Tạp chí của Viện Khoa học công nghệ Xây dựng
Một số tiêu chuẩn trong và ngoài nước về thiết kế kết cấu bê tông cốt thép đã và đang sử dụng ở Việt Nam
Trong 65 năm qua, ngành Xây dựng đã đạt được những thành tựu to lớn và sự phát triển vượt bậc. Nhiều công trình cao tầng, nhiều công trình quy mô lớn đã được xây dựng, đưa vào sử dụng, phục vụ tốt các yêu cầu của xã hội và người dân. Các công trình phần lớn đều làm bằng bê tông cốt thép, được thiết kế theo các tiêu chuẩn Việt Nam hoặc các tiêu chuẩn nước ngoài (như Mỹ, châu Âu và Trung Quốc...). Việc tìm hiểu và so sánh các tiêu chuẩn có thể giúp hiểu rõ hơn về tính pháp lý, cơ sở khoa học và tính thực tiễn của các tiêu chuẩn, đặc biệt là các tiêu chuẩn nước ngoài vì phần lớn còn chưa quen thuộc với các kỹ sư Việt Nam. Ngoài ra, có thể giúp việc lựa chọn và áp dụng các tiêu chuẩn này một cách hiệu quả khi cần phải sử dụng. Đây cũng là một kinh nghiệm tốt khi biên soạn các tiêu chuẩn Việt Nam sau này.
Kết hợp công nghệ GNSS và toàn đạc điện tử quan trắc chuyển dịch ngang bờ mỏ lộ thiên
Ở nước ta hiện nay, ngành khai thác mỏ lộ thiên có một vị trí đặc biệt quan trọng trong công cuộc phát triển công nghiệp hóa – hiện đại hóa đất nước. Các khoáng sản khai thác bằng công nghệ khai thác lộ thiên (KTLT) đóng góp lớn cho nền kinh tế đất nước như: Than, đồng, sắt, bauxit,… Tuy nhiên, các mỏ than khai thác xuống sâu, chiều cao bờ lớn, phay phá đứt gãy nhiều, nhiều lớp đá kẹp; khai thác phải khoan nổ mìn, một số mỏ có nền đất yếu dẫn đến hiện tượng chuyển dịch, biến dạng bờ mỏ ảnh hưởng rất lớn đến hoạt động khai thác mỏ, gây nguy cơ mất an toàn cho người và thiết bị khai thác hoạt động cũng như hạ tầng, tài sản, con người xung quanh mỏ. Vì vậy, việc quan trắc chuyển dịch các bờ mỏ lộ thiên trong quá trình khai thác là hết sức cần thiết. Trên cơ sở phân tích hiện trạng về khai thác mỏ, điều kiện địa hình địa mạo tại các mỏ lộ thiên, bài báo đề xuất giải pháp khả thi và nâng cao hiệu quả công tác quan trắc chuyển dịch ngang bờ mỏ lộ thiên.
Nghiên cứu thực nghiệm và mô phỏng số ứng xử cơ học của xốp siêu nhẹ EPS
EPS (Expanded Poly-Styrene) geofoam là tên gọi chung cho vật liệu xốp đã được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực địa kỹ thuật ở nhiều quốc gia trên thế giới, nhằm giảm độ lún nền đường hơn 40 năm qua. Xốp siêu nhẹ EPS là vật liệu nhựa tổng hợp từ polystyrene, có khối lượng riêng thường sử dụng 12 – 35kg/m3, chỉ bằng 1% ~ 2% so với đất, đá hoặc bê tông, đồng thời có thể chịu được ứng suất nén lớn. Trong nghiên cứu này, tác giả tiến hành các thí nghiệm nén đơn trục và thí nghiệm cắt phẳng để tìm hiểu ứng xử cơ học của EPS geofoam. Sau đó, tác giả tiến hành mô phỏng số các thí nghiệm đơn trục để lựa chọn ra mô hình vật liệu và các tham số phù hợp để mô phỏng ứng xử cơ học của xốp EPS. Từ các kết quả mô phỏng số, nhận thấy rằng mô hình vật liệu Harderning Soil (HS) và mô hình Mohr – Coulomb (MC) có thể sử dụng để mô phỏng ứng xử cơ học của EPS geofoam.
Một phương pháp mới để cứu chữa sự cố hố đào sâu - một trường hợp thực tế
Trường hợp thực tế này xảy ra ở thành phố Huế, nơi cần thi công một hố đào sâu để xây dựng trạm bơm. Đất ở khu vực thi công công trình là rất yếu. Hệ chống đỡ tạm là tường cừ thép và hệ dầm văng chống cho công việc đào là không đủ nên sự cố đã xảy ra trong quá trình đào. Dấu hiệu được thể hiện thông qua sự dịch chuyển, nghiêng lớn của tường cừ thép và sự biến dạng của hệ văng chống. Để giải quyết vấn đề, nguyên lý “khóa cắt” gia cường đã được đưa ra thông qua các kết cấu tấm tạo thành bằng cừ thép và cọc rễ cây được bố trí vuông góc với thành hố đào để tăng khả năng chống cắt của nền đất xung quanh hố đào mà không can thiệp đến kết cấu chống đỡ bên trong. Quá trình thi công hố đào đã được thực hiện thuận lợi với sự hỗ trợ của một chương trình quan trắc với tần suất cao. Thông qua bài viết này, các tác giả muốn cùng các đồng nghiệp chia sẻ một kinh nghiệm thực tế cho lĩnh vực thi công hố đào trong nền đất yếu.
