Báo cáo thí nghiệm kết cấu công trình uốn TĨNH dầm THÉP

Báo Cáo Thí Nghiệm Kết Cấu Cơng Trình MỤC LỤC I II Trang | III BÁO CÁO THÍ NGHIỆM KẾT CẤU CƠNG TRÌNH I UỐN TĨNH DẦM THÉP: Mục đích: - Sinh viên hiểu cách bố trí thí nghiệm với kết cấu - Bằng thực nghiệm, sinh viên xác định biến dạng số điểm mặt tiết diện dầm độ võng số điểm dầm - Sinh viên tính toán ứng suất nội lực tiết diện ngang dầm dựa vào kết thực nghiệm số giả thiết bổ sung - Sinh viên so sánh kết nội lực độ võng có từ thực nghiệm với kết từ lý thuyết - Sinh viên áp dụng kỹ sử dụng thiết bị gia tải, đo biến dạng đo chuyển vị vào thí nghiệm thực tế Mơ hình thí nghiệm: 2.1 Kích thước hình học sơ đồ làm việc: - Mơ hình khảo sát mơ hình dầm đơn giản tiết diện chữ I cán nóng có kích thước hình học sau: - Nhịp: l = 3m - Tiết diện: IV V - Kết cấu làm thép CT3 với thông số vật liệu sau: - Cường độ tính tốn: R = 2100 kG/cm2 - Module đàn hồi: E = 2.1X106 kG/cm2 VI 2.2 Xác định nội lực, ứng suất pháp chuyển vị hai mặt cắt ngang dầm theo lý thuyết: VII - Trong tính tốn thiết kế ta coi dầm thép cấu kiện chiều chịu lực vng góc với trục dọc Bằng phương pháp học kết cấu, sức bền vật liệu, ta tính nội lực dầm ứng suất hai mặt cắt ngang dầm VIII IX X XI 2.3 Xác định tải trọng thí nghiệm: - Tải trọng thí nghiệm tối đa xác định theo điều kiện: nội lực lớn phát sinh kết cấu không vượt 0.25 lần khả chịu lực tính tốn vật liệu - Nội lực lớn kết cấu dầm thí nghiệm M = Pl/3 đoạn 1/3 dầm - Từ ta tính lực kích Qmax lớn tính sau: XII 3xO.25x2100xg9.S9 XIII 0.25/' - Q = 2Pni < 2x - -_ ; XIV 3ỈV ■ 300 = 943.85ÍG - Chọn lực kích lớn 960 kG phù hợp với thiết bị gia tải máy bơm thủy lực có độ chia nhỏ 160 kG, kích thủy lực có lực kích cực đại 10000 kG - Tải trọng thí nghiệm cần chia thành cấp gia tải để có thời gian cho vật liệu kịp phản ứng ghi lại số liệu thiết bị đo Việc xác định cấp gia tải dựa vào nguyên tắc: - Tải trọng tăng thêm qua cấp gia tải phải đủ lớn để dụng cụ đo ghi - Số cấp tải phải đảm bảo cung cấp đủ số liệu cho việc vẽ đồ thị - Số cấp tải nằm phạm vi từ đến 10 - Số cấp tải chọn cấp tăng tải với cấp hạ tải Biểu đồ gia tải theo thời gian thể sau: XV XVI XVII Hình số Lưu đồ gia tải cho thí nghiệm dầm - Với thiết bị đo sử dụng thí nghiệm cách chia cấp tải nói độ thay đổi số extenzomet sau cấp tăng tải lần độ chia nhỏ indicator từ 45 lần độ chia nhỏ nhất, đảm bảo đủ quan sát Thiết bị thí nghiệm: gồm thiết bị sau: - Khung gia tải - Quang treo - Bơm kích thủy lực - Thiết bị đo chuyển vị - Thiết bị đo biến dạng XVIII Bơm kích Tlực Indicator theo XIX Thiết bị đo biến dạng kéo Extensometer Thiết bị đo chuyển vị XX Dụng cụ đo gồm Indicator Tensometer bố trí đồ hình sơ bên dưới: 4.Trình tự thí nghiệm: 4.1 Bước 1: - Gia tải thử với giá trị cấp tải Q1 = 2P1 = 160kG (2 vạch đo áp kế) - Kiểm tra hệ thống - Hạ tải mức - Chỉnh kim thị dụng cụ đo vị trí thích hợp ghi số ban đầu với cấp tải 4.2 Bước 2: - Tăng tải theo cấp - Tăng tải tương ứng với cấp tải 160 kG - Các số liệu đo biến dạng chuyển vị phải ghi thời điểm thống ứng với cấp tải vào bảng ghi số liệu - Số liệu ghi nên sơ so sánh với số liệu tính tốn từ lý thuyết thời điểm tiến hành thí nghiệm - Trong q trình gia tải cần quan sát tổng thể thiết bị người để tránh sai sót đảm bảo an toàn 4.3 Bước : - Hạ tải theo cấp - Sau hoàn thành ghi số liệu thí nghiệm cấp tải trọng số 6, mở