Đánh giá profile vận tốc gió theo các tiêu chuẩn của một số nước

Đánh giá profile vận tốc gió theo các tiêu chuẩn của một số nước trình bày: Kết quả đánh giá profile theo các tiêu chuẩn gió khác nhau và từ đó đề xuất một số dạng profile vận tốc với thời gian lấy trung bình 10 phút và 3 giây cho tiêu chuẩn gió của Việt Nam,... Mời các bạn cùng tham khảo.

ĐÁNH GIÁ PROFILE VẬN TỐC GIÓ THEO CÁC TIÊU CHUẨN CỦA MỘT SỐ NƯỚC TS VŨ THÀNH TRUNG Viện KHCN Xây dựng KS NGUYỄN QUỲNH HOA Cơng ty Aurecon Tóm tắt: Đối với nghiên cứu gió, hiểu biết xác đặc tính dòng gió tác dụng cần thiết Độ nhám bề mặt địa hình định đặc tính dòng gió, dạng profile vận tốc theo tiêu chuẩn gió khác khác Bài báo trình bày kết đánh giá profile theo tiêu chuẩn gió khác từ đề xuất số dạng profile vận tốc với thời gian lấy trung bình 10 phút giây cho tiêu chuẩn gió Việt Nam Từ khóa: Gió, profile vận tốc gió Đặt vấn đề Trong thời đại tồn cầu hóa cơng nghiệp xây dựng hài hòa tiêu chuẩn tải trọng gió giới, tìm hiểu khác profile vận tốc gió tiêu chuẩn giới quan trọng cần thiết Bài báo trình bày kết đánh giá dạng profile vận tốc gió theo tiêu chuẩn TCVN 2737:1995 với tiêu chuẩn giới [1, 2, 3, 5, 6, 7, 14] Từ đề xuất dạng profile vận tốc gió áp dụng cho tiêu chuẩn tải trọng gió Việt Nam Profile vận tốc gió Vùng gần mặt đất có ảnh hưởng ma sát gọi "lớp biên" (atmospheric boundary layer) (hình 1) Ảnh hưởng ma sát giảm với chiều cao vận tốc gió tăng dần theo chiều cao, chiều cao mà từ vận tốc gió không thay đổi gọi chiều cao gradient Lớp khơng khí phía chiều cao gradient gọi lớp biên [17] Độ cao gradient Lớp Ekman Lớp biên Lớp bề mặt Hình Lớp biên Các tiêu chuẩn khác dùng loại profile gió khác nhau, thời gian lấy trung bình vận tốc gió chu kỳ lặp khác (bảng 1) Bảng Thời gian lấy trung bình, chiều cao tham chiếu chu kỳ lặp Tiêu chuẩn ASCE 7-2010 AS/NZS 1170.2:2002 NBCC (2010) AIJ 2004 EN 1991-1-4.2005 ISO/FDIS 4354: 2008 SNIP 2.01.07-85* (2011) TCVN 2737:1995 TCVN 2737:… (dự thảo) Thời gian trung bình cho vận tốc gió (giây) 3 3600 600 600 3/600 600 600 Thời gian trung bình cho vận tốc gió thiết kế chiều cao tham chiếu (giây) 3600 3600 600 3600 600 600 3600 Chiều cao tham chiếu cho hệ số giật Chiều cao tham chiếu (m) Chu kỳ lặp (năm) 0,6h h h h 0,6h h h h h 10 10 10 10 10 10 10 10 10 50 500 50 100 50 50 50 20 50 2.1 Profile vận tốc gió trung bình Profile vận tốc gió trung bình định nghĩa hàm theo độ cao mặt đất xác định theo hàm logarit hàm số mũ [11, 12] a Hàm logarit V ( z )  u* / k ln( z / z0 ) (1) Trong đó: k - số von Karman có giá trị xấp xỉ 0,4; u* - vận tốc ma sát; z0 - chiều dài độ nhám bề mặt; z - chiều cao mặt đất b Hàm số mũ V ( z )  V E ( z )  V b( z / 10)  (2) Trong đó: V - vận tốc gió trung bình; E - hệ số ảnh hưởng theo độ cao vận tốc gió; b  - số phụ thuộc vào dạng địa hình Vận tốc gió trung