Báo váo kết cấu Uốn tĩnh dầm thép

Nội dung text: Báo váo kết cấu Uốn tĩnh dầm thép

1. Báo váo kết cấu UỐN TĨNH DẦM THÉP Trang 1
2. BÀI 1 UỐN TĨNH DẦM THÉP 1. Mục đích thí nghiệm - Sinh viên hiểu cách bố trí thí nghiệm với kết cấu cơ bản. - Bằng thực nghiệm, sinh viên xác định biến dạng tại một số điểm tại mặt ngoài tiết diện dầm và độ võng tại một số điểm của dầm. - Sinh viên tính toán ứng suất và nội lực tại một số tiết diện ngang của dầm dựa vào kết quả thực nghiệm và một số giả thiết bổ sung. - Sinh viên so sánh kết quả nội lực và độ võng có được từ thực nghiệm với kết quả từ lý thuyết. - Sinh viên áp dụng các kỹ năng sử dụng các thiết bị gia tải, đo biến dạng và đo chuyển vị vào một thí nghiệm thực tế. 2. Mô hình thí nghiệm 2.1 Kích thước hình học và sơ đồ làm việc Mô hình được khảo sát là mô hình dầm đơn giản tiết diện hình chữ I cán nóng có các kích thước hình học như sau: - Nhịp: l = 3m. - Tiết diện: o Chiều cao : 150mm o Chiều rộng : 75mm o Chiều dày bản bụng : 5mm o Chiều dày bản cánh : 7.5mm 3 o Moment kháng uốn : Wx = 89.89 cm o Diện tích tiết diện : F = 18 cm2
3. - Kết cấu được làm bằng thép CT3 với các thông số vật liệu như sau: o Cường độ tính toán : R = 2100 kG/cm2. o Module đàn hồi : E = 2.1x106 kG/cm2. 2.2 Xác định nội lực và ứng suất pháp tại hai mặt cắt ngang trong dầm theo lý thuyết Trong tính toán thiết kế ta coi dầm thép như cấu kiện một chiều chịu lực vuông góc với trục dọc. Bằng phương pháp cơ học kết cấu, sức bền vật liệu, ta tính được nội lực dầm và ứng suất tại hai mặt cắt ngang của dầm như sau: 2.3 Xác định tải trọng thí nghiệm Tải trọng thí nghiệm tối đa được xác định theo điều kiện: nội lực lớn nhất phát sinh trong kết cấu không vượt quá 0.25 lần khả năng chịu lực tính toán của vật liệu. Nội lực lớn nhất trong kết cấu dầm trong thí nghiệm này là M = Pl tại đoạn 1/3 giữa dầm. Từ đó ta tính được lực kích lớn nhất là: P 2×0.25×3×2100×89.89 max ≤ 0.25f ⟹ Q = 2P ≤ = 943.85 kG 3W max 300 Chọn lực kích lớn nhất là 960 kG phù hợp với thiết bị gia tải là máy bơm thủy lực có độ chia nhỏ nhất là 160 kG, kích thủy lực có lực kích cực đại là 10000 kG. Tải trọng thí nghiệm cần được chia thành từng cấp gia tải để có thời gian cho vật liệu kịp phản ứng và ghi lại số liệu các thiết bị đo. Việc xác định cấp gia tải dựa vào các nguyên tắc - Tải trọng tăng thêm qua mỗi cấp gia tải phải đủ lớn để các dụng cụ đo ghi được. - Số cấp tải phải đảm bảo cung cấp đủ số liệu cho việc vẽ các đồ thị. - Số cấp tải nằm trong phạm vi từ 5 đến 10.
4. Số cấp tải được chọn là 6 cấp tăng tải với 3 cấp hạ tải. Biểu đồ gia tải theo thời gian được thể hiện: 1280 960 640 320 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 41 42 43 44 45 46 Với thiết bị đo sử dụng trong thí nghiệm này và cách chia cấp tải nói trên độ thay đổi số chỉ của các extensometer sau mỗi cấp tăng tải 4 lần độ chia nhỏ nhất và của indicator từ 45 lần độ chia nhỏ nhất, đảm bảo đủ quan sát được. 3. Thiết bị thí nghiệm Thiết bị thí nghiệm gồm: - Khung gia tải. - Quang treo. - Bơm và kích thuỷ lực. - Thiết bị đo chuyển vị. - Thiết bị đo biến dạng.
