Báo cáo thí nghiệm công trình
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.55 MB, 40 trang )
GVHD: PGS.TS HỒ ĐỨC DUY
Thí Nghiệm Cơng Trình
Đề bài
Báo cáo thí nghiệm
Trả lời câu hỏi 0, 10, 11.
Mục Lục
Đề bài ......................................................................................................................................... 1
PHẦN 1: THÍ NGHIỆM DÀN THÉP CHỊU TẢI TRỌNG TĨNH ........................................... 3
1. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM ................................................................................................... 3
2. SƠ ĐỒ THÍ NGHIỆM ........................................................................................................... 3
3. THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM ...................................................................................................... 4
3.1. Thiết bị gia tải ..................................................................................................................... 4
3.2. Thiết bị đo biến dạng .......................................................................................................... 5
3.3. Thiết bị đo độ võng ............................................................................................................. 5
4. QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM ................................................................................................. 7
5. SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM........................................................................................................ 7
6. XỬ LÝ SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM .......................................................................................... 8
7. TÍNH TỐN BIẾN DẠNG VÀ ĐO CHUYỂN VỊ THEO LÝ THUYẾT ........................... 9
7.1. Cơ sở lý thuyết .................................................................................................................... 9
7.2. Tính theo SAP 2000 .......................................................................................................... 10
8. ĐÁNH GIÁ VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ .......................................................................... 12
8.1. Đồ thị đo kết quả biến dạng và chuyển vị......................................................................... 12
8.2 Nhận xét biểu đồ: ............................................................................................................... 17
8.3. Nguyên nhân dẫn đến sai số: ............................................................................................ 18
PHẦN 2. THÍ NGHIỆM DẦM BÊ TƠNG CỐT THÉP CHỊU TẢI TRỌNG TĨNH ............ 20
1. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM ................................................................................................. 20
2. SƠ ĐỒ THÍ NGHIỆM ......................................................................................................... 20
3. THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM .................................................................................................... 21
4. TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM .................................................................................................. 24
5. SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM...................................................................................................... 25
6. XỬ LÝ SỐ LIỆU ................................................................................................................. 26
6. KẾT QUẢ CHẠY SAP 2000 .............................................................................................. 27
7. KIỂM TRA TÌNH HÌNH VẾT NỨT THEO TCVN 356 - 2005 ........................................ 29
Nhóm: 14 –Nhóm A14C
1
GVHD: PGS.TS HỒ ĐỨC DUY
Thí Nghiệm Cơng Trình
8. NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN ........................................................................ 36
PHẦN 3: TRẢ LỜI CÂU HỎI ................................................................................................ 38
Nhóm: 14 –Nhóm A14C
2
GVHD: PGS.TS HỒ ĐỨC DUY
Thí Nghiệm Cơng Trình
PHẦN 1: THÍ NGHIỆM DÀN THÉP CHỊU TẢI TRỌNG
TĨNH
1. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
Xác định chuyển vị và biến dạng của dàn thép tại một số vị trí nhất định, trên cơ sở đó xác
định trạng thái ứng suất – biến dạng
Khảo sát sự biến động của trạng thái ứng suất – biến dạng của dàn thép, trên cơ sở đó mới
xác định giá trị và tính chất nội lực sẽ hình thành và phát triển trong quá trình làm việc của
chúng.
Trạng thái ứng suất – biến dạng phản ánh khả năng làm việc thực tế của dàn thép cũng như
các yếu tố cấu thành như: vật liệu, sơ đồ kết cấu, công nghệ chế tạo…
Đây là cơ sở để đánh giá sự đúng đắn của lý thuyết tính tốn, thiết kế cơng trình và thực
nghiệm.
2. SƠ ĐỒ THÍ NGHIỆM
Dàn thép hình thang 5 nhịp, mỗi nhịp cao 0.5 m, bước nhịp 1m.
-
Các thanh cánh: 2 thanh thép L 40x40x4
F = 6.16 cm2
-
Jx = 8.94 cm4
E = 2.1x107 N/cm2
Các thanh bụng: 2 thanh thép L 30x30x3
F = 3.48 cm2
Jx = 2.80 cm4
E = 2.1x107 N/cm2
Chiều dày bản mã 5 mm.
