Mùa giông bão đến, sức gió tác hại và những kiến tạo căn bản chống lại lực xô đẩy, bốc lên của gió . By duongtiden

mùa giông bão đến, sức gió tác hại và những kiến tạo căn bản chống lại lực xô đẩy, bốc lên của gió . by duongtiden

Oct 11, '09 3:32 AM for everyone

.
construction method to withstand the wind load, by Tien Duong, AIA.
.



.
một vài điểm kiến tạo cần chú ý để chống lại gió xô đẩy của giông bão
.
.
Mùa giông bão đến vào những tháng này, năm ngoái ở trên YH360 blog, tôi có số bài về các kiểu kiến tạo chống lại sức xô đẩy của gió do giông bão thổi đến. Hôm nay, viết lại bài này với vài điều căn bản, về lực tác động của gió vào một căn nhà nhỏ, vá các kiến tạo, để phân phối lực chống lại sức xô đẩy ngang, hay lực cuốn bốc cao lên, tùy theo cơn gió, thay đổi chiều tác hại vào nhà.
Thường thì khối nhà chữ nhật, tường vuông vắn, thì bề mặt tường phải chịu sức gió thổi đến khá nặng, lateral forces, sức đẩy ngang. Mặt tường chịu sức gió đè sẽ chuyển lực qua cột, tường, mái và móng bên dưới, là những điểm giữ cho tường đứng yên, những điểm kết cấu này, thông thường chỉ chịu sức nặng của mái, tường đè xuống từ trên cao, đó là sức ép đơn giản, sức chuyền đứng thẳng trên cao xuống, đi xuống móng, nếu móng không chịu sức xuống, thì nhà bị lún. Nhưng với sức đẩy ngang, thì các mối nối đơn giản ở mái, móng, còn phải chịu sức xô ngang. Nếu mối nối không được giữ chắc tại chỗ, các thành phần bị bung ra, thì nhà, tường sẽ xập ngang, móng tốt chịu sức nén không làm gì hơn được ở đây, vì cột bị bật ra khỏi vị trí móng.

Thí dụ như cột nhà chuyền lực nén xuống chỉ kê trên một mặt đá móng, chỉ đứng vũng dưới lực nén, dưới trọng lượng cao, nhưng nếu xô ngang vào chân cột, thì chỉ với sức xô nhẹ, cột nhà sẽ bung gốc ra và xập. Đó là tại những mối nối đơn giản, hay nói ra là chẳng có nối gì hết, chỉ kê lên trên thôi. Sức gió khi tác dụng vào nhà, không chỉ có xô ngang, mà còn bốc ngược lên trên, như gió đi dưới mái hiên, cuộn tròn, bốc lên cao, lúc đó thì cột nhà lại bị nâng lên, thay vì nén xuống, cho nên nếu cột kê trên một cục đá làm móng, thì cột bị bung ra khỏi móng dể dàng. Thường thì cơn gió khi thổi đến, có đủ dạng, đủ loại lực từ xô ngang, xoáy vòng hay bốc lên cao, hay xô một bên xong lại đổi chiều xô hướng khác. Những kết cấu đơn giản giữa mái, đầu tường, chân móng đều không chịu nổi các lực phức tạp thay đổi này, nhà sẽ xập.

Những mối nối chịu toàn lực, hay chuyền lực, moment connections, còn tùy theo độ được chuyền lực, từ 100% cho đến ít hơn, tức là mối nối không bị sút ra do nén, xô ngang hay bốc lên, mà chuyền áp lực tác dụng qua đà chung quanh, cột trên dưới. Khi lực được áp dụng vào điểm nối, tất cả thành phần chung quanh của khối nhà, tường, mái, đà, cột móng đều chịu lực cùng một lúc. Các hình thù khác của khối nhà như nhà vòm, nhà khung tam giác, thì toàn khối nhà sẽ chuyền lực chống lại một sức xô đẩy ngang, dù cho sức tác hại chỉ đến ở một phần nào đó của khối nhà. Khối lượng nặng của toàn nhà có thể tự chuyền lực chống lại sự xô đẩy ngang tại một điểm nào đó.
Đó là khi toàn khối nhà được liên kết bằng một hệ thống kiến tạo chuyền lực vững chắc, nếu gió thổi ngang vào một góc nhà, mà kết cấu mái, tường, cột, móng ở chỗ đó đã rời khỏi vị trí, xập nhanh chóng, thì toàn khối nhà chưa có dịp chống lại sức xô đẩy. Thí dụ dễ hiểu là gió mạnh thổi đến có thể làm một người đang đứng bị đẩy lui, ngã xuống, nhưng nếu ba bốn người chụm lại thành khối nặng, thì gió không đẩy được, nhưng những người này phải đan tay vào nhau ôm chặt lại, cùng nhau đứng vững, nếu chỉ đứng gần sát nhau, thì gió mạnh vẫn có thể xô ngã từng người. Hành động đứng dựa vào nhau mà không đan tay ôm chặt coi như là liên kết đơn giản (simple connection), dễ bị phá vỡ. hành động đứng sát nhau, thêm ôm chặt tay chân, đan vào nhau, được coi như nối liên kết chuyền lực (moment connection), khi gió tác dụng đến một phía, cả khối người liên kết với nhau chống mọi xô đẩy, từ mọi chiều.
.


