Mục đích thí nghiệm -σ và tải trọng – độ Kiểm nghiệm sự phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm: • Ứng suất tính toán thông qua biến dạng trong các thanh dàn.. -σ và tải trọng – độ Bằng cá
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT
XÂY DỰNG BỘ MÔN CÔNG TRÌNH
BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH
Giảng viên hướng dẫn: ThS Hoàng Anh Tuấn
Lớp: L02 - Nhóm: 2E Sinh viên thực hiện:
Trang 2BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH GVHD: ThS Hoàng Anh Tuấn
MỤC LỤC
PHẦN 1: DÀN THÉP 8
1 Mục đích thí nghiệm 8
2 Cấu tạo và kích thước dàn thép 8
3 Mô tả sơ đồ 9
4 Thiết bị thí nghiệm 10
5 Quy trình thí nghiệm 14
6 Xử lý kết quả thí nghiệm 15
7 Tính giá trị trung bình các lần đo của εi, δi và giá trị ứng suất σi tại các vị trí εi 16
8 Vẽ đồ thị biểu diễn kết quả thí nghiệm tải trọng – ứng suất (P-σ) và tải trọng – độσ) và tải trọng – độ võng (P-σ) và tải trọng – độ δ) của các điểm đo 17
9 Tính toán các đại lượng 18
9.1 Lý thuyết 18
9.2 Xác định ứng suất và độ võng theo phương pháp sử dụng lý thuyết Cơ học kết cấu 19 9.3 Tính toán theo phần mềm Sap2000 22
10 So sánh và vẽ các đồ thị quan hệ tải trọng – độ võng (P-σ) và tải trọng – độδ) và tải trọng – nội lực (P-σ) và tải trọng – độ σ) 27
11 Phân trích và nhận xét kết quả thí nghiệm 32
12 Đánh giá khả năng làm việc của dàn thép 37
13 Đề xuất và kiến nghị 37
PHẦN 2: DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP 38
1 Mục đích thí nghiệm 38
2 Mô tả cấu tạo kích thước dầm BTCT, sơ đồ làm việc và sơ đồ tính toán 38
2.1 Cấu tạo kích thước dầm BTCT 38
2.2 Sơ đồ làm việc và sơ đồ tính toán 39
3 Mô tả chi tiết thiết bị thí nghiệm 40
2
Trang 3BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH GVHD: ThS Hoàng Anh Tuấn
5 Mô tả quy trình thí nghiệm 44
6 Xử lý kết quả thí nghiệm: loại bỏ điểm nhiễu, tính toán εi 45
6.1 Kết quả ghi nhận số liệu 45
6.2 Kết quả xử lí số liệu 45
7 Giá trị trung bình các lần đo 46
8 Vẽ đồ thị biểu diễn kết quả thí nghiệm tải trọng – ứng suất (P-σ) và tải trọng – độσ) và tải trọng – độ võng (P-σ) và tải trọng – độ δ) 48
9 Tính toán các các đại lượng 49
9.1 Tính toán theo lý thuyết BTCT (TCVN 5574:2018) 49
9.2 Tính toán theo phần mềm SAP2000 55
10 So sánh và vẽ các đồ thị quan hệ tải trọng – độ võng (P-σ) và tải trọng – độδ) và tải trọng – nội lực (P-σ) và tải trọng – độ σ) 57
10.1 Quan hệ giữa tải trọng – độ võng 57
10.2 Quan hệ giữa tải trọng – ứng suất (SG1) 58
10.3 Quan hệ giữa tải trọng – ứng suất (SG2) 59
10.4 Quan hệ giữa tải trọng – ứng suất (SG3) 60
11 Nhận xét kết quả và đánh giá sự phù hợp giữa các phương pháp 61
12 Đánh giá khả năng làm việc của dầm bê tông 63
13 Đề xuất các kiến nghị 63
3
Trang 4BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH GVHD: ThS Hoàng Anh Tuấn
