Thí nghiệm công trình

THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH

GVHD: NGUYỄN MINH LONG

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 KHẢO SÁT DÀN THÉP HÌNH CHỊU TẢI TRỌNG TĨNH.....................................2
1.1 Mục đích thí nghiệm : ............................................................................................................2
1.2 Cấu tạo và các kích thước của dàn thép :..............................................................................2
1.3 Thiết bị thí nghiệm :...............................................................................................................2
1.4 Sơ đồ thí nghiệm :..................................................................................................................3
1.5 Qui trình thí nghiệm : ............................................................................................................3
1.6 Số liệu thí nghiệm :.................................................................................................................4
1.7 Cách tính toán lý thuyết về ứng suất, biến dạng, độ võng:.....................................................5
1.7.1 Chuyển vị tại các nút đồng hồ đo theo kết quả tính sap2000:.........................................6
1.7.2 Biến dạng tại các điểm dựa vào kết quả bài toán SAP....................................................6
1.8 Mối quan hệ P-δ tại vị trí đồng hồ..........................................................................................7
1.9 Mối quan hệ của P-ε tại các vị trí biến trở..............................................................................9
CHƯƠNG 2 DẦM BÊTÔNG CỐT THÉP CHỊU TÁC DỤNG CỦA TẢI TRỌNG TĨNH..........13
2.1 Mục đích thí nghiệm:............................................................................................................13
2.2 Cấu tạo, kích thước dầm bê tông cốt thép và sơ đồ thí nghiệm:...........................................13
2.2.1 Cấu tạo:..........................................................................................................................13
2.2.2 Kích thước:....................................................................................................................13
2.2.3 Sơ đồ thí nghiệm:...........................................................................................................14
2.3 Thiết bị thí nghiệm:..............................................................................................................15
2.4 Quy trình tiến hành thí nghiệm:............................................................................................15
2.5 Vẽ đồ thị quan hệ giữa P và chuyển vị giữa dầm ∆2............................................................16
2.5.1 Kết quả thí nghiệm:.......................................................................................................16
2.5.2 Vẽ đồ thị P- ∆: ...........................................................................................................17
2.5.3 Tính các thông số đặc trưng của tiết diện......................................................................19
2.5.4 Đồ thị P- ∆B: (theo TCVN 356 - 2005 )........................................................................20
2.5.5 Đồ thị P- ∆ B................................................................................................................21

2.5.6 Tính toán chuyển vị theo lý thuyết SBVL.....................................................................22
2.5.7 Đồ thị P- ∆ B................................................................................................................23
2.6 So sánh với kết quả lý thuyết tính toán SBVL, lý thuyết BTCT và số liệu thực đo. Khi tải
trọng tăng kết quả lý thuyết nào phù hợp với kết quả thực nghiệm hơn? Giải thích tại sao?....24
2.7 So sánh với thực nghiệm từ đồ thị:......................................................................................25
2.8 Khi tải trọng tăng kết quả lý thuyết nào phù hợp với kết quả thực nghiệm hơn? Giải thích
tại sao?........................................................................................................................................25

NHÓM 3

1


THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH

CHƯƠNG 1

GVHD: NGUYỄN MINH LONG

KHẢO SÁT DÀN THÉP HÌNH CHỊU TẢI TRỌNG TĨNH

1.1 Mục đích thí nghiệm :
- Xác định ứng suất trong thanh dàn , độ võng , chuyển vị của dàn. Từ đó so sánh kết quả giữa
tính toán lý thuyết và thí nghiệm để kiểm tra sự phù hợp giữa 2 kết quả.

1.2

Cấu tạo và các kích thước của dàn thép :

-Dàn thép hình thang 5 nhịp, mỗi nhịp cao 0.5 m, bước nhịp 1m.

