BAO CAO THI NGHIEM CONG TRINH

Báo cáo thí nghiệm công trình giúp cho các sinh viên có nguồn tài liệu tham khảo để trình bày báo cáo của mình đạt được nhiều kết quả cao nhất. Ngoài ra mình còn nhiều tài liệu hỗ trọ sinh viên kỹ thuật xây dựng khác, mong các bạn ủng hộ. Chúc các bạn thành công

Đại học quốc gia Tp Hồ Chí Minh Trường Đại học Bách Khoa

Khoa Xây dựng

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH

MỤC LỤC

PHẦN I THÍ NGHIỆM DÀN THÉP 4

II MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM 4

III CẤU TẠO VÀ KÍCH THƯỚC DÀN THÉP 4

IV THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM 4

V SƠ ĐỒ THÍ NGHIỆM 5

VI QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM 5

VII KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 6

VIII TÍNH TOÁN LÍ THUYẾT 10

Đồ thị kết quả thí nghiệm về tải trọng-biến dạng 11

Đồ thị kết quả thí nghiệm về tải trọng-độ võng 13

IX NHẬN XÉT VÀ BÌNH LUẬN 15

PHẦN II THÍ NGHIỆM DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP 16

I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM 16

II CẤU TẠO, KÍCH THƯỚC DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP VÀ SƠ ĐỒ THÍ NGHIỆM 17

III THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM 17

IV QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM 18

V KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 18

VI SO SÁNH LÝ THUYẾT VỚI KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 23

VII NHẬN XÉT VÀ BÌNH LUẬN 25

I.

LỜI NÓI ĐẦU

Thí nghiệm công trình là một công tác hết sức quan trọng nhằm thử nghiệm, kiểmđịnh, đánh giá chất lượng của vật liệu và kết cấu trong công tác thi công và nghiệm thucông trình trước khi đưa vào sử dụng

Thí nghiệm công trình là môn học trang bị những kiến thức căn bản cũng như kỹ năngcần thiết cho người kỹ sư xây dựng trước khi ra trường Đây thực sự là cơ hội đáng quýcho sinh viên được tiếp cận với phương pháp học tập kết hợp với thực nghiệm – cơ sở đểthực hiện những công tác kiểm định và đánh giá thực nghiệm trong công việc sau này.Quá trình thực hiện thí nghiệm không chỉ đòi hỏi việc nắm vững các tiêu chuẩn, quyphạm, các lý thuyết cơ bản mà còn cần một hiểu biết nhất định về thực tế sản xuất và thicông Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy ThS Trần Thái Minh Chánh đã tận tìnhhướng dẫn và truyền đạt những kiến thức quý báu đó cho chúng em trong suốt quá trìnhthí nghiệm

Tp HCM tháng 08 năm 2020

PHẦN I THÍ NGHIỆM DÀN THÉP

II MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM

- Làm quen với phương pháp thí nghiệm một kết cấu hệ thanh, biết cách sử dụng cácthiết bị đo để xác định ứng suất, chuyển vị bằng thực nghiệm

- Kiểm nghiệm, đánh giá sự phù hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm khi xem xét:

+ Ứng suất (thể hiện qua biến dạng) của thanh dàn

+ Chuyển vị tại một số vị trí trên dàn thép

III CẤU TẠO VÀ KÍCH THƯỚC DÀN THÉP

- Kích thước của dàn thép:

+ 5 đốt x 1m/đốt = 5m+ Chiều cao 0,5m

- Kích thủy lực 20T Đường kính piston: Dpiston=5.82 cm

- 2 quang treo và đòn gia tải

- Tải trọng tác dụng P=0,5 (p πD2 / 4)

Trong đó:

- p: Suất gia tải kích thủy lực P (kG/cm2)

2 Thiết bị đo chuyển vị :

13245

- Đồng hồ đo chuyển vị bé (Dial micrometer)

3 Thiết bị đo biến dạng và ứng suất :

- Các cảm biến đo biến dạng thép (Strain gage)

- Cách gối tựa 1m, ở cánh dưới: Nút B(5)

- Cách gối tựa 2m, ở cánh dưới: Nút C(4)

- Cách gối tựa 2.5m, ở cánh trên: Nút I(3)

- Cách gối tựa 3 m, ở cánh dưới: Nút D(2)

- Cách gối tựa 4 m, ở cánh dưới: Nút E(1)

3 Đo độ võng :

Các vị trí đo ∆i trên dàn thép

VI QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM

Dự tính cấp gia tải ∆P (kG/cm2) của kích thủy lực :

VII KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

1 Thí nghiệm đo chuyển vị:

+ Lần 1 : 3 lần đo

Trị số đồng hồ trên kích

(kG/cm2)

P/2(kG)