Nhóm: 14 –Nhóm A14C
3
GVHD: PGS.TS HỒ ĐỨC DUY
Thí Nghiệm Cơng Trình
Hình 1 Dàn thép ở phịng thí nghiệm
3. THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM
3.1. Thiết bị gia tải
-
Kích thủy lực (Dpiston = 56 mm).
-
quang treo và địn gia tải.
-
Đồng hồ đo áp lực (daN/cm2).
Hình 2 Kích thủy lực
Nhóm: 14 –Nhóm A14C
4
GVHD: PGS.TS HỒ ĐỨC DUY
Thí Nghiệm Cơng Trình
3.2. Thiết bị đo biến dạng
Các cảm biến đo biến dạng thép ( strain gage )
Hình 3 Cảm biến được dán vào thanh thép và đánh số
Trong thí nghiệm có 7 cảm biến đo biến dạng thép được gắn lên dàn thép. Trong đó, cảm
biến 1, 3, 4, 5, 6, 7 đo biến dạng thanh cánh, cảm biến 2 đo biến dạng thanh bụng. Với cảm
biến 1 và 3 đo biến dạng trên cùng 1 thanh, để so sánh kết quả đo.
Hệ thống thu nhận và xử lý tín hiệu (P3500 + SB10).
Hình 4 Thiết bị thu và xử lý tín hiệu
3.3. Thiết bị đo độ võng
- Các đồng hồ đo chuyển vị bé (Dial micrometer).
- Loại đồng hồ sử dụng trong thí nghiệm là đồng hồ điện tử. Thang đo mm. Độ chia nhỏ
nhất 0.01 mm.
Nhóm: 14 –Nhóm A14C
5
GVHD: PGS.TS HỒ ĐỨC DUY
-
Thí Nghiệm Cơng Trình
Trong thí nghiệm, gắn 3 đồng hồ để đo độ võng của 3 vị trí nút trong dàn thép. Tương
ứng với chuyển vị tăng hay giảm của mỗi vị trí nút mà ta đặt đồng hồ hướng lên hay
hướng xuống
Hình 5 Dàn thép có gắn các thiết bị đo chuyển vị
Hình 6 Thiết bị đồng hồ đo chuyển vị
Nhóm: 14 –Nhóm A14C
6
GVHD: PGS.TS HỒ ĐỨC DUY
Thí Nghiệm Cơng Trình
4. QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM
Đo lại các kích thước của các thanh dàn, các liên kết và đối chứng dàn thép thực tế thí
nghiệm với mơ hình ban đầu trong lý thuyết.
Kiểm tra và đánh dấu vị trí lắp đặt các đồng hồ đo chuyển vị và các cảm biến đo biến
dạng, đánh số thứ tự để không nhầm lẫn chuyển vị khi ghi kết quả thí nghiệm.
Phân cơng nhiệm vụ của các thành viên tham gia thí nghiệm, gồm: người gia tải,
người đọc số đo của đồng hồ chuyển vị, người đọc số đo của cảm biến, người ghi chép
kết quả ...
Đọc và ghi các giá trị ban đầu của 3 đồng hồ đo chuyển vị và 7 cảm biến đo biến dạng.
Tiến hành gia tải từng cấp tăng dần từ 0, 10, 20, 30, 40 daN/cm2 theo vạch chia của
kích thủy lực.
Ứng với mỗi cấp tải, sau khi gia đúng cấp tải, đợi 1÷2 phút để dàn thép biến dạng rồi
tiến hành đọc số liệu của các đồng hồ đo chuyển vị và các cảm biến biến dạng. Tiến
hành gia 4 cấp tải.
Sau khi đã đo xong đến cấp tải cuối cùng, tiến hành xả tải, nghỉ từ 5 ÷ 10 phút để dàn
thép nghỉ và phục hồi lại trạng thái ban đầu mới tiến hành đo lần 2 tương tự như lần 1.
