Th

6-2020TẠP CHÍ XÂY DỰNG VIỆT NAM - BẢN QUYỀN THUỘC BỘ XÂY DỰNG

Vietnam Journal of Construction – Copyright Vietnam Ministry of Construction 59 Year

ISSN 0866-8762

NĂM THỨ 59 tapchixaydungbxd.vn

TẠ

P C

HÍ

XÂ

Y D

ỰN

GS

Ố 6

25

- T

HÁ

NG

6-2

02

0

6.20202

MỤC LỤC6

9

13

18

23

27

32

37

41

54

59

66

73

77

84

87

92

98

102

107

112

116

120

123

128

Sự cố kỹ thuật Nhà thầu xây lắp thường gặp khi thi công tầng hầm theo phương pháp Down-up

Sử dụng biên bán vô hạn trong phương pháp phần tử hữu hạn để giải bài toán động lực học tương tác giữa sóng biển và công

trình trọng lực có kể đến biến dạng của kết cấu

Khảo sát và đánh giá chất lượng thi công tường xây bằng gạch không nung xi măng cốt liệu ở một số công trình trên địa bàn

tỉnh Quảng Nam

Khảo sát tính chất cơ lý của một số loại cốt liệu nhỏ trong sản xuất gạch không nung ở tỉnh Quảng Nam

Ứng xử của liên kết kháng cắt Crestbond: Nghiên cứu mô phỏng số

Sử dụng mô hình học máy ANN kết hợp với Fuzzy logic mờ và thuật toán GWO xây dựng mô hình ước lượng chi phí xây dựng

tuyến đường sắt đô thị (metro)

Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến chi phí xây dựng tuyến đường sắt đô thị (metro)

Một số giải pháp nâng cao năng lực công tác thẩm định thiết kế dự toán các công trình thủy lợi

Tính toán sàn composite và dầm, cột thép liên hợp sử dụng thép hình tiết diện chữ I

Đánh giá hiệu quả giảm chấn của hệ cản ma sát - khối lượng trong kết cấu chịu tải điều hòa

Tổng quan nghiên cứu ứng dụng của các phương pháp phân tích hỗ trợ ra quyết định đa tiêu chí trong quản trị chiến lược các

dự án phát triển đô thị ven biển

Xác định khả năng chịu lực của dầm bê tông cốt thép khi tiếp xúc với lửa theo tiêu chuẩn Châu Âu EN 1992-1-2

Phân tích hiệu quả làm việc của hệ tường chắn kết hợp- tường vây và tường cọc cắt- trong việc tăng chiều sâu tầng hầm

So sánh giải pháp sử dụng tường vây và tường cừ bê tông cốt thép dự ứng lực là tường chắn hố đào trong xây dựng nhà cao tầng

Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ hỗn hợp xi măng – đất khi thiết kế cọc xi măng – đất trong điều kiện Việt Nam

Nghiên cứu cường độ chịu nén của bê tông sử dụng cát mịn ven bờ biển phối hợp với cát sông trong thành phần cấp phối

Khảo sát ứng xử phá hoại cắt của dầm bê tông cốt thép có lỗ mở nhỏ bằng phương pháp số

Vấn đề nứt kết cấu tầng hầm công trình nhà cao tầng tại tp Hồ Chí Minh

Phát Triển Công Cụ Dồn Điền Đổi Thửa Đất Đô Thị Tại Tp. Hồ Chí Minh - Thử Nghiệm Tại Khu Mã Lạng, Quận 1

Sức chịu tải móng nông trên đỉnh mái đất với điều kiện địa chất, địa hình tỉnh Hòa Bình

Một phương pháp phân tích tĩnh kết cấu có các tham số đầu vào là các số mờ tam giác tổng quát

Khảo sát ảnh hưởng của cốt thép dọc chịu nén đến độ dẻo của dầm bê tông cốt thép

Nguyên nhân sự cố khi hạ nước ngầm thi công xây dựng tầng hầm công trình đô thị

Phân tích sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý đất nền

Phân tích sự ổn định bờ sông tại “ngã ba đèn đỏ” trên sông Đồng Nai

6.2020

Chủ nhiệm: Bộ trưởng Phạm Hồng Hà

Tổng Biên tập: Trần Thị Thu Hà

Tòa soạn: 37 Lê Đại Hành, Hà Nội Liên hệ bài vở: 024 39780820 ; 0983382188Trình bày mỹ thuật: Thạc Cường, Quốc KhánhGiấy phép xuất bản: Số: 372/GP-BTTTT ngày 05/7/2016Tài khoản: 113000001172Ngân hàng Thương mại Cổ phần Công thương Việt Nam Chi nhánh Hai Bà Trưng, Hà NộiIn tại Công ty TNHH MTV in Báo nhân dân TP HCMĐịa chỉ: D20/532P, Ấp 4, Xã Phong Phú, Huyện Bình Chánh, TP HCM

Hội đồng khoa học:TS. Thứ trưởng Lê Quang Hùng (Chủ tịch)PGS.TS Vũ Ngọc Anh (Thư ký)GS.TS Phan Quang MinhGS.TS Phạm Xuân AnhGS.TS Ngô TuấnGS.TS Nguyễn Quốc ThôngGS.TS Nguyễn Việt AnhPGS.TS Nguyễn Văn TuấnPGS.TS Phạm Duy HòaTS Ứng Quốc HùngGS.TS Hiroshi TakahashiGS.TS Chien Ming WangTS Ryoichi Fukagawa

