Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng (TCKHCNXD) - ĐHXDHN

Editorial Board — 2025-11-25

Ứng xử chọc thủng của sàn phẳng bê tông cốt thép bị ăn mòn: ảnh hưởng của chiều dày sàn, diện tích vùng ăn mòn và hàm lượng cốt thép

Phạm Chí Thành — 2025-11-25

Bài báo này trình bày các kết quả phân tích bằng phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) nhằm khảo sát ứng xử chọc thủng của sàn phẳng bê tông cốt thép (BTCT) bị ăn mòn tại liên kết sàn–cột. Các mô hình PTHH ba chiều được kiểm chứng dựa trên dữ liệu thực nghiệm, sau đó được sử dụng để đánh giá ảnh hưởng của ba tham số chính: (i) chiều dày sàn, (ii) diện tích vùng ăn mòn cốt thép, và (iii) hàm lượng cốt thép chịu kéo. Kết quả cho thấy chiều dày sàn có ảnh hưởng đáng kể đến sức kháng chọc thủng. Trong khi đó, diện tích vùng ăn mòn không làm thay đổi nhiều sức kháng chọc thủng nhưng ảnh hưởng rõ rệt đến độ dẻo và bề rộng vết nứt bê tông ở vùng chọc thủng. Ngoài ra, khi tăng hàm lượng cốt thép, tải trọng phá hoại tăng lên nhưng độ dẻo của sàn giảm. Các mô hình phân tích cũng cho thấy sự thay đổi dạng phá hoại từ dẻo (do cốt thép bị chảy dẻo) sang giòn (do chọc thủng) tùy theo hàm lượng của cốt thép bị ăn mòn. Nghiên cứu góp phần cung cấp cơ sở khoa học cho việc thiết kế và đánh giá khả năng chịu lực còn lại của sàn phẳng BTCT chịu tác động của môi trường ăn mòn.

Phân tích các tham số ảnh hưởng đến ứng xử của khung bê tông cốt thép bị ăn mòn chịu tải trọng ngang bằng phương pháp phần tử hữu hạn

Trần Ngọc Long — 2025-11-25

Bài báo này trình bày quá trình xây dựng mô hình phần tử hữu hạn (PTHH) cho khung bê tông cốt thép (BTCT) một tầng, một nhịp có cốt thép dọc bị ăn mòn. Khung BTCT chịu tải trọng đứng không đổi và tải trọng ngang tăng dần. Tác động của ăn mòn cốt thép được xét đến thông qua sự suy giảm tiết diện thanh thép, suy giảm cường độ chảy dẻo của thép, suy giảm cường độ chịu nén của lớp bê tông bảo vệ và suy giảm bám dính giữa cốt thép và bê tông. Mô hình PTHH được kiểm chứng bằng kết quả thí nghiệm của Liu và cộng sự. Kết quả so sánh cho thấy mô hình dự báo tương đối chính xác quan hệ giữa tải trọng ngang – độ chuyển vị ngang, và vị trí phá hoại của khung. Trên cơ sở đó, nghiên cứu mở rộng khảo sát một số thông số ảnh hưởng, bao gồm: cường độ chịu nén bê tông, hàm lượng cốt thép dọc của cột, hàm lượng cốt thép dọc của dầm và tỷ số nén đến ứng xử của khung.