Thực hiện 2 lần đo và lấy giá trị trung bình để tăng độ chính xác của thí nghiệm.
-
-
-
5. SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM
Bảng 1. Kết quả thí nghiệm đo lần 1
Áp lực
(daN/cm2)
Số đọc chuyển vị kế
(mm)
I
II
0
0.109
0.222
10
0.282
20
3
4
5
6
7
0,189 -0328 -1149
-2140
-1745
-0852
-0667
-2812
0.456
0,420 -0302 -1147
-2109
-1781
-0884
-0643
-2783
0.615
1.003
0,909 -0280 -1144
-2085
-1810
-0909
-0623
-2763
30
0.875
1,479
1,359 -0263 -1142
-2065
-1834
-0931
-0607
-2743
40
1.203
2.008
1,467 -0242 -1141
-2043
-1862
-0955
-0588
-2724
Nhóm: 14 –Nhóm A14C
III
Số đọc máy đo biến dạng (με)
1
2
7
GVHD: PGS.TS HỒ ĐỨC DUY
Thí Nghiệm Cơng Trình
Bảng 2. Kết quả thí nghiệm đo lần 2
Áp lực
(daN/cm2)
Số đọc chuyển vị kế
(mm)
Số đọc máy đo biến dạng (με)
I
II
III
1
2
3
4
5
6
7
0
0,01
0,196
0,171
-0325
-1150
-2139
-1746
-0820
-0664
-2805
10
0,282
0,458
0,422
-0299
-1146
-2110
-1782
-0853
-0641
-2780
20
0,580
0,955
0,864
-0280
-1144
-2087
-1809
-0877
-0624
-2758
30
0,886
1,504
1,386
-0259
-1142
-2064
-1837
-0902
-0605
-2739
40
1,195
1,994
1,952
-0242
-1141
-2043
-1864
-0925
-0587
-2720
6. XỬ LÝ SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM
Lực tác dụng lên dàn thép:
Tải trọng tác dụng lên dàn (F) được xác định theo công thức:
𝐹 = 0.5∆𝑝𝑖 𝜋(0.5𝐷𝑝𝑖𝑠𝑡𝑜𝑛 )2
với: Dpiston = 56 mm.
Bảng 3. Tải tác dụng lên dàn thép
Áp lực (daN/cm2)
Lực F (daN)
0
0,00
10
123,15
20
246,30
30
369,45
40
492,60
Tính tốn chuyển vị và biến dạng:
Bảng 4. Kết quả chuyển vị và biến dạng ở lần đo 1
Số đọc chuyển vị kế
(mm)
I
II
III
0.000 0.000 0.000
1
0
2
0
3
0
4
0
5
0
6
0
7
0
123,15
0.173
0.234
0.231
26
2
31
-36
-32
24
29
246,30
0.506
0.781
0.720
48
5
55
-65
-57
44
49
369,45
0.766
1.257
1.170
65
7
75
-89
-79
60
69
492,60
1.094
1.786
1.278
86
8
97
-117
-103
79
88
Lực F
(daN)
0,00
Nhóm: 14 –Nhóm A14C
Số đọc máy đo biến dạng (με)
8
GVHD: PGS.TS HỒ ĐỨC DUY
Thí Nghiệm Cơng Trình
Bảng 5. Kết quả chuyển vị và biến dạng ở lần đo 2
Số đọc chuyển vị kế
(mm)
I
II
III
0.000 0.000 0.000
1
0
2
0
3
0
4
0
5
0
6
0
7
0
123,15
0.272
0.262
0.251
26
4
29
-36
-33
23
25
246,30
0.570
0.759
0.693
45
6
52
-63
-57
40
47
369,45
0.876
1.308
1.215
66
8
75
-91
-82
59
66
492,60
1.185
1.798
1.781
83
9
96
-118
-105
77
85
Lực F
(daN)
0,00
Số đọc máy đo biến dạng (με)
Bảng 6. Kết quả chuyển vị và biến dạng trung bình
Số đọc chuyển vị kế
(mm)
I
II
III
0.000 0.000 0.000
1
0
2
0
3
0
4
0
5
0
6
0
7
0
123.15
0.2225
0.248
0.241
26
3
30
-36
-32.5
