So sánh các phương pháp xác định tải trọng sóng nổ tác dụng lên công trình nổi: Giáo trình và tiêu chuẩn UFC 3-340-02

Từ khóa:

tải trọng sóng nổ
 
công trình nổi
 
số hóa dữ liệu
UFC 3-340-02
 
giáo trình Công sự
 
phòng thủ dân sự
 
xung lực sóng nổ
sóng xung kích
 
sóng tới
 
sóng phản xạ.

Tóm tắt:

Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu phát triển chương trình số hóa và tự động hóa tính toán, so sánh tải trọng sóng nổ tác động lên công trình nổi. Nghiên cứu được thực hiện dựa trên việc đối chiếu hai nguồn tài liệu cốt lõi: giáo trình Công sự và tiêu chuẩn quân sự Hoa Kỳ (UFC 3-340-02). Kết quả phân tích cho thấy phương pháp trong giáo trình Công sự dựa trên các công thức giải tích đơn giản, thuận tiện cho việc tính nhanh nhưng chưa bao quát được các hiện tượng vật lý phức tạp như ảnh hưởng của góc tới hay pha âm của sóng nổ. Ngược lại, tiêu chuẩn UFC 3-340-02 thiết lập quy trình tính toán có độ chi tiết và chính xác cao hơn nhờ tích hợp dữ liệu thực nghiệm số hóa, đồng thời xét đến hiệu ứng giải tỏa áp lực và đặc tính hình học riêng biệt của từng bề mặt công trình. Đáng chú ý, sai lệch về áp lực cực đại giữa hai phương pháp dao động từ 5% đến 25% tùy vị trí, nhưng có sự khác biệt rất lớn về xung lực và quy luật biến thiên của biểu đồ thời gian. Trên cơ sở đó, nghiên cứu kiến nghị áp dụng các dữ liệu và quy trình theo tiêu chuẩn UFC 3-340-02 trong thiết kế chi tiết nhằm tối ưu hóa chi phí đầu tư và nâng cao độ tin cậy cho các công trình phòng thủ dân sự tại Việt Nam.

Nội dung:

Tài liệu tham khảo:

[1]   M. A. Sadovskiy (2004), “Mechanical effects of air shockwaves from explosions according to experiments”, Sadovskiy MA Selected Works: Geophysics and Physics of Explosion.

[2]   T. Ngo, P. Mendis, A. Gupta, and J. Ramsay (2007), “Blast Loading and Blast Effects on Structures – An Overview”, Electronic Journal of Structural Engineering, no. 1, pp. 76–91, Jan, doi: 10.56748/ejse.671.

[3]   A. Filice, M. Mynarz, and R. Zinno (2022), “Experimental and Empirical Study for Prediction of Blast Loads”, Applied Sciences, vol. 12, no. 5, p. 2691, Mar, doi: 10.3390/app12052691.

[4]   US Department of Defense (2020), “UFC-4-010-01, Minimum Antiterrorism Standards for Buildings, Standard”.

[5]   Federal Emergency Management Agency (2025), “FEMA 427. Risk Management Series Primer for Design of Commercial Buildings to Mitigate Terrorist Attacks”, Washington, USA. Accessed: Oct. 01, 2025. [Online]. Available: www.fema.gov

[6]   Минстрой России (2022), “СП 88.13330.2022 Защитные сооружения гражданской обороны (СНиП II-11-77*) [Protective structures of civil defense]”, Министерство строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации, Москва, Свод правил.

[7]   Nguyễn Trí Tá, Đặng Văn Đích, Vũ Đình Lợi (2008), Giáo trình Công sự tập 1. Hà Nội: Học viện Kỹ thuật Quân sự.

[8]   V. D. Hieu and B. V. Tuong (2026), “Analysis of Blast Loads on Structures with Facade Openings Using UFC 3-340-02”, JST, vol. 8, no. 2, Jan, doi: 10.56651/lqdtu.jst.v8.n2.1079.sce.

[9]   ABAQUS (2003), Abaqus Theory Manual.

[10] C. Dynamics (2017), AUTODYN Theory Manual Version 18.2.

[11] Ansys (1992), “LS-DYNA ® KEYWORD USER’S MANUAL VOLUME II Material Models”, [Online]. Available: https://lsdyna.ansys.com

[12] U.S. Department of Defense (2014), “UFC 3-340-02, Structures to Resist the Effects of Accidental Explosions”, [Online]. Available: http://dod.wbdg.org/.

[13] Ngô Ngọc Thủy, Đào Thanh Định (2016), Xác định giá trị áp lực sóng nổ tác dụng lên công trình bằng phần mềm ansys autodyn 2D, Tạp chí Xây dựng, tháng 9.

[14]  Ngô Ngọc Thủy, Hoàng Văn Tuấn, Nguyễn Vũ Hùng (2017), Nghiên cứu ảnh hưởng của góc tới đến giá trị áp lực của sóng nổ tác dụng lên công sự bằng phần mềm ansys autodyn 3D, Tạp chí Xây dựng, tháng 7.