Thí nghiệm công trình nmh
Môn học thí nghiệm công trình là môn học chuyên ngành, giới thiệu cho sinh viên ngành xây dựng làm quen với các máy móc, thiết bị dùng trong nghiên cứu thực nghiệm, giúp sinh viên nắm được cơ sở thí nghiệm thực hành trong lĩnh vực xây dựng cơ bản
HÆÅÏNG DÁÙN THÆÛC NGHIÃÛM
MÄN HOÜC
THÊ NGHIÃÛM CÄNG TRÇNH
CHUYÃN NGAÌNH: XÁY DÆÛNG DÁN DUÛNG VAÌ CÄNG NGHIÃÛP
BIÃN SOAÛN: BUÌI THIÃN LAM
NGUYÃÙN PHAN PHUÏ
TAÌI LIÃÛU THAM KHAÍO:
- Hæåïng dáùn thæûc nghiãûm män hoüc Thê nghiãûm Cäng trçnh - Træåìng Âaûi hoüc Xáy dæûng.
- TCVN 225-1998, TCVN 162-1987
LÅÌI GIÅÏI THIÃÛU.
Män hoüc Thê Nghiãûm Cäng Trçnh laì män hoüc chuyãn ngaình, giåïi thiãûu cho sinh viãn
ngaình xáy dæûng laìm quen våïi caïc maïy moïc, thiãút bë duìng trong nghiãn cæïu thæûc nghiãûm, giuïp
sinh viãn nàõm âæåüc cå såí thê nghiãûm thæûc haình trong lénh væûc xáy dæûng cå baín. Cuíng cäú vaì
phaït triãøn thãm nhæîng män hoüc cå såí nhæ Sæïc Bãön Váût Liãûu, Cå Hoüc Kãút Cáúu vaì nhæîng män
hoüc chuyãn ngaình nhæ Kãút Cáúu Bãtäng, Bãtäng Cäút Theïp, Kãút Cáúu Gaûch Âaï, Kãút Cáúu Theïp
Vaì Kãút Cáúu Gäù. Âäöng thåìi giuïp sinh viãn nàõm âæåüc nhæîng phæång phaïp thæûc nghiãûm âãø giaíi
quyãút nhæîng baìi toaïn maì lê thuyãút khäng thãø xaïc âënh âæåüc.
Sau khi hoüc män Thê Nghiãûm Cäng Trçnh sinh viãn phaíi laìm âæåüc nhæîng thê nghiãûm
âån giaín âãø xaïc âënh æïng suáút, biãún daûng vaì nhæîng traûng thaïi chëu taíi váût liãûu, cuía kãút cáúu chëu
læûc chênh nhæ cäüt neïn âuïng tám, cäüt neïn lãûch tám, dáöm vaì daìn. Tæì nhæîng cå såí cå baín âoï taûo
cho sinh viãn coï thãø thæûc hiãûn nhæîng thê nghiãûm phæïc taûp hån trong phoìng thê nghiãûm cuîng
nhæ trãn hiãûn træåìng.
Phæång phaïp thê nghiãûm cäng trçnh ráút âa daûng nhæng trong giaïo trçnh naìy chè giåïi thiãûu
5 baìi thê nghiãûm cå baín gäöm : 1 baìi thê nghiãûm khäng phaï hoaûi, 3 baìi thê nghiãûm ténh vaì 1 baìi
thê nghiãûm âäüng.
BÄÜ MÄN KÃÚT CÁÚU CÄNG TRÇNH
TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC BAÏCH KHOA ÂAÌ NÀÔNG.
BAÌI THÊ NGHIÃÛM SÄÚ 1 :
PHÆÅNG PHAÏP THÊ NGHIÃÛM KHÄNG PHAÏ HOAÛI.
Trong baìi thê nghiãûm naìy, sinh viãn laìm quen våïi mäüt säú phæång phaïp khäng phaï hoaûi
thæåìng âæåüc aïp duûng trong âaïnh giaï cháút læåüng bã täng trãn cäng trçnh, bao gäöm :
1. Phæång phaïp sæí duûng suïng báût náøy kiãøm tra cæåìng âäü bã täng.
2. Phæång phaïp siãu ám kiãøm tra cæåìng âäü, khuyãút táût cáúu kiãûn bãtäng.
1. XAÏC ÂËNH CÆÅÌNG ÂÄÜ BÃ TÄNG BÀÒNG SUÏNG BÁÛT NAÍY (TCXD 162-1987):
1.1. Toïm læåüc näüi dung phæång phaïp :
Âáy laì mäüt trong nhæîng phæång phaïp xaïc âënh cæåìng âäü bã täng thão âäü cæïng bãö màût váût
liãûu. Quan hãû thæûc nghiãûm R-n âæåüc thãø hiãûn åí daûng baíng säú hay biãøu âäö chuáøn. Dæûa vaìo âoï,
nãúu coï trë trung bçnh âäü naíy nTB âo âæåüc trãn mäùi vuìng cuía máùu thæí, tra baíng hay trãn biãøu âäö
láûp sàôn âäúi våïi bã täng cuìng loaûi, ta seî xaïc âënh âæåüc cæåìng âäü bã täng trãn vuìng tæång æïng R.
