Đề cương tham khảo

+ Trường hợp 2: Sau khi chịu tác dụng của vòng chất tải đầu tiên, trong bản thân đối tượng hay các phần tử kết cấu xuất hiện những biến dạng và chuyển vị dư do: cấu tạo các liên kết kh[r]

ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP Các câu hỏi dưới đây chỉ mang tính chất tham khảo!

Câu 1: Sự cần thiết của nghiên cứu thực nghiệm công trình?

- Xác định, đánh giá khả năng làm việc, tuổi thọ của vật liệu và kết cấu công trình

- Tiến hành nghiên cứu ứng dụng các hình thức kết cấu mới và kết cấu đặc biệt vào việc thiết kế xây dựng công trình

- Nghiên cứu và phát hiện các vật liệu mới, đánh giá chất lượng các loại vật liệu xây

dựng đang sử dụng và tái sử dụng, các loại vật liệu địa phương.

- Nghiên cứu phát minh các vấn đề mới trong KHKT chuyên ngành, trong cơ học vật rắn biến dạng, cơ học công trình… mà nghiên cứu lý thuyết chưa giải quyết tận gốc hoặc chưa giải quyết được

Câu 2: Trình bày thí nghiệm kéo thép (TCVN 197-2002)

a Nội dung phương pháp thử

- Xác định đặc trưng cơ học của kim loại bằng cách kéo mẫu thử với tốc độ phù hợp cho đến khi mẫu bị phá hỏng

- Các đặc trưng cơ học xác định được qua phép thử này là: Giới hạn chảy, giới hạn bền, biến dạng dài và độ thắt tương đối

b Mẫu thử

- Tiến hành đo kích thước, chiều dài, khối lượng mẫu thí nghiệm

c Tiến hành thử và tính toán kết quả thí nghiệm

- Đặt mẫu vào máy kéo thép

- Chọn thang lực trên máy thích hợp: Lực phá hoại (20-80)% giá trị tối đa thang lực Mẫu thí nghiệm phải đảm bảo đúng tâm Tốc độ gia tải 6-60 N/mm2/s (MPa/s) tùy E của vật liệu

Các thông số cần tính toán:

- Giới hạn chảy:

σ ch=P ch

A0

- Giới hạn bền:

σ b=P b(max )

A0

- Biến dạng dài khi đứt:

ε=(ΔL L0=

L1−L0

L0 ).100 % Trong đó: P ch : giới hạn chảy

P b (max ): giới hạn bền

A0 : diện tích tiết diện

Thép thường Thép cường độ cao

d Đánh giá và kết luận

- Đánh giá chất lượng của kim loại thông qua phép thử kéo được thực hiện bằng việc

so sánh các chỉ tiêu cơ lý thực tế thu được sau khi thí nghiệm với các chỉ tiêu yêu cầu trong các tiêu chuẩn đánh giá (TCVN 1651-1985; TCVN 1651-2008, )

 

 

 

 

 







Câu 3: Trình bày thí nghiệm uốn thép?

a Nội dung phương pháp:

Đánh giá độ dẻo của kim loại bằng cách uốn mẫu quanh một gối uốn cố định trước, đường kính gối uốn và góc uốn được xác định tương ứng cho từng loại vật liệu Việc đánh giá khả năng chịu uốn của kim loại được tiến hành bằng cách quan sát mức độ phá huỷ (nếu có) trên bề mặt vật liệu

b Mẫu thử:

- Với thông số cơ bản d: chiều dày mẫu hoặc đường kính mẫu Có thể nguyên dạng hoặc gia công (thép hình, hoặc khi kích thước quá lớn); với tiết diện chữ nhật thì b≥2d (khi b>20mm) Sơ đồ uốn như hình vẽ; góc uốn đạt được α≥[α]

c Tiến hành thử: Việc uốn mẫu được thực hiện trên các máy thí nghiệm chuyên dùng

hoặc có thể uốn bằng phương pháp thủ công như sử dụng bàn uốn, etô (đối với các mẫu có kích thước nhỏ)

d Đánh giá và kết luận: Mẫu sau khi uốn được kiểm tra bằng mắt, hoặc có thể soi bằng kính lúp