Mô phỏng số dòng chảy qua tràn xả lũ: áp dụng cho tràn xả lũ Ta Hoet
Tràn xả lũ là một trong những công trình quan trọng trong hệ thống đầu mối công trình thủy lợi, nó là chìa khóa đảm bảo sự an toàn cho công trình hồ chứa. Trong nghiên cứu này chế độ thủy lực trong tràn lũ Ta Hoét đã được mô phỏng bằng mô hình số 3D - Fluent. Có 8 kịch bản mô phỏng được thực hiện với các tần suất lũ khác nhau và các chế độ mở cửa van khác nhau. Sự thay đổi về vận tốc, đường mặt nước cùng các yếu tố thủy lực khác đã được mô phỏng chi tiết. Kết quả cũng cho thấy, hướng dòng chảy vào tràn bị uốn cong đã dẫn đến các chế độ thủy lực khác nhau tại các cửa van. Kết quả mô phỏng đã được kiểm định so sánh với kết quả thực nghiệm và cho thấy độ chính xác cao.
Đánh giá thực nghiệm biến dạng co ngót bê tông trong điều kiện khí hậu nhiệt đới
Biến dạng co ngót của bê tông là một trong những nguyên nhân chính ảnh hưởng đến hư hỏng kết cấu. Hiện tượng co ngót là kết quả của quá trình thủy hóa xi măng (hydrat hóa), sự bốc hơi nước khi bê tông đông cứng. Nó xảy ra chủ yếu trong giai đoạn khô cứng đầu của bê tông. Hiện tượng co ngót chịu ảnh hưởng gián tiếp từ các yếu tố môi trường, trực tiếp từ các yếu tố như kích thước cốt liệu, cấu kiện, tỷ lệ nước – xi măng. Việc hiểu rõ quy luật phát triển của các yếu tố môi trường là chìa khóa để dự đoán chính xác độ co ngót của bê tông. Một yếu tố quan trọng ảnh hưởng lớn đến độ co ngót của bê tông là gió vùng nhiệt đới. Để nghiên cứu ảnh hưởng của gió vùng nhiệt đới đến độ co ngót của bê tông, nghiên cứu này thiết kế một thí nghiệm về độ co ngót của bê tông tại Nghệ An, Việt Nam. Bên cạnh đó tiến hành phân tích đánh giá kết quả thí nghiệm của một số tác giả thực hiện trong vùng nhiệt đới Đông Nam Á. Kết quả thực nghiệm thu được đã cho thấy biến dạng co ngót trong điều kiện khí hậu nhiệt đới xẩy ra theo đúng quy luật đã có. Tuy nhiên trong giai đoạn đầu biến dạng co ngót xảy ra với tốc độ nhanh hơn, giá trị độ lớn nhanh đạt giá trị cuối cùng của nó.
Mô phỏng giải pháp bảo vệ kết cấu bê tông cốt thép dưới tác dụng của tải trọng nổ tiếp xúc
Bài báo tập trung vào nghiên cứu và đánh giá sự phá hủy của tải trọng nổ tiếp xúc đối với bê tông cốt thép theo phương pháp thực nghiệm tại hiện trường và mô phỏng số. Từ đó đưa ra giải pháp bảo vệ kết cấu bê tông cốt thép dưới tác dụng của tải trọng nổ tiếp xúc. Kết quả so sánh nhằm đánh giá mức độ tin cậy của mô phỏng, lựa chọn mô hình tính và mô hình vật liệu trong mô phỏng kết cấu chịu tác dụng của tải trọng nổ bằng phần mềm ABAQUS.
Đánh giá độ tin cậy của dầm thép trên nền đàn hồi chịu tải trọng di động sử dụng mô phỏng monte carlo và phương pháp lấy mẫu HYPERCUBE LATIN
Dầm thép đặt trên nền đàn hồi là kỹ thuật được ứng dụng để giảm thiểu sự tác động của độ co giãn nhiệt và chấn động lên các công trình cầu đường, dân dụng và các công trình cần độ chính xác cao nhờ tính linh hoạt và khả năng chịu tải trọng lớn. Trong thực tế, quá trình sử dụng dầm thép đặt trên nền đàn hồi bị ảnh hưởng bởi tính ngẫu nhiên như vượt qua khả năng chịu tải, biến dạng không mong muốn, nền đất mất tính đàn hồi hoặc sự ăn mòn của môi trường. Bài báo này đề xuất phương pháp đánh giá xác suất tin cậy của dầm thép đặt trên nền đàn hồi chịu tải trọng di động với các tham số đầu vào là ngẫu nhiên rời rạc bằng kỹ thuật lấy mẫu hypercube Latin và mô phỏng Monte Carlo. Từ kỹ thuật đề xuất, độ tin cậy của dầm thép đặt trên nền đàn hồi chịu tải trọng di động đã được so sánh với phương pháp Monte Carlo truyền thống. Kết quả này cho thấy rằng kỹ thuật đề xuất có độ chính xác cao và tiết kiệm tài nguyên máy tính so với phương pháp Monte Carlo truyền thống. Cuối cùng ảnh hưởng của các tham số ngẫu nhiên đầu vào cũng đã được xem xét thông qua chỉ số độ nhạy Sobol’.
