Báo cáo Thí nghiệm và Kiểm định công trình

Bản báo cáo thí nghiệm và kiểm định công trình dành cho sinh viên chuyên ngành Xây dựng dân dụng và công trình ngầm. Bản báo cáo đầy đủ 5 thí nghiệm : gồm 2 thí nghiệm phá hủy và 3 thí nghiệm không phá hủy

THÍ NGHIỆM VÀ KIỂM ĐỊNH CƠNG TRÌNH P’lll BÁO CÁO THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM CƠNG TRÌNH NĂM HỌC 2017-2018 Nhóm Các thí nghiệm báo cáo : I Thí nghiệm xác định giới hạn cường độ chịu nén bê tơng (03 mẫu, 13 ngày) II Thí nghiệm kéo thép (03 mẫu) III Xác định chiều sâu vết nứt sóng siêu âm IV Kiểm tra chất lượng bê tơng cột súng bật nảy kết hợp sóng siêu âm V Thí nghiệm dầm thép chịu tải trọng tĩnh THÍ NGHIỆM VÀ KIỂM ĐỊNH CƠNG TRÌNH I Thí nghiệm xác định giới hạn cường độ chịu nén bê tông (TCVN 31181993) Dụng cụ, thiết bị  Mẫu thử tiêu chuẩn (03 mẫu)  Thước thẳng có độ xác 1mm  Máy nén mẫu Thứ tự tiến hành thí nghiệm              Trộn cốt liệu với nước xi măng đến đạt đủ tiêu chuẩn (đạt độ sụt) Chuẩn bị khn với kích thước 15x15x15 (cm) Đổ hỗn hợp bê tông trộn vào khn đầm chặt Đánh dấu kí hiệu mẫu (ngày trộn 14/09/2017 , Mac cần đạt M200, nhóm thực 1,2) Bảo quản mẫu nhiệt độ phòng thí nghiệm Thường xuyên bảo dưỡng mẫu cách tưới nước Đem mẫu dưỡng 13 ngày (27/09/2017) thí nghiệm nén Tiến hành kiểm tra, đo đạc kích thước, trạng thái mẫu Mẫu nén không đạt yêu cầu dung sai cho phép dã quy định phải chỉnh lại mẫu cách gia công theo giải pháp học Chọn thang lực thích hợp bảng tải lực để tải trọng phá hoại nén phải đạt khoảng 20-80% tải trọng cực đại Mẫu thử phải đạt tâm, hai mặt chịu nén hai mặt tiếp xúc với thành khuôn Tốc độ tăng ứng suất tải trọng nén phải khoảng �4 daN/ cm /s Cường độ bê tơng thấp tốc độ gia tải nhỏ ngược lại Cường độ nén mẫu bê tơng tính theo cơng thức: R  Với:  Fn Pmax (daN / cm ) Fn : hệ số chuyển đổi ảnh hưởng kích thước : diện tích chịu nén Pmax : lực nén phá hoại mẫu THÍ NGHIỆM VÀ KIỂM ĐỊNH CƠNG TRÌNH  Kết thí nghiệm xác định cường độ nén bê tông lấy trị số trung bình cộng từ giá trị cường độ mẫu thử, giá trị lớn nhỏ không chênh lệch 15% ( vượt coi mẫu hỏng kết lấy theo mẫu lại) so với giá trị mẫu trung bình Kết thí nghiệm  Mác bê tơng thiết kế: M200  Xác định diện tích chịu tải mẫu A  0,5( A1  A2 ) R  cm Pmax (daN / cm ) An Bảng 1: Kết nén bê tông mẫu 15x15x15( cm) 13 ngày tuổi ( 27/09/2017) Mẫu Mặt I Cạnh (cm) Giá trị cạnh (cm) a1 15,0 15,1 15,0 15,0 14,9 15,0 15,0 15,0 14,9 15,3 14,9 15,1 14,9 14,9 14,9 