1
B
Ộ GIÁO DỤC V
À ĐÀO TẠO
B
Ộ XÂY DỰNG
VI
ỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG
NGUY
ỄN HO
ÀI NAM
NGHIÊN C
ỨU GIẢI PHÁP GIẢM ÁP LỰC GIÓ
LÊN MÁI DỐC NHÀ THẤP TẦNG
B
ẰNG THỰC NGHIỆM TRONG ỐNG THỔI KHÍ ĐỘNG
TÓM T
ẮT LUẬN ÁN
TI
ẾN SĨ
Chuyên ngành:K
ỹ thuật
xây d
ựng
công trình dân d
ụng và Công nghiệp
Mã s
ố: 62.58.
02.08
NGƯ
ỜI H

ận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Viện họp tại
Phòng h
ọp 2
– Vi
ện KHCN Xây dựng, 8
1 Tr
ần Cung, Nghĩa Tân, Cầu
Gi
ấy, H
à Nội.
Vào h
ồi…….giờ…….ng
ày…….tháng……năm 2014.
Có th
ể t
ìm hiểu luận án tại: Thư viện Quốc Gia Việt Nam
Thư vi
ện Viện KHCN Xây dựng
3
DANH M
ỤC
CÁC CÔNG TRÌNH Đ
à CÔNG B
Ố
1. Nguy
ễn V
õ Thông, Nguyễn Hoài Nam (2012
), “Nghiên c
ứu tác động của
gió lên mái công trình th

ng, Nguy
ễn Hoài Nam (2012
). “Xây d
ựng cơ sở lý thuyết
v
ề thí nghiệm mô h
ình trong ống thổi khí động phù hợp với tiêu chuẩn Việt
Nam”, H
ội nghị cơ học toàn quốc lần thứ IX
,Hà N
ội, 8
-9/12. ISBN 978-604-
911-432-8. Tập 2, phần II, tr 1039-1046
4. Nguy
ễn Ho
ài
Nam, Nguy
ễn V
õ Thông (2013
). “Bi
ện pháp chống tốc mái
và gi
ảm áp lực gió lên mái của nhà thấp tầng
”, T
ạp chí Xây dựng,
năm th
ứ
52, ISSN 0866-0762, tr 80-82.
5. Nguy
ễn Ho

o đi
ều
ki
ện kinh tế của đa số người dân nông thôn khu vực này còn nghèo, nên
ph
ần lớn các công trình
là nhà th
ấp tầng (thậm chí là nhà 1 tầng)
thư
ờng
đư
ợc
xây d
ựng t
heo các phương pháp truy
ền thống.
C
ấu trúc của các nhà
này thư
ờng
đư
ợc
xây b
ằng
g
ạch, mái lợp ngói
, tôn ho
ặc fibroxi măng;
các
k

- Đánh giá hiệu quả của việc sử dụng tấm hướng gió ứng với các trường hợp
thay đổi độ cao đặt tấm chắn khác nhau, từ đó kiến nghị chiều cao đặt tấm
chắn hiệu quả nhất.
- So sánh kết quả nghiên cứu với các quy định liên quan đến hệ số áp lực
gió cho mái dốc trong tiêu chuẩn TCVN 2737:1995 và đề xuất kiến nghị s
ử
d
ụng giải pháp tấm hướng gió ngang trên mái làm bằng vật liệu nhẹ có độ
dốc của nhà thấp tầng để chủ động giảm áp lực gió t ác động lên kết cấu mái
khi xây dựng trong khu vực thường xuyên có gió bão.
2. Đối tượng nghiên cứu
Tấm hướng gió đặt theo phương ngang có mặt phẳng tấm song song với mặt
phẳng mái (sau đây gọi tắt là tấm chắn ngang) bố trí trên mái làm bằng vật
liệu nhẹ có độ dốc của công trình nhà thấp tầng dưới tác dụng của gió, bão.
3. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu tổng quan các biện pháp chống tốc mái cho các công trình
thấp tầng, mái làm bằng vật liệu nhẹ có độ dốc được xây dựng trong vùng
thường xuyên có gió bão;
- Nghiên cứu ứng dụng giải pháp tấm chắn ngang điều chỉnh hướng gió để
chủ động giảm các áp lực bất lợi lên mái làm bằng vật liệu nhẹ có độ dốc
của công trình thấp tầng xây dựng trong vùng chịu ảnh hưởng của gió, bão;
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết thí nghiệm về áp lực gió lên mái của công trình
thấp tầng bằng thí nghiệm mô hình trong ống thổi khí động;
- Nghiên cứu đánh giá hiệu quả giải pháp ứng dụng của tấm chắn ngang trên
mái dốc của công trình thực;
2
- Xây dựng quy trình thí nghiệm nghiên cứu áp lực gió lên mái làm bằng vật
liệu nhẹ có độ dốc của nhà một tầng xây dựng trong vùng thường xuyên có
gió, bão.
4. Phương pháp nghiên c

