vài phút đến vài giờ, ta có vận tốc gió kéo dài, cịn khi khoảng thời gian trung bình là
vài giây thì ta có vận tốc gió giật.
1.2.2. Thành phần nhiễu loạn của gió
Gió trong lớp biên khí quyển ln có sự nhiễu loạn, điều này có nghĩa dịng khí
là dịng rối với chu kỳ ngẫu nhiên biến đổi từ nhỏ hơn 1 giây cho đến hàng phút. Đặc
tính ngẫu nhiên của thành phần nhiễu loạn của dịng khí đƣợc xác định bằng các lý
thuyết về xác suất.

C
C

R
L
T.

DU

Hình 1.2. Tốc đ gió biến đổi khơng có tính chu kỳ
Nếu ký hiệu f(u) là hàm mật độ xác xuất và F(u) là hàm phân phối xác suất của
thành phần tốc độ gió trung bình. Chúng có quan hệ sau:
u

F u   PU  u    f u du

(1.2)

0

trong đó: P(UGọi Q(u) là xác suất để tốc độ gió có giá trị vƣợt qua giá trị u.


Qu   1  F u   PU  u    f u du

(1.3)

u

Nhƣ vậy Q(u) đƣợc gọi là xác suất vƣợt, F(u) là xác suất không vƣợt hay mức
đảm bảo. Từ các tập số liệu quan trắc gió, có thể tìm thấy hàm phân phối xác xuất F(u)
tƣơng ứng. Sử dụng lý thuyết xác suất thống kê, hàm mật độ xác suất đƣợc xác định
theo công thức sau:


7

f u u  

1

u

 1  u  U 2 
 
exp  

2

2

 u  

(1.4)

Trên địa hình bằng phẳng, dịng khí đƣợc giả thiết là đồng nhất theo phƣơng
ngang, vì thế các đặc tính xác suất đƣợc coi là không đổi theo phƣơng ngang. Độ lệch
chuẩn u, v và w của các thành phần nhiễu loạn ch phụ thuộc vào độ cao z so với
mặt đất. Kết quả một số nghiên cứu thực nghiệm của Davenport (1967), Haris (1970),
Armitt (1976) cho thấy các trị số độ lệch chuẩn nói trên thƣờng giảm rất chậm theo
chiều cao đến độ cao bằng độ cao cơng trình. Theo Armitt (1976), trị số độ lệch chuẩn
gần nhƣ khơng đổi đến ½ chiều cao của lớp biên khí quyển bên trong. Ở độ cao 100200m so với bề mặt nằm ngang giả định, giá trị gần đúng của độ lệch chuẩn của các
thành phần nhiễu loạn u theo hƣớng gió, v theo phƣơng vng góc với hƣớng gió và w
theo phƣơng đứng là:

 u  A.u* ;  v  0.75 u ;  w  0.50 u

C
C

(1.5)

trong đó: hằng số A ≈ 2,5 nếu z0 = 0,05m và A ≈1,8 nếu z0 = 0,3m.

R
L
T.

Cƣờng độ nhiễu loạn Iu(z) của thành phần nhiễu loạn u theo hƣớng gió tại độ cao
z đƣợc định nghĩa là:

DU
I u z  

 u z 
U z 

(1.6)

trong đó:  u z  là độ lệch chuẩn của thành phần nhiễu loạn u và U(z) là vận tốc
gió cơ bản tại độ cao z.
Đối với các địa hình bằng phẳng, cƣờng độ nhiễu loạn xấp x bằng:
I u z  

