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 (6.8 MB, 35 trang )
GVHD: T.S TRẦN THÁI MINH CHÁNH
Thí Nghiệm Công Trình
BÀI 1: THÍ NGHIỆM DÀN THÉP CHỊU TẢI TRỌNG TĨNH
I.
MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
Mục đích:
Kiểm nghiệm sự phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm:
Ứng suất của thanh dàn.
Độ võng và chuyển vị của dàn.
Yêu cầu:
Đo biến dạng ɛ tại một số thanh đại diện trong dàn.
=> Ứng suất σ và nội lực N trong các thanh dàn
Đo độ võng ∆ tại một số vị trí trên dàn.
So sánh kết quả đo thực nghiệm và tính toán lý thuyết.
II.
15
342
SƠ ĐỒ THÍ NGHIỆM
Cấu tạo các thanh cánh và thanh bụng ngoài 2L40x40x4 mm. Đặc trưng của thép
góc:
F = 3,08x2 = 6.16 cm 2
J x = 4,58cm4
E = 2,1x10 6
kG/cm2
Cấu tạo các thanh bụng trong 2L30x30x3 mm. Đặc trưng của thép góc:
F = 1.74x2 = 3.48 cm 2
J x = 3.55 cm4
E = 2,1x10 6
kG/cm2
- Đường kính Piston: 56mm
Nhóm: DT01 –Nhóm 6
1
GVHD: T.S TRẦN THÁI MINH CHÁNH
F
Thí Nghiệm Công Trình
F
Hình 1. Sơ đồ thí nghiệm
Dầm gia tải
Đo biến dạng:
Kích
Strain gage 1 : 1
Strain gage 5 : 5
Strain gage 2 : 2
Strain gage 6 : 6
Strain gage 3 : 3
Strain gage 7 : 7
Strain gage 4 : 4
Đo chuyển vị:
Vị trí I: ở thanh cánh dưới, cách gối tựa bên trái 1m
Vị trí II: ở thanh cánh trên, cách gối tựa bên trái 1,5m
Vị trí III: ở thanh cánh dưới, cách gối tựa bên trái 2m
III.
THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM
Thiết bị gia tải:
Kích thủy lực 20T (Dpiston=56mm)
Nhóm: DT01 –Nhóm 6
2
GVHD: T.S TRẦN THÁI MINH CHÁNH
Thí Nghiệm Công Trình
Hình 2. Kích thủy lực 20T
2 quang treo và đòn gia tải
Hình 3. Quang treo và đòn gia tải
Thiết bị đo biến dạng:
Các cảm biến đo biến dạng thép (strain gage)
Nhóm: DT01 –Nhóm 6
3
GVHD: T.S TRẦN THÁI MINH CHÁNH
Thí Nghiệm Công Trình
Hình 4. Vị trí gắn cảm biến điện trở
Hệ thống thu nhận và xử lý tín hiệu (P3500+SB10)
Hình 5. Hệ thống thu nhận và xử lý tín hiệu (P3500+SB10)
Thiết bị đo độ võng:
Các đồng hồ đo chuyển vị bé (Dial micrometer)
Nhóm: DT01 –Nhóm 6
4
GVHD: T.S TRẦN THÁI MINH CHÁNH
Thí Nghiệm Công Trình
Hình 6. Đồng hồ đo chuyển vị bé (Dial micrometer)
IV.
QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM
Phân công nhiệm vụ trước khi thực hiện thí nghiệm:
-
Một bạn đọc đồng hồ 1-2
-
Một bạn đọc đồng hồ 3
-
Một bạn đọc đồng hồ của hệ thống thu nhận và xử lý tín hiệu (P3500+SB10)
-
Một bạn ghi số liệu
Kiểm tra dàn và kích thước dàn:
-
Bố trí 3 đồng hồ đo chuyển vị vào đúng các nút dàn như hình 6. Kiểm tra các đồng hồ
phải chạm vào dàn thép.
-
Nối 7 dây đo Strain gage vào đúng các vị trí 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.
-
Điều khiển kích thủy lực để áp đặt 2 tải tập trung lên cánh trên dàn.
