(TIỂU LUẬN) báo cáo thí nghiệm kết cấu công trình uốn TĨNH dầm THÉP

Báo Cáo Thí Nghiệm Kết Cấu Cơng Trình MỤC LỤC I UỐN TĨNH DẦM THÉP: 1.Mục đích: 2.Mơ hình thí nghiệm: 2.1 Kích thước hình học 2.2 Xác định nội lực, ứng dầm theo lý thuyết: 2.3 Xác định tải trọng thí n 3.Thiết bị thí nghiệm: gồm thiết bị sau: 4.Trình tự thí nghiệm: 4.1 Bước : 4.2 Bước : 4.3 Bước : 5.Xử lý số liệu báo cáo thí nghiệm: II 5.1 Xử lý số liệu thí nghiệm 5.2 Nhận xét kết thí ng UỐN TĨNH DÀN THÉP: 1.Mục đích: 2.Mơ hình thí nghiệm: 2.1 Kích thước hình học 2.2 thuyết: 12 Xác định nội lực c 2.3 Xác định tải trọng thí n Trang | Báo Cáo Thí Nghiệm Kết Cấu Cơng Trình 2.4 Bố trí dụng cụ đo: 3.Trình tự thí nghiệm: 3.1 Bước : 3.2 Bước 2: 3.3 Bước 3: 4.Xử lý số liệu báo cáo thí nghiệm: 4.1 Số liệu thí nghiệm: 4.2 Xử lý số liệu thí nghiệm: 4.3 Nhận xét kết thí nghiệm: Trang | Báo Cáo Thí Nghiệm Kết Cấu Cơng Trình 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 tốn 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: + Chiều cao: + Chiều rộng: + Chiều dày bụng: + Chiều dày cánh: + Mơmen kháng uốn Wx: 89.89cm3 + Diện tích tiết diện F: - Kết cấu làm thép CT3 với thông số vật liệu sau: - Cường độ tính tốn: R = 2100 kG/cm2 - Module đàn hồi: E = 2.1×106 kG/cm2 Trang | Báo Cáo Thí Nghiệm Kết Cấu Cơng Trình 2.2 Xác định nội lực, ứng suất pháp chuyển vị hai mặt cắt ngang dầm theo lý thuyết: Trong tính toán 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 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: - 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 Trang | Báo Cáo Thí Nghiệm Kết Cấu Cơng Trình - 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: 1280 960 640 320 0 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 Bơm Trang | Báo Cáo Thí Nghiệm Kết Cấu Cơng Trình Thiết bị đo biến dạng kéo Extensometer kích Tlực Indicator Thiết bị đo chuyển vị Dụng cụ đo gồm Indicator Tensometer bố trí theo sơ đồ hình bên dưới: Trình tự thí nghiệm: 4.1 Bước : 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 : - Tăng tải theo cấp - Tăng tải tương ứng với cấp tải 160 kG Trang | Báo Cáo Thí Nghiệm Kết Cấu Cơng Trình - 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 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 Xử lý số liệu báo cáo thí nghiệm: - Tổng hợp lại số liệu: SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM UỐN TĨNH DẦM THÉP Gia tải ( cấp vạch-160kG) Cấp tải 4* 2* 0* 5.1 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: 1(LT) = 0.00677P (mm) 2(LT) = 0.00558P (mm) (P tính theo đơn vị kG) Trang | Báo Cáo Thí Nghiệm Kết Cấu Cơng Trình - Chuyển vị đứng (độ võng dầm) vị trí theo thực tế xác định số Indicator: 1(TT) = II1/1000 (mm); 2(TT) = II2/1000 (mm) - Bảng tổng hợp so sánh số liệu lý thuyết thực tế chuyển vị: ST Q T (kG) 160 320 480 640 800 960 640 320 3.50 3.00 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 Biểu đồ biểu diễn quan hệ tải trọng chuyển vị lý thuyết thực tế vị trí Trang | Báo Cáo Thí Nghiệm Kết Cấu Cơng Trình 4.00 3.50 3.00 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 Biểu đồ biểu diễn quan hệ tải trọng chuyển vị lý thuyết thực tế vị trí - Mơ-men vị trí thí nghiệm: - Mơ-men uốn vị trí vị trí theo lý thuyết xác định theo M = Pl/3 (kGm); M2 = 0.3Pl (kGm) (đơn vị P kG, đơn vị l làm) Mơ-men uốn vị trí vị trí theo thực tế dựa số extensometer biểu thức sau: M(1,2)i = (1,2)iEW = (c(1,2)i - c(1,2)0)EW/L (ở (1,2)i số extensometer mức gia tải thứ i, L: khoảng đo extensometer = 100mm) ST T Q (kG) Mơ men vị trí Lý thuyết (kGm) Giai đoạn gia tải Trang | Trang | 10 Báo Cáo Thí Nghiệm Kết Cấu Cơng Trình Biểu đồ biểu diễn quan hệ tải trọng mô-men lý thuyết thực tế vị trí Biểu đồ biểu diễn quan hệ tải trọng mô-men lý thuyết thực tế vị trí 5.2 Nhận xét kết thí nghiệm: - Tải trọng đặt hai vị trí 1/3 nhịp dầm, thực tế thí nghiệm vị trí đặt tải trọng bị lệch so với lý thuyết - Sự đồng hình dạng tiết diện đồng vật liệu - Tải trọng tăng dần lên nên tĩnh tải thực - Độ xác thiết bị làm thí nghiệm - Độ xác thao tác làm thí nghiệm Từ điều kể nên dẫn đến việc xây dựng biểu đồ moment tính độ võng dầm thực nghiệm lý thuyết có khác biệt định, khác biệt không lớn ta tiến hành thí nghiệm với độ xác cao Nếu kết thí nghiệm khác biệt so với lý thuyết chứng tỏ ta mắc sai sót q trình tiến hành thí nghiệm Trang | 11 Báo Cáo Thí Nghiệm Kết Cấu Cơng Trình II UỐN TĨNH DÀN THÉP: Mục đích: - Sinh viên hiểu cách bố trí thí nghiệm với kết cấu - Bằng thực nghiệm, sinh viên xác định biến dạng số dàn chuyển vị số mắt dàn - Sinh viên tính tốn nội lực dàn từ kết biến dạng đo từ thực nghiệm - 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 dàn tĩnh định tựa đơn giản có cánh song song Các kích thước hình học gồm: - Nhịp: l = 4m - Chiều cao: h = 0,5m - Tiết diện dàn: 2L40 (diện tích tiết diện: F = 640mm2) 2.2 Xác định nội lực dàn chuyển vị nút dàn theo lý thuyết: Trong tính tốn thiết kế ta coi dàn thép hệ với liên kết nút hoàn toàn khớp Bằng phương pháp tính tốn đơn giản tách mắt, mặt cắt hay biểu đồ Cremona để xác định nội lực dàn Trang | 12 Báo Cáo Thí Nghiệm Kết Cấu Cơng Trình Ghi chú: - Đỏ: chịu nén Xanh: chịu kéo Đen: có nội lực 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 Nmax = 4P 4- 6-8 - Từ ta tính lực kích Qmax lớn tính sau: Trang | 13 Báo Cáo Thí Nghiệm Kết Cấu Cơng Trình - Chọn lực kích lớn 3200 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 10 cấp tăng tải với cấp hạ tải Biểu đồ gia tải theo thời gian thể sau: 3200 2880 2560 2240 1920 1600 1280 960 640 320 0 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 2.4 Bố trí dụng cụ đo: Dụng cụ đo gồm Indicator Tensometer bố trí theo sơ đồ hình bên dưới: Trang | 14 Báo Cáo Thí Nghiệm Kết Cấu Cơng Trình Hình số Sơ đồ bố trí thiết bị đo chuyển vị biến dạng dầm thép Trình tự thí nghiệm: 3.1 Bước : - Gia tải thử với giá trị cấp tải Q1 = 4P = 320kG (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 3.2 Bước 2: - Tăng tải theo 10 cấp - Tăng tải tương ứng với cấp tải 320 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 3.3 Bước 3: - Hạ tải theo cấp Trang | 15 Báo Cáo Thí Nghiệm Kết Cấu Cơng Trình Sau hồn thành ghi số liệu thí nghiệm cấp tải trọng số 10, 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 Xử lý số liệu báo cáo thí nghiệm: 4.1 Số liệu thí nghiệm: SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM UỐN TĨNH DÀN