Bìa 1: Học viện Viettel , Giải Bạc – Giải thưởng Kiến trúc Quốc Gia 2018

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

Giá 35.000VN

Đ

Cù Huy Tình

Đinh Quang Cường

Nguyễn Văn Hòe, Trần Quang Hưng, Đặng Công Thuật

Huỳnh Phương Nam, Nguyễn Thị Tuyết An,

Trần Quang Hưng, Đặng Công Thuật

Đào Duy Kiên, Nguyễn Xuân Đôn,

Chu Thị Hải Vinh, Nguyễn Thanh Hưng

Phạm Vũ Hồng Sơn, Đào Xuân Nhân

Phạm Vũ Hồng Sơn, Đào Xuân Nhân

Đỗ Thị Mỹ Dung, Lâm Thanh Quang Khải,

Nguyễn Chính Huy

Đoàn Duy Khánh, Võ Tấn Duy

Huỳnh Đức Tú

Huỳnh Thị Minh Trúc

Khổng Trọng Toàn, Lê Đỗ Tiến Trí

Lại Văn Quí, Huỳnh Quốc Thiện , Đỗ Thanh Hải

Lê Bá Sơn

Lê Đình Vinh

Lê Khánh Toàn, Lê Thành Đức

Lê Minh Hoàng, Nguyễn Phú Cường

Lê Trung Phong

Nguyễn Bảo Thành

Nguyễn Bảo Việt

Nguyễn Hùng Tuấn

Nguyễn Hữu Anh Tuấn

Phạm Thành Hiệp,Nguyễn Kế Tường,

Nguyễn Viết Hùng , Nguyễn Minh Hùng

Nguyễn Minh Hùng, Phạm Thành Hiệp,

Nguyễn Viết Hùng, Nguyễn Kế Tường

Nguyễn Viết Hùng, Phạm Thành Hiệp, Nguyễn Minh Hùng,

Nguyễn Kế Tường , Nguyễn Phạm Khánh Hưng

6.2020 3

Nguyễn Viết Hùng, Phạm Thành Hiệp,

Nguyễn Minh Hùng, Nguyễn Kế Tường

Phạm Thành Hiệp, Nguyễn Kế Tường,

Nguyễn Minh Hùng, Nguyễn Viết Hùng

Đinh Quang Cường

Nguyễn Lan, Trương Hoài Chính, Trần Minh

Nguyễn Ngọc Lâm

Võ Minh Thiện, Đinh Hoàng Long, Phạm Đình Nhật

Nguyễn Tấn Nô, Lê Anh Tuấn

Nguyễn Văn Đức

Hồ Quốc Khánh, Phan Công Trưởng, Võ Minh Huy,

Trần Bá Cảnh, Nguyễn Mai Chí Trung

Phạm Thị Trang

Phan Vũ Phương, Nguyễn Minh Long

Trần Phương Mai

Tạ Văn Phấn

Nguyễn Văn Nghĩa, Huỳnh Vương Thu Minh,

Trịnh Công Luận, Trần Văn Tỷ

Ngô Văn Dương Điền, Huỳnh Vương Thu Minh,

Nguyễn Ngọc Long Giang, Nguyễn Văn Xuân,

Trịnh Công Luận, Trần Văn Tỷ

Trịnh Văn Thao, Dương Lê Trường

Trương Kỳ Khôi

Võ Hải Nhân

Đặng Công Thuật, Huỳnh Phương Nam,

Nguyễn Thị Tuyết An, Trần Quang Hưng

Nguyễn Vũ Thiêm

Trần Văn Thân

Phạm Anh Tuấn

Cù Ngọc Thắng, Nguyễn Tuấn Phong,

Châu Nguyễn Xuân Quang

Nguyễn Văn Chính, Đặng Công Thuật

Ha Duy Khanh, Huynh Trung Hieu

Tien-Dung Nguyen, Hoang-Tri Vu

Tien-Dung Nguyen

Tran Thi Thuy Van

Vu-An Tran, Hoang-Anh Nguyen, Ngoc-Long Le

Hoang-Anh Nguyen, Vu-An Tran, Trong-Nhan Nguyen

134

138

141

145

154

159

166

170

173

177

182

189

193

198

206

214

218

221

224

228

232

237

241

245

249

273

277

282

287

291

Một số vấn đề khi thiết kế móng nông

Thiết kế tường chắn đất ở khu vực cao nguyên

Mô hình hoá kết cấu, sóng biển theo phương pháp phần tử hữu hạn để phân tích trạng thái ứng suất - biến dạng động

của hệ thống công trình biển trọng lực bê tông và sóng biển

Gia cường kết cấu sàn BTCT bằng cáp ƯLT căng ngoài kết hợp tấm sợi cacbon

Nghiên cứu thiết kế thành phần bê tông khí chưng áp hướng đến tận dụng phế phẩm gạch ACC thay thế cát tự nhiên

trong thành phần cấp phối

Phân tích nội lực hệ kết cấu siêu tĩnh bằng phương pháp lực sử dụng phần mềm Mathcad

Ảnh hưởng của SiO2 và Al2O3 đến cường độ chịu nén của vữa geopolymer

Lựa chọn biện pháp phù hợp trong thiết kế tổ chức thi công các công trình dạng tuyến

Nghiên cứu thực nghiệm về gia cường uốn cho dầm bê tông cốt thép bằng tấm sợi carbon

Xây dựng quy trình phân bổ rủi ro dự án đầu tư xây dựng cơ sở hạ tầng giao thông theo hình thức đối tác công tư (PPP)

tại Việt Nam

Kiểm chứng các công thức dự đoán cường độ bám dính của liên kết tấm CFRP-bê tông hiện có cho dầm UPC

Giải pháp an toàn thoát người cho nhà cao tầng sử dụng cầu trên cao

Qui trình và lưu ý khi thi công dầm chuyển

Đánh giá hiệu quả giảm sóng của kè Busadco: trường hợp nghiên cứu tại Biển Đông và Biển Tây tỉnh Cà Mau

Nghiên cứu đề xuất vận hành công trình thủy lợi trong điều kiện xâm nhập mặn: trường hợp nghiên cứu tại dự án Đông

- Tây Ba Rài, Tiền Giang

Nghiên cứu sản xuất gạch không nung giá thành thấp sử dụng đất sét làm cốt liệu

Ứng dụng phần mềm Lingo và bảng tính Excel để tính toán sơ đồ mạng CPM

Ứng dụng tấm sàn bê tông ứng suất trước lắp ghép cho nhà ở quy mô nhỏ

Ứng dụng vật liệu địa phương trong sản xuất gạch không nung ở tỉnh Quảng Nam

Nghiên cứu xác định nội lực và chuyển vị kết cấu vòm nhịp lớn bằng phương pháp nguyên lý cực trị Gauss

Nghiên cứu tính toán sức chịu tải của cọc barrette trên cơ sở so sánh với thí nghiệm O-cell

Cây phượng trong tổ chức không gian kiến trúc cảnh quan trường học phổ thông

Influence of permeability flows to riverbank slope stabilization: a case study at Ong Chuong river – An Giang provice

Ảnh hưởng của tro bay đến cường độ chịu kéo uốn của bê tông

Critical Benefits and Barriers of the Application of BIM in Factory Construction Projects

An Experimental Study On Properties Of Recycled Aggregate Concrete With The incorporation of silica fume

Long-term properties of high performance recycled aggregate concrete with incorporating silica fume

Applying green function theory for establishment of equations in frame element analysis using boundary element method

Engineering properties of unfired brick using agicultural wastes

Manufacture of practical ecological unfired brick with artificial lightweight aggregate

6.20204

Chairman: Minister Pham Hong Ha

Editor-in-Chief: Tran Thi Thu Ha

Office: 37 Le Dai Hanh, HanoiEditorial Board: 024 39780820 ; 0983382188Design: Thac Cuong, Quoc KhanhPublication: No: 372/GP-BTTTT date 5th, July/2016Account: 113000001172Joint Stock Commercial Bank of Vietnam Industrial and Commercial Branch, Hai Ba Trung, HanoiPrinted in: Nhandan printing HCMC limited Company

Scientific commission: Le Quang Hung, Ph.D(Chairman of Scientific Board)Assoc. Prof. Vu Ngoc Anh, Ph.DProf. Phan Quang Minh, Ph.DProf. Pham Xuan Anh, Ph.DProf. Ngo Tuan, Ph.DProf. Nguyen Quoc Thong, Ph.DProf.Nguyen Viet Anh, Ph.DAssoc. Prof. Nguyen Van Tuan, Ph.DAssoc. Prof. Pham Duy Hoa, Ph.DUng Quoc Hung, Ph.DProf. Hiroshi Takahashi, Ph.DProf. Chien Ming Wang, Ph.DProf. Ryoichi Fukagawa, Ph.D

5.2020

6

9

13

18

23

27

32

37

41

54

59

66

73

77

84

87

92

98

102

107

112

116

120

123

128

Technical risks that contractors often cope with as executing basement by Down-up construction method

Aplication of the semi - infinite boundary in finite element method to analyze the problem of dynamic interaction

between wave and the offshore gravity structure in taking into account the deformation of the strucsture

Survey and evaluation of quality actual construction of concrete masonry of some buildings at Quang Nam province

Evaluation of the quality of sands and fine broken stones for manufacturing concrete bricks taken from some sources at

Quang Nam province

Push-out test of a newly puzzle shape of crestbond rib shear connector: A parametric study

New approach of utilizing adaptive neuro Fuzzy inference system (Anfis) and grey wolf optimizer (GWO) to develop an

estimation model for metro construction cost

Determining factors influencing the construction expenditure of urban railway road (metro)

Some solutions to improve the capacity of estimation design expertise of irrigation works

Calculation of composite decks and beams, associated steel columns using I-shaped section steel

Evaluate effective damping of MTMFD system attached to structure under harmonic loading

A systematic review of the applications of multi-criteria decision analysis to strategic management of coastal urban

development projects

Determining the bearing capacity of reinforced concrete beams under fire action according to European standard EN 1992-1-2

Analyzing the effect of combined retaining wall solution - diaphragm wall and secant pile wall - in upgrading the basement depth

Compare solutions using diaphragm wall and prestressed reinforced concrete pile wall as a diaphragm in construction of

high-rise buildings

Factors influencing intensity of mixed soil cement column: a case study in Vietnam

Investigation of concrete strength by combination between coastal fine sand and river sand in its aggregation

Investigate Behavior of shear-failure-type RC Beam with Small Opening Using Numerical Simulation

Crack of basement structure - the issues of high-rise buildings in Ho Chi Minh city

Land Readjustment in Ho Chi Minh City - Ma Lang Case Study

Bearing capacity of shallow foundation on top of a slope in Hoa Binh province

A method for analyzing structural static in which the input variables are general triangular fuzzy numbers

Investigation of effect of compressive reinforcement on ductility of reinforced concrete beams