Phân tích tham số tần số của dầm Sandwich đa nhịp có cơ tính biến thiên hai chiều
Bài báo phân tích tham số tần số của dầm sandwich đa nhịp có cơ tính biến thiên hai chiều (2D-FG) bằng lý thuyết dầm bậc cao. Dầm sandwich bao gồm ba lớp: lớp trên là vật liệu gốm, lớp đáy cấu tạo bằng vật liệu 2D-FG, lớp lõi làm bằng vật liệu cơ tính biến thiên một chiều (1D-FG). Tính chất vật liệu biến đổi theo chiều cao và chiều dài dầm đa nhịp. Tham số tần số cơ bản của dầm sandwich đa nhịp được tính bằng phương pháp phần tử hữu hạn. Công thức phần tử dầm đưa ra sẽ được kiểm chứng với những kết quả trước đó. Ảnh hưởng của tham số vật liệu, tỉ lệ giữa các lớp dầm, số nhịp dầm đến tham số tần số cơ bản của dầm sandwich đa nhịp được khảo sát chi tiết trong bài báo.
Thiết kế nhà bê tông cốt thép chịu động đất có phân loại kết cấu kháng chấn chính và phụ theo TCVN 9386:2012
Khi thiết kế kháng chấn cho công trình nhà bê tông cốt thép với cấp độ dẻo trung bình theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9386:2012 các kết cấu chịu lực cần được thiết kế để có độ dẻo đáng kể để đáp ứng được sự làm việc của hệ. Việc thiết kế các cấu kiện đạt độ dẻo là khá phức tạp [2] và lượng cốt thép cần bố trí cho các cấu kiện kháng chấn là đáng kể. Mặc dù vậy, TCVN 9386:2012 cũng cho phép bỏ qua sự đóng góp của một số cấu kiện vào hệ thống kết cấu chịu tải động đất (cấu kiện kháng chấn phụ) khi các cấu kiện còn lại (cấu kiện kháng chấn chính) đủ để đảm bảo khả năng chịu lực và ổn định cho công trình. Bài báo này trình bày một số nguyên tắc cơ bản lựa chọn và nguyên tắc thiết kế các cấu kiện kháng chấn chính và phụ trong các công trình nhà bê tông cốt thép.
Ứng dụng mô hình nền Hardening Soil và Mohr Coulomb trong plaxis 3D mô phỏng tính toán chuyển vị tường vây
Chuyển vị tường vây được xem là một trong những lý do gây nên sạt lở đất nền xung quanh hố đào, gây hậu quả nghiêm trọng cho các công trình lân cận. Do đó, trong tính toán thiết kế hố đào sâu việc phân tích mô phỏng trước chuyển vị tường vây tầng hầm theo các giai đoạn thi công trở nên rất quan trọng. Tuy vậy việc phân tích lựa chọn ra loại mô hình toán phù hợp, xác định các thông số đầu vào của mô hình và lựa chọn chiều dày tường vây ảnh hưởng khá nhiều tới kết quả tính toán và sai số so với thực tế. Trong bài báo này sử dụng mô hình Hardening Soil (HS) và mô hình Mohr Coulomb (MC) để mô phỏng tính toán chuyển vị tường vây bằng phần mềm Plaxis 3D và so sánh với số liệu quan trắc thu được tại dự án thực tế ở thành phố Hồ Chí Minh. Kết quả nghiên cứu cho thấy thông số độ cứng Eref50 được lấy theo công thức Eref50 = 1000N đối với đất rời (N: số búa SPT), Eref50 = 500Su đối với đất dính (Su: sức kháng cắt không thoát nước) trong mô hình Hardening Soil (HS) cho kết quả phân tích chuyển vị khá tương thích với số liệu thu được. Ngoài ra, chuyển vị của tường vây biến thiên tỷ lệ nghịch với chiều dày của nó, nhưng sự thay đổi này là khá nhỏ.
