THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH

THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG VÀ DÂN DỤNG Thí nghiệm dầm bê tông cốt thép chịu tải trọng tĩnh và khảo sát dàn thép chiu tải trọng tĩnh

Thí nghiệm cơng trình Nhóm TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG BỘ MÔN SỨC BỀN KẾT CẤU  BÁO CÁO MƠN HỌC : THÍ NGHIỆM CƠNG TRÌNH GVHD: Thầy Đinh Thế Hưng Lớp : L06 Nhóm Họ tên MSSV Đồn Quốc Danh 1811663 Mai Nhật Sơn 1612966 Huỳnh Quốc Thắng 1814087 Nguyễn Phương Huệ Trân 1713594 Phạm Tăng Minh Tuyến 1814636 Thí nghiệm cơng trình Nhóm MỤC LỤC BÀI KHẢO SÁT DÀN THÉP CHỊU TẢI TRỌNG TĨNH 1.1 Mục đích thí nghiệm 1.2 Mơ hình thí nghiệm 1.3 Thiết bị thí nghiệm .5 1.4 Sơ đồ thí nghiệm 1.5 Quy trình thí nghiệm 1.6 Kết thí nghiệm 10 1.7 Tính tốn theo lý thuyết ứng suất biến dạng độ võng 12 1.7.1 Tính tốn sử dụng lý thuyết học kết cấu .13 1.8 Đồ thị kết theo phương pháp 21 1.8.1 Biểu đồ quan hệ tải trọng – biến dạng 21 1.8.2 Đồ thị độ võng 24 1.8.3 Nhận xét kết - rút học 25 1.9 Nguyên nhân gây sai số .25 BÀI THÍ NGHIỆM DẦM BTCT CHỊU TẢI TRỌNG TĨNH .29 2.1 Mục đích thí nghiệm 29 2.2 Sơ đồ thí nghiệm 29 2.3 Thiết bị thí nghiệm 31 2.4 Quy trình thí nghiệm 34 2.5 Số liệu thí nghiệm 35 2.5.1 Kết thí nghiệm 35 2.5.2 Xử lý số liệu 36 2.6 Tính tốn lý thuyết dầm BTCT theo TCVN 5574:2018 37 2.7 Xác định biến dạng dầm 41 2.8 Tính tốn phần mềm SAP2000 .42 2.9 Vẽ biểu đồ 44 2.9.1 Biểu đồ quan hệ tải trọng – chuyển vị theo phương pháp .44 2.9.2 Biểu đồ quan hệ tải trọng – biến dạng theo phương pháp .45 Thí nghiệm cơng trình Nhóm 2.10 Nhận xét bình luận 47 2.10.1 Nhận xét 47 a) Tải trọng – chuyển vị 47 2.11 Nguyên nhân gây sai số .51 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình Kích thước hình học tiết diện dàn Hình Dàn thép có gắn thiết bị đo chuyển vị Hình Thiết bị đồng hồ đo chuyển vị Hình Cảm biến đo biến dạng thép vị trí đo Hình Hệ thống thu nhận tín hiệu P3500 .7 Hình Kích thủy lực 20T Hình Quang treo đòn gia tải Hình Sơ đồ truyền tải đặc dụng cụ đo Hình Mơ hình dàn gán tải đơn vị 1kN 13 Hình 10 Tách nút A 13 Hình 11 Tách nút C 14 Hình 12.Tách nút D .14 Hình 13 Tách nút E 14 Hình 14 Tách nút G 14 Hình 15 Nội lực hệ 15 Hình 16 Điểm xác định độ võng thứ .17 Hình 17 Điểm xác định độ võng thứ .17 Hình 18 Điểm xác định độ võng thứ .17 Hình 19 Mơ hình SAP2000 