The causes of incident when underground water construction of urban works

Analysis of the load capacity by pile by the physical mechanical indicators

Analysis of the river stability at branch of red light on the Dong Nai river

Cu Huy Tinh

Dinh Quang Cuong

Nguyen Van Hoe, Tran Quang Hung, Dang Cong Thuat

Huynh Phuong Nam, Nguyen Thi Tuyet An,

Tran Quang Hung, Dang Cong Thuat

Dao Duy Kien, Nguyen Xuan Don,

Chu Thi Hai Vinh, Nguyen Thanh Hung

Pham Vu Hong Son, Dao Xuan Nhan

Pham Vu Hong Son, Dao Xuan Nhan

Do Thi My Dung, Lam Thanh Quang Khai,

Nguyen Chinh Huy

Doan Duy Khanh, Vo Tan Duy

Huynh Duc Tu

Huynh Thi Minh Truc

Khong Trong Toan, Le Do Tien Tri

Lai Van Qui, Huynh Quoc Thien , Do Thanh Hai

Le Ba Son

Le Dinh Vinh

Le Khanh Toan, Le Thanh Duc

Le Minh Hoang, Nguyen Phu Cuong

Le Trung Phong

Nguyen Bao Thanh

Nguyen Bao Viet

Nguyen Hung Tuan

Nguyen Huu Anh Tuan

Pham Thanh Hiep,Nguyen Ke Tuong,

Nguyen Viet Hung , Nguyen Minh Hung

Nguyen Minh Hung, Pham Thanh Hiep,

Nguyen Viet Hung, Nguyen Ke Tuong

Nguyen Viet Hung, Pham Thanh Hiep, Nguyen Minh Hung,

Nguyen Ke Tuong , Nguyen Pham Khanh Hung

SCIENTIFIC RESEARCH

6.2020 5

Nguyen Viet Hung, Pham Thanh Hiep,

Nguyen Minh Hung, Nguyen Ke Tuong

Pham Thanh Hiep, Nguyen Ke Tuong,

Nguyen Minh Hung, Nguyen Viet Hung

Dinh Quang Cuong

Nguyen Lan, Truong Hoai Chinh, Tran Minh

Nguyen Ngoc Lam

Vo Minh Thien, Dinh Hoang Long, Pham Dinh Nhat

Nguyen Tan No, Le Anh Tuan

Nguyen Van Duc

Ho Quoc Khanh, Phan Cong Truong, Vo Minh Huy,

Tran Ba Canh, Nguyen Mai Chi Trung

Pham Thi Trang

Phan Vu Phuong, Nguyen Minh Long

Tran Phuong Mai

Ta Van Phan

Nguyen Van Nghia, Huynh Vuong Thu Minh,

Trinh Cong Luan, Tran Van Ty

Ngo Van Duong Dien, Huynh Vuong Thu Minh,

Nguyen Ngoc Long Giang, Nguyen Van Xuan,

Trinh Cong Luan, Tran Van Ty

Trinh Van Thao, Duong Le Truong

Truong Ky Khoi

Vo Hai Nhan

Dang Cong Thuat, Huynh Phuong Nam,

Nguyen Thi Tuyet An, Tran Quang Hung

Nguyen Vu Thiem

Tran Van Than

Pham Anh Tuan

Cu Ngoc Thang, Nguyen Tuan Phong,

Chau Nguyen Xuan Quang

Nguyen Van Chinh, Dang Cong Thuat

Ha Duy Khanh, Huynh Trung Hieu

Tien-Dung Nguyen, Hoang-Tri Vu

Tien-Dung Nguyen

Tran Thi Thuy Van

Vu-An Tran, Hoang-Anh Nguyen, Ngoc-Long Le

Hoang-Anh Nguyen, Vu-An Tran, Trong-Nhan Nguyen

134

138

141

145

154

159

166

170

173

177

182

189

193

198

206

214

218

221

224

228

232

237

241

245

249

273

277

282

287

291

Some problems in the design shallow foundation

Design retaining wall in highlands

The structural and sea wave modeling of finite element methot for analysing the dynamic stress - strain of “wave -

offshore concrete gravity structure” system

Strengthning reinforced concrete slab by External tensioning cable combine CFRP

Research on mix design of autoclaved aerated concrete using waste AAC products as a replacement of natural sand

Analysis internal force of indeterminate structures using Force method with Mathcad

Effects of SiO2 and Al2O3 on the compressive strength of geopolymer molar

Selection of appropriate measures in designing organization plans of linear constructions

Experimental study on bending strengthening for reinforced concrete beams by carbon fiber reinforced polymer

Establish the risk allocation process in the public private partnership (PPP) of transport infrastructure construction

investment projects in Viet Nam

Assessment of existing formulas for estimaton of bond strength of CFRP-concrete joints of UPC T-beams

A safety evacuation solution for high-rise buildings using skybridges

Procedure and notice when construction transfer beam

Assessment of wave reduction through the Busadco breakwaters: a case study in the East and West Coasts of Ca Mau

province

Research on proposing the operation of irrigation structures under saline intrusion conditions: a case study in the

East- West Ba Rai project area, Tien Giang province

The study of manufacturing low - cost unburnt bricks using clay as aggregate

Application of Lingo software and Excel spreadsheet for calculating CPM networks

Application of Pre-stressed concrete floor slabs Assembly for small scale housing

Use of locally available materials in Quang Nam province for manufacturing concrete bricks

Research on determination of internal force and large displacement of dome structure by Gauss extreme principle method

Studying and calculating the bearing capacity of barrette piles based on comparison with O-cell test

The delonix regia in organizing landscape architecture on the school campus

Influence of permeability flows to riverbank slope stabilization: a case study at Ong Chuong river – An Giang provice

Effect of fly ash on the flexural strength of concrete

Critical Benefits and Barriers of the Application of BIM in Factory Construction Projects

An Experimental Study On Properties Of Recycled Aggregate Concrete With The incorporation of silica fume

Long-term properties of high performance recycled aggregate concrete with incorporating silica fume

Applying green function theory for establishment of equations in frame element analysis using boundary element method

Engineering properties of unfired brick using agicultural wastes

Manufacture of practical ecological unfired brick with artificial lightweight aggregate

06.2020 9

+ Khi bơm hút nươc hạ mực nước ngầm cần có lưu ý đảm bảo ổn định của các công trình lân cận.

Hình 3: Thi công lắp đặt king port theo Phương pháp Down-up + Thường xuyên kiểm tra các loại máy móc và phương tiện vận

chuyển trong công trường. 5.Kết luận: Các Nhà thầu thi công xây dựng cần nghiên cứu kỹ biện pháp thi

công, xây dựng tầng hầm theo Phương pháp Down-up. Thực hiện các biện pháp hạn chế rủi ro hướng tới việc thi công công trình đảm bảo tiến độ, chất lượng, giá thành thấp nhất, đảm bảo an toàn cho người lao động và các công trình lân cận.

TÀI LIỆU THAM KHẢO: 1. Các sự cố khi thi công cọc khoan nhồi- Phú Hùng Huy. 2. Công nghệ thi công cọc khoan nhồi và tường barrette - PGS Lê Kiều. 3. Những sự cố điển hình thi công cọc khoan nhồi-PGS.TS Nguyễn Việt Trung. 4. Quản lý dự án xây dựng-Viện sĩ, TSKH Nguyễn Văn Đáng. 5. Quản lý rủi ro trong doanh nghiệp xây dựng - TS Lê Anh Dũng, TS Bùi Mạnh Hùng 6. Quy định về chất lượng thi công tường vây Barette- Ths Trần Đức Cường biên dịch .

Sử dụng biên bán vô hạn trong phương pháp phần tử hữu hạn để giải bài toán động lực học tương tác giữa sóng biển và công trình trọng lực có kể đến biến dạng của kết cấu Aplication of the semi - infinite boundary in finite element method to analyze the problem of dynamic interaction between wave and the offshore gravity structure in taking into account the deformation of the strucsture

Đinh Quang Cường

TÓM TẮT: Bài báo này trình bày một thuật toán sử dụng phương pháp phần tử bán vô hạn để giải quyết điều kiện biên ở xa vô hạn nhằm áp

dụng phương pháp phần tử hữu hạn có sử dụng các phần tử nước hữu hạn và bán vô hạn giải bài toán tương tác giữa sóng biển và

công trình trọng lực (là vật rắn biến dạng) không qua các bước tính trung gian.

ABSTRACT: This paper presents an algorithm using semi-infinite element method to determine sommerfeld boundary conditions to apply finite

element method using finite and semi-infinite fluid element solutions. The interaction problem between ocean waves and gravity

structures (being deformed solid objects) without going through the intermediate calculation steps.