1.2. Thiãút bë thê nghiãûm :
Suïng báût naíy : SCHMIDT, trãn voí suïng âaî coï sàôn biãøu âäö R-n.
1.3. Tiãún haình thê nghiãûm :
Duìng suïng bàõn theo phæång ngang trãn 3 vuìng cuía máùu thæí, mäùi vuìng láúy 10 trë säú báût
naíy ni. Ghi kãút quaí vaìo baíng.
Caïc âiãøm bàõn caïch nhau êt nháút 30mm vaì caïch meïp máùu thæí êt nháút 5mm (âäúi våïi cáúu
kiãûn con säú naìy laì 50mm).
1.4. Tênh toaïn, xæí lyï kãút quaí thê nghiãûm :
Xaïc âënh cæåìng âäü bã täng R theo phæång phaïp thæí suïng : càn cæï vaìo trë säú báût naíy trung
bçnh cuía tæìng vuìng nTB, tra biãøu âäö coï cæåìng âäü bã täng cuía mäùi vuìng R. Cæåìng âäü bã täng
cuía máùu thæí RTB bàòng trung bçnh cäüng cuía 3 vuìng kiãøm tra.
Tãn cáúu STT Trë säú nTB R RTB
kiãûn vuìng báût naíy ni (vaûch) (vaûch) (KG/cm2) (KG/cm2)
thæí
1
2
3
Kiãøm tra sai lãûch giæîa kãút quaí cæåìng âäü chëu neïn thæûc tãú vaì kãút quaí cæåìng âäü thê nghiãûm
bàòng thê nghiãûm suïng báût naíy :
R TB − Rn
∆= .100 (%).
Rn
Trong âoï : Rn : cæåìng âäü chëu neïn cuía máùu thæí, coï âæåüc tæì thê nghiãûm phaï hoaûi máùu.
2. XAÏC ÂËNH CHÁÚT LÆÅÜNG VÁÛT LIÃÛU BÃTÄNG BÀÒNG PHÆÅNG PHAÏP SIÃU ÁM
(TCXD 225-1998) :
2.1. Xaïc âënh cæåìng âäü chëu neïn :
a) Toïm tàõt näüi dung phæång phaïp :
Viãûc xaïc âënh cæåìng âäü bãtäng bàòng phæång phaïp siãu ám chuí yãúu dæûa trãn mäúi quan hãû
thæûc nghiãûm giæîa cæåìng âäü chëu neïn R (Kg/cm2) våïi täúc âäü truyãön soïng siãu ám V (Km/s).
Quan hãû naìy coï thãø âæåüc biãøu diãùn chuáøn dæåïi daûng âä thë hoàûc coï thãø biãøu thë gáön âuïng thäng
qua haìm quan hãû : R = a.V4. Trong âoï a laì hãû säú thæûc nghiãûm (âæåüc xaïc âënh thäng qua hãû máùu
chuáøn âuïc keìm theo).
b) Tiãún haình thê nghiãûm :
- Thæûc hiãûn siãu ám theo phæång phaïp âo xuyãn trãn 2 vuìng cuía cáúu kiãûn (thæåìng laì 2
màût bãn), mäùi vuìng láúy 5 trë säú thåìi gian truyãön soïng ti.
- Tæång tæû âo thåìi gian truyãön soïng qua máùu láûp phuång (150×150×150mm) t ilp
- Neïn phaï hoaûi hoaìn toaìn máùu âãø coï giaï trë cæåìng âäü chëu neïn Rlp.
c) Tênh toaïn kãút quía thê nghiãûm :
L
- Váûn täúc truyãön soïng V âæåüc tênh theo cäng thæïc : V = (Km/s).
t
Trong âoï : L : khoaíng caïch 2 âáöu doì (mm).
t : thåìi gian truyãön soïng âo âæåüc (µs).
Rlp
- Xaïc âënh hãû säú thæûc nghiãûm a : a =
(V )
lp
4
Trong âoï : Rlp : cæåìng âäü chëu neïn cuía máùu chuáøn (Kg/cm2)
Vlp : váûn täúc truyãön soïng trung bçnh trãn máùu chuáøn (Km/s).
lp
Vlp = 150/ tTB
- Kãút quaí tênh toaïn ghi vaìo baíng sau :
Tãn cáúu Vuìng thê Thåìi gian truyãön V VTB R
tTB (µs) L (mm)
kiãûn nghiãûm soïng ti (µs) (Km/s) (Km/s) (Kg/cm2)
1 ...., ...., ...., ...., ....
2 ...., ...., ...., ...., ....
2.2. Xaïc âënh âäü sáu vãút næït trãn cáúu kiãûn :
- Thæûc hiãûn siãu ám theo phæång phaïp âo màût trãn 2 vuìng bãtäng cuía cáúu kiãûn våïi cuìng
chiãöu daìi chuáøn âo (khoaíng caïch 2 âáöu doì) nhæ nhau : vuìng khäng coï khuyãút táût vaì vuìng coï vãút
næït. Âo thåìi gian truyãön soïng siãu ám trãn 2 vuìng âoï.
Phæång phaïp âo màût Phæång phaïp âo xuyãn
- Âäü sáu vãút næït hf âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc :
2
L ⎛tf ⎞
hf = ⎜
⎜ t ⎟ −1
⎟
2 ⎝ ⎠
Trong âoï : L : khoaíng caïch 2 âáöu doì.
tf : thåìi gian truyãön siãu ám qua vuìng coï vãút næït.
t : thåìi gian truyãön siãu ám qua vuìng khäng coï khuyãút táût.
BAÌI THÊ NGHIÃÛM SÄÚ 2 :
THÊ NGHIÃÛM MÄ HÇNH DAÌN THEÏP.
Trong caïc cäng trçnh dán duûng vaì cäng nghiãûp, daûng kãút cáúu hãû thanh chëu læûc âæåüc sæí
duûng ráút phäø biãún. Mäüt trong nhæîng kãút cáúu thæåìng gàûp laì daìn theïp âæåüc cáúu taûo bàòng theïp
hçnh. Trong baìi thê nghiãûm naìy, seî khaío saït sæû laìm viãûc cuía mä hçnh daìn âån giaín coï hai caïnh
song song.
1. MUÛC ÂÊCH THÊ NGHIÃÛM :
- Nghiãn cæïu quy luáût phán bäú näüi læûc trong giåïi haûn âaìn häöi cuía mä hçnh daìn theïp
chëu taïc duûng cuía taíi troüng ténh táûp trung taûi caïc màõt daìn.
- Xaïc âënh caïc giaï trë chuyãøn vë cuía caïc màõt daìn vaì biãøu âäö âäü voîng täøng thãø cuía daìn
tæång æïng våïi caïc cáúp taíi troüng taïc duûng.
- Laìm quen våïi phæång phaïp thê nghiãûm mäüt kãút cáúu hãû thanh, biãút caïch sæí duûng caïc
thiãút bë âo âãø xaïc âënh caïc giaï trë biãún daûng, æïng suáút vaì chuyãøn vë bàòng phæång phaïp thæûc
nghiãûm.
2. MÄ HÇNH THÊ NGHIÃÛM :
2.1. Kêch thæåïc hçnh hoüc vaì så âäö laìm viãûc :
Mä hçnh daìn theïp thê nghiãûm coï nhëp laìm viãûc l = 3m, chiãöu cao h = 0,4m coï hai caïnh
song song. Táút caí caïc thanh daìn âæåüc chãú taûo bàòng hai theïp goïc L 32×32×3. Kêch thæåïc hçnh
hoüc vaì så âäö laìm viãûc cuía daìn theïp thãø hiãûn trãn hçnh 1.
Chiãöu daìi hçnh hoüc cuía caïc thanh daìn nhæ sau :
AC = LF = MH = OJ = BD = 40cm.
AL = LM = MC = OB = 75cm.
AE = EL = LG = GM = … = 54,8cm.
Diãûn têch tiãút diãûn mäùi thanh daìn 2L 32×32×3 :
F = 2 × 1,86 = 3,72cm2.
Maïc theïp CT3 coï caïc âàûc træng cæåìng âäü sau :
- Cæåìng âäü tênh toaïn : R = 2100 Kg/cm2.
- Mäâun âaìn häöi : E = 2,1.106 Kg/cm2.
2.2. Xaïc âënh näüi læûc trong thanh daìn theo lyï thuyãút :
Trong tênh toaïn thiãút kãú, ta coi daìn theïp nhæ mäüt hãû thanh våïi liãn kãút taûi caïc nuït laì
hoaìn toaìn khåïp. Bàòng caïc phæång phaïp tênh toaïn âån giaín nhæ taïch màõt, màût càõt hay biãøu âäö
Crãmäna âãø xaïc âënh näüi læûc trong caïc thanh daìn.
Kãút quaí tênh toaïn theo så âäö laìm viãûc våïi taíi troüng P taïc duûng taûi caïc nuït trãn thanh
caïnh thæåüng âæåüc ghi trong baíng 1. Låüi duûng tênh âäúi xæïng hçnh hoüc vaì læûc taïc duûng ta chè cáön
biãút caïc trë säú näüi læûc trãn næía daìn.
P P P P
C E F G H I J K D
αo
A
L M O B
C E F G H I J K D
A
L M O
I I B
Baíng 1 : Näüi læûc trong thanh daìn tênh theo lyï thuyãút.
Taíi Caïnh thæåüng Caïnh haû Thanh xiãn
troüng CE EL = FG GH AL LM AE EL LG GM
− 2P P −P
P 0 -3P.cotgα -4P.cotgα 2P.cotgα 4P.cotgα 0
sin α sin α sin α
Theo så âäö taíi troüng nhæ hçnh 1, näüi læûc trong caïc thanh âæïng cuía daìn âãöu bàòng 0.
2.3. Bäú trê thiãút bë gia taíi vaì duûng cuû âo :
Âãø taûo caïc læûc táûp trung taïc duûng lãn caïc màõt daìn thuäüc thanh caïnh thæåüng ta duìng
kêch thuyí læûc cuìng våïi hãû âoìn phán læûc nhæ hçnh 2. Giaï trë læûc do kêch truyãön lãn kãút cáúu âæåüc
xaïc âënh bàòng âäöng häö âo aïp læûc gàõn trãn hãû thäúng båm thuyí læûc.
Duûng cuû âo duìng trong thê nghiãûm daìn gäöm ba loaûi chuí yãúu: voîng kãú, Indicatå,
Tenzåmet. Så âäö bäú trê thiãút bë âo thãø hiãûn trãn hçnh 3.