15,1 a2 a3 a4 a1 II a2 a3 a4 a1 I a2 a3 a4 a1 II a2 a3 a4 Cạnh trung bình (cm) Diện tích ( cm ) 15,025 225,75 14,975 224,25 15,050 226,50 14,950 Diện tích trung bình ( cm ) Lực nén (daN) (daN / cm ) 225 16000 71,11 225 16000 71,11 Rn 223,50 THÍ NGHIỆM VÀ KIỂM ĐỊNH CƠNG TRÌNH a1 a2 I a3 a4 a1 a2 II a3 a4 14,9 15,1 15,0 15,2 14,9 14,9 14,9 14,9 15,050 226,50 224,26 14,900 15500 69,12 222,01 Với mẫu ta có: - Diện tích trung bình: A  0,5( A1  A2 ) = 0,5(225,75+224,25)=225( cm ) P 16000 max - Cường dộ nén mẫu bê tông: R   A  225  71,11(daN / cm ) n Tương tự với mẫu lại ta có kết bảng Sắp xếp kết ta có: R1  71,11( daN / cm ) Ta có: Rtb1  Rtb  R2  71,11( daN / cm ) R3  69,12( daN / cm ) R1  R2 71,11  71,11  100%  0%  15% R2 71,11 R2  R3 71,11  69,12  100%  2,8%  15% R2 71,11 Nên cường độ trung bình mẫu: Rtb  R1  R2  R3 71,11  71,11  69,12   70, 45( daN / cm ) 3 � Bê tông sau 13 ngày đạt mac50 THÍ NGHIỆM VÀ KIỂM ĐỊNH CƠNG TRÌNH II Thí nghiệm kéo thép (TCVN 1651-2008) Dụng cụ, thiết bị       Mẫu thí nghiệm Máy kéo thủy lực Cân điện tử Thước thẳng có độ xác 1mm Thước kẹp có độ xác 0,02 mm Dụng cụ kẻ vạch mẫu thí nghiệm Trình tự tiến hành thí nghiệm     Đo khối lượng kích thước chiều dài mẫu, vạch trung điểm Đặt mẫu vào máy kéo, thẳng đứng tâm Khởi động máy, thiết bị thí nghiệm, cho gia tải tăng dần Quan sát đọc giá trị kim đồng hồ dừng lại lần thứ cho giới hạn chảy Pc (kG), mẫu thép lúc dần chuyển qua trạng thái biến dạng dẻo  Tiếp tục tăng lực mẫu thép đứt hẳn, lực ứng với mẫu lúc đứt cho trạng thái giới hạn bền Pb (kG)  Xả dầu thủy lực, ngắt điện tháo mẫu  Đo mẫu sau thí nghiệm  Tính tốn: A diện tích danh nghĩa mẫu thử P Giới hạn chảy :  c  c (kG / cm ) A P Giới hạn bền :  b  b ( kG / cm ) A Biến dạng dài tương đối:   L  Lo 100% Lo Kết thí nghiệm Bảng 2: Kết thí nghiệm kéo thép THÍ NGHIỆM VÀ KIỂM ĐỊNH CƠNG TRÌNH Mẫu Đường kính (mm) Khối lượng (g) Chiều dài mẫu (mm) 12 436 515 12 384 451 12 415 492 Xử lí kết thí nghiệm cây: + Với thứ nhất: - Trọng lượng đơn vị thực tế: Gtt  Qm 436   0,8466 g / mm  0,8466kG / m Lm 515 - Trọng lượng đơn vị tiêu chuẩn: Gtc  0, 006165 D  0, 006165.12  0,88776kG / m - Dung sai trọng lượng:  Gtt  Gtc 0,8466  0,88776 100%  100%  4, 64% Gtc 0,88776 - Giới hạn chảy:  c  - Giới hạn bền:  b  Pc 4600   4070,8(kG / cm2 ) A 1,13 Pb 7500   6637, 2(kG / cm ) A 1,13 - Biến dạng dài tương đối:   L  Lo 78  60 100%  100%  30% Lo 60 Tương tự thứ hai thứ ba ta có bảng thống kê số liệu sau THÍ NGHIỆM VÀ KIỂM ĐỊNH CƠNG TRÌNH Bảng 3: Bảng tóm tắt kết thí nghiệm xử lí số liệu Mẫu Giới hạn chảy Giới hạn bền Biến dạng dài Dung sai trọng lượng L  (mm) (%) 60 78 30 -4,64 6727,7 60 83 38,3 -4,09 6547,7 60 78 30 -4,99 Pc c Pb b Lo (kG ) (kG / cm ) (kG ) (kG / cm ) (mm) 4600 4070,8 7500 6637,2 4500 3982,3 7600 4400 3893,8 7400  (%) So sánh kết thí nghiệm với TCXD 1651-2008 ta thấy: + Thanh thứ nhất: 2 - Giới hạn chảy:  c  4070,8( kg / cm )  3000( kG / cm ) 2 - Giới hạn bền:  b  6637,5(kg / cm )  5000( kG / cm ) - Biến dạng dài tương đối:  =30 % > 19 % - Dung sai trọng lượng:  = -4,64% �   4, 64%      6% � Thanh thép thứ thuộc nhóm cốt thép CII đảm bảo yêu cầu dung sai trọng lượng cho phép + Thanh thứ hai: 2 - Giới hạn chảy:  c  3982,3(kg / cm )  3000( kG / cm ) 2 - Giới hạn bền:  b  6727, 7( kg / cm )  5000( kG / cm ) - Biến dạng dài tương đối:  =38,3 % > 19 % - Dung sai trọng lượng:  = -4,09% �   4, 09%      6% THÍ NGHIỆM VÀ KIỂM ĐỊNH CƠNG TRÌNH � Thanh thép thứ hai thuộc nhóm cốt thép CII đảm bảo yêu cầu dung sai trọng lượng cho phép + Thanh thứ ba: 2 - Giới hạn chảy:  c  3893,8(kg / cm )  3000(kG / cm ) 2 - Giới hạn bền:  b  6547, 7( kg / cm )  5000( kG / cm ) - Biến dạng dài tương đối:  =30 % > 19 % - Dung sai trọng lượng:  = -4,99% �   4,99%      6% � Thanh thép thứ ba thuộc nhóm cốt thép CII đảm bảo yêu cầu dung sai trọng lượng cho phép III Xác định chiều sâu vết nứt sóng siêu âm (TCXD 9357-2012) Dụng cụ, thiết bị  Máy siêu âm  Mẫu bê tơng bị nứt Trình tự tiến hành  Kiểm tra độ xác máy  Tiến hành đo ghi thời gian truyền sóng nhỏ đầu thu cách 200mm Các đầu thu cách vết nứt L �tcr �  Tính tốn chiều sâu vết nứt theo cơng thức: hcr  � � 1(mm) �tn � Kết thí nghiệm tcr  21,8 s tn  13 s THÍ NGHIỆM VÀ KIỂM ĐỊNH CƠNG TRÌNH Chiều sâu vết nứt: 2 200 �21,8 � L �tcr � hcr  � � = hcr  � �  13, 46mm �tn � �13 � � Chiều sâu vết nứt kiểm tra khối bê tông 13,46 mm IV Kiểm tra chất lượng bê tơng cột sóng siêu âm kết hợp bật nảy (TCVN 9334-2012) Dụng cụ, thiết bị  Súng bật nảy xác định cường độ chịu nén bê tơng  Máy siêu âm có tần số từ 20 �150 KHz  Cột BTCT thí nghiệm phòng  Thước đo, phấn kẻ, mỡ trát số phụ kiện khác Trình tự tiến hành  Chọn vùng thử 15 16  Làm nhẵn vùng thử biện pháp học  Chọn 03 vùng thử mẫu  Dùng súng bật nảy bắn vào 16 điểm vùng thử đánh dấu (các điểm cách khoảng 2mm không trùng nhau) THÍ NGHIỆM VÀ KIỂM ĐỊNH CƠNG TRÌNH  Ghi kết xử lí số liệu ( bỏ 03 giá trị lớn 03 giá trị nhỏ nhất) Giá trị