Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu thực nghiệm về dịch chuyển của thân móng và vị trí trục quay tức thời được tiến hành tại phòng thí nghiệm của trường Đại học tổng hợp kĩ thuật Tambov và Đại học Kiến trúc Xây dựng Voronhez, LB Nga.
KHOA HC & CôNG NGHê Cỏc yu t nh hng đến vị trí trục quay tức thời móng trụ Affecting factors on the coordinates of instantaneous rotational axis of the cylindrical foundation Chu Thị Hồng Anh Tóm tắt Ảnh hưởng tải trọng, độ sâu chơn móng, độ lệch tâm lực dịch chuyển vị trí trục quay tức thời móng nghiên cứu mặt lý thuyết thí nghiệm nghiên cứu Bài báo trình bày cách thiết lập mối quan hệ phụ thuộc yếu tố ảnh hưởng đến tâm quay tức thời móng trụ chịu tác động tải trọng dọc Cách xác định tọa độ tương đối tâm (trục) quay tức thời trình bày Nghiên cứu thực nghiệm dịch chuyển thân móng vị trí trục quay tức thời tiến hành phòng thí nghiệm trường Đạ i học tổng hợp kĩ thuật Tambov Đại học Kiến trúc Xây dựng Voronhez, LB Nga Từ khóa: trục quay tức thời; dịch chuyển; móng trụ, đất Abstract In recent years, the development of computer hardware and software has brought many advantages in solving nonlinear problems and has formed many different methods to predict the exact form of steel frame destruction, reflecting closely to the actual work of the steel frame The nonlinear of geometry, nonlinear of material behavior and the analysis of the structural system are combined in one step This article firstly mentions “Steel frame analysis taking into account the structural integrity of the American standard system AISC-LRFD (2010)” Key words: nonlinear analysis, nonlinear geometry, nonlinear material analysis, AISC TS Chu Thị Hồng Anh Bộ mơn kết cấu thép- gỗ, Khoa Xây dựng Điện thoại: 0962134911 Email: chuhoanganh2607@yahoo.com Ngày nhận bài: 12/4/2018 Ngày sửa bài: 12/6/2018 Ngày duyệt đăng: 05/10/2018 70 Đặt vấn đề Dịch chuyển móng cứng (độ lún s, độ dịch ngang u, độ nghiêng i) xem chuyển động quanh tâm hay trục xoay tức thời có tọa độ hệ tọa độ xoy xc, zc Chúng phụ thuộc vào nhiều yếu tố, kể đến giá trị tải trọng, độ sâu chơn móng, độ lệch tâm tải trọng phân bố ứng suất pháp ứng suất tiếp tiếp xúc [3,4] Trong thí nghiệm [1,3,4], nhà khoa học Glushkov G.I., Ledenev V.V xác định chuyển dịch móng cọc đơn chịu tải trọng đứng tâm, lệch tâm tải trọng ngang điều kiện đất định nhờ sử dụng hệ thống máy đo phòng thí nghiệm Sử dụng kết thí nghiệm giáo sư Ledenev V.V [2] xác định dịch chuyển móng trụ đơn tác dụng lực dọc tâm, lệch tâm, nghiên cứu ứng suất tiếp xúc móng đất kết thí nghiệm nghiên cứu tác giả tiến hành trường Đại học tổng hợp Kĩ thuật Tambov, liên bang Nga [4], báo đưa số bổ sung tính tốn tâm quay tức thời móng trụ tròn Ảnh hưởng độ sâu chơn móng lên tọa độ tương đối trục quay tức thời tác dụng lực dọc trục F Trong nghiên cứu giáo sư Ledenhev V.V.