Nghiên cứu xác định sức chịu tải của cọc bằng mô hình rừng ngẫu nhiên có xét đến tính ngẫu nhiên của số liệu đất nền
Sức chịu tải là một trong những tham số quan trọng nhất khi thiết kế cọc. Việc xác định chính xác giá trị sức chịu tải cọc trong quá trình thiết kế giúp giảm nhiều chi phí và công sức. Tuy vậy, việc xác định đúng sức chịu tải của cọc là một việc khó khăn do bị ảnh hưởng bởi rất nhiều tham số. Các phương pháp tính toán sức chịu tải dọc trục của cọc hiện nay đều sử dụng bài toán tiền định, tức là chỉ xác định một giá trị sức chịu tải duy nhất, điều đó chưa hoàn toàn phù hợp với sự làm việc thực tế của cọc, khi mà các tham số ảnh hưởng đến sức chịu tải cọc đều mang tính ngẫu nhiên.Trong nghiên cứu này, mô hình máy học tiên tiến là rừng ngẫu nhiên được phát triển và ứng dụng để dự đoán sức chịu tải của cọc. Mô hình này được sử dụng như là mô hình tiền định ứng dụng trong phương pháp mô phỏng Monte-Carlo để từ đó xác định được độ tin cậy của sức chịu tải cọc. Các số liệu tính toán được lấy từ kết quả thí nghiệm nén tĩnh cọc tại Việt Nam. Các thông số đầu vào về đất nền và cọc được đo đạc tại hiện trường và mang tính ngẫu nhiên, phân tán. Việc dự đoán sức chịu tải có xét đến độ tin cậy đang trở thành một xu hướng nghiên cứu nhằm phản ánh sát thực hơn sự làm việc của kết cấu móng và giải quyết các vấn đề trong kỹ thuật xây dựng.
Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng xi măng và magiê oxyt đến một số tính chất của đất bùn cứng hóa tại tỉnh Cà Mau
Sử dụng hỗn hợp xi măng kết hợp với các phụ gia gồm (tro bay, xỉ lò cao và magiê oxyt) để cứng hóa đất bùn nạo vét làm vật liệu thay thế cát là cần thiết tại những vùng xây dựng khan hiếm về nguồn cát tự nhiên. Trong nghiên cứu sử dụng các hỗn hợp gồm (xi măng + tro bay + xỉ lò cao + magiê oxyt) để cứng hóa đất bùn ở các vùng nước lợ và nước mặn tại tỉnh Cà Mau thuộc vùng đồng bằng sông Cửu Long. Kết quả thí nghiệm cho thấy khi cứng hóa bùn nạo vét với hàm lượng 6% xi măng kết hợp với hỗn hợp xỉ lò cao, tro bay và MgO, thì độ sệt, góc ma sát trong, lực dính và cường độ nén của hỗn hợp bùn cứng hóa được cải thiện. Tỷ lệ hàm lượng MgO càng cao thì độ sệt càng giảm; góc ma sát trong, lực dính và cường độ nén của bùn cứng hóa càng lớn. Tuy nhiên, để cân đối với yêu cầu thiết kế đất bùn sau cứng hóa đề ra thì nhận thấy: Với tỷ lệ 4% tro bay, 2% xỉ lò cao và 0,5% MgO đã đáp ứng yêu cầu thiết kế, chất lượng của hỗn hợp bùn sau cứng hóa đạt yêu cầu theo TCVN 8217:2009, tương đương với đất trạng thái dẻo cứng (0.25 < IL< 0.5 thì Ctc = 32÷57 kPa và j = 11 ÷ 18°). Với chất lượng đất bùn cứng hóa như vậy sẽ đáp ứng được yêu cầu thay thế cát cho vật liệu đắp bờ bao, đê bao và các công việc khác tại Cà Mau nói riêng, toàn vùng đồng bằng sông Cửu Long nói chung.
Phương pháp tính toán kết cấu bê tông cốt thép nhiều lớp chịu uốn
Trong thực tiễn xây dựng, các kết cấu bê tông cốt thép không những cần đáp ứng yêu cầu về chịu được tải trọng mà cần phải đảm bảo các yêu cầu về tính cách âm, cách nhiệt, chống cháy. Một trong những giải pháp hiệu quả triển vọng để đáp ứng các yêu cầu này là sử dụng các kết cấu bê tông cốt thép nhiều lớp có lớp giữa từ vật liệu bê tông dẫn nhiệt thấp, các lớp ngoài được làm từ vật liệu bê tông cường độ cao hơn. Những tính chất cơ lý khác nhau của các lớp vật liệu có tính quyết định đến sự làm việc của kết cấu dưới tác dụng của tải trọng tác dụng. Trong nghiên cứu này, các tác giả đã giới thiệu một phương pháp lý thuyết để tính toán và phân tích sự làm việc của kết cấu bê tông cốt thép chịu uốn có tiết diện mặt cắt ngang gồm nhiều lớp vật liệu bê tông khác loại dưới tác dụng của tải trọng. Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng, trong quá trình sản xuất của kết cấu bê tông cốt thép nhiều lớp từ các vật liệu bê tông khác loại, một vùng liên kết được hình thành giữa 2 lớp vật liệu khác loại do sự chuyển dịch của các hạt cốt liệu của các loại bê tông khác loại. Kết quả tính toán bằng việc sử dụng mô hình đề xuất đã chỉ ra rằng giá trị của momen và độ võng của dầm bê tông cốt thép nhiều lớp khi bắt đầu xuất hiện vết nứt và khi bị phá hoại là gần kết quả thí nghiệm hơn việc sử dụng các mô hình đề xuất trước đây. Kết quả của nghiên cứu là tài liệu hữu ích cho tính toán dầm bê tông cốt thép nhiều lớp với lớp giữa từ bê tông nhẹ.