ấu
trúc lu
ận án
Ngoài các Ph
ần mở đầu và
K
ết luận,
lu
ận án gồm
136 trang đư
ợc bố cục
trong 4 chương:
Chương 1:T
ổng quan về tác động của gió và các giải pháp giảm áp lực gió
lên mái d
ốc nh
à thấp tầng (28 trang)
; Chương 2: Cơ s
ở lý thuyết thí nghiệm mô
hình trong
ống thổi khí động (28 trang);
Chương 3: Nghiên c
ứu đề xuất sử dụng
t
ấm chắn ngang trên mái dốc nhà thấp tầng bằng thí nghiệm mô hình trong ống
th
ổi khí động (65 trang);
Chương 4: Thí nghi
ệm ứng dụng tấm chắn ngang trên
mái d

ày
.
1.2 Tác đ
ộng của gió đối với nh
à thấp tầng
1.2.1 Khái ni
ệm chung về nh
à cao tầng, thấp tầng
Theo U
ỷ ban Nh
à cao tầng Quốc tế
ho
ặc theo
TCXDVN 194:2006 thì nh
ững
3
công trình xây d
ựng nhà có số tầng nhỏ hơn 9 được coi là nhà thấp tầng.
1.2.2 Tác đ
ộng gió lên nhà thấp tầng
Tác đ
ộng của tải trọng gió l
ên công trình có đặc trưng rất phức tạp
. Các
ngu
ồn gây ra sự biến động của áp lực/lực gió bao gồm:
(1) Khi kích thư
ớc vật thể
khá nh
ỏ so với chiều dài rối thì sự thay đổi của áp

th
ực
"Aylesbury experimental building" c
ủa nh
óm tác gi
ả
Eaton, K. J. và
Mayne. J.R (1975). Nghiên c
ứu
tìm hi
ểu c
ơ chế của dòng chảy xoáy hình nón,
hi
ệu ứng của nó gần các góc, diềm mái v
à lực hút bề mặt mái
c
ủa nhóm tác
gi
ả
Wu, Fuqiang (2000). Thí nghi
ệm
trên nhà công nghi
ệp
đ
ể
so sánh ảnh
hư
ởng
c
ủa

ột số giải pháp hạn chế tác hại của gió đối mái nhà th
ấp tầng của Việt Nam
Trong th
ời gian qua, có một số tác giả trong nước nghiên cứu về vấn đề
này như: N.T. Cư
ờng, N
. X. Chính, T. Ch
ủng, C
. D. Ti
ến và nhiều thành viên
khác (1991) Đ
ề tài đã nghiên cứu và đề xuất được giải pháp kỹ thuật thích
h
ợp phòng chống
bão l
ũ cho nhà ở và công trình xây dựng các tỉnh miền
4
trung; Tr
ịnh Thành Huy
(1997) biên d
ịch từ cuốn “The ABC of Cyclone
Rehabilitation” c
ủa tác giả Kevin J. Macks thành cuốn “Hướng dẫn kỹ thuật
xây d
ựng nhà vùng bão lũ”; N
. X. Chính, N. Đ. Minh và nhi
ều
ngư
ời khác
(2007) Đ

ắn gió
l
ực
gió tác đ
ộng lên mái bằng bằng bê tông cốt thép như
:
Nghiên c
ứu của A. Baskaran, T. Stathopoulos (1988); J.X. Lin, D. Surry
(1993, 1995); D. Banks (2000), F. Wu (2000); S.Pindado, J. Meseguer(2003);
Kopp, G.A., Surry, D. and Mans,(2005). Các nghiên c
ứu nà
y t
ập trung vào việc
đưa thêm các tư
ờng chắn như tường chắn đặc, tường chắn có lỗ rỗng, tường
ch
ắn hở ở góc,
t
ấm hướng gió nằm ngang
lên trên mái và k
ết quả cho thấy một
s
ố loại tường chắn có thể làm giảm được áp lực hút cục bộ, áp lực
trung bình
toàn mái so v
ới trường hợp không có các tấm chắn này.
Qua ph
ần trình bày ở trên, có thể thấy:
- Đ
ể hạn chế tác hại của gió gây ra đối với nhà, cần áp dụng đồng bộ các