- Mẫu được được coi là đạt yêu cầu về uốn khi thoả mãn đồng thời các yếu tố: đạt được góc uốn yêu cầu, trên mẫu không xuất hiện trạng thái phá hoại cục bộ: nứt, gãy, tách lớp vật liệu

Câu 4: Hãy mô tả các bước tiến hành thí nghiệm xác định cường độ chịu nén của tổ mẫu bê tông mà sinh viên đã thực hiện tại phòng thí nghiệm của trường

Trong trường hợp nếu tổ mẫu bê tông chỉ có 2 viên mẫu, hãy nêu cách xác định cường

độ chịu nén của tổ mẫu bê tông?

 Phương pháp xác định cường độ nén của mẫu bê tông (TCVN 3118-1993)

a Nội dung của phương pháp

 Xác định cường độ chịu nén của mẫu bê tông bằng cách gia tải nén mẫu cho đến phá hoại

b Chuẩn bị mẫu thử

 Các mẫu thử phải có đủ thông tin về mẫu như: ngày tháng, hạng mục, vị trí lấy mẫu, mác thiết kế và có sự xác nhận của đơn vị chủ quản và giám sát chất lượng công trình

 Trước khi thử mẫu phải tiến hành kiểm tra kích thước, trạng thái mẫu

 Nếu mẫu thử không đạt các yêu cầu dung sai cho phép đã quy định thì phải chỉnh sửa lại mẫu bằng cách gia công theo các phương pháp cơ học như mài, trát đệm lớp mỏng hồ vữa xi măng

c Tiến hành thử

 Xác định diện tích chịu lực của mẫu: A=0,5(A1+A2)

 Chọn thang lực thích hợp: tải trọng phá hoại khi nén: 20-80% tải trọng cực đại Mẫu thử phải được đặt đúng tâm Tốc độ tăng tải trọng khi nén phải đảm bảo:

6±4daN/cm 2 /s Cường độ bê tông càng thấp thì tốc độ gia tải nhỏ và ngược lại

Thông thường với mác của bê tông từ 150-300, chọn tốc độ gia tải 2-4daN/cm2/s; với bê tông mác cao hơn chọn tốc độ gia tải 4-6daN/cm2/s

 Giá trị tải trọng nén phá hoại mẫu là giá trị lực cao nhất đạt được trước khi mẫu bị phá hoại hoàn toàn

d Đánh giá và kết luận

 Cường độ nén của các viên mẫu bê tông được tính theo công thức:

R i =  P maxi / A i

 : là hệ số chuyển đổi do ảnh hưởng của kích thước hình học:

=0,91 khi a=100; =1,05 khi a=200; =1,1 khi a=300

- Với mẫu trụ tròn:

=1,16 khi D=71,5 mm; =1,2 khi D=100 và =1,24 khi D=200

 Xử lý kết quả: Sắp xếp giá trị cường độ của các viên mẫu theo thứ tự: R1≤R2 ≤R3

- Nếu sai lệch cường độ các viên so với cường độ viên R2 không quá 15% thì dùng trung bình cộng 03 viên làm cường độ của tổ mẫu

- Nếu sai lệch quá 15% thì R2 chính là cường độ của tổ mẫu So sánh cường độ của

tổ mẫu với mác TK để kết luận

 Trong trường hợp tổ mẫu bê tông chỉ có 2 viên thì cường độ nén của bê tông được tính bằng trung bình số học kết quả thử của 2 viên đó.

Câu 5: Kiểm định công trình BTCT cũ không có mẫu thử, có những phương pháp nào

để xác định cường độ chịu nén của bê tông? Theo anh chị phương pháp nào đạt độ chính xác cao nhất?

a Phương pháp khoan lấy mẫu thử.

