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

Nghiên cứu ảnh hưởng của các dạng sơ đồ dây treo đến ứng xử động của cầu vòm thép đường sắt tốc độ cao dưới tác dụng của đoàn tàu

Hoàng Văn Tuấn, Trần Công Vinh, Cù Việt Hưng — T2, 25 Th05 2026 00:00:00 +0000

Bài báo nghiên cứu ứng xử động của cầu vòm thép đường sắt tốc độ cao dưới tác dụng của tải trọng đoàn tàu sử dụng mô hình phần tử hữu hạn (FEM) và phương pháp phân tích lịch sử thời gian (THA). Ba loại sơ đồ dây treo khác nhau là dây treo thẳng đứng, dây treo dạng lưới có góc xiên không đổi, dây treo dạng lưới có điểm giao cắt hướng tâm được nghiên cứu nhằm đánh giá ảnh hưởng của các thông số dây treo đến tần số dao động, gia tốc cực đại, chuyển vị và hiện tượng cộng hưởng. Kết quả nghiên cứu cho thấy đối với cầu vòm thép, sơ đồ dây treo dạng lưới (bao gồm dây treo có góc xiên không đổi và có điểm giao cắt hướng tâm) có ứng xử động ổn định hơn, biên độ giảm nhanh hơn, thời gian tắt dao động ngắn hơn so với dạng dây treo thẳng đứng, và đảm bảo yêu cầu theo tiêu chuẩn TCVN 13594-3:2022. Các kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc lựa chọn dạng kết cấu, chiều dài nhịp cũng như đề xuất vận tốc khai thác phù hợp, góp phần nâng cao độ an toàn và độ bền của cầu đường sắt tốc độ cao tại Việt Nam nói riêng và thế giới nói chung.

Mô phỏng số cột mảnh bê tông cốt thép chịu nén lệch tâm được gia cường bằng dải CFRP dán trong rãnh bề mặt bê tông

Lê Phước Lành, Nguyễn Trường Thắng, Nguyễn Trung Hiếu — T2, 25 Th05 2026 00:00:00 +0000

Nghiên cứu này sử dụng mô hình phần tử hữu hạn để mô phỏng ứng xử của cột mảnh bê tông cốt thép (BTCT) chịu nén lệch tâm phẳng được gia cường bằng vật liệu polyme cốt sợi các-bon (CFRP) dán trong rãnh bề mặt bê tông (NSM). Mô hình số được hiệu chỉnh và kiểm chứng bằng kết quả thực nghiệm đã công bố với sai lệch nhỏ hơn 8%, khẳng định độ tin cậy của mô hình. Phân tích các tham số được thực hiện với các tỷ số giữa độ lệch tâm và chiều cao tiết diện cột e/h là 0,1; 0,2 và 0,3, cùng với hàm lượng CFRP thay đổi lần lượt là 0%; 0,093%; 0,187%; 0,280% và 0,373%. Kết quả cho thấy, việc tăng hàm lượng CFRP giúp nâng cao tải trọng phá hoại và giảm chuyển vị ngang ở tất cả các mức lệch tâm, trong đó hiệu quả gia cường trở nên rõ rệt hơn khi độ lệch tâm tăng. Điều này phản ánh khả năng huy động sự làm việc của CFRP hiệu quả hơn sau khi bê tông nứt và khi độ cứng dọc trục của cột BTCT suy giảm do hiệu ứng bậc hai (P-δ).

Chẩn đoán hư hỏng trong kết cấu khung không gian sử dụng kết hợp giữa dạng dao động và mạng nơ-ron tích chập

Bạch Văn Sỹ, Lê Thanh Cao, Đỗ Quỳnh Như, Phạm Bá Linh, Hồ Đức Duy — T2, 25 Th05 2026 00:00:00 +0000

Bài báo này đề xuất quy trình một bước để chẩn đoán vị trí và mức độ hư hỏng cho kết cấu khung không gian bằng cách sử dụng kết hợp dữ liệu dạng dao động và thuật toán học sâu. Đầu tiên, dữ liệu dạng dao động được thu thập qua phân tích dao động của kết cấu khung bằng phương pháp phần tử hữu hạn. Tiếp theo, mạng nơ-ron tích chập một chiều (1D-CNN) được xây dựng nhằm trích lọc, học đặc trưng dạng dao động và dự đoán đồng thời vị trí cũng như mức độ hư hỏng của các phần tử kết cấu. Để đánh giá hiệu quả quy trình đề xuất, ba dạng dao động của một kết cấu khung không gian gồm 52 phần tử và 30 nút được sử dụng làm dữ liệu đầu vào cho quá trình huấn luyện. Mạng 1D-CNN được huấn luyện với hai tập dữ liệu: (i) HL1 – dữ liệu dạng dao động với đầy đủ bậc tự do của mỗi nút, và (ii) HL2 – dữ liệu chỉ gồm các bậc tự do tịnh tiến. Kết quả huấn luyện cho thấy mô hình đạt hệ số R 2 từ 98-99% trên tập huấn luyện và 95-98% trên tập kiểm tra tương ứng với hai tập dữ liệu được khảo sát. Việc khảo sát 5 trường hợp hư hỏng khác nhau cho thấy dữ liệu HL2 cho kết quả tương đương với HL1 khi chẩn đoán chính xác vị trí hư hỏng và độ chính xác dự đoán mức độ hư hỏng từ 95-97%.

Đánh giá khả năng tái sử dụng bùn hồ sau bãi lọc trồng cây làm vật liệu xây dựng

Trần Thúy Anh, Đặng Thị Thanh Huyền, Trần Đức Hạ, Nguyễn Mạnh Khải — T2, 25 Th05 2026 00:00:00 +0000

Bùn hồ đô thị Hà Nội đã được nhiều nghiên cứu khẳng định sự phù hợp để tái sử dụng trong sản xuất vật liệu xây dựng. Tuy nhiên, loại bùn trên cần được xử lý nhằm tách nước và ổn định các chất ô nhiễm cũng như cần được phân loại các hướng tái sử dụng khác nhau. Vì thế, nghiên cứu này tập trung vào đánh giá đặc tính các nhóm bùn hồ đô thị tại Hà Nội sau tiền xử lý bằng bãi lọc trồng cây theo định hướng làm vật liệu xây dựng. Kết quả thực nghiệm từ hai hồ đại diện của từng nhóm cho thấy bùn sau xử lý không phải là chất thải nguy hại. Hàm lượng SiO2 cao (64,8–65,8%) và tỷ lệ hạt tương đương cát nghiền. Bùn hồ Bảy Mẫu (Hồ 1, đại diện cho hồ đã tách nước thải) có hàm lượng kim loại nặng cao, phù hợp làm vật liệu san lấp cho đất loại 3 (theo QCVN 03:2023/BTNMT) và thay thế một phần đất sét sản xuất gạch nung. Trong khi đó, bùn hồ Kim Liên nhỏ (Hồ 2, đại diện cho các hồ đang tiếp nhận nước thải) có độ ẩm (17,2%) và hàm lượng kim loại nặng thấp hơn nên thích hợp để san nền đất loại 2 và sản xuất cốt liệu nhẹ. Các kết quả trên cho thấy tiềm năng tái sử dụng của bùn hồ đô thị sau khi đã được xử lý và làm khô bằng bãi lọc trồng cây. Qua đó, đóng góp vào phát triển kinh tế tuần hoàn của ngành xây dựng.

Đánh giá ảnh hưởng của hình dạng mũi tàu tới ứng xử đâm va và độ bền tới hạn của chân đế tuabin gió ngoài khơi kiểu cố định dạng monopile

Nguyễn Văn Hân, Trần Doãn Hùng, Đỗ Quang Thắng — T2, 25 Th05 2026 00:00:00 +0000

Sự gia tăng hoạt động của tàu dịch vụ trong các khu vực điện gió ngoài khơi làm gia tăng nguy cơ đâm va với chân đế tuabin gió, ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn khai thác và khả năng chịu lực còn lại của kết cấu. Bài báo này nghiên cứu ảnh hưởng của hình dạng mũi tàu tới ứng xử đâm va và độ bền uốn tới hạn còn lại của chân đế tuabin gió ngoài khơi kiểu cố định dạng monopile thông qua mô phỏng số phi tuyến bằng phương pháp phần tử hữu hạn. Ba dạng hình học mũi tàu phổ biến được sử dụng bao gồm mũi quả lê, mũi chữ V và mũi hình chữ nhật được xem xét trong cùng điều kiện va chạm. Kết quả cho thấy hình dạng mũi tàu có ảnh hưởng đáng kể đến mức độ hư hỏng cục bộ và khả năng chịu lực sau va chạm của kết cấu; trong đó mũi tàu dạng quả lê gây biến dạng đâm va lớn nhất và làm suy giảm độ bền uốn tới hạn lên tới khoảng 31,2%, trong khi mũi dạng chữ V và hình chữ nhật làm giảm độ bền tương ứng khoảng 27,4% và 21,2% so với kết cấu chân đế nguyên vẹn. Các kết quả nghiên cứu góp phần làm rõ cơ chế ảnh hưởng của hình học va chạm đến độ bền còn lại của chân đế monopile, đồng thời cung cấp cơ sở khoa học cho công tác đánh giá an toàn, kiểm định sau va chạm và đề xuất giải pháp thiết kế, khai thác bền vững các công trình tuabin gió ngoài khơi.

Mô hình dự đoán cường độ đất gia cố xi măng trong môi trường sunfat cao bằng học máy

Phạm Văn Ngọc — T2, 25 Th05 2026 00:00:00 +0000

Nghiên cứu này nhằm phát triển công thức dự đoán để xác định cường độ nén (UCS) của đất gia cố xi măng có xét đến ảnh hưởng của nồng độ sunfat cao (100%, 200%, 500% và 1000% so với nước biển) dựa trên thuật toán lập trình di truyền (MGGP). Mô hình đánh giá tác động của hai biến độc lập, bao gồm nồng độ sunfat và thời gian dưỡng hộ mẫu, đối với cường độ của đất gia cố xi măng. Phương pháp trộn khô được áp dụng để gia cố đất yếu với hàm lượng xi măng ở mức 120 kg/m3. Kết quả cho thấy mô hình MGGP được chọn có thể dự đoán các giá trị mục tiêu với hệ số tương quan cao (giá trị R xấp xỉ 0,987) và sai số thấp (ví dụ: RMSE và MAE). Hiệu quả của mô hình MGGP được đánh giá bằng cách sử dụng một số tiêu chí bên ngoài và thuộc tính phân phối thống kê. Nghiên cứu cho thấy mô hình MGGP có khả năng dự đoán mạnh mẽ và chính xác. Các phương trình dự báo được đề xuất từ mô hình MGGP được lựa chọn có thể giúp các kỹ sư và chuyên gia tư vấn hiểu được ảnh hưởng của nồng độ sunfat đến cường độ ổn định của đất khu vực ven biển trong giai đoạn tiền quy hoạch và tiền thiết kế.

Nghiên cứu thực nghiệm đặc trưng cơ lý của gạch đất xi măng không nung dạng tự chèn

Đào Ngọc Khánh Vy, Đặng Vũ Hiệp, Nguyễn Trung Hiếu — T2, 25 Th05 2026 00:00:00 +0000

Nghiên cứu này được thực hiện nhằm đánh giá đặc trưng cơ lý của gạch đất xi măng không nung tự chèn (ICSCEB), vật liệu xanh tiềm năng thay thế gạch nung tại miền núi nhờ tận dụng đất đồi không thể canh tác tại địa phương. Mục tiêu là xác định khối lượng thể tích, độ hút nước, cường độ nén và uốn của gạch chế tạo từ đất á sét và xi măng PCB30 qua ép thủy lực. Các mẫu được thí nghiệm theo TCVN. Kết quả tuổi 28 ngày cho thấy khối lượng thể tích đạt 1867 kg/m3; độ hút nước giảm còn 13%, phản ánh sự đặc chắc của cấu trúc. Cường độ nén đạt 5,1 MPa (khô) và 2,7 MPa (bão hòa), cường độ uốn đạt 0,4 MPa. Các kết quả này khẳng định rằng ICSCEB đáp ứng tốt các yêu cầu kỹ thuật cho nhà ở thấp tầng, góp phần thúc đẩy phát triển vật liệu bền vững.