-Các thanh cánh : Thép L40x40x4 (Tra bảng)
F = 3.08 cm

2

J x = 4.58 cm

4

6

2

6

2

E = 2.1× 10 daN/cm

-Các thanh bụng : Thép L40x40x3 (Tra bảng)
F = 2.35 cm

2

J x = 3.55 cm

4

E = 2.1× 10 daN/cm

1.3 Thiết bị thí nghiệm :
-Thiết bị đo chuyển vị:
+Dial micrometers:
Kim Dài quay trên mặt đồng hồ có 100 khoảng chia, mỗi vạch tương ứng 0.01 mm
chuyển vị thẳng.
Kim ngắn quay trn vịng chia độ có 10-50 vạch, mỗi vạch tương ứng 1 mm chuyển
vị thẳng.

Hình đồng hồ đo
NHÓM 3

2


THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH

GVHD: NGUYỄN MINH LONG

-Thiết bị đo biến dạng: Cảm biến điện trở đo biến dạng thép (Strain gages). Biến trở loại 120Ω và
hệ số GF = 2.1

Hình biến trở
-Kích thủy lực: hai quang treo và đòn gia tải
+Pmax = 20 Tấn
+Đơn vị đồng hồ: kG/cm2
+Đường kính piston: D = 5.82 cm
-Thước kẹp , thước thép.
-Hệ thống thu nhận tín hiệu cảm biến P3500 + SB10

1.4

Sơ đồ thí nghiệm :
K

ε4

J

H

G

3

2

ε3

ε1

4

ε2

1
A

ε5

I

B

F

E
C

D

Hình: Sơ đồ thí nghiệm
1. Vị trí đo biến dạng : ε i
2. Vị trí đo độ võng

: Δi

1.5 Qui trình thí nghiệm :
 Dùng thước thép đo khoảng cách của dàn thép
 Nối các dây đo cảm biến vào vị trí cần đo
 Đặt các đồng hồ đo chuyển vị đúng vị trí cần đo và luôn chạm vào dàn thép khi tăng
tải
 Đọc giá trị trên đồng hồ đo chuyển vị , hộp đo biến dạng tại cấp áp lực 0 và ghi lại.
 Tiến hành tăng tải.Các cấp áp lực lần lượt là 6.25 ; 12.5 ; 18.75 ; 25; 30 ; 35 ; 40 ; 45 ;
50 ; 55 ;60.
 Tại mỗi cấp áp lực ghi lại giá trị của đồng hồ đo chuyển vị và hộp đo biến dạng.

NHÓM 3

3

THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH

GVHD: NGUYỄN MINH LONG

1.6 Số liệu thí nghiệm :
Dự tính cấp gia tải ∆P (kG/cm2) của kích thủy lực :
Diện tích Piston :
Fpiston= 0,5

π × 5.822
= 26.6 (cm2)
4

Từ đó ta suy ra lực tác dụng lên dầm thông qua hai quang treo và đòn gia tải:
P = AFpiston (kG)
Với A : trị số đọc trên kích thủy lực (kG/cm2)

0
6.25
12.5
18.75
25
30
35
40
45
50
55

60

0
0.830932
1.661865
2.492797
3.323729
3.988475
4.653221
5.317967
5.982713
6.647459
7.312204
7.97695

Số liệu đo thí nghiệm:
P
(kG/cm2)
0
6.25
12.5
18.75
25
30
35
40
45
50
NHÓM 3

Biến dạng (x10-6mm)