 Khoan mẫu được tiến hành trên vị trí không trọng yếu trên kết cấu Tránh khoan những vùng có cốt thép

 Quy định về số mẫu khoan cũng như mẫu đúc thông thường Trường hợp đặc biệt không thể có đủ số lượng mẫu cần thiết có thể sử dụng tổ mẫu gồm 2 mẫu

 Xác định cường độ bê tông quy về mẫu thử hình lập phương chuẩn Rht với sai số

trong phạm vi

12

%

n



trong đó n là số lượng khoan mẫu thử

b Phương pháp sử dụng súng bật nảy.

 Nội dụng phương pháp thử.

Đây là phương pháp kiểm tra chất lượng vật liệu thông qua độ cứng bề mặt bằng thiết bị dựa trên nguyên lý nảy va chạm

 Phạm vi áp dụng:

- Bê tông có mác từ 100 đến 500, cốt liệu Dmax < 40mm

- Bê tông không bị nứt rỗ, phân tầng hoặc khuyết tật

- Bê tông không bị tác động của hóa chất hoặc hỏa hoạn

- Bê tông không thuộc dạng khối lớn như đường sân bay, trụ cầu, móng đập

 Thiêt bị thử: dựa trên nguyên lí nảy va chạm bao gồm các loại sau.

- Loại N: Năng lượng va chạm E=2.205 Nm dùng cho công trình dân dụng

- Loại L: E=0.735 Nm: Dùng cho KC mỏng, đánh giá các loại gạch đá nhân tạo

- Loại M: E=29.43 Nm: Thử KC BT khối lớn, mặt đường BT; đường sân bay

- Loại P: E=0.883 Nm: Thử vật liệu có độ cứng nhỏ, cường độ thấp

 Xây dựng biểu đồ chuẩn.

- Để đánh giá chất lượng bê tông, phải xây dựng biểu đồ quan hệ thực nghiệm giữa cường độ nén được xác định khi tiến hành nén phá hoại (R) và trị số bật nảy trung bình (n) khi bắn súng trên cùng các mẫu thử Trong quá trình thử, cần đảm bảo các yêu cầu:

 Để xây dựng biểu đồ chuẩn cho một loại mác: Cần 20 tổ mẫu (mỗi tổ gồm 3 viên) Đối với mẫu khoan, việc xây dựmg biểu đồ chuẩn cần số lượng mẫu ít nhất là 20 mẫu có đường kính không nhỏ hơn 10cm

 Hàm quan hệ R-n có thể là tuyến tính hoặc dạng hàm mũ tùy thuộc vào khoảng dao động lớn hay nhỏ

 Tiến hành đánh giá cường độ bê tông.

 1 cấu kiện cần ít nhất 3 vùng thử

 1 vùng thử cần Smin = 400cm2

 Bề mặt vệ sinh sạch sẽ

 Mỗi vùng bắn có 16 giá trị sắp xếp từ bé đến lớn Loại bỏ 3 giá trị max, 3 giá trị min

 Giá trị bật nảy của vùng:

10 1

10

i i vung

n

tra bảng được Rvùng 1 Làm tương tự cho vùng 2, 3



3

ck

Rck  M (cấu kiện đạt mác thiết kế)

c Phương pháp đo vận tốc xung siêu âm:

 Khái niệm về phương pháp siêu âm.

- Siêu âm là những dao động cơ học đàn hồi truyền đi trong môi trường vật chất với tần số dao động từ 20kHz trở lên

 Thiết bị kỹ thuật đo:

- Với cấu tạo của BT, thiết bị đo phù hợp là các loại máy với đầu dò có tần số từ 25-200KHz Thông dụng nhất là loại tần số 50-60KHz, phù hợp với bê tông có cỡ hạt tối đa là 40mm

- Cách phân bố đầu đo:

Kết quả phép đo cho được vận tốc truyền sóng: v=L/T (m/s) Trong bê tông v=3500-5000m/s

 Xây dựng đường cong chuẩn:

Thiết lập quan hệ R-v với ít nhất 20 tổ mẫu Trường hợp không có được đường cong chuẩn có thể sử dụng công thức:

Rkc=a.Vkc4; trong đó a=Rlp/Vlp4

 Đánh giá cường độ bê tông:

 1 cấu kiện cần ít nhất 3 vùng thử

 1 vùng thử cần Smin = 400cm2

 Bề mặt vệ sinh sạch sẽ

 Tại 1 vùng siêu âm ít nhất 3 điểm

Tại điểm 1: v  d1 max(v , v , v , v )1d1 2d1 3d1 4d1

Làm tương tự cho các điểm còn lại ta có: vđ2, vđ3

1

3

vung

sau đó tra bảng được giá trị Rvùng 1

Làm tương tự cho vùng 2,3, ta có Rvùng 2; Rvùng 3



3

ck

Nếu Rck  M (cấu kiện đạt mác thiết kế)

d Phương pháp sử dụng kết hợp máy đo siêu âm và súng bật nảy: Đây là phương pháp

kết hợp, dễ thực hiện, cải thiện được sai số của 2 phương pháp riêng lẻ đã nói ở trên

 Phương pháp khoan lấy mẫu thử cho độ chính xác cao nhất khi xác định cường độ

bê tông hiện trường.

Câu 6: Các phương pháp phá hoại mẫu thử bê tông thường gặp phục vụ công tác quản

lý chất lượng công trình đang thi công?

Có 3 phương pháp phá hoại mẫu thử bê tông thường gặp để quản lý chất lượng công trình đang thi công:

 Phương pháp xác định cường độ chịu nén của mẫu bê tông: phương pháp này nhằm mục đích xác định cường độ chịu nén của bê tông bằng cách gia tải nén mẫu cho đến phá hoại

 Phương pháp xác định cường độ chịu uốn của bê tông: phương pháp nhằm mục đích xác định cường độ kháng uốn của bê tông

 Phương pháp xác định mô đun đàn hồi ban đầu của bê tông.

Câu 7: Hãy kể tên và phạm vi sử dụng của một số phương pháp thí nghiệm không phá hoại được sử dụng phổ biến trong kiểm định đánh giá cường độ bê tông công trình hiện nay?

Trả lời:

1 Phương pháp sử dụng súng bật nảy:

- Bê tông có mác từ 100 đến 500, cốt liệu có Dmax < 40mm

- Bê tông không bị nứt rỗ, phân tầng hoặc khuyết tật

- Bê tông không bị tác động của hóa chất và hỏa hoạn

- Bê tông không thuộc dạng khối lớn như đường sân bay, trụ cầu, móng đập

2 Phương pháp vận tốc truyền sóng của xung siêu âm:

- Xác định độ đồng nhất của bê tông trong một cấu kiện hoặc giữa nhiều cấu kiện

- Xác định sự hiện diện và dự đoán sự phát triển của vết nứt, xác định các lỗ rỗng và các khuyết tật khác

- Xác định sự thay đổi đặc tính của bê tông theo thời gian

- Kiểm tra chất lượng bê tông dựa trên mối quan hệ giữa vận tốc xung siêu âm và cường độ

- Xác định môđun đàn hỗi tĩnh và hệ số Poisson động của bê tông

- Áp dụng cho bê tông có cường độ không lớn hơn 60 MPa

3 Phương pháp kết hợp giữa siêu âm và súng bật nảy: áp dụng cho các loại cấu kiện,

kết cấu bê tông của công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp trong trường hợp:

 Không xây dựng được biểu đồ chuẩn dùng để xác định cường độ nén của bê tông bằng phương pháp không phá hoại

 Không có mẫu khoan lấy từ các loại cấu kiện, kết cấu xây dựng để xác định cường độ bê tông

 Áp dụng cho bê tông có mác từ 100 đến 300

 Bê tông sử dụng các loại cốt liệu có đường kính < 70 mm

 Bê rông không bị rỗ, phân tầng, không có các khuyết tật

 Bê tông có chiều dày theo phương thí nghiệm lớn hơn 100 mm

Câu 8: Trình bày phương pháp thí nghiệm cường độ chịu nén của gạch xây?

