Mở rộng mô hình giàn ảo cho đài cọc bê tông cốt thép chịu tải trọng lệch tâm và có cọc chịu kéo

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

19
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Mở rộng mô hình giàn ảo cho đài cọc bê tông cốt thép chịu tải trọng lệch tâm và có cọc chịu kéo này mở rộng mô hình giàn ảo theo tiêu chuẩn châu Âu để tính đài cọc chịu tải trọng lệch tâm, xét cả trường hợp mô men chân cột đủ lớn dẫn đến một số cọc trong đài chịu kéo. Để đảm bảo điều kiện cân bằng, nhiều thanh chống và thanh giằng được đưa thêm vào mô hình giàn ở các vị trí thích hợp.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Mở rộng mô hình giàn ảo cho đài cọc bê tông cốt thép chịu tải trọng lệch tâm và có cọc chịu kéo

Tạp chí Vật liệu & Xây dựng Tập 12 Số 01 năm 2022 0ởUộQJP{KuQKJLjQảo cho đài cọFErW{QJFốWWKpSFKịXWảLWUọQJOệFKWkP YjFyFọFFKịXNpR 1JX\ễQ+ữX$QK7XấQ 1JX\ễQ7Kị7X\ếW+ằQJ Trường ĐạLKọF.LếQWU~F7S+ồ&Kt0LQK TỪ KHOÁ TÓM TẮT Đài cọc 0{KuQKFKốQJJLằng được dùng đểSKkQWtFKQKữQJYQJEấWOLrQWụFWURQJNếWFấXErW{QJFốWWKpSNKL Giàn ảo JLảWKLếWWLếWGLệQSKẳQJNK{QJFzQSKKợS&iFWLrXFKXẩQTXốFWếNKX\ếQQJKịdùng phương pháp giàQ Điều kiện cân bằng ảRNKLWKLếWNếđài cọFFyWỷOệQKịSWUrQFKLềXFDRQKỏhơn hai. Các chỉGẫQWKLếWNếthường xét đài cọF Tải trọng lệch tâm FKịXOực nén đúng tâm từFộWYớLP{KuQKFKốQJJLằng đơn giảQFiFFọc đềXFKịXQpQYjFySKảQOực đầX Cọc chịu kéo FọF EằQJ QKDX%jL YLếW Qj\ PởUộQJ P{KuQK JLjQ ảRWKHRWLrX FKXẩn châu Âu đểtính đài cọF FKịX WảL WUọQJOệFKWkP[pWFảtrườQJKợSP{PHQFKkQFột đủOớQGẫn đếQPộWVốFọc trong đài chịu kéo. ĐểđảP Eảo điềXNLệQFkQEằQJQKLềXWKDQKFKốQJYjWKDQKJLằng được đưa thêm vào mô hình giàn ởFiFYịWUt WKtFKKợS.ếWTXảWtQKWRiQWUrQJLjQảRSKẳQJYjNK{QJJLDQFKRWKấ\QJRjLWKDQKJLằQJởđáy đài thì QộLOựFNpRFzQFyWKể[XấWKLệQWURQJWKDQKJLằQJởPặWWUrQWKDQKJLằng đứQJYjWKDQKJLằQJ[LrQ'R đó diệQWtFKYjFKLềXGjLQHRFốWWKpSFKRFiFWKDQKJLằQJQj\FầQSKải đượFTXDQWkP&iFOựFNpRWURQJ WKDQKJLằng đứQJYj[LrQVẽkhông đượFSKiWKLệQQếu đài cọc đượFWtQKEằng phương pháp quen thuộF như mộWGầPOật ngượFFKịXXốQ .(