3. TRÇNH TÆÛ THÊ NGHIÃÛM :
3.1. Xaïc âënh taíi troüng thê nghiãûm :
Dæûa vaìo kãút quaí tênh toaïn lyï thuyãút ta ruït ra khaí nàng chëu læûc cuía daìn æïng våïi giaï trë
näüi læûc låïn nháút trong caïc thanh daìn :
N max R.F 2100.3,72
≤ R ⇒ N max ≤ R.F ⇒ 4 P. cot gα ≤ R.F ⇒ P ≤ = = 2083 Kg.
F 4 cot gα 3,75
4.
4
Âãø âaím baío láúy säú liãûu âo âaûc trong phaûm vi giåïi haûn âaìn häöi ta chè gia taíi våïi
Ptn = Ptt / 2 = 1000 Kg.
3.2. Xaïc âënh cáúp gia taíi :
Trong thê nghiãûm, ta sæí duûng Tenzomet âoìn âãø âo biãún daûng cuía caïc thanh daìn våïi
chuáøn âo L = 100 mm. Cáön xaïc âënh giaï trë cáúp taíi theo biãún daûng tæång æïng våïi 1 vaûch trãn
duûng cuû âo. Âãø tiãûn theo doîi thê nghiãûm ta choün thanh daìn coï giaï trë näüi læûc trung bçnh âãø tênh.
Æïng suáút trong thanh daìn khi kim cuía Tenzomet chaûy âæåüc 1 vaûch :
1 1
σ 1 = E. = 2,1.10 6. = 21 Kg/cm2
K .L 1000.100
Trong âoï :
E = 2,1.106 Kg/cm2 : mäâun âaìn häöi cuía theïp.
K = 1000 : hãû säú phoïng âaûi cuía tenzåmet âoìn.
L = 100mm : chuáøn âo cuía tenzåmet.
Láúy thanh coï näüi læûc trung bçnh laì AL = 2P.cotgα âãø tênh :
NAL = 21.3,72 = 2P.cotgα.
Pi = 21.3,72.0,5.tgα = 21.3,72.0,5.4/3,75 = 41,6 Kg.
Khaí nàng chëu læûc cuía daìn theïp tênh toaïn theo lyï thuyãút P = 2083 Kg. Nhæ váûy säú vaûch
Tenzomet âo trãn thanh AL seî laì :
2083
n= = 50 vaûch
41,6
Trong thê nghiãûm, âãø âaím baío sæû laìm viãûc cuía váût liãûu trong giåïi haûn âaìn häöi, ta chè
nãn thê nghiãûm våïi taíi troüng bàòng næîa taíi troüng tênh toaïn. Âãø thuáûn låüi theo doîi, ta láúy giaï trë
mäùi cáúp gia taíi laì Pi = 200 Kg.
3.3. Trçnh tæû thê nghiãûm :
Gia taíi thæí våïi taíi troüng åí cáúp thæï nháút quan saït sæû laìm viãûc cuía duûng cuû âo vaì toaìn bäü
mä hçnh thê nghiãûm. Nãúu phaït hiãûn sæû cäú, cáön âiãöu chènh laûi. Nãúu chuïng laìm viãûc bçnh thæåìng
thç haû taíi vãö khäng. Âoüc caïc säú liãûu ban âáöu (tæång æïng våïi P = 0) åí caïc duûng cuû âo.
Tiãún haình taïc duûng taíi troüng theo tæìng cáúp. Sau khi båm kêch thuyí læûc âaût trë säú læûc cáön
thiãút phaíi dæìng laûi 5-7 phuït räöi ghi säú liãûu trãn caïc duûng cuû âo.
Sau khi âoüc säú liãûu trãn caïc duûng cuû âo æïng våïi cáúp taíi troüng cuäúi cuìng thç tiãún haình haû
taíi vãö khäng. Quaï trçnh giaím taíi phaíi thæûc hiãûn tæì tæì, tæìng cáúp ngæåüc våïi quaï trçnh tàng taíi vaì
cuîng ghi säú liãûu tæång æïng âãø coï nhæîng nháûn xeït vãö quaï trçnh laìm viãûc thuáûn nghëch.
4. TÊNH TOAÏN KÃÚT QUAÍ THÊ NGHIÃÛM :
4.1. Säú liãûu thê nghiãûm :
Táút caí säú liãûu thê nghiãûm âæåüc ghi vaìo baíng 2 sau âáy :
Cáúp P Ghi
T1 T2 T3 T4 T5 T6 I1 I2 V
taíi (Kg) chuï
0 0
1 200
2 400
3 600
4 800
5 1000
6 600
7 0
Trong âoï : T1, …, T6 : trë säú âoüc trãn caïc tenzåmet 1, …, 6.
I1, I2 : trë säú âoüc trãn caïc indicatå 1, 2.
V : trë säú âoüc trãn voîng kãú.
4.2. Xaïc âënh näüi læûc trong caïc thanh daìn theo tæìng cáúp taíi troüng :
Giaï trë näüi læûc trong caïc thanh daìn æïng våïi cáúp taíi troüng thæï i âæåüc tênh theo cäng thæïc
:
(c i − c o )
N = ε .E .F = E .F [Kg].