 Chuẩn bị:

- Một tổ mẫu gồm 05 viên gạch nguyên đảm bảo yêu cầu về ngoại quan (kích thước sai lệch không quá cho phép, cong vênh đảm bảo, )

- Mẫu thử là 5 nửa của 5 viên gạch nguyên được cắt đôi

 Tiến hành:

 Sau khi cắt, ngâm các nửa viên gạch vào nước từ 2 đến 5 phút Sử dụng vữa XM- cát

để trát phẳng hai mặt của mẫu tiếp xúc với máy nén, chiều dày lớp trát không quá 3mm, yêu cầu của vữa trát đảm bảo cường độ nén ở tuổi 3 ngày đạt trên 16MPa Sau khi trát, mẫu được đặt trong điều kiện phòng thí nghiệm không ít hơn 72h rồi đem thử nén Nén mẫu ở trạng thái ẩm tự nhiên

 Yêu cầu của máy nén: Thang lực phù hợp (Lực phá hoại mẫu thử nằm trong phạm vi từ

10% đến 90% thang lực của máy nén); tốc độ tăng tải đều: 0.2-0.3MPa/s

 Tính kết quả: Độ bền nén (Rn) của mẫu thử được tính theo công thức:

Rn=P/S (Mpa)

- Trong đó: P (N) là lực nén phá hoại mẫu, S(mm2) là trung bình cộng của tiết diện hai mặt ép

 Xử lý kết quả:

- Sau khi nén được 5 giá trị và sắp xếp 5 giá trị từ nhỏ đến lớn:

R1< R2< R3< R4< R5

- Nếu một trong năm kết quả sai lệch quá 35% so với trị trung bình thì tính trung bình cộng của 4 kết quả còn lại

- Nếu hai kết quả sai lệch quá 35% thì phải lấy mẫu khác thử lại Kết quả lần hai được coi là kết quả cuối cùng

Câu 9: Hãy vẽ sơ đồ chất tải của 2 phương pháp gia tải trong thí nghiệm tải trọng tĩnh Nêu đặc điểm khác nhau cơ bản của 2 phương pháp này?

Sơ đồ

chất

Th íc ®o cét n íc

TÊm c¸ch n íc

Van x¶

cÊu kiÖn thÝ nghiÖm

Đặc

điểm

khác

nhau

cơ

bản

- Cường độ không lớn

- Tải được rải đều trên những vùng

rộng hay toàn bộ bề mặt chịu lực của đối tượng

- Dùng để tác dụng lên những kết

cấu có mặt chịu tải lớn như kết cấu tấm bản chịu uốn, vỏ mỏng, thành

bể chứa, tường chắn…

- Cường độ lớn

- Tải tác dụng riêng lẻ lên một vị trí chật hẹp hoặc tại một điểm xác định trên đối tượng nghiên cứu

- Dùng để thí nghiệm các kết cấu hệ thanh, dàn vì kèo…

Câu 10: Thí nghiệm xác định cường độ chịu uốn của vữa đã đóng rắn (TCVN 3121-11:2003)

• Thử uốn mẫu: Mẫu kích thước 40x40x160, được lắp vào bộ gá uốn, khoảng cách 2

gối uốn là 100mm; điểm đặt lực tại chính giữa mẫu Mặt tiếp xúc với các gối uốn là 2 mặt bên tiếp xúc với thành khuôn khi tạo mẫu Tiến hành uốn mẫu với tốc độ tăng tải

từ 10N/s – 50N/s cho đến khi mẫu bị phá huỷ Ghi lại tải trọng phá huỷ lớn nhất

• Cường độ uốn của mỗi mẫu thử (Ru), tính bằng N/mm2, chính xác đến 0,05N/mm2, theo công thức:

Ru=3/2PuL/bh2

+ Pu là lực uốn gãy, tính bằng N;

+ L là khoảng cách giữa hai gối uốn, tính bằng mm (100mm);