van xả dầu bơm thủy lực cách nhẹ nhàng để giảm tải từ từ theo cấp Thời gian cấp phút - Số liệu cấp hạ tải ghi chép so sánh với cấp tăng tải - Với cấp hạ tải cuối cùng, thời gian dừng cần lâu để theo dõi ổn định hoàn toàn dụng cụ đo, phản ứng mẫu thí nghiệm nguy đe dọa an toàn 5.Xử lý số liệu báo cáo thí nghiệm: XXI - Tổng hợp lại số liệu: XXII XCII 5.1 SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM UỐN TĨNH DẦM THÉP XXIII Gia tải ( cấp vạch-160kG) XXIV C XXV Tải trọng Q (kG) XXVI.XXVII.XXVIII XXIX XXX XXXI XXXII XXXIII.XXXIV XXXV XXXVI XXXVII 160 XXXVIII XXXIX.XL XLI XLII XLIII 320 XLIV.XLV XLVI.XLVII XLVIII XLIX.480 L LI LII LIII LIV LV 640 LVI LVII LVIII.LIX LX LXI 800 LXII.LXIII LXIV.LXV LXVI.6 LXVII 960 LXVIII LXIX LXX.LXXI LXXII Giảm tải ( cấp vạch-320 LXXIII kG) LXXIV LXXV 640 LXXVI LXXVII LXXVIII LXXIX LXXX LXXXI 320 LXXXII LXXXIII LXXXIV LXXXV LXXXVI LXXXVII LXXXVIII LXXXIX XC XCI Xử lý số liệu thí nghiệm: - Độ võng vị trí thí nghiệm: - Chuyển vị đứng (độ võng dầm) vị trí theo lý thuyết xác định theo biểu thức: AI(LT) = 0.00677P (mm) Á2(LT) = 0.00558P (mm) (P tính theo đơn kG) vị XCIII - Chuyển vị đứng (độ võng dầm) vị trí theo thực tế xác định số Indicator: A1(TT) = I11/1000 (mm); Á2(TT) = I12/1000 (mm) XCIV - Bảng tổng hợp so sánh số liệu lý thuyết thực tế chuyển vị: XCV XCVI XCVII ST Q CI Lý T (kG) thuyết Độ võng vị trí XCVIII Thự CIII S CIV Lý c tế thuyết CVII Giai đoạn gia tải CXI 0.0 CXII CXIII CXIX CXX - CXXI CII CVIII.CIX.CX 0.00 CXVI CXVII CXVIII CXXIV CXXV CXXVI CXXVII CXXXII CXXXIII CXXXIV CXXXV CXL.CXLI.CXLII CXLIII CXLVIII CXLIX CL 2.71 CLI 2.3 CLVI.CLVII CLVIII CLIX.2.7 CLXIV Giai đ CLXVI CLXVII CLXVIII CLXIX CLXXIV CLXXV CLXXVI CLXXVII CLXXXII CLXXXIII CLXXXIV CLXXXV CXC CXXVIII CXXIX CXXXVI CXXXVII CXLIV CXLV CLII - CLIII CLX - CLXI.2.68 CLXV CLXX CLXXI CLXXVIII CLXXIX CLXXXVI CLXXXVII Độ võng vị trí Thự CVI S c tế CV CXIV 0.0 CXV CXXII CXXIII CXXX CXXXI CXXXVIII CXXXIX CXLVI CXLVII CLIV 2.9 CLV CLXII CLXIII oạn giảm tải CLXXII CLXXIII CLXXX CLXXXI CLXXXVIII CLXXXIX CXCII CXCI — — Lý thuyết (kGm) — Thực tế CXCIII tế vị trí Biểu đồ biểu diễn quan hệ tải trọng chuyển vị lý thuyết thực CXCIV — — Lý thuyết (kGm) — Thực tế CXCV tế vị trí Biểu đồ biểu diễn quan hệ tải trọng chuyển vị lý thuyết thực - Mơ-men vị trí thí nghiệm: - Mơ-men uốn vị trí vị trí theo lý thuyết xác định theo M = Pl/3 (kGm); CXCVI M2 = 0.3Pl (kGm) (đơn vị P kG, đơn vị l làm) - Mô-men uốn vị trí vị trí theo thực tế dựa số extensometer biểu thức sau: M (1,2)i = S(1,2)iEW = (c(1,2)i - c(1,2)0)EW/L (ở S(1,2)i số extensometer mức gia tải thứ i, L: khoảng đo extensometer = 100mm) CXCIX CXCVII CXCVIII ST Q CCIII T (kG) CCX Lý thuyết Mô men vị trí CC CCIV Thự CCV CCVI c tế Sai Lý thuyết CCIX Giai đoạn gia tải Mô men vị trí CCVII Thực tế CCVIII Sai hay biểu đồ Cremona để xác định nội lực dàn CCCII Ghi chú: - Đỏ: chịu nén - Xanh: chịu kéo - Đen: có nội lực CCCIII Hình 7: Nội lực dàn CCCIV CCCVI CCCVII CCCX 2.3 CCCV Hình 8: Chuyển vị dàn CCCVIII CCCIX Hình 9: Mơ hình dàn vị trí đặt đồng hồ đo Xác định tải trọng thí nghiệm: - Tải trọng thí nghiệm tối đa xác định theo điều kiện: nội lực lớn phát sinh kết cấu không vượt 0.25 lần khả chịu lực tính tốn vật liệu - Nội lực lớn kết cấu dầm thí nghiệm Nmax = 4P 47 6-8 - Từ ta tính lực kích Qmax lớn tính sau: CCCXI CCCXII < 0.25/ => F F