Thí nghiệm công trình

Chia sẻ: Nguyễn Thị Giỏi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:19

Thêm vào BST

Báo xấu

702
lượt xem 169
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Thí nghiệm công trình là những nghiên cứu thực nghiệm để khảo sát ứng suất biến trên mô hình hoặc trên kết cấu thực nhằm mục đích khảo sát phản ứng của kết cấu chịu tác dụng của tải trọng.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Thí nghiệm công trình

THÍ NGHIEÄM COÂNG TRÌNH ÑÒNH NGHÓA: Thí nghieäm coâng trình laø nhöõng nghieân cöùu thöïc nghieäm ñeå khaûo saùt öùng suaát bieán daïng treân moâ hình hoaëc treân keát caáu thöïc nhaèm muïc ñích khaûo saùt phaûn öùng cuûa keát caáu khi chòu taùc duïng cuûa taûi troïng. PHAÏM VI ÖÙNG DUÏNG: Nhöõng coâng trình ñaëc bieät : coâng trình môùi , coâng trình caáp quoác gia… Ñoái vôùi nhöõng coâng trình cuõ: tieán haønh khaûo saùt öùng suaát bieán daïng ,xem khaû naêng chòu löïc coøn laïi cuûa coâng trình laø bao nhieâu ñeå töø ñoù ñöa ra phöông aùn ñaäp boû xaây môùi hoaëc söû duïng tieáp. MUÏC ÑÍCH: Donhu caàu thöïc tieån ñaët ra, ñoái vôùi keát caáu cuï theå naûy sinh nhöõng vaán ñeà: + ñoái vôùi keát caáu môùi : yeâu caàu phaûi ño ñaïc, kieåm tra, ñaùnh giaù söï phuø hôïp veà öùng suaát,bieán daïng,chuyeån vò giöûa lyù thuyeát vaø thöïc nghieäm,… + ñoái vôùi coâng trình thay ñoåi chöùc naêng (gia coá,khoâi phuïc, söûa chöõa coâng trình ..):xaây döïng hoà sô hieän traïng,ñaùnh gía khaû naêng chòu löïc hieän taïi, tuoåi thoï cuûa coâng trình… PHÖÔNG PHAÙP KHAÛO SAÙT VAØ ÑAÙNH GÍA CHAÁT LÖÔÏNG VAÄT LIEÄU: 1. NGUYEÂN TAÉC CHUNG: +phöông phaùo phaù hoaïi maåu vaø laäp bieåu ñoà ñaëc tröng cuûa vaät lieäu: . maåu . laäp bieåu ñoà + phöông phaùp khoâng phaù hoaïi maåu vaø laäp bieåu ñoà: . xaùc ñònh cöôøng ñoä R cuûa vaät lieäu, ñoä cöùng, ñoä ñaëc cuûa vaät lieäu . tìm ra khuyeát taät cuûa vaät lieäu: roång nöùt,… + phöông phaùp khoâng phaù hoaïi maåu ñaëc bieät öùng duïng toát ñoái vôùi kim loaïi ñöôøng haøn. +Öu ñieåm cuûa phöông phaùp khoâng phaù hoaïi maåu vaø laäp bieåu ñoà: - khoâng bò hö hoûng, khoâng ñoøi hoûi giaûi phoùng vaät lieäu khoûi traïng thaùi laøm vieäc thöïc - ñaùnh gía chaát löôïng vaø phaùt hieän ñöôïc khuyeát taät naèm saâu beân trong vaät lieäu vaø keát caáu coâng trình - xeùt ñeán ñieàu kieän laøm vieäc thöïc cuûa keát caáu