thu nh
ỏ
Phải mô phỏng được thay đổi của vận tốc trung bình theo chiều cao, ứng
5
với dạng địa hình mà công trình thực sẽ được xây dựng; Phải mô phỏng gần
đúng thành phần rối theo phương dòng gió, phương ngang và phương
đứngcũng như tỉ lệ chiều dài rối; Sự biến đổi về áp suất theo chiều dài của
đoạn thí nghiệm phải nhỏ để không ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm.
2.3 Cơ s
ở lý thuyết về thí nghiệm mô hình
2.3.1 M
ục
đích c
ủa thí nghiệm
mô hình trong
ống thổi khí động
Xác đ
ịnh các tải trọng tác động đến công trình dư
ới tác động của gió;
Cư
ờng độ/
áp l
ực gió lớn nhất; Ảnh hưởng của
các công trình xung quanh
đến
công trình; Các ph
ản ứng động học như: hiện tượng cộng hưởng do kích động
xoáy, hi
ện tượng galloping; Tải trọng tác động lên các lớp vật liệu bao che;
Tác đ

ống thổi khí động
Đ
ể thực hiện thí nghiệm mô hình trongống thổi khí động thì cần:
Mô hình hóa công trình
để thí nghiệm; Mô hình hóa môi trường gió trong ống
th
ổi khí động; Mô hình hóaảnh hưởng của điều kiện địa hình xung quanh.
2.3.3.1 Mô hình hóa công trình thí nghi
ệm
a. Phân lo
ại mô hình và mục đích thí nghiệm
Xem Hình 2.8 Sơ đồ các loại mô hình thí nghiệm trong ống thổi khí động và
mục đích sử dụng
b. L
ựa chọn tỉ lệ hình học
T
ỉ lệ hình học của mô hình thí nghiệm trong ống thổi khí động phải
đư
ợc lựa chọn sao cho độ choán gió không quá 5
%. Đ
ối với kết cấu lớn tỉ lệ
mô hình th
ường lấy từ 1/300 đến 1/600. Đối với các công trình nhỏ có thể
l
ấy tỉ lệ 1/100 hoặc lớn hơn
.
2.3.3.2 Mô hình hóa môi tr
ư
ờng gió
a. Mô hình hóa l

b. L
ựa chọn tỉ lệ vận tốc gió
Đối với các thí nghiệm khí đàn hồi, tỷ lệ về vận tốc gió tác động lên mô
hình và nguyên hình c
ần thỏa mãn công thức sau:

m
p
V
V
[
p
m
effp
effm
E
E



]
2
1
(2.13)
trong đó

m
- Kh
ối l
ượng riêng của mô hình;

à bất kỳ sao cho
phù v
ới năng lực của thiết bị
.
d. L
ựa chọn tỉ lệ thời gian thí nghiệm
Th
ời gian lấy số liệu trong phòng phải thỏa mãn điều kiện sau :
T
r
= T
g
mh
/T
g
th
= n
th
/n
mh
(2.15)
trong đó: T
g
mh
- Th
ời gian thí nghiệm trong ống thổi khí động
; T
g
th
- Th

c
ứng mô ph
ỏng
s
ự xoắn
Đo các l
ực,
đ
ặc trưng
đ
ộng lực
(rung l
ắc), hệ
số gió giật
Mô hình
c
ứng cân
l
ực đáymột
đi
ểm đo
Nghiên c
ứu ảnh hưởng
c
ủa môi trường xung
quanh công trình
Nghiên c
ứu
v
ề ô nhiễm

khí đ
ộng
đàn h
ồi
m
ềm
Đo l
ực và
Nghiên c
ứu
hi
ệu ứng uốn,
xo
ắn của
công trình
Đo l
ực và
đ
ộ xoắn
đ
ộc lập của
các ph
ần
công trình
a
)
b
)
Mô hình c
ứng

Z
Z
bV
Z
V

 

 
 
 
(2.16)
trong đó : Z
g
- Đ
ộ cao gradient của một dạng địa
hình; V
z
, V
g
- V
ận tốc gió ở độ cao
Z và đ
ộ cao
gradient;
b
-H
ệ số điều chỉnh theo dạng địa h
ình
Thay các giá tr

ể xác định độ rối của gió theo chiều cao
.
Độ rối tại độ cao Z được xác định theo công thức (2.19)
:

z rz gI
I I E
(2.19)
I
rz
- Độ rối tại độ cao Z của dạng địa hình bằng phẳng
0 05
g
g
0 05
g
0 1
0 1
.
.
.
.
b
b
b
rz
Z
Z
Z Z
Z