bình tiêu chuẩn lấy độ cao 10 m dạng địa hình thống Trong tiêu chuẩn, vận tốc gió trung bình dựa thời gian lấy trung bình 10 phút b =1 Trong tiêu chuẩn ASCE 7-2010, AS/NZS 1170.2:2002, ISO/FDIS 4354: 2008 TCVN 2737:1995, vận tốc gió trung bình dựa thời gian lấy trung bình giây b có giá trị nhỏ 2.2 Profile vận tốc gió giật Profile vận tốc gió giật sử dụng tiêu chuẩn ASCE 7-2010, AS/NZS 1170.2:2002, ISO/FDIS 4354: 2008 TCVN 2737:1995 ^ V t ( z )  V ( z )  g (T )  Trong đó: T - thời gian trung bình 3s; (3) g(T) - hệ số đỉnh Hệ số giật vận tốc gió định nghĩa theo phương trình sau [12]: ^ GV (t )  V t ( z ) / V ( z )   g (T ) I ( z ) (4) Trong đó: I(z) - độ rối độ cao z Profile vận tốc gió giật giây thể theo phương trình sau: ^ ^ ^ ^ V t ( z )  V b( z / 10) (5) Trong đó: ^ V - vận tốc gió giật giây bản; ^ ^ b  - số phụ thuộc vào dạng địa hình Các tiêu chuẩn ASCE 7-2010, AS/NZS 1170.2:2002, ISO/FDIS 4354: 2008 TCVN 2737:1995 sử dụng profile vận tốc gió giây Dạng địa hình Do đặc tính dòng gió tới tác dụng lên cơng trình bị tác động độ nhám bề mặt nên profile vận tốc gió tiêu chuẩn giới khác Vận tốc gió thay đổi với chiều cao thay đổi chúng liên quan đến độ nhám bề mặt đất loại bề mặt khác có độ nhám khác Để phân loại cho điều kiện độ nhám khác này, dạng địa hình khác quy định Số lượng dạng địa hình quy định tiêu chuẩn giới (bảng 2) Bảng Thông tin phân loại dạng địa hình theo tiêu chuẩn khác Tiêu chuẩn Số dạng địa hình AIJ-RLB 2004 AS/NZS 1170.2:2002 ASCE 7-2010 EN 1991-1-4.2005 ISO/FDIS 4354: 2008 NBCC (2010) SNIP 2.01.07-85* (2011) TCVN 2737:1995 Việt Nam TCVN… 2011 (dự thảo) Dạng profile vận tốc gió Luật lũy thừa (Power Law) Dạng logarit Deaves Harris Luật lũy thừa (Power Law) Dạng logarit Dạng logarit Deaves Harris Luật lũy thừa (Power Law) Luật lũy thừa (Power Law) Luật lũy thừa (Power Law) Luật lũy thừa (Power Law) Hệ số mũ biểu đồ profile vận tốc gió α Chiều dài độ nhám z0 (m) từ 0,1 đến 0,35 từ 0,0014 đến 1,82 từ 0,13 đến 0,28 (quy đổi) từ 0,002 đến 2,0 từ 0,11 đến 0,33 từ 0,0039 đến 0,58 từ 0,1 đến 0,35 (quy đổi) từ 0,12 đến 0,43 (quy đổi) từ 0,003 đến 1,0 từ 0,003 đến 3,0 từ 0,14 đến 0,36 từ 0,025 đến 0,58 từ 0,15 đến 0,25 từ 0,055 đến 3,0 từ 0,11 đến 0,25 từ 0,002 đến 2,0 từ 0,15 đến 0,25 từ 0,055 đến 3,0 Giá trị chiều dài độ nhám z0 theo tiêu chuẩn khác Ví dụ giá trị địa hình thống giá trị z0 Việt Nam TCVN… 2011 (dự thảo) SNIP 2.01.07-85* (2011) z 0,055 m AIJ-RLB 2004 z 0,0014 m Các giá trị chiều dài độ nhám z0 cho khu vực thành phố lớn thay đổi nhiều theo tiêu chuẩn khác Ví dụ z0 1,82 m theo AIJ-RLB 2004, m theo AS/NZS 1170.2:2002, m theo EN 1991-1-4.2005, m theo ISO/FDIS 4354: 2008, m theo SNIP 2.01.07-85* (2011), m theo Việt Nam TCVN… 2011 (dự thảo) m theo TCVN 2737:1995 Trong tiêu chuẩn có tiêu chuẩn ASCE 7-2010 tiêu chuẩn NBCC (2010) bỏ dạng địa hình