19 Hình 20 Khai báo tiết diện 19 Hình 21 Gán tiết diện 20 Hình 22 Ký hiệu 20 Hình 23 Gán tải trọng 20 Hình 24 Mơ hình chuyển vị 20 Hình 25 Dàn neo vào vào dầm cứng nhờ bulong nên dàn bị ngăn cản chuyển vị ngang 26 Hình 26 Dàn thép bị giữ lại nhờ thép để chống tượng dàn bị lật trình gia tải 26 Hình 27 Cấu tạo dầm BTCT 29 Hình 28 Sơ đồ thí nghiệm dầm BTCT 30 Hình 29 Khung gia tải MAGNUS .31 Hình 30 Kích thủy lực (Pmax = 1000 kN) .31 Thí nghiệm cơng trình Nhóm Hình 31 Các đồng hồ đo độ võng dầm Thí nghiệm sử dụng đồng hồ đo điện tử 32 Hình 32 Đồng hồ đo tải trọng (Load cell) 32 Hình 33 Các cảm biến đo biến dạng thép dầm (Stain page) 33 Hình 34 Hệ thống thu nhận tín hiệu strain page (P3500 + SB10) .33 Hình 35 Sơ đồ tải trọng 40 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng Cấu tạo thép .5 Bảng Kết đo lần .10 Bảng Kết đo lần .10 Bảng Kết đo chuyển vị trung bình .11 Bảng Kết độ võng biến dạng thí nghiệm 12 Bảng Lực dọc N theo lý thuyết 15 Bảng Biến dạng theo lý thuyết học kết cấu 16 Bảng Bảng chuyển vị theo SAP2000 18 Bảng Kết độ võng biến dạng tính toán thep SAP2000 21 Bảng 10 Kết thí nghiệm đo lần 35 Bảng 11 Kết thí nghiệm đo lần : 35 Bảng 12 Trung bình lần đo .36 Bảng 13 Số liệu thí nghiệm xử lý 36 Bảng 14 Kết tính momen theo TCVN 5574:2018 39 Bảng 15 Tính chuyển vị theo TCVN 5574:2018 41 Bảng 16 Biến dạng dầm theo TCVN 5574:2018 42 Bảng 17 Chuyển vị dầm theo SAP2000 43 Bảng 18 Biến dạng dầm theo SAP2000 43 Bảng 19 Chuyển vị dầm theo phương pháp .44 Bảng 20 Biến dạng dầm theo phương pháp .45 Thí nghiệm cơng trình Nhóm BÀI KHẢO SÁT DÀN THÉP CHỊU TẢI TRỌNG TĨNH 1.1 Mục đích thí nghiệm - Làm quen với phương pháp thí nghiệm kết cấu hệ thanh, biết cách sử dụng thiết bị đo để xác định ứng suất, chuyển vị thực nghiệm - Kiểm nghiệm, đánh giá phù hợp lý thuyết thực nghiệm xem xét: + Ứng suất (thể qua biến dạng) dàn + Độ võng chuyển vị số vị trí dàn thép 1.2 Mơ hình thí nghiệm - Dàn thép thí nghiệm có cấu tạo sau: + đốt x 1m/đốt = 5m + Chiều cao 0,5m Hình Kích thước hình học tiết diện dàn - Cấu tạo thép dàn bảng sau: Thí nghiệm cơng trình Nhóm Bảng Cấu tạo thép Thanh Quy cách Cánh, bụng 2L40x40x4 Bụng 2L40x40x3 Diện tích F (cm2) Mơ men qn tính Mơ đun đàn trục x Jx (cm ) hồi E (kG/cm2) 6,16 8.94 2,1×106 4.7 6.90 2,1×106 1.3 Thiết bị thí nghiệm Thiết bị đo độ võng (Dial micrometer): - Các