Tạp chí Vật liệu & Xây dựng Tập 12 Số 01 năm 2022 và Teerawong sử dụng mô phỏng Monte Carlo để đánh giá độ tin cậy F{QJxon, ứng suất kéo sẽ xuất hiện trong tiết diện cột và cơ chế của các phương pháp thiết kế đài cọc và nhận thấy rằng phương pháp truyền lực từ cột xuống các cọc sẽ khác với trường hợp cột chịu nén tính toán truyền thống theo tiêu chuẩn Anh BS 8110 và tiêu chuẩn đúng tâm. Một số cọc trong đài sẽ làm việc chịu kéo thay vì chịu nén Hoa Kỳ ACI 31814 cho hệ số an toàn thấp hơn so với phương pháp khi đài chịu mô men lệch tâm đủ lớn. chốnggiằng [6]. Bài bào này mở rộng mô hình chốnggiằng theo tiêu chuẩn Phương pháp giàn ảo, hay phương pháp chống giằng, được Châu Âu (Eurocode 2) để áp dụng thiết kế đài cọc chịu nén lệch tâm, dùng để thiết kế đài cọc có tỷ nhịp trên chiều cao nhỏ hơn 2, lúc đó lý Fy xét trường hợp cọc chịu kéo. Mô hình giàn ảo cho cả bài toán thuyết dầm không còn phù hợp [7]. Hình 1 mô tả mô hình giàn ảo phẳng và bài toán không gian sẽ được thiết lập và phân tích thông đơn giản nhất của một đài 2 cọc chịu tải trọng đúng tâm từ cột. LựF qua các thí dụ tính toán số. nén từ cột được truyền xuống các cọc thông qua một giàn ảo hình tam giác với bê tông đóng vao trò thanh chống chịu nén (ký hiệu là C) và cốt thép đáy dầm là thanh giằng chịu lực kéo (ký hiệu là T). Nút trên 0ộW Vố quy địQK FủD (XURFRGH Yề WKLếW Nế WKHR P{ KuQK của dàn trùng với tâm của diện truyền tải, nút dưới là giao điểm của FKốQJJLằQJ trục cọc với cốt thép chịu kéo. Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu BTCT hiện 7KDQKFKốQJ hành của Việt Nam chưa có những chỉ dẫn cụ thể về phương pháp giàn ảo [8]. Trong khi đó, nhiều tiêu chuẩn BTCT quốc tế khuyến TrườQJứQJVXấWWURQJWKDQKFKốQJFyWKểFyGạng hình lăng khích áp dụng phương pháp giàn ảo để thiết kế đài cọc như tiêu WUụ KuQK FKDL KRặF KuQK TXạt. Vùng có trườQJ ứQJ VXất lăng trụ Oj chuẩn Châu Âu (XURFRGH 2, tiêu chuẩn Hoa Kỳ ACI 318, tiêu chuẩn YQJ%%HDP%HUQRXOOL
FyWKểiSGụQJJLảWKLếWWLếWGLệQSKẳng như Canada CSA A23.3 và tiêu chuẩn Úc AS 3600 [2, 3, 9, 10]. Vấn đề áp Gầm thông thường. Vùng có trườQJ ứQJ VXấW KuQK FKDL KD\ TXạW Oj dụng mô hình giàn ảo trong thiết kế đài cọc đã thu hút nhiều nghiên ORạLYQJEấWOLrQWụFJọLOjYQJ'GLVFRQWLQXLW\GLVWXUEHG