Chuyển vị (mm)
δ1
4
3.87
3.72
3.59
3.46
3.31
3.15
3.02
2.86
2.73

δ2
10
10.11
10.37
10.55
10.73
10.94
11.15
11.34
11.57
11.76

δ3
7
7.2

7.45
7.68
7.9
8.16
8.42
8.61
8.92
9.14

δ4
33
32.8
32.55
32.33
32.11
31.86
31.62
31.4
31.13
30.91

ε1
-1906
-1898
-1887
-1876
-1866
-1853
-1840
-1829

-1816
-1805

ε2
-1235
-1234
-1233
-1231
-1230
-1229
-1227
-1226
-1224
-1223

ε3
-2477
-2468
-2456
-2443
-2432
-2419
-2405
-2394
-2380
-2368

ε4
-1380
-1395

-1411
-1425
-1439
-1454
-1471
-1485
-1502
-1522

ε5
-2120
-2132
-2150
-2165
-2182
-2201
-2222
-2238
-2260
-2278
4


THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH
2.6
2.49

55
60

11.95
12.1

GVHD: NGUYỄN MINH LONG

9.35
9.53

30.7
30.52

-1794
-1784

-1222
-1221

-2358
-2348

-1534
-1547

-2296
-2312

Số liệu thí nghiệm hiệu chỉnh:
δ 6.25 = x 6.25 – x 0 ; δ 12.5 = x 12.5 – x 0 …..
ε 6.25 = y 6.25 – y 0 ; ε 12.5 = y 12.5 – y 0 …..
P

(kG/cm2)

Biến dạng (x10-6)

Chuyển vị (mm)

0
6.25
12.5
18.75
25
30
35
40
45
50
55
60

δ1

δ2

δ3

δ4

ε1

ε2

ε3

ε4

ε5

0
0.13
0.28
0.41
0.54
0.69
0.85
0.98
1.14
1.27
1.4
1.51

0
-0.11
-0.37
-0.55
-0.73
-0.94
-1.15
-1.34
-1.57
-1.76

-1.95
-2.1

0
-0.2
-0.45
-0.68
-0.9
-1.16
-1.42
-1.61
-1.92
-2.14
-2.35
-2.53

0
0.2
0.45
0.67
0.89
1.14
1.38
1.6
1.87
2.09
2.3
2.48

0

-8
-19
-30
-40
-53
-66
-77
-90
-101
-112
-122

0
-1
-2
-4
-5
-6
-8
-9
-11
-12
-13
-14

0
-9
-21
-34
-45

-58
-72
-83
-97
-109
-119
-129

0
15
31
45
59
74
91
105
122
142
154
167

0
12
30
45
62
81
102
118
140

158
176
192

1.7 Cách tính toán lý thuyết về ứng suất, biến dạng, độ võng:
Ứng suất – biến dạng:
•

Ứng suất trong thanh chịu kéo, nén:

•

Theo định luật Hooke (giai đoạn đàn hồi ):
Do đó:

N
F
σ = ε .E
N
ε=
(*)
EF

σ=

Trong đó:
E – module đàn hồi của vật liệu thép
N – lực dọc trong thanh dàn đang xét ứng với cấp tải đó
F – diện tích tiết diện ngang của thanh dàn

NHÓM 3

5


THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH

GVHD: NGUYỄN MINH LONG

1.7.1 Chuyển vị tại các nút đồng hồ đo theo kết quả tính sap2000:

Tại đồng hồ 1 ( nút 3 ) tương ứng với δ1
Tại đồng hồ 2 ( nút 4 ) tương ứng với δ2
Tại đồng hồ 3 ( nút 6 ) tương ứng với δ3
Tại đồng hồ 4 ( nút 7 ) tương ứng với δ4
P
(kG/cm2)
0
6.25
12.5
18.75
25
30
35
40
45
50
55
60

Chuyển vị (mm)
δ1

δ2

δ3

δ4

0.0607
0.2496
0.4386
0.6275
0.8165
0.9676
1.1188
1.2700
1.4211
1.5723
1.7234
1.8746

0.0828
0.3448
0.6069
0.8690
1.1310
1.3407
1.5504
1.7600

1.9697
2.1793
2.3890
2.5987

0.1015
0.4148
0.7281
1.0414
1.3547
1.6053
1.8559
2.1066
2.3572
2.6078
2.8585
3.1091

0.0967
0.3972
0.6977
0.9982
1.2986
1.5390
1.7794
2.0198
2.2602
2.5006
2.7410
2.9814

1.7.2 Biến dạng tại các điểm dựa vào kết quả bài toán SAP
Tiết diện một thanh thép cánh : F =3.08 cm2, E =2.1x104kN /cm2
Tiết diện một thanh bụng : F= 2.35 cm2, E =2.1x104kN/cm2
Thứ tự tương ứng với các biến trở từ 1 đến 5.