[2] loạt thí nghiệm xác định ứng suất tiếp xúc móng trụ tròn tiến hành hàng trăm mẫu thí nghiệm có đường kính 80 cm, chiều cao 80, 120, 160 240 cm tác dụng tải trọng lệch tâm tương đối e0 =e/R= 0,5 Tamb ov Voronhez Trên bề mặt đáy mặt bên tiếp xúc với đất móng có gắn dụng cụ đo chuyển dịch ngang, độ lún độ nghiêng [2, tr 46, 68] Tọa độ tương đối trục quay tức s u thời xác định dựa vào công thức sau xc = ; zc = iR ih Trong s, u, R,h- độ lún, dịch chuyển ngang bán kính, độ sâu móng, i- độ nghiêng móng Giá trị chúng ứng với độ sâu chơn móng khác trình bày bảng Bảng Tọa độ tương đối trục quay tức thời móng trụ đường kính d=80cm chịu tải trọng lệch tâm tương đối e0=0,5 Độ sâu chơn móng Tọa độ tương đối trục quay tức thời lực F, kN h, cm 16 20 24 xc zc xc zc xc zc 80 4,61 1,1 4,39 1,05 4,04 0,94 120 5,73 0,92 5,51 0,9 5,07 0,89 160 7,53 0,72 6,81 0,71 6,19 0,7 240 10,1 0,66 9,43 0,68 8,14 0,64 Thí nghiệm tương tự tác giả giáo sư Ledenhev V.V tiến hành đất tự nhiên, đường kính mẫu móng trụ d=50 cm, độ sâu chơn móng tương đối λ=h/d =1,5; 2,25; 2,6; 2,8; 3,6 với độ lệch tâm tương đối e0=0,4; 0,5; 0,8; tải trọng dọc trục F = 100 kN [4] Từ kết thu được, tác giả sử dụng phương pháp bình phương nhỏ để tìm mối liên hệ tọa độ tương đối trục quay tức thời độ sâu chơn móng tương đối λ (bảng 2) Độ sâu chơn móng tăng tọa độ tương đối theo phương zc giảm theo phương xc tăng T„P CHŠ KHOA H“C KI¦N TR”C - XŸY D¼NG Bảng Mối liên hệ tọa độ tương đối trục quay tức thời móng trụ đường kính d=50cm độ sâu chơn móng tương đối λ Tải trọng F, kN 100 Tọa độ tương đối trục quay tức thời e0 0,4 100 0,5 100 0,8 100 xc zc xc = 0,014 λ3 zc = -0,421λ3 - 0,109λ2 + 0,274λ - 0,19 + 3,268λ2 - 9,464 λ + 7,513 xc = 0,024 λ3 zc = -0,513λ3 2 - 0,191λ + 048 - 0,355 + 4,041λ - 11,326λ + 9,043 xc = -0,003 λ2 zc = -0,094 λ3 + 0,775λ2 - 2,956λ + 2,689 xc = -0,004λ2 + 0,041λ zc = -0,084 λ + 0,704λ2 - 2,685λ + 2,527 + 0,031λ - 0,016 - 0,031 Ảnh hưởng độ lệch tâm tương đối tải trọng dọc trục lên tọa độ tương đối trục quay tức thời Thí nghiệm nghiên cứu thực đất tự nhiên hai lớp Đường kính mẫu móng trụ d=50cm, độ sâu chơn móng tương đối λ=h /d =1,5; 2,25; 2,6; 2,8; 3,6 với trường hợp độ lệch tâm tương đối e0=0,4; 0,5; 0,8; của tải trọng dọc trục F (kN)= 60, 