1
ln z / z 0 

(1.7)

trong đó: z0 là độ cao nhám và giá trị u/u* đƣợc lấy bằng 2.5.
Ở độ cao từ 100-200m so với mặt đất, có thể coi các thành phần nhiễu loạn có
phân bố chuẩn với giá trị thực bằng 0, độ lệch chuẩn tính theo cơng thức (1.5).
Thƣớc đo cƣờng độ nhiễu loạn dùng để đo kích thƣớc xốy của luồng gió hoặc
nói cách khác là độ lớn trung bình của từng cơn gió theo hƣớng cho trƣớc. Thƣớc đo
cƣờng độ nhiễu loạn theo hƣớng i (i=x, y, z) của các thành phần nhiễu loạn j (j = u, v,
w) đƣợc tính theo cơng thức:
Lij    j z, ri dri

(1.8)

trong đó:  j z, ri  là hàm tƣơng quan không gian của nhiễu loạn u giữa hai điểm i
và i+ri đo tại cùng một thời điểm. Nhƣ vậy, theo các hƣớng x, y, z sẽ có 9 thƣớc đo


8

cƣờng độ nhiễu loạn của 3 thành phần nhiễu loạn u, v, w. Thƣớc đo cƣờng độ nhiễu
loạn phụ thuộc vào độ cao z, vận tốc gió và độ nhám của bề mặt địa hình mà đại diện
là độ cao nhám z0. Thƣớc đo cƣờng độ nhiễu loạn có thể tham khảo trong các tài liệu
ch dẫn tính tốn về gió.
Thƣớc đo cƣờng độ nhiễu loạn ở độ cao z từ 10m đến 240m có thể đƣợc tính theo
cơng thức kinh nghiệm do Counihan (1975) đề xuất nhƣ sau:
Lux  Cz m

(1.9)

trong đó: C và m phụ thuộc vào độ cao nhám z0 và đƣợc xác định theo Hình 1-4,
Lux và z tính bằng mét. Theo cơng thức (1.9) thì thƣớc đo cƣờng độ nhiễu loạn tỷ lệ

nghịch với độ nhám bề mặt.

C
C

R
L
T.

DU

Hình 1.3. Quan hệ giữa C và m với đ cao nhám bề mặt z0
Các thƣớc đo cƣờng độ nhiễu loạn khác thƣờng biểu diễn thông qua cƣờng độ
nhiễu loạn theo hƣớng gió Lux .
Đo đồng thời vận tốc gió dọc trong mặt phẳng vng góc với hƣớng gió cho thấy
quan hệ giữa hàm số tƣơng quan khơng gian và thƣớc đo cƣờng độ nhiễu loạn theo
hƣớng gió nhƣ sau:


ry 

y 
 Lu 

 u ry   exp  

(1.10)



rz
z
 Lu

 u rz   exp  







(1.11)

với thƣớc đo cƣờng độ nhiễu loạn: Luy  0.3Lux và Luz  0.2Lux .
1.2.3. Hàm mật đ phổ năng lượng
Sự phân bố tần số của thành phần nhiễu loạn theo hƣớng gió u đƣợc biểu diễn
bởi hàm mật độ phổ năng lƣợng không thứ nguyên RN(z, n) với
R N z, n  

nS u z, n 
 u2 z 

(1.12)

trong đó: n là tần số tính bằng Hertz và Su(z, n) là phổ năng lƣợng của thành phần
nhiễu loạn theo hƣớng gió.


9

Năng lƣợng nhiễu loạn phát sinh ở tần số thấp và bị tiêu hao ở tần số cao. Tại
vùng trung gian năng lƣợng sinh ra cân bằng với năng lƣợng mất đi và phổ năng lƣợng
nhiễu loạn độc lập với cơ chế sinh ra và hao tán năng lƣợng. Hàm mật độ phổ năng
lƣợng RN không thứ nguyên đối với các tần số trong vùng trung gian đƣợc tính theo
cơng thức:
RN z, n  Af L2 / 3