Dự đoán khả năng chịu uốn của tiết diện dầm bê tông cốt thép bằng công thức thực hành
Bài báo này trình bày quá trình xây dựng công thức thực hành dùng để dự đoán mô men uốn giới hạn của tiết diện dầm bê tông cốt thép (BTCT) hình chữ nhật thông qua phép hồi quy (regression). Dữ liệu dùng cho hồi quy được tạo bằng cách sử dụng phương pháp chia thớ (fiber) để phân tích phi tuyến hàng loạt tiết diện dầm BTCT thường gặp. Công thức thực hành nhận được bằng cách cho mô hình hồi quy tuyến tính (linear regression) khớp (fit) với tập dữ liệu huấn luyện (training set) và sau đó sẽ tiến hành dự đoán trên tập dữ liệu kiểm tra (test set). Hệ số xác định (the coefficient of determination) R2 giữa hai giá trị mô men uốn giới hạn tính được từ công thức và kết quả phân tích phi tuyến đạt 0,9948, điều đó cho thấy khả năng dự đoán của công thức là khá tốt.
Tiêu chuẩn châu Âu - nghiên cứu và ứng dụng cho kết cấu bê tông cốt thép trong điều kiện Việt Nam
Từ năm 2018, cơ quan quản lý nhà nước của Việt Nam đã đề ra kế hoạch chuẩn bị cho một hệ thống mới về các tiêu chuẩn thiết kế và xây dựng, trong đó các tiêu chuẩn châu Âu (Eurocodes) gần đây đã được cân nhắc áp dụng một cách hệ thống và từng bước trong khoảng từ năm 2022 đến năm 2030. Định hướng này đã thu hút được sự quan tâm trong nhiều đề tài nghiên cứu của các nhà khoa học Việt Nam, trong đó có lĩnh vực thiết kế kết cấu bê tông cốt thép (BTCT) theo tiêu chuẩn châu Âu. Bài báo này giới thiệu một số đề tài được triển khai trong quá trình chuẩn bị cho việc áp dụng toàn diện tiêu chuẩn châu Âu cho kết cấu BTCT tại Việt Nam trong thời gian tới khi thích hợp, đặc biệt khi thế hệ thứ hai của Eurocodes dự kiến sẽ được ban hành trong những năm sắp tới.
Nội dung mới trong dự thảo tiêu chuẩn TCVN 9386:2023
Tiêu chuẩn thiết kế kháng động đất TCVN 9386:2012, được ban hành và thi hành lần đầu năm 2006 theo quy chuẩn TCXDVN 375:2006, đã được xem xét lại và sẽ sớm được thay thế bằng tiêu chuẩn mới TCVN 9386:2023. Bài báo này trình bày một số sửa đổi đáng chú ý của dự thảo tiêu chuẩn TCVN 9386:2023 so với tiêu chuẩn trước đó
Các nội dung thay đổi chính về tải trọng gió theo dự thảo TCVN 2737:202X
TCVN 2737:1995 “Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế” là tiêu chuẩn thiết kế hiện hành của Việt Nam để xác định tải trọng gió tác dụng lên nhà và công trình. Tiêu chuẩn này đã được biên soạn và chính thức áp dụng ở Việt Nam từ năm 1995, hiện vẫn đang có hiệu lực (Tháng 05/2023). Từ khi ban hành, đã có 2 dự thảo sửa đổi liên quan đến tải trọng gió, được soạn thảo vào năm 2006 và 2009. Thực tiễn thiết kế cho thấy việc áp dụng TCVN 2737:1995 có thể còn một số hạn chế. Vì vậy, Bộ Xây dựng đã đề nghị Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng (IBST) rà soát kỹ TCVN 2737:1995 và chuẩn bị TCVN 2737:202x mới cho phù hợp với thực hiện và các yêu cầu thiết kế đối với nhà và công trình trong tương lai, cũng là để hài hòa với khu vực và thế giới. Dự thảo tiêu chuẩn TCVN 2737:202x “Tải trọng và Tác động” đã được soạn thảo từ năm 2017; Hiện đang được đăng tải trên trang web của IBST để lấy ý kiến ​​đóng góp của các nhà thiết kế, kỹ sư và chuyên gia. Dự thảo tiêu chuẩn này dự kiến ​​sẽ được thông qua và công bố chính thức để thay thế tiêu chuẩn hiện hành TCVN 2737:1995. Trong dự thảo tiêu chuẩn mới này có nhiều nội dung, trong đó có các nội dung quy định về tải trọng gió. Bài báo này trình bày các nội dung thay đổi chính về tải trọng gió theo dự thảo tiêu chuẩn TCVN 2737 :202x.
Nghiên cứu thực nghiệm đặc trưng ma sát giữa nền san hô và thép, áp dụng vào dự báo sức chịu tải dọc trục của cọc thép
Trong nghiên cứu này tiến hành thí nghiệm cắt trực tiếp cải tiến giữa vật liệu cát san hô và cát-sạn san hô cấp phối tốt với vật liệu thép ứng với các mức áp lực pháp tuyến khác nhau. Kết quả thực nghiệm cho thấy: (1) ứng xử ma sát của nền san hô cấp phối tốt ở trạng thái chặt vừa với kết cấu tuân theo quy luật biến dạng tái bền; (2) biên độ sức kháng ma sát giữa nền san hô với vật liệu thép phụ thuộc vào cấp phối và cỡ hạt của vật liệu nền, với nền cát san hô chuyển vị trượt tới hạn khoảng 1mm và góc ma sát ngoài là 27,9º trong khi với nền cát sạn san hô các giá trị này tương ứng là 2-3mm và 32,8º; (3) thí nghiệm cắt phẳng cải tiến có thể dùng để xác định chính xác đặc trưng ma sát của vật liệu nền san hô với vật liệu kết cấu, qua đó cung cấp số liệu cho tính toán và phân tích kết cấu trên nền san hô đạt hiệu quả.