Ghi chú hình trên:
Hình 1 và 2: nhà có tường chịu đựng, mỗi cạnh nhà, phải có đủ chiều dài tường, và dầy tối thiểu để giữ vững hai đầu hồi tường bị sức ép ngang từ gió, tường chống xô đẩy ở giữa nhà cũng làm toàn khối nhà chắc hơn, làm cho tường bị gió thổi tới không bị yếu cong ở chính giữa, những khoảng tường này gọi là shear walls, tường chống xô đây ngang. Dĩ nhiên tưởng phải chuyền lực vững chắc xuống móng, liên kết giữa ch6an tường và móng chắc 100% chuyền lực, chống lực xô đẩy đủ chiều, kể cả rút ngược lên, điểm nối kết trên mái cũng vậy, liên kết đầu tường lại cho không bị ngiêng. mái nhà là một khối nằm ngang  liên tục để chuyền lực chống lại gió tác dụng từ các hướng khác, ở mọi nơi. Mái nhà coi như tường nằm ngang, horizontal shear diaphram, mặt chống xô đẩy ngang. Nói chung tường, đà móng, mái, phải có đủ đinh, ốc, đặt gần nhau để tạo liên kết vững chắc, các thành phần nhỏ của khung sườn mái không bị bung ra dưới áp lực của gió, thì toàn khối nhà mới liên kết nhau, chung sức chống lại sự xô đẩy của gíó.

Hình 3 và 4: khi nhà không dùng tường mà dùng khung đà cột, thì tất cả phải liên kết chuyền lực với nhau bằng chống chéo chữ X, lực gió xô vào cột, sẽ chuyền xuống móng, chuyền vào đà đầu tường, do đó X brace, X chống chéo cần thiết phải có, để dùng cột đà móng ở chỗ khác kéo lại, chống đỡ cho nhau, thay vì chỉ một góc nhà tự độc lập chống lại xô đẩy. Hình 4 được vẽ cong qúa độ cho dễ hiểu, khi lực đến một góc thì toàn thể moment frame, khung chuyền lực đếu phải làm việc với các phần tử ở xa nơi góc bị đẩy, toàn bột khung đều chịu sức chung, giống như trò chơi kéo dây hai đầu, khi giây bị kéo, thì người đứng đầu hay đứng cuối đều phải chung sức kéo một lượt với nhau. Khi bị kéo bật ra, thì người đứng đầu hay người đứng xa sau cùng đều bị kéo ngã.
Ở hình 4: các điểm nối đáy cột xuống tới móng, phải liên tục thành một khối thì móng mới dự phần giữ nguyên chân cột chống xô ngang hay bốc kéo lên cao.



.
Chú thích hình trên:
Hình 1: Để chống lại sức gió bão làm bung cửa, bể kiếng, dùng thêm loại cửa kéo, đặt thường trực, che các khung tưởng mở ra để cho gió không luà vào, hư hại, bể kiếng. Khi dự tính bão sẽ đến thì mới đưa các tấm che cửa vào vị trí đóng. Mái hiên che được gập xuống trước khi bão đến, hay sàn nhà, deck, được gập ngược lên che vách nhà lại, để chống các vật bay tới do gió thổi tung vào sẽ làm hư hại nhà. Khi không giông bão, thì sàn nhà được hạ xuống, mái nhà được nâng lên che khoảng hiên trống, các cột làm sẵn lại đỡ mái, giữ ở vị trí che nắng mưa.
Hình 2: ngoài ra, các dây căng kéo nhà xuống ở bốn góc và những chỗ cần thiết theo hình thù riêng của căn nhà, cũng giúp giữ nhà đứng nguyên vị trí khi sức ép của gió thổi đến. Mái nhà được ràng chắc bằng dây chăng ngang hay các thanh dài liên kết giữ vật liệu lợp mái đứng yên, không bị gió thổi tốc bay đi. Số đinh, vít lợp mái phải được tăng cường, đặt gần nhau hơn thường lệ, để không bị tung ra theo gió. Các dây chống chéo ở góc, được nối vào các móng neo, chôn sâu dưới đất.

hình A và B: là hai thí dụ về cách làm móng neo dưới đất sâu, tuỳ theo hoàn cảnh, đơn giản như móng A, là những bao vải đổ bê tông, sắt móc, ba bốn bao chung lại, chôn vào đế móng bê tông, nén chặt đất, phần dây móc bên trên, che lại bởi gạch, khi cấn nối dây chống thì mở ra nối lại. Móng hình B, càng đơn giản hơn, dùng những khối bê tông, đá phế thải, cột giây sắt, chôn sâu dưới đất nén lại. Dây chống chéo có thể xử dụng trong việc khác, chỉ gắn vào vị trí trước khi giông bão đến. Bình thường thì gỡ ra cho khỏi vướng việc di chuyển chung quanh.
Ngoài ra dùng đế móng neo cho các chân cột của dàn hoa, nhà kho, nhà chứa đồ, cột phơi quần áo, cột cờ hay chân cột gì đó, ở gần chung quanh, cho khỏi phí phạm. Dây chéo, có thể được thay thế bằng các thanh sắt tròn, hay các cây tre dài, với mối móc nối ở hai đầu, để có thể xử dụng các thanh cây này trong công việc khác khi không có giông bão.
.

.
simple moment connections
.

Cần cân nhắc chuyện tốn kém phải làm nhà lại, nguy hiểm chết người khi nhà xập bởi giông bão, với chi phí tốn kém làm nhà để chống bão ngay từ ban đầu, coi giải pháp nào thích hợp hơn. Làm nhà chắc, an toàn chống gió, trước khi đổ tiền vào những khoe khoang, kiểu cọ kệch cỡm lai căng lai cổ lai thực dân tốn tiền và rất ngu, khi nhà cửa bị xập trong giông bão, những nặng nề lai căng lai thực dân nô lệ bắt chước đó lại đổ xuống theo cơn gió đè xập chết lũ ngu dốt ham khoe của.
.
.
.

by duongtiden, duongtiman, kts duong manh tien, nha viet nam, nha que viet nam, vietnam rural architecture. dai hoc kien truc saigon, kien truc viet nam, study architecture, hoc kien truc, kien tao chong giong bao.

.

.