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.