23.5
27
246.30
0.538
0.77
0.7065
46.5
5.5
53.5
-64
-57
42
48
369.45
0.821
1.2825 1.1925
65.5
7.5
75
-90
-80.5
59.5
67.5
492.60
1.1395
1.792
84.5
8.5
96.5
-117.5
-104
78
86.5
Lực F
(daN)
0.00
1.5295
Số đọc máy đo biến dạng (με)
7. TÍNH TỐN BIẾN DẠNG VÀ ĐO CHUYỂN VỊ THEO LÝ THUYẾT
7.1. Cơ sở lý thuyết
𝑁
- Ứng suất trong thanh chịu kéo, nén:
𝜎=
𝐹
-
Theo định luật Hooke (giai đoạn đàn hồi):
-
Do đó:
𝜀=
Trong đó:
𝜎 = 𝜀. 𝐸
𝑁
𝐸𝐹
𝜀 – biến dạng của cấu kiện
E – module đàn hồi của vật liệu thép
N – lực dọc trong thanh dàn đang xét ứng với cấp tải đang xét
F – diện tích tiết diện ngang của thanh dàn
Nhóm: 14 –Nhóm A14C
9
GVHD: PGS.TS HỒ ĐỨC DUY
Thí Nghiệm Cơng Trình
7.2. Tính theo SAP 2000
- Mơ hình tính tốn dàn thép:
Hình 7 Mơ hình dàn thép trong SAP2000
-
Tiến hành gắn từng cấp tải trọng vào vị trí nút khung đúng với vị trí ta tiến hành thí
nghiệm, ta được kết quả chuyển vị và nội lực tương ứng.
Hình 8 Chuyển vị của dàn thép khi được gắn tải trọng
Nhóm: 14 –Nhóm A14C
10
GVHD: PGS.TS HỒ ĐỨC DUY
Thí Nghiệm Cơng Trình
Hình 9 Biểu đồ lực dọc của các TH tải trọng chạy SAP2000
-
Kết quả tính tốn chuyển vị và lực dọc được tổng hợp trong bảng sau
Bảng 7. Kết quả chuyển vị và lực dọc trong thanh
Số đọc chuyển vị kế
(mm)
Lực F
(daN)
Lực dọc trong thanh (kN)
I
II
III
1
2
3
4
5
6
7
0.00
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
123.15
0.21
0.24
0.24
0.99
0
0.99
-3.69
-3.69
0.99
0.99
246.30
0.42
0.49
0.49
1.97
0
1.97
-7.39
-7.39
1.97
1.97
369.45
0.63
0.73
0.73
2.96
0
2.96
-11.08
-11.08
2,96
2,96
492.60
0.84
0.97
0.97
3.94
0
3.94
-14.78
-14.78
3.94
3.94
Bảng 8. Kết quả tính tốn biến dạng trong thanh
Biến dạng trong thanh (με)
Lực F
(daN)
1
2
3
4
5
6
7
0.00
0
0
0
0
0
0
0
123.15
7.7
0
7.7
-28.5
-28.5
7.7
7.7
246.30
15.2
0
15.2
-57.1
-57.1
15.2
15.2
Nhóm: 14 –Nhóm A14C
11
GVHD: PGS.TS HỒ ĐỨC DUY
Thí Nghiệm Cơng Trình
Biến dạng trong thanh (με)
Lực F
(daN)
1
2
3
4
5
6
7
369.45
22.9
0
22.9
-85.7
-85.7
22.9
22.9
492.60
30.5
0
30.5
-114.3
-114.3
30.5
30.5
8. ĐÁNH GIÁ VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ
8.1. Đồ thị đo kết quả biến dạng và chuyển vị
Lực - Chuyển vị tại vị trí đồng hồ I
1.2
Chuyển vị (mm)
1
0.8
0.6
Thí nghiệm
Lý thuyết
0.4
0.2
0
0
100
200
300
400
500
600
Lực F (daN)
Hình 10 Biểu đồ mối quan hệ giữa Lực – Chuyển vị tại vị trí đồng hồ I
Nhóm: 14 –Nhóm A14C
12
GVHD: PGS.TS HỒ ĐỨC DUY
Thí Nghiệm Cơng Trình
Lực - Chuyển vị tại vị trí đồng hồ số II
2
1.8
Chuyển vị (mm)