Do ñoù phöông phaùp naøy thöôøng ñöôïc duøng ñeå ñaùnh gía chaát löôïng treân coâng trình thöïc 2. KHAÛO SAÙTTHÖÏC NGHIEÄM ÑOÁI VÔÙI VAÄT LIEÄU BEÂ TOÂNG: + phöông phaùp phaù hoaïi maåu : thuoäc veà lónh vöïc nghieân cöùu cuûa ngaønh vaät lieäu xaây döïng + phöông phaùp khoâng phaù hoaïi maåu : duøng soùng aâm ( soùng aâm kích thích caùc haït döïa vaøo thôøi gian truyeàn soùng, taàn soá töø ñoù tìm ra cöôøng ñoä ñaëc tröng cuûa vaât lieäu - xaùc ñònh ñoä saâu veát nöùt coù phöông phaùp: KYÕ THUAÄT ÑO: - choïn thoâng soá ñaàu doø phuï thuoäc vaøo ñöôøng kính haït coát lieäu - caùch ño : ño maët vaø ño xuyeân (ño xuyeân cho keát quûa tin caäy hôn ) - tra ra cöôøng ñoä cuûa vaät lieäu phuï thuoäc vaøo vaän toác truyeàn aâm R=f(v) XAÙC ÑÒNH CAÙC KHUYEÁT TAÄT BEÂ TOÂNG CUÛA COÂNG TRÌNH: +ÑOÄ ROÃNG: cho ñaàu doø di chuyeån treân beà maët cuûa beâ toâng ñeá moät luùc thaáy thôøi gian truyeàn soùng lôùn ⇒ xuaát hieän loå roång (chæ phaùt hieän ñöôïc khi ñöôøng kính loå roång lôùn hôn ñöôøng kính ñaàu doø) + XAÙC ÑÒNH VEÁT NÖÙT: yeâu caàu:veát nöùt phaûi lieân tuïc, khoâ KIEÅM ÑÒNH KEÁT CAÁU COÂNG TRÌNH
1.MUÏC ÑÍCH: khaûo saùt khuyeát taät trong coâng trình , doø khuyeát taät xaûy ra trong thieát keá ,thi coâng ,do trong quùa trình söû duïng töø ñoù xaùc ñònh ñöôïc tuoåi thoï cuûa coâng trình ,khuyeán caùo möùc ñoä söû duïng cuûa coâng trình 2.ÑOÁI TÖÔÏNG CUÛA KIEÅM ÑÒNH KEÁT CAÁU COÂNG TRÌNH: -caùc caáu kieän ñuùc saün: daàm, coät… kieåm ñònh ,kieåm tra chaát löôïng ;kích thöôùc ,daïng hình hoïc, …coù ñuùng vôùi yeâu caàu thieát keá hay khoâng … -khaûo saùt rieâng leû moät soá caáu kieän : khaûo saùt ñoä voõng ,nöùt -tieán haønh khaûo saùt toaøn boä coâng trình töø ñoù coù bieän phaùp gia coá söõa chöõahay xaây môùi KHAÛO SAÙT ÑOÀ AÙN THIEÁT KEÁ COÂNG TRÌNH: quan saùt sô boä coâng trình : xem xeùt laïi ñoà aùn, tieán haønh khaûo saùt laïi ñoà aùn +XEM XEÙT LAÏI NHIEÄM VUÏ THIEÁT KEÁ: xem xeùt laïi luaân chöùng kinh teá kyõ thuaät: töø ñoù phaân tích bieân phaùp cuûa nhaø thieát keá +KHAÛO SAÙT SOÁ LIEÄU CUNG CAÁP CHO NHAØ THIEÁT KEÁ: xem laïi hoà sô ñòa chaát coâng trình : xem bieän phaùp cho neàn moùng coù hôïp lyù hay khoâng? Moâi tröôøng: taàn suaát xuaát hieän baõo, xaâm thöïc.. Kieán truùc: kích thöôùc khung, chieàu cao khung … Töø ñoù dònh ra tuoåi thoï cuûa coâng trình 3.KHAÛO SAÙT PHÖÔNG PHAÙP TÍNH KEÁT CAÁU: tìm hieåu veà sô ñoà tính , keát caáu tính, töø ñoù tìm xem noäi löïc giöõa tính toaùn vaø thieát keá coù sai khaùc nhieàu hay khoâng? 