Đinh Quang Cường Viện Xây dựng Công trình biển, Đại học Xây dựng cuongdq.vctb@gmail.com

Mở đầu: Bài toán tương tác giữa sóng biển và công trình kích thước lớn với

các biên hữu hạn ( hình 1) đã được đề cập trong [2], trong đó biên hữu hạn B2 được xác định bằng phương pháp thử dần, biên B2 càng xa vật thể thì Φ(P) càng nhỏ, cho đến lúc nào đó P 0→Φ , biên ứng với P 0→Φ

là biên B2, biên này cần xác định sao cho bài toán đủ chính xác .

Hình 1: Sơ đồ tính bài toán tương tác giữa công trình và chất lỏng với biên hữu hạn Để xác định biên B2, hoặc là phải tính gần đúng dần bằng cách lần

lượt đưa thêm các phần tử để có biên xa hơn, trường hợp này phải giải nhiều bài toán với khối lượng tính toán tăng dần; hoặc là xác định trước

biên B2 ở khoảng cách khá xa và chia lưới phần tử hữu hạn theo biên đó

để có khả năng thoả mãn được điều kiện P 0→Φ , trường hợp này phải

giải bài toán lớn. Nhược điểm của thuật toán phần tử hữu hạn là phải thực hiện khối lượng tính toán lớn.

Bài báo này trình bày một thuật toán sử dụng phương pháp phần tử bán vô hạn để giải quyết điều kiện biên ở xa vô hạn (biên B2) nhằm áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn có sử dụng các phần tử nước hữu hạn và bán vô hạn giải bài toán tương tác giữa sóng biển và công trình trọng lực (là vật rắn biến dạng) không qua các bước tính trung gian.

1. Phương trình động lực học chất lỏng có biên bán vô hạn Sử dụng phần tử vô hạn để mô tả điều kiện biên ở xa vô hạn (điều

kiện Sommerfeld) cho bài toán tương tác giữa sóng biển và công trình, ta chia môi trường chất lỏng (nước biển bao quanh công trình) thành hai lớp phần tử, Hình 2.

Lớp phần tử thứ nhất là các phần tử hữu hạn tiếp xúc với bề mặt công trình - đại diện cho phần hữu hạn của sóng biển, lớp phần tử thứ hai là các phần tử mô tả phần còn lại của môi trường chất lỏng - được gọi là các phần tử bán vô hạn.

Thuật ngữ “phần tử bán vô hạn” được dùng ở đây với ý nghĩa là các phần tử có một phía bị chặn (hữu hạn) bởi mặt tiếp giáp với các phần tử hữu hạn, còn phía đối diện thì kéo dài ra vô hạn.

Với cách chia phần tử như hình 2, có thể viết phương trình động lực học tương tác giữa sóng biển và công trình (là vật rắn biến dạng) theo phương pháp phần tử hữu hạn như sau:

Ngày nhận bài: 05/1/2020Ngày sửa bài: 21/4/2020Ngày chấp nhận đăng:05/6/2020

06.202010

SS

FF

FF

0 0 0M

0 0 0M

0 0 0M

0 0 0 0

∞

0

U

P

∞

ϕ ϕ

ɺɺ

ɺɺɺɺɺɺ

+

T

SS FS

T

FS PF

T

PF

PF PF

0 0C C

0 0C C

0 0 0 C

0 0C C

∞

∞

0

U

P

∞

ϕ ϕ

ɺ

ɺɺɺ

+

T

SS PS

FF

FF

PS PP

0 0K K

0 0 0K

0 0 0K

0 0K K

∞

− 0

U

P

∞

ϕ ϕ

=

SR

0

0

0

(1)

Dạng rút gọn của phương trình (1) như sau:

SMX CX KX R+ + =ɺɺ ɺ (2)

trong đó: M: Ma trận khối lượng nút của hệ trong hệ toạ độ tổng thể; C: Ma trận cản trong hệ toạ độ tổng thể; K: Ma trận độ cứng của hệ trong hệ toạ độ tổng thể; RS: Ma trận tải trọng nút.

Hình 2: Sơ đồ chia lưới phần tử trong bài toán tương tác công trình và sóng biển - với biên

bán vô hạn Phương trình (2) bao gồm bốn loại phần tử trong đó có ba loại phần

tử hữu hạn và một loại phần tử bán vô hạn: Loại 1: Các phần tử hữu hạn của kết câu (vật rắn biến dạng). Loại 2: Các phần tử nước hữu hạn. Loại 3: Các phần tử tiếp xúc giữa môi trường nước và kết cấu. Loại 4: Các phần tử nước bán vô hạn. Các ma trận hệ số của phần tử nước bán vô hạn được tính như sau:

T( m )

FF mm mV m

B dvK B∞∞ ∞= ρ∫ (3)

( m ) TF

FF m m m2vm

dvM H He

∞ ∞ ∞ρ= ∫ (4)

( m ) ( m )

PPF( m )

1K df

∞ = − ∫β

(5)

( m ) ( m )F

mPPF( m )

C dH f∞ ∞ρ

= ∫β

(6)

trong đó:

m H∞ là hàm hình dáng của phần tử bán vô hạn thứ m.

mB∞ là ma trận quan hệ chuyển vị - biến dạng của phần tử bán vô hạn thứ m.

m m mH H HB f ( , , )

x y z

∞ ∞ ∞∂ ∂ ∂=

∂ ∂ ∂. (7)

Về hình thức phương trình (2) có dạng chuẩn tắc của phương trình động lực học kết cấu công trình. Việc giải phương trình (2) có thể được thực hiện trên máy tính điện tử với các chương trình tính kết cấu [5],[10].

Xét các công thức (3),(4),(5),(6),(7), nhận thấy các ma trận hệ số của phương trình (2) phụ thuộc vào hàm hình dáng của phần tử bán vô hạn

mH∞ . Mục tiếp theo trình bày cách thiết lập các hàm hình dáng của các

phần tử nước bán vô hạn mH∞ .

2. Phần tử bán vô hạn Hình 3 trình bầy sơ đồ phần tử hữu hạn và phần tử bán vô hạn một

chiều, trong đó các phần tử hữu hạn và bán vô hạn được lập sơ đồ trên phạm vi hữu hạn -1<r<1 [11].

Trong [1] và [4] đã chọn biểu thức phù hợp với sơ đồ phần tử bán vô hạn và lựa chọn các hàm hình dáng hợp lý cho các phần tử bán vô hạn. Các hàm hình dáng của các phần tử hữu hạn và bán vô hạn một chiều được thống kê trong bảng 1. So sánh hai tập hợp hàm hình dáng hữu hạn và hình dáng bán vô hạn ta thấy là chỉ có sự khác nhau trong các số hạng có liên quan tới r = 1, đó là số hạng ở vô hạn (các số này gồm (1- r)) (xem bảng 1).

Số hạng ở vô hạn bị đảo ngược, như vậy xuất hiện một tập hợp các hàm hình dáng của các phần tử bán vô hạn, được thiết lập thông qua các hàm hình dáng của các phần tử hữu hạn tương ứng.

Bảng 1: So sánh hàm phần tử bán vô hạn và hữu hạn

Nút (i)

ri Hàm hình dáng phần tử hữu hạn bậc 2 (Hi)

Hàm hình dáng phần tử bán vô hạn bậc 2 (Hi ∞)

1 - 1 -r(1-r)/2 -2r/(1-r)

2 0 )1)(1( rr −+ (1+r)/(1-r)

3 Thiết lập các hàm hình dáng cho một số phần tử bán vô hạn Các hàm hình dáng của phần tử hữu hạn gốc Hi; các hàm hình dáng

của phần tử bán vô tương ứng Hi∞ và đạo hàm iH

r

∞∂∂

được thiết lập và

cho trong các bảng 2, 3 và 4 [4], [11].