1.6
1.4
1.2
1
Thí nghiệm
0.8
Lý thuyết
0.6
0.4
0.2
0
0
100
200
300
400
500
600
Lực F (daN)
Hình 11 Biểu đồ mối quan hệ giữa Lực – Chuyển vị tại vị trí đồng hồ II
Lực - Chuyển vị tại vị trí đồng hồ số III
1.8
1.6
Chuyển vị (mm)
1.4
1.2
1
0.8
Thí nghiệm
0.6
Lý thuyết
0.4
0.2
0
0
100
200
300
400
500
600
Lực F (daN)
Hình 12 Biểu đồ mối quan hệ giữa Lực – Chuyển vị tại vị trí đồng hồ III
Nhóm: 14 –Nhóm A14C
13
GVHD: PGS.TS HỒ ĐỨC DUY
Thí Nghiệm Cơng Trình
Lực - Biến dạng tại vị trí SG 1
90
80
Biến dạng (με)
70
60
50
40
Thí Nghiệm
30
Lý Thuyết
20
10
0
0
100
200
300
400
500
600
Lực F (daN)
Hình 13 Biểu đồ mối quan hệ giữa Lực – Biến dạng tại vị trí Strain gage 1
Lực - Biến dạng tại vị trí SG 2
9
8
Biến dạng (με)
7
6
5
4
Thí nghiệm
3
Lý thuyết
2
1
0
0
100
200
300
400
500
600
Lực F (daN)
Hình 14 Biểu đồ mối quan hệ giữa Lực – Biến dạng tại vị trí Strain gage 2
Nhóm: 14 –Nhóm A14C
14
GVHD: PGS.TS HỒ ĐỨC DUY
Thí Nghiệm Cơng Trình
Lực - Biến dạng tại vị trí SG 3
120
Biến dạng (με)
100
80
60
Thí nghiệm
Lý thuyết
40
20
0
0
100
200
300
400
500
600
Lực F (daN)
Hình 15 Biểu đồ mối quan hệ giữa Lực – Biến dạng tại vị trí Strain gage 3
Lực - Biến dạng tại vị trí SG 4
0
0
100
200
300
400
500
600
-20
Biến dạng (με)
-40
-60
Thí nghiệm
-80
Lý thuyết
-100
-120
-140
Lực F (daN)
Hình 16 Biểu đồ mối quan hệ giữa Lực – Biến dạng tại vị trí Strain gage 4
Nhóm: 14 –Nhóm A14C
15
GVHD: PGS.TS HỒ ĐỨC DUY
Thí Nghiệm Cơng Trình
Lực - Biến dạng tại vị trí SG 5
0
0
100
200
300
400
500
600
-20
Biến dạng (με)
-40
-60
Thí nghiệm
-80
Lý thuyết
-100
-120
-140
Lực F (daN)
Hình 17 Biểu đồ mối quan hệ giữa Lực – Biến dạng tại vị trí Strain gage 5
Lực - Biến Dạng tại vị trí SG 6
90
80
Biến dạng (με)
70
60
50
40
Thí nghiệm
30
Lý thuyết
20
10
0
0
100
200
300
400
500
600
Lực F (daN)
Hình 18 Biểu đồ mối quan hệ giữa Lực – Biến dạng tại vị trí Strain gage 6
Nhóm: 14 –Nhóm A14C
16
GVHD: PGS.TS HỒ ĐỨC DUY
Thí Nghiệm Cơng Trình
Lực - Biến dạng tại vị trí SG 7
100
90
80
Biến dạng (με)
70
60
50
Thí nghiệm
40
Lý thuyết
30
20
10
0
0
100
200
300
400
500
600
Lực F (daN)
Hình 19 Biểu đồ mối quan hệ giữa Lực – Biến dạng tại vị trí Strain gage 7
8.2 Nhận xét biểu đồ:
- Quan hệ giữa lực tác dụng và biến dạng theo lý thuyết là tuyến tính trong giới hạn
miền đàn hồi của vật liệu. Trong khi đó, quan hệ giữa lực tác dụng với biến dạng đo được
thực nghiệm khơng tuyến tính, chỉ là một đường có dạng gần như đường thẳng gần giống
với tuyến tính.