(1.13)

trong đó: A là hệ số phụ thuộc rất ít vào chiều cao và thƣờng đƣợc lấy bằng
A=0.14 đối với các kết cấu có độ cao đến 200m, tần số khơng thứ ngun fL đƣợc tính
theo cơng thức sau:
fL 

nLz 
U z 

(1.14)

trong đó: L(z) là thƣớc đo cƣờng độ nhiễu loạn theo chiều cao.
Đã có nhiều nghiên cứu nhằm xác định phổ gió, trong đó phải kể đến biểu thức
của Von Karma-Haris về phổ thành phần vận tốc gió theo hƣớng gió thổi.
nS u n 

 u2



C
C

R
L
T.

nl
4 u
U ( z)

2

 nlu  


1  70.8
 

 U ( z )  

DU

5/6

(1.15)

Phổ thành phần tốc độ gió theo phƣơng thẳng đứng (vng góc với gió thổi)
đƣợc xác định thơng qua biểu thức Busch – Panofsky.
nS w n 

 w2

2.15


nz
U ( z)

 nz 


1  11.16
 U ( z) 

5/3

(1.16)

Để thuận tiện trong sử dụng, Simiu và Scanlan (1986) đã đề xuất hàm mật độ phổ
năng lƣợng đã đƣợc điều ch nh cho mục đích thiết kế cơng trình nhƣ sau: theo phƣơng
gió thổi và theo phƣơng thẳng đứng
R N z, n  

nS u z, n 
200 f Z

2
u*
1  50 f z 5 / 3

nS w n 
6 fz

u*2
1  4 f z 2

trong đó: f Z 

(1.17)
(1.18)

nz
, u* là vận tốc ma sát đƣợc xác định theo công thức sau :
U z 


10

u* 

KU z 
Z  Zd
ln
Z0

(1.19)

với K  0.4 là hằng số không đơn vị và Zd đƣợc xác định theo cơng thức sau:
Zd  H 

Z0
K

(1.20)

trong đó: H là cao độ bình quân khối kiến trúc xung quanh (m) và Z0 là chiều
cao phụ thuộc độ nhám mặt đất (m). Khi tốc độ gió bình qn ở cao độ Zg trên khơng
của lớp biên giới khí quyển gần nhƣ không bị ảnh hƣởng bởi mức độ nhám mặt đất. Z0
và Zg có thể đƣợc xác định trong Bảng 1-4
Bảng 1.1. Đ nhám bề mặt Z0

Phân loại độ nhám bề mặt đất

I

II

III

IV

Zg (m)

500

600

700

700

Z0 (m)

0,01

0,05

0,3

1,0

C
C

R
L
T.

1.2.4. Hàm số tương quan không gian
Sự phụ thuộc của các thành phần nhiễu loạn giữa hai điểm cho trƣớc do kích
thƣớc của các xốy khí trong dịng khí tại tần số f đƣợc biểu diễn thơng qua phân bố
ngang chuẩn hóa. Sự phân bố khơng gian của thành phần nhiễu loạn dọc theo hƣớng

DU

gió đƣợc thể hiện thơng qua phân bố ngang chuẩn hóa nhƣ sau
S ucr1u2  S uC1u2 r , n  iS uQ1u2 r , n

(1.21)

trong đó i   1 , các ch số u1, u2 thể hiện giá trị tại hai điểm cách nhau r. S(r,n)
là hàm số mật độ phổ năng lƣợng
Hàm số tƣơng quan đƣợc Panofsky và Singer (1965) định nghĩa là:
C r , n  Cohr, n

2

(1.22)

trong đó: căn bậc 2 của hàm số tƣơng quan đƣợc Davenport (1968) đề xuất tính
theo cơng thức:

Cohr, n  e  f

(1.23)

với f đƣợc tính theo cơng thức sau:
2n C z2 z1  z 2   C y2  y1  y 2 
2

f 

U z1   U z 2 

2

(1.24)

trong đó: y1, y2 và z1, z2 là tọa độ của hai điểm nằm trên đƣờng thẳng vng góc với
hƣớng gió, các hệ số Cz, Cy, là các hệ số suy giảm xác định theo thực nghiệm. Các hệ số
suy giảm Cy, Cz không ch phụ thuộc vào độ nhám bề mặt mà theo kết quả thực nghiệm
còn phụ thuộc vào độ cao và vận tốc gió nhƣ thể hiện trong Hình 1-4 và Hình 1-5