thành phố lớn (địa hình dạng A tiêu chuẩn ASCE 7-2010 địa hình dạng C tiêu chuẩn NBCC (2010)) nên giá trị lớn z 0,58 m nhỏ nhiều so với tiêu chuẩn khác Hầu hết tiêu chuẩn dùng quy luật hàm số mũ để mô profile vận tốc gió, có tiêu chuẩn AS/NZS 1170.2:2002, EN 1991-1-4.2005 ISO/FDIS 4354: 2008 dùng hàm logarit để mơ profile vận tốc gió Từ bảng 2, ta thấy số lượng dạng địa hình tiêu chuẩn thay đổi từ đến Nên câu hỏi số lượng dạng địa hình nên phù hợp, để trả lời câu hỏi cần phải đảm bảo hai điều kiện sau: - Số lượng dạng địa hình nên vừa đủ để đảm bảo lựa chọn hai dạng địa hình gần khơng gây sai số lớn; - Từng dạng địa hình phân biệt giảm sai sót lựa chọn dạng địa hình Chiều dài độ nhám z0 có giá trị thay đổi từ 0,0014 m (dạng địa hình trống trải) đến m (dạng địa hình có độ nhám cao địa hình trung tâm thành phố) Để hiểu sai lệch tính tốn vận tốc gió lựa chọn dạng địa hình, bảng đưa tính tốn sai số cho dạng địa hình khác (dạng địa hình thống, dạng địa hình có vật cản thấp dạng địa hình thành phố tương ứng với ba hàm số mũ 0,1, 0,2 0,3) Từ bảng thấy dạng địa hình nhám thay đổi giá trị hàm số mũ ảnh hưởng nhiều so với dạng địa hình có độ nhám Vì để giữ cho sai số vận tốc gió nhỏ 10 % cần có khoảng đến dạng địa hình Bảng Các hàm số mũ cho sai số tính tốn khoảng 10% Dạng địa hình Dạng địa hình trơn Dạng địa hình có độ nhám vừa Dạng địa hình có độ nhám cao Sai số vận tốc gió Giá trị số mũ 10 % 0,09 + 10 % 0,15  10 % 0,17 + 10 % 0,23  10 % 0,28 + 10 % 0,33 Để đảm bảo điều kiện quy định rõ ràng cho dạng địa hình phân biệt rõ ràng dạng địa hình có nhiều nghiên cứu độ nhám bề mặt dạng địa Davenport (1960), Deveas (1978), Cook (1985), Schimid & Oke (1990) Wieringa (1992) Trong báo Wieringa (1992) cho thấy giá trị z0 thỏa mãn với kết thí nghiệm Sự mơ tả dạng địa hình thể bảng Từ kết bảng 3, ta dùng giá trị số mũ 0,1, 0,15, 0,2, 0,24, 0,28 0,31 (tương ứng với giá trị z0 0,0014, 0,04, 0,21, 0,49, 0,89 1,26) Dựa vào phân loại độ nhám giá trị độ nhám bảng độ nhám sử dụng tiêu chuẩn điều chỉnh để có dạng địa hình cho phù hợp Bảng thể dạng địa hình tương ứng với loại độ nhám z0 Độ nhám dạng địa hình theo tiêu chuẩn thể bảng Với phân loại thể bảng giúp cho kỹ sư thiết kế việc lựa chọn dạng địa hình cơng việc xác định tải trọng gió lên cơng trình Ngồi ra, sử dụng hình ảnh dạng địa hình điển hình tiêu chuẩn để lựa chọn dạng địa hình tính tốn tải trọng gió Hình ảnh dạng địa hình mơ tả bảng thể hình Bảng Phân loại độ nhám Davenport Wieringa (2001) STT Dạng địa hình Mặt biển Khu vực thống trơn z0 (m) 0,0002 0,005 Khu vực thoáng 0,03 Khu vực thoáng bề mặt nhám 0,1 Khu vực có bề mặt nhám 0,25 Mơ tả Mặt biển hồ Bề mặt đất khơng có vật cản (bờ biển, bề mặt bằng…) Vùng nông thôn với thảm thực vật có chiều cao thấp (cỏ) có vật cản cách với khoảng cách 50 lần chiều cao vật cản Ví dụ vùng đất khơng