-
Quan hệ giữa lực tác dụng và chuyển vị theo lý thuyết là tuyến tính trong giới hạn
miền đàn hồi của vật liệu. Trong khi đó, quan hệ giữa lực tác dụng với chuyển vị đo được
thực nghiệm khơng tuyến tính, chỉ là một đường có dạng gần như đường thẳng gần giống
với tuyến tính.
-
Trong đó, đồng hồ đo chuyển vị tại vị trí III có sai số lớn dẫn đến dạng biểu đồ bị biến
đổi thành đường cong, nhưng nếu ta loại trừ số có sai số q lớn thì tổng thể biểu đồ có dạng
gần giống với đường thẳng nghĩa là gẩn như tuyến tính.
-
Biến dạng tại vị trí Strain gage 2 có sự khác biệt giữa tính tốn theo lý thuyết đàn hồi
và kết quả thực nghiệm. Trong cách tính tốn lý thuyết đàn hồi tại vị trí số 2, thanh cánh xiên
giải ra khơng có nội lực và theo định luật Hooke thì thanh cánh xiên này khơng có biến dạng,
do đó có thể nói rằng dàn thép đã nhận được lực gia tải đứng khi thí nghiệm bị lệch trục thay
vì nhận lực thẳng đứng vng góc với thanh cánh trên tại vị trí III.
Nhóm: 14 –Nhóm A14C
17
GVHD: PGS.TS HỒ ĐỨC DUY
-
Thí Nghiệm Cơng Trình
Kết quả chuyển vị và biến dạng đo được khi thí nghiệm khơng giống với kết quả tính
tốn theo lý thuyết. Chứng tỏ có yếu tố gây ra sai số trong q trình làm thí nghiệm.
8.3. Nguyên nhân dẫn đến sai số:
a) Sai số do dụng cụ đo:
-
Đồng hồ Dial micrometer đặt không chính xác vị trí cần đo chuyển vị, bị lệch đi một
khoảng so với vị trí cần đo.
-
Đồng hồ sử dụng đo chuyển vị là dạng hoạt động theo nguyên tác tín hiệu điện tử;
nên sau nhiều lần sử dụng, thời gian dài dụng cụ giảm độ nhạy dẫn đến kém chính xác, gây
sai số trong q trình đo chuyển vị.
-
Kích thủy lực đã cũ, nên bị rị dầu trong q trình gia tải là giảm áp lực của kích, làm
cho cấp áp lực thí nghiệm khơng được chính xác.
-
Cái Strain gage đã sử dụng quá lâu, sử dụng nhiều lần cho nhiều nhóm thí nghiệm nên
khơng cịn đảm bảo độ nhạy.
-
Do yếu tố môi trường tác động vào dụng cụ như nhiệt độ và gió nên đồng hồ điện tử
đo chuyển vị còn độ nhạy cao bị sai số.
b) Sai số do cơ khí:
-
Sai sót trong q trình chế tạo dàn thép, điển hình như chi tiết mối nối tại các nút dàn
không đảm bảo khả năng làm việc của các thanh dàn.
-
Dàn thép được đặt trên một dầm thép chữ I lớn trong một thời gian lâu dài, làm cho
dầm thép bị võng. Mà chân đế đồng hồ đo chuyển vị lại đặt trên dầm thép chữ I nên làm tăng
độ giá trị độ võng đo được khi thí nghiệm.
-
Bộ phận truyền tải trọng là: 2 quang treo và đòn gia tải làm bằng thép, 2 quang treo
làm bằng thép nên bị dãn dài khi gia tải làm cho tải trọng truyền lên dàn thép khơng cịn đúng
với cấp tải gia bằng kích thủy lực.