+ b, h là chiều rộng, chiều cao mẫu thử, tính bằng mm (40mm và 40mm)

- Kết quả thử là giá trị trung bình cộng của 3 mẫu thử, chính xác đến 0,1N/mm2 Nếu

có một kết quả sai lệch lớn hơn 10% so với giá trị trung bình thì loại bỏ kết quả đó Khi đó kết quả thử là giá trị trung bình cộng của hai mẫu còn lại

Câu 11: Thí nghiệm xác định cường độ chịu nén của vữa đã đóng rắn (TCVN 3121-11:2003)

 Mẫu thử nén: 6 nửa viên mẫu gãy sau khi đã thử uốn

 Nén mẫu với tốc độ tăng tải từ 100N/s - 300N/s cho đến khi mẫu bị phá huỷ Ghi lại tải trọng phá huỷ lớn nhất

- Cường độ nén của mỗi mẫu thử (Rn), tính bằng N/mm2, chính xác đến 0,05N/mm2, theo công thức: Rn=P/A

trong đó: P lực phá hoại (N); A: diện tích mẫu (mm2)

- Kết quả thử là giá trị trung bình cộng của 6 mẫu thử, chính xác đến 0,1N/mm2 Nếu kết quả của viên mẫu nào sai lệch lớn hơn 15% so với giá trị trung bình của các viên mẫu thì loại bỏ kết quả của viên mẫu đó Khi đó kết quả thử là giá trị trung bình cộng của các viên mẫu còn lại

Câu 12: Vai trò của thí nghiệm và kiểm định công trình trong xây dựng?

- Giải quyết nhanh chóng những vấn đề mà thực tế đòi hỏi.

- Đánh giá chất lượng của cấu kiện và vật liệu xây dựng phục vụ công tác nghiệm thu

chất lượng công trình

- Đánh giá chất lượng những công trình mới, kết cấu mới, kết cấu đặc biệt mà tiêu

chuẩn nghiệm thu nhà nước chưa ban hành kịp

- Giải quyết và hoàn thiện các vấn đề mà các phương pháp lý thuyết chưa giải quyết

được

- Với những công trình sửa chữa, cải tạo hay nâng cấp, công tác thí nghiệm và kiểm

định là công tác đầu tiên cần thực hiện để phục vụ công tác sửa chữa, cải tạo hay nâng cấp

Câu 13: Nhiệm vụ của thí nghiệm công trình chịu tải trọng tĩnh?

- Khảo sát, so sánh sự làm việc thực tế của kết cấu công trình so với các giả thiết trong

tính toán

- Tiến hành các nghiên cứu khoa học và các thử nghiệm trong lĩnh vực nghiên cứu

ứng dụng

- Tham gia các nội dung trong việc xây dựng các tiêu chuẩn, quy phạm, xác định các

hệ số thực nghiệm trong các bài toán thiết kế

- Thí nghiệm thử tải nghiệm thu công trình.

- Thí nghiệm thử tải với những công trình đã và đang khai thác sử dụng khi có những

thay đổi đáng kể

Câu 14: Có 4 phương pháp cơ bản để đánh giá chất lượng bê tông hiện trường như sau: (1)

Phương pháp sử dụng súng bật nảy; (2) Phương pháp đo vận tốc xung siêu âm; (3) Phương pháp kết hợp máy đo siêu âm và súng bật nảy; (4) Phương pháp khoan lấy mẫu Dựa trên những hiểu biết của bạn về các phương pháp này hãy đề xuất các phương án dự kiến đánh giá cường độ bê tông cho các cấu kiện, kết cấu cụ thể như sau:

 Kết cấu cột BTCT tiết diện (1x1,5 m) khi tháo cốp pha phát hiện bê tông bị rỗ.

 Các đoạn cọc BTCT đúc sẵn thông thường

Câu 15: Nêu nội dung các bước thực hiện thí nghiệm tĩnh?

a Lắp dựng kết cấu thí nghiệm và các dụng cụ đo: