2. 9.1 Xác định cƣờng độ chịu nén
4.6.4 Kết quả phân tích
4.6.4.1 Gạch không nung ở Long An
Hình 4.26 Khai báo trƣờng hợp phân tích công trình chịu động đất khu vực Long An
Hình 4.28 Biểu đồ ứng suất kéo chính của Phần tử Shell 592 theo thời gian chịu động đất
Kết quả phân tích cho thấy, trong khoảng thời gian 3.5s đầu tiên, ứng suất kéo chính của phần tử Shell 592 đang xét nằm ở mức 0.036 MPa. Sau đó, ứng suất kéo chính bắt đầu tăng và đạt giá trị lớn nhất 0.353 MPa vào thời điểm 4.3s. Từ 12s trở về sau, ứng suất kéo chính ổn định trở lại nhƣ ban đầu.
Hình 4.30 Biểu đồ ứng suất nén chính của Phần tử Shell 388 theo thời gian chịu động đất
Từ biểu đồ ta thấy, trong khoảng thời gian 3.5s đầu tiên, ứng suất nén chính của phần tử Shell 388 đang xét nằm ở mức 0.015 MPa. Sau đó, ứng suất nén chính bắt đầu tăng và đạt giá trị lớn nhất 0.409 MPa vào thời điểm 4.3s. Từ 10s trở về sau, ứng suất nén chính ổn định trở lại nhƣ ban đầu.
Bảng 4.3 Đánh giá khả năng chịu động đất trƣờng hợp công trình sử dụng gạch ở Long An Long An Ứng suất (MPa) Cƣờng độ (MPa) Mác 150 Đánh giá Kết luận Kiểm tra ứng suất nén chính 0.404 15 Thỏa mãn Kết cấu tƣờng gạch bị phá hoại do ứng suất kéo chính Kiểm tra ứng suất kéo chính 0.353 0.3 Không thỏa mãn
Kết quả phân tích động tăng dần IDA cho thấy, công trình khảo sát khi sử dụng gạch xi măng cốt liệu ở Long An sẽ chịu đƣợc trận động đất với đỉnh gia tốc
nền PGA dƣới 0.282g, mạnh gấp 4 lần so với động đất có khả năng xảy ra tại Long An.
4.6.4.2 Gạch không nung ở Bình Dƣơng
Hình 4.31 Khai báo trƣờng hợp phân tích công trình chịu động đất khu vực Bình Dƣơng
Hình 4.32 Biểu đồ phân bổ ứng suất kéo chính của kết cấu tƣờng gạch vào thời điểm 4.3s
Hình 4.33 Biểu đồ ứng suất kéo chính của Phần tử Shell 592 theo thời gian chịu động đất
Từ biểu đồ ta thấy, trong khoảng thời gian 3.5s đầu tiên, ứng suất kéo chính của phần tử Shell 592 đang xét nằm ở mức 0.03 MPa. Sau đó, ứng suất kéo chính bắt đầu tăng và đạt giá trị lớn nhất 0.232 MPa vào thời điểm 4.3s. Từ 12s trở về sau, ứng suất kéo chính ổn định trở lại nhƣ ban đầu.
Hình 4.34 Biểu đồ phân bổ ứng suất nén chính của kết cấu tƣờng gạch vào thời điểm 4.3s
Hình 4.35 Biểu đồ ứng suất nén chính của Phần tử Shell 580 theo thời gian chịu động đất
Từ biểu đồ ta thấy, trong khoảng thời gian 3.5s đầu tiên, ứng suất nén chính của phần tử Shell 580 đang xét nằm ở mức 0.06 MPa. Sau đó, ứng suất nén chính bắt đầu tăng và đạt giá trị lớn nhất 0.313 MPa vào thời điểm 4.3s. Từ 10s trở về sau, ứng suất nén chính ổn định trở lại nhƣ ban đầu
Bảng 4.5 Đánh giá khả năng chịu động đất trƣờng hợp công trình sử dụng gạch ở Bình Dƣơng Bình Dƣơng Ứng suất (MPa) Cƣờng độ (MPa) Mác 75 Đánh giá Kết luận Kiểm tra ứng suất nén chính 0.313 7.5 Thỏa mãn Kết cấu tƣờng gạch bị phá hoại do ứng suất kéo chính Kiểm tra ứng suất kéo chính 0.232 0.2 Không thỏa mãn
Công trình khảo sát khi sử dụng gạch xi măng cốt liệu ở Bình Dƣơng sẽ chịu đƣợc trận động đất với đỉnh gia tốc nền PGA dƣới 0.154g, mạnh gấp 2 lần so với động đất có khả năng xảy ra tại Bình Dƣơng.