Phần tử2

Phần tử 3

Phần tử4

Phần tử5

Phần tử6

Phần tử7

Phần tử

Phần tử4

Phần tử5

Phần tử6

Phần tử7

VIII.TÍNH TOÁN LÍ THUYẾT

ε : 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 = 5.82 (cm)

Tiến hành giải bài toán dàn thép trên Sap2000 ta được các kết quả như sau:

 Đồ thị kết quả thí nghiệm về tải trọng-biến dạng

Đồ thị P- ε lý thuyết và thực nghiệm cho phần tử 3:

Đồ thị P- ε lý thuyết và thực nghiệm cho phần tử 6:

Đồ thị P- ε lý thuyết và thực nghiệm cho phần tử 7:

 Đồ thị kết quả thí nghiệm về tải trọng-độ võng

• Điểm 1:

• Điểm 2

• Điểm 3:

• Điểm 4:

• Điểm 5:

IX NHẬN XÉT VÀ BÌNH LUẬN

Từ đồ thị tải trọng – biến dạng ta thấy:

hợp với lý thuyết sức bền vật liệu khi vật liệu đang làm việc trong giai đoạn đàn hồi Khităng tải trong lên thì đường biến dạng biến thiên không tuyến tính, đây là sai lầm, lỗitrong quá trình thí nghiệm

đường lý thuyết Điều này có nghĩa là đối với các cấp tải nhỏ thì thực nghiệm cho kếtquả biến dạng gần với lý thuyết hơn, khi tải trọng tác dụng lên cấu kiện càng lớn thì sailệch về biến dạng với lý thuyết sẽ càng lớn Ở đồ thị 2 và 3, ta thấy sự sai lệch là rất lớn

kết cấu thực làm việc an toàn hơn mô hình kết cấu của lý thuyết

thanh số 3 (thanh bụng) Điều này có thể là do thanh xiên chịu lực dọc nhỏ hơn thanhbụng nên mức độ sai lệch so với lý thuyết cũng nhỏ hơn

Từ đồ thị tải trọng – chuyển vị ta thấy:

đường lý thuyết tại vị trí D (gần như là trùng)

- Cũng giống đồ thị tải trọng – biến dạng, ở loại đồ thị này, khi cấp tải càng lớn thì độsai lệch so với lý thuyết càng nhiều Những đoạn cong trên đồ thị có thể phát sinh từnhững 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

PHẦN II THÍ NGHIỆM DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP

Hình 2.1: Sơ đồ thực hành thí nghiệm dầm BTCT

Hình 2.2: Thực hành thí nghiệm dầm BTCT

I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM

Nghiên cứu ứng xử của dầm BTCT theo trạng thái giới hạn 2

Quan hệ giữa tải trọng-độ võng (P-∆) của dầm BTCT So sánh kết quả lý thuyết theo

TCXDVN 356-2005 với số liệu thực đo

II CẤU TẠO, KÍCH THƯỚC DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP VÀ SƠ ĐỒ THÍ NGHIỆM.

2.2.1 Kích thước:

- Dầm BTCT có tiết diện chữ nhật bxh = 150x300mm Chiều dài tổng cộng

L 0 =4000mm Chiều cao làm việc của dầm h 0 = 266 mm (lớp bê tông bảo vệ cốt thép a = 36mm; a’ = 34mm)

2.2.2 Cốt thép:

Thép đai Asw = φ6a225, Cường độ chống cắt R sw = 305 MPa.

2.2.3 Bê tông:

Hình 2.3: Tiết diện và bố trí cốt thép trong dầm

Hình 2.4: Sơ đồ thí nghiệm

III. THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM

- Thiết bị kéo nén đa chức năng INSTRON 2294SV;

- Khung gia tải bằng thép;

- Các cảm biến đo biến dạng thép (Strain gage): Rg =120 Ω; Gage factor η=2.049

- Máy P3500 và bộ chuyển kênh SB10;

- Thước kẹp, thước kéo;

Hình 2.5: Máy P3500 và bộ chuyển kênh SB10

Hình 2.6: Đồng hồ điện tử đo độ võng

IV QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM

- Tiến hành đo các kích thước của dầm: b, h, L, L0; Khoảng cách các đồng hồ đo chuyển vị

và chiều dài dầm được thể hiện trên hình trên;

- Điều khiển máy Instron để lun áp đặt 2 tải tập trung bằng nhau (P/2) lên mặt dầm trong suốt quá trình gia tải;

- Gia tải theo từng cấp cho:

Đồ thị tải trọng – độ võng dầm ở vị trí 3:

Đồ thị tải trọng – biến dạng ở vị trí 1 (chịu kéo):

Đồ thị tải trọng – biến dạng ở vị trí 2 (chịu nén):