có bụi cây, đồng hoang, lãnh ngun đường cất hạ cánh máy bay Khu vực có thảm thực vật với chiều cao thấp (lúa), khu vực nơng thơn thống với vật cản khơng liên tục Khu vực phát triển với trồng cao trồng với STT Dạng địa hình z0 (m) Khu vực có bề mặt nhám Khu vực bị che chắn mạnh Khu vực bị nhiễu loạn mạnh ≥2 0,5 Mô tả chiều cao thay đổi vật cản rải rác với khoảng cách trung bình khoảng 15 lần chiều cao vật cản Khu vực với nhiều nhóm vật cản lớn (các cánh đồng lớn, nhóm rừng) tách với khoảng cách khoảng 10 lần chiều cao vật cản Khu vực phủ toàn với vật cản có kích thước gần với khoảng cách chúng lớn chiều cao vật cản, ví dụ khu rừng già đặn, thành phố khu dân cư có kích thước đặn Trung tâm thành phố gồm nhiều nhà cao tầng thấp tầng Các khu rừng lớn có hình dạng khơng với nhiều khoảng trống Bảng Các dạng địa hình kiến nghị Dạng địa hình Mơ tả Chiều dài độ nhám z0 (m) Số mũ α Dạng I Khu vực mặt nước thống (biển, hồ với vật cản) 0,002 0,1 Dạng II Khu vực thống (địa hình có vật cản cao đến 10 m Khu vực nơng thơn với nhà thấp tầng) 0,04 0,15 Dạng III Rừng/Khu vực ngoại với số cao 35 m (có chủ yếu vật cản từ 3m đến m) 0,2 0,2 0,5 0,24 Dạng IV Dạng V Dạng VI Khu vực thị (có nhiều cơng trình cao từ 10 m đến 50 m) Thành phố (có nhiều nhà cao trung bình nhà cao 50 m) Trung tâm thành phố (tập trung nhiều nhà cao tầng với cơng trình khác) 1,0 ≥ 2,0 0,29 0,36 Chiều dài độ nhám theo tiêu chuẩn (z0 (m)) AIJ-RLB 2004 Cat I – Khu vực biển (0,0014) AS/NZS 1170.2:2002 Cat – Địa hình trống trải, khơng có vật cản (0,002) EN 1991-1-4.2005 Cat – Khu vực biển (0,003) ISO/FDIS 4354: 2008 Cat – Khu vực biển (0,003) ASCE 7-2010 Exp D – Khu vực phẳng bề mặt biển, hồ (0,0039) TCVN 2737:1995 Địa hình dạng A - Địa hình trống trải, khơng có vật cản q 1,5 m (0,002) EN 1991-1-4.2005 Cat I – Mặt hồ khu vực khơng có vật cản (0,01) AS/NZS 1170.2:2002 Cat – Mặt hồ, đồng cỏ khu vực có vật cản cao từ 1,5 m đến 10 m (0,02) NBCC (2010) Exp A – Khu vực thoáng (0,025) ISO/FDIS 4354: 2008 Cat – open country (0,03) AIJ-RLB 2004 Cat II – Khu vực thống với vật cản có chiều cao nhỏ 10 m (0,04) ASCE 7-2010 Exp C – Khu vực thống với vật cản có chiều cao nhỏ 9,1 m (0,048) EN 1991-1-4.2005 Cat II – Khu vực với vật cản, (0,05) SNIP 2.01.07-85* (2011) Việt Nam TCVN… 2011 (dự thảo) Địa hình dạng A- Các bờ thống biển, hồ, sa mạc, đồng cỏ, (0,055) TCVN 2737:1995 Địa hình dạng B - Khu vực tương đối trống trải, có số vật cản thưa thớt cao khơng 10 m (0,02) AS/NZS 1170.2:2002 Cat – Khu vực với vật cản có chiều cao từ 3m đến 5m, khu vực ngoại ô (0,2) AIJ-RLB 2004 Cat III – Khu vực ngoại ô (0,21) EN 1991-1-4.2005 Cat III – Khu vực ngoại ô, rừng (0,3) ISO/FDIS 4354: 2008 Cat – Khu vực ngoại ô (0,3) SNIP 2.01.07-85* (2011) Việt Nam TCVN… 2011 (dự thảo) Địa hình dạng B - vùng ngoại thành phố, rừng rậm vùng khác có vật cản phân