WURQJ cứu. Park và nnk. cải tiến mô hình chống giằng của tiêu chuẩn ACI đó giả WKLếWWLếWGLệQSKẳQJNK{QJ FzQ SKKợp. Cường độ FKịX QpQ 318 và CSA A23.3 bằng cách sử dụng quy luật ứng xử của BTCT khi WtQKWRiQFủDWKDQKFKống bê tông hình lăng trụNK{QJFKịXứQJVXấW nứt và xét đến tương thích biến dạng, so sánh kết quả tính toán với kéo ngang đượFWtQKWKHRELểXWKứF
YớLIFGlà cường độFKịXQpQ thí nghiệm phá hoại nhiều đài cọc có tỷ lệ nhịp chịu cắt trên chiều cao WKLếWNếFủDErW{QJIFNlà cường độFKịu nén đặc trưng củDErW{QJ nằm trong khoảng từ 0,5 đến 1,8 [11]. Cavers và Fenton kiểm chứng KệVốFF YjKệVốDQWRjQF sự hợp lý của các quy định thiết kế đài cọc theo tiêu chuẩn Canada 𝜎𝜎𝑅𝑅d,max = 𝑓𝑓𝑐𝑐𝑐𝑐 = 𝑐𝑐𝑐𝑐 𝑓𝑓𝑐𝑐𝑐𝑐 /c
&6$$94 qua so sánh với kết quả thí nghiệm [12]. Araújo đề xuất 9ớL WKDQK FKốQJ KuQK FKDL Fy ứQJ VXấW NpR QJDQJ [XấW KLệQ mô hình chống giằng có xét sự phá hoại nén của thanh chống và sự trong đoạQJLữa thanh, cường độFKịXQpQWtQKWRiQFủDErW{QJWURQJ chảy dẻo của cốt thép trong thanh giằng. Phương pháp này không WKDQKFKốQJNK{QJFyFốWWKpSQJDQJOj kiểm tra nén vỡ bê tông ở tiết diện tiếp xúc trực tiếp với chân cột mà 𝜎𝜎𝑅𝑅d,max = 0,6’𝑓𝑓𝑐𝑐𝑐𝑐 = 0,6(1 − 𝑓𝑓𝑐𝑐𝑐𝑐 /250)𝑓𝑓𝑐𝑐𝑐𝑐
tại một độ sâu bên trong đài, được xác định bằng thuật toán lặp [13]. Như vậ\FyWKể[HPWKDQKFKống hình chai như là thanh chốQJ Gần đây, Mathern và nnk. cải tiến mô hình chốnggiằng ba chiều cho hình lăng trụEịVX\JLảm cường độ&yWKểgia cườQJFốWWKpSQJDQJ đài cọc, xây dựng thuật toán tối ưu hóa kích thước vùng nút và hình FKRWKDQKFKống hình chai đểtăng cường độFKRQyWừ’IFGOrQJLi dạng của mô hình [14]. WUịWối đa là ’IFG, lúc đó cường độFủDYQJQ~WVẽđónJYDLWUzTX\ếW địQK>@ 7KDQKJLằQJ 'LệQ WtFK FốW WKpS $V FKR WKDQK JLằQJ FKịX OựF NpR WtQK WRiQ 7 được xác địQK WKHR F{QJ WKứF