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1 Mô hình dàn thép thí nghiệm 8
Hình 2 Sơ đồ thí nghiệm và bố trí thiết bị đo dàn thép 9
Hình 3 Sơ đồ thí nghiệm mô hình dàn 9
Hình 4 Dàn thép thực tế thí nghiệm 10
Hình 5 Kích thủy lực 11
Hình 6 2 quang treo và đòn gia tải 11
Hình 7 Cảm biến điện trở 12
Hình 8 Hệ thống thu nhận tính hiệu cảm biến P3500+SB10 12
Hình 9 Đồng hồ đo độ võng 13
Hình 10 Đồng hồ hiển thị giá trị lực 13
Hình 11 Thước kẹp điện tử 14
Hình 12 Đồ thị quan hệ tải trọng – độ võng (P-σ) và tải trọng – độδ) của các điểm đo 17
Hình 13 Đồ thị quan hệ tải trọng – ứng suất (P-σ) và tải trọng – độσ) của các điểm đo 18
Hình 14 Biểu đồ nội lực trong các thanh dàn 19
Hình 15 Giá trị nội lực tại các thanh dàn khi chịu lực đơn vị để tính chuyển vị tại vị trí 1 20 Hình 16 Giá trị nội lực tại các thanh dàn khi chịu lực đơn vị để tính chuyển vị tại vị trí 2 21 Hình 17 Khai báo vật liệu 23
Hình 18 Khai báo tiết diện thanh dàn 24
Hình 19 Sơ đồ dàn thép 25
Hình 20 Vị trí đặt tải 25
Hình 21 Vị trí xác định chuyển vị của dàn thép 25
Hình 22 Biểu đồ lực dọc trong các thanh dàn 25
Hình 23 Giá trị chuyển vị tại nút 4 (vị trí đặt chuyển vị kế số 1) 26
Hình 24 Giá trị chuyển vị tại nút 9 (vị trí đặt chuyển vị kế số 2) 26
Hình 25 Đồ thị quan hệ tải trọng -σ) và tải trọng – độ ứng suất tại vị trí 1 29
Hình 26 Đồ thị quan hệ tải trọng -σ) và tải trọng – độ ứng suất tại vị trí 2 29
Hình 27 Đồ thị quan hệ tải trọng -σ) và tải trọng – độ ứng suất tại vị trí 5 30
Hình 28 Đồ thị quan hệ tải trọng -σ) và tải trọng – độ ứng suất tại vị trí 6 30
Hình 29 Đồ thị quan hệ tải trọng – độ võng tại vị trí đặt chuyển vị kế 1 32
Hình 30 Đồ thị quan hệ tải trọng – độ võng tại vị trí đặt chuyển vị kế 2 32
4
Trang 5BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH GVHD: ThS Hoàng Anh Tuấn
Hình 31 Cấu tạo và kích thước dầm BTCT 38
Hình 32 Sơ đồ tính dầm BTCT 39
Hình 33 Khung gia tải MAGNUS 40
Hình 34 Loadcell 60T và đồng hồ hiển thị giá trị lực 41
Hình 35 Kích thủy lực Hi-σ) và tải trọng – độForce có Pmax = 1000 kN 41
Hình 36 Tensometer cảm biến điện trở đo biến (Strain gage) (LSG=10mm) 42
Hình 37 Thiết bị thu nhận P3500 và chuyển đổi kênh SB10 42
Hình 38 Truyền lực và liên kết gối tựa tại 2 đầu dầm 43
Hình 39 Đồng hồ đo chuyển vị dầm 43
Hình 40 Sơ đồ thí nghiệm dầm BTCT 44
Hình 41 Biểu đồ mối quan hệ tải trọng và ứng suất 48
Hình 42 Biểu đồ mối quan hệ tải trọng độ võng 49
Hình 43 Biểu đồ tác dụng tải lên dầm 55
Hình 44 Biểu đồ chuyển vị 56
Hình 45 Biểu đồ momen 56
Hình 46 Đồ thị quan hệ giữa tải trọng – độ võng 58
Hình 47 Đồ thị quan hệ giữa tải trọng – ứng suất 59
Hình 48 Đồ thị quan hệ giữa tải trọng – ứng suất 60
Hình 49 Đồ thị quan hệ giữa tải trọng – ứng suất 61
5
Trang 6BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH GVHD: ThS Hoàng Anh Tuấn