đồng hồ đo chuyển vị bé - Loại đồng hồ sử dụng thí nghiệm đồng hồ điện tử Thang mm Độ chia nhỏ 0.01mm - Trong thí nghiệm, gắn đồng hồ để đo độ võng vị trí nút dàn thép Tương ứng với chuyển vị tăng hay giảm vị trí nút mà ta đặt đồng hồ hướng lên hay xuống Hình Dàn thép có gắn thiết bị đo chuyển vị Thí nghiệm cơng trình Nhóm Hình Thiết bị đồng hồ đo chuyển vị Thiết bị đo biến dạng ứng suất - Các cảm biến đo biến dạng thép (Strain gage): Biến trở Rg =120  hệ số GF(Gage factor) =2.049 Hình Cảm biến đo biến dạng thép vị trí đo Thí nghiệm cơng trình Nhóm - Hệ thống thu nhận tín hiệu cảm biến P3500 chuyển kênh SB10 Hình Hệ thống thu nhận tín hiệu P3500 Dụng cụ gia tải - Kích thủy lực 20T Đường kính piston: Dpiston=5.82 cm Hình Kích thủy lực 20T Thí nghiệm cơng trình Nhóm Hình Quang treo đòn gia tải 1.4 Sơ đồ thí nghiệm Hình Sơ đồ truyền tải đặc dụng cụ đo Đo biến dạng - Strain gage - Strain gage - Strain gage - Strain gage Thí nghiệm cơng trình - Strain gage - Strain gage Nhóm 1.5 Quy trình thí nghiệm - Kiểm tra đo lại kích thước dàn thước thép thước kẹp - Bố trí đồng hồ đo độ võng biến dạng (đã bố trí trước) Chỉnh đồng hồ đo độ võng Đặt đồng hồ đo độ võng vị trí cần đo ln chạm vào dàn thép tăng tải - Điều khiển kích thủy lực để áp đặt tải tập trung lên cánh dàn - Đường kính piston: Dpiston = 5.82 (cm) - Diện tích mặt piston: 𝐹𝑝𝑖𝑠𝑡𝑜𝑛 - 𝜋𝐷 𝜋 × 5.822 = = = 26.6 (𝑐𝑚2 ) 4 Từ ta suy lực tác dụng lên dầm thơng qua hai quang treo địn gia tải: 𝑃/2 = 0.5 × 𝑝 × 𝑔 × 𝐹𝑝𝑖𝑠𝑡𝑜𝑛 (𝑘𝑁) 1000 Với p: trị số đọc kích thủy lực (kG/cm2) g = 9.81: gia tốc trọng trường (m/s2) - Gia tải theo cấp: + Áp lực dầu ban đầu: P0 = (kG/cm2) + Áp lực dầu cuối cùng: Pu = 16 (kG/cm2) - Bắt đầu kích tải lên p = 2kG/cm2 cách dùng tay đẩy piston xuống phía Sau kích tải kim đồng hồ piston quay lên p = 2kG/cm2 ta bắt đầu đọc chuyển vị đồng hồ 1, sau tiếp tục đọc số đồng hồ biến dạng ghi số liệu vào giấy lần kích tải Thí nghiệm cơng trình Nhóm 2.6 Tính tốn lý thuyết dầm BTCT theo TCVN 5574:2018 - Điều kiện xãy vết nứt : 𝑀 ≤ 𝑀𝑐𝑟𝑐 = 𝑊𝑝𝑙 𝑅𝑏𝑡,𝑠𝑒𝑟 ± 𝑁𝑒𝑥 + Nếu 𝑀 > 𝑀𝑐𝑟𝑐 => Bê tông vùng kéo nứt + Nếu 𝑀 < 𝑀𝑐𝑟𝑐 => Bê tông vùng kéo chưa nứt - Tiết diện nhịp hình chữ nhật, kích thước b × h = 150 × 300 mm + a = a0 + 0.5d = 25 + 0.5×16 = 33 (mm) → h0 = h – a = 300 – 33 = 267 (mm) - Momen quán tính tiết diện bê tơng: 𝑏ℎ3 15 × 303 𝐼= = = 6750 𝑐𝑚4 2 - Tỷ số modun đàn hồi ( hệ số quy đổi) : 𝐸𝑠 2,0 × 105 80 𝛼= = = 6,15 = 𝐸𝑏 32500 13 b - h ao a h0 As A’s 2 (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm ) (mm ) 150 300 25 33 267 402  sc (Mpa) 6,15 40 Xét làm việc tiết diện giai đoạn đàn hồi : + Diện tích quy đổi : 𝐴𝑟𝑒𝑑 = 𝑏ℎ + 𝛼(𝐴𝑠 + 𝐴′𝑠 ) = 15 × 30 + 6,15 × (4.02 + 0) = 475 𝑐𝑚2 + Momen tĩnh Ared lấy trục qua mép chịu nén 𝑆𝑟𝑒𝑑 𝑏ℎ2 = + 𝛼(𝐴𝑠 ℎ0 + 𝐴′𝑠 𝑎′ ) 15 × 302 = + 6,15 × (4.02 × 26.7 + 0) = 7411 𝑐𝑚3 37 Thí nghiệm cơng trình Nhóm + Khoảng cách từ tâm O tiết diện đến mép chịu nén 𝑥𝑐 = 𝑆𝑟𝑒𝑑 7411 = = 15,61𝑐𝑚 𝐴𝑟𝑒𝑑 475 + Momen quán tính Ared lấy trục qua trọng tâm 𝐼𝑟𝑒𝑑 = 𝐼𝑏 + 𝐼𝑏′ + 𝛼𝐼𝑠 + 𝛼𝐼𝑠′ = 14899 + 19018 + 6.15 × (495 + 0) = 36961 𝑐𝑚4 Trong : 𝐼𝑏 = 𝑏(ℎ − 𝑥𝑐 )3 15 × (30 − 15.61)3 = = 14899 𝑐𝑚4 3 𝐼𝑏′ = 𝑏𝑥𝑐3 15 × 15.613 = = 19018 𝑚𝑚4 3 𝐼𝑠 = 𝐴𝑠 (ℎ0 − 𝑥𝑐 )2 = 4.02 × (26.7 − 15.61)2 = 495 𝑐𝑚4 𝐼𝑠′ = 𝐴′𝑠 (𝑥𝑐 − 𝑎′)2 = × (15.61 − 0)2 = 𝑐𝑚4 + Momen chống uốn tiết diện lấy mép chịu kéo 𝑊𝑟𝑒𝑑 = - 𝐼𝑟𝑒𝑑 36961 = = 2568 𝑐𝑚3 ℎ − 𝑥𝑐 30 − 15.61 Xét làm việc tiết diện giai đoạn có biến dạng dẻo vùng kéo: + Momen chống uốn dẻo của tiết diện theo mép chịu kéo 𝑊𝑝𝑙 = 𝑊𝑟𝑒𝑑 𝛾 = 2568 × 1.3 = 3339 𝑐𝑚3 - Xác định khả chống nứt tiết diện : + Khả chống nứt 𝑀𝑐𝑟𝑐 = 𝑅𝑏𝑡,𝑠𝑒𝑟 × 𝑊𝑝𝑙 = 1.75 × 103 × 3339 × 10−6 = 5.84 𝑘𝑁𝑚 38 Thí nghiệm cơng trình Nhóm Bảng 14 Kết quả tính momen theo TCVN 5574:2018 Momen M (kNm) Cấp tải P (kN) I II III 0.000 0.000 0.000 0.989 1.004 1.889 Momen Mcrc (kNm) Kết luận 0.989 5.84 Chưa nứt 1.904 1.889 5.84 Chưa nứt 2.789 2.804 2.789 5.84 Chưa nứt 3.689 3.704 3.689 5.84 Chưa nứt 10 4.589 4.604 4.589 5.84 Chưa nứt • Xác định độ võng cấu kiện BTCT (trường hợp chưa hình thành vết nứt) : 𝑓 = 𝛽 𝐿2 𝑟 Trong : + L = 2.7 m : nhịp dầm + Đối với trường hợp tính võng vị trí đặt lực, hệ số β tính theo cơng thức : 𝑎2 0.9 𝛽= − 2= − = 0.106 6𝐿 × 2.72 Với : a khoảng cách từ P tới gối tựa, a = 900 mm; 39 Thí nghiệm cơng trình Nhóm Hình 35 Sơ đồ tải trọng + Độ cong toàn phần : 𝑀 4.589 = = = 1.064 × 10−3 (𝑚) 𝑟1 𝐷 4313 Với : Momen uốn tác dụng tác dụng dài hạn tải trọng thường xuyên tạm thời dài hạn 𝑀 = 4.589 𝑘𝑁𝑚 Độ cứng chống uốn tiết diện ngang quy đổi cấu kiện : 𝐷 = 𝐸𝑏1 𝐼𝑟𝑒𝑑 = 9.85 × 103 × 103 × 43794 × 10−8 = 4313 𝑘𝑁𝑚2 + 𝐼𝑟𝑒𝑑 = 𝐼 + 𝐼𝑠 𝛼 + 𝐼𝑠′ 𝛼 = 33750 + 495 × 20.31 + = 43794 𝑐𝑚4 𝐸𝑠 × 105 𝛼= = = 20.31 𝐸𝑏1 9.85 × 103 𝐸𝑏1 = 𝐸𝑏 32500 = = 9.85 × 103 