báo cáo thí nghiệm kiểm định công trình

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
KHOA XÂY DỰNG

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM KIỂM ĐỊNH CÔNG TRÌNH

Giáo viên hướng dẫn:

THS. ĐỖ TRƯỜNG GIANG

Thực hiện: Nhóm sinh viên số 1 – Lớp 2009X1

Năm 2013

1


BÁO CÁO THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH

1. THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊ TÔNG.
- Dụng cụ, thiết bị:
Máy nén bê tông APAGEO SEGELM S.A 78114 MAGNY.
Thước lá kim loại.
- Xác định kích thước mẫu:
Đo chính xác 1mm các cặp cạnh song song của hai mặt chịu nén. Xác định diện tích mặt
nén trên, mặt nén dưới. Diện tích chịu lực nén của mẫu khi đó chính là trung bình số học
diện tích của hai mặt A 

At  Ad 2
cm .
2

a
d

c
b

Bảng 1.1 Kích thước mẫu thí nghiệm nén.
Mẫu nén

Mẫu 1

Mặt trên
Mặt
dưới

Mẫu 2

Mặt trên
Mặt
dưới

Mẫu 1

Mặt trên
Mặt
dưới

Kích thước đo
(mm)

Diện tích mặt nén trên, dưới
(At,Ad)(cm2)

a =152 ; b =153
c =153; d =154
a =152 ; b = 152
c =152; d =151
a =150 ; b = 151
c =152; d =153
a =151 ; b = 152
c =153; d =152
a =150 ; b = 151
c =151; d =152
a =151 ; b = 150
c =153; d =153

15, 2  15,3 15,3  15, 4

 234, 09
2
2
15, 2  15, 2 15, 2  15,1

 230, 28
Ad =
2
2
15  15,1 15, 2  15,3
At =


 229,5
2
2
15,1  15, 2 15,3  15, 2

 231, 04
Ad =
2
2
15  15, 2 15,1  15, 2
At =

 228, 765
2
2
15,1  15 15, 3  15,3

 230, 265
At =
2
2

At =

2

Diện
tích
(cm2)
A=

232,19

A=
230,27

A=
229,5


- Trình tự tiến hành thí nghiệm:
Chọn thang lực là 300 T để đảm bảo tải trọng phá hoại khi nén giới hạn trong khoảng (20
-80)% tải trọng cực đại.
Tốc độ tăng tải 6daN / cm2 / s .
- Kết quả mẫu thử:
R 

P max
(1.1)
F

 Hệ số chuyển đổi ảnh hưởng của kích thước hình học, a =150 mm,   1 .
Pmax Lực nén lớn nhất trước khi mẫu bị phá hoại hoàn toàn.
A Diện tích chịu nén.
Bảng 1.2 Kết quả nén mẫu.
STT
1
2
3

Tuổi

BT
28
28
28

A chịu nén
(cm2)
232,19
230,27
229,5

Lực nén
( KG)
119700
106900
111400

Rbt
(KG/cm2)
515,5
464,23
485,4

Xử lý kết quả thí nghiệm:
485, 4  464, 23
515,5  485, 4
 4,36%  15%;
 6, 2%  15%
485, 4
485, 4

Rbt1  Rbt2  Rbt3 515,5  464, 23  485, 4

 488,37( Kg / cm2 )
Vậy : R 
2
3
tb
28

Kết luận bê tông đạt mác 400.
2. THÍ NGHIỆM KÉO THÉP.
- Dụng cụ thiết bị:
Máy kéo thép.
Thước kẹp.
- Xác định kích thước mẫu:

3


Đường kính thực:

d = 12, 7356

G( g )
(2.1)
L(mm)

G trọng lượng mẫu đo thực tế (g).
L chiều dài mẫu tính toán (mm)

Bảng 2.1 Kích thước mẫu.
Trọng lượng (g)
1
2
3

Trọng lượng (g)
344
335
338

Dài (mm)
573
570
566

Đường kính (mm)
9,86
9,76
9,84

- Trình tự tiến hành:
Xác định thang lực trên máy đảm bảo lực phá hoại nằm trong giới hạn (20-80)% giá trị
tối đa của thang lực.
Tốc độ gia tải phải được khống chế trong phạm vi phù hợp ( 6 -60) N / mm2 / s .
Ban đầu kim lực tăng đều khi mẫu chịu kéo. Đến giai đoạn chảy, kim lực không tăng
trong khi mẫu vẫn tiếp tục biến dạng.
 ch 

Pc
( N / mm2 )(2.2)
A0

Giới hạn bền tức thời  b được xác định thông qua giá trị lực kéo lớn nhất trước khi mẫu
bị phá hoại.
b 

Pb
( N / mm2 )(2.3)
A0

Biến dạng dài của vật liệu là tỷ số giữa độ giãn dài tuyệt đối L  L1  L0

so

với

chiều dài tính toán ban đầu của mẫu. Chiều dài tính toán của mẫu sau khi phá hoại được
xác định bằng cách ghép chặt hai phần đứt sao cho trục của chúng nằm trên một đường
thẳng.