4.6.4.3 Gạch không nung ở Bến Tre, Bình Phƣớc
Hình 4.36 Khai báo trƣờng hợp phân tích công trình chịu động đất khu vực Bến Tre, Bình Phƣớc
Hình 4.37 Biểu đồ phân bổ ứng suất kéo chính của kết cấu tƣờng gạch vào thời điểm 4.3s
Hình 4.38 Biểu đồ ứng suất kéo chính của Phần tử Shell 592 theo thời gian chịu động đất
Từ biểu đồ ta thấy, trong khoảng thời gian 3.5s đầu tiên, ứng suất kéo chính của phần tử Shell 592 đang xét gần nhƣ bằng 0. Sau đó, ứng suất kéo chính bắt đầu xuất hiện, tăng dần và đạt giá trị lớn nhất 0.131 MPa vào thời điểm 4.3s. Từ 12s trở về sau, ứng suất kéo chính trở về 0 nhƣ ban đầu.
Hình 4.39 Biểu đồ phân bổ ứng suất nén chính của kết cấu tƣờng gạch vào thời điểm 4.3s
Hình 4.40 Biểu đồ ứng suất nén chính của Phần tử Shell 580 theo thời gian chịu động đất
Từ biểu đồ ta thấy, trong khoảng thời gian 3.5s đầu tiên, ứng suất nén chính của phần tử Shell 580 đang xét nằm ở mức 0.05 MPa. Sau đó, ứng suất nén chính bắt đầu tăng dần và đạt giá trị lớn nhất 0.181 MPa vào thời điểm 4.3s. Từ 10s trở về sau, ứng suất nén chính trở về nhƣ ban đầu.
Bảng 4.5 Đánh giá khả năng chịu động đất khi công trình sử dụng gạch ở Bến Tre, Bình Phƣớc B.Tre+B.Phƣớc Ứng suất (MPa) Cƣờng độ (MPa) Mác 35 Đánh giá Kết luận
Kiểm tra ứng suất
nén chính 0.181 3.5 Thỏa mãn Kết cấu tƣờng gạch bị phá hoại do ứng suất kéo chính Kiểm tra ứng suất
kéo chính 0.131 0.12
Không thỏa mãn
Công trình khảo sát khi sử dụng gạch xi măng cốt liệu ở Bến Tre, Bình Phƣớc sẽ chịu đƣợc trận động đất với đỉnh gia tốc nền PGA dƣới 0.090g, cƣờng độ này cũng tƣơng đƣơng với động đất có khả năng xảy ra tại 2 khu vực trên.
4.6.4.4 Gạch không nung ở Vĩnh Long
Hình 4.41 Khai báo trƣờng hợp phân tích công trình chịu động đất khu vực Vĩnh Long
Hình 4.42 Biểu đồ phân bổ ứng suất kéo chính của kết cấu tƣờng gạch vào thời điểm 4.3s
Hình 4.43 Biểu đồ ứng suất kéo chính của Phần tử Shell 592 theo thời gian chịu động đất
Từ biểu đồ ta thấy, trong khoảng thời gian 3.5s đầu tiên, ứng suất kéo chính của phần tử Shell 592 đang xét nằm ở mức 0.025 MPa. Sau đó, ứng suất kéo chính bắt đầu tăng dần và đạt giá trị lớn nhất 0.435 MPa vào thời điểm 4.3s. Từ 12s trở về sau, ứng suất kéo chính trở về mức nhƣ ban đầu.