YớL I\G là cường độ WtQK WRiQ I\N Oj JLớLKạQFKảy đặc trưng và V OjKệVốDQWRjQFủDFốWWKpS&KLềX dài neo thép đượFWtQKWRiQWKHRWLrXFKXẩQFyNKLSKảLFầQGQJWấP +uQKMô hình giàn ảo đơn giản cho đài 2 cọc chịu tải đúng tâm QHRởđầXWKDQKJLằQJ9ớLFiFYQJQ~WFyứQJVXấWWậSWUXQJOớQFốW WKpSFyWKểđượFEốWUtWKjQKQKLềXOớp đểtăng kích thướFYQJQ~WYj Các hướng dẫn thiết kế kết cấu BTCT theo mô hình giàn ảo, khi tăng chiềXUộQJFủDFiFWKDQKFKốQJTX\WụYjRQ~W 𝑠𝑠 𝑇𝑇
𝑇𝑇 đề cập đến đài cọc, thường chỉ giới hạn ở đài chịu lực dọc đúng tâm 𝐴𝐴𝑠𝑠 = 𝑓𝑓𝑦𝑦𝑦𝑦 = 𝑓𝑓𝑦𝑦𝑦𝑦 từ cột [2, 3, 7, 15]. Với trường hợp tải trọng này thì mô hình chống giằng khá đơn giản, có ít phần tử với các cọc đều chịu nén và phản 9QJQ~W lực đầu cọc được giả thiết là như nhau. Thực tế trong trường hợp cột chịu nén lệch tâm với mô men lớn, như cột của khung khán đài dạng +uQKELểXGLễQFiFORạLQ~WWURQJJLjQSKẳQJYớL&Yj7OầQ JOMC 84
Tạp chí Vật liệu & Xây dựng Tập 12 Số 01 năm 2022 lượWOjWKDQKFKốQJYjWKDQKJLằQJTX\WụYjRQ~W1ộLOựFFiFWKDQK QpQ1 N1YjP{PHQ0[ N1PWừđó tính đượFSKảQ được xác địQK Wừ điềX NLệQ FkQ EằQJ OựF WạL Q~W ỨQJ VXấW QpQ WtQK Oực đầXFọFOj3 N1Yj3 N1 WRiQ OớQ QKấW WURQJ Q~W 5GPD[ Oấ\ EằQJ ’fFG FKR Q~W &&& EằQJ ’fFGFKRQ~W&&7YjEằQJ’fFGcho nút CTT. ĐểứQJVXấWWạL 7KLếWOậSP{KuQKJLjQảR FiFPặt nút không vượWTXiJLiWUị 5GPD[FyWKểtăng kích thướFFủD WấP QHR KRặF WKDQK JLằng để tăng kích thướF FủD Q~W 7tQK WRiQ Fy 7URQJYtGụnày, dướLWiFGụQJFủDWảLWUọQJOệch tâm trên đài WKể GựD YjR YQJ Q~W Pở Uộng được xác địQK Wừ SKầQ JLDR FủD FiF WKu FiF Fọc đềX FKịX QpQ+uQK P{ Wả PộWP{KuQK JLjQ ảRNKả dĩ WKDQKTX\WụYjRQ~W+uQKPLQKKọDYQJQ~WYjYQJQ~WPởUộQJ cho đài cọF /ựF QpQ Yj P{ PHQ FKkQ Fột đượF WiFK WKjQK PộW FặS ORạL&&7YớLFKLềXUộQJDởđầXWKDQKFKống được xác địQKEằQJ OựF NpR Yj QpQ WiF GụQJWURQJ PỗL SKkQQửD Eề UộQJWUX\ềQWảLQốL 𝑎𝑎2 = 𝑎𝑎1 sin𝜃𝜃 + 𝑢𝑢cos𝜃𝜃
YớL QKDX EởL WKDQK FKốQJ QJDQJ & 0ặW NKiF GR 3 Yj 3 NKiF trong đó XOjFKLềXUộQJWKDQKJLằQJFKịXOựFNpR7DOjFKLềXUộQJ nhau nên đáy đài sẽFầQWKDQKJLằQJ7Yj7YớLQộLOựFNKiFQKDX GLệQFKịXWảLQằPQJDQJYjOjJyFQJKLrQJFủDWKDQKFKốQJ Để đảP Eảo điềX NLệQ FkQ EằQJ OựF WạL Q~W JLDR JLữD 7 Yj 7 FiF WKDQKFKốQJ&YjWKDQKJLằQJ7được thêm vào. Như vậ\VRYớLP{ KuQKWUX\ềQWKốQJFyWKDQKJLằQJYjWKDQKFKốQJở+uQKWKuP{ hình đềQJKịở+uQKFyWKDQKJLằQJYjWKDQKFKốQJ +uQK3KkQORạLQ~W +uQK0{KuQKJLjQảo cho đài 2 cọFFKịXWảLWUọQJOệFKWkP 3KkQWtFKJLjQảR +uQKWKểKLệQFấXWạo và kích thướFFủa các nút điểQKuQK$ Yj%1ộLOựFFiFWKDQKJLằQJYjWKDQKFKống được xác địQKWừđiềX NLệQFkQEằQJOựFWạLFiFQ~W 7 3WDQ N1 7 3WDQ N1 7 &VLQ N1 +uQKKích thướFYQJQ~WYjYQJQ~WPởUộQJORạL&&7 & 3VLQ N1 & 7−7