L L1  L0

(%)(2.4)
L0
L0

4

Trước khi thí nghiệm cần đánh dấu khoảng chiều dài tính toán trên khoảng khảo sát của
mẫu, sau khi thí nghiệm, căn cứ vào mố đã đánh dấu để xác định thông số L1 để đo biến
dạng.
Bảng 2.2 Kết quả thí nghiệm.
Mẫu Đường As
kính (cm2)
(mm)
1
2
3

9,86
9,76
9,84

0,763
0,748
0,76

Giới hạn chảy
Pch (kgf )  ch (daN / cm2 )
424
357
385

5557
4772
5065

Giới hạn bền
Pb (kgf )  b (daN / cm2 )
530
460
480

Biến
dạng(%)

6946
6149
6315

14,6
20,3
19,6

Biến
dạng
đo
tay(%)
22
26
23

So sánh với bảng của TCVN 1651 – 1985.
Nhóm
cốt
thép

CI
CII
CIII
CIV

Thử kéo

Giới hạn chảy
(daN/cm2)
2400
3000
4000
6000

Giới hạn bền
(daN/cm2)
3800
5000
6000
9000

Biến dạng dài
tương đối(%)
25
19
14
6

Với kết quả như trên bảng 2.2 so sánh với TCVN 1651 -1985 đưa ra kết luận thép thuộc

nhóm CIII.
3. KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG BÊ TÔNG DẦM BẰNG SÚNG SIÊU ÂM KẾT HỢP
SÚNG BẬT NẨY.
- Chọn vùng thử:
1
3

3

2

2

1

1

20
20

20
1-1

1

Có 3 vùng thử trên mẫu bê tông: 1,2,3.
5

18

- Số liệu kiểm tra bằng súng bật nẩy: mỗi vùng lấy 16 số liệu bật nẩy.
Bảng 3.1 Giá trị súng bật nẩy phía 1.
Vùng
1
2
3

Súng bật nẩy
32-34-32-31-33-30-31-32-35-32-31-32-30-30-32-28
35-34-38-32-33-40-30-33-34-38-36-33-34-33-36-32
30-32-36-30-31-38-42-32-35-34-32-32-30-33-30-34

ntb

31,5
34,4
33,2

Bảng 3.2 Giá trị súng bật nẩy phía 2.
Vùng
1
2
3

Súng bật nẩy
38-32-30-30-33-32-37-31-30-34-39-30-32-36-37-30
29-31-28-27-30-28-30-30-37-33-27-30-27-31-31-31
28-29-30-30-33-29-30-29-33-28-31-28-33-36-32-29

ntb

33,2
30
30,5

Vậy vùng 1 ntb =32,3 ; vùng 2 ntb =32,2; vùng 3 ntb =31,8.

- Số liệu đo vận tốc siêu âm (m/s): mỗi vùng lấy 4 kết quả.
Bảng 3.4 Giá trị vận tố siêu âm .
Vùng
1
2
3

V siêu âm (m/s)
4640-4680-4710-4720
4730-4770-4780-4780
4780-4790-4800-4810

vtb

4687,5
4765
4795

Kết hợp và tra bảng 7 TCVN 171 -1989, nội suy ta có Rbt.
Bảng 3.5 Xác định Rbt mỗi vùng.
Vùng
1

2
3

ntb

vtb

32,3
32,2
31,8

4687,5
4765
4795

Rbt1  Rbt2  Rbt3 473  509  526
Rtb 

 502,7( Kg / cm2 )
3
3

6

Rbt(daN/cm2)
473
509
526

4. THÍ NGHIỆM DẦM THÉP CHỊU TẢI TRỌNG TĨNH.
- Số liệu về vật liệu và kích thước dầm:
Dầm được chế tạo bằng vật liệu thép CCT34, có F =210 N/mm2.
P

P

295
180
600
600

800

1000
2600
4200

800

1000
1000

Hình 4.1 Sơ đồ thí nghiệm.
P

P
C

T1

ÐT1
ÐT2

G1

V2

600

G2

ÐT3

T2

V1

V3

2600
4200

1000

Hình 4.2 Sơ đồ lắp dụng cụ và thiết bị đo.
C : Comparator
ĐT: Đồng hồ đo chuyển vị nhỏ L =300mm.
V : Đồng hồ đo chuyển vị.
T : Tenzomet.

Do máy đọc Tenzomet không sử dụng được nên không có giá trị T.
Chuyển vị hai đầu gối máy bị lỗi trong quá trình thí nghiệm, G1, G2 =0.

