Nghiên cứu ứng xử chịu uốn và cắt của kết cấu sandwich bê tông cốt lưới dệt và bê tông nhẹ panel sàn

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU

1.1. Kết cấu sandwich và ứng dụng trong công trình xây dựng

1.1.1. Giới thiệu về kết cấu sandwich

1.1.2. Ứng xử của kết cấu sandwich khi chịu lực

1.1.3. Ứng dụng kết cấu sandwich trong xây dựng

1.2. Bê tông cốt lưới dệt

1.2.1. Vật liệu bê tông cốt lưới dệt

1.2.2. Ứng xử chịu kéo của tấm bê tông cốt lưới dệt

1.2.3. Tính chất dính bám bề mặt giữa lớp vỏ BTCLD và các vật liệu làm lớp lõi trong kết cấu sandwich

1.3. Bê tông nhẹ

1.3.1. Giới thiệu về bê tông nhẹ

1.3.2. Tính chất cơ học của bê tông nhẹ sử dụng cốt liệu nhẹ

1.4. Tổng quan về kết cấu sandwich có lớp vỏ bằng bê tông cốt lưới dệt

1.4.1. Các nghiên cứu về kết cấu sandwich có lớp vỏ bằng BTCLD

1.4.2. Các mô hình tính toán sức kháng cho kết cấu sandwich

1.4.3. Ứng dụng BTCLD và vật liệu nhẹ trong kết cấu sandwich

1.5. Định hướng và nội dung nghiên cứu

2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CẤU TẠO VÀ XÂY DỰNG MÔ HÌNH XÁC ĐỊNH ỨNG XỬ CHỊU UỐN, CHỊU CẮT CỦA KẾT CẤU SANDWICH BẰNG BÊ TÔNG CỐT LƯỚI DỆT - BÊ TÔNG NHẸ

2.1. Mục đích nghiên cứu

2.2. Đề xuất cấu tạo cho kết cấu sandwich bằng bê tông cốt lưới dệt và bê tông nhẹ dạng panel, làm kết cấu sàn trong công trình xây dựng

2.2.1. Vật liệu được sử dụng làm lớp vỏ cho kết cấu sandwich

2.2.2. Vật liệu được sử dụng làm lớp lõi cho kết cấu sandwich

2.2.3. Kích thước của mặt cắt kết cấu sandwich

2.3. Xây dựng mô hình xác định ứng xử chịu uốn của kết cấu sandwich bằng BTCLD và BTN-K

2.3.1. Phương pháp xác định khả năng chịu uốn của mặt cắt sandwich

2.3.2. Sức kháng uốn của kết cấu sandwich

2.3.3. Xây dựng mô hình dự đoán sự hành thành và phát triển vết nứt trong kết cấu sandwich bằng BTCLD và BTN-K khi chịu uốn

2.3.4. Xác định độ cứng chống uốn của kết cấu sandwich bằng BTCLD và BTN-K

2.4. Nghiên cứu xây dựng mô hình tính sức kháng cắt của kết cấu sandwich bằng BTCLD và BTN-K theo phương pháp sơ đồ hệ thanh

2.4.1. Sức kháng cắt của dầm

2.4.2. Phương pháp sơ đồ hệ thanh

2.4.3. Mô hình hoá kết cấu sandwich bằng BTCLD và BTN-K theo phương pháp sơ đồ hệ thanh

2.4.4. Sức kháng của thanh nén

2.4.5. Sức kháng của thanh kéo

2.4.6. Sức kháng của nút ở vị trí gối đỡ

2.4.7. Sức kháng của nút ở vị trí tác dụng tải trọng

2.5. Kết luận chương

3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH ỨNG XỬ CHỊU UỐN VÀ ỨNG XỬ CHỊU CẮT CỦA KẾT CẤU SANDWICH BẰNG BÊ TÔNG CỐT LƯỚI DỆT VÀ BÊ TÔNG NHẸ

3.1. Mục đích nghiên cứu

3.2. Nghiên cứu xác định đặc trưng cơ học của vật liệu

3.2.1. Bê tông hạt mịn

3.2.2. Bê tông nhẹ

3.2.3. Cốt lưới dệt

3.2.4. Ứng xử dính bám giữa cốt lưới dệt và bê tông hạt mịn

3.2.5. Ứng xử dính bám giữa bê tông hạt mịn và bê tông nhẹ

3.3. Nghiên cứu thực nghiệm xác định ứng xử chịu uốn và ứng xử chịu cắt của kết cấu sandwich bằng BTCLD và BTN-K

3.3.1. Phương pháp thí nghiệm

3.3.2. Thiết kế mẫu thí nghiệm

3.3.3. Chế tạo mẫu thí nghiệm

3.3.4. Thiết bị đo và quy trình thí nghiệm

3.3.5. Kết quả thí nghiệm

3.4. Kết luận chương

4. CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT CÁC THAM SỐ VÀ THIẾT KẾ KẾT CẤU SANDWICH DẠNG PANEL ỨNG DỤNG CHO KẾT CẤU SÀN