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1 Kích thước và cấu tạo Mô hình dàn thép thí nghiệm thanh dàn 8
Bảng 2 Bảng đo số liệu thí nghiệm lần 1 15
Bảng 3 Bảng đo số liệu thí nghiệm lần 2 15
Bảng 4 Giá trị trung bình 2 lần đo 16
Bảng 5 Giá trị trung bình 2 lần đo 16
Bảng 6 Giá trị ứng suất tại các điểm 17
Bảng 7 Nội lực trong các thanh dàn 19
Bảng 8 Nội lục trong các thanh dàn 19
Bảng 9 Ứng suất trong các thanh 20
Bảng 10 Giá trị biến dạng tại các vị trí 20
Bảng 11 Bảng tính chuyển vị theo công thức cơ học kết cấu 21
Bảng 12 Giá trị chuyển vị tại các vị trí 22
Bảng 13 Kết quả chuyển vị và lực dọc từ phần mềm SAP2000 26
Bảng 14 Giá trị ứng suất không xét đến trọng lượng bản thân 26
Bảng 15 Giá trị biến dạng không xét đến trọng lượng bản thân 27
Bảng 16 Tổng hợp giá trị ứng suất theo 3 phương pháp 28
Bảng 17 So sánh giá trị ứng suất theo 3 phương pháp 28
Bảng 18 Tổng hợp giá trị độ võng theo 3 phương pháp 31
Bảng 19 So sánh giá trị độ võng theo 3 phương pháp 31
Bảng 20 Kết quả đo lần 1 45
Bảng 21 Kết quả đo lần 2 45
Bảng 22 Xử lí số liệu kết quả đo lần 1 46
Bảng 23 Xử lí số liệu kết quả đo lần 2 46
Bảng 24 Giá trị trung bình kết quả 2 lần đo 46
Bảng 25 Giá trị độ võng và ứng suất từ thực nghiệm 47
Bảng 26 Giá trị độ võng được tính từ TCVN 5574-σ) và tải trọng – độ2018 53
Bảng 27 Giá trị ứng suất được tính từ TCVN 5574-σ) và tải trọng – độ2018 54
Bảng 28 Giá trị ứng suất được tính từ TCVN 5574-σ) và tải trọng – độ2018 55
Bảng 29 Giá trị độ võng được tính từ SAP2000 56
Bảng 30 Giá trị ứng suất dầm BTCT 57
Bảng 31 Giá trị độ võng theo 3 phương pháp và chênh lệch 57
Bảng 32 Giá trị ứng suất bê tông theo 3 phương pháp và chênh lệch 58
6
Trang 7BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH GVHD: ThS Hoàng Anh Tuấn
Bảng 33 Giá trị ứng suất cốt thép (SG2) theo 3 phương pháp và chênh lệch 59
Bảng 34 Giá trị ứng suất cốt thép (SG3) theo 3 phương pháp và chênh lệch 60
7
Trang 8BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH GVHD: ThS Hoàng Anh Tuấn
PHẦN 1: DÀN THÉP
1 Mục đích thí nghiệm
-σ) và tải trọng – độ Kiểm nghiệm sự phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm:
• Ứng suất (tính toán thông qua biến dạng) trong các thanh dàn
• Chuyển vị tại một số vị trí trên dàn
-σ) và tải trọng – độ Bằng các biện pháp:
• Xác định chuyển vị và biến dạng của dàn thép tại một số vị trí nhất định
• Khảo sát sự biến động của trạng thái ứng suất – biến dạng của dàn thép
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 toán, thiết kế công trình và thực nghiệm
2 Cấu tạo và kích thước dàn thép
Hình 1 Mô hình dàn thép thí nghiệmBảng 1 Kích thước và cấu tạo Mô hình dàn thép thí nghiệm thanh dàn
Thanh cánh trên
2 L40x40x5Thanh đầu dàn
8
Trang 9BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH GVHD: ThS Hoàng Anh Tuấn