ều cao tham chiếu;
E
gI
- H
ệ
s
ố điều chỉnh đ
ịa h
ình. xác
định
theo công thức của tiêu chuẩn Nhật
B
ản.
c. Thi
ết lập các biểu đồ profile vận tốc gió v
à biểu đồ độ rối theo chiều cao
theo lý thuy
ết
Bằng các các công thức từ (2.16) đến (2.20), ta sẽ
l
ập được các biểu đồ
profile v
ận tốc gió và biểu đ
ồ độ rối lý thuy
ết
theo chi
ều cao Z, ứng với các
d
ạng địa hình ở địa điểm xây dựng.
Đ

đ
ịa điểm xây dựng
c
ần
mô hình hóa thu nh
ỏ. T
ỉ lệ thu nhỏ
c
ủa mô hình địa hình t
hư
ờng chọn từ 1:1000 đến 1:5000
.
b. Mô hình hóa
ảnh hưởng của các công trình lân cận
Các công trình lân c
ận, trong bán kính từ 300 đến 800m từ công tr
ình
thí nghi
ệm cần đ
ược mô phỏng theo
d
ạng h
ình khối
đúng t
ỉ lệ của mô
hình
và b
ố trí trên cùng bàn xoay trong ống thổi khí động.
2.4 Thi
ết lập qui trình

h
ệ số áp lực gió l
ên kết cấu công trình nói chung và kết cấu mái của nhà
th
ấp tầng nói riêng phù hợp với các tiêu chuẩn Việt Nam
và đi
ều kiện
thi
ết
b
ị ống thổi khí động của V
i
ện khoa học C
ông ngh
ệ Xây dựng.
- Đ
ối với các thí nghiệm xác định áp lực gió lên kết cấu mái của công
trình th
ấp tầng th
ì các thông số quan trọng ảnh hưởng nhiều đến kết quả thí
nghi
ệm là:Tỉ lệ mô hình;
th
ời gian lấy số liệu;
tỉ lệ vận tốc; h
ướng gió thí
nghi
ệm;
Mô hình hóa môi trư
ờng;

ừ 0,05 đến 0,23 (trong đó h
s
chi
ều cao
đ
ặttấm chắn ngang, H chiều cao từ mặt đất đến diềm mái của công trìn
h) đ
ều
đem l
ại hiệu quả tốt,
lu
ận án lựa chọn tấm chắn gió ngang đặt xung quanh chu vi
mái, r
ộng 500mm v
à khảo sát với các cao độ 25, 50, 75cm (Hình 3.1)
a)
h
l
a
1000 1000

a
250
h
s
250
1000
b)
250
h

v 30
0
+ Loi 2 (M2) :7,2m x 9,8m x 3,6m gúc nghiờng mỏi l 20
0
+ Loi 3 (M3) : 4,8m x 9,8m x 3,6m gúc nghiờng mỏi l 20
0
Hỡnh 3.6 l kin trỳc in hỡnh cho cỏc mụ hỡnh M1, mụ hỡnh M2, M3 c
ng
cú kin trỳc nh vy nhng kớch thc mt bng thay i.
Mô
Chọn tỉ lệ
mô hình
Chế tạo
mô hình
Ô nhiễm
môi trờng
Các nghiên cứu ảnh
hởng của môi trờng
xung quanh
Mô hình thí nghiệm
Xác lập profile
Vận tốc gió
Tiến hành thí nghiệm
ghi số liệu
Kết quả
Sử lý số liệu
Xác lập profile
độ rối
Mô phỏng ảnh hởng
địa hình và công trình lân cận

2 3
h1
h
b
a
h1
3600
1000 1200 1800 1800 100012001800
900 1500 1200
1
100 100
l
4
a
b
MÆt b»ng m¸i
b
2 3
MÆt ®øng tríc c«ng tr×nh
MÆt c¾t ngang c«ng tr×nh
Hình 3.6 Kiến trúc điển hình các mô hình M1
- D
ạng 2 gồm 2 loại nhà (ĐN1, ĐN2) với các kích thước chính
+ ĐN1: 9,2m x 4,2m x 3,9m; góc nghiêng mái 5
0
(xem Hình 3.8)
+ ĐN2: 9,2m x 4,2m x 4,9m; góc nghiêng mái 11
0
(xem Hình 3.11)
Hình 3.8 Phối cảnh nhà ĐN1