4.1. Mục đích nghiên cứu

4.2. Khảo sát các tham số ảnh hưởng theo phương pháp giải tích

4.2.1. Khảo sát tham số chiều dày của các lớp vật liệu trên mặt cắt sandwich

4.2.2. Khảo sát tham số cường độ lớp lõi BTN-K

4.3. Khảo sát các tham số ảnh hưởng theo phương pháp PTHH

4.3.1. Nghiên cứu mô phỏng

4.3.2. Khảo sát các tham số ảnh hưởng bằng phần mềm ATENA

4.4. Thiết kế kết cấu sandwich bằng BTCLD và BTN-K dạng panel làm kết cấu sàn trong công trình xây dựng

4.4.1. Thiết kế kết cấu sàn có nhịp 3 m

4.4.2. Thiết kế kết cấu sàn có nhịp 4 m; 5 m; 6 m

4.5. Kết luận chương

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về kết cấu sandwich và ứng dụng

Kết cấu sandwich là một dạng kết cấu đa lớp, bao gồm hai lớp vỏ bên ngoài và một lớp lõi ở giữa. Cấu trúc này được ứng dụng rộng rãi trong xây dựng nhờ khả năng chịu lực tốt và trọng lượng nhẹ. Bê tông cốt lưới dệt (BTCLD) và bê tông nhẹ (BTN) là hai vật liệu chính được sử dụng trong nghiên cứu này. BTCLD có ưu điểm về độ bền và khả năng chịu kéo, trong khi BTN giúp giảm trọng lượng tổng thể của kết cấu. Panel sàn được thiết kế từ kết cấu sandwich này có tiềm năng ứng dụng cao trong các công trình xây dựng hiện đại.

1.1. Giới thiệu về kết cấu sandwich

Kết cấu sandwich bao gồm hai lớp vỏ bên ngoài làm từ bê tông cốt lưới dệt và một lớp lõi bằng bê tông nhẹ. Cấu trúc này tối ưu hóa khả năng chịu lực và giảm trọng lượng. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng kết cấu sandwich có khả năng chịu uốn và cắt tốt, đặc biệt khi sử dụng vật liệu nhẹ như BTN.

1.2. Ứng dụng trong xây dựng

Kết cấu sandwich được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực xây dựng, từ panel sàn đến tường và mái. Việc sử dụng BTCLD và BTN giúp tăng hiệu quả kinh tế và kỹ thuật, đặc biệt trong các công trình yêu cầu trọng lượng nhẹ và độ bền cao.

II. Nghiên cứu ứng xử chịu uốn và cắt

Nghiên cứu tập trung vào việc phân tích ứng xử chịu uốn và ứng xử chịu cắt của kết cấu sandwich sử dụng BTCLD và BTN. Các mô hình tính toán được xây dựng để dự đoán khả năng chịu lực và sự hình thành vết nứt trong kết cấu. Kết quả cho thấy kết cấu này có khả năng chịu uốn và cắt tốt, đặc biệt khi lớp lõi BTN được thiết kế phù hợp.

2.1. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu bao gồm việc xây dựng mô hình lý thuyết và thực nghiệm. Các mẫu panel sàn được chế tạo và thử nghiệm để đánh giá khả năng chịu lực. Mô hình hóa kết cấu bằng phần mềm ATENA cũng được sử dụng để phân tích chi tiết.

2.2. Kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng kết cấu sandwich có khả năng chịu uốn và cắt tốt. Các vết nứt xuất hiện chủ yếu ở lớp lõi BTN, nhưng không ảnh hưởng đến độ bền tổng thể của kết cấu. Điều này khẳng định tính khả thi của việc ứng dụng panel sàn trong thực tế.

III. Ứng dụng thực tế và thiết kế kết cấu

Nghiên cứu đề xuất các giải pháp thiết kế kết cấu sandwich dạng panel sàn cho các công trình xây dựng. Các tham số như chiều dày lớp vỏ, cường độ lớp lõi BTN được khảo sát để tối ưu hóa hiệu suất kết cấu. Kết quả cho thấy panel sàn có thể đáp ứng các yêu cầu về tải trọng và độ võng trong thực tế.

3.1. Thiết kế panel sàn

Các panel sàn được thiết kế với chiều dài nhịp từ 3m đến 6m. Kết quả khảo sát cho thấy kết cấu sandwich đáp ứng được các yêu cầu về tải trọng và độ võng, đặc biệt khi sử dụng BTCLD và BTN.

3.2. Ứng dụng trong công trình

Panel sàn từ kết cấu sandwich có tiềm năng ứng dụng cao trong các công trình dân dụng và công nghiệp. Việc sử dụng vật liệu nhẹ như BTN giúp giảm chi phí vận chuyển và lắp đặt, đồng thời tăng hiệu quả kinh tế.

Luận án tiến sĩ: Ứng xử chịu uốn và chịu cắt của kết cấu sandwich bê tông cốt lưới dệt và bê tông nhẹ dạng panel sàn