11

Hình 1.4. Quan hệ giữa hệ số suy giảm

Hình 1.5. Quan hệ giữa hệ số suy giảm C

C với vận tốc gió

với vận tốc gió và đ cao

1.2.5. Góc gió thổi
Trong thiết kế chống gió động lực của cầu, phải xét ảnh hƣởng từ góc thổi của
gió, và phải dùng góc thổi bình qn của gió tốc độ cao tức thời làm tiêu chuẩn, thông

C
C

thƣờng sử dụng  30. Khi địa hình phức tạp phải xác định bằng thí nghiệm hầm gió với
địa hình mơ phỏng.

R
L
T.

1.2.6. Gió tác đ ng lên phương tiện giao thông
Nhiều nghiên cứu thế giới ch ra rằng, sự thay đổi vận tốc gió hoặc hƣớng gió tác
dụng lên xe đang lƣu thơng là ngun nhân chính gây ra tai nạn trên các cây cầu lớn ở

DU

Nhật Bản. Trong trƣờng hợp cầu dây, sự tồn tại của tháp cầu và bệ neo (cầu dây võng)
thƣờng tác động và thay đổi điều kiện gió tác dụng lên xe. Hình 1.6 là một ví dụ tại
cầu Severn nƣớc Anh, các hệ thống chắn gió (wind shield) đƣợc lắp đặt gần tháp cầu
để thay đổi điều kiện gió xung quanh tháp từ đó hạn chế lật xe. Tƣơng tự nhƣ các nổ
lực thiết kế chắn gió cho cầu Ohnaruto ở Hình 1.7. Tại đây rất nhiều nghiên cứu và mơ
phỏng bằng hầm gió và CFD đƣợc thực hiệ để lãm rõ các đặc tính dịng gió và ảnh
hƣớng của gió lên xe.

Hình 1.6. Hàng rào chắn gió cầu Severn nước Anh


12

C
C

Hình 1.7. Hàng rào chắn gió cầu Ohnaruto Nhật Bản

R
L
T.

1.3. Một số đặc điểm thời tiết và gió ở thành phố Đà Nẵng
Thành phố Đà Nẵng có 2 mùa chính là mùa mƣa và mùa khô. Mùa mƣa bắt
đầu khoảng từ tháng 9 đến tháng 12. Mùa khô bắt đầu từ tháng 1 đến tháng 8. Hàng
năm thành phố Đà Nẵng chịu ảnh hƣởng ít nhất của 1 cơn bão hoặc áp thấp nhiệt

DU

đới có gió mạnh cấp 6 trở lên. Do nằm trong vành đai nhiệt đới Bắc bán cầu, thành
phố Đà Nẵng chịu sự chi phối chủ yếu của các hồn lƣu gió mùa, tín phong và chịu
ảnh hƣởng trực tiếp của các nhiễu động nhiệt đới nhƣ: bão, áp thấp nhiệt đới, dải
hội tụ nhiệt đới, ...
1.3.1. Bão
Là hiện tƣợng thời tiết đặc biệt nguy hiểm, gây gió mạnh làm tốc mái, có thể gây
đổ nhà cửa, kèm theo mƣa lớn gây lũ lụt nghiêm trọng. Cấp gió và mức độ nguy hại
của chúng đƣợc mơ tả nhƣ bảng dƣới. Ở Đà Nẵng, mùa bão hàng năm vào khoảng
tháng 6 – 11, tần suất bão đổ bộ nhiều vào tháng 8 – 11.