K .L
Trong âoï : (ci - co) : hiãûu säú säú âoüc trãn Tenzomet giæîa cáúp taíi thæï i vaì säú âoüc ban âáöu.
E = 2,1.106 Kg/cm2 : mäâun âaìn häöi cuía theïp.
F = 3,72 cm2 : diãûn têch tiãút diãûn cuía thanh daìn.
K = 1000 : hãû säú phoïng âaûi cuía tenzåmet âoìn, L = 100mm : chuáøn âo cuía
Tenzomet.
4.3. So saïnh kãút quaí näüi læûc xaïc âënh theo lyï thuyãút vaì thæûc nghiãûm :
Âäü sai lãûch giæîa lyï thuyãút vaì thæûc nghiãûm âæåüc xaïc âënh nhæ sau :
N TN − N LT
S= × 100%
N LT
Kãút quaí tênh ghi vaìo baíng 3 sau âáy :
Cáúp P Thanh Thanh Thanh Thanh Thanh Thanh
taíi (Kg) AE EL AL LG LM GH
1 200
2 400
3 600
4 800
5 1000
4.4. Xáy dæûng âæåìng chuyãøn vë vaì xaïc âënh âäü voîng cæûc âaûi cuía daìn :
Duìng caïc säú liãûu âo âæåüc trãn caïc âäöng häö âo chuyãøn vë taûi caïc màõt daìn vaì caïc säú âo
âäü luïn taûi 2 gäúi âáöu daìn âãø xáy dæûng biãøu âäö chuyãøn vë cuía daìn qua 5 cáúp taíi troüng thê nghiãûm.
Biãøu âoì chuyãøn vë coï daûng nhæ trãn hçnh 4. Trong âoï :
Âäü voîng taûi giæîa nhëp âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc :
y a + yb y y y
f max = y v −
2 f
5. NHÁÛN XEÏT KÃÚT QUAÍ THÊ NGHIÃÛM :
Nháûn xeït vãö quy luáût phán bäú näüi læûc trong caïc thanh cuía mä hçnh daìn. Âäúi chiãúu så âäö
tênh våïi så âäö thê nghiãûm.
Âaïnh giaï sæû sai lãûch giæîa lyï thuyãút vaì thæûc nghiãûm, trçnh baìy mäüt säú nguyãn nhán dáùn
âãún sæû sai lãûch âoï.
BAÌI THÊ NGHIÃÛM SÄÚ 3 :
THÊ NGHIÃÛM MÄ HÇNH CÄÜT BÃTÄNG CÄÚT THEÏP
CHËU NEÏN LÃÛCH TÁM LÅÏN.
Cáúu kiãûn bãtäng cäút theïp chëu neïn lãûch tám låïn thæåìng gàûp trong caïc cäng trçnh dán duûng
vaì cäng nghiãûp, âoï laì caïc cäüt khung trong nhaì nhiãöu táöng, caïc cäüt âåî dáöm cáöu truûc trong nhaì
cäng nghiãûp …Trong baìi thê nghiãûm naìy taíi troüng seî taïc duûng cho âãún khi máùu bë phaï hoaûi
hoaìn toaìn.
1. MUÛC ÂÊCH THÊ NGHIÃÛM :
- Nghiãn cæïu sæû phán bäú æïng suáút trong tiãút diãûn cäüt bãtäng cäút theïp khi chëu taïc duûng
cuía læûc våïi âäü lãûch tám låïn.
- Nghiãn cæïu quaï trçnh hçnh thaình vaì måí räüng vãút næït trong bãtäng cuía cäüt, traûng thaïi
phaï hoaûi cuía cäüt.
2. MÄ HÇNH THÊ NGHIÃÛM :
Mä hçnh thê nghiãûm cäüt chëu neïn lãûch tám trçnh baìy trãn hçnh 1, âæåüc thiãút kãú vaì chãú
taûo våïi caïc âàûc træng hçnh hoüc sau âáy :
Âàûc træng hçnh hoüc cuía cäüt : cäüt coï tiãút diãûn chæî nháût, hai âáöu cäüt coï cáúu taûo vai måí
räüng âãø âåî læûc taïc duûng, trong âoï coï âàût thãm caïc cäút theïp tàng cæåìng âãø traïnh sæû phaï hoaûi cuûc
bäü.
- Chiãöu daìi cäüt : L = 1000mm.
- Tiãút diãûn laìm viãûc : b×h = 120×200mm.
- Âäü lãûch tám : e = 130mm.
Âàûc træng váût liãûu :
- Bãtäng maïc M200# coï cæåìng âäü neïn : Rn = 90 Kg/cm2.
- Mäâun âaìn häöi cuía bãtäng : Eb = 2,65.105 Kg/cm2.
- Cæåìng âäü chëu keïo cuía theïp AI : Ra = 2100 Kg/cm2.
- Mäâun âaìn häöi cuía theïp : Ea = 2,1.106 Kg/cm2.
Cäút theïp laìm viãûc trong tiãút diãûn gäöm :
- 2φ12 trong vuìng chëu keïo coï Fa = 2,26cm2.
- 2φ10 trong vuìng chëu neïn coï Fa’ = 1,57cm2.
- Cäút âai φ6.