à dụng cụ hỗ trợ chính để thí nghiệm gồm:
+ Ồng thổi khí động;
+Thi
ết bị đo áp lực
là h
ệ thống DMPS (
Dynamic Pressure Measurement
System) do công TFI - Australian s
ản xuất
, g
ồm 4 modul, mỗi modul có 64
kênh (64 v
ị trí cắm đầu truyền dữ liệu). Hệ thống n
ày được nối trực tiếp vào
máy tính, quá trình thu nh
ận số liệu được thực hiện hoàn toàn tự động theo
các thông s
ố đã đặt sẵn;
+
Ống thu dữ liệu l
à
ống nhựa được nhập khẩu từ Hàn Quốc, có đường
kính 2mm chi
ều dài mỗi đoạn ống phụ thuộc vào khoảng cách từ vị trí lỗ
trên mái đ
ến vị trí đặt thiết bị DPMS, th
ường lấy 1,2m.
M
ột
đ

. T
ỉ lệ mô
hình l
ựa chọn là L
r
= 1/20 (cho các mô hình d
ạng 1) và 1/25 (cho các mô hình
d
ạng 2). Kích th
ước chế tạo mô hình M1: h
m
x b
m
x l
m
là 0,18 x 0,18 x 0,49(m);
Mô hình M2: 0,18 x 0,36 x 0,49(m); Mô hình M3: 0,18 x 0,24 x 0,49(m); Mô
hình
ĐN1: 0,168 x 0,368 x 0,156(m); Mô h
ình ĐN2: 0,168 x 0,368 x 0,196(m).
T
ỉ
lệ vận tốc để thí nghiệm là V
r
= 1/5; T
ỉ lệ thời gian lấy số liệu là 1/4.
3.3.3 Mô hình hóa môi tr
ư
ờng gió trong ống thổi
Vùng gió thí nghiệm là vùng IVB có áp lực gió W

Đ
ộ cao Z (m)
V(z)/V(H)
12
Hình 3.18 Sơ đồ bố trí các đầu đo áp lực trên
mái của mô hình
0
0
15
0
30
0
45
0
60
0
75
0
90
0
giã
Hình 3.19 Các hướng
gió tác dụng
3.4.2 Thí nghiệm và ghi kết quả
Đ
ể mô hình thẳng góc với hướng gió (hướng 0
0
) cho qu
ạt chạy và điều
ch

ữ liệu DPMS.
3.5 Phân tích và đánh giá k
ết quả thí
nghi
ệm
3.5.1 V
ấn đề sử lý số liệu
T
ừ kết quả thu sau khi sử lý bằng các ch
ương trình chuyên ngành, sử
d
ụng công thức
để tính toán các hệ số áp lực.
3.5.2 Kết quả thí nghiệm
3.5.2.1 Kết quả thí nghiệm hệ số áp lực với các hướng gió khác nhau khi
không sử dụng tấm chắn ngang cho các mô hình dạng 1
Hình 3.35 Hệsố áp lực trung
bình, áp lực nhỏ nhất, áp lực lớn
nhất ứng với hướng gió 0
0
– Mô
hình M1-15
Hình 3.36 Hệ số áp lực trung
bình, áp lực nhỏ nhất, áp lực lớn
nhất ứng với hướng gió 45
0
– Mô
hình M1-15
13
Với công trình với mái có góc dốc nhỏ như đối tượng nghiên cứu của

l
ực lớn nhất
H
ệ số áp lực
trung bình
H
ệ số áp lực
nh
ỏ nhất
H
ệ số áp lực
l
ớn nhất
H
ệ số áp lực
trung bình
H
ệ số áp lực
nh
ỏ nhất
A
B
A
B
A
B
A
B
A
B

-8,2
90
0
-1
0,8
-0,25
-0,75
-2,2
-10,0
-1,0
0,8
-0,25
-0,75
-1,6
-8,2
M1-20
0
0
0,35
-0,2
-0,5
-1,25
-3.6
-7,6
-0,2
-0,7
-0,4
-0,75
-3,2
-7,6

0
0,43
-0,6
-0,61
-1,32
-2,9
-8,43
-0,4
-0,88
-0,77
-0,93
-3,5
-6,72
45
0
0,61
-0,9
-0,54
-1,51
-3,1
-11,77
-0,5
-1,28
-0,31
-1,02
-3,8
-10,72
90
0
0,16

-0,11
-1,46
-1,9
-9,11
0,23
-2,04
-0,56
-1,87
-2,7
-7,06
90
0
0,93
-1,2
0,06
-1,90
-0,9
-8,21
0,92
-2,18
-0,36
-2,29
-1,5
-10,21
M2-20
0
0
0,28
-0,7
-0,70