-
Tiến hành đo các cấp tải theo thứ tự tăng dần. Sau đó xả tải.
-
Trong quá trình thí nghiệm, tại mỗi cấp tải cần phải ngưng khoảng 1-2 phút cho số đọc
ổn định, rồi đọc các giá trị đo chuyển vị và biến dạng trên đồng hồ.
-
Ghi lại số liệu tại mỗi cấp tải.
-
Tiến hành 2 lần thí nghiệm để lấy giá trị trung bình. Thời gian cho phép dàn nghỉ
khoảng 5 phút giữa các lần đo (để dàn trở về trạng thái ban đầu).
Dự tính cấp gia tải P(kG/cm2) của kích thủy lực:
Nhóm: DT01 –Nhóm 6
5
GVHD: T.S TRẦN THÁI MINH CHÁNH
Thí Nghiệm Công Trình
Tính sức chịu tải của các thanh dàn:
Lực lớn nhất trong dàn là 3P
L0 1, Rx 1,2cm, 83, 0,72
�
N�
FR 0,72�2�3,08�2000 8930kG
�
�
max
�
P�
�
� 0,333�8930 2970kG => Chọn [P]=2500kG
Xác định cấp gia tải ∆p của kích:
- Lực lớn nhất mà đồng hồ kích thể hiện:
pmax D2 100�3,14�5,62
Pkích
2540kG
4
4
-
Lực Pmax mà kích tác dụng tại mỗi vị trí đặt quang gia tải:
Pmax 0,5Pkích 0,5�2540 1225kG �
P�
�
� 2500
-
Chọn 4 cấp gia tải ∆p của kích tác dụng lên dàn thép:
p : 0 30 55 70 (daN/cm2)
V.
SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM
3 lần đo
Nhóm: DT01 –Nhóm 6
6
GVHD: T.S TRẦN THÁI MINH CHÁNH
VI.
Thí Nghiệm Công Trình
XỬ LÝ SỐ LIỆU
Giá trị trung bình giữa 3 lần đó
Giá trị trung bình giữa 2 lần đo đưa về cao độ
Nhóm: DT01 –Nhóm 6
7
GVHD: T.S TRẦN THÁI MINH CHÁNH
VII.
Thí Nghiệm Công Trình
TÍNH TOÁN THEO LÝ THUYẾT
- Tính nội lực (Pi) trong các thanh dàn theo lý thuyết Cơ Học Kết Cấu.
=> Ứng suất
i
Pi
Fi
- Xác định biến dạng (ɛi) theo định luật Hooke:
i
i
E
- Tính độ võng ∆i trong các thanh dàn theo lý thuyết Cơ Học Kết Cấu.
- Tải trọng tác dụng lên dàn:
P 0,5pi 0,5Dpiston
2
3.48 cm .
F2L 40x40x4 6.16 cm2
F2L 30x30x3
2
:
Biến dạng của cấu kiện = Trị số đọc trên P3500 (x 10-6)
E:
Modul đàn hồi của thép = 2,1.106 (kG/cm2)
Dpiston
: Đường kính Piston kích thủy lực = 5.6 (cm)
1. Kết quả tính lực theo Sap2000
Nhóm: DT01 –Nhóm 6
8
GVHD: T.S TRẦN THÁI MINH CHÁNH
Áp lực
P(daN)
(daN/cm2)
Thí Nghiệm Công Trình
Lực(kN)
1
2
3
4
5
6
7
0
0
0.21
0.1
0.21
-0.63
-0.63
0.11
0.11
30
369,45
3.16
0.11
3.16
-11.68
-11.68
3.03
3.03
55
677,33
5.62
0.12
5.62
-13.94 -13.94
5.47
5.47
70
862,05
7.1
0.12
7.1
-26.42 -26.42
6.93
6.93
Hình 7. Kết quả tính lực theo Sap2000
2. Kết quả chuyển vị và biến dạng theo Sap2000
Giá trị tính toán lý thuyết
Chuyển vị (mm)
Áp lực
(daN/cm2)
I
II
III
0
0,03
0,05
0,06
30
0,63
0,91
55
1,13
70
1,43
Biến dạng (µɛ)
1
2
3
4
5
6
1,62
1,37
1,62
-4,87
-4,87
0,85
0,85
1,05
24,43
1,51
24,43
-90,29
-90,29
23,42
23,42
1,63
1,88
43,44
1,64
43,44
-107,76
-107,76
42,29
42,29
2,06
2,38
54,89
1,64
54,89
-204,24
-204,24
53,57
53,57
Nhóm: DT01 –Nhóm 6
7
9
GVHD: T.S TRẦN THÁI MINH CHÁNH
Thí Nghiệm Công Trình
Giá trị tính toán lý thuyết đưa về cao độ
Chuyển vị (mm)
Biến dạng (µɛ)