3. TÊNH KHAÍ NÀNG CHËU LÆÛC CUÍA CÄÜT THEO LYÏ THUYÃÚT :
Taíi troüng P taïc duûng lãn cäüt våïi âäü lãûc tám e taûo nãn mämen M = P.e
Dæûa vaìo biãøu thæïc cán bàòng näüi læûc, ta coï :
M = P.e = Rn .b.ho2 . Ao + Ra .Fa ' (ho − a ' )
Trë säú cuía Ao âæåüc xaïc âënh qua tra baíng nhåì hãû säú α. Hãû säú α âæåüc xaïc âënh bàòng :
N
I
I I I
1 1
2 2
N
I
I I
I
3-3
1-1
4-4
2-2
Ra .Fa − Ra .Fa ' 2100.(2,26 − 1,57)
α= = = 0,08 ⇒ A = 0,077.
Rn .b.ho 90.12.16
Khaí nàng chëu læûc bàòng :
P=
1
e
[ ]
Rn .b.ho2 . A + Ra .Fa ' (ho − a' ) =[ 1
13
]
90.12.16 2.0,077 + 2100.1,57.(16 − 4) = 4681
Kg.
Taíi troüng phaï hoaûi : Pph = 2.P = 2.4681 = 9362 Kg (láúy troìn 9 táún).
Taíi troüng gáy næït våïi âäü måí räüng màõt thæåìng quan saït âæåüc :
Pnæït = 1,4.P = 1,4.4681 = 7021,5 (láúy troìn 7 táún).
4. BÄÚ TRÊ THÊ NGHIÃÛM :
Mä hçnh thê nghiãûm âæåüc dæûng làõp trãn hãû thäúng thiãút bë neïn cäüt chuyãn duûng. Læûc taïc
duûng vaìo cäüt truyãön qua 2 con làn nàòm song song våïi truûc cuía cäüt vaì caïch truûc cäüt mäüt khoaíng
bàòng âäü lãûch tám e = 13cm (hçnh 2).
Trong thê nghiãûm naìy, ta âo æïng suáút trong bãtäng bàòng inâicatå coï chuáøn âo L =
400mm (làõp trãn mäùi màût cuía thán cäüt). Âo æïng suáút trong cäút theïp bàòng tenzåmet âäön coï
chuáøn âo 20mm. Theo doîi âäü cong bàòng voîng kãú.
5. TRÇNH TÆÛ THÊ NGHIÃÛM :
Sinh viãn thæûc hiãûn thê nghiãûm theo trçnh tæû caïc bæåïc sau :
Bæåïc 1 : gia taíi thæí våïi 2 cáúp âáöu tiãn, kiãøm tra sæû laìm viãûc cuía duûng cuû âo vaì hãû thäúng
thê nghiãûm.
Bæåïc 2 : thê nghiãûm láúy säú liãûu âo.
Trçnh tæû gia taíi theo caïc cáúp nhæ âäúi våïi thê nghiãûm daìn. Cáön læu yï åí caïc giaï trë
P = 6000 ÷ 7000 Kg, sau mäùi cáúp cáön dæìng 10 ÷ 15 phuït âãø quan saït phaït hiãûn vãút næït âáöu tiãn
vaì sau âoï theo doîi sæû phaït triãøn caïc vãút næït cuî vaì hçnh thaình caïc vãút næït måïi (âaïnh dáúu bàòng
buït chç trãn bãö màût bãtäng song song våïi âæåìng næït).
Âãø âaím baío an toaìn cho duûng cuû âo, chuïng cáön âæåüc thaïo dåî ngay khi xuáút hiãûn vãút
næït âáöu tiãn. Riãng våïi voîng kãú coï thãø giæî laûi âãø tiãúp tuûc theo doîi âäü cong cho âãún khi cäüt bë
phaï hoaûi.
6. TÊNH TOAÏN KÃÚT QUAÍ THÊ NGHIÃÛM :
Sinh viãn cáön tênh toaïn nhæîng näüi dung sau :
- Xaïc âënh æïng suáút phán bäú trong tiãút diãûn bãtäng cäüt. Xaïc âënh vë trê truûc trung hoìa.
- Xaïc âënh æïng suáút trong cäút theïp.
- Veî biãøu âäö phán bäú näüi læûc trong tiãút diãûn cäüt (åí cáúp træåïc khi næït).
- Veî biãøu âäö quan hãû giæîa taíi troüng taïc duûng vaì âäü cong cuía cäüt.
- Veî så âäö phaï hoaûi cäüt.
7. NHÁÛN XEÏT VAÌ KÃÚT LUÁÛN :
- Vãö khaí nàng chëu læûc cuía cäüt.
- Vãö hçnh aính vaì traûng thaïi phaï hoaûi cäüt.
BAÌI THÊ NGHIÃÛM SÄÚ 4 :
THÊ NGHIÃÛM DÁÖM BÃTÄNG CÄÚT THEÏP
CHËU UÄÚN.
Dáöm chëu uäún loaûi kãút cáúu thæåìng gàûp nháút trong caïc cäng trçnh xáy dæûng. Qua thê
nghiãûm naìy, chuïng ta âæåüc quan saït sæû laìm viãûc cuía caïc vuìng bãtäng trong tiãút diãûn, quaï trçnh
biãún daûng, hçnh thaình vãút næït, khåïp deío vaì máút äøn âënh tiãún tåïi phaï hoaûi.