bố cao 10 m (0,6) ASCE 7-2010 Exp B – Khu vực đô thị (0,58) NBCC (2010) Exp B – Khu vực ngoại ô đô thị (0,58) AIJ-RLB 2004 Cat IV – Khu vực thành phố có nhà cao từ đến tầng (0,78) EN 1991-1-4.2005 Cat IV – Khu vực với 15 % diện tích có cơng trình >15m (1,0) AIJ-RLB 2004 Cat V – Khu vực nhà cao tầng thành phố (1,82) AS/NZS 1170.2:2002 Cat 4– Thành phố (2,0) ISO/FDIS 4354: 2008 Cat – Đô thị (3,0) SNIP 2.01.07-85* (2011) Việt Nam TCVN… 2011 (dự thảo) Địa hình dạng C – Khu vực thành phố có nhiều nhà cao 25 m (3,0) TCVN 2737:1995 Địa hình dạng C – Khu vực bị che chắn mạnh, có nhiều vật cản sát cao từ 10 m trở lên (2,0) b) Dạng địa hình II a) Dạng địa hình I d) Dạng địa hình IV c) Dạng địa hình III f) Dạng địa hình VI e) Dạng địa hình V Hình Hình ảnh dạng địa hình điển hình Các thơng số profile vận tốc gió trung bình 10 phút profile vận tốc gió giật giây kiến nghị thể bảng Các profile vận tốc gió giật giây 10 phút kiến nghị lựa chọn thể hình Bảng Các thông số profile vận tốc gió kiến nghị Chiều cao Dạng địa Mơ tả hình Dạng I Dạng II Khu vực mặt nước thống (biển, hồ với vật cản) Khu vực thống (địa hình có vật cản cao đến 10 m Khu vực nông thôn với Giật giây Thời gian lấy trung gradient ZG ^ (m) b  b 250 1,13 0,05 1,22 0,1 350 0,08 0,15 ^ bình 10 phút  nhà thấp tầng) Rừng/Khu vực ngoại với số Dạng III cao 35 m (có chủ yếu 450 0,876 0,11 0,8 0,2 500 0,78 0,14 0,66 0,24 550 0,71 0,17 0,54 0,29 650 0,61 0,19 0,38 0,36 vật cản từ m đến m) Khu vực đô thị (có nhiều cơng trình cao Dạng IV từ 10 m đến 50 m) Thành phố (có nhiều nhà cao trung Dạng V bình nhà cao 50 m) Trung tâm thành phố (tập trung nhiều Dạng VI nhà cao tầng với cơng trình khác) 500 500 Kiến nghị (Dạng I) (10 phút) Kiến nghị (Dạng II) (10 phút) Kiến nghị (Dạng III) (10 phút) Kiến nghị (Dạng IV) (10 phút) Kiến nghị (Dạng V) (10 phút) Kiến nghị (Dạng VI) (10 phút) Kiến nghị (Dạng I) (3 giây) Kiến nghị (Dạng II) (3 giây) 450 450 Kiến nghị (Dạng III) (3 giây) 400 Kiến nghị (Dạng IV) (3 giây) 400 Kiến nghị (Dạng V) (3 giây) 350 350 Kiến nghị (Dạng VI) (3 giây) Độ cao Z (m) Độ cao Z (m) 300 250 200 300 250 200 150 150 100 100 50 50 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 V(z)/V0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 V(z)/V0 Hình Profile vận tốc gió giật giây kiến nghị Hình Profile vận tốc gió trung bình 10 phút So sánh profile vận tốc gió theo tiêu chuẩn khác Dựa vào phân loại dạng địa hình bảng hình so sánh profile vận tốc gió theo tiêu chuẩn kiến nghị thể hình từ đến 14 cho thấy có thống chúng độ cao từ khoảng 100 m trở xuống 500 500 AIJ-RLB 2004 (Cat II) (10 phút) AS 1170.2:2002 (Cat 1) (1 giờ) 450 400 EN 1991-1-4.2005 (Cat 0) (10 phút) 400 350 ASCE 7-2010 (D) (1 giờ) AS 1170.2:2002 (Cat 2) (1 giờ) EN 1991-1-4.2005 (Cat I) (10 phút) ISO 4354:2009 (Cat 1) (1 giờ) 350 TCVN 2737:1995 (A) (10 phút) 300 Độ cao Z (m) Độ cao Z (m) AIJ-RLB 2004 (Cat I) (10 phút) 450 Kiến nghị (Dạng I) (10 phút) 250 200 ISO 4354:2009 (Cat 2) (1 giờ) 300 NBCC (1995) (A) (10 phút) 250 ASCE 7-2010 (C) (1 giờ) 200 150 150 100 100 50 50 TCVN 2737:1995 (B) (10 phút) TCVN … 2011 (dự thảo) - SNIP 2.01.07-85* (2011) (A) (10 phút) Kiến nghị (Dạng II) (10 phút) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 V(z)/V(10) 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 V(z)/V(10) Hình Profile vận tốc gió trung bình 10 phút Hình Profile vận tốc gió trung bình 10 phút theo tiêu chuẩn khác (tương ứng với dạng địa theo tiêu chuẩn khác (tương ứng với dạng hình I) địa hình II) 2.0 500 ASCE 7-2010 (B) (1 giờ) 450 AS 1170.2:2002 (Cat 3) (1 giờ) 450 400 EN 1991-1-4.2005 (Cat II) (10 phút) 400 350 ISO 4354:2009 (Cat 3) (1 giờ) 350 NBCC (1995) (B) (10 phút) 250 200 Kiến nghị (Dạng IV) (10 phút) 300 Độ cao Z (m) TCVN … 2011 (dự thảo) - SNIP 2.01.07-85* (2011) (B) (10 phút) Kiến nghị (Dạng III) (10 phút) 300 Độ cao Z (m) 500 AIJ-RLB 2004 (Cat III) (10 phút) 250 200 150 150 100 100 50 50 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 0.2 2.0 0.4 0.6 0.8 1.0 V(z)/V(10) Hình Profile vận tốc gió trung bình 10 phút theo tiêu chuẩn khác (tương ứng với dạng địa hình III) 500 1.6 1.8 2.0 AIJ-RLB 2004 (Cat V) (10 phút) AIJ-RLB 2004 (Cat IV) (10 phút) 450 EN 1991-1-4.2005 (Cat III) (10 phút) Kiến nghị (Dạng V) (10 phút) 400 1.4 Hình Profile vận tốc gió trung bình 10 phút theo tiêu chuẩn khác (tương ứng với dạng địa hình IV) 500 450 1.2 V(z)/V(10) AS 1170.2:2002 (Cat 4) (1 giờ) 400 350 350 300 300 ISO 4354:2009 (Cat 4) (1 giờ) Độ cao Z (m) Độ cao Z (m) TCVN 2737:1995 (C) (10 phút) 250 200 TCVN … 2011 (dự thảo) - SNIP 2.01.0785* (2011) (C) (10 phút) Kiến nghị (Dạng VI) (10 phút) 250 200 150 150 100 100 50 50 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 V(z)/V(10) Hình Profile vận tốc gió trung bình 10 phút theo tiêu chuẩn khác (tương ứng với dạng địa hình V) 1.4 1.6 1.8 2.0 Hình 10 Profile vận tốc gió trung bình 10 phút theo tiêu chuẩn khác (tương ứng với dạng địa hình VI) 500 500 AS 1170.2:2002 (Cat 2) (3 giây) AS 1170.2:2002 (Cat 1) (3 giây) 450 ISO 4354:2009 (Cat 1) (3 giây) ASCE 7-2010 (D) (3 giây) 400 450 ISO 4354:2009 (Cat 2) (3 giây) 400 ASCE 7-2010 (C) (3 giây) TCVN 2737:1995 (B) (3 giây) TCVN 2737:1995 (A) (3 giây) 350 350 Kiến nghị (Dạng I) (3 giây) 300 Kiến nghị (Dạng II) (3 giây) 300 Độ cao Z (m) Độ cao Z (m) 1.2 V(z)/V(10) 250 200 250 200 150 150 100 100 50 50 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 V(z)/V(10) Hình 11 Profile vận tốc gió giật giây theo tiêu chuẩn khác (tương ứng với dạng địa hình I) 2.