Áp lực
(daN/cm2)
I
II
III
1
2
3
4
5
6
7
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
30
0,6
0,86
0,99
22,81
0,14
22,81
-85,42
-85,42
22,57
22,57
55
1,1
1,58
1,82
41,82
0,27
41,82
-102,89
-102,89
41,44
41,44
70
1,4
2,01
2,32
53,27
0,27
53,27
-199,37
-199,37
52,72
52,72
3. Đồ thị kết quả thí nghiệm về tải trọng - Chuyển vị
chuyển vị(mm)
áp lực- chuyển vị nút I
2
1.5
1
0.5 0
0
0
-0.5
-1
-1.5
-2
-2.5
1.4
1.1
0.6
10
20
30
-0.9
40
50
60
70
80
-1.64
-2.16
áp lực (daN/cm2)
thực nghiệm
lí thuyết
Nhóm: DT01 –Nhóm 6
10
GVHD: T.S TRẦN THÁI MINH CHÁNH
Thí Nghiệm Công Trình
áp lực- chuyển vị nút II
3
2.63
chuyển vị(mm)
2.5
2.1
2
1.58
1.5
1.21
0.86
1
0.5
0
2.01
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
áp lực (daN/cm2)
thực nghiệm
lí thuyết
áp lực- chuyển vị nút III
3
chuyển vị(mm)
2
1
0
-1
2.32
1.82
0.99
0
0
10
20
30
-1.58
40
50
-2
60
70
80
-2.87
-3
-3.58
-4
áp lực (daN/cm2)
thực nghiệm
lí thuyết
Nhóm: DT01 –Nhóm 6
11
GVHD: T.S TRẦN THÁI MINH CHÁNH
Thí Nghiệm Công Trình
4. Đồ thị kết quả thí nghiệm về tải trọng - Biến dạng
áp lực- biến dạng nút 1
149.3
160
biến dạng(mm)
140
117.7
120
100
74
80
60
53.27
41.82
40
22.81
20 0
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
áp lực (daN/cm2)
thực nghiệm
lí thuyết
áp lực- biến dạng nút 2
8
6
biến dạng(mm)
6
4
2
0
-2
-4
0.14
0
0
10
20
30
40
50
0.27
-1
0.27
60
70
80
-5
-6
áp lực (daN/cm2)
thực nghiệm
lí thuyết
Nhóm: DT01 –Nhóm 6
12
GVHD: T.S TRẦN THÁI MINH CHÁNH
Thí Nghiệm Công Trình
biến dạng(mm)
áp lực- biến dạng nút 3
167
180
160
140
120
100
80
60
40
20 0
0
0
139
82
53.27
41.82
22.81
10
20
30
40
50
60
70
80
áp lực (daN/cm2)
thực nghiệm
0
áp lực- biến dạng nút 4
0
0
10
20
-50
biến dạng(mm)
lí thuyết
30
40
50
-84
-85.42
60
70
80
-102.89
-100
-156
-150
-194
-199.37
-200
-250
áp lực (daN/cm2)
thực nghiệm
0
biến dạng(mm)
-50
áp lực- biến dạng nút 5
0
0
lí thuyết
10
20
30
40
50
-72
-85.42
60
70
80
-102.89
-100
-136
-168
-150
-199.37
-200
-250
áp lực (daN/cm2)
thực nghiệm
lí thuyết
Nhóm: DT01 –Nhóm 6
13
GVHD: T.S TRẦN THÁI MINH CHÁNH
Thí Nghiệm Công Trình
áp lực- biến dạng nút 6
160
137
biến dạng(mm)
140
115
120
100
67
80
60
52.72
41.44
40
22.57
20 0
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
áp lực (daN/cm2)
thực nghiệm
lí thuyết
áp lực- biến dạng nút 7
600
509
biến dạng(mm)
500
361
400
300
200
100
0
77
22.57
0
0
10
20
30
52.72
41.44
40
50
60
70
80
áp lực (daN/cm2)
thực nghiệm
lí thuyết
VIII. PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ
a) Từ đồ thị tải trọng - Chuyển vị ta thấy:
-
Đường biểu diễn tải trọng - chuyển vị thực nghiệm là hầu như tuyến tính với tải trọng
nhưng khi tải trọng càng lớn thì càng ra xa đường lý thuyết và có khi cấp tải càng lớn
thì độ sai lệch so với lý thuyết càng nhiều.
