Các yếu tố ảnh hưởng đến vị trí trục quay tức thời của móng trụ

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