-σ) và tải trọng – độ Dàn thép hình thang 5 nhịp, cao 0.5m, bước nhịp 1m:
-σ) và tải trọng – độ Khoảng cách giữa 2 thanh L là 6mm (bằng chiều dày bản mã)
-σ) và tải trọng – độ Mô-σ) và tải trọng – độđun đàn hồi của thép: Es = 210000 N/mm2
3 Mô tả sơ đồ
Hình 2 Sơ đồ thí nghiệm và bố trí thiết bị đo dàn thép
Hình 3 Sơ đồ thí nghiệm mô hình dàn-σ) và tải trọng – độ Mô tả: Sử dụng đòn gia tải để tăng tải Khi bơm, con đội sẽ đội lên dầm chữ I (dầm chữ
I có kích thước lớn hơn rất nhiều so với dàn thép và chịu được tải trọng rất lớn so với tải
9
Trang 10BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH GVHD: ThS Hoàng Anh Tuấn
trọng cực đại của con đội tác dụng lên dầm Vì vậy khi bơm tải lớn nhất cũng không gâybiến dạng cho dầm chữ I, do đó có thể xem dầm chữ I tuyệt đối cứng đối với hệ thínghiệm) Khi chịu tải trọng, dầm chữ I sẽ phản hồi toàn bộ lực nhận được từ con độixuống dầm truyền tải, sau đó thông qua quang treo, tải trọng truyền lên dàn thép thôngqua hai lực tập trung như mô tả trên sơ đồ thí nghiệm
-σ) và tải trọng – độ Đo chuyển vị tại 2 điểm I, II bằng đồng hồ đo chuyển vị
-σ) và tải trọng – độ Đo biến dạng tại các điểm 1, 2, 5, 6, thông qua các cảm biến vào bộ P-σ) và tải trọng – độ3500 và SB10
4 Thiết bị thí nghiệm
-σ) và tải trọng – độ Hệ dàn thép:
Hình 4 Dàn thép thực tế thí nghiệm-σ) và tải trọng – độ Thiết bị gia tải: Kích thủy lực 20T
10
Trang 11BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH GVHD: ThS Hoàng Anh Tuấn
Hình 5 Kích thủy lực-σ) và tải trọng – độ Quang treo và đòn gia tải:
Hình 6 2 quang treo và đòn gia tải
11
Trang 12BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH GVHD: ThS Hoàng Anh Tuấn-σ) và tải trọng – độ Cảm biến điện trở đo biến dạng thép (Strain gages:120Ω, GF = 2.1):
Hình 7 Cảm biến điện trở-σ) và tải trọng – độ Hệ thống thu nhận tín hiệu cảm biến P3500 + SB10:
Hình 8 Hệ thống thu nhận tính hiệu cảm biến P3500+SB10 -σ) và tải trọng – độ Đồng hồ đo độ võng:
12
Trang 13BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH GVHD: ThS Hoàng Anh Tuấn
Hình 9 Đồng hồ đo độ võng-σ) và tải trọng – độ Đồng hồ hiển thị giá trị lực:
Hình 10 Đồng hồ hiển thị giá trị lực-σ) và tải trọng – độ Thước kẹp, thước thép:
13
Trang 14BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH GVHD: ThS Hoàng Anh Tuấn
Hình 11 Thước kẹp điện tử
5 Quy trình thí nghiệm
-σ) và tải trọng – độ Bước 1: Đo đạc các kích thước của dàn thép
-σ) và tải trọng – độ Bước 2: Xác định cách thức đặt tải trọng lên dàn
-σ) và tải trọng – độ Bước 3: Xác định vị trí các vị trí đo đạc, kiểm tra thiết bị và chạy thí nghiệm thử
-σ) và tải trọng – độ Bước 4: Kiểm tra hệ thống lần cuối và tiến hành thí nghiệm
-σ) và tải trọng – độ Bước 5: Vặn núm vặn trên con đội theo chiều kim đồng hồ để tiến hành bơm tải (sử dụng đòn bẩy để bơm tải) để con đội vừa khít với dầm chữ I