5. Bố trí dụng cụ đo như hình vẽ: 4. Trình tự thí nghiệm 4.1 Chu trình 1 - Gia tải thử với giá trị cấp tải đầu tiên Q1 = 2P1 = 160 kG (2 vạch đo trên áp kế). - Kiểm tra hệ thống. - Hạ tải về mức 0. - Chỉnh kim chỉ thị trên dụng cụ đo về vị trí thích hợp và ghi chỉ số ban đầu với cấp tải đầu tiên (cấp 0). 4.2 Chu trình 2 Tăng tải lần lượt theo 6 cấp - Tăng tải tương ứng với mỗi cấp tải là 160 kG. - Các số liệu đo biến dạng hoặc chuyển vị phải được ghi tại một thời điểm thống nhất ứng với mỗi cấp tải vào bảng ghi số liệu.
6. - Số liệu ghi được nên được sơ bộ so sánh với số liệu tính toán từ lý thuyết ngay tại thời điểm đang tiến hành thí nghiệm. - Trong quá trình gia tải cần quan sát tổng thể thiết bị và con người để tránh sai sót và đảm bảo an toàn. 4.3 Chu trình 3 Hạ tải lần lượt theo 3 cấp - Sau khi hoàn thành ghi số liệu thí nghiệm ở cấp tải trọng số 6, mở van xả dầu trên bơm thủy lực một cách nhẹ nhàng để giảm tải từ từ theo 3 cấp. Thời gian mỗi cấp là 4 phút. - Số liệu mỗi cấp hạ tải được ghi chép so sánh với các cấp tăng tải. - Với cấp hạ tải cuối cùng (hạ tải về mức 0), thời gian dừng cần lâu hơn để theo dõi sự ổn định hoàn toàn của dụng cụ đo, phản ứng của mẫu thí nghiệm và các nguy cơ đe dọa sự an toàn. 4.4 Ghi chép số liệu Số liệu trong quá trình thí nghiệm được ghi vào các mẫu in sẵn cùng các ghi chú về các phản ứng của mẫu và các ghi chú khác. Gia tải (mỗi cấp 1 vạch – 160kG) Tải trọng Q Cấp tải I1 I2 T1 T2 (kG) 0 0 428 781 118 91 1 160 470 836 118 91 2 320 529 910 118 92 3 480 576 970 119 93 4 640 628 1033 120 93 5 800 678 1096 121 93 6 960 728 1159 131 94 Giảm tải (mỗi cấp 2 vạch – 320kG) 4* 640 653 1066 131 94 2* 320 553 940 124 93 0* 0 415 763 118 90 5. Xử lý số liệu: 5.1 Số liệu thí nghiệm 5.2 Xác định nội lực trong dầm theo từng cấp tải trọng a. Cách tính thực nghiệm: Giá trị nội lực trong dầm ứng với cấp tải trọng thứ i được tính theo công thức: Trang 6
7. (ci-co) M=ε×E×W= E×W (kGm) L Trong đó: ci : số chỉ tensometer tại cấp tải thứ i co : số chỉ tensometer tại cấp tải 0 (cấp ban đầu) E = 2.1x 102 kG/cm2 : mô đun đàn hồi của thép W = 89.89 cm3 : mô men kháng uốn của dầm L = 100mm : chuẩn đo của tensometer b. Kết quả tính toán: - Vị trí giữa dầm (đồng hồ T2): Cấp tải E W ci co MTN MLT S (%) 0 2.1x102 89.89 118 118 0 0 0 1 2.1x102 89.89 118 118 0 160 -100 2 2.1x102 89.89 118 118 0 320 -100 3 2.1x102 89.89 119 118 188.77 480 -60.67 4 2.1x102 89.89 120 118 377.54 640 -41.01 5 2.1x102 89.89 121 118 566.31 800 -29.21 6 2.1x102 89.89 131 118 2454 960 155.62 4* 2.1x102 89.89 131 118 2454 640 283.44 2* 2.1x102 89.89 124 118 1132.6 320 253.94 