-
Những đoạn cong rất nhỏ trên đồ thị có thể phát sinh từ những sai số trong quá trình
thí nghiệm. Đặc biệt ở thí nghiệm xác định chuyển vị này, dụng cụ sử dụng là dụng cụ
cơ học nên dễ có sai số (Ví dụ: đặt nghiêng so với phương chuyển vị, độ nhạy cũng
không cao, bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ)
Nhóm: DT01 –Nhóm 6
14
GVHD: T.S TRẦN THÁI MINH CHÁNH
-
Thí Nghiệm Công Trình
Thí nghiệm xác định chuyển vị ở đây mô tả khá gần với lý thuyết vì vật liệu được sử
dụng là thép, tính đồng nhất cao, đẳng hướng, ít khuyết tật,…; mô hình thí nghiệm
cũng khá đơn giản nên giảm bớt sai số.
-
Ở thí nghiệm thực tế cho thấy chuyển vị cũng có giá trị lớn hơn thực tế. Nguyên nhân
có thể do lắp đặt đồng hồ không chính xác theo yêu cầu, sai sót do người đọc, do hiện
tượng từ biến và do sự chế tạo trong thực tế có khác với mô hình lý thuyết.
b) Từ đồ thị tải trọng - Biến dạng ta thấy:
-
Biến dạng thực nghiệm có biến thiên tuyến tính khi tải trọng còn nhỏ, nhưng khi tải
trọng tăng lên thì đường biến dạng không còn tuyến tính. Điều này không phù hợp với
lý thuyết sức bền vật liệu khi vật liệu đang làm việc trong giai đoạn đàn hồi.
-
Các phần tử 2, 4, 5 biến dạng lớn hơn so với lý thuyết. Phần tử 1, 3 lại biến dạng nhỏ
hơn so với lý thuyết khi F nhỏ.
-
Đường biểu diễn quan hệ tải trọng - Biến dạng thực nghiệm có hệ số góc khác với
đường lý thuyết. Điều này có nghĩa là đối với các cấp tải nhỏ thì thực nghiệm cho kết
quả biến dạng gần với lý thuyết hơn, khi tải trọng tác dụng lên cấu kiện càng lớn thì
sai lệch về biến dạng với lý thuyết sẽ càng lớn.
- Biến dạng theo thực nghiệm lớn hơn biến dạng xác định từ lý thuyết. Điều này là do
kết cấu thực làm việc quá lâu so với mô hình kết cấu của lý thuyết. Do làm việc lâu nên bị
hiện tượng từ biến. Dù trong thanh bụng có Strain gage số 2 không có nội lực trong thanh,
nhưng thực tế vẫn gây ra biến dạng.
-
Độ sai lệch của thanh số 3 (thanh cánh dưới) lớn hơn của thanh số 2 (thanh bụng).
Điều này có thể là do thanh cánh dưới chịu lực dọc lớn hơn thanh bụng nên mức độ sai
lệch so với lý thuyết cũng lớn hơn.
Khi nội lực càng lớn thì độ sai lệch của chuyển vị trong thanh càng lớn
c) Nguyên nhân gây sai số giữa thí nghiệm và lý thuyết
-
Sai số do gia công cơ khí, sai số thiết bị, dụng cụ thí nghiệm:
-
Do bộ phận kích lực.