So sánh ứng xử động đất của cầu bê tông ứng suất trước đúc hẫng cân bằng theo phương pháp đơn phổ và đa phổ

Hà Quang Đạt, Cù Việt Hưng — T2, 25 Th05 2026 00:00:00 +0000

Trong thiết kế công trình cầu, tổ hợp tải trọng liên quan đến động đất thường quyết định đến việc lựa chọn kết cấu móng, mố, trụ cầu. Do đó, lựa chọn phương pháp phân tích động đất phù hợp với đặc thù của từng loại kết cấu cầu là hết sức quan trọng trong thiết kế cầu, đảm bảo an toàn và tiết kiệm. Cầu bê tông ứng suất trước đúc hẫng cân bằng được sử dụng rất phổ biến ở Việt Nam bởi khả năng vượt nhịp và tính kinh tế kỹ thuật phù hợp. Bài báo hệ thống lại các phương pháp phân tích động đất, phân tích cầu bê tông ứng suất trước bằng hai phương pháp phân tích đơn phổ và phân tích đa phổ, so sánh kết quả nội lực để kiến nghị lựa chọn phương pháp phù hợp. Các giải pháp liên kết giữa dầm và trụ cầu cũng được nghiên cứu. Nghiên cứu cho thấy phương pháp đa phổ phản ánh phân bố năng lượng qua nhiều dạng dao động, mang lại kết quả hợp lý hơn đối với các kết cấu phức tạp so với phương pháp đơn phổ. Nghiên cứu góp phần làm rõ phạm vi áp dụng của từng phương pháp trong phân tích động đất cho cầu đúc hẫng cân bằng tại Việt Nam, đồng thời cung cấp cơ sở tham khảo cho các kỹ sư trong việc lựa chọn phương pháp phân tích phù hợp khi thiết kế cầu chịu động đất.

Phân tích mô hình động lực học của bàn rung trong quá trình khởi động nhằm xác định một số thông số hợp lý phục vụ thiết kế chế tạo bàn rung sản xuất cấu kiện bê tông

Phạm Văn Minh, Lưu Đức Thạch — T2, 25 Th05 2026 00:00:00 +0000

Quá trình khởi động của bàn rung trong sản xuất cấu kiện bê tông đúc sẵn cần vượt qua quá trình cộng hưởng là giai đoạn nguy hiểm dễ gây hư hỏng của các chi tiết và bộ phận bàn rung. Bài báo đã xây dựng mô hình động lực học và mô hình toán học của bàn rung, khảo sát xác định các thống số làm việc tần số dao động, biên độ dao động và gia tốc của bàn rung nhằm đảm bảo cho việc tạo hình tốt cấu kiện bê tông đúc sẵn. Điểm mới của nghiên cứu là phương án lắp đặt bộ giảm chấn điện từ vào máy rung và khảo sát mô hình bằng phần mềm Mathematica tìm ra được các thông số đáp ứng được chế độ làm việc trong giai đoạn khởi động vượt qua vùng cộng hưởng của máy rung với thời gian giảm lên tới 40% so với phương án thông thường. Kết quả này cung cấp cho các nhà thiết kế các phương án điều khiển động cơ bàn rung vượt qua vùng cộng hưởng một cách hiệu quả đảm bảo khả năng làm việc ổn định và tăng tuổi thọ của các bộ phận của bàn rung.

Khả năng chịu tải trọng va đập của bê tông cốt liệu mịn sử dụng hạt cao su tái chế từ lốp xe thải