0* 2.1x102 89.89 118 118 0 0 0 - Vị trí biên (đồng hồ T2): x = a/2 Cấp tải E W ci co MTN MLT S (%) 0 2.1x102 89.89 91 91 0 0 0 1 2.1x102 89.89 91 91 0 160 -100 2 2.1x102 89.89 92 91 188.77 320 -41.01 3 2.1x102 89.89 93 91 377.54 480 -21.35 4 2.1x102 89.89 93 91 377.54 640 -41.01 5 2.1x102 89.89 93 91 377.54 800 -52.81 6 2.1x102 89.89 94 91 566.31 960 -41.01 4* 2.1x102 89.89 94 91 566.31 640 -11.51 2* 2.1x102 89.89 93 91 377.54 320 17.981 0* 2.1x102 89.89 90 91 -188.8 0 0 5.3 Xác định độ võng của dầm - Vị trí giữa dầm (đồng hồ I2): Cấp tải P yTN yLT S (%) 0 0 0 0 0 Trang 7
8. 1 160 0.55 1.10 -50.18 2 320 1.29 2.21 -41.58 3 480 1.89 3.31 -42.93 4 640 2.52 4.42 -42.93 5 800 3.15 5.52 -42.93 6 960 3.78 6.62 -42.93 4* 640 2.85 4.42 -35.46 2* 320 1.59 2.21 -27.99 0* 0 -0.18 0 0 - Vị trí biên (đồng hồ I1): Cấp tải P yTN yLT S (%) 0 0 0 0 0 1 160 0.42 0.90 -53.13 2 320 1.01 1.79 -43.64 3 480 1.48 2.69 -44.94 4 640 2.00 3.58 -44.20 5 800 2.50 4.48 -44.20 6 960 3.00 5.38 -44.20 4* 640 2.25 3.58 -37.22 2* 320 1.25 1.79 -30.25 0* 0 -0.13 0 0 5.4 Biểu đồ quan hệ 3000 3.5 2500 3 2.5 2000 2 1500 1.5 1000 1 500 0.5 0 0 -500 0 500 1000 1500 0 200 400 600 Trang 8
9. 4 8 3.5 7 3 6 2.5 5 2 4 1.5 3 1 2 0.5 1 0 0 0 500 1000 1500 0 500 1000 1500 5.5 Kết luận thí nghiệm: Lý do sai khác giữa thực nghiệm và lý thuyết Đối với mô hình thí nghiệm là dàn thép có các đặc điểm sau: - Các mắt dàn theo lý thuyết là các khớp lý tưởng, trên thực tế các mắt dàn là những liên kết hàn. - Theo lý thuyết tải trọng được đặt tại các mắt dàn, trên thực tế thí nghiệm tải trọng có thể được đặt lệch so với mắt dàn. - Theo lý thuyết thì vật liệu xem như là đồng nhất, kích thước mặt cắt ngang cũng đồng nhất nhưng trên thực tế thí không phải lúc nào cũng có sự đồng nhất đó mà có một số khuyết tật nhất định dù là nhỏ. - Theo lý thuyết tải trọng ở đây là tĩnh tải, tức là không có biến động về độ lớn của tải trọng trong khi ở thực nghiệm tải trọng được gia tải dần từ mức 0. Như vậy dù việc gia tải là chậm nhưng đây vẫn là điểm khác biệt so với lý thuyết tính toán. - Độ chính xác của các thiết bị đo lực và đo chuyển vị. - Thao tác thực hiện thí nghiệm không đúng yêu cầu. - Điểm đặt lực, kích, đồng hồ cũng ảnh hưởng rất lớn đến kết quả đo. - Độ chính xác của các thiết bị đo lực và đo chuyển vị. - Thao tác thực hiện thí nghiệm khôn yêu cầu. - Điểm đặt lực, kích, đồng hồ cũng ảnh hưởng rất lớn đến kết quả đo. BÀI 2 UỐN TĨNH DÀN THÉP 1. Mục đích thí nghiệm - Sinh viên hiểu cách bố trí thí nghiệm với kết cấu cơ bản. - Bằng thực nghiệm, sinh viên xác định biến trên một số thanh dàn và chuyển vị tại một số mắt dàn. - Sinh viên tính toán nội lực trong các thanh dàn dựa vào kết quả biến dạng đo được từ thực nghiệm. - Sinh viên so sánh kết quả nội lực và chuyển vị có được từ thực nghiệm với kết quả từ lý thuyết. - Sinh viên áp dụng các kỹ năng sử dụng các thiết bị gia tải, đo biến dạng và đo chuyển vị vào một thí nghiệm thực tế. Trang 9