-
Do gia công cơ khí “Mô hình dầm” không chính xác về cả tiết diện lẩn cơ cấu làm
việc.
Nhóm: DT01 –Nhóm 6
15
GVHD: T.S TRẦN THÁI MINH CHÁNH
-
Thí Nghiệm Công Trình
Vì máy đo biến dạng rất nhạy, cho nên ban đầu đưa về số 0 là rất khó Cho nên thông
thường là chấp nhận một số khác 0, dẫn tới sai số trong tính toán. Do mỗi thiết bị có
một độ chính xác nhất định, nếu phải đọc số liệu nhiều lần sẽ dẫn đến nhiều lần sai số
hơn.
-
Do công tác đọc số cũng như trong việc gắn đồng hồ đo không cẩn thận.
Do sai số của thước đo chiều dài. Sai số của đồng hồ đo chuyển vị và đo biến dạng
(Sai số dụng cụ - sai số khách quan).
-
Do sự không chính xác của chương trình tính SAP2000 so với sự làm việc thực tế của
kết cấu. Vì trong mô hình tương thích của phần tử hữu hạn, trường chuyển vị trong
mỗi phần tử được xấp xỉ bởi các hàm chọn trước và chuyển vị đóng vai trò là ẩn số
của bài toán. Các hàm chọn trước này ảnh hưởng đến độ chính xác của bài toán, với
liên kết gối ở 2 đầu dàn được chế tạo không thực sự làm việc như một gối cố định và
một gối di động trong mô hình.
Để hạn chế sai số trong quá trình thí nghiệm cần:
-
Kiểm tra cẩn thận việc lắp đặt, bố trí sơ đồ thí nghiệm và các dụng cụ trước khi thực
hiện.
-
Tăng số lần thí nghiệm để hạn chế sai số ngẫu nhiên.
-
Tiến hành thí nghiệm đúng theo chỉ dẫn.
d) Bài học từ thí nghiệm
-
Qua quá trình thí nghiệm cho ta biết cụ thể về cách đo giá trị biến dạng và chuyển vị
thanh dàn, cách gia tải và phương pháp đo bằng máy Tensomet điện trở, những thí
nghiệm cần thiết đối với một kết cấu dàn. Biết được dụng cụ cần thiết cho một thí
nghiệm và cả về cách bố trí thiết bị trong phòng thí nghiệm.
-
Tuy nhiên còn do các thiết bị thí nghiệm đặt chưa đúng vị trí, cũng như kết cấu bị lệch
trong khi gia tải lớn dẫn đến kết quả thí nghiệm không chính xác nữa. Trong khi các
thiết bị đo không còn chính xác ví dụ như kích bị chảy dầu và hay tụt áp lực khi kích
nếu ta không giữ nó chặt, nếu kích bị tụt trong quá trình thí nghiệm, ta phải bơm lên,
không thể hiện chính xác quá đó trình tăng dần tải trọng. Bên cạnh các tác động khác
từ bên ngoài cũng ảnh hưởng đến kết quả đo như: gió, tác động sơ ý của sinh viên vào
dàn thép.
Nhóm: DT01 –Nhóm 6
16
GVHD: T.S TRẦN THÁI MINH CHÁNH
Thí Nghiệm Công Trình
BÀI 2: THÍ NGHIỆM DẦM BÊTÔNG CỐT THÉPCHỊU TẢI TRỌNG TĨNH
I.
MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
Nghiên cứu ứng xử của dầm BTCT theo TTGH II. Một dầm BTCT sẽ được gia tải bởi 1-2
lực tập trung cho đến tải trọng thiết kế (Tải trọng cực hạn tương ứng với M max của dầm tính
theo TTGH I) để khảo sát:
II.
Quan hệ tải trọng - độ võng (P-∆) của dầm BTCT
� So sánh kết quả tính toán lý thuyết và số liệu thực đo
Sự phát triển khe nứt của dầm BTCT: sơ đồ khe nứt, số lượng và bề rộng khe nứt
� So sánh kết quả tính toán lý thuyết và số liệu thực đo
SƠ ĐỒ THÍ NGHIỆM
Sơ đồ thí nghiệm đo độ võng + đo mở rộng khe nứt
Hình 8. Sơ đồ thí nghiệm dầm BTCT
Nhóm: DT01 –Nhóm 6
17
GVHD: T.S TRẦN THÁI MINH CHÁNH
Thí Nghiệm Công Trình
Kích thước: Dầm BTCT có tiết diện chữ nhật bxh=15x30, dài Ld=3.7+0.15x2=4m.