P(kG/cm2)
0
6.25
12.5
18.75
25
NHÓM 3

N1(kN)
0.851
3.335
5.820
8.304
10.788

N2(kN)
0.145
0.146
0.147
0.149
0.150

N3(kN)
0.852

3.336
5.820
8.305
10.789

N4(kN)
-0.817
-3.301
-5.784
-8.267
-10.751

N5(kN)
-0.817
-3.301
-5.784
-8.267
-10.751
6


THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH

30
35
40
45
50
55
60

12.776
14.763
16.751
18.738
20.726
22.713
24.701

GVHD: NGUYỄN MINH LONG

0.152
0.153
0.154
0.155
0.157
0.1578
0.159

12.776
14.764
16.751
18.738
20.726
22.714
24.701

-12.737
-14.724
-16.711

-18.698
-20.684
-22.671
-24.658

-12.737
-14.724
-16.711
-18.698
-20.684
-22.671
-24.658

Biến dạng theo công thức lý thuyết (*):

P
(kG/cm2)
0
6.25
12.5
18.75
25
30
35
40
45
50
55
60

Biến dạng (x10-6)
ε1

ε2

ε3

ε4

ε5

6.578540507
25.78076685
44.99072356
64.19294991
83.39517625
98.76314162
114.1233766
129.491342
144.851577
160.2195424
175.5797774
190.9477427

1.120903
1.128633
1.136364
1.151824
1.159555
1.175015

1.182746
1.190476
1.198207
1.213667
1.219852
1.229128

6.586271
25.7885
44.99072
64.20068
83.40291
98.76314
114.1311
129.4913
144.8516
160.2195
175.5875
190.9477

-6.31571
-25.5179
-44.7124
-63.9069
-83.1092
-98.4617
-113.822
-129.182
-144.542
-159.895

-175.255
-190.615

-6.31571
-25.5179
-44.7124
-63.9069
-83.1092
-98.4617
-113.822
-129.182
-144.542
-159.895
-175.255
-190.615

1.8 Mối quan hệ P-δ tại vị trí đồng hồ
Tại mỗi vị trí đồng hồ ta thể hiện 2 đường trong biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa P-δ theo
thí nghiệm và theo kết quả tính sap2000
Đồng hồ 1:

NHÓM 3

7


THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH

GVHD: NGUYỄN MINH LONG

Đồng hồ 2:

Đồng hồ 3

NHÓM 3

8


THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH

GVHD: NGUYỄN MINH LONG

Đồng hồ 4:

Nhận xét:
1.9 Mối quan hệ của P-ε tại các vị trí biến trở
Tại mỗi vị trí biến trở ta thể hiện 2 đường trong biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa P-ε theo
thí nghiệm và theo kết quả tính sap2000
Biến trở 1:

NHÓM 3

9


THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH

GVHD: NGUYỄN MINH LONG

Biến trở 2:
Biến trở 3:

Biến trở 4:

NHÓM 3

10


THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH

GVHD: NGUYỄN MINH LONG

Biến trở 5:

Nhận xét :
- Trên các biểu đồ, biến dạng tính theo Sap đều lớn hơn biến dạng theo thí nghiệm
cho trước, sự khác biệt này bên cạnh lý do các sai số khi thí nghiệm, còn một phần
rất rõ là do biến dạng tính theo Sap là biến dạng so với thanh lúc chưa chịu lực (kể
cả trọng lượng bản thân), trong khi các biển dạng theo thí nghiệm lại lấy theo biến
dạng ban đầu của thanh, tức là biến dạng do trọng lượng
- Kết quả biến dạng thanh gắn biến trở 2 sai khác nhiều do nhiều nguyên nhân, do sai
số khi đo, do sai số thiết bị, đặc biệt là do lực dọc trong thanh này không đều (do