Một số vấn đề về thiết kế móng trụ điện gió trong điều kiện thực tế tại Việt Nam
Hiện nay ở nước ta đang phát triển mạnh nguồn năng lượng tái tạo là điện gió và điện mặt trời. Với vị trí ở gần xích đạo và tồn tại những vùng khô nắng nhiều và gió có hướng tương đối ổn định như các tỉnh nam Trung Bộ và Tây nguyên, nên nước ta có tiềm năng lớn về năng lượng mặt trời và gió. Mặt khác nguồn năng lượng điện từ thủy điện lớn đã khai thác hết, các thủy điện nhỏ không đảm bảo lợi ích mang lại so với thiệt hại môi trường mà nó gây ra. Vì thế điện gió cùng với điện mặt trời đang được Nhà nước khuyến khích phát triển. Những ưu đãi về đầu tư xây dựng nhà máy và giá bán điện cho Điện lực Việt Nam đã thu hút sự quan tâm của nhà đầu tư cả trong và ngoài nước. Trong tương lai các nguồn điện tái tạo, nhất là điện gió trên bờ và điện gió ngoài khơi sẽ phát triển mạnh mẽ, trở thành nền tảng cho đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia trong dài hạn. Phát triển điện gió, điện gió ngoài khơi và từng bước hình thành ngành công nghiệp nội địa về thiết kế, lắp đặt thi công, chế tạo thiết bị nhằm tăng tính tự chủ, giảm giá thành là định hướng lớn của Chính phủ trong những năm tới. Do yêu cầu kỹ thuật cao và chi phí đầu tư ban đầu cho dự án điện gió rất lớn, đòi hỏi việc thiết kế móng cho các trụ điện gió được quan tâm hàng đầu trong công tác thiết kế công trình điện gió. Trong bài báo này, nhóm tác giả muốn nêu lên “ Một số vấn đề về thiết kế móng trụ điện gió trong điều kiện thực tế tại Việt Nam”
So sánh sử dụng mạng nơ ron nhân tạo (ANN) và cây quyết định (DT) trong dự báo độ sụt và cường độ cho các mẫu bê tông
Trong những năm qua, việc áp dụng Kỹ thuật học máy (MLT) để nâng cao độ chính xác của việc dự báo các đặc tính của bê tông đã trở nên phổ biến. Dữ liệu thí nghiệm sử dụng để xây dựng mô hình và so sánh được lấy từ một dự án nghiên cứu trước đó. Các chỉ số RSQ và MSE được sử dụng để xác định phương pháp hồi quy nào là hiệu quả nhất trong việc dự đoán các giá trị cường độ nén và độ sụt của bê tông. Kết quả từ việc so sánh mô hình ANN và DT sẽ có thể xác định mô hình nào tốt hơn để dự báo các thuộc tính của bê tông.
Phát triển phương pháp nhận dạng tần số dao động riêng của kết cấu sử dụng nhiều số liệu đo kết hợp trong miền tần số
Nhận dạng các đặc trưng dao động riêng của kết cấu từ số liệu đo dao động là một vấn đề đã và đang được quan tâm nghiên cứu. Các phương pháp nhận dạng hiện nay chia thành nhiều nhóm: Các phương pháp dựa trên hệ một bậc tự do và nhiều bậc tự do; nhận dạng trong miền thời gian, nhận dạng trong miền tần số. Trong đó, xác định đồng thời nhiều tần số dao động riêng của kết cấu từ một số liệu đo là một bài toán phức tạp, đặc biệt là khi có nhiễu. Bài báo nghiên cứu phát triển phương pháp tỷ số đa thức sử dụng các số liệu đo dao động kết hợp trong miền tần số để nhận dạng các tần số dao động riêng của kết cấu. Số liệu đo mô phỏng và thí nghiệm đo dao động trên kết cấu dầm thép cho thấy hiệu quả của phương pháp đề xuất.