bật nảy trung bình: n  n1  n2   n10 10 Trong n: số vạch nảy máy  Sử dụng phương pháp đo xuyên Lần nảy Vùng Vùng Vùng 22 22 22 22 22 22 22 21 22 21 21 21 20 21 21 20 21 20 21 21 22 21  Ghi lại số liệu vận tốc mà sóng siêu âm truyền qua cột 22 Kết thí nghiệm 10 22 20 21 20 20 20 19 đo xuyên o kớch thước (chiều dài) đường đo  Đánh dấu điểm để đặt máy siêu âm (03 điểm)  Ứng với điểm 04 lần đo Bảng 4: Kết đo sóng siêu âm Vùng Điểm K cách Vận tốc truyền ®o g ã c 11 21 20 20 12 21 21 19 13 21 21 19 14 19 20 19 đo mặt Bng qu o sỳng 155: Kết 19 19 bật nảy 19 Giá trị vận tốc 16 19 19 19 n 21 21 21 10 THÍ NGHIỆM VÀ KIỂM ĐỊNH CƠNG TRÌNH (m) 3 điểm đo vi (m/s) 4140 0,253 4150 4150 3940 2 (m/s) 0,253 3930 3940 4020 0,253 4020 4146,67 3936,67 4023,33 4030 + Vùng 1: - Giá trị vận tốc trung bình: Vv1  v1  v2  v3 4140  4150  4150   4146, 67(m / s) 3 - Giá trị bật nảy (sau bỏ giá trị nhỏ giá trị lớn nhất): 11 THÍ NGHIỆM VÀ KIỂM ĐỊNH CƠNG TRÌNH nv1  n1  n2   n10 21  20   21   21 (vạch) 10 10 � Tra bảng ta có cường độ bê tông vùng là: Rv1  192,3MPa Tương tự vùng vùng 3: - Vùng có: Vv  3936, 67m / s nv  21 vạch � Tra bảng ta có cường độ bê tông vùng là: Rv  149, 6MPa - Vùng có: Vv  4023,33m / s nv  21 vạch � Tra bảng ta có cường độ bê tơng vùng là: Rv  166, MPa � Rck  Rv1  Rv  Rv 192,3  149,  166, Co   169,5MPa 3 V Thí nghiệm dầm thép chịu tải trọng tĩnh Dụng cụ, thiết bị  Dầm thép thí nghiệm phòng đươc chế tạo thép CCT34 có cường độ tính tốn f=210 MPa; modun đàn hồi E=210000MPa 12 THÍ NGHIỆM VÀ KIỂM ĐỊNH CƠNG TRÌNH  Các thiết bị (đồng hồ đo) Tiến hành thí nghiệm  Lắp đặt đồng hồ thiết bị để đo chuyển vị gối, chuyển vị dầm,  Tăng dần cấp tải ghi số liệu  Hạ dần tải ghi số liệu Kết thí nghiệm 13 THÍ NGHIỆM VÀ KIỂM ĐỊNH CƠNG TRÌNH 6: Kết Tính tốn số đo độ võngBảng ứng với cấp thí tải nghiệm trọng: nén tĩnh dầm thép Cấp tải Giá trị tải trọng (kN) Số vạch đo áp lực Số đọc đồng hồ đo độ võng (0,01mm) V1 V2 V3 Số tenzomet điện trở T1 Số đọc đồng hồ điện tử (0,001mm) Số đọc đồ chuyển v (0,01m T2 DT1 DT2 DT3 G1 TH1 17,14 40,00 1335 2219 743 3860 0,003 0,003 0,012 750 T0 0,00 0,00 1334 2278 741 3806 0,000 0,000 0,000 752 T1 8,57 20,00 1337 2297 742 3833 0,003 0,000 0,005 752 T2 17,14 40,00 1371 2291 746 3864 0,017 0,000 0,015 750 T3 25,71 60,00 1375 2297 765 3899 0,020 0,000 0,017 749 T4 34,29 80,00 1392 2290 787 3934 0,031 0,000 0,024 748 T5 42,86 100,00 1390 2296 810 3972 0,043 0,001 0,031 746 T6 51,42 120,00 1449 2316 829 4003 