100, 120, 160 [4] Mẫu móng cọc đặt 6-8 cốt thép từ ϕ 12 mm, bê tông mác B15 Lỗ khoan máy khoan, đáy lỗ khoan vét đất rời làm phẳng Bê tông bơm ngày khoan Trên đầu cọc đặt thép 250x250x20 mm có hàn móc thép chờ để tiến hành truyền lực thí nghiệm Một thép dài 6m, làm phận truyền lực hàn với thép chờ móng neo Cuối thép đặt khối bê tông tải trọng Để đo độ lún dịch chuyển ngang tiến hành lắp đặt sáu máy đo progibometer theo thiết kế Maksimov Aistov [hình 1] Một số kết thí nghiệm đưa bảng 3, kết thí nghiệm khác tham khảo tài liệu [4] Bảng Một số kết thí nghiệm e0 λ F, kN (h/d) Dịch chuyển tâm mặt cắt (s,u- mm; i 10-2) s u i Tọa độ tương đối trục quay tức thời zc 0,4 2.6 60 12.94 -0.10 -0.02 -3.297 0.026 0,5 2.6 60 12.94 -0.14 -0.02 -2.807 0.030 0,8 2.6 60 12.95 -0.24 -0.03 -1.949 0.037 0,4 2.6 120 16.02 -0.30 -0.03 -2.154 0.040 0,5 2.6 120 16.03 -0.39 -0.03 -1.843 0.045 0,8 2.6 120 16.06 -0.66 -0.05 -1.260 0.052 0,4 3,6 60 12.25 -0.08 -0.01 -5.517 0.038 0,5 3,6 60 12.27 -0.11 -0.01 -4.725 0.043 0,8 3,6 60 12.27 -0.19 -0.01 -3.291 0.052 0,4 3,6 120 14.92 -0.22 -0.02 -3.465 0.051 0,5 3,6 120 14.91 -0.28 -0.02 -2.969 0.056 0,8 3,6 120 14.94 -0.50 -0.03 -2.113 0.071 Độ lệch tâm tăng làm tăng độ lún móng giảm giá trị lực tới hạn lên móng Kết thí nghiệm cho thấy với giá trị tải trọng độ sâu chơn móng, độ lệch tâm tăng khơng làm ảnh hưởng nhiều đến độ dịch ngang móng mà ảnh hưởng đến độ lún Điều dẫn đến độ nghiêng móng tăng, tọa độ tương đối theo trục xc tăng theo trục zc giảm Tác giả khảo sát vị trí trục quay tức thời móng với trường hợp độ sâu chơn móng tương đối tải trọng tăng dần, từ thiết lập phương trình quan hệ tọa độ tương đối trục quay độ lệch tâm tương đối tải trọng dọc trục phương pháp bình phương bé đưa vào bảng Bảng Mối liên hệ tọa độ tương đối trục quay tức thời móng trụ đường kính d=50 cm độ lệch tâm tương đối e0 F, kN 60 Tọa độ tương đối trục quay tức thời λ 1,5 xc 0,4 1,5 60 13.82 -0.18 -0.03 -1.655 0.021 0,5 1,5 60 13.83 -0.23 -0.04 -1.403 0.023 100 1,5 120 1,5 xc zc xc = -0,049e03 zc = 3,287e03 - 8,333e02 xc = -0,007e03 zc = 2,25e03 - 5,721e02 xc = 0,022e03 - zc = 0,332e03 - 1,176e02 xc = 0,022e03 zc = 0,191e03 - 0,606e02 xc = 0,007e03 - zc = 4,536e03 - 12,794e02 zc = -0,583e03 - 0,682e02 + 0,086e0 - 0,024e0 + 0,020 - 0,012e0 + 0,026e0 + 0,015 0,056e0 + 0,041e0 + 0,010 0,8 1,5 60 13.88 -0.44 -0.06 -0.977 0.031 0,4 1,5 100 16.72 -0.52 -0.09 -0.749 0.023 0,5 1,5 100 16.88 -0.70 -0.12 -0.585 0.024 0,8 1,5 100 17.47 -1.33 -0.22 -0.320 0.024 0,4 1,5 120 18.95 -0.89 -0.19 -0.407 0.019 0,04e0 + 0,066e0 + 0,006 0,5 1,5 120 19.21 -1.13 -0.23 -0.332 0.020 xc = 0,229e03 0,8 1,5 120 20.37 -2.13 -0.46 -0.179 0.019 160 1,5 60 2,6 100 2,6 - 0,047e0 + 0,033e0 + 0,005 2 - 0,538e0 + 0,420e0 - 0,063 + 8,0144e0 - 3,737 + 5,417e0 - 2,144 + 1,612 e0 - 0,885 + 0,756e0 - 0,401 + 13,64e0 - 6,997 + 3,904e0 - 3,808 Sơ 32 - 2018 71 KHOA HC & CôNG NGHê a) b) Hình Máy đo progibometer Maksimov (a) Aistov (b) Hình Sơ đồ thí nghiệm kích thước thật nền đất tự nhiên cách đo kết thí nghiệm dùng hệ khung truyền lực 1- Móng thí nghiệm; 2- khung; 3- ống thép; 4- móng để neo; 5- thép truyền lực; 6- để nối khối tải trọng với móng neo; 7- khớp để nối với thép truyền lực; 8- kích thủy lực ГВ; 9- khớp trụ; 10- lăn 120 2,6 xc = 0,102e03 zc = 2,848e03 - 7,76e02 xc = - 0,04e03 zc = 1,831e03 - 4,795e02 xc = 0,007e03 zc = 5,062e03 - 0,242e0 + 0,206e0 - 0,010 160 2,6 + 0,028e0 + 0,036e0 + 0,023 60 2,8 100 2,8 120 2,8 160 2,8 + 8,357e0 - 4,437 + 4,884e0 - 2,359 - 0,042e0 + 0,07e0 + 0,007 - 14,278e0 + 15,23e0 - 7,827 xc = 0,003e03 zc = 2,88e03 - 8,25e02 xc = 0,097e03 zc = 2,114e03 - 6,523e02 xc = -0,15e03 zc = 4,265e03 - 0,053e0 + 0,103e0 +0,0002 - 0,253e0 + 0,231e0 - 0,017 + 0,249e02 - 0,091e0 + 0,052 + 9,196e0 - 5,139 + 7,857e0 - 4,626 - 10,549e02 + 9,583e0 - 3,909 60 3,6 100 3,6 120 3,6 160 3,6 xc = 0,05 e03 - 0,136 zc = 6,332e03 e0 + 0,143 e0 - 0,0007 - 18,616e02 + 20,81e0 - 11,27 xc = -0,017e03 zc = 5,261e03 - 0,004e0 + 0,067e0 + 0,019 - 14,602e02 + 15,395e0 - 7,98 xc = -0,133e03 zc = 5,424e03 - 14,5e02 xc = 0,03e03 zc = 2,867e03 - 8,181e02 + 0,229e0 - 0,076e0 + 0,053 - 0,135e0 + 0,191e0 + 0,008 + 14,705e0 - 7,374 + 9,48e0 - 5,656 Ảnh hưởng tải trọng lên tọa độ tương đối trục quay tức thời Xét kết thí nghiệm [3, trang 97-99] xác định dịch chuyển tâm móng thực với mẫu trụ đường kính d=50cm; độ sâu h=180cm; độ lệch tâm tương đối tải trọng dọc trục e0=0,4 Thí nghiệm tiến hành thực địa (xem tiếp trang 79) 72 T„P CHŠ KHOA H“C KIƯN TRC - XY DẳNG ... đến độ lún Điều dẫn đến độ nghiêng móng tăng, tọa độ tương đối theo trục xc tăng theo trục zc giảm Tác giả khảo sát vị trí trục quay tức thời móng với trường hợp độ sâu chơn móng tương đối tải...Bảng Mối liên hệ tọa độ tương đối trục quay tức thời móng trụ đường kính d=50cm độ sâu chơn móng tương đối λ Tải trọng F, kN 100 Tọa độ tương đối trục quay tức thời e0 0,4 100 0,5 100 0,8 100 xc... 0,031 Ảnh hưởng độ lệch tâm tương đối tải trọng dọc trục lên tọa độ tương đối trục quay tức thời Thí nghiệm nghiên cứu thực đất tự nhiên hai lớp Đường kính mẫu móng trụ d=50cm, độ sâu chơn móng