-σ) và tải trọng – độ Bước 6: Chỉnh đồng hồ đo tải trọng về giá trị 0, sau đó chỉnh 2 đồng hồ đo chuyển vị vềgiá trị 0, đồng thời đọc và ghi giá trị biến dạng tại thời điểm ban đầu thông qua số đọctrên thiết bị thu nhận tín hiệu cảm biến P3500
-σ) và tải trọng – độ Bước 7: Bắt đầu tăng tải trọng đến 4 kN bằng cách dùng đòn bẩy để bơm con đội Khiđồng hồ đo tải trọng hiện giá trị 4 kN thì đọc và ghi chép vào bảng số liệu các giá trị trên
2 đồng đo chuyển vị (độ võng) và các giá trị biến dạng tại các vị trí yêu cầu (1-σ) và tải trọng – độ2-σ) và tải trọng – độ5-σ) và tải trọng – độ6) trên
hệ thống thu nhận tín hiệu cảm biến P3500+SB10
-σ) và tải trọng – độ Bước 8: Tiếp tục lần lượt tăng tải trọng đến các giá trị 6 kN, 8 kN và thực hiện tương tự như bước 3
-σ) và tải trọng – độ Bước 9: Xả tải bằng cách vặn núm vặn trên con đội theo chiều ngược chiều kim đồng
hồ, rút đòn bẩy khỏi con đội Kết thúc lần đo đầu tiên
14
Trang 15BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH GVHD: ThS Hoàng Anh Tuấn
Thực hiện tổng cộng 2-σ) và tải trọng – độ3 vòng đo lặp theo trình tự như các bước trên để lấy giá trị trungbình giữa các lần đo Thời gian cho phép dàn nghỉ khoảng từ 10-σ) và tải trọng – độ15 phút giữa các vòng
đo lặp (thời gian để dàn trở về trạng thái ban đầu)
* Chú ý:
-σ) và tải trọng – độ Việc chụp hình và đo đạc các kích thước của dàn thép có thể được thực hiện trước hoặcsau khi bắt đầu thí nghiệm, tránh việc tác động (chạm, rung lắc, …) dàn thép trong quátrình thực hiện thí nghiệm
-σ) và tải trọng – độ Trong quá trình đọc giá trị trên đồng hồ đo chuyển vị thu được giá trị âm và dương,nguyên nhân do tại cách đặt chuyển vị kế (khi dàn thép bị võng sẽ làm cho đầu kim củachuyển vị kế chuyển vị theo, nếu đầu kim đi ra số đọc trên đồng hồ sẽ hiển thị giá trị âm,nếu đầu kim đi vào số đọc trên đồng hồ sẽ hiển thị giá trị dương) Vì vậy cần quan sát kĩcách đặt chuyển vị kế tại từng điểm đo
0 0 0.000 0.000 0404 -σ) và tải trọng – độ1500 -σ) và tải trọng – độ0512 0882
4 2 0.683 -σ) và tải trọng – độ0.621 0438 -σ) và tải trọng – độ1495 -σ) và tải trọng – độ0547 0908
6 3 1.016 -σ) và tải trọng – độ0.938 0451 -σ) và tải trọng – độ1494 -σ) và tải trọng – độ0566 0917
8 4 1.335 -σ) và tải trọng – độ1.237 0465 -σ) và tải trọng – độ1491 -σ) và tải trọng – độ0584 0929
Bảng 3 Bảng đo số liệu thí nghiệm lần 2
P F=P/2 Số đọc chuyển
vị kế (mm) Số đọc máy đo biến dạng (x10 -6 )
15
Trang 16BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH GVHD: ThS Hoàng Anh Tuấn
0 0 0.000 0.000 0396 -σ) và tải trọng – độ1504 -σ) và tải trọng – độ0504 0850
4 2 0.697 -σ) và tải trọng – độ0.630 0427 -σ) và tải trọng – độ1499 -σ) và tải trọng – độ0540 0872
6 3 1.026 -σ) và tải trọng – độ0.932 0443 -σ) và tải trọng – độ1498 -σ) và tải trọng – độ0560 0886