10. 2. Mô hình thí nghiệm 2.1 Kích thước hình học và sơ đồ làm việc Mô hình được khảo sát là mô hình dàn tĩnh định tựa đơn giản có cánh song song. Các kích thước hình học gồm: - Nhịp: l = 4m. - Chiều cao: h = 0.5m - Tiết diện các thanh dàn: 2L40 x 4 (Diện tích tiết diện: F = 640 mm2) Kết cấu được làm bằng thép CT3 với các thông số vật liệu như sau: - Cường độ tính toán: R = 2100 kG/cm2. - Module đàn hồi: E = 2.1x106 kG/cm2. 2.2 Xác định nội lực và ứng suất pháp tại hai mặt cắt ngang trong dầm theo lý thuyết Trong tính toán thiết kế ta coi dàn thép như một hệ thanh với liên kết tại các nút là hoàn toàn khớp. Bằng phương pháp tính toán đơn giản như tách mắt, mặt cắt hay biểu đồ Cremona để xác định nội lực trong các thanh dàn. Ghi chú: - Đỏ: thanh chịu nén. - Xanh: thanh chịu kéo. - Đen: thanh có nội lực bằng 0. Trang 10
11. 2.3 Xác định tải trọng thí nghiệm Tải trọng thí nghiệm tối đa được xác định theo điều kiện: nội lực lớn nhất phát sinh trong kết cấu không vượt quá 0.25 lần khả năng chịu lực tính toán của vật liệu. Nội lực lớn nhất trong kết cấu dầm trong thí nghiệm này là 4P (thanh GH và LM). Ta tính được lực kích lớn nhất là 4 ≤ 0.25 ⇒ = 4 ≤ 0.25. = 0.25 × 2100 × 6.4 = 3360 Chọn lực kích lớn nhất là 3200 kG phù hợp với thiết bị gia tải là máy bơm thủy lực có độ chia nhỏ nhất là 160 kG, kích thủy lực có lực kích cực đại là 10000 kG. Tải trọng thí nghiệm cần được chia thành từng cấp gia tải để có thời gian cho vật liệu kịp phản ứng và ghi lại số liệu các thiết bị đo. Việc xác định cấp gia tải dựa vào các nguyên tắc - Tải trọng tăng thêm qua mỗi cấp gia tải phải đủ lớn để các dụng cụ đo ghi được. Trang 11
12. - Số cấp tải phải đảm bảo cung cấp đủ số liệu cho việc vẽ các đồ thị. - Số cấp tải nằm trong phạm vi từ 5 đến 10. Số cấp tải được chọn là 10 cấp tăng tải với 5 cấp hạ tải. Biểu đồ gia tải theo thời gian được thể hiện như hình sau: 3200 2880 2560 2240 1920 1600 1280 960 640 320 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 23 26 29 32 35 38 41 3. Trình tự thí nghiệm 3.1 Bước 1 - Gia tải thử với giá trị cấp tải đầu tiên Q1= 4P = 320 kG (2 vạch đo trên áp kế). - Kiểm tra hệ thống. - Hạ tải về mức 0. - Chỉnh kim chỉ thị trên dụng cụ đo về vị trí thích hợp và ghi chỉ số ban đầu với cấp tải đầu tiên. 3.2 Bước 2 Tăng tải lần