NHÓM 3

11

THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH

-

GVHD: NGUYỄN MINH LONG

trọng lượng bản thân) dẫn đến biến dạng trong thanh không đều nhau, kết quả tính
toán theo Sap được lấy ở giữa thanh, trong khi biến trở đặt ở vị trí khác trên thanh.
Các kết quả nhìn chung phản ánh đúng lý thuyết được học về nội lực, ứng suất,
chuyển vị của hệ giàn, để kết quả chính xác hơn cần khắc phúc các sai số như: kim
đồng hồ cần đặt cùng phương với chuyển vị cần đo, khử biến dạng dư trước khi thí
nghiệm bằng cách gia tải với tải nhỏ vài lần, tiến hành thí nghiệm lặp lại 2 đến 3 lần
lấy giá trị trung bình,…

NHÓM 3

12


THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH

CHƯƠNG 2

GVHD: NGUYỄN MINH LONG

DẦM BÊTÔNG CỐT THÉP CHỊU TÁC DỤNG
CỦA TẢI TRỌNG TĨNH

2.1 Mục đích thí nghiệm:
 Là phương pháp nghiên cứu đánh giá kết cấu và công trình ( cụ thể là dầm bê

tông cốt thép ) xây dựng bằng đường lối thực nghiệm.
 Thử nghiệm và đo đạc chuyển vị của dầm bê tông cốt thép để xác định trạng
thái làm việc thực tế từ đó đưa ra dự báo khả năng an toàn trong quá trình sử
dụng ứng với các cấp tải khác nhau.
 Khảo sát quan hệ giữa lực P và chuyển vị ∆ của dầm bê tông cốt thép.
 Đánh giá kết quả thí nghiệm bằng lý thuyết Sức bền vật liệu, TCXD 356-2005
“ Bê tông và Bê tông cốt thép ” theo trạng thái giới hạn II

2.2 Cấu tạo, kích thước dầm bê tông cốt thép và sơ đồ thí nghiệm:
2.2.1 Cấu tạo:
• Bê tông có cấp độ bền chịu nén B20
o Cường độ chịu nén tính toán: Rb = 11.5 MPa
o Cường độ chịu kéo tính toán: Rbt = 0.9 Mpa
o Module đàn hồi:
Eb = 2.7x104 MPa
o Hệ số điều kiện làm việc:
• Thép AIII
o Thép trên ( vùng chịu nén ):

γb = 0.9
2φ12

o Thép dưới ( vùng chịu kéo ): 3φ16
o
o
o
o

Thép đai:
φ6 a150

Cường độ chịu kéo tính toán: Rs = 365 MPa
Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn: Rsn = 390 Mpa
Module đàn hồi:
Es = 2.0x105 Mpa

2.2.2 Kích thước:
• Khoảng cách từ điểm tác dụng lực đến gối tựa:
• Khoảng cách giữa hai gối tựa:
NHÓM 3

l1 = 1.35 m
l = 2.7 m
13


THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH

GVHD: NGUYỄN MINH LONG

• Kích thước tiết diện:
• Chiều cao có ích:

bxh = 150x250
h0 = 225

2

3
200

B20, c = 25 mm

1

3000 mm

Hình 16: Kích thước dầm bê tông cốt thép
2Ø12 - AIII
2Ø6 - AIII

250

3
3Ø16 - AIII
1

2

150

2.2.3 Sơ đồ thí nghiệm:

1350

1350
2700

Sơ đồ thí nghiệm

NHÓM 3

14


THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH

GVHD: NGUYỄN MINH LONG

Sơ đồ tính

2.3 Thiết bị thí nghiệm:





Khung gia tải.
Dụng cụ gia tải P: Kích thủy lực (Pmax = 1000 kN)
Hệ thống thu nhận tín hiệu đo lực ( load cells)
Dụng cụ đo chuyển vị: Dial Indicator
o Thang đo:
s = 30 mm
o Sai số:
0.01 mm
 Dụng cụ đo chiều dài: Thước lá
o Chiều dài:
L=5m
o Sai số:
0.1 mm
 Thiết bị P3500 đo biến dạng bê tông (ε1 )

