Nghiên cứu ứng xử chịu uốn của kết cấu sandwich sử dụng bê tông cốt lưới dệt và bê tông nhẹ trong xây dựng dân dụng và công nghiệp

• Tác giả: Huỳnh Văn Quân
• Người hướng dẫn: PGS.TS Ngô Đăng Quang
• Trường học: Đại học Giao thông vận tải
• Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng dân dụng
• Đề tài: Nghiên cứu ứng xử chịu uốn của kết cấu sandwich bê tông cốt lưới dệt và bê tông nhẹ
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU SANDWICH
• 1.1. KHÁI NIỆM KẾT CẤU SANDWICH
• 1.2. ƯU NHƯỢC ĐIỂM KẾT CẤU SANDWICH
• 1.3. PHÂN LOẠI THEO YÊU CẦU SỬ DỤNG
• 1.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG KẾT CẤU SANDWICH TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM
• 1.4.1. Trên thế giới
• 1.4.2. Tại Việt Nam
• 2. CHƯƠNG 2: KẾT CẤU SANDWICH BẰNG BÊ TÔNG CỐT LƯỚI DỆT VÀ BÊ TÔNG NHẸ
• 2.1. BÊ TÔNG CỐT LƯỚI DỆT
• 2.1.1. Vật liệu cốt lưới sợi dệt
• 2.1.2. Vật liệu bê tông hạt mịn
• 2.1.3. Ưu, nhược điểm của bê tông cốt lưới dệt
• 2.1.4. Khả năng ứng dụng
• 2.2. BÊ TÔNG NHẸ
• 2.2.1. Khái niệm và phân loại bê tông nhẹ
• 2.2.2. Vật liệu chế tạo bê tông cốt liệu nhẹ
• 2.2.3. Các tính chất của bê tông cốt liệu nhẹ
• 2.3. ỨNG XỬ DÍNH BÁM GIỮA BÊ TÔNG CỐT LƯỚI DỆT VÀ BÊ TÔNG NHẸ
• 2.3.1. Dạng hư hỏng dính bám
• 2.3.2. Mô hình dính bám
• 2.3.3. Một số nghiên cứu thực nghiệm về dính bám
• 2.4. NGUYÊN TẮC CẤU TẠO CỦA KẾT CẤU SANDWICH BẰNG BÊ TÔNG CỐT LƯỚI DỆT VÀ BÊ TÔNG NHẸ
• 2.4.1. Nguyên tắc cấu tạo
• 2.4.2. Ưu, nhược điểm của kết cấu sandwich bằng bê tông cốt lưới dệt và bê tông nhẹ
• 3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ỨNG XỬ CHỊU UỐN CỦA TẤM SANDWICH BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN
• 3.1. MÔ HÌNH TÍNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN
• 3.2. GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM ATENA
• 3.2.1. Giới thiệu chung
• 3.2.2. Các loại phần tử
• 3.2.3. Mô hình vật liệu trong ATENA
• 3.2.4. Một số mô hình vật liệu đặc biệt
• 3.3. NGHIÊN CỨU SỰ LÀM VIỆC CỦA SANDWICH BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN
• 3.3.1. Mô tả kết cấu
• 3.3.4. Tính toán một ví dụ kiểm chứng
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Nghiên cứu ứng xử chịu uốn của kết cấu sandwich

Nghiên cứu ứng xử chịu uốn của kết cấu sandwich là trọng tâm của luận văn. Kết cấu này kết hợp bê tông cốt lưới dệt và bê tông nhẹ, mang lại nhiều ưu điểm như trọng lượng nhẹ, độ cứng cao và khả năng chịu lực tốt. Bê tông cốt lưới dệt (TRC) gồm lưới sợi dệt và bê tông hạt mịn, thay thế bê tông cốt thép truyền thống nhờ khả năng chống ăn mòn và tuổi thọ cao. Bê tông nhẹ được sử dụng làm lớp lõi, giúp cách âm, cách nhiệt và giảm trọng lượng tổng thể. Nghiên cứu này nhằm xác định ứng xử chịu uốn của kết cấu, làm cơ sở cho thiết kế và ứng dụng trong thực tế.

1.1. Khái niệm và cấu tạo kết cấu sandwich

Kết cấu sandwich gồm nhiều lớp vật liệu tổ hợp. Lớp vỏ ngoài làm từ vật liệu có độ bền cao, chịu lực chính. Lớp lõi nhẹ, có chức năng liên kết và tăng độ cứng chống uốn. Bê tông cốt lưới dệt và bê tông nhẹ được kết hợp để tạo ra kết cấu nhẹ, bền vững và có khả năng chịu lực lớn.

1.2. Ưu điểm và nhược điểm của kết cấu sandwich

Kết cấu sandwich có nhiều ưu điểm như trọng lượng nhẹ, độ cứng cao, khả năng cách âm, cách nhiệt tốt và tuổi thọ dài. Tuy nhiên, giá thành cao do cốt lưới dệt phải nhập khẩu và độ bền va đập kém là những hạn chế cần khắc phục.

II. Phương pháp nghiên cứu và ứng dụng

Luận văn sử dụng phương pháp lý thuyết và mô phỏng máy tính để nghiên cứu ứng xử chịu uốn của kết cấu sandwich. Phần mềm phần tử hữu hạn (ATENA) được sử dụng để mô phỏng và phân tích kết quả. Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc đề xuất giải pháp thiết kế và ứng dụng kết cấu sandwich trong các công trình xây dựng, đặc biệt là ở Việt Nam.

2.1. Phương pháp lý thuyết

Nghiên cứu lý thuyết tập trung vào tổng hợp các đặc tính cơ học của kết cấu sandwich bằng bê tông cốt lưới dệt và bê tông nhẹ. Các yếu tố như độ bền, độ cứng và khả năng chịu lực được phân tích kỹ lưỡng.

2.2. Phương pháp mô phỏng máy tính

Phần mềm ATENA được sử dụng để mô phỏng kết cấu sandwich và kiểm chứng kết quả thí nghiệm. Phương pháp này giúp đánh giá chính xác ứng xử chịu uốn của kết cấu dưới các tải trọng khác nhau.

III. Ứng dụng và giá trị thực tiễn

Nghiên cứu này có giá trị thực tiễn cao trong việc ứng dụng kết cấu sandwich vào các công trình xây dựng. Bê tông cốt lưới dệt và bê tông nhẹ giúp giảm trọng lượng kết cấu, tiết kiệm chi phí và tăng tuổi thọ công trình. Nghiên cứu cũng mở ra hướng phát triển mới cho vật liệu xây dựng tại Việt Nam, đặc biệt trong bối cảnh cần giải pháp xây dựng bền vững và hiệu quả.

3.1. Ứng dụng trong xây dựng

Kết cấu sandwich được ứng dụng rộng rãi trong các công trình như nhà ở, cầu đường và công trình công cộng. Khả năng cách âm, cách nhiệt và chịu lực tốt làm cho nó trở thành giải pháp tối ưu cho nhiều dự án.

3.2. Giá trị kinh tế và môi trường

Việc sử dụng kết cấu sandwich giúp giảm chi phí xây dựng và bảo trì. Đồng thời, vật liệu nhẹ và bền vững góp phần bảo vệ môi trường, phù hợp với xu hướng phát triển bền vững trong ngành xây dựng.