lượt theo 10 cấp - Tăng tải tương ứng với các cấp tải trong bảng ghi số liệu. Mỗi cấp tải ứng với 2 vạch trên áp kế, ứng với 320 kG. - Các số liệu đo biến dạng hoặc chuyển vị phải được ghi tại một thời điểm thống nhất ứng với mỗi cấp tải vào bảng ghi số liệu. - Số liệu ghi được nên được sơ bộ so sánh với số liệu tính toán từ lý thuyết ngay tại thời điểm đang tiến hành thí nghiệm. - Trong quá trình gia tải cần quan sát tổng thể thiết bị và con người để tránh sai sót và đảm bảo an toàn. 3.3 Bước 3 Hạ tải lần lượt theo 5 cấp - Sau khi hoàn thành ghi số liệu thí nghiệm ở cấp tải trọng số 10, mở van xả dầu trên bơm thủy lực một cách nhẹ nhàng để giảm tải từ từ theo 5 cấp. Thời gian mỗi cấp là 3 phút. - Số liệu mỗi cấp hạ tải được ghi chép so sánh với các cấp tăng tải. Trang 12
13. - Với cấp hạ tải cuối cùng, thời gian dừng cần lâu hơn để theo dõi sự ổn định hoàn toàn của dụng cụ đo, phản ứng của mẫu thí nghiệm và các nguy cơ đe dọa sự an toàn. 3.4 Ghi chép số liệu Số liệu trong quá trình thí nghiệm được ghi vào các mẫu in sẵn cùng các ghi chú về các phản ứng của mẫu và các ghi chú khác. 4. Xử lý số liệu 4.1 Số liệu thí nghiệm Bảng tổng hợp số liệu thí nghiệm: Gia tải (mỗi cấp 2 vạch = 320 kG) Tải Cấp tải I1 I2 T1 T2 T3 T4 trọng 0 0 054 080 189 105 315 496 1 320 083 127 189 105 315 496 2 640 118 178 188.5 105 315 496 3 960 152 228 188 105 315.5 496 4 1280 185 276 187 106 317.5 496 5 1600 219 324 186 106 318 496 6 1920 251 375 185 106 318 496 7 2240 283 422 184 106 318 496 8 2560 318 476 182 107 318 496 9 2880 354 531 181.5 107 321 498 10 3200 393 589 181 108 324 499 Giảm tải (mỗi cấp 4 vạch = 640 kG) 8* 2880 341 505 182 108 324 499 6* 1920 271 400 184 108 322.5 497 4* 1280 204 299 186 108 320 496 2* 640 135 196 190 107 317 495 0 0 058 085 193 106 315 495 4.2 Xác định nội lực trong các thanh dàn theo từng cấp tải trọng a. Giá trị nội lực trong các thành dàn ứng với cấp tải trọng thứ i được tính theo công thức: (ci-co) N=ε×E×F= E×F (kG) L Trong đó: ci : số chỉ tensometer tại cấp tải thứ i co : số chỉ tensometer tại cấp tải 0 (cấp ban đầu) E = 2.1x 102 kG/cm2 : mô đun đàn hồi của thép Trang 13
14. F = 6.4 cm2 : diện tích tiết diện của thanh dàn L = 100mm : chuẩn đo của tensometer b. Kết quả tính toán: - Thanh AE: Cấp Tải c c E F L N N S (%) tải trọng i o TN LT 0 0 189 189 2.1x 102 6.4 100 0 0 0.00 1 320 189 189 2.1x 102 6.4 100 0 -905.6 -100 2 640 188.5 189 2.1x 102 6.4 100 -672 -1811 -62.90 3 960 188 189 2.1x 102 6.4 100 -1344 -2717 -50.53 4 1280 187 189 2.1x 102 6.4 100 -2688 -3622 -25.80 5 1600 186 189 2.1x 102 6.4 100 -4032 -4528 -10.95 6 1920 185 189 2.1x 