Hình 3: Sơ đồ phần tử hữu hạn và phần tử bán vô hạn a) Sơ đồ phần tử hữu hạn một chiều; b) Sơ đồ phần tử bán

vô hạn một chiều Bảng 2: Phần tử bán vô hạn và phần tử hữu hạn một chiều

Nút i ri Hi ∂∂∂∂ Hi/∂∂∂∂ r Hi∞∞∞∞ ∂∂∂∂ Hi

∞∞∞∞/∂∂∂∂r 1 - 1 ( 1- r )/2 - 1/2 2/(1 - r ) -2/(1- r)2

2 1 (1+ r )/2 1/2

Bảng 3: Phần tử bán vô hạn và phần tử hữu hạn 2D

Nút i ri Hi ∂∂∂∂ Hi /∂∂∂∂ r Hi∞∞∞∞ ∂∂∂∂ Hi

∞∞∞∞/∂∂∂∂ r 1 - 1 - r (1-r)/2 r-1/2 - 2r/(1-r ) -2/(1-r)2

2 0 (1+r)(1-r) -2r (1+r)/(1-r) 2/(1-r)2

3 1 r (1+ r)/2 r +1/2

Bảng 4: Phần tử bán vô hạn và phần tử hữu hạn 3D

Nút i ri Hi Hi∞∞∞∞

1 -1 (-1+ r +9r2- 9r3) /16 (-1 +9r2) /4 (1- r)

2 - 1/3 (1- 3r- r2 + 3r3) 9/16 (4 - 8r -12r2)/4 (1- r)

3 1/3 (1+3r - r2 - 3r3) 9/16 (1+ 4r +3r2)/4(1- r)

4 1 (-1- r + 9r2 + 9r3) /16

∂∂∂∂ Hi/ ∂∂∂∂r ∂∂∂∂ Hi∞∞∞∞/∂∂∂∂ r

1 -1 (1+ 18 r- 7r2)/16 (-1+18r-9r2)/4 (1- r)2

2 -1/3 (-3 - 2r + 9r2)9/16 (- 4-21r+12r2)/4 (1-r)2

3 1/3 (3 - 2r - 9r2) 9/16 (5 + 6r -3r2)/ 4(1- r )2

4 1 (-1+ 18r + 27r2)/16

Có nhiều loại phần tử nước hữu hạn và bán vô hạn. Trong khuôn khổ bài báo này, để xét bài toán tương tác giữa công trình và sóng biển, Hình 2, đối với trường hợp bài toán phẳng sử dụng các phần tử nước 2D (hữu hạn và bán vô hạn), đối với bài toán không gian sử dụng các phần tử nước 3D (hữu hạn và bán vô hạn), Hình 4. Các phần tử bán vô hạn được dùng trong bài toán đang xét chỉ có một hướng r vô hạn. Thực hiện phép nhân các hàm hình dáng bán vô hạn và hữu hạn thích hợp với nhau, cho tập hợp mong muốn có hướng bán vô hạn hoặc hữu hạn, ta nhận được hàm hình dáng cho các phần tử bán vô hạn 2D và 3D một hướng vô hạn, kết quả cho ở các bảng sau.

Bảng 5: Phần tử bán vô hạn 2D, 4 nút; r Vô hạn; s hữu hạn

Nút i ri si Hi∞∞∞∞ ∂∂∂∂ Hi

∞∞∞∞/∂∂∂∂r ∂∂∂∂Hi∞∞∞∞/∂∂∂∂s

1 - 1 - 1 (1-s)/(1-r ) (1-s)/(1-r )2 -1/ (1- r )

2 1 - 1

3 - 1 1 (1+s)/(1-r ) (1+s)/(1-r )2 1/ (1- r )

4 1 1

Bảng 6: Phần tử bán vô hạn 3D, 8 nút; r vô hạn, s và t hữu hạn

Nút, i ri si ti Hi∞∞∞∞ ∂∂∂∂Hi

∞∞∞∞/∂∂∂∂r 1 -1 -1 -1 2(1+s) (1+t)/2 (1- r) 2(1+s) (1+t)/2 (1- r)

3 -1 1 -1 2(1+s) (1+t)/2 (1- r) 2(1+s) (1+t)/2 (1- r)

5 -1 -1 1 2(1+s) (1+t)/2 (1- r) 2(1+s) (1+t)/2 (1- r)

7 -1 1 1 2(1+s) (1+t)/2 (1-r) 2(1+s) (1+t)/2 (1- r)

Nút i ∂∂∂∂Hi∞∞∞∞/∂∂∂∂s ∂∂∂∂ Hi

∞∞∞∞/∂∂∂∂t

1 -(1+s)(1+t)/2(1- r) -(1+s)(1+t)/2(1- r)

3 (1+s)(1+t)/2(1- r) -(1+s)(1+t)/2(1- r)

5 -(1+s)(1+t)/2(1- r) (1+s)(1+t)/2(1- r)

7 (1+s)(1+t)/2(1- r) (1+s)(1+t)/2(1- r)

a) Các phần tử nước hữu hạn 2D từ 3 đến 9 nút

b) Các phần tử nước bán vô hạn 2D từ 3 đến 9 nút

c) Các phần tử nước hữu hạn 3D từ 8 đến 27 nút

d) Các phần tử nước bán vô hạn 3D từ 9 đến 27 nút Hình 4: Các loại phần tử nước hữu hạn và bán vô hạn

Bảng 7: Phần tử bán vô hạn 3D 27 nút, r vô hạn, t và s hữu hạn (αααα = (1- r))

Noi ri si ti Hi∞∞∞∞ ∂∂∂∂ Hi

∞∞∞∞/∂∂∂∂r ∂∂∂∂ Hi∞∞∞∞/∂∂∂∂s ∂∂∂∂ Hi

∞∞∞∞/∂∂∂∂t 1 -1 -1 -1 -rst(1-s)(1-t)/2α -st(1-t)(1-s)/2α2 rt(2s-1)(1-t)/2α rs(1-s)(2t-1)/2α

2 0 -1 1 st(1+r)(1-s)(1- t)/4α st(1-s)(1-t)/2α2 -t(2s-1)(1+r)(1-t)/4α -s (2t-1)(1-s)(1+r)/2α

4 -1 0 -1 -tr(1-t)(1+s2)/α t(1-s2)(1-t)/α2 -2rs(1-t)/α -r(2t-1)(1-s2)/α

5 0 0 -1 -(1- t)(1-s2)(1+ t)/2α -t(1-s2)(1-t)/α2 st(1+r)(1-t)/α (2t-1) (1-s2) (1+r)/2α

7 -1 1 -1 rst(1+s)(1-t)/2α st(1+s)(1-t)/2α2 rt(2s+1)(1-t)/2α -rs (2t-1)(1+s)/2α

8 0 1 -1 -st(1+r)(1+s)(1- t)/4α st(1+s)(1-t)/2α2 -t(2s+1)(1-t)(1+r)/4α s(2t-)(1+s) (1+r)/4α

10 -1 -1 0 rst(1-s)(1-t2)/α s(1-s)(1-t2)/α2 r(2s-1)(1-t+2)/α 2rs(1-s) /α

11 0 -1 0 -s(1+r)(1-s) (1- t2)/2α -s(1-s)(1-t2)/α2 (2s-1)(1-t2)(1+r)/2α st(1-s) (1+r)/α

13 -1 0 0 -2r (1-s2)(1-t22)/α -2 (1-s2)(1-t2)/α2 4rs(1-t2)/α 4rt(1-t2)/α

14 0 0 0 (1-s2)(1-t2)(1+r)/α 2(1-s2)(1-t2)/α2 -2s(1-t2)(1+r)/α -2t(1+s2)(1+r)/α

16 -1 1 0 -rs(1+s)-(1+t2)/α -s(1+s)(1-t2)/α2 -r(1-t2)(2s+1)/α 2rst(1-s)/α

17 0 1 0 -s(1+r)(1+s)(1- t2)/2α s(1+s)(1-t2)/α2 (2s+1)(1-t2)(1+r)/α -st(1+r)(1+s)/α

19 -1 -1 1 -rst(1-s)(1-t)/2α st(1-s)(1+t)/2α2 -rt(2s-)(1+t)/2α -rs(2t+1)(1-s)/2α

20 0 -1 1 -st(1+r)(1-s)(1- t)/4α -s(1-s)(1+t)/2α2 t(2s-1)(1+r)(1+t)/4α -s(2t+1)(1-s)(1+r)/4α

22 -1 0 1 - rt(1- s2)(1+ t)/α -t(1-s2)(1+t)/α2 2rs(1-t)/α -r(2t+1)-(1-s2)/α

23 0 0 1 t(1+r)(1-s2)(1+ t)/2α t(1-s2)(1+t)/α2 -st(1+r)(1+t)/α (2t+1)(1-s2)(1+r)/2α

25 -1 1 1 -rst (1+s)-(1+t)/2α -st(1+s)(1+t)/2α2 -rt(2s+1)(1+t)/2α -rs(2t+1)(1+s)/2α

26 0 1 1 st(1+r)(1+s)(1+t)/4α st(1+s)(1+t)/2α2 t(2s+1)(1+r)(1+t)/4α s(2t+1)(1+s)(1+r)/4α

Với cách làm tương tự có thể thiết lập các hàm hình dáng và đạo

hàm của nó cho các phần tử bán vô hạn có một, hai hoặc ba hướng vô hạn. Sau khi thiết lập được các hàm hình dáng và đạo hàm của nó cho các phần tử nước bán vô hạn, có thể tính được các ma trận hệ số theo các công thức (3), (4), (5), (6) và thiết lập được phương trình động lực

học tương tác giữa sóng biển và công trình (là vật rắn biến dạng) có biên bán vô hạn. Phương trình (2) vừa thỏa mãn điều kiện biên tiếp xúc có biến dạng [2], vừa thỏa mãn điều kiện biên ở xa vô hạn [4],[11].