𝑀𝑃𝑎 + 𝜑𝑏,𝑐𝑟 + 2.3 → Độ võng (chuyển vị) : 𝑓 = 𝛽 𝐿2 = 0.106 × 1.064 × 10−3 × 2.72 × 103 = 0.826 (𝑚𝑚) 𝑟 40 Thí nghiệm cơng trình Nhóm Chiều cao vùng chịu nén bê tơng xác định theo công thức: - 𝑥𝑚 = ℎ0 (√(𝜇𝑠 𝛼𝑠2 )2 + 2𝜇𝑠 𝛼𝑠2 − 𝜇𝑠 𝛼𝑠2 ) = 26.7 (√(0.01 × 38.62)2 + × 0.01 × 38.62 − 0.01 × 38.62) = 15.34 𝑚 Trong đó: 𝜇𝑠 = 𝐴𝑠 402 = = 0,01 𝑏ℎ0 150 × 267 𝛼𝑠2 = - 𝐸𝑠 𝐸𝑏,𝑟𝑒𝑑 = 𝐸𝑠 × 105 = = 38.62 𝑅𝑏 /𝜀𝑏1,𝑟𝑒𝑑 14.5/0.0028 Tính tốn tương tự, ta có bảng tính cụ thể sau: Bảng 15 Tính chuyển vị theo TCVN 5574:2018 Chuyển vị (mm) Cấp tải P (kN) I II 0.000 0.000 0.178 0.181 0.340 0.343 0.502 0.505 0.664 0.667 10 0.826 0.829 2.7 Xác định biến dạng dầm Biến dạng dầm tính từ giá trị momen suy ứng suất : 𝜀= 𝜎 𝑀 = 𝑦 𝐸 𝐸𝐼 𝑖 41 Thí nghiệm cơng trình Nhóm Trong đó: M : momen gây uốn tải gây xác định phần mềm E = 32.5×106 (kN/m2 ) : module đàn hồi bê tơng I = 33750 (cm4) : momen quán tính yi : khoảng cách tính từ vị trí tính tốn biến dạng đến trục trung hòa y = 0.3/2 – 0.025 = 0.125 m Bảng 16 Biến dạng dầm theo TCVN 5574:2018 Biến dạng ε (×10-6 m) Cấp tải P (kN) 0.00 0.00 0.00 11.27 11.44 11.27 21.53 21.70 21.53 31.78 31.95 31.78 42.04 42.21 42.04 10 52.30 52.47 52.30 2.8 Tính tốn phần mềm SAP2000 Sử dụng phần mềm SAP2000 với vật liệu bê tơng B30, sơ đồ tính dầm đơn giản cho tải trọng Tiến hành gán giá trị tải kN, kN, kN, 8kN , 10 kN, có kết độ võng, chuyển vị nút I, II, III 42 Thí nghiệm cơng trình Nhóm Bảng 17 Chuyển vị dầm theo SAP2000 Chuyển vị (mm) Cấp tải P (KN ) I II 0.114 0.123 0.200 0.200 0.400 0.400 0.400 0.600 10 0.600 0.600 Bảng 18 Biến dạng dầm theo SAP2000 Biến dạng (×10-6 m) Cấp tải P (kN) 11.8 9.9 9.9 22.5 18.7 18.7 33.1 27.6 27.6 43.7 36.4 36.4 10 54.3 45.3 45.3 43 Thí nghiệm cơng trình Nhóm 2.9 Vẽ biểu đồ 2.9.1 Biểu đồ quan hệ tải trọng – chuyển vị theo phương pháp Bảng 19 Chuyển vị dầm theo phương pháp Chuyển vị (mm) Cấp tải P (kN) Thực nghiệm TCVN 5574:2018 SAP2000 I II I II I II 0.169 0.177 0.178 0.181 0.114 0.123 0.348 0.354 0.340 0.343 0.200 0.200 0.531 0.531 0.502 0.505 0.400 0.400 0.707 0.699 0.664 0.667 0.400 0.600 10 0.883 0.868 0.826 0.829 0.600 0.600 Quan hệ tải trọng - chuyển vị I vị trí I 12 TCVN 5574:2018 Cấp tải (KN) 10 thực nghiệm SAP2000 0 0.2 0.4 0.6 0.8 chuyển vị (mm) 44 Thí nghiệm cơng trình Nhóm Quan hệ tải trọng - chuyển vị vị trí II 12 thực nghiệm Cấp tải KN 10 TCVN 