-
Dàn thép được giữ thăng bằng bằng cặp thanh thép nối giữa dàn thép với dầm thép
chữ I nên gây cản trở chuyển vị của dàn thép khi được gia tải.
-
Đường truyền lực đi xa cộng với sự sai sót trong q trình chế tạo hệ truyền tải trọng
và thời gian lâu ngày làm cho khi thí nghiệm, lực gia tải truyền đi bị sai lệch.
-
Dàn thép sau khi thí nghiệm nhiều lần, khả năng đàn hồi bị giảm, sau lần thí nghiệm 1,
thời gian chờ cho dàn phục hồi người thí nghiệm khơng tính tốn được nên lần thí nghiệm 2
kết quả thí nghiệm có sai số lớn hơn lần 1. Mặt khác, dàn chưa trở lại trạng thái ban đầu,
Nhóm: 14 –Nhóm A14C
18
GVHD: PGS.TS HỒ ĐỨC DUY
Thí Nghiệm Cơng Trình
người thí nghiệm đã bắt đầu tiến hành gia tải cho lần 2, nhưng lần này dàn thép ở trạng thái
khác với lần thí nghiệm 1, do đó có sai số.
c) Do con người:
-
Người gia tải bằng kích thủy lực khơng có kinh nghiệm gia tải, nên cấp tải gia bị sai
lệch so với cấp tải được đề ra để thí nghiệm, làm cho chuyển vị khơng cịn chính xác.
-
Thay người đọc kết quả đo trong q trình làm thí nghiệm, nên gây sai lầm trong cách
quy ước, chọn điểm mốc và cách đọc ban đầu.
-
Người ghi kết quả đo không nghe rõ người đọc kết quả, nên gây nhầm, khơng đúng số
đo.
Vì tính hấp tấp của người làm thí nghiệm nên khoảng thời gian chờ giữa 2 lần đo không đảm
bảo 5 – 10 phút, làm cho dàn thép không kịp phục hồi sau lần đo đầu tiên, nên kết quả đo của
lần 2 sai số lớn hơn lần đầu, ảnh hưởng đến kết quả đo tổng thể.
Nhóm: 14 –Nhóm A14C
19
GVHD: PGS.TS HỒ ĐỨC DUY
Thí Nghiệm Cơng Trình
PHẦN 2. THÍ NGHIỆM DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP CHỊU
TẢI TRỌNG TĨNH
1. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
Mục tiêu của thí nghiệm là nghiêm cứu ứng xử của dầm bê tông cốt thép theo trạng
thái giới hạn II. Một dầm bê tông cốt thép sẽ được gia tải đến tải trọng thiết kết là Ptk <
2/3Pmax (với Pmax là tải trọng cực hạn tương ứng với Mmax của dầm tính theo trạng thái giới
hạn I) để khảo sát.
2. SƠ ĐỒ THÍ NGHIỆM
-
Dầm BTCT có tiết diện chữ nhật bxh = 15x30 cm, dài L = 3.0 m. Chiều dày lớp bê
tông bảo vệ ao = 25 mm.
-
Bê tơng B30, có:
+ Cường độ chịu nén tính tốn: Rb = 17.0 MPa.
+ Cường độ chịu kéo tính toán: Rbt = 1.2 MPa.
+ Module đàn hồi: Eb = 32.5x103 MPa.
-
Cốt thép chịu lực CII, có:
+ Cường độ tính toán: Rs = 280 MPa.
+ Module đàn hồi: Es = 21x104 MPa.
-
Cốt thép bố trí trong dầm:
+ As = 2ϕ16 (4.02 cm2).
+ A’s = 2ϕ12 (2.26 cm2).
-
Bố trí 3 đồng hồ đo chuyển vị của dầm tại 3 vị trí như trong sơ đồ trên.
Nhóm: 14 –Nhóm A14C
20
GVHD: PGS.TS HỒ ĐỨC DUY
-
Thí Nghiệm Cơng Trình
Bố trí 2 Strain gage để đo biến dạng, 1 Strain gage đo biến dạng của cốt thép được lắp
đặt trong quá trình chế tạo dầm, 1 Strain gage đo biến dạng của bê tơng tại giữa nhịp dầm.