Trịnh Thị Hiền, Ngô Sĩ Huy, Phạm Thái Hoàn — T2, 25 Th05 2026 00:00:00 +0000

Để tái sử dụng các lốp xe thải và phát triển một loại vật liệu mới có khả năng chịu tải trọng va đập, nghiên cứu này sử dụng các hạt cao su tái chế từ lốp xe thải để thay thế một phần cát tự nhiên trong sản xuất bê tông cốt liệu mịn. Năm hỗn hợp bê tông được thiết kế với tỷ lệ nước/chất kết dính bằng 0,35 và thay thế 0%, 5%, 15%, 25% và 35% cát tự nhiên bởi hạt cao su theo thể tích. Khả năng chịu lực cũng như khả năng chịu tải trọng va đập của bê tông được nghiên cứu. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, cường độ chịu nén và cường độ chịu uốn của bê tông giảm, trong khi khả năng hấp thụ năng lượng của bê tông tăng khi tăng hàm lượng cao su tái chế. Khả năng chịu tải trọng va đập rơi tự do và tải trọng va đập uốn của bê tông được cải thiện khi sử dụng các hạt cao su tái chế, và các khả năng này đạt giá trị lớn nhất ứng với hàm lượng cao su sử dụng là 15%. Với hàm lượng này, khả năng hấp thụ năng lượng va đập rơi tự do và năng lượng va đập uốn của bê tông cao su cao hơn tương ứng 6,1 và 1,86 lần so với mẫu đối chứng. Hơn nữa, nghiên cứu còn chỉ ra rằng, khả năng chịu tải trọng va đập của bê tông cao su là sự tương tác qua lại giữa khả năng chịu lực và khả năng hấp thụ năng lượng.

Thiết kế theo giá trị mục tiêu như cơ chế định hướng ra quyết định trong dự án xây dựng

Nguyễn Thế Quân, Trần Đại Hào — T2, 25 Th05 2026 00:00:00 +0000

Thiết kế theo giá trị mục tiêu (Target Value Design – TVD) ngày càng được quan tâm như một cách tiếp cận nhằm khắc phục tình trạng vượt chi phí và suy giảm giá trị trong các dự án xây dựng phức tạp, nhưng vẫn thường bị hiểu sai như một biến thể của thiết kế theo chi phí hoặc kỹ thuật giá trị giai đoạn muộn. Thông qua nghiên cứu lý luận – khái niệm dựa trên tổng hợp và diễn giải tài liệu, bài báo chỉ ra rằng đổi mới cốt lõi của TVD nằm ở việc chuyển chi phí từ vai trò hậu kiểm sang vai trò ràng buộc định hướng được tích hợp sớm và liên tục vào quá trình ra quyết định thiết kế. Trong cơ chế này, giá trị được hiểu như một cấu trúc đa chiều bao gồm công năng sử dụng, hiệu quả vận hành và lợi ích dài hạn của công trình. Khác với nhiều nghiên cứu tập trung vào công cụ hoặc cơ chế triển khai TVD, bài báo tiếp cận TVD ở cấp độ logic ra quyết định và cho thấy TVD có thể bị biến dạng thành thực hành kiểm soát chi phí truyền thống trong các môi trường có cấu trúc phê duyệt phân mảnh, mức độ minh bạch chi phí thấp hoặc quyền ra quyết định chưa được tích hợp đầy đủ. Bài báo đồng thời khẳng định hiệu quả của TVD phụ thuộc mạnh vào bối cảnh thể chế và tổ chức, đặc biệt là tính minh bạch thông tin chi phí và năng lực học hỏi của dự án.

Đặc trưng trường vận tốc trong nước nhảy hoàn chỉnh trên nền nhám lăng trụ tam giác vuông

Trịnh Công Tý — T2, 25 Th05 2026 00:00:00 +0000

Nghiên cứu này phân tích cấu trúc động lực học của nước nhảy hoàn chỉnh trên nền nhám lăng trụ tam giác vuông thông qua hậu xử lý 210 trường hợp mô phỏng số đã được kiểm chứng. Thay vì chỉ xem xét các tham số vĩ mô như độ sâu liên hợp và chiều dài nước nhảy, nghiên cứu tập trung làm rõ cơ chế tiêu hao năng lượng ở thang vi mô dựa trên biên dạng vận tốc chuẩn hóa và phân bố xoáy trong vùng nước nhảy. Kết quả cho thấy hình học nhám tam giác vuông làm thay đổi bản chất lớp dòng cắt chính, ngoài cuộn xoáy âm đặc trưng của nước nhảy trên đáy trơn, các gradient vận tốc cục bộ do quá trình gia tốc trên mặt nghiêng và tách dòng tại cạnh nhám đã tạo nên các vùng xoáy dương sát đáy. Sự tương tác giữa hệ xoáy âm quy mô lớn và các xoáy dương cục bộ này làm tăng cường trao đổi động lượng theo phương đứng, tái phân bố năng lượng từ dòng chủ xuống lớp biên đáy. Hệ quả là biên dạng vận tốc sai khác rõ rệt so với trường hợp nền trơn, với vận tốc cực đại dịch chuyển ra xa đáy và chiều dày lớp biên tăng xấp xỉ ba lần. Ngoài ra, những phát hiện này cung cấp cơ sở khoa học cho việc tối ưu hóa thiết kế bể tiêu năng.