Bảng 1.2. Tần số bão đổ b vào các vùng bờ biển Việt Nam (1961÷2008)
Vùng bờ biển

T4

T5

T6

T7

T8

T9

T10 T11 T12

Quảng Ninh – Thanh Hóa

0,00 0,00 0,21 0,53 0,47 0,36 0,09 0,02 0,00

Nghệ An – Quảng Bình

0,00 0,00 0,02 0,09 0,23 0,30 0,21 0,00 0,00

Quảng Trị - Quảng Ngãi

0,00 0,04 0,09 0,02 0,13 0,36 0,21 0,06 0,02

Bình Định – Ninh Thuận

0,02 0,00 0,04 0,00 0,02 0,02 0,45 0,40 0,09

Bình Thuận – Cà Mau

0,00 0,00 0,02 0,00 0,00 0,00 0,09 0,17 0,00

Bắc Biển Đông

0,02 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00


13

1.3.2. Lốc
Là các hiện tƣợng thời tiết nguy hiểm, gây gió xốy bốc lên cao, làm tốc mái, đổ
nhà cửa, nhất là các nhà đơn sơ. Theo thống kê của Trung tâm khí tƣợng thủy văn
Quốc gia: Ở miền Bắc lốc thuờng hay xảy ra vào các giai doạn chuyển tiếp từ dông
sang hè (tháng 4, tháng 5), mỗi khi xuất hiện dợt khơng khí lạnh; Ở miền Nam số lần
xảy ra lốc ít hơn ở miền Bắc và miền Trung. Khu vực thành phố Đà nẵng, theo QCVN
02:2009, phân bố các lần tố lốc một số năm xuất hiện cho thấy khoảng vào tháng 5 &
tháng 7, thống kê cụ thể nhƣ sau:
Số năm

T1

T2

T3

T4

T5

T6

T7

T8

T9

3

0

0

0

0

2

0

1

0

0

T10 T11 T12 Tổng
0

0

0

3

1.3.3. Gió
Căn cứ vào Bản đồ phân vùng áp lực gió lãnh thổ Việt Nam (QCVN 02:2009)
vận tốc gió trung bình tháng và năm (m/s) đƣợc thống kê nhƣ sau:
T1

T2

T3

T4

T5

T6

1,5

1,7

1,8

1,7

1,5

1,2

R
L
T.

C
C

T7

T8

T9

T10

T11

T12

Năm

1,2

1,2

1,3

1,6

2,0

1,5

1,5

DU

KẾT LUẬN CHƢƠNG 1:
+ Khái niệm về gió trong khí quyển;
+ Các yếu tố ảnh hƣởng đến vận tốc gió trong khí quyển;
+ Đặc điểm thời tiết tại địa điểm thực hiện đo đạc thực nghiệm trong Đồ án.


14

CHƢƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT XÁC ĐỊNH VẬN TỐC GIÓ TRONG ĐƠ THỊ
2.1. Xác định vận tốc gió trong khu vực đơ thị
Để kiểm sốt vận tốc gió phục vụ cho giao thông, nông nghiệp và thiết kế đô thị,
dữ liệu vận tốc gió là cần thiết. Vận tốc gió và xoáy ở đƣờng bộ và đƣờng thủy phụ
thuộc vào gió của khu vực đó, đồng thời bị ảnh hƣởng bởi các yếu tố địa hình địa vật
xung quanh, ngồi ra cịn có sự thay đổi của vận tốc gió cục bộ. Các trạm khí tƣợng

thƣờng cung cấp đầy đủ dữ liệu tuy nhiên vấn đề là sự khác nhau về địa hình địa vật,
độ cao giữa khu vực đặt trạm đo và các khu vực khác trong thành phố. Để ƣớc lƣợng
vận tốc tốc gió ở các khu vực khác nhau của thành phố, thì yếu tố địa hình địa vật
xung quanh các vị trí cần kiểm tra kỹ lƣỡng.
Trạm đo gió chuẩn thƣờng đo gió ở cao độ 10 so với mực nƣớc biển và ở khu
vực mở và thống gió. Gió các vị trí khác đƣợc tính dựa trên trạm đo chuẩn ( Trạm
chủ) và phụ thuộc vào địa hình và cao độ của vị trí đó. Sự thay giảm vận tốc gió ở các
vị trí thống nhƣ cửa sơng thƣờng ít nhất và các vị trí khác vào sâu bên trong thành
phố với nhiều tòa nhà là lớn nhất. Do đó dữ liệu gió ở các trạm thời tiết là chƣa đủ để
xác định vận tốc gió tại các điểm khác nhau của thành phố. Nhà quản lý, ngƣời thiết kế

C
C

R
L
T.