Xác định tải trọng gió lên tấm che nắng bằng cách sử dụng hệ số chuyển đổi
Tấm che nắng được lắp trên các mái của nhà là kết cấu mới được dùng để giảm nhiệt độ cho mái nhà. Bởi vậy, hiện có rất ít nghiên cứu về gió và tác động của gió lên loại kết cấu này và không có qui định để xác định tải trọng gió lên chúng. Không giống với tải trọng gió lên kết cấu mái, tải trọng gió lên tấm che nắng là tổ hợp của áp lực mặt trên và mặt dưới nên việc tính toán tải trọng gió là phức tạp. Từ quan điểm thiết kế, chúng ta cần có một phương pháp tính toán đơn giản để xác định tải trọng gió lên loại kết cấu này. Các thí nghiệm ống thổi khí động được tiến hành với các hướng gió khác nhau, ba độ rỗng (tỉ lệ giữa diện tích lỗ hở trên tổng diện tích của tấm) và năm khoảng hở khác nhau giữa tấm và mái và kết quả thí nghiệm được xử lý và phân tích. Theo kết quả thí nghiệm, tác giả đã đề xuất một công thức đơn giản để xác định tải trọng gió lên tấm che nắng dựa trên tải trọng gió tác dụng lên mái nhà được tính toán từ các tiêu chuẩn về gió. Các kết quả tính toán dựa trên công thức này và tiêu chuẩn Nhật Bản (AIJ-RFLB (2015))[4] được so sánh với các kết quả từ ống thổi khí động. Các so sánh này cho thấy có sự phù hợp tốt giữa kết quả thí nghiệm và kết quả sử dụng hệ số chuyển đổi.
Đánh giá khả năng chịu lực của cột nhôm chữ C tạo hình nguội theo tiêu chuẩn Australia/New Zealand
Nhôm tạo hình nguội là một sản phẩm mới được chế tạo bằng cách tận dụng hệ thống cuốn của thép tạo hình nguội với hai tiết diện điển hình là chữ C và chữ Z. Các sản phẩm mới này đã chứng minh tiết kiệm được thời gian và chi phí trong chế tạo. Việc thiết kế loại nhôm tạo hình nguội này cũng chưa được đề cập trong các tiêu chuẩn nhôm hiện hành trên thế giới. Nghiên cứu về ứng xử và khả năng chịu lực của loại cấu kiện mới này do đó cũng đã được tiến hành và đã có những kết quả ban đầu về cột nhôm chữ C tạo hình nguội khi xảy ra mất ổn định tổng thể. Các nghiên cứu này được thực hiện tại Australia. Do đó, bài báo sẽ đi thu thập các số liệu về cột nhôm này, và các số liệu này sau đó được so sánh với các kết quả tính toán từ tiêu chuẩn nhôm của Australia. Việc so sánh này được thực hiện bằng cách sử dụng phương pháp phân tích độ tin cậy được quy định trong tiêu chuẩn Hoa Kỳ, làm cơ sở cho việc đánh giá độ chính xác của tiêu chuẩn kết cấu nhôm Australia/New Zealand trong thiết kế cột nhôm tạo hình nguội khi xảy ra mất ổn định tổng thể. Kết quả so sánh đã cho thấy rằng tiêu chuẩn Australia đưa ra các kết quả tính toán mang tính không an toàn cho cấu kiện cột nhôm chữ C tạo hình nguội.
Khảo sát sự sụt lún tuyến đê, kè biển cửa Đại bằng phương pháp trắc địa và công nghệ Georadar
Do tác động của biến đổi khí hậu toàn cầu, những năm gần đây thời tiết, thiên tai diễn biến hết sức bất thường. Mưa, lũ với cường độ lớn, thường xuyên xảy ra ở nhiều nơi, gây thiệt hại, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản xuất, tài sản và đời sống của người dân. Mưa lũ làm cho hư hỏng hệ thống đê kè, một số tuyến đê bị vỡ hoặc bị sói mòn tạo ra hiện tượng sụt lún và rỗng chân. Do đó để đảm bảo an toàn cho các tuyến đê kè trong mùa mưa bão cần phải tiến hành khảo sát và có phương án gia cố các vị trí đê bị hư hỏng là việc hết sức quan trọng. Bài báo sử dụng phương pháp khảo sát trắc địa truyền thống và công nghệ Georadar (còn gọi là radar xuyên đất - GPR) để tìm và xác định những vị trí lỗ hổng, hố ngầm trong đoạn đê kè tại biển Cửa Đại – Hội An.
Áp lực đất lên tường chắn với bề rộng đất sau tường bị giới hạn
Lý thuyết áp lực đất tác dụng lên tường chắn thường được xây dựng theo hai phương pháp truyền thống, dựa trên lý thuyết cân bằng giới hạn của Rankine và lý thuyết cân bằng khối trượt rắn của Coulomb. Cả hai lý thuyết đều giả định rằng các đất lấp sau tường có thể mở rộng đến một khoảng cách đủ để mặt phẳng phá hoại có thể phát triển đầy đủ. Hạn chế của các cách tiếp cận này không kể đến ảnh hưởng của chiều rộng đất lấp sau tường. Trong thực tế nhiều trường hợp chiều rộng đất sau tường hẹp, do đó cần được xem xét kể đến khi tính toán áp lực đất lên tường. Ví dụ khi cần mở rộng đường giao thông tường chắn được xây dựng phía trước các tường hoặc vách đá đã ổn định, hoặc các công trình hố đào sâu mới được xây dựng gần các công trình ngầm hiện có trong các khu vực đô thị. Trong những trường hợp này, phần đất lấp sau tường hẹp có ảnh hưởng rõ ràng đến sự phát triển đầy đủ của một nêm phá hoại, khi đó lý thuyết áp lực đất ban đầu của Rankine và của Coulomb sẽ không còn phù hợp. Trong nghiên cứu này, dựa trên lý thuyết áp lực đất của Coulomb, áp lực đất chủ động tác dụng lên tường trong trường hợp đất lấp sau tường hạn chế sẽ được xác định. Kết quả của bài báo cho thấy áp lực đất tác dụng lên tường giảm đáng kể khi bề rộng đất sau tường nhỏ. Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng trong các trường hợp thiết kế thực tế.