Chiều dài lớp BT bảo vệ cốt thép a=25cm
Bê tông: Cường độ bê tông định danh là M400. Cường độ thực của bê tông thu được
mẫu nén lập phương 15x15x15cm (3 mẫu)
Cốt thép: Chủng loại giới hạn chảy. Cường độ thực của thép chịu kéo thu được từ mẫu
kéo thép (mỗi loại có 3 mẫu thử, mỗi mẫu dài 0.6m)
Cảm biến điện trở: Biến dạng thép có thể đo bằng các cảm biến (SG) đặt tại giữa nhịp.
Biến trở loại chuẩn dài 10mm, 120 và hệ số GF
III. THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM
- Khung gia tải MAGNUS + kích thủy lực
P 200kN
Hình 9. Khung gia tải MAGNUS
Hình 10. Kích thủy lực và đồng hồ đo tải trọng
- Máy thử Instron (Model 2294SV) để thí nghiệm nén mẫu bêtông và kéo thép
- Các đồng hồ đo độ võng của dầm (Dial Micrometers)
Nhóm: DT01 –Nhóm 6
18
GVHD: T.S TRẦN THÁI MINH CHÁNH
Thí Nghiệm Công Trình
Hình 11. Đồng hồ đo độ võng dầm
- Cảm biến điện trở đo biến dạng thép (Strain Gages)
Hình 12. Phần tử cảm biến điện trở
- Hệ thống thu nhận tín hiệu cảm biến ( P3500 + SB10 )
Hình 13. Hệ thống thu nhận và xử lý tín hiệu (P3500+SB10)
Nhóm: DT01 –Nhóm 6
19
GVHD: T.S TRẦN THÁI MINH CHÁNH
IV.
Thí Nghiệm Công Trình
QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM
Quy trình thí nghiệm đo độ võng:
1) Ba mẫu bê tông 15x15x15cm được nén để thu nhập Rn
2) Ba mẫu thép 16 hay 25 mm được kéo để thu nhập Ra
3) Vào ngày thí nghiệm (Trên 28 ngày) cùng lúc nén mẫu bêtông lập phương, dầm BTCT
sẽ được tháo ván khuôn và lắp đặt vào khung gia tải.
Quy trình thí nghiệm tổng quát như sau:
Một tải tập trung (Sơ đồ A) hay hai tải tập trung (Sơ đồ B) được áp đặt lên dầm bằng
các kích thủy lực
Gia tải từng cấp khoảng 2kN tăng dần đến tải trọng thiết kế
(Tải trọng cực hạn tính theo TTGH I)
Ptk
2
Pmax
3
Giữ tải trọng Ptk const trong 60 phút đo độ võng theo thời gian (10 phút một lần ghi
số đo)
Trong quá trình thí nghiệm, tại cuối mỗi cấp gia tải (Sau 5 phút) biến dạng thép (nếu
có SG) và độ võng dầm sẽ được ghi, kiểu rạn nứt mặt dưới dầm sẽ được quan sát và
đánh dấu
Quy trình thí nghiệm đo khe nứt:
4) Sau khi thí nghiệm đo độ võng, các kích thủy lực được di chuyển vị trí đặt áp lực để
khảo sát biến dạng nứt ở mặt trên dầm BTCT.
Quy trình thí nghiệm tổng quát như sau:
Hai tải tập trung đối xứng được áp đặt lên 2 đầu mút dầm (Sơ đồ C) bằng các kích
thủy lực
Ptk
2
Pmax
3
Gia tải từng cấp khoảng 5kN tăng dần theo tải trọng thiết kế
(Tải trọng cực hạn tính theo TTGH I)
Trong quá trình thí nghiệm, tại cuối mỗi cấp giai tải (Sau 5 phút)
o Biến dạng thép mặt trên dầm a tại giữa nhịp sẽ được ghi � Ứng suất thép chịu kéo
thực đo a Ea a
o Độ vồng mặt trên dầm tại giữa nhịp sẽ được khảo sát.
o Kiểu rạn nứt mặt trên dầm (Sơ đồ khe nứt, số lượng và bề rộng khe nứt) sẽ được quan
sát và đánh dấu.