102 6.4 100 -5376 -5434 -1.06 7 2240 184 189 2.1x 102 6.4 100 -6720 -6339 6.01 8 2560 182 189 2.1x 102 6.4 100 -9408 -7245 29.86 9 2880 181.5 189 2.1x 102 6.4 100 -10080 -8150 23.67 10 3200 181 189 2.1x 102 6.4 100 -10752 -9056 18.73 8* 2880 182 189 2.1x 102 6.4 100 -9408 -8150 15.43 6* 1920 184 189 2.1x 102 6.4 100 -6720 -5434 23.67 4* 1280 186 189 2.1x 102 6.4 100 -4032 -3622 11.31 2* 640 190 189 2.1x 102 6.4 100 1344 -1811 25.80 0 0 193 189 2.1x 102 6.4 100 5376 0 0.00 0 0 500 1000 1500 0 500 1000 1500 200 -500 0 -200 -1000 -400 -1500 -600 -800 -2000 -1000 -1200 -2500 -1400 -1600 -3000 - Thanh AL: Cấp Tải c c E F L N N S (%) tải trọng i o TN LT Trang 14
15. 0 0 105 105 2.1x 102 6.4 100 0 0 0.00 1 320 105 105 2.1x 102 6.4 100 0 640 -100 2 640 105 105 2.1x 102 6.4 100 0 1280 -100 3 960 105 105 2.1x 102 6.4 100 0 1920 -100 4 1280 106 105 2.1x 102 6.4 100 1344 2560 -47.50 5 1600 106 105 2.1x 102 6.4 100 1344 3200 -58.00 6 1920 106 105 2.1x 102 6.4 100 1344 3840 -65.00 7 2240 106 105 2.1x 102 6.4 100 1344 4480 -70.00 8 2560 107 105 2.1x 102 6.4 100 2688 5120 -47.50 9 2880 107 105 2.1x 102 6.4 100 2688 5760 -53.33 10 3200 108 105 2.1x 102 6.4 100 4032 6400 -37.00 8* 2880 108 105 2.1x 102 6.4 100 4032 5760 -30.00 6* 1920 108 105 2.1x 102 6.4 100 4032 3840 5.00 4* 1280 108 105 2.1x 102 6.4 100 4032 2560 57.50 2* 640 107 105 2.1x 102 6.4 100 2688 1280 110.00 0 0 106 105 2.1x 102 6.4 100 1344 0 0.00 5000 7000 6000 4000 5000 3000 4000 2000 3000 2000 1000 1000 0 0 0 1000 2000 3000 4000 0 1000 2000 3000 4000 -1000 - Thanh LM: Cấp Tải c c E F L N N S (%) tải trọng i o TN LT 0 0 315 315 2.1x 102 6.4 100 0 0 0.00 1 320 315 315 2.1x 102 6.4 100 0 1280 -100 2 640 315 315 2.1x 102 6.4 100 0 2560 -100 3 960 315.5 315 2.1x 102 6.4 100 672 3840 -82.50 4 1280 317.5 315 2.1x 102 6.4 100 3360 5120 -34.38 5 1600 318 315 2.1x 102 6.4 100 4032 6400 -37.00 Trang 15
16. 6 1920 318 315 2.1x 102 6.4 100 4032 7680 -47.50 7 2240 318 315 2.1x 102 6.4 100 4032 8960 -55.00 8 2560 318 315 2.1x 102 6.4 100 4032 10240 -60.63 9 2880 321 315 2.1x 102 6.4 100 8064 11520 -30.00 10 3200 324 315 2.1x 102 6.4 100 12096 12800 -5.50 8* 2880 324 315 2.1x 102 6.4 100 12096 11520 5.00 6* 1920 322.5 315 2.1x 102 6.4 100 10080 7680 31.25 4* 1280 320 315 2.1x 102 6.4 100 6720 5120 31.25 2* 640 317 315 2.1x 102 6.4 100 2688 2560 5.00 0 0 315 315 2.1x 102 6.4 100 0 0 0.00 14000 14000 12000 12000 10000 10000 8000 8000 6000 6000 4000 4000 2000 2000 0 0 -2000 0 1000 2000 3000 4000 0 1000 2000 3000 4000 - Thanh GH: Cấp Tải c c E F L N N S (%) tải trọng i o TN LT 0 0 496 496 2.1x 102 6.4 100 0 0 0.00 1 320 496 