Thí nghiệm công trình

THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH
ĐỊNH NGHĨA:
Thí nghiệm công trình là những nghiên cứu thực nghiệm để khảo sát
ứng suất biến dạng trên mô hình hoặc trên kết cấu thực nhằm mục đích
khảo sát phản ứng của kết cấu khi chòu tác dụng của tải trọng.
PHẠM VI ỨNG DỤNG:
Những công trình đặc biệt : công trình mới , công trình cấp quốc gia…
Đối với những công trình cũ: tiến hành khảo sát ứng suất biến dạng ,xem
khả năng chòu lực còn lại của công trình là bao nhiêu để từ đó đưa ra
phương án đập bỏ xây mới hoặc sử dụng tiếp.
MỤC ĐÍCH:
Donhu cầu thực tiển đặt ra, đối với kết cấu cụ thể nảy sinh những vấn đề:
+ đối với kết cấu mới : yêu cầu phải đo đạc, kiểm tra, đánh giá sự phù
hợp về ứng suất,biến dạng,chuyển vò giửa lý thuyết và thực nghiệm,…
+ đối với công trình thay đổi chức năng (gia cố,khôi phục, sửa chữa công
trình ..):xây dựng hồ sơ hiện trạng,đánh gía khả năng chòu lực hiện tại,
tuổi thọ của công trình…
PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH GÍA
CHẤT LƯNG VẬT LIỆU:
1. NGUYÊN TẮC CHUNG:
+phương pháo phá hoại mẩu và lập biểu đồ đặc trưng của vật liệu:
. mẩu
. lập biểu đồ
+ phương pháp không phá hoại mẩu và lập biểu đồ:
. xác đònh cường độ R của vật liệu, độ cứng, độ đặc của vật liệu

. tìm ra khuyết tật của vật liệu: rổng nứt,…
+ phương pháp không phá hoại mẩu đặc biệt ứng dụng tốt đối với kim
loại đường hàn.
+Ưu điểm của phương pháp không phá hoại mẩu và lập biểu đồ:
- không bò hư hỏng, không đòi hỏi giải phóng vật liệu khỏi trạng thái

làm việc thực
- đánh gía chất lượng và phát hiện được khuyết tật nằm sâu bên trong
vật liệu và kết cấu công trình
- xét đến điều kiện làm việc thực của kết cấu
Do đó phương pháp này thường được dùng để đánh gía chất lượng trên
công trình thực
2.
KHẢO SÁTTHỰC NGHIỆM ĐỐI VỚI VẬT LIỆU BÊ TÔNG:
+ phương pháp phá hoại mẩu : thuộc về lónh vực nghiên cứu của ngành
vật liệu xây dựng
+ phương pháp không phá hoại mẩu : dùng sóng âm ( sóng âm kích
thích các hạt dựa vào thời gian truyền sóng, tần số từ đó tìm ra cường
độ đặc trưng của vât liệu
- xác đònh độ sâu vết nứt có phương pháp:

KỸ THUẬT ĐO:
- chọn thông số đầu dò phụ thuộc vào đường kính hạt cốt liệu
- cách đo : đo mặt và đo xuyên (đo xuyên cho kết qủa tin cậy hơn )
- tra ra cường độ của vật liệu phụ thuộc vào vận tốc truyền âm R=f(v)
XÁC ĐỊNH CÁC KHUYẾT TẬT BÊ TÔNG CỦA CÔNG TRÌNH:
+ĐỘ RỖNG:
cho đầu dò di chuyển trên bề mặt của bê tông đế một lúc thấy thời gian
truyền sóng lớn ⇒ xuất hiện lổ rổng (chỉ phát hiện được khi đường kính lổ
rổng lớn hơn đường kính đầu dò)
+ XÁC ĐỊNH VẾT NỨT:
yêu cầu:vết nứt phải liên tục, khô

KIỂM ĐỊNH KẾT CẤU CÔNG TRÌNH
1.MỤC ĐÍCH:
khảo sát khuyết tật trong công trình , dò khuyết tật xảy ra trong thiết kế
,thi công ,do trong qúa trình sử dụng từ đó xác đònh được tuổi thọ của công
trình ,khuyến cáo mức độ sử dụng của công trình
2.ĐỐI TƯNG CỦA KIỂM ĐỊNH KẾT CẤU CÔNG TRÌNH:
-các cấu kiện đúc sẵn: dầm, cột… kiểm đònh ,kiểm tra chất lượng ;kích
thước ,dạng hình học, …có đúng với yêu cầu thiết kế hay không …
-khảo sát riêng lẻ một số cấu kiện : khảo sát độ võng ,nứt
-tiến hành khảo sát toàn bộ công trình từ đó có biện pháp gia cố sữa
chữahay xây mới
KHẢO SÁT ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH:
quan sát sơ bộ công trình : xem xét lại đồ án, tiến hành khảo sát lại đồ án
+XEM XÉT LẠI NHIỆM VỤ THIẾT KẾ:
xem xét lại luân chứng kinh tế kỹ thuật: từ đó phân tích biên pháp của nhà
thiết kế
+KHẢO SÁT SỐ LIỆU CUNG CẤP CHO NHÀ THIẾT KẾ:
xem lại hồ sơ đòa chất công trình : xem biện pháp cho nền móng có hợp lý
hay không?
Môi trường: tần suất xuất hiện bão, xâm thực..

Kiến trúc: kích thước khung, chiều cao khung …
Từ đó dònh ra tuổi thọ của công trình
3.KHẢO SÁT PHƯƠNG PHÁP TÍNH KẾT CẤU:
tìm hiểu về sơ đồ tính , kết cấu tính, từ đó tìm xem nội lực giữa tính toán
và thiết kế có sai khác nhiều hay không?
4.KHẢO SÁT CÁC LIÊN KẾT , KẾT CẤU CÔNG TRÌNH:
xem xét lại các vò trí liên kết , các vò trí thường xảy ra hư hỏng do chưa
tìm hiểu kỹ sự làm việc thực tế của các liên kết đó
CÁC YẾU TỐ KHÁCH QUAN ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯNG
CÔNG TRÌNH:
1.MÔI TRƯỜNG:
- nhiệt độ: nhiệt độ tăng làm phát sinh ứng suất nhiệt ⇒tăng độ nứt võng
: chẳng hạn như các kết cấu mẫu ống khói, kết cấu mái dây treo hoặc các
mặt đường sân bay…
-Độ ẩm: độ ẩm tạo ra các vết rỉ sét, tách lớp làm giảm tiết diện,khả năng
chòu lực bò giảm xuống
-Xâm thực: làm biến chất , làm rỉ cốt thép bên trong dẫn đến tiết diện bò
giảm xuống ⇒khả năng chòu lực bò giảm xuống
2.DO SỮ DỤNG:
-
do đổi tải trong qúa trình sử dụng, thay đổi vò trí đặt tải
-do sự cố cháy nổ…
-chấn động ở bên ngoài tác động vào công trình
-do hóa chất
3.VẬT LIỆU:
-dùng loại vật liêu nào cho công trình có đúng với yêu cầu thiết kế thi
công hay không?
-tính chất của vật liệu có thay đổi theo thời gian hay không?
Ví dụ: thép theo thời gian sẽ bò cứng giòn, lực xung kích sẽ bò giảm đi
Bê tông ; cường độ phát triển theo thời gian trong điều kiện dưỡng

hộ tốt, co ngót dễ dàng sinh ra vùng chòu kéo trong bê tông , sự từ biến
trong bê tông làm tăng độ võng của cấu kiện chòu uốn
TÍNH TOÁN LẠI CÔNG TRÌNH:
Dựa vào số liệu đo đạc trên thực tế tính toán lại công trình
ĐÁNH GÍA CHẤT LƯNG CÔNG TRÌNH:
kết qủa giữa quan sát và thực nghiệm là gần nhau thì kết luận ngược lại
kết qủa giữa quan sát và thực nghiệm là khác nhau thì phải khảo sát thực
nghiệm
MỘT SỐ ĐIỀU CẦN LƯU Ý KHI KHẢO SÁT THỰC NGHIỆM CÔNG
TRÌNH:
-Tiến hành khảo sát một số đặc trưng:
Ví dụ: khung thì khảo sát cho dầm, cột
Công trình ngâp nước thì khảo sát tính chất ăn mòn ,xâm thực
ống khói : khảo sát nhiệt đo , nhiệt độ qúa cao làm thay đổi tính
chất cơ lý của nề đất
-công trình đang sử dụng thì trong qúa trình khảo sát không ảnh hưởng
đến hoạt động của công trình chỉ trong trường hợp qúa nguy hiểm thì mới
di dời