1. MUÛC ÂÊCH THÊ NGHIÃÛM :
- Xaïc âënh sæû phán æïng suáút trong tiãút diãûn bãtäng cäút theïp chëu uäún thuáön tuyï trong
giai âoaûn chæa hçnh thaình vãút næït.
- Xaïc âënh caïc giai âoaûn laìm viãûc cuía dáöm vaì giaï trë taíi troüng tæång æïng.
- Xaïc âënh hãû säú an toaìn cuía dáöm tæång æïng våïi caïc traûng thaïi giåïi haûn.
2. MÄ HÇNH THÊ NGHIÃÛM :
2.1. Mä hçnh dáöm bãtäng cäút theïp :
Dáöm bãtäng cäút theïp chëu uäún våïi nhëp l = 2,6m chëu taïc duûng cuía hai læûc táûp trung
caïch gäúi 0,8m (hçnh 1).
Dáöm coï tiãút diãûn chæî nháût b×h = 10×16cm. Cäút theïp laìm viãûc trong tiãút diãûn gäöm 2φ8
trong vuìng neïn vaì 2φ10 trong vuìng keïo. Bãtäng maïc M200#, cäút theïp AI.
2.2. Tênh toaïn khaí nàng chëu læûc cuía dáöm :
Boí qua cäút theïp vuìng neïn ta coï :
Ra .Fa 2100.1,57
Ra .Fa = α .Rn .b.ho ⇒ α = = = 0,26
Rn .b.ho 90.10.14
Tra baíng våïi α = 0,26 coï A = 0,226
⇒ M = A.Rn .b.ho2 = 0,226.90.10.14 2 = 39866 Kg.cm
Theo så âäö laìm viãûc cuía dáöm ta coï mämen do taïc duûng cuía ngoaûi læûc P laì :
M 39866
M = P.l1 ⇒ P = = = 498 Kg.
l1 80
Læûc phaï hoaûi : Pphaï hoaûi = 2.P = 2.498 = 996 Kg (láúy troìn 1000 Kg).
3. BÄÚ TRÊ THÊ NGHIÃÛM :
Âãø phuì håüp våïi så âäö laìm viãûc nhæ hçnh 1 ta bäú trê hãû gia taíi dáöm theo så âäö hçnh 3.
Trong thê nghiãûm naìy duìng kêch thuyí læûc 5 táún, âäöng häö Kg/cm2. Giaï trë mäùi vaûch
âäöng häö tæång æïng våïi 5 Kg trãn kêch.
Âo æïng suáút trong bãtäng taûi tiãút diãûn giæîa nhëp bàòng tenzåmet âoìn coï chuáøn âo L =
10cm
Âo âäü voîng dáöm bàòng voîng kãú vaì inâicatå theo hçnh 4.
P P
I P P I
I I
4. TRÇNH TÆÛ THÊ NGHIÃÛM :
Cáúp taíi troüng láúy bàòng 1/10 giaï trë taíi troüng phaï hoaûi dáöm, tæïc laì 100 Kg/cáúp.
Træåïc khi thê nghiãûm láúy kãút quaí âo cáön gia taíi thæí kiãøm tra våïi 3 cáúp âáöu tiãn, sau âoï
haû taíi vãö khäng (P = 0). Âoüc caïc säú liãûu ban âáöu (tæång æïng våïi P = 0) åí caïc duûng cuû âo.
Tiãúp tuûc tiãún haình thê nghiãûm våïi tæìng cáúp taíi troüng qui âënh.
Sau mäùi cáúp taíi cáön giæî nguyãn giaï trë taíi troüng tæì 3 ÷ 5 phuït räöi tiãún haình âoüc säú liãûu
trãn caïc duûng cuû âo.
Kãút quaí âo âæåüc ghi vaìo baíng tæång tæû baìi thê nghiãûm säú 1.
5. TÊNH TOAÏN KÃÚT QUAÍ THÊ NGHIÃÛM :
5.1. Xaïc âënh æïng suáút trong bãtäng :
(ciT − coT )
σ b = ε .E = Eb .
K T .LT
Trong âoï :
(ciT - coT) : hiãûu säú säú âoüc trãn tenzåmet giæîa cáúp taíi thæï i vaì säú âoüc ban âáöu.
Eb : mäâun biãún daûng cuía bãtäng.
KT = 1000 : hãû säú phoïng âaûi cuía tenzåmet âoìn.
LT = 100mm : chuáøn âo cuía tenzåmet.
5.2. Xaïc âënh âäü voîng :
mi − m o
f = .
K
Kãút quaí tênh toaïn ghi vaìo baíng nhæ baìi thê nghiãûm säú 1.
Trãn cå såí tênh toaïn æïng suáút vaì âäü voîng, veî biãøu âäö thãø hiãûn mäúi quan hãû P - σ vaì
biãøu âäö P - f taûi giæîa nhëp.
6. NHÁÛN XEÏT VAÌ KÃÚT LUÁÛN :
- Vãö traûng thaïi æïng suáút biãún daûng cuía dáöm bãtäng cäút theïp chëu uäún.
- Vãö caïc giai âoaûn laìm viãûc cuía dáöm, hçnh aính, diãùn biãún, quaï trçnh phaï hoaûi, sæû hçnh
thaình khåïp deío.
