Trong bối cảnh rủi ro từ các sự cố bất thường như tấn công khủng bố, nổ gas hay va chạm ngày càng gia tăng, việc bảo vệ công trình khỏi sự sụp đổ lũy tiến đã trở thành một yêu cầu cấp bách trong ngành xây dựng hiện đại. Nhằm giải quyết các thách thức kỹ thuật và lấp đầy những khoảng trống tri thức trong lĩnh vực này tại Việt Nam, TS. Phạm Anh Tuấn và cộng sự tại Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng (IBST) đã triển khai đề tài: “Hiệu ứng dây căng trong khung bê tông cốt thép chịu tải trọng sụp đổ lũy tiến”.

Sau khi đánh giá toàn diện các công trình nghiên cứu về sụp đổ lũy tiến trên kết cấu bê tông cốt thép (BTCT), nhóm nghiên cứu do TS. Phạm Anh Tuấn chủ trì đã xác định những lỗ hổng kỹ thuật trọng tâm. Đây chính là cơ sở khoa học để xác lập phạm vi và mục tiêu cho đề tài.

Các phát hiện chính dẫn đến sự cần thiết của đề tài bao gồm:

- Xây dựng phương pháp tính toán thực dụng: Mặc dù các cơ chế hành động cung (CAA) và hiệu ứng dây căng (CA) giúp tăng cường sức kháng sập đáng kể, nhưng việc mô phỏng hiện nay vẫn phụ thuộc vào các mô hình số phức tạp, tốn thời gian và khó áp dụng trong thiết kế thực tế. Đề tài đề xuất một phương pháp kỹ thuật đơn giản hóa, có khả năng tính toán chính xác độ cứng biên và sự huy động hiệu ứng CA để hỗ trợ các kỹ sư trong thực tiễn.

- Lấp đầy dữ liệu thực nghiệm động: Các nghiên cứu trước đây về ứng xử kết cấu trong điều kiện động thường gặp hạn chế về thiết lập thí nghiệm, dẫn đến việc cơ chế CA chưa được huy động hoàn toàn. Đề tài triển khai các thí nghiệm rơi tự do để cung cấp dữ liệu định lượng chính xác về phản ứng của khung dầm-cột BTCT dưới tác động động.

- Khảo sát dưới cấu hình tải trọng thực tế (UDL): Thay vì chỉ tập trung vào tải trọng tập trung (CL) như phần lớn các nghiên cứu hiện có, đề tài này tập trung nghiên cứu ứng xử và chế độ phá hoại của kết cấu dưới tải trọng phân bố đều (UDL). Đây là cấu hình tải trọng sát với thực tế nhất nhưng hiện vẫn đang là một khoảng trống kiến thức lớn.

- Định lượng cơ chế màng (TMA) và ảnh hưởng vụ nổ: Nghiên cứu tập trung định lượng hóa sự đóng góp của cơ chế màng kéo (TMA) trong hệ thống dầm sàn và xem xét các thiệt hại ban đầu do hiệu ứng nổ gây ra cho các cấu kiện lân cận - những khía cạnh vốn chưa được xem xét toàn diện do hạn chế về chi phí và cơ sở vật chất.

- Tiên phong nghiên cứu hệ kết cấu phi đối xứng: Khác với các nghiên cứu thực nghiệm truyền thống vốn chỉ tập trung vào các mẫu thiết kế đối xứng, đề tài của TS. Phạm Anh Tuấn và cộng sự tiến hành các thí nghiệm trên kết cấu phi đối xứng về cả hình học lẫn cấu tạo cốt thép nhằm đáp ứng sự đa dạng của các công trình xây dựng thực tế.

Việc thực hiện đề tài không chỉ mang ý nghĩa khoa học trong việc làm rõ các cơ chế kháng sập phức tạp mà còn cung cấp cơ sở dữ liệu quan trọng để hoàn thiện các tiêu chuẩn thiết kế an toàn cho các công trình trọng điểm tại Việt Nam.

Có thể tìm đọc toàn văn báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 21582/2022) tại Cục Thông tin, Thống kê.

P.T.T (NASTIS)