Tính toán tiêu thụ năng lượng và đánh giá tiềm năng sử dụng điện mặt trời trong tòa nhà văn phòng tại Việt Nam

Trịnh Quốc Dũng, Lê Ngọc Trung, Phan Hải Nam, Phan Thị Cẩm Trang — T2, 25 Th05 2026 00:00:00 +0000

Trong bối cảnh nhu cầu năng lượng của các tòa nhà văn phòng ngày càng gia tăng, việc đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng trở thành vấn đề quan trọng nhằm giảm tiêu thụ điện năng và giảm phát thải khí nhà kính. Nghiên cứu này tập trung đánh giá hiệu suất năng lượng của tòa nhà văn phòng thông qua mô phỏng năng lượng công trình theo các tiêu chuẩn xanh, đồng thời phân tích tiềm năng ứng dụng hệ thống điện mặt trời nhằm giảm phụ thuộc vào nguồn điện lưới. Mô hình năng lượng của công trình được xây dựng bằng phần mềm DesignBuilder với lõi tính toán EnergyPlus, dựa trên các dữ liệu đầu vào như đặc tính vật liệu vỏ bao che, tải sử dụng, lịch vận hành và hệ thống HVAC. Kết quả mô phỏng cho thấy hệ thống điều hòa không khí và các thiết bị điện là các thành phần tiêu thụ năng lượng lớn nhất của công trình. Việc tích hợp hệ thống điện mặt trời trên mái có khả năng giảm đáng kể điện năng tiêu thụ từ lưới và lượng phát thải CO2 trong quá trình vận hành. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc đánh giá hiệu quả năng lượng và đề xuất giải pháp tích hợp năng lượng tái tạo nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng, hướng tới phát triển bền vững trong lĩnh vực xây dựng.

Nghiên cứu ứng dụng tường thấm phản ứng (PRB) từ bê tông phế thải để ngăn ngừa ô nhiễm nguồn nước ngầm từ các bãi chôn lấp chất thải rắn đô thị

Nguyễn Lan Hương, Trần Hoài Sơn — T2, 25 Th05 2026 00:00:00 +0000

Tường thấm phản ứng (PRB) là công nghệ xử lý nước ngầm ô nhiễm hiệu quả với chi phí thấp, hoạt động bằng cách cho dòng nước thấm đi qua lớp vật liệu phản ứng để loại bỏ chất ô nhiễm thông qua các cơ chế như hấp phụ, kết tủa và phân hủy. Nhiều nghiên cứu trên thế giới và tại Việt Nam cho thấy các vật liệu phế thải xây dựng như bê tông khí chưng áp (AAC), bê tông tái chế và gạch nghiền có khả năng xử lý kim loại nặng và phốt pho hiệu quả. Tuy nhiên, việc ứng dụng các vật liệu này trong công nghệ PRB để xử lý nước rỉ rác bị pha loãng và ngăn ngừa ô nhiễm nước ngầm tại Việt Nam vẫn còn hạn chế. Do đó, nghiên cứu này được thực hiện nhằm đánh giá khả năng xử lý nước rỉ rác ở quy mô phòng thí nghiệm bằng vật liệu phế thải xây dựng. Từ kết quả vận hành mô hình cho thấy hiệu quả xử lý trung bình của mô hình đối với COD là 51,7%; nitơ amoni là 59,0%, tổng nitơ là 43,9%, tổng phốt pho là 92,7%; xử lý hoàn toàn Pb và Cd đạt hiệu suất xử lý là 100%. Kết quả nghiên cứu cho thấy công nghệ PRB dùng bê tông thải có tiềm năng xử lý nước ngầm bị ô nhiễm quanh bãi chôn lấp, đồng thời giảm chi phí và hướng tới phát triển bền vững.