4.KHAÛO SAÙT CAÙC LIEÂN KEÁT , KEÁT CAÁU COÂNG TRÌNH: xem xeùt laïi caùc vò trí lieân keát , caùc vò trí thöôøng xaûy ra hö hoûng do chöa tìm hieåu kyõ söï laøm vieäc thöïc teá cuûa caùc lieân keát ñoù CAÙC YEÁU TOÁ KHAÙCH QUAN AÛNH HÖÔÛNG ÑEÁN CHAÁT LÖÔÏNG COÂNG TRÌNH: 1.MOÂI TRÖÔØNG: - nhieät ñoä: nhieät ñoä taêng laøm phaùt sinh öùng suaát nhieät ⇒taêng ñoä nöùt voõng : chaúng haïn nhö caùc keát caáu maãu oáng khoùi, keát caáu maùi daây treo hoaëc caùc maët ñöôøng saân bay… -Ñoä aåm: ñoä aåm taïo ra caùc veát ræ seùt, taùch lôùp laøm giaûm tieát dieän,khaû naêng chòu löïc bò giaûm xuoáng
-Xaâm thöïc: laøm bieán chaát , laøm ræ coát theùp beân trong daãn ñeán tieát dieän bò giaûm xuoáng ⇒khaû naêng chòu löïc bò giaûm xuoáng 2.DO SÖÕ DUÏNG: -do ñoåi taûi trong quùa trình söû duïng, thay ñoåi vò trí ñaët taûi -do söï coá chaùy noå… -chaán ñoäng ôû beân ngoaøi taùc ñoäng vaøo coâng trình -do hoùa chaát 3.VAÄT LIEÄU: -duøng loaïi vaät lieâu naøo cho coâng trình coù ñuùng vôùi yeâu caàu thieát keá thi coâng hay khoâng? -tính chaát cuûa vaät lieäu coù thay ñoåi theo thôøi gian hay khoâng? Ví duï: theùp theo thôøi gian seõ bò cöùng gioøn, löïc xung kích seõ bò giaûm ñi Beâ toâng ; cöôøng ñoä phaùt trieån theo thôøi gian trong ñieàu kieän döôõng hoä toát, co ngoùt deã daøng sinh ra vuøng chòu keùo trong beâ toâng , söï töø bieán trong beâ toâng laøm taêng ñoä voõng cuûa caáu kieän chòu uoán TÍNH TOAÙN LAÏI COÂNG TRÌNH: Döïa vaøo soá lieäu ño ñaïc treân thöïc teá tính toaùn laïi coâng trình ÑAÙNH GÍA CHAÁT LÖÔÏNG COÂNG TRÌNH: keát quûa giöõa quan saùt vaø thöïc nghieäm laø gaàn nhau thì keát luaän ngöôïc laïi keát quûa giöõa quan saùt vaø thöïc nghieäm laø khaùc nhau thì phaûi khaûo saùt thöïc nghieäm MOÄT SOÁ ÑIEÀU CAÀN LÖU YÙ KHI KHAÛO SAÙT THÖÏC NGHIEÄM COÂNG TRÌNH: -Tieán haønh khaûo saùt moät soá ñaëc tröng: Ví duï: khung thì khaûo saùt cho daàm, coät Coâng trình ngaâp nöôùc thì khaûo saùt tính chaát aên moøn ,xaâm thöïc oáng khoùi : khaûo saùt nhieät ño , nhieät ñoä quùa cao laøm thay ñoåi tính chaát cô lyù cuûa neà ñaát -coâng trình ñang söû duïng thì trong quùa trình khaûo saùt khoâng aûnh höôûng ñeán hoaït ñoäng cuûa coâng trình chæ trong tröôøng hôïp quùa nguy hieåm thì môùi di dôøi 2. II. SOÁ LIEÄU BAN ÑAÀU: 1. Sô ñoà thí nghieäm - Sô ñoà boá trí duïng cuï gia taûi.