-8,47
0,53
-1,30
-0,12
-1,75
-1,9
-10,99
M3-20
0
0
0,53
-0,8
-0,13
-1,97
-0,5
-9,21
0,30
-1,28
-0,03
-1,50
-0,3
-6,68
45
0
1,36
-1,3
-0,06
-2,41
-0,6
-13,12

b. Chiều cao tấm chắn ngang h
s
= 500mm
Tại những vị trí như diềm mái, đỉnh mái, góc mái thì giá trị hệ số áp lực
giảm đi khá nhiều so với trường hợp khong có tấm chắn ngang, đặc biệt là với
các giá trị hệ số áp lực hút.
14
c. Chiều cao tấm chắn ngang h
s
= 750mm
Đối với trường hợp này các giá trị, vị trí cục bộ gần như không đổi hoặc
thay đổi rất ít không đáng kể.
3.5.3 Đánh giá và so sánh k
ết quả
3.5.3.1 Đánh giá và so sánh k
ết quả các trường hợp sử dụng và không
s
ử dụng tấm chắn ngang của các mô hình dạng 1
Kết quả thu được của tất cả các hướng gió cho các mô hình và cho các
trường hợp chiều cao tấm chắn gió khác nhau được thể hiện trên các biều đồ
so sánh hệ số áp lực gió trung bình (

p
C
) và hệ số áp lực gió nhỏ nhất (
p
C

)
của các trường hợp có và không có tấm chắn gió. Hình 3.38 là 2 trong số

0
Hướng gió θ
0
Hướng gió θ
0
Hướng gió θ
0
C
p
Hướng gió θ
0

C
P
C
p
Hướng gió θ
0
Hướng gió θ
0

C
P
Hướng gió θ
0
15
Như v
ậy các khi sử dụng tấm chắn ngang đặt ở độ cao cách mặt phẳng
mái 500mm s
ẽ l

-15
Mái trư
ớc
Theo TCVN
2737:1995
(4)
So sánh (2)
và (4)
(gi
ảm %)
Hư
ớng
gió
Không t
ấm chắn
ngang (1)
Có t
ấm chắn
ngang (2)
Hi
ệu quả
(gi
ảm %)
(3)
0
0
-0,73
-0,53
30,1
-0,7

ấm chắn
ngang
Hi
ệu quả
(gi
ảm %)
0
0
-0,58
-0,444
23,39
-0,5
11,2
45
0
-0,59
-0,52
13,8
-0,5
0
90
0
-0,51
-0,42
17,6
-0,7
40,7
B
ảng 3.15 So sánh giá trị hệ số áp lực trung bình toàn mái Mô hình M1
-20

18,6
-0,7
12,8
90
0
-0,54
-0,51
5,5
-0,7
27,14
Mái sau
Theo TCVN
2737:1995
So sánh (2)
và (4)
(gi
ảm %)
Hư
ớng
gió
Không t
ấm
ch
ắn ngang
Có t
ấm chắn
ngang
Hi
ệu quả
(gi

(4)
So sánh (2)
và (4)
(gi
ảm %)
Hư
ớng
gió
Không t
ấm chắn
ngang (1)
Có t
ấm chắn
ngang (2)
Hi
ệu quả
(gi
ảm %)
(3)
0
0
-0,71
-0,53
25,3
-0,6
11,6
45
0
-0,66
-0,55

ảm %)
0
0
-0,70
-0,55
21,4
-0,5
0
45
0
-0,83
-0,69
16,8
-0,5
-27
90
0
-0,62
-0,42
32,2
-0,7
42,8
B
ảng 3.19 So sánh giá trị hệ số áp lực trung bình toàn mái Mô hình M1
-30
Mái trước
Theo TCVN
2737:1995
(4)
So sánh (2)

-0,68
2,8
-0,7
-2,8
Mái sau
Theo TCVN
2737:1995
So sánh (2)
và (4)
( tăng %)
Hư
ớng
gió
Không t
ấm
chắn ngang
Có t
ấm chắn
ngang
Hi
ệu quả
(giảm%)
0
0
-0,73
-0,78
0
-0,5
35,8
45

Có t
ấm chắn
ngang (2)
Hi
ệu quả
(gi
ảm %)
(3)
0
0
-0,57
-0,49
13,64
-0,4
23,5
45
0
-0,61
-0,50
18,08
-0,4
25,1
90
0
-0,72
-0,51
29,17
-0,7
-27,1
Mái sau