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 V(z)/V(10) Hình 12 Profile vận tốc gió giật giây theo tiêu chuẩn khác (tương ứng với dạng địa hình II) 2.0 500 500 450 ISO 4354:2009 (Cat 3) (3 giây) ASCE 7-2010 (B) (3 giây) 400 ISO 4354:2009 (Cat 4) (3 giây) TCVN 2737:1995 (C) (3 giây) 400 Kiến nghị (Dạng III) (3 giây) 350 350 300 300 Độ cao Z (m) Độ cao Z (m) AS 1170.2:2002 (Cat 4) (3 giây) AS 1170.2:2002 (Cat 3) (3 giây) 450 250 200 Kiến nghị (Dạng VI) (3 giây) 250 200 150 150 100 100 50 50 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 0.2 V(z)/V(10) Hình 13 Profile vận tốc gió giật giây theo tiêu chuẩn khác (tương ứng với dạng địa hình III) 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 Hình 14 Profile vận tốc gióV(z)/V(10) giật giây theo tiêu chuẩn khác (tương ứng với dạng địa hình VI) Các profile vận tốc gió kiến nghị cho tiêu chuẩn Việt Nam Dựa mô tả ba dạng địa hình tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2737:1995, ba dạng profile vận tốc gió trung bình 10 phút ba dạng profile vận tốc gió giật giây lựa chọn kiến nghị cho tiêu chuẩn gió Việt Nam Các thơng số dạng profile thể bảng Các hình 15 16 thể so sánh profile vận tốc gió giây 10 phút kiến nghị với profile vận tốc tiêu chuẩn TCVN 2737:1995 Từ hình 15 16 cho thấy profile vận tốc gió kiến nghị tương đồng với cho dạng địa hình A B (cho hai dạng profile giây 10 phút) Đối với dạng địa hình C profile vận tốc gió kiến nghị có giá trị nhỏ khoảng 10 % (với thời gian lấy trung bình 10 phút) 20 % (với thời gian trung bình giây) Bảng Các thơng số profile vận tốc gió kiến nghị Giật giây Dạng địa hình Mơ tả ^ Khu vực mặt nước thống (biển, hồ với Dạng I vật cản) Trung bình 10 phút ^ b  b  1,13 0,05 1,22 0,1 0,71 0,17 0,54 0,29 0,61 0,19 0,38 0,36 Khu vực thống (địa hình có vật cản Dạng II cao đến 10 m Khu vực nông thôn với nhà thấp tầng) Trung tâm thành phố (tập trung nhiều Dạng III nhà cao tầng với cơng trình khác) 500 500 TCVN 2737:1995 (A) (3 giây) 450 TCVN 2737:1995 (A) (10 phút) 450 TCVN 2737:1995 (B) (3 giây) TCVN 2737:1995 (B) (10 phút) TCVN 2737:1995 (C) (3 giây) 400 TCVN 2737:1995 (C) (10 phút) 400 Kiến nghị (Dạng I) (3 giây) Kiến nghị (Dạng I) (10 phút) Kiến nghị (Dạng II) (3 giây) Kiến nghị (Dạng II) (10 phút) 350 Kiến nghị (Dạng VI) (3 giây) 300 Độ cao Z (m) Độ cao Z (m) 350 250 200 250 200 150 150 100 100 50 50 Kiến nghị (Dạng VI) (10 phút) 300 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 V(z)/V0 Hình 15 Profile vận tốc gió giật giây theo TCVN 2737:1995 kiến nghị 2.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 V(z)/V0 Hình 16 Profile vận tốc gió với thời gian lấy trung bình 10 phút theo TCVN 2737:1995 kiến nghị Kết luận - Các profile vận tốc gió theo tiêu chuẩn so sánh dựa đặc điểm dạng địa hình Các profile vận tốc gió độ cao 100 m tiêu chuẩn tương đương nhau; - Profile vận tốc gió với thời gian lấy trung bình 10 phút giây lựa chọn kiến nghị cho tiêu chuẩn gió Việt Nam Tuy nhiên, số dạng địa hình áp