Mô hình số đánh giá phản ứng của kết cấu bến tường cừ dưới tác dụng của tải trọng động đất theo phương pháp lịch sử thời gian
Kết cấu tường cừ được sử dụng phổ biến trong các công trình ven biển, nó áp dụng phù hợp cho những khu vực nền đất có khả năng chịu lực vừa và yếu. Hiện nay khi tính toán thiết kế các công trình này dưới tác dụng của tải trọng động đất, phần lớn các tài liệu, tiêu chuẩn khuyến nghị sử dụng phương pháp phổ phản ứng, mà chưa đề cập nhiều đến phương pháp lịch sử thời gian. Bài báo này trình bày phương pháp đánh giá phản ứng của kết cấu bến tường cừ theo lịch sử thời gian có kể đến hiện tượng hóa lỏng của đất bằng mô hình số sử dụng phần mềm PLAXIS 2D. Các phân tích được thực hiện dựa trên tiêu chuẩn Việt Nam và một số tiêu chuẩn nước ngoài. Kết quả của bài báo tập trung vào phân tích đánh giá chuyển vị và biến dạng của bến, sự gia tăng áp lực nước lỗ rỗng trong đất lấp sau bến theo thời gian và khả năng hóa lỏng của đất.
Thực nghiệm dùng lưu biến kế theo dõi sự biến thiên các thông số độ nhớt, ngưỡng chảy của vữa bê - tông tính năng cao
Trong bài báo này, tác giả sẽ trình bày nghiên cứu thực nghiệm các đặc tính lưu biến học của vữa bê-tông tính năng cao (HPC). Các đặc tính lưu biến học như độ nhớt, ngưỡng chảy vật liệu bê-tông thường gắn liền với trạng thái thi công của vật liệu sau khi kết thúc quá trình nhào trộn đồng nhất. Nghiên cứu sử dụng thiết bị lưu biến kế đồng trục dạng cánh quay nhằm thực hiện quá trình cắt vữa bê-tông. Kết quả thu được cho thấy mẫu vữa thí nghiệm đạt cường độ R28 khoảng 120 MPa, đồng thời theo thời gian lưu giá trị độ nhớt và ngưỡng chảy tăng dần. Sau mốc thời gian 50 phút (tương đương 70 phút kể từ khi kết thúc nhào trộn) vữa mất tính ổn định với giá trị ngưỡng chảy và độ nhớt tăng nhanh, điều này chứng tỏ tính công tác không còn đảm bảo.
Nghiên cứu thực nghiệm sự làm việc của dầm bê tông cát nhiễm mặn cốt thép phủ sơn Epoxy
Bài báo trình bày kết quả so sánh sự làm việc tức thời trong giai đoạn trước khi cốt thép chẩy dẻo, của dầm bê tông cốt thép (BTCT) cốt liệu cát nhiễm mặn và dầm BTCT cốt liệu cát sạch. Nhóm tác giả thực hiện tính toán theo lý thuyết và thí nghiệm khả năng chịu lực của ba cặp dầm (dầm cát nhiễm mặn – dầm cát sạch) tương ứng với bê tông có cấp độ bền B20, B30 và B45. Bê tông cốt liệu cát nhiễm mặn có sử dụng phụ gia ức chế ăn mòn và cốt thép được sơn phủ epoxy dày 175±18µm. Cốt liệu cát nhiễm mặn Thuận An - Huế, Trà Khúc - Quảng Ngãi và Bãi Dài - Vân Đồn (Quảng Ninh), cốt liệu cát sạch là cát vàng Sông Lô. Dầm BTCT được tính toán theo tiêu chuẩn TCVN 5574-2018 và được thí nghiệm theo tiêu chuẩn TCVN 9347-2012.
Nghiên cứu phản ứng động đất của kết cấu khung thép sử dụng hệ thanh giằng
Tăng cường độ cứng và bổ sung khả năng tiêu tán năng lượng là giải pháp hiệu quả để cải thiện khả năng kháng chấn của kết cấu công trình. Hệ thanh giằng được coi là một trong những giải pháp hiệu quả, tin cậy trong thiết kế chịu động đất cho kết cấu khung thép. Trong nghiên cứu này, các bước tính toán hệ kết cấu giằng chịu động đất theo phương pháp thiết kế dựa vào chuyển vị được trình bày chi tiết. Một nghiên cứu số được thực hiện trên mô hình kết cấu khung thép sử dụng thanh giằng chịu tác động của động đất nhằm đánh giá hiệu quả của giải pháp. Kết quả thu được cho thấy thanh giằng có hiệu quả tốt trong việc giảm chuyển vị ngang và lực cắt cho kết cấu công trình.