8 4 1.358 -σ) và tải trọng – độ1.237 0457 -σ) và tải trọng – độ1495 -σ) và tải trọng – độ0580 0899
Xử lý số liệu:
-σ) và tải trọng – độ Sau khi đã có số liệu thí nghiệm, ta tiến hành tính giá trị trung bình và trừ tất cả các giátrị biến dạng ở cấp tải cho giá trị biến dạng ở cấp tải 0 và tính giá trị trung bình của biếndạng và chuyển vị Giá trị được sử dụng tính toán sau này là giá trị trung bình
Bảng 4 Giá trị trung bình 2 lần đo
4 2 0.690 -σ) và tải trọng – độ0.626 432.500 -σ) và tải trọng – độ1497.000 -σ) và tải trọng – độ543.500 890.000
6 3 1.021 -σ) và tải trọng – độ0.935 447.000 -σ) và tải trọng – độ1496.000 -σ) và tải trọng – độ563.000 901.500
8 4 1.347 -σ) và tải trọng – độ1.237 461.000 -σ) và tải trọng – độ1493.000 -σ) và tải trọng – độ582.000 914.000
7 Tính giá trị trung bình các lần đo của ε i , δ i và giá trị ứng suất σ i tại các vị trí ε i
Bảng 5 Giá trị trung bình 2 lần đo
Trang 1716
Trang 18BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH GVHD: ThS Hoàng Anh Tuấn
Trang 19BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH GVHD: ThS Hoàng Anh Tuấn
Hình 13 Đồ thị quan hệ tải trọng – ứng suất (P-σ) và tải trọng – độσ) của các điểm đo
9 Tính toán các đại lượng
9.1 Lý thuyết
Lý thuyết ứng suất – biến dạng
− Ứng suất trong thanh:
Trang 20F2L30x30x4 = =2.27 2= 4.54 (cm2)
• E:Modul đàn hồi của vật liệu thép (E = 2.1x108 kN/m2)
9.2 Xác định ứng suất và độ võng theo phương pháp sử dụng lý thuyết Cơ học kết
cấu Xác định nội lực của các thanh trong dàn
Hình 14 Biểu đồ nội lực trong các thanh dànBảng 7 Nội lực trong các thanh dàn
-σ) và tải trọng – độ Tính toán nội lực trong các thanh qua các lần gia tải:
Bảng 8 Nội lục trong các thanh dàn
Trang 21BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH GVHD: ThS Hoàng Anh Tuấn
Bảng 9 Ứng suất trong các thanh
-σ) và tải trọng – độ Giá trị biến dạng tại các vị trí:
Bảng 10 Giá trị biến dạng tại các vị trí
EAkNm L
Hình 15 Giá trị nội lực tại các thanh dàn khi chịu lực đơn vị để tính chuyển vị tại vị trí 1
20
Trang 22BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH GVHD: ThS Hoàng Anh Tuấn
Hình 16 Giá trị nội lực tại các thanh dàn khi chịu lực đơn vị để tính chuyển vị tại vị trí 2
Bảng 11 Bảng tính chuyển vị theo công thức cơ học kết cấu
N m (kN) E (kN/m 2 ) A (m 2 ) L (m) N k1 N k2
(N m *N k1 )*L/(EA) (N m *N k2 )*L/(EA)
-σ) và tải trọng – độ1.41F 210000000 0.000758 0.71 -σ) và tải trọng – độ0.57 -σ) và tải trọng – độ0.71 (4.4E-σ) và tải trọng – độ06)F (3.6E-σ) và tải trọng – độ06)F