-0,63
19,17
-0,4
33,4
90
0
-0,62
-0,55
11,46
-0,7
-21,1
17
B
ảng 3.23 So sánh giá trị hệ số áp lực trung bình toàn mái Mô hình M3
-20
Mái trư
ớc
Theo TCVN
2737:1995
(4)
So sánh (2)
và (4)
(gi
ảm %)
Hư
ớng
gió
Không t
ấm chắn
ngang (1)

2737:1995
So sánh (2)
và (4)
(gi
ảm %)
Hư
ớng
gió
Không t
ấm
ch
ắn ngang
Có t
ấm chắn
ngang
Hi
ệu quả
(gi
ảm %)
0
0
-0,54
-0,44
18,37
-0,45
2,2
45
0
-0,71
-0,55

ị
c
ủa hệ số áp lực trung b
ình
toàn mái cho trong B
ảng 3.36
B
ảng 3.36
T
ổng hợp giá trị hệ số áp lực trung b ình toàn mái
– Mô hình
ĐN2
Hư
ớng
gió
Mái sau
Mái trư
ớc
Mái sau dư
ới
Mái sau trên
Mái trư
ớc trên
Mái trư
ớc dưới
0
0
-0,49
-0,70
-0,52

0
Hư
ớng gió 90
0
A
B
D
E
A
B
D
E
Khôngt
ấm chắn ngang
-2,7
-1,5
-1,8
-1,0
-2,0
-3,1
-1,6
-2,6
Có t
ấm chắn ngang
-2,3
-1,3
-0,8
-0,9
-1,72
-2,2

b. Mô hình 2 – ĐN2
Một trong kết quả so sánh được cho trong Bảng 3.44 và Hình 3.58.
660
Vùng A
Vùng B
Vùng A
Vùng C
Vùng A1
Vùng B1
Vùng A1
Vùng C1
Vùng D
2880
Híng giã
a
3050 2150
660
330
330
660 660
Hình 3.55 Phân chia các vùng đ ể xác định áp lực cục bộ cho mô hình
ĐN2
B
ảng 3.44
So sánh giá tr
ị hệ số áp lực gió nhỏ nhất theo các vùng cục bộ
c
ủa mái dưới phía đón gió
– Mô hình
ĐN2

-39,0
-31,3
-30,8
-3,2
-25,0
-10,5
Hình 3.58 Bi
ểu đồ so sánh hệ số áp lực nhỏ nhất giữa không sử dụng và
có s
ử dụng tấm chắn ngan
g - Mái trư
ớc
Hướng gió θ
0
Hướng gió
θ
0

C
P
Hình 3.51 Phân chia các vùng
đ
ể xác
định áp lực cục bộ cho mô hình
ĐN1
Hình 3.54 Bi
ểu đồ so sánh hệ số
áp lực nhỏ nhất giữa không và
có s
ử dụn

(c
ục bộ và toàn mái) và
giá tr
ị áp lực nhỏ nhất cục bộ của mái
(áp l
ực gió
gây t
ốc mái lớn nhất)
là l
ớn nhất (có hiệu quả chống tốc mái tốt nhất). Giá
tr
ị áp lực trung bình cục bộ theo các hướng gió có thể giảm tới 33%,
giá tr
ị
áp l
ực trung bình toàn mái giảm tới 31,1% và giá trị áp lực nhỏ nhất cục bộ
theo các hư
ớng gió giảm tới 60%.
- Gi
ải pháp sử dụng tấm chắn ngang để chủ động giảm áp lực gió lên
mái d
ốc nhà thấp tầng là rất khả thi và có thể áp dụng được trong thực
ti
ễn.
CHƯƠNG 4 THÍ NGHI
ỆM ỨNG DỤNG TẤM CHẮN NGANG TRÊN MÁI
D
ỐC CỦA
MÔ HÌNH TH
ỰC

lỏng là rượu pha màu (Hình 4.11b), ống dẫn khí một đầu gắn với ống chữ U
một đầu gắn trên mái tôn; Thiết bị để hiệu chuẩn thang đọc số liệu đo chênh áp
20
lực là hệ thống ống thổi khí động của Viện Khoa học công nghệ Xây dựng và
thiết bị đo vận tốc và áp lực gió Extech HD350 tại hiện trường (Hình 4.15)
Hình 4.11b Thiết bị
thu dữ liệu
Hình 4.13 Quạt tạo
luồng gió
Hình 4.15Thiết bị đo
vận tốc, áp lực gió
4.2 Các thông số thí nghiệm của mô hình
Các thông số cơ bản của mô hình thí nghiệm như sau:
- Vận tốc gió tại vị trí đặt mô hình thí nghiệm: 15m/s; Các đầu đo áp lực
được bố trí tại 56 điểm đo trên mái (xem H
ình 4.18).
1862 1862
630 630 630
140
100
105
145
105 105
145
105
100 630140
754 754 754754
0
0
45