0,053 0,001 0,037 745 T7 60,00 140,00 1451 2340 856 4042 0,063 0,006 0,045 743 T8 68,58 160,00 1461 2362 870 4072 0,074 0,009 0,0542 742 Cấp tải Giá trị tải trọng (kN) Số vạch đo áp lực Số đọc đồng hồ đo độ võng V1 V2 V3 G1 51,42 120,00 1454 2325 G2 34,29 80,00 1445 G3 17,14 40,00 G4 0,00 0,00 Số tenzomet điện trở T1 Số đọc đồng hồ điện tử Số đọc đồ chuyển v T2 DT1 DT2 DT3 G1 836 4016 0,070 0,008 0,051 742 2270 787 3932 0,045 0,009 0,036 743 1318 2225 749 3871 0,024 0,009 0,024 747 1353 2173 720 3805 0,002 0,001 0,013 753 - Sơ đồ tính: 14 THÍ NGHIỆM VÀ KIỂM ĐỊNH CƠNG TRÌNH P P G1 V1 f1 800 V2 V3 f2 f3 500 500 G2 800 - Tại vị trí nhịp ( V2 ): giá trị độ võng dầm thép hiệu số chuyển vị nhịp vối giá trị trung bình chuyển vị gối: � (G1i  G10 )  (G2 i  G20 ) � 2   (V2i  V20 )  �  (.10 mm) � � � - Tại vị trí cách gối 800mm ( V3 , V1 ): � �800 � 2 1  (V1i  V10 )  � �  (G2i  G20 )  (G1i  G10 )   (G1i  G10 ) � �(.10 mm) � 2600 � �� �� � 2 1800   (V3i  V30 )  � �  (G2i  G20 )  (G1i  G10 )   (G1i  G10 ) � �(.10 mm) � 2600 � �� Bảng 7: Thống kê số liệu võng Cấp tải trọng Giá trị tải trọng (kN) 0,00 1 (.102 mm)  (.102 mm)  (.102 mm) 8,57 19 17,14 11 39 Cấp tải trọng Gia trị tải trọng (kN) 1 (.102 mm)  (.102 mm)  (.102 mm) 25,71 16 44 21 34,29 62 42 15 THÍ NGHIỆM VÀ KIỂM ĐỊNH CƠNG TRÌNH 42,86 13.5 63 65 51,42 32.5 123 83 60,00 54.5 127 108 68,58 75.5 138 121 + Tại cấp tải thứ ta có: - Độ võng nhịp ( V2 ): � (752  752)  (022  022) � 2   (2297  2278)  �  (.10 mm)  0,19 mm � � � - Độ võng gối cách 800 mm ( V3 , V1 ): � �800 � 2 1  (1337  1334)  � �  (022  022)  (752  752)   (752  752) � �(.10 mm) � 2600 � �� = 0,03mm �� � 2 1800   (742  741)  � �  (022  022)  (752  752)  (752  752) � �(.10 mm) � 2600 � �� = 0,01mm Tương tự với cấp tải khác ta giá trị Bảng � Giá trị độ võng lớn theo thực tế  max =1,38mm - Biểu đồ quan hệ tải trọng độ võng vị trí V1 , V2 , V3 : 16 THÍ NGHIỆM VÀ KIỂM ĐỊNH CƠNG TRÌNH Tính tốn số đo biến dạng tương cấp tải trọng - Tại vị trí ĐT1: 1  DT1i  DT10 Lo - Tại vị trí ĐT2:   DT2i  DT20 Lo - Tại vị trí ĐT3:   DT3i  DT30 Lo Trong đó: Lo =300 mm - Giá trị biến dạng vị trí ứng với cấp tải trọng tính bảng tính sau: Bảng 8: Thống kê giá trị biến dạng 17 THÍ NGHIỆM VÀ KIỂM ĐỊNH CƠNG TRÌNH 1 2 3 8,57 0.00001 0.0000167 17,14 0.000056 0.00005 25,71 0.000067 0.000056 34,29 0.000103 0.00008 42,86 0.000143 0.00000333 0.000103 51,42 0.000177 0.00000333 0.000123 60,00 0.00021 0.00002 0.00015 68,58 0.000247 