P P 5 7 9 500 A C 3 B 2P 1000 1000 1000 1000 1000 5000 Vaät lieäu laøm maãu thí nghieäm. Caùc thoâng soá cuûa daøn theùp: • Theùp goùc ñeàu caïnh loaïi thanh 1: F1 = 3.23 cm2 Jx = 4.34 cm4 E = 2.1 .106 KG/cm2 • Theùp goùc ñeàu caïnh loaïi thanh 2: F2 = 3.37 cm2 Jx = 4.66 cm4 E = 2.1 .106 KG/cm2 • Theùp goùc ñeàu caïnh loaïi thanh 3: F3 = 2.34 cm2 Jx = 1.79 cm4 E = 2.1 .106 KG/cm2 3. Thieát bò ño, duïng cuï gia taûi( caùc thoâng soá kyõ thuaät). a. Thieát bò ño chuyeån vò : - Ñoàng hoà ñieän töû Digimatic Indicator, thang ño 12.7mm - Ñoàng hoà ñieän töû Digimatic Indicator, thang ño 30mm. Caû hai duïng cuï coù chung sai soá 0.01mm. b. Thieát bò ño bieán daïng :
- Maùy Strain gage, R = 120 Ω, η = 2.049 (Chæ neân duøng 1 loaïi maùy Strain gage) - Ñoïc soá ño bieán daïng töông ñoái treân maùy P3500, soá ño ñaõ ñöôïc nhaân leân 106 , soá thöïc phaûi nhaân theâm 10-6 - Maùy SB10 hoäp noái ño ñöôïc 10 ñieåm. c. Kích thuyû löïc : - Ñôn vò ñoàng hoà ño: KG/cm2. - Ñöôøng kính Piston : Dpiston = 5.59 cm 4. Vò trí ño: - Ño bieán daïng: Strain gage 3: giöõa phaàn töû 3. Strain gage 5: giöõa phaàn töû 7. Strain gage 7: giöõa phaàn töû 10. Strain gage 9: giöõa phaàn töû 11. - Ño chuyeån vò: Caùch goái töïa 1m : nuùt 2 Caùch goái töïa 1.5 m : giöõa phaàn töû 2 Caùch goái töïa 2.5 m : giöõa phaàn töû 3 XÖÛ LYÙ SOÁ LIEÄU ÑO: Giaù trò trung bình cuûa caùc laàn ño: Trò soá ñoàng hoà BIEÁN DAÏNG CHUYEÅN VÒ(MM) 2 ño (kG/m ) 3 5 7 9 1 1.5 2.5 0 -2.667 -6.67 -1.67 2 0 0 8.96 20 47 -54 -30 61.33 -0.73 0.94 7.88 30 73 -87.33 -45 96.67 -1.08 1.47 7.28 40 98.67 -117.33 -60.37 123.33 -1.37 1.91 6.72 50 130.67 -152 -76.33 156.33 -1.7 2.45 6.1 60 159.33 -186 -93.67 203.33 -2.03 2.99 5.46 70 189.33 -220 -112.7 230.67 -2.37 3.55 4.8 80 217 -252.67 -128 262.33 -2.65 4.01 4.3 90 244.67 -292.67 -147.3 304.33 -2.99 4.6 3.67 Xaû taûi
SOÁ LIEÄU LYÙ THUYEÁT GIAÛI TÖØ PHAÀN MEÀM SAP2000: Trò soá à BIEÁN DAÏNG ño (kG/m2) 3 5 7 9 0 0 0 0 0 20 50 -47.8 -24.5 73.2 30 78.4 -78.4 -38.6 105.8 40 103.7 - -51.1 138.2 103.7 50 129.3 - -63.8 175.2 129.3 60 156.1 - -76.7 222 156.1 70 181.7 - 246.2 181.7 -89.2 80 207.0 - - 282.8 207.0 102.5 90 233.1 - -115 317.5 233.1 SOÁ LIEÄU THEO LYÙ THUYEÁT VEÀ ÖÙNG SUAÁT TAÏI ÑIEÅM3,5,7,9: 3 5 7 9 0 0 0 0 0 20 154 160.3 54.64 75 30 164.5 165.7 80.8 111.1 40 218.1 218.1 103.7 147.4 50 271.5 271.5 133.13 183.8 60 327.9 327.9 156.6 229.15 70 381.3 381.3 187.3 258.5