2.4 Quy trình tiến hành thí nghiệm:





Kiểm tra và đo kích thước dầm, vị trí các điểm đặt lực P.
Áp tải P < 2KN vài lần để khử biến dạng dư trong dầm.
Đặt các Dial Indicator vào các vị trí cần đo.
Chỉnh các Dial Indicator về giá trị ban đầu bằng 0 ( hoặc đọc giá trị ban đầu
của Dial Indicator).
 Kiểm tra thiết bị thu nhận tín hiệu đo lực
 Đặt tải trọng tác dụng lên dầm thông qua việc nâng kích thuỷ lực ( giá trị
ban đầu bằng 0).
NHÓM 3

15


THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH

GVHD: NGUYỄN MINH LONG

 Nếu tăng tải vượt quá giới hạn thì tiến hành xả áp lực kích để đạt trị số cần
gia tải.
 Bố trí người thí nghiệm:
o 03 người đọc số đo trên các Dial Indicato
o 01 người ghi kết quả
o 01 người điều khiển kích

 Lặp lại thí nghiệm 03 lần.
 Trong quá trình thí nghiệm , tại mỗi cấp tải đọc các số đo sau khi tăng tải 30
s ( mỗi cấp tải duy trì 1-2 phút ) và ghi vào bảng
o Giá trị tổng lực gây uốn: P
o Giá trị các độ võng của dầm Δ1 Δ2 Δ3(giá trị đo độ võng đồng hồ Δ2
chính là độ võng max được xác định bằng thí nghiệm
o Giá trị biến dạng bê tông ε1

2.5 Vẽ đồ thị quan hệ giữa P và chuyển vị giữa dầm ∆ 2
2.5.1 Kết quả thí nghiệm:
Số liệu thí nghiệm:
CấpLực
(kN)

BêTông
Chuyển vị
Δ1

Δ2

Δ3

0

5.00

6.00

5.00

1.95

5.11

6.15

5.12

4.0

5.27

6.34

5.29

5.95

5.42

6.52

5.45

8.0

5.58

6.71

5.61

10.05

5.74

6.90

5.77

11.9

5.88

7.06

5.91

Tính toán kết quả thí nghiệm
Kết quả tính toán thí nghiệm:
CấpLực
NHÓM 3

BêTông
16


THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH

GVHD: NGUYỄN MINH LONG

(kN)
Chuyển vị (mm)

2.5.2

Δ1

Δ2

Δ3

0

0

0

0

1.95

0.11

0.15

0.12

4

0.27

0.34

0.29

5.95

0.42

0.52

0.45

8

0.58

0.71

0.61

10.05

0.74

0.9

0.77

11.9

0.88

1.06

0.91

Vẽ đồ thị P- ∆:

∆1
Đồ thị đường quan hệ giữa P và Δ1

NHÓM 3

17


THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH

GVHD: NGUYỄN MINH LONG

∆2
Đồ thị đường quan hệ giữa P và Δ2

∆3
Đồ thị đường quan hệ giữa P và Δ3

NHÓM 3

18


THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH

GVHD: NGUYỄN MINH LONG

2.5.3 Tính các thông số đặc trưng của tiết diện

 Hệ số quy đổi:
α=

2 × 105
= 7.41
2.7 × 104

 Diện tích tiết diện quy đổi:
Fqd = bh + α ( As + As' ) = 0.15 × 0.25 + 7.41× (6.033 + 2.262) ×10 −4 = 0.04365( m 2 )

 Momen tĩnh của tiết diện quy đổi:

(

)

bh 2
S qd =
+ α aA s + ( h − a ' ) As'
2
0.15 × 0.252

=
+ 7.41× ( 0.033 × 6.033 + ( 0.25 − 0.031) × 0.262 ) ×10 −4 = 0.0052( m3 )
2
y1 =