Hình 20 Sơ đồ thí nghiệm thực tế tại phịng thí nghiệm
3. THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM
-
Khung gia tải MAGNUS + kích thủy lực (Pmax = 200 kN).
Nhóm: 14 –Nhóm A14C
21
GVHD: PGS.TS HỒ ĐỨC DUY
Thí Nghiệm Cơng Trình
Hình 21 Kích thủy lực
-
Các đồng hồ đo độ võng của dầm. Thí nghiệm sử dụng đồng hồ điện tử.
Hình 22 Đồng hồ đo tải trọng
Nhóm: 14 –Nhóm A14C
22
GVHD: PGS.TS HỒ ĐỨC DUY
Thí Nghiệm Cơng Trình
Hình 23 Đồng hồ đo biến dạng
-
Các cảm biến đo biến dạng của thép và của dầm (strain gage).
Hình 24 Strain gage đo biến dạng bê tơng
Nhóm: 14 –Nhóm A14C
23
GVHD: PGS.TS HỒ ĐỨC DUY
Thí Nghiệm Cơng Trình
Hình 25 Gối đỡ dầm
-
Hệ thống thu nhận tín hiệu cảm biến (P3500 + SB10).
4. TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM
-
Kiểm tra lại các đồng hồ đo chuyển vị, về độ ổn định, vị trí đặt và độ nhạy của các
đồng hồ trước khi tiến hành thí nghiệm.
-
Kiểm tra kích thủy lực và hệ thống truyền tải trọng lên dầm BTCT.
-
Phân công công việc cho từng người, để đảm bảo cơng việc thí nghiệm được diễn ra
trôi chảy, không gặp các vấn đề rắc rồi ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm.
-
Tiến hành đọc các chỉ số ban đầu của các đồng hồ đo chuyển vị và các strain gage đo
chuyển vị trước khi gia tải.
-
Tiến hành gia tải bằng kích thủy lực, tiến hành đo tại 5 cấp tải trọng. Với mỗi cấp tải
trọng, sau khi gia tải, phải để dầm chuyển vị, sau 1-2 phút mới được phép đọc số đo của các
đồng hồ và strain gage.
Nhóm: 14 –Nhóm A14C
24
GVHD: PGS.TS HỒ ĐỨC DUY
Thí Nghiệm Cơng Trình
Sau khi tiến hành đo xong 5 cấp tải ở lần thứ nhất, tiến hành xả tải và để dầm nghỉ
-
ngơi 10 phút để dầm đàn hồi quay về trạng thái ban đầu, rồi mới tiếp tục tiến hành gia tải thí
nghiệm lần 2.
- Sau khi đã tiến hành đủ 2 lần thí nghiệm với 5 cấp tải mỗi lần, tiến hành tổng hợp số
liệu và lấy giá trị trung bình 2 lần đo để tính tốn.
5. SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM
Bảng 9. Kết quả thí nghiệm đo lần 1
Tải trọng
Số đọc trong chuyển vị kế (mm)
Số đọc trong máy biến dạng (
(kN)
I
II
III
1
2
3
0
0.00
0.003
0.02
-1514
+1863
+0784
2
0.19
0.203
0.18
-1527
+1933
+0833
4
0.37
0.400
0.34
-1539
+1974
+0877
6
0.55
0.598
0.50
-1550
+2034
+0925
8
0.73
0.795
0.66
-1563
+2081
+0975
Bảng 10. Kết quả thí nghiệm đo lần 2
Tải trọng
Số đọc trong chuyển vị kế (mm)
Số đọc trong máy biến dạng (
(kN)
I
II
III
1
2
3
0
0.00
0.006
0.02
-1514
+2072
+0802
2
0.18
0.198
0.17
-1526
+2140
+0832
4
0.38
0.408
0.34
-1538
+2199
+0878
6
0.55
0.600
0.50
-1550
+2254
+0922
8
0.73
0.791
0.66
-1561
+2309
+0967
Nhóm: 14 –Nhóm A14C
25