Xác định cường độ thí nghiệm thép và bêtông
Trường hợp không TN mẫu
Ra và Rn được tra bảng hoặc phòng TN cho trước (Sử dụng cường độ tính toán)
Trường hợp TN mẫu với Instron
Nhóm: DT01 –Nhóm 6
20
GVHD: T.S TRẦN THÁI MINH CHÁNH
Ra ,c
Rn,c
Thí Nghiệm Công Trình
1 n
� y ,i 1 1, 7Va
n i 1
thép có Va �0,12
Vb �0,15
�
1 n
�Ri 1 1, 7Vb An
�
n i 1
�An 0, 75
bêtông có
Trường hợp này dùng cường độ tiêu chuẩn để tính toán
Ra Ra ,c ; Rn Rn ,c
không dùng hệ số giảm cường độ
Các tính toán lý thuyết cần thuyết (TCVN 5574 – 2012)
Tính moment chịu tải Max của dầm theo TTGH I
Vẽ biểu đồ moment theo các sơ đồ lực tác dụng (A, B, C) để tìm tải trọng Max tương
ứng với moment Mmax (Không dùng các hệ số vượt tải)
� Tải trọng thiết kế Ptk 0, 667 Pmax
TÍnh quan hệ tải trọng - Độ võng
P
cho trường hợp tải trọng tác dụng ngắn hạn
khi gia tải từng cấp P 0 � Ptk (Sơ đồ A, B)
Tính độ võng
(Sơ đồ A, B)
2
cho trường hợp tải trọng tác dụng dài hạn khi gia tải P Ptk
Tính từng ứng suất trong thép chịu kéo
a
khi gia tải P Ptk , giả sử bê tông vùng
chịu kéo không tham gia chịu lực (Sơ đồ C)
Tính bề rộng khe nứt (an) cho trường hợp tải trọng tác dụng ngắn hạn khi gia tải
P Ptk
(Sơ đồ C)
Nhóm: DT01 –Nhóm 6
21
GVHD: T.S TRẦN THÁI MINH CHÁNH
V.
Thí Nghiệm Công Trình
SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM
Đo lần 1
Tải
trọng
(kN)
Số chuyển vị kế (mm)
Số máy đo biến dạng (µɛ)
I
II
III
1
2
3
0
0.000
0.000
0.000
-1607
+1818
+486
4.05
0.291
0.328
0.295
-1631
+1917
+579
8.0
0.572
0.661
0.597
-1656
+2015
+672
12.05
0.847
0.989
0.897
-1681
+2115
+768
16.0
Đo lần 2
1.100
1.291
1.173
-1706
+2211
+862
Tải
trọng
(kN)
Số chuyển vị kế (mm)
Số máy đo biến dạng (µɛ)
I
II
III
1
2
3
0
0.000
0.000
0.000
-1602
+1712
+469
4.05
0.301
0.349
0.304
-1628
+1812
+563
8.0
0.600
0.694
0.614
-1654
+1914
+661
12.05
0.884
1.017
0.908
-1678
+2014
+757
16.0
1.155
1.320
1.191
-1702
+2111
+850
Đo lần 3
Tải
trọng
(kN)
VI.