S qd
Fqd

=

0.0052
= 0.119( m) → y2 = h − y1 = 250 − 112 = 131( mm)
0.04365

 Momen quán tính của tiết diện bê tông:
2

2

bh3
h
0.15 × 0.253
0.25 


−4
4
Ib =
+ bh  y1 − ÷ =
+ 0.15 × 0.25 ×  0.112 −

÷ = 1.97 ×10 (m )
12
2
12
2 



 Momen quán tính của tiết diện quy đổi:
I qd = I b + α As ( y1 − a ) + α As' ( y2 − a ' )
2

2

= 1.97 ×10 −4 + 7.41× 6.033 ×10 −4 × ( 0.119 − 0.033 ) + 7.41 × 2.262 ×10 −4 × ( 0.131 − 0.031)
2

= 2.46 × 10 −4 ( m 4 )

 Momen kháng uốn của toàn bộ tiết diện:
2.46 ×10−4
W0 =
=
= 2.07 ×10 −3 ( m3 )
y1
0.119
I qd

NHÓM 3

19

2


THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH

GVHD: NGUYỄN MINH LONG

2.5.4 Đồ thị P- ∆ B: (theo TCVN 356 - 2005 )
 Momen kháng chống nứt dẻo:
W pl = 1.75W0 = 1.75 × 2.07 ×10−3 = 3.62 ×10 −3 (m3 )

 Các hệ số:
+ ψ s = 1.25 − ϕls

Rbtn .W pl
M

= 1.25 − 1.1×

1.4 × 105 × 3.62 ×10−4
M

- Rbtn = 1.4 Mpa – bê tông B20
- ϕls = 1.1 - do tải trọng ngắn hạn và cốt thép có gờ
→ Kiểm tra: ψ s ≤ 1
+ ψ b = 0.9 - do sử dụng bê tông nặng B20 > B7,5
+ ν = 0.45 - do tải trọng tác dụng ngắn hạn
α '

7.41
As
× 2.262 ×10−4
+ ϕ = 2ν
= 2 × 0.45
= 0.0572
f

bh0
0.15 × 0.217
+ β = 1.8
A
6.033 × 10−4
= 0.018
+ µ= s =
bh0 0.15 × 0.217
M
M
=
+δ= 2
bh0 Rbn 0.15 × 0.217 2 ×15 ×105

+ Rbn = 15 MPa
 a' 
 0.031 
λ
=
ϕ
+
÷ = 0.0572 × 1 −

f 1 −
÷ = 0.049
h
0.217


0 

1
1
ξ=
=
≤1
2
2
1+ 5( δ + λ )
1 + 5 ( δ + 0.049 )
+
β+
1.8 +
10 µα
10 × 0.018 × 7.41
 2a '

 2 × 0.031

ϕf +ξ2 ÷
× 0.0572 + ξ 2 ÷



h
÷h0 = 1 − 0.217
+ z = 1 − 0
÷× 0.217

2 ( 0.0572 + ξ )
2( ϕ f +ξ ) ÷

÷

÷





B=

=

h0 z

ψs
ψb
+
Es As ν ( ϕ f + ξ ) Ebbh0
0.217 × z

ψs
0.9

+
−4
2 ×10 × 6.033 ×10
0.45 × ( 0.0572 + ξ ) × 2.7 ×10 4 × 0.15 × 0.217
5

 Nội lực:
NHÓM 3

20


THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH

GVHD: NGUYỄN MINH LONG

Tại B:
M=

PL 2.7
=
× P = 0.675 × P
4
4

P – tải trọng tác dụng ứng với mỗi cấp
 Chuyển vị:
Trong đó : β =

∆B = β

M 2
L
B

1
12

Bảng 22: Kết quả tính toán độ võng theo TCVN 356 – 2005
P(N)

M(Nmm)