Hình 4.18 Sơ đồ bố trí các đầu đo
áp lực
Hình 4.19 Các hướng gió tác dụng
Hình 4.20 Mô hình thí nghiệm nhà ngoài trời
21
4.4 Kết quả thí nghiệm
4.4.1 Sử lý số liệu:
Từ các giá trị thu được tính toán quy đổi sang hệ số khí động c theo công thức:
c = (W/W
0
) x k (4.3)
4.4.2 Các kết quả thí nghiệm
Để làm rõ hiệu quả làm giảm áp lực
gió hút của giải pháp sử dụng tấm chắn
ngang, tại một số vùng hay bị tốc mái, ta
chia mái thành các vùng cục bộ theo quy
định trong “(TCVN 2737:1995, 2002)”
theo Hình 4.22.
a. Trường hợp không sử dụng tấm chắn ngang
Các giá trị hệ số áp lực được tổng hợp thành Bảng 4.2
B
ảng 4.2 Kết quả đo hệ số áp lực gió nhỏ nhất không tấm chắn ngang
Hướng gió
Mái đón gió
Mái khuất gió
0
0
Từ -3,75 đ
ến
-7,90

ỏ nhất có tấm chắn ngang
Hư
ớng gió
Mái đón gió
Mái khu
ất gió
0
0
Từ -3,24 đ
ến
-6,26
Từ -2,05 đ
ến
-4,67
45
0
Từ -2,07 đ
ến
-6,53
Từ -1,56 đ
ến
-5,23
90
0
Từ -1,51 đ
ến
-5,98
Từ -1,51 đ
ến
-5,44

1862
360 360
360 360

C
P

C
P

C
P
22
Bảng 4.4 So sánh giá trị của hệ số áp lực gió nhỏ nhất
p
C

tại các điểm đo trên mái
Vùng mái
Hư
ớng gió 0
0
Hư
ớng gió 45
0
Hư
ớng gió 90
0
Không
có t

Gi
ảm
(%)
Mái
đón
gió
A - đi
ểm 56
-7,39
-5,98
19,0
-10,91
-6,53
40,1
-9,08
-5,50
39,4
B - đi
ểm 53
-7,90
-5,76
27,1
-8,26
-5,71
30,9
-4,16
-2,78
33,2
C - đi
ểm 42

42,2
Mái
khu
ất
gió
A1 - đi
ểm 7
-3,32
-2,48
25,3
-4,69
-2,18
53,5
-8,23
-4,79
41,7
B1 - đi
ểm 4
-3,65
-3,16
13,5
-3,06
-2,33
23,8
-3,21
-2,11
34,1
C1 - điểm 21
-3,86
-3,07

ết quả thí nghiệm trên mô hình thực với mô hình thu n
h
ỏ
trong
ống thổi khí động.
Mô hình thí nghiệm trong ống thổi khí động M1-15 có kích thước tương
đ
ối giống với kích th
ước mô hình thực ngoài hiện trường (góc nghiêng mái
15
0
, chi
ều sâu công trình 3,6m) do đó ta so sánh kết quả thu được của hai
trư
ờng hợp n
ày v
ới nhau xem Bảng 4.5
.
B
ảng 4.5
So sánh mi
ền giá trị của hệ số áp lực nhỏ nhất (
p
C

) c
ủa hai mô h
ình
Hư
ớng

45
0
T
ừ
-2,16 đ
ến
-10,9
Từ-2,14 đ
ến
-6,64
Từ-3,4 đ
ến
-11,8
Từ-2,80 đ
ến
-8,2
90
0
T
ừ
-2,25đ
ến
-9,08
Từ-2,27đ
ến
-8,23
Từ-2,2 đ
ến
-10,0
Từ-1,61 đ

ến
-5,2
45
0
Từ-2,07 đ
ến
-6,53
Từ-1,56 đ
ến
-5,23
Từ-2,8 đ
ến
-7,2
Từ-2,20 đ
ến
-6,0
90
0
Từ-1,51 đ
ến
-5,98
Từ-1,51 đ
ến
-5,44
Từ-1,6 đ
ến
-6,4
Từ-1,60 đ
ến
-5,6