06.2020 11

SS

FF

FF

0 0 0M

0 0 0M

0 0 0M

0 0 0 0

∞

0

U

P

∞

ϕ ϕ

ɺɺ

ɺɺɺɺɺɺ

+

T

SS FS

T

FS PF

T

PF

PF PF

0 0C C

0 0C C

0 0 0 C

0 0C C

∞

∞

0

U

P

∞

ϕ ϕ

ɺ

ɺɺɺ

+

T

SS PS

FF

FF

PS PP

0 0K K

0 0 0K

0 0 0K

0 0K K

∞

− 0

U

P

∞

ϕ ϕ

=

SR

0

0

0

(1)

Dạng rút gọn của phương trình (1) như sau:

SMX CX KX R+ + =ɺɺ ɺ (2)

trong đó: M: Ma trận khối lượng nút của hệ trong hệ toạ độ tổng thể; C: Ma trận cản trong hệ toạ độ tổng thể; K: Ma trận độ cứng của hệ trong hệ toạ độ tổng thể; RS: Ma trận tải trọng nút.

Hình 2: Sơ đồ chia lưới phần tử trong bài toán tương tác công trình và sóng biển - với biên

bán vô hạn Phương trình (2) bao gồm bốn loại phần tử trong đó có ba loại phần

tử hữu hạn và một loại phần tử bán vô hạn: Loại 1: Các phần tử hữu hạn của kết câu (vật rắn biến dạng). Loại 2: Các phần tử nước hữu hạn. Loại 3: Các phần tử tiếp xúc giữa môi trường nước và kết cấu. Loại 4: Các phần tử nước bán vô hạn. Các ma trận hệ số của phần tử nước bán vô hạn được tính như sau:

T( m )

FF mm mV m

B dvK B∞∞ ∞= ρ∫ (3)

( m ) TF

FF m m m2vm

dvM H He

∞ ∞ ∞ρ= ∫ (4)

( m ) ( m )

PPF( m )

1K df

∞ = − ∫β

(5)

( m ) ( m )F

mPPF( m )

C dH f∞ ∞ρ

= ∫β

(6)

trong đó:

m H∞ là hàm hình dáng của phần tử bán vô hạn thứ m.

mB∞ là ma trận quan hệ chuyển vị - biến dạng của phần tử bán vô hạn thứ m.

m m mH H HB f ( , , )

x y z

∞ ∞ ∞∂ ∂ ∂=

∂ ∂ ∂. (7)

Về hình thức phương trình (2) có dạng chuẩn tắc của phương trình động lực học kết cấu công trình. Việc giải phương trình (2) có thể được thực hiện trên máy tính điện tử với các chương trình tính kết cấu [5],[10].

Xét các công thức (3),(4),(5),(6),(7), nhận thấy các ma trận hệ số của phương trình (2) phụ thuộc vào hàm hình dáng của phần tử bán vô hạn

mH∞ . Mục tiếp theo trình bày cách thiết lập các hàm hình dáng của các

phần tử nước bán vô hạn mH∞ .

2. Phần tử bán vô hạn Hình 3 trình bầy sơ đồ phần tử hữu hạn và phần tử bán vô hạn một

chiều, trong đó các phần tử hữu hạn và bán vô hạn được lập sơ đồ trên phạm vi hữu hạn -1<r<1 [11].

Trong [1] và [4] đã chọn biểu thức phù hợp với sơ đồ phần tử bán vô hạn và lựa chọn các hàm hình dáng hợp lý cho các phần tử bán vô hạn. Các hàm hình dáng của các phần tử hữu hạn và bán vô hạn một chiều được thống kê trong bảng 1. So sánh hai tập hợp hàm hình dáng hữu hạn và hình dáng bán vô hạn ta thấy là chỉ có sự khác nhau trong các số hạng có liên quan tới r = 1, đó là số hạng ở vô hạn (các số này gồm (1- r)) (xem bảng 1).

Số hạng ở vô hạn bị đảo ngược, như vậy xuất hiện một tập hợp các hàm hình dáng của các phần tử bán vô hạn, được thiết lập thông qua các hàm hình dáng của các phần tử hữu hạn tương ứng.

Bảng 1: So sánh hàm phần tử bán vô hạn và hữu hạn

Nút (i)

ri Hàm hình dáng phần tử hữu hạn bậc 2 (Hi)

Hàm hình dáng phần tử bán vô hạn bậc 2 (Hi ∞)

1 - 1 -r(1-r)/2 -2r/(1-r)

2 0 )1)(1( rr −+ (1+r)/(1-r)

3 Thiết lập các hàm hình dáng cho một số phần tử bán vô hạn Các hàm hình dáng của phần tử hữu hạn gốc Hi; các hàm hình dáng

của phần tử bán vô tương ứng Hi∞ và đạo hàm iH

r

∞∂∂

được thiết lập và

cho trong các bảng 2, 3 và 4 [4], [11].

Hình 3: Sơ đồ phần tử hữu hạn và phần tử bán vô hạn a) Sơ đồ phần tử hữu hạn một chiều; b) Sơ đồ phần tử bán

vô hạn một chiều Bảng 2: Phần tử bán vô hạn và phần tử hữu hạn một chiều

Nút i ri Hi ∂∂∂∂ Hi/∂∂∂∂ r Hi∞∞∞∞ ∂∂∂∂ Hi

∞∞∞∞/∂∂∂∂r 1 - 1 ( 1- r )/2 - 1/2 2/(1 - r ) -2/(1- r)2

2 1 (1+ r )/2 1/2

Bảng 3: Phần tử bán vô hạn và phần tử hữu hạn 2D

Nút i ri Hi ∂∂∂∂ Hi /∂∂∂∂ r Hi∞∞∞∞ ∂∂∂∂ Hi

∞∞∞∞/∂∂∂∂ r 1 - 1 - r (1-r)/2 r-1/2 - 2r/(1-r ) -2/(1-r)2

2 0 (1+r)(1-r) -2r (1+r)/(1-r) 2/(1-r)2

3 1 r (1+ r)/2 r +1/2

Bảng 4: Phần tử bán vô hạn và phần tử hữu hạn 3D

Nút i ri Hi Hi∞∞∞∞

1 -1 (-1+ r +9r2- 9r3) /16 (-1 +9r2) /4 (1- r)

2 - 1/3 (1- 3r- r2 + 3r3) 9/16 (4 - 8r -12r2)/4 (1- r)

3 1/3 (1+3r - r2 - 3r3) 9/16 (1+ 4r +3r2)/4(1- r)

4 1 (-1- r + 9r2 + 9r3) /16

∂∂∂∂ Hi/ ∂∂∂∂r ∂∂∂∂ Hi∞∞∞∞/∂∂∂∂ r

1 -1 (1+ 18 r- 7r2)/16 (-1+18r-9r2)/4 (1- r)2

2 -1/3 (-3 - 2r + 9r2)9/16 (- 4-21r+12r2)/4 (1-r)2

3 1/3 (3 - 2r - 9r2) 9/16 (5 + 6r -3r2)/ 4(1- r )2

4 1 (-1+ 18r + 27r2)/16

Có nhiều loại phần tử nước hữu hạn và bán vô hạn. Trong khuôn khổ bài báo này, để xét bài toán tương tác giữa công trình và sóng biển, Hình 2, đối với trường hợp bài toán phẳng sử dụng các phần tử nước 2D (hữu hạn và bán vô hạn), đối với bài toán không gian sử dụng các phần tử nước 3D (hữu hạn và bán vô hạn), Hình 4. Các phần tử bán vô hạn được dùng trong bài toán đang xét chỉ có một hướng r vô hạn. Thực hiện phép nhân các hàm hình dáng bán vô hạn và hữu hạn thích hợp với nhau, cho tập hợp mong muốn có hướng bán vô hạn hoặc hữu hạn, ta nhận được hàm hình dáng cho các phần tử bán vô hạn 2D và 3D một hướng vô hạn, kết quả cho ở các bảng sau.