δ

ξ

z

0

0

0

0.356

179.427

1950

1316250

0.012

0.355

179.487

0.2

5.43E+12 0.147

4000

2700000

0.025

0.355

179.566

0.2

5.42E+12 0.302

5950

4016250

0.038

0.354

179.654

0.2

5.42E+12 0.45

8000

5400000

0.051

0.353

179.76

0.218

5.3E+12

10050

6783750

0.064

0.351

179.88

0.428

4.28E+12 0.963

11900

8032500

0.076

0.35

180

0.556

3.83E+12 1.274

2.5.5

Ψs

B

Δ (mm)

0

0.619

Đồ thị P- ∆ B

NHÓM 3

21


THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH

GVHD: NGUYỄN MINH LONG

∆B
Đồ thị quan hệ tải trọng – độ võng P- ∆ B (theo TCVN 356 - 2005)
2.5.6 Tính toán chuyển vị theo lý thuyết SBVL

P
B
1350

1350
2700
Mm
PL/ 4
P=1
Mk
L/ 4

NHÓM 3

22


THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH

GVHD: NGUYỄN MINH LONG

Hình 24: Biểu đồ moment ở trạng thái m và k
• Vẽ biểu đồ momen trạng thái “m”
Momen lớn nhất:
M =P

L
4

• Vẽ biểu đồ momen trạng thái “k”
• Nhân biểu đồ

( )

yB = M k . ( M m ) =

1  1 PL L 2 L 
PL3
×
× × × ÷× 2 =
EI  2 4 2 3 4 

48EI

Bảng 23: Kết quả tính toán độ võng theo lý thuyết SBVL chuyển vị tại B:
E = Eb = 27 × 103 (MPa )
I=

b × h3 150 × 2503
=
= 195312500(mm 4 )
12
12
P(N)
0
1950
4000
5950
8000
10050
11900

2.5.7

ΔB (mm)
0
0.152
0.311
0.463
0.622
0.781
0.925

Đồ thị P- ∆ B

NHÓM 3

23


THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH

GVHD: NGUYỄN MINH LONG

∆A
Đồ thị quan hệ tải trọng – độ võng P- ∆ B (theo lý thuyết SBVL )

2.6 So sánh với kết quả lý thuyết tính toán SBVL, lý thuyết BTCT và
số liệu thực đo. Khi tải trọng tăng kết quả lý thuyết nào phù hợp
với kết quả thực nghiệm hơn? Giải thích tại sao?

∆ (mm)
Đồ thị so sánh kết quả lý thuyết tính toán SBVL, lý thuyết BTCT và số liệu thực đo
NHÓM 3

24


THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH

2.7

GVHD: NGUYỄN MINH LONG

So sánh với thực nghiệm từ đồ thị:
 Giữa lý thuyết tính toán chuyển vị và thực nghiệm đo đạc có sự khác nhau
nhưng không đáng kể.
 Trong quá trình thí nghiệm đã mắc phải những sai số: sai số do dụng cụ đo,
sai số do người đo…
 Quan hệ giữa lực và chuyển vị là tuyến tính.

2.8 Khi tải trọng tăng kết quả lý thuyết nào phù hợp với kết quả thực
nghiệm hơn? Giải thích tại sao?
Khi tải trọng tăng kết quả lý thuyết TCXD 356- 2005 sẽ phù hợp với kết quả
thực nghiệm hơn vì:
•
Tải trọng càng tăng trục trung hoà của cấu kiện càng dịch chuyển về
phía chịu nén, lúc đó tiết diện ngang của cấu kiện được chia làm 2 vùng chịu
kéo, nén.
•
Trong khi đó, lý thuyết SBVL, lại quan niệm phương lực tác dụng đi qua
trục trọng tâm của cấu kiện.
•
Theo lý thuyết SBVL, vật liệu cấu tạo cấu kiện là đồng chất, trong khi
đó cấu kiện đang xét là dầm bê tông cốt thép gồm 2 loại yếu tố cấu thành: bê
tông và cốt thép. Do đó, nếu dùng lý thuyết SBVL sẽ gặp khó khăn trong quá
trình tính toán sự làm việc chung của 2 loại vật liệu này.

NHÓM 3

25