7


- Số đo độ võng ứng với các cấp tải trọng.
Bảng 4.1 Bảng kết quả độ võng thí nghiệm tĩnh dầm thép.
Cấp tải

0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0

Giá trị
tải trọng
( KN)
0.00
4.29
8.57
12.86

17.14
21.43
25.71
30.00
24.29
38.57
42.86
0.00

Số vạch
ĐH đo áp
lực
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
90.00
100.00
0.00

Số đọc đồng hồ đo độ võng
(V)
V1
V2
V3

1810
900
2100
1822
915
2112
1833
931
2126
1848
947
2139
1859
960
2151
1871
971
2161
1883
984
2174
1893
994
2183
1908
1006
2195
1918
1015
2204

1934
1029
2218
1813
900
2100

Độ võng V1
103 mm .
0
12
23
38
49
61
73
83
98
108
124

V1
140

120
100
80
V1

60

40
20
0
0

10

20

30

40

50

Hình 4.3 Biểu đồ quan hệ giữa tải trọng và độ võng V1.

8


- Số đo biến dạng tương đối ứng với các cấp tải trọng.
Bảng 4.2 Số đo biến dạng tương đối ứng với các cấp tải trọng.
Cấp tải

0
1
2
3
4
5

6
7
8
9
10
0

Giá trị
tải trọng
( KN)
0.00
4.29
8.57
12.86
17.14
21.43
25.71
30.00
34.29
38.57
42.86
0.00

Số vạch
ĐH đo áp
lực
0.00
10.00
20.00
30.00

40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
90.00
100.00
0.00

Số đọc đồng hồ đo độ biến
dạng (ĐT)
ĐT1
ĐT2
ĐT3
0
0
0
-0.005
0
0.004
-0.011
0
0.009
-0.016
-0.001
0.015
-0.022
-0.003
0.022
-0.027

-0.005
0.029
-0.034
-0.007
0.036
-0.038
-0.007
0.041
-0.044
-0.09
0.049
-0.048
-0.010
0.054
-0.056
-0.012
0.062
-0.008
-0.002
0.000

Số đọc
comparator
C
0.001
-0.005
-0.018
-0.033
-0.039
-0.044

-0.049
-0.055
-0.061
-0.067
-0.072
-0.003

ĐT1
0
0

10

20

30

40

50

-0.01
-0.02
-0.03

ĐT1

-0.04
-0.05
-0.06

Hình 4.2 Biểu đồ quan hệ giữa tải trọng và biến dạng trong vùng nén.

9


ĐT3
0.07
0.06
0.05
0.04

ĐT3

0.03
0.02

0.01
0
0

10

20

30

40

50

Hình 4.3 Biểu đồ quan hệ giữa tải trọng và biến dạng trong vùng kéo.
- Tính toán độ võng lớn nhất và ứng suất lớn nhất của dầm.
Ứng với cấp tải cuối cùng P =42,86 KN.

9
13

Các thông số của dầm thép:
F= 95,22 cm2
Jx= 12230,66cm4
E=2,1.106 kg/cm4
Wx =829,2 cm3

295
180

Ứng suất lớn nhất của dầm: ứng với biến dạng lớn nhất ở vùng kéo DT 10 =0,062 mm.

DT 10  DT 0
0,0062  0
  E.  E.
 2,1.106.
 434( Kg / cm2 )  4,34( KN / cm2 )
L
30
Độ võng lớn nhất: V  V10  V0 1,934 -1,810) =0,124 mm.
Tính toán lý thuyết:
P

P

VB

VA
Mmax
600
600

800

1000
2600
4200
10

800

1000
1000


Ứng suất do mô men gây ra tại vị trí có Mmax.
Mmax = 1,3VA -0,5P = 0,8P =0,8.42,86 = 34,288 KNm.



M 32, 288

 4,14( KN / cm2 )

Wx 829, 2

Kết quả tính ứng suất lý thuyết gần đúng và thấp hơn kết quả thực nghiệm do chỉ mới kể
đến ứng suất do mômen gây ra.
Độ võng:
Va =Vb =P
Chia dầm làm 3 đoạn AB, BC.
Bảng thông số ban đầu:
Đoạn AB ( a =0)

Đoạn BC (a= 600) Đoạn CD a =(1800)

y0  0

ya  0

ya  0

0  0
M0  0
P0  P
q0  0

0  0

0  0

M a  0

M a  0

P0   P

P0   P

q0  0

q0  0

q '0  0

q '0  0

q '0  0

Phương trình độ võng dầm:
P.z 3
y1  0 .z 
(0  z  0,8)
EI .3!

y2  0 .z 

P.z 3 P.( z  0,8)3

 (0,8  z  1,8
EI .3!
EI .3!

y3  0 .z 

P.z 3 P.( z  0,8)3 P.( z  1,8)3


(1,8  z  2, 6)
EI .3!
EI .3!
EI .3!

Xác định 0 

1,872P
EI

11


Thay vào y2 ta có: y2 

1,872 P P.1,33 P.( z  0,8)3


 (0,8  z  1,8
EI
EI .6
EI .6

Tại z =1,3 xác định độ võng:
y2 

1,872 P P.1,33 P.(1,3  0,8)3 42,86(6.1,872  1,33  0,53)



 2,54.107 m  0, 000254mm
EI
EI .6
EI .6
6 EI

Độ võng tính toán bé hơn so với thí nghiệm do các giả thiết về vật liệu đặt ra để đưa ra
các công thức tính toán.

12