DU

cần tính tốn nội suy các vận tốc gió nhằm phục vụ cho khai thác giao thông, thiết kế.
Một số phƣơng pháp ƣớc lƣợng vận tốc gió nhƣ sau:
2.1.1. Phương pháp tính vận tốc gió sử dụng hàm Logarit
Vận tốc gió đƣợc xác định từ các đặc trƣng của bản thân dịng khí, đặc trƣng địa
hình và sự tƣơng tác giữa dịng khí và địa hình mà nó đi qua. Ở gần bề mặt địa hình, sự
biến thiên của vận tốc theo chiều cao dU(z)/dz ch phụ thuộc vào 0,  và chiều cao z
so với bề mặt địa hình. Nếu ở phía thƣợng lƣu dịng khơng khí là bề mặt phẳng kéo
dài, vận tốc gió cơ bản đƣợc tính theo cơng thức sau:
U  z   u*

1



ln

z
z0

(2.1)

trong đó, k là hệ số Kaman, z0 là độ cao nhám của bề mặt, u* là vận tốc ma sát
đƣợc tính theo cơng thức:
u* 

0


(2.2)

với 0 là áp suất cắt tại bề mặt địa hình và  là mật độ khơng khí. Đối với những
trận gió đặc biệt, vận tốc ma sát nằm trong khoảng từ 1 đến 2m/s.
Độ cao nhám bề mặt z0 biểu diễn kích thƣớc của xốy khí đặc trƣng hình thành


15

do ma sát giữa dịng khí và bề mặt địa hình. Giá trị của z0 phụ thuộc vào độ nhám bề
mặt địa hình đƣợc tạo nên bởi các vật thể gọi là vật nhám. Các vật nhám này sinh ra
lực ma sát ngăn cản sự dịch chuyển của luồng khí và do đó làm tăng sự nhiễu loạn của

luồng khí. Những vật thể có hình dạng thốt gió và bề mặt tƣơng đối ít nhám nhƣ một
quả đồi đều đặn, dài thì khơng đƣợc coi là vật nhám. Đối với địa hình có vật nhám
phân bố đều đặn, độ cao nhám của bề mặt có thể xác định theo cơng thức kinh nghiệm
sau đây:
z0  0.5h

Ar
At

(2.3)

trong đó: h là độ cao vật nhám, Ar là diện tích chắn gió và At là diện tích trên mặt
bằng của vật nhám. Nếu diện tích chắn gió và diện tích trên mặt bằng của vật nhám
tƣơng đƣơng nhau về độ lớn, dịng khí sẽ chuyển lên đ nh của vật nhám tạo nên một bề
mặt mới.
Tiêu chuẩn Châu Âu (EuroCode 1) sử dụng phƣơng pháp tính vận tốc gió cơ bản
bằng hàm logarit đối với chiều cao tới 200m đã chia bề mặt địa hình thành 4 loại cơ

C
C

R
L
T.

bản và xác định các trị số , z0 nhƣ trong bảng dƣới đây.

Bảng 2.1. Phân loại địa hình và các hệ số  , z0 (m)
Phân loại

DU

Loại bề mặt



z0 (m)

I

Trên mặt biển, bờ biển, hồ có ít nhất 5km bằng phẳng
trƣớc gió, vùng nơng thơn khơng có chƣớng ngại vật.