Mô phỏng số ứng xử va đập của sàn bê tông nước biển cát biển cốt GFRP

Phan Tấn Đạt — 2025-11-25

Bê tông nước biển cát biển kết hợp với cốt thanh chịu lực polymer gia cường sợi thủy tinh (GFRP) là một giải pháp phù hợp cho các công trình xây dựng ở khu vực ven biển và hải đảo. Cho đến nay, những hiểu biết về ứng xử và thiết kế loại kết cấu này vẫn còn rất hạn chế, đặc biệt là ứng xử động của kết cấu dưới tải va đập. Bài báo này nghiên cứu ứng xử va đập của sàn bê tông nước biển cát biển cốt GFRP (GFRP-SC) bằng phương pháp mô phỏng số dựa trên chương trình LS-DYNA. Nghiên cứu mô phỏng được thực hiện trên hai mẫu sàn, gồm một sàn GFRP-SC và một sàn bê tông cốt thép (BTCT) đối chứng. Các mẫu sàn có cùng hàm lượng cốt dọc là 0,7%, kích thước chiều rộng × dày × dài là 1,0 × 0,1 × 2,3 (m), tương ứng với tỷ số nhịp trên chiều dày sàn là 20. Kết quả mô phỏng số được kiểm chứng với thí nghiệm và cho kết quả tương đồng tốt. Kết quả cho thấy lực va đập đạt giá trị đỉnh rất sớm ngay ở những xung va đập đầu tiên; trong khi, chuyển vị của sàn bắt đầu gia tăng nhanh và đạt giá trị lớn nhất ở thời điểm trễ hơn đáng kể sau khi lực va đập đạt đỉnh. Phản lực gối tựa được ghi nhận rất thấp so với lực va đập đỉnh. So với sàn BTCT, khả năng kháng va đập và kiểu phá hoại của sàn GFRP-SC không có sự khác biệt đáng kể nhưng biến dạng của sàn GFRP-SC lớn hơn sàn BTCT. Các sàn đều bị phá hủy do uốn ở giai đoạn ứng xử tổng thể, không phải ở giai đoạn cục bộ.

Dao động tự do của dầm micro bằng vật liệu có cơ tính biến thiên theo lý thuyết cặp ứng suất sửa đổi

Vũ Hoàng Anh — 2025-11-25

Bài báo phân tích dao động tự do của các dầm vi mô làm bằng vật liệu có cơ tính biến thiên (FGM) đặt trên nền đàn hồi Winkler–Pasternak dựa trên lý thuyết dầm Timoshenko và lý thuyết cặp ứng suất sửa đổi có xét đến hiệu ứng kích thước. Các đặc tính vật liệu dầm thay đổi theo chiều cao dầm theo quy luật phân bố lũy thừa và được đồng nhất hóa bằng kỹ thuật Mori–Tanaka. Một mô hình phần tử hữu hạn phụ thuộc kích thước với các hàm dạng phi cổ điển mới được đề xuất, từ đó thu được các ma trận độ cứng và ma trận khối lượng của dầm Timoshenko vi mô bằng FGM. Ảnh hưởng của hiệu ứng kích thước, tham số vật liệu, hình học và điều kiện biên đến tần số dao động riêng và dạng dao động được phân tích. Kết quả nghiên cứu này có thể áp dụng cho các loại vật liệu FGM khác cũng như các kết cấu dầm vi mô phức tạp hơn.

Tối ưu tấm sandwich FGM có gân gia cường xiên góc dựa trên tần số dao động tự do

Trần Hữu Quốc — 2025-11-25

Nghiên cứu này tập trung vào tối ưu hóa thiết kế tấm sandwich FGM có gân gia cường xiên góc nhằm đạt tần số cơ bản lớn nhất. Tấm được cấu tạo bởi hai lớp bề mặt làm từ vật liệu có cơ tính biến thiên (FGM), lớp lõi bằng vật liệu xốp có cơ tính biến thiên (FGP), và được gia cường bằng các gân xiên góc nhằm tăng cường độ cứng. Mô hình phần tử hữu hạn (FEM) dựa trên lý thuyết biến dạng trượt bậc nhất của Mindlin (FSDT) và kỹ thuật san đều gân Lekhnitskii được xây dựng. Bài toán tối ưu được giải quyết bằng thuật toán Rao-3, một phương pháp tối ưu hóa hiện đại không yêu cầu các tham số phức tạp. Các biến thiết kế bao gồm: số lượng gân, phương đặt gân (góc xiên) và cấu hình của tấm sandwich. Các kết quả số đã chứng minh tính chính xác và độ tin cậy của mô hình đề xuất. Đồng thời, nghiên cứu cũng chỉ ra ảnh hưởng của các tham số thiết kế đến tần số cơ bản của tấm. Bằng cách tối ưu hóa, tần số cơ bản của tấm được cải thiện đáng kể, qua đó nâng cao hiệu suất và khả năng chịu tải của tấm.