Hình 4.44 Biểu đồ phân bổ ứng suất nén chính của kết cấu tƣờng gạch vào thời điểm 4.3s
Hình 4.45 Biểu đồ ứng suất nén chính của Phần tử Shell 580 theo thời gian chịu động đất
Từ biểu đồ ta thấy, trong khoảng thời gian 3.5s đầu tiên, ứng suất nén chính của phần tử Shell 580 đang xét nằm ở mức 0.06 MPa. Sau đó, ứng suất nén chính bắt đầu tăng dần và đạt giá trị lớn nhất 0.563 MPa vào thời điểm 4.3s. Từ 10s trở về sau, ứng suất nén chính trở về nhƣ ban đầu.
Bảng 4.6 Đánh giá khả năng chịu động đất khi công trình sử dụng gạch ở Vĩnh Long Ứng suất (MPa) Cƣờng độ (MPa) Mác 200 Đánh giá Kết luận Kiểm tra ứng suất nén chính 0.563 20 Thỏa mãn Kết cấu tƣờng gạch bị phá hoại do ứng suất kéo chính Kiểm tra ứng suất kéo chính 0.435 0.4 Không thỏa mãn
Công trình khảo sát khi sử dụng gạch xi măng cốt liệu ở Vĩnh Long sẽ chịu đƣợc trận động đất với đỉnh gia tốc nền PGA dƣới 0.359g, gấp 5 lần so với động đất có khả năng xảy ra tại Vĩnh Long.
CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Để đánh giá chất lƣợng cƣờng độ của gạch không nung trên công trình nhà ở xã hội thực tế và trên thị trƣờng các địa phƣơng, đề tài đã cố gắng thu thập mẫu gạch không nung thực tế của một dự án nhà ở xã hội có quy mô lớn tại tỉnh Bình Phƣớc (dự án khu nhà ở xã hội Hƣng Thịnh, Xã Tiến Hƣng, Thị xã Đồng Xoài, Tỉnh Bình Phƣớc) và mẫu gạch trên thị trƣờng tại các địa phƣơng nhƣ Long An, Bến Tre, Vĩnh Long, Bình Dƣơng. Các mẫu gạch đƣợc thu thập và đƣợc thí nghiệm, đánh giá theo tiêu chuẩn TCVN 5573:2011 Kết cấu gạch đá [8] – Tiêu chuẩn thiết kế và tiêu chuẩn TCVN 6477 – 2016: Gạch bê tông [7].
Bên cạnh đó, để đánh giá khả năng chịu tải của hệ tƣờng gạch không nung trên công trình nhà ở xã hội thực tế, luận văn lựa chọn và đánh giá khả năng chịu tải của tƣờng gạch cho một dự án nhà ở xã hội có quy mô lớn tại tỉnh Bình Phƣớc. Đề tài nghiên cứu để làm sáng tỏ khả năng chịu tải ngắn hạn và dài hạn của gạch không nung trong dự án nhà ở xã hội dƣới điều kiện tải trọng sử dụng theo các tiêu chuẩn thiết kế. Mục tiêu tiếp theo của đề tài là xác định khả năng chịu tải của gạch không nung trong dự án nhà ở xã hội dƣới tác động của tải trọng động đất với gia tốc đỉnh ag đƣợc xác định theo phƣơng pháp IDA (Incremental Dynamic Analysis).