dụng cụ thể cho Việt Nam cần khảo sát nghiên cứu sâu để phù hợp với đặc điểm địa lý, trạng phát triển (đặc biệt lĩnh vực kiến trúc, quy hoạch xây dựng) nước ta tương lai TÀI LIỆU THAM KHẢO ASCE 7-2010: Minimum design loads for buildings and other structures, Revision of ANSI/ASCE 7-98, 2000 AS/NZS 1170.2: Australian/New Zealand Standard, Structural design actions, Part : Wind actions, 2002 AIJ Recommendation for Loads on Buildings, 2004 COOK, N.J., The designer's guide to wind loading of building structures: Part 1, 1985 Eurocode 1: Actions on structures, BS EN 1991-1-1-4:2005 ISO:FDIS 4354:2008(E) Wind Actions on Structures NBCC 2010 National Building Code of Canada IRC-NRC-CNRC Davenport and Wieringa New revision of Davenport roughness classification 3rd European & Afican Conference on Wind Engineering, 2001 DAVENPORT, A.G, 1960 Rationale for Determining Design Wind Velocities Journal of Struct Eng., 86,39-68 10 DEAVES, D.M., HARRIS, R.I., A mathematical model of the structure of strong winds, CIRIA Report 76.Construction Industry Research and Information Association, London, 1978 11 EMIL SIMIU and ROBERT SCANLAN Wind Effects On Structures, Third Edition, John Wiley and Sons, 1996 12 HOLMES, J.D., Wind Loading on Structures 2nd Edition, Taylor & Francis, London, U.K, 2007 13 SCHMID, H P and T R OKE, A model to estimate the source area contributing to surface layer turbulence at a point over patchy terrain Quarterly Journal Royal Meteorological Society, 116, 965-988, 1990 14 SNIP 2.01.07-85* (2011), НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ - Актуализированная редакция 15 TCVN 2737:1995, Tải trọng tác động - Tiêu chuẩn thiết kế 16 TCVN : 2011, Tải trọng tác động - Tiêu chuẩn thiết kế (dự thảo) 17 Theodore Stathopoulos, 2007 Introduction to Wind Engineering, Wind Structure, Wind-Building Interaction Wind Effects on Buildings and Design of Wind-Sensitive Structures CISM International Centre for Mechanical Sciences Volume 493, pp 1-30 18 YIN ZHOU, AHSAN KAREEM, Definition of Wind Profiles in ASCE Journal of Structural Engineering, 2002 19 WIERINGA, J., Updating the Davenport roughness classification Journal of Wind Eng Ind.Aerodynam., 41-44, pp 357-368, 1992  ... nghị Kết luận - Các profile vận tốc gió theo tiêu chuẩn so sánh dựa đặc điểm dạng địa hình Các profile vận tốc gió độ cao 100 m tiêu chuẩn tương đương nhau; - Profile vận tốc gió với thời gian... hình Các thơng số profile vận tốc gió trung bình 10 phút profile vận tốc gió giật giây kiến nghị thể bảng Các profile vận tốc gió giật giây 10 phút kiến nghị lựa chọn thể hình Bảng Các thơng số profile. .. Hình Profile vận tốc gió giật giây kiến nghị Hình Profile vận tốc gió trung bình 10 phút So sánh profile vận tốc gió theo tiêu chuẩn khác Dựa vào phân loại dạng địa hình bảng hình so sánh profile