Bảng 5: Phần tử bán vô hạn 2D, 4 nút; r Vô hạn; s hữu hạn

Nút i ri si Hi∞∞∞∞ ∂∂∂∂ Hi

∞∞∞∞/∂∂∂∂r ∂∂∂∂Hi∞∞∞∞/∂∂∂∂s

1 - 1 - 1 (1-s)/(1-r ) (1-s)/(1-r )2 -1/ (1- r )

2 1 - 1

3 - 1 1 (1+s)/(1-r ) (1+s)/(1-r )2 1/ (1- r )

4 1 1

Bảng 6: Phần tử bán vô hạn 3D, 8 nút; r vô hạn, s và t hữu hạn

Nút, i ri si ti Hi∞∞∞∞ ∂∂∂∂Hi

∞∞∞∞/∂∂∂∂r 1 -1 -1 -1 2(1+s) (1+t)/2 (1- r) 2(1+s) (1+t)/2 (1- r)

3 -1 1 -1 2(1+s) (1+t)/2 (1- r) 2(1+s) (1+t)/2 (1- r)

5 -1 -1 1 2(1+s) (1+t)/2 (1- r) 2(1+s) (1+t)/2 (1- r)

7 -1 1 1 2(1+s) (1+t)/2 (1-r) 2(1+s) (1+t)/2 (1- r)

Nút i ∂∂∂∂Hi∞∞∞∞/∂∂∂∂s ∂∂∂∂ Hi

∞∞∞∞/∂∂∂∂t

1 -(1+s)(1+t)/2(1- r) -(1+s)(1+t)/2(1- r)

3 (1+s)(1+t)/2(1- r) -(1+s)(1+t)/2(1- r)

5 -(1+s)(1+t)/2(1- r) (1+s)(1+t)/2(1- r)

7 (1+s)(1+t)/2(1- r) (1+s)(1+t)/2(1- r)

a) Các phần tử nước hữu hạn 2D từ 3 đến 9 nút

b) Các phần tử nước bán vô hạn 2D từ 3 đến 9 nút

c) Các phần tử nước hữu hạn 3D từ 8 đến 27 nút

d) Các phần tử nước bán vô hạn 3D từ 9 đến 27 nút Hình 4: Các loại phần tử nước hữu hạn và bán vô hạn

Bảng 7: Phần tử bán vô hạn 3D 27 nút, r vô hạn, t và s hữu hạn (αααα = (1- r))

Noi ri si ti Hi∞∞∞∞ ∂∂∂∂ Hi

∞∞∞∞/∂∂∂∂r ∂∂∂∂ Hi∞∞∞∞/∂∂∂∂s ∂∂∂∂ Hi

∞∞∞∞/∂∂∂∂t 1 -1 -1 -1 -rst(1-s)(1-t)/2α -st(1-t)(1-s)/2α2 rt(2s-1)(1-t)/2α rs(1-s)(2t-1)/2α

2 0 -1 1 st(1+r)(1-s)(1- t)/4α st(1-s)(1-t)/2α2 -t(2s-1)(1+r)(1-t)/4α -s (2t-1)(1-s)(1+r)/2α

4 -1 0 -1 -tr(1-t)(1+s2)/α t(1-s2)(1-t)/α2 -2rs(1-t)/α -r(2t-1)(1-s2)/α

5 0 0 -1 -(1- t)(1-s2)(1+ t)/2α -t(1-s2)(1-t)/α2 st(1+r)(1-t)/α (2t-1) (1-s2) (1+r)/2α

7 -1 1 -1 rst(1+s)(1-t)/2α st(1+s)(1-t)/2α2 rt(2s+1)(1-t)/2α -rs (2t-1)(1+s)/2α

8 0 1 -1 -st(1+r)(1+s)(1- t)/4α st(1+s)(1-t)/2α2 -t(2s+1)(1-t)(1+r)/4α s(2t-)(1+s) (1+r)/4α

10 -1 -1 0 rst(1-s)(1-t2)/α s(1-s)(1-t2)/α2 r(2s-1)(1-t+2)/α 2rs(1-s) /α

11 0 -1 0 -s(1+r)(1-s) (1- t2)/2α -s(1-s)(1-t2)/α2 (2s-1)(1-t2)(1+r)/2α st(1-s) (1+r)/α

13 -1 0 0 -2r (1-s2)(1-t22)/α -2 (1-s2)(1-t2)/α2 4rs(1-t2)/α 4rt(1-t2)/α

14 0 0 0 (1-s2)(1-t2)(1+r)/α 2(1-s2)(1-t2)/α2 -2s(1-t2)(1+r)/α -2t(1+s2)(1+r)/α

16 -1 1 0 -rs(1+s)-(1+t2)/α -s(1+s)(1-t2)/α2 -r(1-t2)(2s+1)/α 2rst(1-s)/α

17 0 1 0 -s(1+r)(1+s)(1- t2)/2α s(1+s)(1-t2)/α2 (2s+1)(1-t2)(1+r)/α -st(1+r)(1+s)/α

19 -1 -1 1 -rst(1-s)(1-t)/2α st(1-s)(1+t)/2α2 -rt(2s-)(1+t)/2α -rs(2t+1)(1-s)/2α

20 0 -1 1 -st(1+r)(1-s)(1- t)/4α -s(1-s)(1+t)/2α2 t(2s-1)(1+r)(1+t)/4α -s(2t+1)(1-s)(1+r)/4α

22 -1 0 1 - rt(1- s2)(1+ t)/α -t(1-s2)(1+t)/α2 2rs(1-t)/α -r(2t+1)-(1-s2)/α

23 0 0 1 t(1+r)(1-s2)(1+ t)/2α t(1-s2)(1+t)/α2 -st(1+r)(1+t)/α (2t+1)(1-s2)(1+r)/2α

25 -1 1 1 -rst (1+s)-(1+t)/2α -st(1+s)(1+t)/2α2 -rt(2s+1)(1+t)/2α -rs(2t+1)(1+s)/2α

26 0 1 1 st(1+r)(1+s)(1+t)/4α st(1+s)(1+t)/2α2 t(2s+1)(1+r)(1+t)/4α s(2t+1)(1+s)(1+r)/4α

Với cách làm tương tự có thể thiết lập các hàm hình dáng và đạo

hàm của nó cho các phần tử bán vô hạn có một, hai hoặc ba hướng vô hạn. Sau khi thiết lập được các hàm hình dáng và đạo hàm của nó cho các phần tử nước bán vô hạn, có thể tính được các ma trận hệ số theo các công thức (3), (4), (5), (6) và thiết lập được phương trình động lực

học tương tác giữa sóng biển và công trình (là vật rắn biến dạng) có biên bán vô hạn. Phương trình (2) vừa thỏa mãn điều kiện biên tiếp xúc có biến dạng [2], vừa thỏa mãn điều kiện biên ở xa vô hạn [4],[11].

06.202012

4. Kết luận Phương trình mới được thiết lập (2) là phương trình động lực học

của bài toán tương tác giữa vật rắn biến dạng và chất lỏng - biên bán vô hạn, Hình 2, có dạng chính tắc của phương trình động lực học kết cấu công trình viết theo phương pháp phần tử hữu hạn. Việc giải phương trình (2) đã được chương trình hoá [5],[10].

Tác giả đã nghiên cứu sử dụng các mô đun chương trình phụ trợ để thiết lập các ma trận hệ số cho phương trình (2), và chương trình nối ghép với các chương trình tính kết cấu có sẵn, để xây dựng được một bộ chương trình tính toán động lực học tương tác giữa sóng biển và kết cấu là vật rắn biến dạng trong đó có sử dụng biên bán vô hạn để mô tả điều kiện biên ở xa vô hạn, không thông qua các bước tính trung gian.