5.1 Kết luận
Từ kết quả thí nghiệm nén mẫu gạch không nung ở các địa phƣơng khảo sát, đề tài đã tổng hợp lại kết quả thí nghiệm xác định cƣờng độ chịu nén theo bảng dƣới đây:
Địa điểm lấy mẫu gạch thí nghiệm Cƣờng độ chịu nén (MPa) Mác gạch tƣơng đƣơng Trung bình các mẫu thử Nhỏ nhất trong các mẫu thử Lớn nhất trong các mẫu thử Long An 15.07 13.42 17.88 Mác 150 Bình Dƣơng 8.58 6.17 10.45 Mác 75 Bến Tre 4.41 2.42 5.73 Mác 35 Vĩnh Long 19.16 12.81 25.06 Mác 200 Bình Phƣớc 5.48 1.67 17.64 Mác 35
Bảng tổng hợp kết quả nén mẫu gạch xi măng cốt liệu cho thấy: Vĩnh Long có chất lƣợng gạch tốt nhất với cƣờng độ chịu nén cao và kết quả không biến động
nhiều qua các mẫu thử, tiếp đến là Long An, Bình Dƣơng và kém nhất là ở Bến Tre và Bình Phƣớc. Mẫu gạch mà đề tài thu đƣợc ở Bến Tre chƣa đạt tới Mác 50. Gạch ở Bình Phƣớc cho kết quả biến động rất lớn, mẫu thấp nhất, cƣờng độ nén chỉ có 1.67 MPa, nhƣng mẫu cao nhất lại lên đến 17.64 MPa.
Qua đó, từ kết quả thí nghiệm cƣờng độ chịu nén của mẫu gạch ở các địa phƣơng khảo sát và bảng 10, TCVN 5573:2011 Kết cấu gạch đá – Tiêu chuẩn thiết kế [8], đề tài tổng hợp thành bảng bên dƣới thể hiện ứng suất giới hạn của khối xây gạch ứng với từng Mác gạch. Dựa vào các ứng suất giới hạn này có thể đánh giá đƣợc công trình đủ hoặc không đủ khả năng chịu lực khi chịu tác động của tải trọng hay khi chịu động đất.
Trạng thái ứng suất (MPa)
Địa điểm xây dựng
Long An Bình Dƣơng Bến Tre Vĩnh Long Bình Phƣớc
MÁC 150 MÁC 75 MÁC 35 MÁC 200 MÁC 35
Kéo dọc trục Rk 0.20 0.13 0.08 0.25 0.08
Kéo khi uốn Rku và ứng suất kéo chính
Rkc
0.30 0.20 0.12 0.40 0.12
Cắt Rc 0.80 0.55 0.30 1.00 0.30
Dựa trên kết quả phân tích ứng suất trong tƣờng gạch tại mọi vị trí trên công trình dƣới tác dụng của tải trọng bản thân và hoạt tải sử dụng, thấy rằng giá trị ứng suất lớn nhất trong tƣờng gạch là S22 = 0.21 (MPa) nhỏ hơn cƣờng độ chịu nén [S] = 1.67 (MPa) nhỏ nhất của gạch tại dự án theo kết quả thí nghiệm đƣợc trình bày trong phần trƣớc. Vì vậy, kết cấu gạch thỏa điều kiện chịu lực khi công trình chịu tác dụng của tải trọng sử dụng.
Khu A và Khu E có kết cấu chịu lực chính là kết cấu dạng gạch đá (không có hệ khung bê tông cốt thép chịu lực), nên chất lƣợng công trình phụ thuộc chủ yếu vào chất lƣợng của gạch. Kết quả thí nghiệm nén mẫu gạch cho thấy tỉ lệ gạch không đạt Mác thiết kế khá cao, và cƣờng độ nén của gạch có sự biến động lớn từ 1.67 MPa đến 17.64 MPa. Theo kết quả tính toán, về mặt tổng thể, ứng suất chính trong kết cấu tƣờng gạch vẫn nằm trong giới hạn chịu lực kể cả khi so với cƣờng độ thấp nhất của mẫu gạch từ kết quả thí nghiệm. Tuy nhiên, do giá trị cƣờng độ chịu
nén từ kết quả thí nghiệm có sự biến động khá lớn nên có thể tồn tại những vị trí cục bộ trên công trình có ứng suất vƣợt quá khả năng chịu lực của gạch khi công trình chịu đủ tải.
