3. Xác định các khuyết tật trong bê
3.1. Nhiệm vụ thí nghiệm công trình chịu tải trọng tĩnh
- Khảo sát, so sánh sự làm việc thực tế của kết cấu công trình so với các giả thiết trong tính toán.
- Tiến hành các nghiên cứu khoa học và các thử nghiệm trong lĩnh vực nghiên cứu ứng dụng.
- Tham gia các nội dung trong việc xây dựng các tiêu chuẩn, quy phạm, xác định các hệ số thực nghiệm trong các bài toán thiết kế.
- Thí nghiệm thử tải nghiệm thu công trình.
- Thí nghiệm thử tải với những công trình đã và đang khai thác sử dụng khi có những thay đổi đáng kể.
Mục đích: Kiểm tra chất lượng sản phẩm xuất xưởng: những cấu kiện có chất lượng tốt nhất và xấu nhất trong nhóm sản phẩm. (khảo sát hiện trạng bằng phương pháp không phá hoại vật liệu).
Số lượng đối tượng thí nghiệm của một chủng loại kết cấu được quy định trong các tiêu chuẩn kiểm định quốc gia.
Kiểm tra định kỳ: nếu trong loạt sản phẩm chế tạo có dưới 250 cấu kiện, số cấu kiện cần thí nghiệm≥2; từ 251 đến 1000, chọn ≥3 cấu kiện để thử tải; từ 1001-3000, chọn ≥4 cấu kiện, trên 3001, số cấu kiện ≥5.
Phương pháp thử tải đối với loại cấu kiện này thường tiến hành theo sự chỉ dẫn và quy định kỹ thuật của thiết kế hoặc của Tiêu chuẩn Nhà nước nhằm mục đích kiểm tra đánh giá chất lượng sản phẩm chế tạo hàng loạt.
Những loại công trình này, trước khi tiến hành thử nghiệm cần phải tiến hành khảo sát hiện trạng tổng thể. Nếu không thấy có sự nghi ngờ về khả năng chịu lực, độ cứng cũng như độ ổn định trong các chi tiết cấu tạo, trong kết cấu hay trên toàn bộ công trình, thì việc tiến hành thử tải không nhất thiết phải có. Ngược lại, nếu trong quá trình khảo sát hiện trạng có phát hiện được các khuyết tật và sai sót, đòi hỏi phải tiến hành thử tải trọng
của lò xo hoặc sức kéo của động cơ…
Tải trọng tĩnh với những yêu cầu sau:
- Có thể cân, kết cấu tđong, đo, đếm và đảm bảo được độ chính xác cần thiết;
- Có khả năng đáp ứng và xác định chính xác giá trị lực theo yêu cầu;
- Đảm bảo truyền trực tiếp và đầy đủ giá trị của tải trọng lên kết cấu thí nghiệm;
- Trị số tải trọng phải ổn định khi tác dụng lâu dài và không chịu ảnh hưởng của môi trường thí nghiệm.
Với kết cấu công trình có kích thước lớn có thể dùng sức nặng của các loại vật liệu xây dựng, với hực tại hiện trường: có thể sử dụng các thiết bị cơ học để tạo lực tác dụng như kích thủy lực, tời kéo, tăng đơ…
Khi dùng các vật liệu xây dựng để làm tải trọng thí nghiệm cần chú ý:
- Nếu vật liệu rời: cần chia thành đơn vị nhỏ, có trọng lượng vừa phải; xếp các đơn vị đó thành những cột riêng lẻ.
- Với vật liệu dễ hút nước, dễ bốc hơi thì phải có những biện pháp che chắn.
* Hình thức phân bố:
Với hình thức này, tải trọng thí nghiệm thường có cường độ không lớn, nhưng được rải đều trên những vùng rộng hay toàn bộ bề mặt chịu lực của đối tượng. Loại tải trọng phân bố thường được dùng để tác dụng lên những kết cấu có mặt chịu tải lớn như kết cấu tấm bản chịu uốn, vỏ mỏng, thành bể chứa, tường chắn….
* Hình thức tập trung:
Loại tải trọng này có cường độ lớn, tác dụng riêng lẻ lên một vị trí chật hẹp hoặc tại một điểm xác định trên đối tượng nghiên cứu. Hình thức tải trọng này thường được dùng để thí nghiệm các kết cấu hệ thanh, dàn vì kèo…
Có các hình thức: Vật liệu rời đóng bao (a), vật liệu viên khối (b) (gạch, quả nặng), nước trong các bình chứa (c) theo các hình ảnh minh họa.
Ưu điểm: Dễ thực hiện.
Nhược điểm: Không quan sát bề mặt kết cấu; bề mặt kết cấu bị cản trở do ma sát mặt.
Van gia tải
Thước đo cột nước
Tấm cách nước
Van xả
cấu kiện thí nghiệm
Ưu điểm:
Quan sát được bề mặt của kết cấu chịu tác dụng trực tiếp của tải trọng;
Không có hiện tượng ngăn cản biến dạng của lớp vật liệu ngoài của kết cấu.
Tăng, dỡ tải trọng nhanh chóng và đồng đều trên toàn bộ các điểm tải.
Nhược điểm:
Tốn kém vật liệu và công sức trong tạo hệ gia tải.
theo hình thức tập trung thường được đặt vào các mắt, nút liên kết hoặc vào những phần tử của kết cấu. Loại tải trọng này được dùng nhiều trong khi nghiên cứu kết cấu thanh như dầm, cột, sàn vì kèo…
• Để tạo tải trọng tập trung lên kết cấu thí nghiệm có thể dùng các biện pháp: treo vật nặng;
thiết bị căng kéo; kích thủy lực.
thể chuẩn bị trước đầy đủ số tải trọng cần thiết.
Khi tiến hành kiểm tra cường độ, thì tải trọng kiểm tra thường dùng bằng tải trọng tính toán nhân với hệ số từ 1,4 đến 2,0 tùy thuộc chủng loại kết cấu, vật liệu sử dụng và tính chất phá hoại mong muốn;
Khi tiến hành kiểm tra độ cứng, thì tải trọng kiểm tra được dùng bằng 1,0 giá trị tải trọng tiêu chuẩn đặt ở vị trí bất lợi nhất trên cấu kiện;
Khi cần kiểm tra khả năng chống nứt trong các cấu kiện bê tông cốt thép, thì trị số của tải trọng kiểm tra hình thành vết nứt lấy bằng 1,3 giá trị tải trọng tiêu chuẩn đối với cấu kiện có yêu cầu chống nứt cấp I. Khi kiểm tra bề rộng vết nứt, lấy bằng 1,05 giá trị tải trọng tiêu chuẩn ở vị trí bất lợi trên kết cấu.
cấp. Số lượng cấp tải và giá trị mỗi cấp thường được xác định để xây dựng chính xác các đồ thị biểu diễn quan hệ giữa tải trọng tác dụng và tham số khảo sát của đối tượng nghiên cứu, đặc biệt khi tồn tại trong đối tượng các yếu tố phi tuyến; Nếu số lượng cấp tải càng nhiều thì quá trình thí nghiệm sẽ bị kéo dài và gặp nhiều khó khăn. Thực tế thí nghiệm giá trị mỗi cấp tải thường bằng khoảng 10% đến 20% trị số tải trọng thí nghiệm tính toán.
• Việc phân cấp tải trọng còn đảm bảo an toàn cho quá trình thí nghiệm khi tăng theo từng cấp sẽ phát hiện được nguy cơ mất an toàn của kết cấu thí nghiệm.