VII. Biểu đồ và bảng so sánh % chênh lệch giữa các phương pháp 1 Tải trọng – chuyển vị
2. Tải trọng – ứng suất:
− Đường thẳng biểu diễn quan hệ tải trọng – ứng suất là các đường thẳng tuyến tính.
Báo cáo Thí nghiệm cơng trình Th.S Hồng Anh Tuấn
mới xuất hiện những khe nứt đầu tiên: đường thẳng biểu diễn ứng suất - biến dạng là đường thẳng tuyến tính.
− Ngay cả đường thực nghiệm cũng là đường tuyến tính, tuy nhiên có một số điểm bị
gãy khúc do chưa kiểm sốt tốt q trình thí nghiệm dẫn đến có những sai số đã xảy ra.
Tuy các đồ thị vẫn có sự chênh lệch nhau về giá trị nhưng mà vẫn cho ta thấy được chế độ làm việc tuân theo lý thuyết sức bền vật liệu khi dầm bê tông làm việc trong giai đoạn đàn hồi.
− Ở đồ thị này, chênh lệch chuyển vị khi tính tốn so với thực nghiệm (%) tại vị trí 1
giảm khi tang tải, vị trí 2, 3 tẳng khi tăng tải.
− Biểu đồ tải trong – ứng suất “2” so với “3” của thực nghiệm có sự khác nhau tuy
nhiên rất ít, cịn của lý thuyết, TCVN 5574 – 2018 giống nhau. Ứng suất thực nghiệm lớn hơn rất nhiều tính tốn lý thuyết.
− Kết quả nghiên cứu cho thấy các tính tốn ứng suất bê tơng “1” TCVN 5574 – 2018,
SAP tương đối sát với kết quả thực nghiệm trong giai đoạn dầm làm việc đàn hồi và khi mới xuất hiện những khe nứt đầu tiên.
− Kết quả nghiên cứu cho thấy các tính tốn ứng suất thép “2, 3” TCVN 5574 – 2018,
SAP khác xa (nhỏ hơn) với kết quả thực nghiệm trong giai đoạn dầm làm việc đàn hồi và khi mới xuất hiện những khe nứt đầu tiên.
Sơ đồ:
− Sơ đồ tính thực nghiệm: 2 liên kết tựa.
− Sơ đồ tính lý thuyết: 1 gối cố định, 1 gối di động (Dầm đơn giản)
Tải trọng:
− Tải trọng thực nghiệm là tải trọng ngồi P (kích thủy lực) khơng bao gồm tải trọng
bản thân, do các thiết bị đo chuyển vị đã được reset ngay từ đầu, thiết bị đo biến dạng cũng đã được ghi lại số liệu ngay từ đầu.
− Tải trọng tính lý thuyết cũng là tải trọng ngồi P (kích thủy lực) không bao gồm
trọng lượng bản thân Vật liệu:
− Vật liệu thực nghiệm: Bê tông cốt thép là vật liệu không đồng nhất, khơng đẳng
Báo cáo Thí nghiệm cơng trình Th.S Hồng Anh Tuấn
− Vật liệu tính theo lý thuyết: Vật liệu được coi là liên tục, đồng nhất, đẳng hướng và
đàn hồi tuyến tính, giả thiết tiết diện phẳng; giả thiết đồng biến dạng giữa cốt thép và bê tơng.
Lý thuyết tính tốn:
− Thực nghiệm: lấy kết quả thực nghiệm chuyển vị, ứng suất tính theo kết quà biến
dạng thực nghiệm thơng qua định luật Hooke.
− Tính theo lý thuyết:
• TCVN 5574 – 2018: Chuyển vị và ứng suất tính lý thuyết bê tơng + định luật
Hooke
• Do kết cấu thực làm việc q lâu so với mơ hình kết cấu của lý thuyết, nên đã được
điều chỉnh bằng hệ số từ biến ϕb,cr
• Bê tơng cốt thép là vật liệu không đồng nhất, không đẳng hướng và khơng đàn hồi
tuyến tính và do giả thiết đồng biến dạng giữa cốt thép và bê tông., nên TCVN đã xác định thêm mơ men qn tính Ired kể đến cốt thép bằng cách thêm vào các hệ số quy đổi cốt thép về bê tông α, hệ số điều chỉnh 0.85,...
• SAP 2000: Chuyển vị và ứng suất tính theo phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) +
định luật Hooke
• Xem chuyển vị là đại lượng cần tìm trước
• Hàm xấp xỉ biểu diễn gần đúng dạng phân bố chuyển vị trong phần tử
• Điều kiện tương thích chỉ đúng bên trong và tại các điểm nút phần tử.
• Từ điêu kiện cân bằng nút và các điều kiện biên => hệ phương đại số trình tuyến
tính
• Giải hệ phương trình đại số tuyến tính => các chuyển vị nút => chuyển vị trong
phần tử; Dùng phương trình Cauchy => trường biến dạng; phương trình định luật Hooke => trường ứng suất.
3. Giải thích kết quả
Sơ đồ:
− Gối liên kết không thực sự làm việc như gối cố định và gối di động.
− Sơ đồ làm việc của dầm bê tông khơng đúng theo lí thuyết.
Tải trọng:
− Kích thủy lực sử dụng đã nhiều lần dẫn đến mất mát áp suất trong q trình thí
Báo cáo Thí nghiệm cơng trình Th.S Hồng Anh Tuấn
− Thiết bị làm thí nghiệm đã cũ độ chính xác giảm đi, gia tải không đều.
Vật liệu:
− Vật liệu tuy mới nhưng cũng có và ảnh hưởng mơi trường tải trọng thí nghiệm.
− Dầm bê tơng cốt thép được chế tạo chưa hồn tồn giống chính xác với các yêu cầu
cấp phối bê tơng M400, kích thước15x30 cm trên tồn tiết diện dầm
− Mơ hình làm việc liên tục dẫn đến sai số.
Quy trình làm thí nghiệm:
− Do đọc kết quả thí nghiệm khi giá trị chưa ổn định hoặc do sự thiếu chính xác của
người đọc.
− Trong q trình làm thí nghiệm có thể vơ tình đụng chạm vào dầm BTCT, dây dẫn
làm xuất hiện sai số.
− Gia tải kích lực chưa đạt tới hoặt vượt q gia tải u cầu mà khơng có sự ghi chép,
báo cáo lại.
− Thời gian chờ để tăng hoặc giảm tải chưa đủ
− Do lắp đặt thiết bị thí nghiệm chưa chính xác hồn tồn: có thể là do vị trí các điểm
đặt lực khơng chính xác với mơ hình lý thuyết hoặc do các đồng hồ đo chuyển vị bố trí chưa đúng vị trí.
Lý thuyết tính tốn:
− Do sự khơng chính xác của phần mềm SAP so với thực tế cấu kiện. Vì trong mơ
hình tương thích của phần tử hữu hạn, trường chuyển vị của mỗi phần tử được sắp xếp theo một hàm chọn trước và chuyển vị đóng vai trị là một ẩn số. Các hàm này gây ra sai số so với thực tế và cơ kết cấu.
4. Kết luận và kiến nghị
− Các giả thiết và quy trình tính tốn chuyển vị dầm bê tơng theo TCVN cho kết quả
tương đối sát (nhỏ hơn) so với kết quả thí nghiệm nêu trên. Vì vậy tính tốn thực tế chuyển vị dầm ta chỉ cần tính tốn chính theo tiêu chuẩn TCVN 5574 – 2018 là đã chính xác nếu muốn kết quả an tồn ta nhân kết quả với một hệ số an toàn phù hợp tùy tthuộc vào quy mơ, tính chất,....
− Các giả thiết và quy trình tính tốn ứng suất “bê tơng” dầm bê tông từ TCVN cho
kết quả khác tuy nhiên vẫn khơng q xa so với kết quả thí nghiệm nêu trên. Vì vậy tính tốn thực tế biến dạng “bê tơng” dầm bê tơng ta có thể tính theo TCVN, tuy
Báo cáo Thí nghiệm cơng trình Th.S Hoàng Anh Tuấn
nhiên do “giả thiết đồng biến dạng giữa cốt thép và bê tông” nên ta không thể xác định ứng suất “cốt thép” thông qua TCVN.
→ Nếu muốn tính chuyển vị dầm bê tơng ta chỉ việc dùng TCVN 5574 - 2018 là chính xác với sơ đồ tính là dầm đơn giản phù hợp, Nếu mốn tính ứng suất “bê tơng”, “thép” ta nên tiến hành thực nghiệm.