Kết quả phân tích động tăng dần IDA cho thấy, công trình khảo sát khi sử dụng gạch xi măng cốt liệu ở Long An sẽ chịu đƣợc trận động đất với đỉnh gia tốc nền PGA dƣới 0.282g. Công trình khảo sát khi sử dụng gạch xi măng cốt liệu ở Bình Dƣơng sẽ chịu đƣợc trận động đất với đỉnh gia tốc nền PGA dƣới 0.154g. Trong khi đó, công trình khảo sát khi sử dụng gạch xi măng cốt liệu ở Bến Tre, Bình Phƣớc sẽ chịu đƣợc trận động đất với đỉnh gia tốc nền PGA dƣới 0.090g. Với chất lƣợng gạch không nung với cƣờng độ rất cao, công trình khảo sát khi sử dụng gạch xi măng cốt liệu ở Vĩnh Long sẽ chịu đƣợc trận động đất với đỉnh gia tốc nền PGA dƣới 0.359g.
5.2 Kiến nghị
Các kết quả và đánh giá của đề tài mới chỉ đƣợc thực hiện trên tính toán cho một dự án nhà ở xã hội thực tế. Kết quả thí nghiệm cƣờng độ mẫu gạch cũng đƣợc thực hiện trên một số mẫu tƣơng đối nhỏ đƣợc lấy từ các địa phƣơng nhƣ Long An, Bến Tre, Vĩnh Long, Bình Dƣơng và Bình Phƣớc.
Để có đƣợc những kết quả sâu rộng hơn, đề tài cần thí nghiệm cƣờng độ mẫu gạch với số lƣợng mẫu nhiều hơn và từ nhiều nguồn cung cấp khác nhau.
Bên cạnh đó, khả năng chịu tải của gạch không nung trên công trình nhà ở xã hội thực tế mới chỉ đƣợc đánh giá thông qua chỉ tiêu cƣờng độ, ứng suất. Đề tài chƣa xét đến ảnh hƣởng của thấm, nứt do co ngót, từ biến… của gạch, cũng nhƣ tính liên kết giữa gạch và vữa. Đây cũng là hƣớng phát triển của đề tài trong các nghiên cứu trong tƣơng lai.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Chu Quốc Thắng (1997), Phƣơng pháp Phần tử hữu hạn, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
[2] ETABS, Computers and Structures, Inc.
[3] SAP2000, Guidelines for Nonlinear Analysis of Bridge Structures in California. Berkeley, CA: Pacific Earthquake Engineering Research (PEER) Center.
[4] TCVN 9029:2017, Bê tông nhẹ - sản phẩm bê tông bọt và bê tông khí không chƣng áp – yêu cầu kỹ thuật.
[5] TCVN 7959:2017, Bê tông nhẹ - sản phẩm bê tông khí chƣng áp – yêu cầu kỹ thuật.
[6] TCVN 9028:2011, Vữa cho bê tông nhẹ, Tiêu chuẩn quốc gia. [7] TCVN 6477:2016, Gạch bê tông, Tiêu chuẩn quốc gia.
[8] TCVN 5573:2011, Kết cấu gạch đá và gạch đá cốt thép – tiêu chuẩn thiết kế. [9] TCVN 4085:2011, Kết cấu gạch đá – tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu. [10] TCVN 11524:2016, Tấm tƣờng rỗng bê tông đúc sẵn theo công nghệ đùn ép, Tiêu chuẩn quốc gia.
[11] TCVN 12302:2018, Tấm tƣờng nhẹ ba lớp xen kẹp, Tiêu chuẩn quốc gia. [12] TCVN 9386-2012, Thiết kế công trình chịu động đất, Tiêu chuẩn quốc gia. [13] TCVN 2737 – 1995, Tải trọng và tác động, Tiêu chuẩn quốc gia.