Khai thác phân tích dòng vật chất (MFA) như một công cụ quản lý dữ liệu chất thải nguy hại tại Việt Nam

Trịnh Bảo Khánh — 2025-11-25

Quy hoạch bảo vệ môi trường quốc gia đã định hướng phát triển các khu xử lý chất thải tập trung. Đặc biệt với chất thải nguy hại (CTNH), cơ quan quản lý cần kiểm soát chặt chẽ thông tin vận chuyển, xử lý liên vùng. Tuy nhiên, công tác quản lý CTNH cấp tỉnh vẫn còn rời rạc, thiếu minh bạch và thiếu hệ thống dữ liệu hiệu quả. Khoảng trống này cho thấy nhu cầu về công cụ hỗ trợ giám sát và hoạch định chính sách. Nghiên cứu này ứng dụng phương pháp Phân tích Dòng Vật chất (Material Flow Analysis – MFA) nhằm định lượng nguồn phát sinh và mô phỏng dòng chảy của CTNH trong ranh giới quản lý cấp tỉnh. Mục tiêu là xác định các điểm nghẽn về hạ tầng xử lý, phối hợp dữ liệu và hỗ trợ ra quyết định. Hai tỉnh là Thái Nguyên và Vĩnh Phúc được lựa chọn làm nghiên cứu điển hình, với dữ liệu thứ cấp từ các cơ quan quản lý giai đoạn 2021–2022. Dữ liệu được xử lý trên phần mềm Microsoft Excel và phân tích bằng phần mềm Stan2. Kết quả cho thấy, hơn 88% khối lượng CTNH không có thông tin xử lý, dù địa phương có công nghệ phù hợp. MFA cho thấy tiềm năng lớn trong việc cải thiện năng lực giám sát và hỗ trợ quản lý phù hợp với định hướng quốc gia.

Phương pháp tiếp cận mô hình công trình trung hoà carbon trong bối cảnh Việt Nam

Nguyễn Thị Khánh Phương — 2025-11-25

Bài báo trình bày một phương pháp tích hợp chính sách–dữ liệu–thực hành để phát triển mô hình công trình trung hòa carbon cho Việt Nam. Mô hình này dựa trên đánh giá carbon toàn bộ vòng đời trong khuôn khổ Sáng kiến Mục tiêu Dựa trên Khoa học (SBTi) của Hội đồng Công trình Xanh Thế giới (WGBC). Phương pháp nghiên cứu gồm: tổng hợp kinh nghiệm xây dựng mô hình công trình trung hoà carbon của các nước phát triển như Vương quốc Anh, Úc, Canada; đánh giá khả năng áp dụng các giải pháp giảm carbon theo vòng đời trong điều kiện Việt Nam; và xây dựng sơ đồ tiếp cận mô hình công trình trung hoà carbon làm cơ sở cho lộ trình 2035–2050 trong bối cảnh chưa có định mức sử dụng năng lượng và phát thải khí nhà kính của các loại hình công trình. Phương pháp lập mô hình giúp xác định “giới hạn kép” về phát thải carbon vận hành và carbon hàm chứa. Phân tích tiềm năng giảm phát thải carbon hàm chứa vòng đời của công trình thông qua các giải pháp thiết kế là cơ sở đề xuất xây dựng các định mức kinh tế kỹ thuật, góp phần hiện thực hóa các mục tiêu giảm phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực xây dựng tại Việt Nam.

So sánh một số chỉ tiêu kỹ thuật của bê tông đầm lăn xỉ lò cao và bê tông đầm lăn tro trấu