- Vãö khaí nàng chëu læûc vaì hãû säú an toaìn cuía dáöm.
BAÌI THÊ NGHIÃÛM SÄÚ 5 :
THÊ NGHIÃÛM MÄ HÇNH CÁÖU DÁY VÀNG
CHËU TAÍI TROÜNG ÂÄÜNG.
Caïc cäng trçnh cáöu giao thäng, cáöu thang bàng truyãön taíi, kãút cáúu dáöm, cáöu truûc … chëu
taïc duûng læûc chuí yãúu laì taíi troüng âäüng. Trong thæûc tãú, caïc læûc âäüng taïc duûng lãn kãút cáúu ráút
phæïc taûp. Âãø nghiãn cæïu sæû laìm viãûc cuía noï thæåìng âãö cáûp âãún viãûc xaïc âënh biãøu âäö giao âäüng
cuía cäng trçnh. Sau âáy ta seî laìm quen våïi thê nghiãûm mä hçnh cáöu dáy vàng dæåïi taïc duûng cuía
taíi troüng âäüng theo phæång thàóng âæïng.
3. MUÛC ÂÊCH THÊ NGHIÃÛM :
- Veî biãøu âäö dao âäüng cuía tiãút diãûn vuìng giæîa nhëp cáöu våïi læûc taïc duûng cuía maïy rung
vaì læûc xung kêch.
- Xaïc âënh caïc giaï trë âàûc træng cuía dao âäüng baín thán mä hçnh æïng våïi thåìi âiãøm xuáút
hiãûn dao âäüng cäüng hæåíng.
4. MÄ HÇNH CÁÖU DÁY VÀNG VAÌ BÄÚ TRÊ THÊ NGHIÃÛM :
Kãút cáúu cáöu dáy vàng laì mäüt daûng kãút cáúu nheû, häùn håüp bao gäöm hãû dáöm liãn tuûc vaì
dáy vàng treo trãn caïc gäúi truû. Duìng loaûi kãút cáúu naìy coï thãø thiãút kãú nhëp cáöu daìi haìng tràm
meït.
Trãn mä hçnh thê nghiãûm (hçnh 1) dáöm cáöu coï tiãút diãûn häüp âæåüc gheïp tæì 2 theïp goïc
L32×32×3 treo trãn hãû dáy caïp φ4 táûp trung taûi nuït âènh hai truû A vaì B. Hai âáöu dáöm tæûa trãn
hai gäúi phuû C, D. Taíi troüng taïc duûng taûi giæîa nhëp cáöu laì maïy rung. Theo cáúu taûo noï chè gáy
nãn taíi troüng thay âäøi theo phæång thàóng âæïng våïi quy luáût hçnh sin (hçnh 2). Biãøu âäö dao âoüng
âæåüc ghi bàòng dao âäüng kãú cáöm tay, trãn âoï coï âaïnh dáúu vaûch chè thåìi gian. Âäü låïn cuía biãn âäü
veî theo tè lãû 1 : 1 hay 1 : 5 tuyì thuäüc vaìo viãûc âo træûc tiãúp hay qua âáöu gaï.
5. TRÇNH TÆÛ THÊ NGHIÃÛM :
Biãøu âäö dao âäüng cáön âæåüc ghi nháûn trong hai træåìng håüp sau âáy :
- Dæåïi taïc duûng cuía læûc xung kêch : duìng buïa goî lãn dáöm, ngay luïc âoï cho dao âäüng kãú
laìm viãûc. Ta ghi âæåüc biãøu âäö dao âäüng tæû do cuía cáöu coï daûng tàõt dáön.
- Dæåïi taïc duûng cuía maïy rung : âiãöu khiãøn täúc âäü dao âäüng cuía maïy rung, quan saït
thåìi âiãøm cäüng hæåíng. Sau âoï làûp laûi thê nghiãûm cho dao âäüng kãú ghi nháûn biãøu âäö quïa trçnh
cäüng hæåíng (kãø caí træåïc vaì sau cäüng hæåíng).
6. TÊNH TOAÏN KÃÚT QUAÍ THÊ NGHIÃÛM :
Quan saït bàòng giáúy ghi biãøu âäö dao âäüng thu âæåüc bàòng dao âäüng kãú, ta choün 2 hçnh
biãøu âäö cho daûng dao âäüng âàûc træng quaï trçnh dao âäüng tàõt dáön vaì dao âäüng cäüng hæåíng. Veî
laûi caïc biãøu âäö theo tè lãû vaì tênh caïc âaûi læåüng âàûc træng cuía dao âäüng gäöm : biãn âäü A, táön säú f
vaì chu kç T.
Âån vë âo : thåìi gian tênh bàòng giáy (âäü chênh xaïc tåïi 1/10 giáy). Âäü daìi tênh bàòng mm
(âäü chênh xaïc tåïi 1/10mm).
7. NHÁÛN XEÏT VAÌ KÃÚT LUÁÛN :
- Vãö daûng dao âäüng cuía mä hçnh.
- Vãö vai troì cuía hiãûn tæåüng cäüng hæåíng âäúi våïi cäng trçnh chëu taíi troüng âäüng.
Biãøu âäö dao âäüng cäüng hæåíng do maïy âo dao âäüng ké thuáût säú ghi.