F 210000000 0.000758 1 0.4 0.5 (3.1E-σ) và tải trọng – độ06)F (2.5E-σ) và tải trọng – độ06)F1.41F 210000000 0.000454 0.71 0.57 0.71 (7.4E-σ) và tải trọng – độ06)F (5.9E-σ) và tải trọng – độ06)F-σ) và tải trọng – độ2F 210000000 0.000758 1 -σ) và tải trọng – độ0.8 -σ) và tải trọng – độ1 (1.3E-σ) và tải trọng – độ05)F (1.0E-σ) và tải trọng – độ05)F-σ) và tải trọng – độ1.41F 210000000 0.000454 0.71 -σ) và tải trọng – độ0.57 -σ) và tải trọng – độ0.71 (7.4E-σ) và tải trọng – độ06)F (5.9E-σ) và tải trọng – độ06)F3F 210000000 0.000758 1 1.2 1.5 (2.8E-σ) và tải trọng – độ05)F (2.3E-σ) và tải trọng – độ05)F
F 210000000 0.000758 1 0.6 0.5 (3.1E-σ) và tải trọng – độ06)F (3.8E-σ) và tải trọng – độ06)F-σ) và tải trọng – độ1.41F 210000000 0.000758 0.71 -σ) và tải trọng – độ0.85 -σ) và tải trọng – độ0.71 (4.4E-σ) và tải trọng – độ06)F (5.3E-σ) và tải trọng – độ06)F
Tổng (2.5E-σ) và tải trọng – độ04)F (2.4E-σ) và tải trọng – độ04)F
-σ) và tải trọng – độ Giá trị chuyển vị tải các vị trí:
Trang 2321
Trang 24BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH GVHD: ThS Hoàng Anh Tuấn
Bảng 12 Giá trị chuyển vị tại các vị trí
9.3 Tính toán theo phần mềm Sap2000
-σ) và tải trọng – độ Để tính toán các giá trị lý thuyết ta sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn thông qua phần
mềm SAP2000 Các bước thực hiện bao gồm mô hình dàn, gán tải trọng tương ứng với các
cấp tải khi thí nghiệm, chạy nội lực và dùng nội lực để tính ứng suất và biến dạng
-σ) và tải trọng – độ Khai báo vật liệu:
22
Trang 25BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH GVHD: ThS Hoàng Anh Tuấn
Hình 17 Khai báo vật liệu-σ) và tải trọng – độ Khai báo tiết diện:
23
Trang 26BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH GVHD: ThS Hoàng Anh Tuấn
Hình 18 Khai báo tiết diện thanh dàn-σ) và tải trọng – độ Sơ đồ dàn:
24
Trang 27BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH GVHD: ThS Hoàng Anh Tuấn
Hình 19 Sơ đồ dàn thép-σ) và tải trọng – độ Vị trí đặt tải: tải trọng tác dụng lên nút: Tại nút số 8 và 10 đặt tải trọng giống nhau F
=P/2:
Hình 20 Vị trí đặt tải-σ) và tải trọng – độ Vị trí xác định chuyển vị:
Hình 21 Vị trí xác định chuyển vị của dàn thép
Kết quả từ phần mềm SAP2000
Kết quả từ phần mềm SAP2000 minh họa ứng với cấp tải lớn nhất (P = 8 kN)
Hình 22 Biểu đồ lực dọc trong các thanh dàn
25
Trang 28BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH GVHD: ThS Hoàng Anh Tuấn
Hình 23 Giá trị chuyển vị tại nút 4 (vị trí đặt chuyển vị kế số 1)
Hình 24 Giá trị chuyển vị tại nút 9 (vị trí đặt chuyển vị kế số 2)Bảng 13 Kết quả chuyển vị và lực dọc từ phần mềm SAP2000
Tính biến dạng trong thanh theo kết quả từ phần mềm
Bảng 14 Giá trị ứng suất không xét đến trọng lượng bản thân
Trang 29BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH GVHD: ThS Hoàng Anh Tuấn
Bảng 15 Giá trị biến dạng không xét đến trọng lượng bản thân
Trang 30BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH GVHD: ThS Hoàng Anh Tuấn
Bảng 16 Tổng hợp giá trị ứng suất theo 3 phương pháp
Ứng suất (kN/m 2 ) P