THÉP Gia tải ( cấp vạch-320kG) Cấp tải 10 8* 6* 4* 2* 0* 4.2 Xử lý số liệu thí nghiệm: - Giá trị nội lực thành dàn ứng với cấp tải trọng thứ i tính theo cơng thức: - Trong đó: ci : số tensometer cấp tải thứ i co : số tensometer cấp tải (cấp ban E = 2.1× 102 kG/cm2 : mơ đun đàn hồi thép đầu) Trang | 16 Báo Cáo Thí Nghiệm Kết Cấu Cơng Trình F = 6.4 cm2 : diện tích tiết diện dàn L = 100mm : chuẩn đo tensometer - Kết tính: Độ võn ST Q(kG T ) 0 320 640 960 1280 1600 1920 2240 2560 2880 10 3200 11 2560 12 1920 13 1280 14 640 Trang | 17 Báo Cáo Thí Nghiệm Kết Cấu Cơng Trình 0 0.01 STT 0.00 0.01 0.00 134.4 0.00 Lực dọc tr Lý thuyết Q(kG) 10 320 640 960 1280 1600 1920 2240 2560 2880 3200 11 12 13 14 15 2560 1920 1280 640 4.00 3.50 3.00 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 Biểu đồ biểu diễn quan hệ tải trọng chuyển vị lý thuyết thực tế nút số Trang | 18 Báo Cáo Thí Nghiệm Kết Cấu Cơng Trình 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 Biểu đồ biểu diễn quan hệ tải trọng chuyển vị lý thuyết thực tế nút số Trang | 19 Báo Cáo Thí Nghiệm Kết Cấu Cơng Trình 0 -500 -1000 -1500 -2000 -2500 -3000 -3500 Biểu đồ biểu diễn quan hệ tải trọng lực dọc lý thuyết thực tế 1-3 Biểu đồ biểu diễn quan hệ tải trọng lực dọc lý thuyết thực tế 1-4 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 Trang | 20 Báo Cáo Thí Nghiệm Kết Cấu Cơng Trình Biểu đồ biểu diễn quan hệ tải trọng lực dọc lý thuyết thực tế 4-6 0 -200 -400 -600 -800 -1000 -1200 Biểu đồ biểu diễn quan hệ tải trọng lực dọc lý thuyết thực tế 4-7 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 4.3 Nhận xét kết thí nghiệm: - Các mắt dàn theo lý thuyết khớp lý tưởng, thực tế mắt dàn liên kết hàn Trang | 21 Báo Cáo Thí Nghiệm Kết Cấu Cơng Trình - Theo lý thuyết tải trọng đặt mắt dàn, thực tế thí nghiệm tải trọng đặt lệch so với mắt dàn Theo lý thuyết vật liệu xem đồng nhất, kích thước mặt cắt ngang đồng thực tế thí khơng phải lúc có đồng mà có số khuyết tật định dù nhỏ Theo lý thuyết tải trọng tĩnh tải, tức khơng có biến động độ lớn tải trọng thực nghiệm tải trọng gia tải dần từ mức Như dù việc gia tải chậm điểm khác biệt so với lý thuyết tính tốn - Độ xác thiết bị đo lực đo chuyển vị - Thao tác thực thí nghiệm khơng u cầu Những điều kể nguyên nhân dẫn đến khác biệt lý thuyết thực nghiệm Như đường cong quan hệ ứng suất biến dạng lý thuyết thực nghiệm hai đường cong nằm gần Khi hai đường cong nằm gần chứng tỏ thí nghiệm tiến hành với độ xác cao Khi hai đường cong nằm xa chứng tỏ ta mắc sai sót q trình thí nghiệm nên cần phải dừng thí nghiệm kiểm tra lại Trang | 22 ... Số liệu thí nghiệm: 4.2 Xử lý số liệu thí nghiệm: 4.3 Nhận xét kết thí nghiệm: Trang | Báo Cáo Thí Nghiệm Kết Cấu Cơng Trình BÁO CÁO THÍ NGHIỆM KẾT CẤU CƠNG TRÌNH I UỐN TĨNH DẦM THÉP: Mục... thí nghiệm với độ xác cao Nếu kết thí nghiệm khác biệt so với lý thuyết chứng tỏ ta mắc sai sót q trình tiến hành thí nghiệm Trang | 11 Báo Cáo Thí Nghiệm Kết Cấu Cơng Trình II UỐN TĨNH DÀN THÉP:... thuyết (kGm) Giai đoạn gia tải Trang | Báo Cáo Thí Nghiệm Kết Cấu Cơng Trình 0 160 320 480 640 800 960 640 320 Trang | 10 Báo Cáo Thí Nghiệm Kết Cấu Cơng Trình Biểu đồ biểu diễn quan hệ tải trọng