80 434.7 434.7 215.2 294.9 90 489.6 489.6 241.5 333.3 BIEÅU ÑOÀ LÖÏC – BIEÁN DAÏNG ÔÛ ÑIEÅM SOÁ 3: (THEO LYÙ THUYEÁT): THEO LYÙ THUYEÁT: C BIEÅU ÑOÀ LÖÏC – BIEÁN DAÏNG ÔÛ ÑIEÅM SOÁ 5: (THEO LYÙ THUYEÁT):
0 0 0 20 40 60 80 100 -50 -50 -78.4 -100 -103.7 -129.3 -150 -156.1 -181.7 -200 -207 -233.1 -250 Series1 BIEÅU ÑOÀ LÖÏC – BIEÁN DAÏNG ÔÛ ÑIEÅM SOÁ 7: (THEO LYÙ THUYEÁT): BIEÅU ÑOÀ LÖÏC – BIEÁN DAÏNG ÔÛ ÑIEÅM SOÁ 9 : (THEO LYÙ THUYEÁT):
BIEÅU ÑOÀ LÖÏC – BIEÁN DAÏNG ÔÛ ÑIEÅM SOÁ 3 : (THEO THÖÏC NGHIEÄM): BIEÅU ÑOÀ LÖÏC – BIEÁN DAÏNG ÔÛ ÑIEÅM SOÁ 5 : (THEO THÖÏC NGHIEÄM):
0 -2.67 0 20 -47 40 60 80 100 -50 -73 -100 -98.7 -130.7 -150 -159.3 -200 -189.3 -217 -250 -244.7 -300 Series1 BIEÅU ÑOÀ LÖÏC – BIEÁN DAÏNG ÔÛ ÑIEÅM SOÁ 7 : (THEO THÖÏC NGHIEÄM): BIEÅU ÑOÀ LÖÏC – BIEÁN DAÏNG ÔÛ ÑIEÅM SOÁ 9 : (THEO THÖÏC NGHIEÄM):
SOÁ LIEÄU THEO LYÙ THUYEÁT VEÀ ÖÙNG SUAÁT TAÏI ÑIEÅM3,5,7,9: 3 5 7 9 0 0 0 0 0 20 154 160.3 54.64 75 30 164.5 165.7 80.8 111.1 40 218.1 218.1 103.7 147.4 50 271.5 271.5 133.13 183.8 60 327.9 327.9 156.6 229.15 70 381.3 381.3 187.3 258.5 80 434.7 434.7 215.2 294.9 90 489.6 489.6 241.5 333.3
BIEÅU ÑOÀ QUAN HEÄ GIÖÕA LÖÏC VAØ CHUYEÅN VÒ TAÏI ÑIEÅM (THEO THÖÏC NGHIEÄM_): 3.5 3 2.99 2.65 2.5 2.37 2 2.03 1.7 1.5 1.37 1 1.08 0.73 0.5 0 0 0 20 40 60 80 100 Series1 BIEÅU ÑOÀ QUAN HEÄ GIÖÕA LÖÏC VAØ CHUYEÅN VÒ TAÏI ÑIEÅM B(THEO THÖÏC NGHIEÄM)
4.5 4.6 4 4.01 3.5 3.55 3 2.99 2.5 2.45 2 1.91 1.5 1.47 1 0.94 0.5 0 0 0 20 40 60 80 100 Series1 BIEÅU ÑOÀ QUAN HEÄ GIÖÕA LÖÏC VAØ CHUYEÅN VÒ TAÏI ÑIEÅM A(THEO THÖÏC NGHIEÄM): 6 5 4 3 2 1 0 0 20 40 60 80 100 Series1 BIEÅU ÑOÀ QUAN HEÄ GIÖÕA LÖÏC VAØ CHUYEÅN VÒ TAÏI ÑIEÅM C(THEO LYÙ THUYEÁT):
2 1.81 1.61 1.5 1.41 1.21 1 1 0.8 0.62 0.5 0.41 0 0 0 20 40 60 80 100 Series1 BIEÅU ÑOÀ QUAN HEÄ GIÖÕA LÖÏC VAØ CHUYEÅN VÒ TAÏI ÑIEÅM B(THEO LYÙ THUYEÁT): 3 2.5 2.47 2.19 2 1.92 1.7 1.5 1.4 1 1.1 0.75 0.5 0.56 0 0 0 20 40 60 80 100 Series1 BIEÅU ÑOÀ QUAN HEÄ GIÖÕA LÖÏC VAØ CHUYEÅN VÒ TAÏI ÑIEÅM A(THEO LYÙ THUYEÁT):