4 2 6825 1050 -σ) và tải trọng – độ7455 5040 7915.567 0 -σ) và tải trọng – độ7915.567 7915.567 7898.417 8.811 -σ) và tải trọng – độ7891.821 7889.182
6 3 9870 1260 -σ) và tải trọng – độ11550 7455 11873.351 0 -σ) và tải trọng – độ11873.351 11873.351 11846.966 13.216 -σ) và tải trọng – độ11707.124 11832.454
8 4 12810 1890 -σ) và tải trọng – độ15540 10080 15831.135 0 -σ) và tải trọng – độ15831.135 15831.135 15796.834 17.621 -σ) và tải trọng – độ15784.960 15777.045
Bảng 17 So sánh giá trị ứng suất theo 3 phương pháp
P (kN) Cơ học kết cấu so với thực nghiệm (%) SAP2000 so với thực nghiệm (%)
Trang 3128
Trang 32Hình 25 Đồ thị quan hệ tải trọng -σ) và tải trọng – độ ứng suất tại vị trí 1
Hình 26 Đồ thị quan hệ tải trọng -σ) và tải trọng – độ ứng suất tại vị trí 2
Trang 33BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH GVHD: ThS Hoàng Anh Tuấn
Hình 27 Đồ thị quan hệ tải trọng -σ) và tải trọng – độ ứng suất tại vị trí 5
Hình 28 Đồ thị quan hệ tải trọng -σ) và tải trọng – độ ứng suất tại vị trí 6
30
Trang 34BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH GVHD: ThS Hoàng Anh Tuấn
Bảng 18 Tổng hợp giá trị độ võng theo 3 phương pháp
Độ võng (mm) P
F=P/2
(kN) (kN)
Bảng 19 So sánh giá trị độ võng theo 3 phương pháp
P (kN) Cơ học kết cấu so với thực nghiệm SAP2000 so với thực nghiệm
Trang 3531
Trang 36BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH GVHD: ThS Hoàng Anh Tuấn
Hình 29 Đồ thị quan hệ tải trọng – độ võng tại vị trí đặt chuyển vị kế 1
Hình 30 Đồ thị quan hệ tải trọng – độ võng tại vị trí đặt chuyển vị kế 2
11 Phân trích và nhận xét kết quả thí nghiệm
* Phân tích thí nghiệm và lí thuyết:
➢ Kiểm tra
32
Trang 37BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH GVHD: ThS Hoàng Anh Tuấn
Sơ đồ:
-σ) và tải trọng – độ Sơ đồ tính thực nghiệm: 2 liên kết cố định
-σ) và tải trọng – độ Sơ đồ tính lý thuyết: 1 gối cố định, 1 gối di động (Dầm đơn giản) Tải trọng:
-σ) và tải trọng – độ Tải trọng thực nghiệm là tải trọng ngoài P (kích thủy lực) không bao gồm tải trọng bản
thân, do các thiết bị đo chuyển vị đã được reset ngay từ đầu, thiết bị đo biến dạng cũng đãđược ghi lại số liệu ngay từ đầu
-σ) và tải trọng – độ Tải trọng tính lý thuyết cũng là tải trọng ngoài P (kích thủy lực) không bao gồm trọng
-σ) và tải trọng – độ Vật liệu thực nghiệm: Thép là vật liệu liên tục, đồng nhất, đẳng hướng và đàn hồi tuyến tính
-σ) và tải trọng – độ Vật liệu tính theo lý thuyết: Vật liệu được coi là liên tục, đồng nhất, đẳng hướng và đàn hồi tuyến tính
➢ Lý thuyết tính toán
-σ) và tải trọng – độ Thực nghiệm: lấy kết quả thực nghiệm chuyển vị, ứng suất tính theo kết quả biến dạng thực nghiệm thông qua định luật Hooke
-σ) và tải trọng – độ Tính theo lý thuyết:
• Cơ học kết cấu: Chuyển vị và ứng suất tính lý thuyết cơ học kết cấu và công thức định luật Hooke
33