Số chuyển vị kế (mm)
Số máy đo biến dạng (µɛ)
I
II
III
1
2
3
0
0.000
0.000
0.000
-1622
+1785
+538
4.05
0.268
0.320
0.294
-1645
+1880
+627
8.0
0.547
0.642
0.585
-1668
+1978
+722
12.05
0.823
0.949
0.869
-1694
+2077
+817
16.0
1.087
1.243
1.146
-1720
+2173
+911
XỬ LÝ SỐ LIỆU
Nhóm: DT01 –Nhóm 6
22
GVHD: T.S TRẦN THÁI MINH CHÁNH
Thí Nghiệm Công Trình
Giá trị trung bình của 3 lần đo:
Tải
trọng
(kN)
Số chuyển vị kế (mm)
Số máy đo biến dạng (µɛ)
I
II
III
1
2
3
0
0
0
0
-1610
+1772
+498
4.05
0.287
0.332
0.298
-1635
+1870
+590
8.0
0.573
0.666
0.599
-1659
+1969
+685
12.05
0.851
0.985
0.891
-1684
+2069
+781
16.0
1.114
1.285
1.170
-1709
+2165
+874
X
Đưa về Cao độ
Tải
trọng
(kN)
VII.
Số chuyển vị kế (mm)
Số máy đo biến dạng (µɛ)
I
II
III
1
2
3
0
0
0
0
0
0
0
4.05
0.287
0.332
0.298
-24
+98
+92
8.0
0.573
0.666
0.599
-49
+197
+187
12.05
0.851
0.985
0.891
-74
+297
+283
16.0
1.114
1.285
1.170
-99
+393
+377
TÍNH TOÁN THEO LÝ THUYẾT
Tính toán biến dạng
Biến dạng của bê tông
-
Cơ sở lý thuyết:
M
W
+) Giá trị ứng suất:
bh2 0.15 �0.32
W
2.25 �103 m3
6
6
Trong đó:
E b , với bê tông B30,
+) Giá trị biến dạng
E b 32.5 �103 MPa
=32.5x106kN/m2.
Nhóm: DT01 –Nhóm 6
23
GVHD: T.S TRẦN THÁI MINH CHÁNH
Thí Nghiệm Công Trình
Biến dạng của cốt thép
-
Cơ sở lý thuyết:
+) Giá trị ứng suất:
M
W
Trong đó:
bh2 0.15 �0.32
2.25 �103 m3
6
6
M , : lấy từ kết quả tính toán từ SAP2000_v16.0.2
W
+) Giá trị biến dạng:
Tải
trọng
0
4.05
8.0
12.05
16.0
4
E s , với thép CII, Es 21�10 MPa = 2.1x108 kN/m2.
M(kNm) Ứng suất
(kN/m2
1,91
850
1975
4,44
3072,22
6,91
4197,22
9,44
5294,44
11,91
Biến dạng thép (µm)
Biến dạng bê tông
4,05
-26,12
(µm)
9,40
-60,72
14,63
-94,50
19,99
-129,09
25,21
-162,87
1. Tính toán theo lý thuyết SBVL
- Sử dụng phần mềm SAP2000, sơ đồ tính là dầm đơn giản, vật liệu là bê tông B30.
Nhóm: DT01 –Nhóm 6
24
GVHD: T.S TRẦN THÁI MINH CHÁNH
Thí Nghiệm Công Trình
Làm tương tự với các tải trọng
- Ta thu được chuyển vị tại các điểm cần xét như sau :
Tải
Chuyển vị kế (mm)
trọng
(kN)
0
4.05
8.0
12.05
16.0
I
II
III
0,03
0,08
0,13
0,17
0,22
0.04
0,09
0,15
0,2
0,25
0,03
0,08
0,13
0,17
0,22
2. Tính toán theo lý thuyết BTCT theo TCVN (5574-2012)
Biến dạng của cốt thép
-
Biến dạng của cốt thép được tính theo công thức :
s s
s
Es
Trong đó: s - hệ số kể đến biến dạng không đều của cốt thép chịu kéo.
Biến dạng của bêtông
-
Biến dạng của bê tông được tính theo công thức:
b b b
Eb
Trong đó: b - hệ số kể đến biến dạng không đều của mép bêtông miền nén.
(
b 0.9
0.45
Tải
trọng
0
M(kNm)
4.05
4,44
8.0
6,91
1,91
(do sử dụng bê tông nặng B ≥ 7.5))
khi tính với tải tác dụng ngắn hạn.
Ứng
suất
850
1975
Biến dạng thép
(µm)
0,81
Biến dạng bê tông
(µm)
-52,24
1,88
-121,44
3072,22
2,93
-188,99
Nhóm: DT01 –Nhóm 6
25