FRV N1 0ởUộQJP{ KuQK JLjQ ảo cho đài cọFFKịX WảL OệFK WkP–%jL & 3VLQ N1 WRiQSKẳQJ & N1 3.1. TrườQJKợSFiFFọc đềXFKịXQpQ Xét đài hai cọc có kích thước như Hình 4 vớL FộW WLếW GLệQ YX{QJઌPPYjFọFQKồi có đườQJNtQKPP'QJEr tông C25/30 có cường độFKịu nén đặc trưng IFN 25 MPa và cườQJ độFKịXNpRWUXQJEuQKIFWP 03D&ốWWKpSFyJLớLKạQFKảy đặF trưng I\N 03D7KLếWNếđài cọFWKHRWLrXFKXẩQFKkXÇX 7ảLWUọQJWKLếWNếWạLFKkQFộWOj1 N10[ N1P )\ N1 4X\ WảL WUọQJ Yề WUọng tâm đáy đài Yj Nể WKrP WUọQJ lượQJEản thân đài, theo nguyên tắc thông thường [1, 7], ta đượFOựF +uQKCác nút điểQKuQK JOMC 85
Tạp chí Vật liệu & Xây dựng Tập 12 Số 01 năm 2022 7KLếWNếPộWVốEộSKậQFủDJLjQảR 7KLếWOậSP{KuQKJLjQảR +uQK P{ Wả PộW P{ KuQK JLjQ ảR NKả dĩ cho đài cọF YớL 7ừHình 5, ta tính đượFFKLềXUộQJFủDWKDQKFKốQJ&Yj& WKDQKFKốQJ&&&
YjWKDQKJLằQJ77777
/ựFQpQ WạLFKỗWLếSJLiSYớLQ~W$OjFRV PP&KLềXUộQJFủD YjP{PHQFKkQFột đượFWiFKWKjQKPộWFặSOựFNpRYjQpQWiFGụQJ WKDQK FKốQJ & Yj & WạL FKỗ WLếS JLiS YớL Q~W % Yj & EằQJ WURQJPỗLSKkQQửDEềUộQJWUX\ềQWảLQốLYớLQKDXEởLWKDQKJLằQJ FRV PP 7 0{KuQK JLjQảo cho đài vớLFọF FKịX NpR Qj\ NKiF YớL P{KuQK ỨQJ VXấW WURQJ WKDQK FKốQJ & Fy QộL OựF Oớn hơn thanh đài chịXWảLOệch tâm nhưng các cọc đềXFKịXQpQởYtGụPụFYj FKốQJ&
WạLYịWUtFyFKLềXUộQJWLếWGLệQQKỏQKấWJầQQ~W$
Oj (G SKứFWạp hơn so vớLP{KuQKJLjQảRWUX\ềQWKống cho đài cọFFKịXWảL ઌ / (700×422) = 11,72 MPa. Cường độ WKLếW Nế FủD đúng tâm. WKDQKFKốQJWạLYQJJầQQ~W$WtQKWKHR
Oj 5GPD[ IFG 03D7DFy(G5GPD[QrQWKDQKFKốQJEảo đảPNKảnăng chịXOựF Cường độWKLếWNếFủDQ~W$Oj 5GPD[ ’fFG 03DOớQ hơn ứQJVXấWWURQJWKDQKFKốQJ&Oj03DYjOớn hơn ứQJVXấW QpQWạLPặWWLếS[~FJLữDFộWYjPyQJOjઌઌ
03D9ậy nút A đảPEảRNKảnăng chịXOựF Cường độWKLếWNếFủDQ~W%Yj&Oj 5GPD[ ’IFG 03D Oớn hơn ứQJ VXấW QpQ ở đầX FọF GR SKảQ Oực đầX FọF 3 Oj ઌ ઌ
03D 0ặW NKiF FKLềX UộQJ WKDQK FKốQJ[LrQWạLQ~W%Yj&WtQKWKHR