Gió Bão - Tính Toán Tác Động Và Cơ Sở Thiết Kế Phòng Chống Cho Nhà

Gió là chuyển động của không khí trên bề mặt Trái đất, xảy ra mọi lúc và mọi nơi. Với vận tốc chuyển động vừa phải, gió là một cỗ máy điều hòa không khí khổng lồ làm cho sự sống nảy nở, sinh sôi. Nhưng khi vận tốc chuyển động quá lớn trở thành bão mạnh, gió lại mang tới các thảm họa khó lường cho con người và mọi sinh vật khác. Gió bão mạnh dưới các dạng khác nhau, xảy ra hàng năm ở hầu khắp các vùng trên thế giới, là một nỗi ám ảnh đối với nhân loại trong suốt quá trình phát triển của mình, gây ra rất nhiều thiệt hại nặng nề về sinh mạng con người và của cải vật chất xã hội. Việt Nam chúng ta nằm trọn trong vùng nhiệt đới ở Bán Cầu Bắc, ven bờ Thái Bình Dương là đại dương lớn nhất trên thế giới, nơi có các điều kiện lý tưởng để hình thành và phát triển các cơn bão mạnh nhất. Chính vì lẽ đó, hàng năm nước ta phải hứng chịu trực tiếp nhiều cơn bão mạnh và áp thấp nhiệt đới. Để chống lại thảm họa thiên nhiên này, các công trình xây dựng ở nước ta khi thiết kế đều phải xét tới các tác động gió bão ở các mức độ khác nhau. Tuy vậy, các thiệt hại do gió bão gây ra vẫn tiếp tục xảy ra và lặp lại hàng năm. Trong hơn nửa thế kỷ nay, những nỗ lực nghiên cứu quan trọng về gió và tác động gió lên các công trình xây dựng, đã được thực hiện ở nhiều nước trên thế giới. Hàng nghìn tài liệu nghiên cứu trên tất cả mọi phương diện về những vấn đề này, đã được công bố trong các tạp chí và tuyển tập báo cáo hội thảo. Các kết quả nghiên cứu của nhiều nhà khoa học đã được phản ánh trong các tiêu chuẩn/quy chuẩn tác động gió. Sự phát triển không ngừng của khoa học - công nghệ dẫn tới sự ra đời của hệ thống phương pháp thiết kế, cũng như các loại vật liệu và công nghệ xây dựng mới đã làm cho các hệ kết cấu ngày càng trở nên đa dạng hơn và chiều cao của chúng không còn là một giới hạn mà con người không thể vượt qua. Bên cạnh đó, quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa đã làm biến đổi khí hậu Trái đất, làm gia tăng các thảm họa thiên nhiên trong đó có gió bão và các thiệt hại do chúng gây ra. Trong bối cảnh này, sự nghiên cứu về gió và tác động gió tiếp tục được đẩy mạnh và hoàn thiện, với các công cụ nghiên cứu ngày càng hiện đại. Tuy vậy, tồn tại một tình trạng phổ biến ở các nước trên thế giới, là mặc dù có nhiều tài liệu nghiên cứu về gió và tác động gió, nhưng những người làm công tác thực hành về thiết kế và thi công xây dựng lại thiếu các kiến thức và hiểu biết cơ bản về gió và tác động gió. Có nhiều nguyên nhân khác nhau đã được đưa ra để lý giải cho vấn đề này. Trước hết, gió và tác động gió liên quan đến nhiều chuyên ngành khác nhau như Xác suất thống kê, Khí tượng học, Cơ học chất lỏng các vật thể dốc đứng và Động lực học công trình. Đây là một rào cản quan trọng đối với những người thường quen thực hiện tính toán và thiết kế các hệ kết cấu chịu tác động tĩnh. Tiếp đến là gió và tác động gió thường không được đưa vào trong chương trình giảng dạy của các trường đại học. Tất cả các vấn đề này không phải là ngoại lệ đối với Việt Nam chúng ta, có khi còn trầm trọng hơn do rào cản ngôn ngữ và các tài liệu sẵn có về gió và tác động gió ở trong nước. Trong bối cảnh hiện nay, cuốn sách có tính chuyên khảo này là một nỗ lực để cung cấp cho người đọc những kiến thức cơ bản về gió, tác động gió và thiết kế nhà phòng chống gió bão. Với mục tiêu này, nội dung cuốn sách gồm 7 chương, các ví dụ tính toán và phần phụ lục. Lời nói đầu 3 Chương 1. Gió và thiệt hại do gió bão gây ra 1.1. Gió và các loại gió 7 Chương 2. Gió trong lớp biên khí quyển 2.1. Giới thiệu chung 38 2.2. Chuyển động của gió 38 2.3. Vận tốc gió và thời gian trung bình 46 2.4. Các phương trình chuyển động gió trung bình trong lớp biên khí quyển 48 2.5. Profil vận tốc gió trung bình trên địa hình ngang phẳng 51 2.6. Profil gió trung bình trên biển 63 2.7. Các profil gió cực đoan 65 2.8. Gió trên địa hình dốc và đồi 69 2.9. Nhiễu loạn gió trong lớp biên khí quyển trên các mặt phẳng trơn 76 Chương 3. Vận tốc gió cực trị 3.1. Giới thiệu chung 98 3.2. Một số khái niệm cơ bản của lý thuyết xác suất 99 3.3. Mở rộng tính toán xác suất sang vận tốc gió cực trị 105 3.4. Xác định vận tốc r năm từ các vận tốc gió ghi được 109 3.5. Quan hệ giữa vận tốc gió, xác suất vượt quá, chu kỳ lặp và thời gian sử dụng nhà trong các tiêu chuẩn 120 3.6. Số liệu vận tốc gió dùng trong thiết kế ở Việt Nam 127 Chương 4. Cơ sở khí động học các công trình nhà 4.1. Giới thiệu chung 135 4.2. Luồng gió quanh nhà 136 4.3. Áp lực gió: phương trình bernoulli 138 4.4. Luồng gió trên một mặt cong: luồng gió xoáy 141 4.5. Các lớp biên và sự tách dòng 143 4.6. Số reynolds và sự tách dòng 146 4.7. Các lực xoáy tỏa ra phát sinh do vật thể 151 4.8. Các hiệu ứng áp lực, lực cản, lực ngang và momen trong các dạng công trình hai chiều 155 4.9. Các hệ số áp lực và lực 157 4.10. Các áp lực và lực biến động 184 Chương 5. Phản ứng động của công trình chịu tác động gió 5.1. Tổng quan về các nghiên cứu phản ứng động của công trình chịu tác động gió 188 5.2. Phản ứng động của công trình đối với gió dọc 193 5.3. Các lực khí đàn hồi Giá sản phẩm trên Tiki đã bao gồm thuế theo luật hiện hành. Bên cạnh đó, tuỳ vào loại sản phẩm, hình thức và địa chỉ giao hàng mà có thể phát sinh thêm chi phí khác như phí vận chuyển, phụ phí hàng cồng kềnh, thuế nhập khẩu (đối với đơn hàng giao từ nước ngoài có giá trị trên 1 triệu đồng).....