Lâm Ngọc Trà My — 2025-11-25

Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu tính công tác, cường độ nén và khả năng chịu nhiệt của bê tông đầm lăn chứa xỉ lò cao và tro trấu. Xỉ lò cao và tro trấu là vật liệu thay thế xi măng ở các tỷ lệ 15%, 30% và 45% theo khối lượng. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng tính công tác của bê tông đầm lăn tăng khi thay thế xi măng bằng xỉ lò cao, ngược lại tính công tác giảm khi thay thế bằng tro trấu. Cường độ nén của bê tông đầm lăn xỉ lò cao ở 7 ngày tuổi thấp hơn cường độ nén của bê tông đầm lăn đối chứng. Tuy nhiên cường độ nén của tất cả cấp phối bê tông đầm lăn xỉ lò cao ở 28 và 90 ngày cao hơn bê tông đầm lăn đối chứng. Trong khi đó, bê tông đầm lăn tro trấu có cường độ nén ở 7, 28 ngày tuổi thấp hơn cường độ nén của bê tông đối chứng. Ở 90 ngày, bê tông đầm lăn chứa 15% tro trấu đạt cường độ nén cao hơn bê tông đầm lăn đối chứng. Độ ổn định nhiệt của bê tông đầm lăn xỉ lò cao và bê tông đầm lăn tro trấu cao hơn bê tông đầm lăn xi măng.

Đánh giá ứng xử đâm va và độ bền dư của kết cấu tàu vỏ composite khi bị tàu đâm va

Đỗ Quang Thắng — 2025-11-25

Nghiên cứu này trình bày kết quả mô phỏng số về ứng xử và độ bền dư của kết cấu tàu vỏ composite khi bị đâm va bởi tàu khác với các kịch bản đâm khác nhau. Đầu tiên, phương pháp mô phỏng số được xây dựng trên phần mềm thương mại ABAQUS. Để kiểm nghiệm độ chính xác và tin cậy của phương pháp mô phỏng số đã xây dựng, các kết quả mô phỏng số được so sánh với các dữ liệu thí nghiệm và phân tích lý thuyết đã được công bố cho các bài toán va chạm trên tấm composite. Tiếp theo, các nghiên cứu khảo sát tham số được thực hiện trên mô hình tàu vỏ composite thực tế để đánh giá mức độ sụt giảm độ bền kết cấu trong hai trường hợp nguy hiểm là tàu trên đỉnh sóng và tàu trên đáy sóng. Sự ảnh hưởng của các tham số như tốc độ, khối lượng, vị trí va chạm cũng như hình dạng mũi tàu đâm va tới ứng xử đâm va và độ bền dư của kết cấu đã được khảo sát và đánh giá chi tiết. Các kết quả nghiên cứu này không chỉ có thể áp dụng để dự báo độ bền dư của các tàu thực tế sau sự cố đâm va mà còn là dữ liệu ban đầu vào quan trọng cho giai đoạn thiết kế sơ bộ nhằm nâng cao khả năng chống va chạm cho kết cấu tàu composite.

Mô phỏng dòng chảy tạo thành do nắp dịch chuyển trong khoang chứa hình vuông bằng phương pháp Lattice Boltzmann

Vũ Đức Chung — 2025-11-25

Dòng chảy tạo thành do nắp dịch chuyển trong khoang chứa hình vuông là dòng chảy của chất lưu, chứa trong một khoang hình vuông, do một biên dịch chuyển theo phương tiếp tuyến với vận tốc không đổi. Dòng chảy này xuất hiện phổ biến trong tự nhiên và được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp. Trong bài báo này, phương pháp lattice Boltzmann (LBM) được sử dụng để mô phỏng dòng chảy của chất lưu không nén được, gây ra do nắp dịch chuyển trong khoang chứa hình vuông với các giá trị của số Reynolds (Re) khác nhau, biến đổi từ 100 tới 5000. Kết quả mô phỏng cho thấy các biểu đồ phân bố vận tốc thay đổi từ dạng phi tuyến khi số Re nhỏ tới dạng tuyến tính khi số Re lớn. Đồng thời, đường dòng và xoáy cũng được phân tích để đánh giá ảnh hưởng của số Re tới cấu trúc của dòng xoáy tuần hoàn ổn định trong khoang. Mô phỏng chỉ ra rằng ngoại trừ trường hợp Re = 5000, kết quả của phương pháp LBM trùng khớp với các kết quả từ lời giải thông thường của phương trình Navier-Stokes. Do đó, phương pháp LBM, một phương pháp dễ dàng được triển khai bằng phương pháp số, có thể thay thế lời giải của phương trình Navier-Stokes trong việc mô phỏng chất lưu.