5574:2018 SAP2000 0 0.2 0.4 0.6 0.8 chuyển vị (mm) 2.9.2 Biểu đồ quan hệ tải trọng – biến dạng theo phương pháp Bảng 20 Biến dạng dầm theo phương pháp Biến dạng ( ×10-6 m) Cấp tải P (kN) Thực nghiệm TCVN 5574:2048 SAP2000 I II III I II III I II III 8.0 438.5 17.5 11.27 11.44 11.27 11.8 9.9 9.9 17.0 434.0 37.5 21.53 21.70 21.53 22.5 18.7 18.7 27.5 412.0 60.5 31.78 31.95 31.78 33.1 27.6 27.6 37.5 390.0 83.5 42.04 42.21 42.04 43.7 36.4 36.4 10 48.0 368.0 107.0 42.30 52.47 42.30 54.3 45.3 45.3 45 Thí nghiệm cơng trình Nhóm Quan hệ tải trọng - biến dạng I 12 Thực nghiệm Tải trọng (kN) 10 TCVN 5574:2018 SAP2000 0 20 40 Biến dạng (×10-6 60 m) Quan hệ tải trọng - biến dạng II 12 Thực nghiệm Tải trọng (KN) 10 TCVN 5574:2018 SAP2000 0 100 200 300 400 500 Biến dạng (×10-6 m) 46 Thí nghiệm cơng trình Nhóm Quan hệ tải trọng - biến dạng III 12 Thực nghiệm Tải trọng (KN) 10 TCVN 5574:2018 SAP2000 0 50 Biến dạng 100 (×10-6 150 m) 2.10 Nhận xét bình luận 2.10.1 Nhận xét a) Tải trọng – chuyển vị Kết so sánh quan hệ tải trọng – độ võng tính tốn lý thuyết sức bền (PTHH), TCVN 5574 - 2018 thực nghiệm dầm thí nghiệm từ hình 13 đến hình 16 - Kết nghiên cứu cho thấy đường thẳng biểu diễn quan hệ tải trọng – độ võng đường thẳng tuyến tính Điều phù hợp với lý thuyết học, giai đoạn dầm làm việc đàn hồi xuất khe nứt đầu tiên: đường thẳng biểu diễn ứng suất - biến dạng đường thẳng tuyến tính 47 Thí nghiệm cơng trình - Nhóm Ngay đường thực nghiệm đường tuyến tính tức kiểm sốt tốt q trình thí nghiệm dẫn đến có sai số xảy - Đồ thị cho thấy tăng cấp tải trọng, đường thực nghiệm lệch xa (lớn hơn) đường TCVN 5574 – 2018 - Biểu đồ tải – chuyển vị “I” so với “III” thực nghiệm có khác nhiên ít, cịn lý thuyết, TCVN 5574 – 2018 giống nhau, tức thực tế bê tông cốt thép vật liệu không đồng nhất, không đẳng hướng khơng đàn hồi tuyến tính - Kết nghiên cứu cho thấy tính tốn TCVN 5574 - 2018 tương đối sát với kết thực nghiệm giai đoạn dầm làm việc đàn hồi xuất khe nứt - Kết nghiên cứu cho thấy tính tốn theo lý thuyết sức bền (PTHH) khác xa (nhỏ hơn) với kết thực nghiệm giai đoạn dầm làm việc đàn hồi xuất khe nứt b) Tải trọng – biến dạng Kết so sánh quan hệ tải trọng – biến dạng tính tốn lý thuyết sức bền (PTHH), TCVN 5574 - 2018 thực nghiệm dầm thí nghiệm từ hình 13 đến hình 16 : 48 Thí nghiệm cơng trình - Nhóm Kết nghiên cứu cho thấy đường thẳng biểu diễn quan hệ tải trọng – biến dạng đường thẳng tuyến tính Điều phù hợp với lý thuyết học, giai đoạn dầm làm việc đàn hồi xuất khe nứt đầu tiên: đường thẳng biểu diễn ứng suất - biến dạng đường thẳng tuyến tính - Ngay đường thực nghiệm đường tuyến tính, nhiên có số điểm bị gãy khúc chưa kiểm sốt tốt q trình thí nghiệm dẫn đến có sai số xảy - Đồ thị cho thấy tăng cấp tải trọng, đường thực nghiệm lệch lại gần (nhỏ hơn) đường TCVN 5574 – 2018 - Biểu đồ tải – biến dạng “2” so với “3” thực nghiệm có khác nhiên ít, cịn lý thuyết, TCVN 5574 – 2018 giống nhau, tức thực tế bê tông cốt thép vật liệu không đồng nhất, không đẳng hướng khơng đàn hồi tuyến tính - Kết nghiên cứu cho thấy tính tốn TCVN 5574 - 2018 tương đối sát với kết thực nghiệm giai đoạn dầm làm việc đàn hồi xuất khe nứt - Kết nghiên cứu cho thấy tính tốn theo lý thuyết sức bền (PTHH) khác xa (lớn hơn) với kết thực nghiệm giai đoạn dầm làm việc đàn hồi xuất khe nứt c) Bình luận - Trước hết cần hiểu vài giả thuyết để áp dụng giải thích : • Lý thuyết: Sức bền phần tử hữu hạn (Chương trình SAP 2000) - Các giả thiết sử dụng tính tốn (i) giả thuyết sơ đồ tính: Khi tính toán, người ta thay vật thể thực sơ đồ tính;(ii) giả thuyết vật liệu: Vật liệu coi liên tục, đồng nhất, đẳng hướng đàn hồi tuyến tính; (iii) giả thuyết biến dạng chuyển vị: Khi chịu tác động bên ngồi, vật thể có biến dạng chuyển vị bé Vì vậy, khảo sát cân vật thể phận hình dạng ban đầu - Phương pháp PTHH (mơ hình tương thích) sử dụng rộng rãi 49 Thí nghiệm cơng trình Nhóm + Xem chuyển vị đại lượng cần tìm trước + Hàm xấp xỉ biểu diễn gần dạng phân bố chuyển vị phần tử + Điều kiện tương thích bên điểm nút phần tử + Từ ĐK cân nút điều kiện biên => hệ phương đại số trình tuyến tính + Giải hệ PTĐSTT => chuyển vị nút => chuyển vị phần tử; Dùng PT Cauchy => trường biến dạng; PT ĐL Hooke => trường ứng suất - Với vật liệu đồng nhất, đẳng hướng đàn hồi tuyến tính => quan hệ ứng suất biến dạng phương trình thỏa định luật Hooke thuận 𝜀 = 𝜎 𝐸 (nghịch, 𝜎 = 𝐸𝜀) → Việc tính tốn chương trình SAP2000 khơng giống hồn toàn so với làm việc thực tế kết cấu + Trong chương trình SAP 2000, kết tính tốn theo hàm xấp xỉ lý thuyết lập trình, điều có khác biệt so với kết cấu thật + Liên kết gối đầu dàn chế tạo không thực làm việc gối cố định mơ hình tính tốn + Bê tông