2. II. SỐ LIỆU BAN ĐẦU:
1. Sơ đồ thí nghiệm - Sơ đồ bố trí dụng cụ gia tải.

C
A
B
PP
2P
5
0

0
1000 1000 1000 1000 1000
5000
7
9
5
3

Vật liệu làm mẫu thí nghiệm.
Các thông số của dàn thép:
• Thép góc đều cạnh loại thanh 1:
F
1
= 3.23 cm
2
J
x
= 4.34 cm
4
E = 2.1 .10
6
KG/cm
2

• Thép góc đều cạnh loại thanh 2:
F
2
= 3.37 cm
2
J

x
= 4.66 cm
4
E = 2.1 .10
6
KG/cm
2

• Thép góc đều cạnh loại thanh 3:
F
3
= 2.34 cm
2
J
x
= 1.79 cm
4
E = 2.1 .10
6
KG/cm
2
3. Thiết bò đo, dụng cụ gia tải( các thông số kỹ thuật).
a. Thiết bò đo chuyển vò :

- Đồng hồ điện tử Digimatic Indicator, thang đo 12.7mm
- Đồng hồ điện tử Digimatic Indicator, thang đo 30mm.
Cả hai dụng cụ có chung sai số 0.01mm.
b. Thiết bò đo biến dạng :

- Máy Strain gage, R = 120 Ω, η = 2.049 (Chỉ nên dùng 1 loại máy Strain

gage)
- Đọc số đo biến dạng tương đối trên máy P3500, số đo đã được nhân lên
10
6
, số thực phải nhân thêm 10
-6
- Máy SB10 hộp nối đo được 10 điểm.
c. Kích thuỷ lực :

- Đơn vò đồng hồ đo: KG/cm
2
.
- Đường kính Piston : D
piston
= 5.59 cm
4. Vò trí đo:
- Đo biến dạng:
Strain gage 3: giữa phần tử 3.
Strain gage 5: giữa phần tử 7.
Strain gage 7: giữa phần tử 10.
Strain gage 9: giữa phần tử 11.
- Đo chuyển vò:
Cách gối tựa 1m : nút 2
Cách gối tựa 1.5 m : giữa phần tử 2
Cách gối tựa 2.5 m : giữa phần tử 3
XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐO:
Giá trò trung bình của các lần đo:
Trò số đồng hồ
đo (kG/m
2

)
BIẾN DẠNG CHUYỂN VỊ(MM)
3 5 7 9 1 1.5 2.5
0 -2.667 -6.67 -1.67 2 0 0 8.96
20 47 -54 -30 61.33 -0.73 0.94 7.88
30 73 -87.33 -45 96.67 -1.08 1.47 7.28
40 98.67 -117.33 -60.37 123.33 -1.37 1.91 6.72
50 130.67 -152 -76.33 156.33 -1.7 2.45 6.1
60 159.33 -186 -93.67 203.33 -2.03 2.99 5.46
70 189.33 -220 -112.7 230.67 -2.37 3.55 4.8
80 217 -252.67 -128 262.33 -2.65 4.01 4.3
90 244.67 -292.67 -147.3 304.33 -2.99 4.6 3.67
Xả tải
SỐ LIỆU LÝ THUYẾT GIẢI TỪ PHẦN MỀM SAP2000:

Trò số à
đo
(kG/m
2
)
BIẾN DẠNG

3 5 7 9
0
0 0 0 0
20
50 -47.8 -24.5 73.2
30
78.4 -78.4 -38.6 105.8
40

103.7 -
103.7
-51.1 138.2
50
129.3 -
129.3
-63.8 175.2
60
156.1 -
156.1
-76.7 222
70
181.7 -
181.7

-89.2
246.2
80
207.0 -
207.0
-
102.5
282.8
90
233.1 -
233.1
-115 317.5
SỐ LIỆU THEO LÝ THUYẾT VỀ ỨNG SUẤT TẠI
ĐIỂM3,5,7,9:
3 5 7 9

0 0 0 0 0
20 154 160.3 54.64 75
30 164.5 165.7 80.8 111.1
40 218.1 218.1 103.7 147.4
50 271.5 271.5 133.13 183.8
60 327.9 327.9 156.6 229.15
70 381.3 381.3 187.3 258.5