0,17

0,01

II

Vùng trang trại có bờ rào, có các cơng trình nơng
nghiệp nhỏ, nhà cửa, cây cối.

0,19

0,05

III

Vùng ngoại ô, khu công nghiệp và vùng rừng lâu năm.

0,22

0,30

IV

Vùng đơ thị có ít nhất 15% diện tích bề mặt bao phủ
bởi nhà cửa có độ cao lớn hơn 15m

0,24

1,00

độ nhám bề
mặt

2.1.2. Phương pháp tính vận tốc gió theo công thức kinh nghiệm (hàm mũ)
Để tiện sử dụng, một số Tiêu chuẩn về gió sử dụng cơng thức kinh nghiệm sau để
xác định vận tốc gió cơ bản:
 z 
U z   U h 0  
 z0 



(2.4)

trong đó: Uh0 là vận tốc gió ở một độ cao tham chiếu và thƣờng đƣợc lấy tại
z 0  10m . Trị số  là hệ số không thứ ngun xác định tính nhám của bề mặt địa hình.

16

Theo TCVN 2737-1995 Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế phân loại độ nhám
bề mặt, cho trị số độ nhám  nhƣ Bảng 1-2.
Bảng 2.2. Phân loại đ nhám bề mặt theo TCVN 2737-1995
Phân loại độ
nhám bề mặt đất

Tình trạng bề mặt đất



I

Trên mặt biển, bờ biển

0,12

II

Đồng ruộng, vƣờn cây, đất bãi rộng bằng phẳng. Khu vực
có cây cối và khối kiến trúc tầng thấp thƣa thớt

0,16

Khu vực có cây cối và khối kiến trúc tầng thấp dầy đặc.
III

Khu vực có khối kiến trúc tầng trung và tầng cao thƣa thớt.

0,22

Khu vực đồi núi thoải
IV

Khu vực có khối kiến trúc tầng trung, cao dầy đặc. Khu
đồi núi chia cắt mạnh

0,30

C
C

R
L
T.

Trị số độ nhám bề mặt địa hình đối với cơng trình cầu có sự thay đổi tƣơng đối
lớn trong phạm vi hẹp có thể xác định theo nguyên tắc sau:
 Khi trong phạm vi xét tồn tại hai loại hình có mức độ nhám chênh nhau tƣơng
đối lớn, theo tỷ lệ diện tích lấy trị số bình quân của chúng;

DU

 Khi trong phạm vi xét tồn tại hai loại hình có mức độ nhám gần kề nhau, lấy
trị số của loại nhỏ hơn;
 Khi phía thƣợng, hạ lƣu cầu tồn tại hai loại độ nhám khác nhau, lấy trị số bên
phía tƣơng đối nhỏ hơn;
 Khi chiều rộng sông cần vƣợt tƣơng đối nhỏ (nhƣ loại nhỏ hơn 100 m), phải

lấy trị số thấp hơn một mức của độ nhám đã xác định và theo mặt đất khơng gồm chiều
rộng sơng.
 Khi cầu vƣợt qua nơi có địa hình tƣơng đối đặc biệt, có thể thơng qua thí
nghiệm hầm gió của địa hình mơ phỏng, quan trắc tốc độ gió thực địa hoặc theo tài
liệu tốc độ gió có liên quan để xác định tốc độ gió tiêu chuẩn thiết kế.
Khi thiết kế cơng trình, vận tốc gió thiết kế Ud tính theo cơng thức sau:

U d  k.U z 

(2.5)

trong đó: k là hệ số khơng thứ ngun tính đến sự thay đổi vận tốc gió theo điều
kiện địa hình và độ cao, hệ số k lấy theo các tài liệu tính tốn về gió.
2.1.3 Thang gió BEAUFORT
Thang sức gió Beaufort hay đơn giản là cấp gió là thang đo kinh nghiệm về sức
gió, chủ yếu dựa trên trạng thái của mặt biển hay các trạng thái sóng. Thang sức gió