I. Tính cấp thiết của luận án
Trong những thập niên qua, kết cấu thép – bê tông liên hợp đã được sử dụng ngày càng rộng rãi trong các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp. Hệ kết cấu này có khả năng chịu lực, độ cứng và độ dẻo dai cao, đáp ứng tốt công năng sử dụng. Tuy nhiên, nhu cầu cần có một hệ kết cấu mới có thể giảm chiều cao tầng, giảm kích thước cột, tăng nhịp cấu kiện là rất cần thiết. Hệ kết cấu cột ống thép nhồi bê tông (CFT) và sàn phẳng bê tông cốt thép (BTCT) là một giải pháp phù hợp với các tiêu chí này. Việc nghiên cứu ứng xử kháng chọc thủng của liên kết giữa cột CFT và sàn phẳng BTCT là một yếu tố then chốt trong việc đảm bảo khả năng chịu lực của hệ. Đề xuất chi tiết liên kết mới giữa sàn phẳng BTCT và cột CFT có cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo và phù hợp với điều kiện thi công ở Việt Nam.
II. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu nghiên cứu bao gồm việc đề xuất loại liên kết giữa sàn phẳng BTCT và cột CFT phù hợp với điều kiện thi công tại Việt Nam. Nghiên cứu ứng xử và khả năng kháng nén thủng của liên kết này sẽ được thực hiện thông qua thực nghiệm và mô phỏng số. Đặc biệt, việc đề xuất công thức dự đoán khả năng kháng nén thủng của liên kết sẽ giúp nâng cao độ tin cậy trong thiết kế. Những kết quả thu được từ nghiên cứu này sẽ góp phần bổ sung kiến thức mới trong lĩnh vực kết cấu thép – bê tông liên hợp.
III. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu của đề tài là sự kết hợp giữa nghiên cứu thực nghiệm và mô phỏng số. Nghiên cứu thực nghiệm sẽ phân tích ứng xử và khả năng chịu lực của liên kết giữa sàn phẳng BTCT và cột CFT. Đồng thời, một quy trình mô phỏng số bằng phần mềm ABAQUS sẽ được thiết lập để dự đoán ứng xử của liên kết. Kỹ thuật mô phỏng sẽ được kiểm chứng qua việc so sánh với kết quả thực nghiệm, từ đó đảm bảo tính khả thi và hiệu quả của giải pháp kết cấu đề xuất.
IV. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm
Kết quả nghiên cứu thực nghiệm cho thấy liên kết giữa sàn phẳng BTCT và cột CFT có khả năng kháng nén thủng tốt. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng liên kết này có thể chịu được tải trọng lớn mà không xảy ra hiện tượng phá hoại sớm. So sánh với các liên kết khác, liên kết đề xuất cho thấy hiệu quả vượt trội trong việc chịu lực và đảm bảo an toàn cho công trình. Những dữ liệu thu thập được từ thí nghiệm sẽ là cơ sở để hoàn thiện các công thức dự đoán khả năng kháng nén thủng của liên kết.
V. Phân tích mô phỏng số
Mô phỏng số bằng phần mềm ABAQUS đã được thực hiện để phân tích ứng xử của liên kết giữa sàn phẳng BTCT và cột CFT. Kết quả mô phỏng cho thấy sự tương đồng cao với kết quả thực nghiệm, chứng minh độ tin cậy của mô hình số. Phân tích này không chỉ giúp dự đoán khả năng kháng nén thủng mà còn cung cấp thông tin quý giá cho việc thiết kế và tối ưu hóa các chi tiết liên kết trong thực tiễn xây dựng.
VI. Kết luận và hướng phát triển
Luận án đã đề xuất một chi tiết liên kết mới giữa sàn phẳng BTCT và cột CFT, đồng thời xác định khả năng kháng nén thủng của liên kết này thông qua thực nghiệm và mô phỏng số. Những kết quả đạt được không chỉ có giá trị khoa học mà còn có ý nghĩa thực tiễn cao, mở ra hướng nghiên cứu mới cho các dạng liên kết khác trong tương lai. Việc áp dụng các tiêu chuẩn TCVN 5574:2012, EC2 và ACI 318-11 trong tính toán khả năng kháng nén thủng sẽ giúp nâng cao độ tin cậy trong thiết kế kết cấu.