Dựa trên kết quả nghiên cứu của bài báo này và các nghiên cứu đã công bố trong [2],[5], kết hợp với các chương trình phần mềm phụ trợ đã được công bố trong [4], có thể ghép nối hệ thống chương trình phần mềm để tiếp tục đi sâu nghiên cứu phân tích trạng thái ứng suất - biến dạng của công trình biển trọng lực bê tông cốt thép ứng suất trước tương tác với sóng biển với các phần tử vật liệu thành phần (phần tử bê tông, phần tử thép thường và phần tử thép ứng suất trước) không thông qua các bước tính trung gian.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Đinh Quang Cường - Phan Ý Thuận - Sử dụng phần tử nước bán vô hạn kết hợp phần tử hữu hạn để xác định trạng thái ứng suất - biến dạng dưới tác dụng của tải trọng sóng lên công trình biển trọng lực -Tuyển tập Công trình khoa học - Hội nghị Cơ học toàn quốc lần thứ sáu -Hà nội-1997.

2. Đinh Quang Cường - Áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn để giải bài toán động lực học tương tác giữa sóng biển và công trình trọng lực bê tông - Tuyển tập Công trình khoa học - Hội nghị Cơ học vật rắn biến dạng toàn quốc lần thứ sáu.

3. Đinh Quang Cường - Phương pháp phần tử hữu hạn giải bài toán động lực học phi tuyến áp dụng cho công trình biển trọng lực bê tông cốt thép - Tuyển tập báo cáo khoa học Hội nghị khoa học công nghệ biển toàn quốc lần thứ IV - Hà nội - 1999.

4. Đinh Quang Cường, 2001. Tính toán độ bền của công trình biển trọng lực bê tông cốt thép, luận án tiến sĩ kỹ thuật, Đại học Xây dựng.

5. Bathe . K.J - ADINA R-D - USA -1988. 6. Bathe . K. J -Finite Element Procedures in Engineering Analysis-1992. 7. Bathe .K.J - Finite Element Procedures - USA-1996. 8. O.C.Zienkiewiez Numerical Method in Offshore Engineering - U.K - 79 9. Lorraine G.Olson and Klaus-Jurgen Bathe Analysis of Fluid - Structure Interactions, a Direct

Symmetric Coupled Formulation Based on the Fluid Velocity Potential -USA-1985. 10. Edward L.Wilson... SAP-90. 11. Peter Bettes - Infinite element - London – 1993.

Khảo sát và đánh giá chất lượng thi công tường xây bằng gạch không nung xi măng cốt liệu ở một số công trình trên địa bàn tỉnh Quảng Nam Survey and evaluation of quality actual construction of concrete masonry of some buildings at Quang Nam province

Nguyễn Văn Hòe, Trần Quang Hưng, Đặng Công Thuật

TÓM TẮT Bài báo tiến hành nghiên cứu khảo sát, đánh giá thực trạng công

tác thi công tường xây bằng gạch không nung xi măng cốt liệu

ở một số công trình trên địa bàn tỉnh Quảng Nam. Từ các số liệu

thu thập được và khảo sát thực tế tại hiện trường, tiến hành phân

tích khoa học so sánh và đưa ra kết luận về những ảnh hưởng đối với khối xây bằng gạch không nung xi măng cốt liệu, nhằm đưa

ra những giải pháp cụ thể cho việc nâng cao chất lượng công

trình cũng như đảm bảo về công năng, tuổi thọ và tính thẩm mỹ cho công trình

Từ khóa: Gạch không nung xi măng cốt liệu; khảo sát; thiết kế và thi công tường xây.

ABSTRACT This paper consist of survey and assessment of some problems

elated to construction of masonry walls made concrete bricks in

some building projects in Quang Nam province. From the

collection data and actual field survey, conduct scientific

analysis and make conclusions about the effects on the blocks

made concrete bricks, to provide specific solutions for

improving the quanlity of construction as well as ensuring the

performance, longevity and aesthetics of the project.

Keywords: Concrete bricks; survey; design and construction of

masonry walls.

Nguyễn Văn Hòe Phòng Kinh tế và Hạ tầng huyện Bắc Trà My, Tỉnh Quảng

Nam

Email: hoebtmqn@gmail.com

Trần Quang Hưng Khoa xây dựng dân dụng và công nghiệp, trường Đại học Bách

Khoa - Đại học Đà Nẵng

Email: tqhung@dut.udn.vn

Đặng Công Thuật Khoa xây dựng dân dụng và công nghiệp, trường Đại học Bách

Khoa - Đại học Đà Nẵng.

Email: dangcongthuat@dut.udn.vn

1.Giơi thiêu Theo chu trương điều hành cu a Chinh phu va yêu câu cua Quôc tê ,

việc xây dựng và đầu tư phát triển Quốc gia cần phải han chê khi thai CO2 tao hiê u ư ng nha kinh, lam khi hâu nong lên toan câu. Nươc ta cung tham gia chung tay cu ng công đông Quôc tê giam lương khi thai CO2, băng cach giam thiê u cac nganh công nghiê p tôn hao năng lương, thai nhiêu khi CO2 va ô nhiê m môi trương, trong đó việc sử dụng gạch không nung trong ngành công nghiệp xây dựng nhằm dần thay thế và tiến tới loại bỏ gạch đất sét nung truyền thống là một trong những chu trương đu ng đăn, hơp long dân va dư luân Quôc tê . Việc sử dụng loại gạch này góp phần bảo vệ tài nguyên đất, không gây ô nhiễm và phù hợp với yêu cầu trong công nghiệp xây dựng hiện đại.

Để hiện thực hóa chủ trương trên, ngày 28/4/2010 Thủ tướng Chính phủ ban hành Quyết định số 567/QĐ-TTg phê duyệt Chương trình phát triển vật liệu xây không nung đến năm 2020 với các mục tiêu cơ bản: Phát triển sản xuất và sử dụng vật liệu xây không nung thay thế gạch đất sét nung đạt tỷ lệ: 20-25% vào năm 2015, 30-40% vào năm 2020; Hàng năm sử dụng khoảng 15-20 triệu tấn phế thải công nghiệp (tro xỉ nhiệt điện, xỉ lò cao …) để sản xuất vật liệu xây không nung, tiết kiệm được khoảng 1.000 ha đất nông nghiệp và hàng trăm ha diện tích đất chứa phế thải; Tiến tới xóa bỏ hoàn toàn các cơ sở sản xuất gạch đất sét nung bằng lò thủ công. Trong đó Gạch xi măng - cốt liệu chiếm tỷ lệ khoảng 74% vào năm 2015 và 70% vào năm 2020 trên tổng số vật liệu xây không nung.

Ngày 08/12/2017, Bộ Xây dựng đã ban hành Thông tư số 13/2017/TT-BXD (thay thế Thông tư 09/2012/TT-BXD) về việc Quy định sử dụng vật liệu xây không nung trong các công trình xây dựng. Theo đó, các công trình xây dựng được đầu tư bằng nguồn vốn ngân sách nhà nước, vốn nhà nước ngoài ngân sách, vốn vay của doanh nghiệp có vốn nhà nước lớn hơn 30% phải sử dụng vật liệu xây không nung trong tổng số vật liệu xây với tỷ lệ như sau: Thành phố Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh: sử dụng 100%; Các tỉnh đồng bằng Trung du Bắc bộ; các tỉnh vùng Đông Nam bộ: Tại các khu đô thị từ loại III trở lên sử dụng tối thiểu 90%, tại các khu vực còn lại sử dụng tối thiểu 70%; Các tỉnh còn lại: Tại các đô thị từ loại III trở lên phải sử dụng tối thiểu 70%, tại các khu vực còn lại phải sử dụng tối thiểu 50%. Các công trình xây dựng từ 09 tầng trở lên phải sử dụng tối thiểu 80% vật liệu xây không nung trong tổng số vật liệu xây. Các công trình có yêu cầu đặc thù không sử dụng vật liệu xây không nung thì phải được cơ quan quản lý nhà nước có thẩm quyền xem xét, chấp thuận. Nhà nước khuyến khích sử dụng vật liệu xây không nung vào các công trình xây dựng không phân biệt nguồn vốn, số tầng.

Theo thống kê năm 2017 của Vụ Vật liệu xây dựng, Bộ Xây dựng, tổng công suất thiết kế vào ba loại sản phẩm chính trên cả nước gồm gạch xi măng cốt liệu, gạch bê tông khí chưng áp (AAC) và gạch bê tông bọt đạt