0.00003 0.00018 Cấp tải trọng Gia trị tải trọng (kN) 0,00 + Ứng với cấp tải thứ nhất: - Tại vị trí ĐT1: 1  DT1i  DT10 0, 003  0, 000   0, 00001 Lo 300 - Tại vị trí ĐT2:   DT2i  DT20 0, 000  0, 000  0 Lo 300 - Tại vị trí ĐT3:   DT3i  DT30 0, 005  0, 000   0, 0000167 Lo 300 Tương tự với cấp tải khác ta có bảng thồng kê kết Bảng � Ứng suất lớn vị trí dầm ứng với cấp tải trọng lớn là: n  max  E. n  2,1.106.2, 47.104  518, 7(kG / cm ) - Biểu đồ quan hệ quan hệ tải trọng biến dạng vị trí ĐT1, ĐT2, ĐT3: 18 THÍ NGHIỆM VÀ KIỂM ĐỊNH CƠNG TRÌNH Tính tốn độ võng ứng suất lớn dầm theo tính tốn lý thuyết - Momen qn tính tiết diện dầm; 180.2952 (180  2.9)(295  2.13) Ix    122306654mm �12230, 7cm 12 12 - Momen kháng uốn: Ix 12203,   829, 2Pcm3 P ymax 29,5 / Wx  G-1 Giá trị momen uốn lớn tải trọng P (bỏ qua trọng lượng thân dầm V1 V2 V3 G2 gây ra), tính gần theo lí thuyết Sức bền vật liệu - Cơ học kết cấu: f1 P 800 P f2 500 f3 500 800 Mmax Biểu đồ momen dầm P =1 19 0,65 THÍ NGHIỆM VÀ KIỂM ĐỊNH CƠNG TRÌNH M max  0,8.P.104  0,8.68,58.10  548640( kG.cm) � Ứng suất lớn dầm:  max  M max 548640   661, 65(kG / cm2 ) Wx 829, - Theo định luật Húc: � Biến dạng tương đối:   E.   661, 65   3,15.103 E 210000 - Giá trị lớn tải trọng P (bỏ qua trọng lượng thân dầm gây ra), tính gần theo lí thuyết Sức bền vật liệu – Cơ học kết cấu: P.a (3.l  4.a ) 24 EI 68,58.800  (3.26002  4.8002 )  1, 58mm 24.12223, 06.10 210  max   max Bảng 9: So sánh kết Biến dạng  Độ võng max (mm) Ứng suất max Lý thuyết 1,58 661,65 3,15.103 Thực tế 1,38 518,7 2, 47.10 4 (kG / cm ) Ta thấy thông số lý thuyết thực tế khơng giống vì: 20 THÍ NGHIỆM VÀ KIỂM ĐỊNH CƠNG TRÌNH - Trong thực tế thí nghiệm, vị trí đặt tải bị lệch so với lý thuyết - Thực tế lúc đồng hình dạng tiết diện vật liệu - Các liên kết thực tế không đạt liên kết lý tưởng lý thuyết - Có sai số q trình tăng tải - Độ xác thiết bị làm thí nghiệm, đo lực, đo chuyển vị - Độ xác thao tác làm thí nghiệm 21 ... cm ) 3 � Bê tông sau 13 ngày đạt mac50 THÍ NGHIỆM VÀ KIỂM ĐỊNH CƠNG TRÌNH II Thí nghiệm kéo thép (TCVN 1651-2008) Dụng cụ, thiết bị       Mẫu thí nghiệm Máy kéo thủy lực Cân điện tử Thước... nghiệm Bảng 2: Kết thí nghiệm kéo thép THÍ NGHIỆM VÀ KIỂM ĐỊNH CƠNG TRÌNH Mẫu Đường kính (mm) Khối lượng (g) Chiều dài mẫu (mm) 12 436 515 12 384 451 12 415 492 Xử lí kết thí nghiệm cây: + Với...THÍ NGHIỆM VÀ KIỂM ĐỊNH CƠNG TRÌNH I Thí nghiệm xác định giới hạn cường độ chịu nén bê tông (TCVN 31181993) Dụng cụ, thiết