Đồ thị tải trọng – biến dạng ở vị trí 3 (chịu kéo):

Đồ thị thể hiện rõ rằng chuyển vị tăng cùng với cấp tải và chuyển vị ở điểm 2giữa dầm lớn hơn so với ở 2 bên Hai điểm A và C bố trí đối xứng có chuyển vị tươngđương nhau

Qua các đồ thị ở trên chúng ta có thể thấy là mối quan hệ giữa tải trọng và chuyển

vị ở các vị trí khác nhau trên dầm bê tông cốt thép chịu uốn có dạng tương tự nhaumặc dù các đường cong biểu thị mối quan hệ này khác khá nhiều so với mối quan hệtuyến tính của lý thuyết

Ở các đồ thị phía trên (mục 2.5), khi tăng tải liên tục, ta thấy đường cong biểu thịquan hệ tải trọng-chuyển vị khá gần với đường thẳng trong khi nếu lập đồ thị với đỉnhcủa các lần gia tải riêng biệt (mục 2.6) thì đường cong thực nghiệm lại khác nhiều với

lý thuyết

Như vậy nếu ta gia tải gián đoạn (không tăng liên tục mà gia tải riêng cho từngcấp tải) thì kết quả sẽ khác so với việc tăng tải liên tục Vậy có thể rút ra nhận xét làphương pháp gia tải (liên tục hay gián đoạn) cũng có ảnh hưởng đến độ chính xác củakết quả thí nghiệm Theo như ở trên thì gia tải liên tục có kết quả gần với lý thuyếthơn

VI SO SÁNH LÝ THUYẾT VỚI KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

Theo lý thuyết bê tông cốt thép:

1 Moment đàn hồi tiết diện bê tông cốt thép Wo:

'

Fd =bh+ α(A +A )với

9.2105.27

1021

A J

o

A bh

f o

o f

a h

Vị trí 2:

- Vị trí 3

VII NHẬN XÉT VÀ BÌNH LUẬN

độ đồng nhất cao (do chế tạo từ nhiều loại nguyên liệu khác nhau) Chính vì vậy,ứng xử của vật liệu cho mỗi lần chế tạo là không hoàn toàn giống nhau và ngaycùng 1 cấu kiện cũng khác nhau.

lý thuyết bê tông

o Độ sai lệch của đường thực nghiệm so với đường biễn diễn của lý thuyết sức bềnvật liệu cũng ít hơn so với của lý thuyết bê tông

Như vậy, có thể nhận xét là kết quả tính toán theo lý thuyết sức bền gần với thực tếhơn so với lý thuyết bê tông Lý thuyết sức bền cho kết quả độ võng thấp hơn sovới lý thuyết bê tông Điều này là do trong mô hình tính của lý thuyết sức bền, vậtliệu bê tông được xem là đàn hồi trong khi thực tế nó là vật liệu đàn hồi-dẻo

- Các sai số của thí nghiệm có thể phát sinh từ các nguyên nhân như:

o Giá trị lực do kích gây ra không chính xác là các giá trị cần thực hiện cho thínghiệm (do chỉ cần thay đổi vị trí tay đòn của kích một khoảng ngắn là giá trị lực

đã thay đổi khá nhiều nên cũng rất khó điều chỉnh đúng bằng giá trị yêu cầu)

o Chất lượng dầm bê tông cốt thép được sử dụng cho thí nghiệm là không tốt, đãđược sử dụng cho các lần thí nghiệm trước,nên sự đàn hội của vật liệu đã bị ảnhhưởng (giảm đi)

- Khắc phục sai số :

o Tăng số lần thí nghiệm để giảm sai số ngẫu nhiên

o Điều khiển thiết bị cẩn thận, chính xác

o Nếu có thể sử dụng dầm mới để làm thí nghiệm

o Tuân thủ theo chỉ dẫn của Giảng viên hướng dẫn

- Bài học kinh nghiệm :

Qua kết quả thí nghiệm ta thấy đường quan hệ P-∆ giữa lý thuyết và thực hànhkhá gần nhau, điều đó cho thấy thí nghiệm là khá chính xác nhưng không phải làquá trình thí nghiệm không có sai phạm Trước tiên là quá trình tăng lực khôngđúng với ∆P= 2.5KN, thời gian chờ chưa đủ Tuy nhiên qua quá trình thí nghiệm tarút ra nhiều bài học:

Trước tiên là quá trình phân công làm việc giữa các thành viên trong nhóm, tạo

sự gắn bó và chia sẽ công việc

Biết được quy trình làm thí nghiệm đối với cấu kiện BTCT chịu uốn, và cũng đãxác minh được lý thuyết tính toán về cấu kiện BTCT là khá chính xác với thựcnghiệm