cốt thép vật liệu không đồng nhất, khơng đẳng hướng khơng đàn hồi tuyến tính nên việc áp dụng định luật Hooke chưa xác với thực tế • TCVN 5574 – 2018: Bê tông cốt thép - Các giả thiết sử dụng tính tốn (i) giả thiết tiết diện phẳng; (ii) giả thiết đồng biến dạng cốt thép bê tông; (iii) tiết diện chưa nứt, biểu đồ ứng suất vùng bê tông chịu nén dạng tam giác, biểu đồ ứng suất vùng bê tông chịu kéo dạng hình thang với ứng suất khơng vượt q cường độ chịu kéo bê tơng Rbt,ser → Việc tính toán TCVN 5574 – 2018 giả thiết quy trình tính tốn độ võng phù hợp với kết thí nghiệm nêu + Do kết cấu thực làm việc lâu so với mơ hình kết cấu lý thuyết, nên điều chỉnh hệ số từ biến b,cr 50 Thí nghiệm cơng trình Nhóm + Bê tơng cốt thép vật liệu không đồng nhất, không đẳng hướng khơng đàn hồi tuyến tính, nên TCVN xác định thêm mơ men qn tính Ired kể đến cốt thép cách thêm vào hệ số quy đổi cốt thép bê tông  hệ số điều chỉnh 0.85 2.11 Nguyên nhân gây sai số Có nhiều nguyên nhân gây sai số khó tránh khỏi q trình thí nghiệm Những ngun nhân là: Sai số thí nghiệm - Sai số thiết bị, dụng cụ thí nghiệm + Dầm bê tơng cốt thép chế tạo chưa hồn tồn giống xác với u cầu cấp phối bê tơng M400, kích thước15x30 cm toàn tiết diện dầm + Các đặc trưng vật liệu dầm thực tế mơ hình giả thuyết khơng hồn tồn giống nhau, có khác biệt mơ đun đàn hồi Eb Es tính toán lý thuyết thực tế + Do lắp đặt thiết bị thí nghiệm chưa xác hồn tồn: vị trí điểm đặt lực khơng xác với mơ hình lý thuyết đồng hồ đo chuyển vị bố trí chưa vị trí Ngồi ra, khoảng cách gối tựa dầm khơng theo mơ hình giả thuyết + Dầm bê tơng cốt thép thực tế bị võng phần trọng lượng thân ta lại bỏ qua trọng lượng thân tính tốn nên kết đo khơng thực xác + Thiết bị làm thí nghiệm cũ độ xác giảm đi, gia tải không Sai số tác nhân người 51 ... BÀI THÍ NGHIỆM DẦM BTCT CHỊU TẢI TRỌNG TĨNH .29 2.1 Mục đích thí nghiệm 29 2.2 Sơ đồ thí nghiệm 29 2.3 Thiết bị thí nghiệm 31 2.4 Quy trình thí nghiệm. .. vị trí ban đầu, kiểm tra số liệu kết thúc thí nghiệm 34 Thí nghiệm cơng trình Nhóm 2.5 Số liệu thí nghiệm 2.5.1 Kết thí nghiệm Bảng 10 Kết quả thí nghiệm đo lần Số đọc chuyển vị kế (mm) Số... quan trọng 27 Thí nghiệm cơng trình Nhóm Để hạn chế sai số q trình thí nghiệm cần: - Kiểm tra cẩn thận việc lắp đặt, bố trí sơ đồ thí nghiệm dụng cụ trước thực - Tăng số lần thí nghiệm để hạn