3.5 3 3 2.67 2.5 2.34 2 2.01 1.67 1.5 1.33 1 1.05 0.68 0.5 0 0 0 20 40 60 80 100 Series1 BIEÅU ÑOÀ QUAN HEÂ GIÖÕA ÖÙNG SUAÁT VAØ BIEÁN DAÏNG THEO LYÙ THUYEÁT TAÏI ÑIEÅM3: 500 489.6 434.7 400 381.3 327.9 300 271.5 200 218.1 154 164.5 100 0 0 0 50 100 150 200 250 Series1 BIEÅU ÑOÀ QUAN HEÂ GIÖÕA ÖÙNG SUAÁT VAØ BIEÁN DAÏNG THEO LYÙ THUYEÁT TAÏI ÑIEÅM5:
600 489.6 500 434.7 381.3 400 327.9 300 271.5 218.1 200 165.7 160.3 100 0 0 -250 -200 -150 -100 -50 0 Series1 BIEÅU ÑOÀ QUAN HEÂ GIÖÕA ÖÙNG SUAÁT VAØ BIEÁN DAÏNG THEO LYÙ THUYEÁT TAÏI ÑIEÅM7:
300 241.5 250 215.2 187.3 200 156.6 150 133.13 103.7 100 80.8 54.64 50 0 0 -150 -100 -50 0 Series1 BIEÅU ÑOÀ QUAN HEÂ GIÖÕA ÖÙNG SUAÁT VAØ BIEÁN DAÏNG THEO LYÙ THUYEÁT TAÏI ÑIEÅM7: 350 333.3 300 294.9 250 258.5 229.15 200 183.8 150 147.4 100 111.1 75 50 0 0 0 100 200 300 400 Series1 Nhaän xeùt veà keát quaû thí nghieäm: - Nhìn vaøo bieåu ñoà quan heä chuyeån vò vaø taûi troïng ta thaáy tröôøng hôïp theo thí nghieäm luoân lôùn hôn so vôùi lyù thuyeát. Ñieàu naøy laø do thanh laøm vieäc thöïc teá khoâng phaûi laø theo khôùp hoaøn toaøn. Chuyeån vò lôùn nhaát laø taïi giöõa daøn (taïiA), ñieàu naøy cuõng phuø hôïp vì thanh ôû giöõa coù ñoä voõng lôùn nhaát do ñoù chuyeån vò taïi ñieåm naøy laø lôùn nhaát.
- chuyeån vò ,bieán daïng cuûa caùc thanh trong thöïc teá lôùn hôn trong lyù thuyeát laø vì trong quùa trình ño ta chöa ñeå cho thanh daøn hoài phuïc bieán daïng vaø chuyeån vò maø tieán haønh ño moät caùch lieân tuïc - Bieán daïng cuûa thanh trong thí nghieäm lôùn hôn so vôùi lyù thuyeát, ñieàu naøy do tieát dieän thanh thöïc teá khoâng chuaån. - Taát caû bieán daïng vaø chuyeån vò ñeáu taêng khi taûi troïng taêng, ñieàu naøy phuø hôïp vôùi ñònh luaät Hooke. - Caùc bieåu ñoà gaõy khuùc laø do tieán haønh thí nghieäm vôùi caáp taûi rôøi raïc. Ngoaøi ra söï sai leäch giöõa thí nghieäm vaø lyù thuyeát laø do sai soá trong khi laøm thí nghieäm. -Söï sai leäch veà soá lieäu ño moät phaàn laø do sai soá do duïng cuï ,sai soá do maét nhìn vaødo ngöôøi giöõ kích khoâng ñaûm baûo giöû ñuùng taûi caàn ño