496 2.1x 102 6.4 100 0 -1280 100 2 640 496 496 2.1x 102 6.4 100 0 -2560 100 3 960 496 496 2.1x 102 6.4 100 0 -3840 100 4 1280 496 496 2.1x 102 6.4 100 0 -5120 100 5 1600 496 496 2.1x 102 6.4 100 0 -6400 100 6 1920 496 496 2.1x 102 6.4 100 0 -7680 100 7 2240 496 496 2.1x 102 6.4 100 0 -8960 100 8 2560 496 496 2.1x 102 6.4 100 0 -10240 100 9 2880 498 496 2.1x 102 6.4 100 2688 -11520 76.67 10 3200 499 496 2.1x 102 6.4 100 4032 -12800 68.50 8* 2880 499 496 2.1x 102 6.4 100 4032 -11520 65.00 Trang 16
17. 6* 1920 497 496 2.1x 102 6.4 100 1344 -7680 82.50 4* 1280 496 496 2.1x 102 6.4 100 0 -5120 100.00 2* 640 495 496 2.1x 102 6.4 100 -1344 -2560 152.50 0 0 495 496 2.1x 102 6.4 100 -1344 0 0.00 5000 0 0 1000 2000 3000 4000 4000 -2000 -4000 3000 -6000 2000 -8000 1000 -10000 0 -12000 0 1000 2000 3000 4000 -1000 -14000 4.3 So sánh kết quả nội lực xác định theo lý thuyết và thực nghiệm NTN-NLT S= ×100% NLT Kết quả: Cấp tải Tải trọng Thanh AE Thanh AL Thanh LM Thanh GH 0 0 0.00 0.00 0.00 0.00 1 320 -100 -100 -100 100 2 640 -62.90 -100 -100 100 3 960 -50.53 -100 -82.50 100 4 1280 -25.80 -47.50 -34.38 100 5 1600 -10.95 -58.00 -37.00 100 6 1920 -1.06 -65.00 -47.50 100 7 2240 6.01 -70.00 -55.00 100 8 2560 29.86 -47.50 -60.63 100 9 2880 23.67 -53.33 -30.00 76.67 10 3200 18.73 -37.00 -5.50 68.50 8* 2880 15.43 -30.00 5.00 65.00 6* 1920 23.67 5.00 31.25 82.50 4* 1280 11.31 57.50 31.25 100.00 2* 640 25.80 110.00 5.00 -47.50 0 0 0.00 0.00 0.00 0.00 Trang 17
18. 4.4 Xác định độ võng của dàn Cấp Tải Vị trí I1 Vị trí I2 tải trọng yTN yLT S (%) yTN yLT S (%) 0 0 0 0 0 0 0 0 1 320 0.29 0.62 -53.29 0.47 0.86 -45.40 2 640 0.64 1.24 -48.45 0.98 1.72 -43.08 3 960 0.98 1.86 -47.38 1.48 2.58 -42.69 4 1280 1.31 2.48 -47.25 1.96 3.44 -43.08 5 1600 1.65 3.10 -46.84 2.44 4.30 -43.31 6 1920 1.97 3.72 -47.11 2.95 5.16 -42.88 7 2240 2.29 4.35 -47.30 3.42 6.03 -43.24 8 2560 2.64 4.97 -46.84 3.96 6.89 -42.50 9 2880 3 5.59 -46.31 4.51 7.75 -41.79 10 3200 3.39 6.21 -45.39 5.09 8.61 -40.87 8* 2880 2.87 5.59 -48.63 4.25 7.75 -45.14 6* 1920 2.17 3.72 -41.74 3.20 5.16 -38.04 4* 1280 1.5 2.48 -39.59 2.19 3.44 -36.40 2* 640 0.81 1.24 -34.76 1.16 1.72 -32.62 0 0 0.04 0 0 0.05 0 0 yTN yLT 10 5 9 4.5 8 4 7 3.5 6 3 5 2.5 4 2 3 1.5 2 1 1 0.5 0 0 0 1000 2000 3000 4000 0 1000 2000 3000 4000 NHẬN XÉT CHUNG VỀ THÍ NGHIỆM Trang 18
19. Thực nghiệm kết cấu công trình thực chất là khảo sát ứng suất và biến dạng. Nhưng đối tượng ứng suất mà ta cần khảo sát lại không quan sát và đo đạt được, chỉ có biến dạng là có thể đo đạt được. Như vậy việc tính nội lực ở đối tượng cần nghiên cứu sẽ được nội suy từ kết quả đo biến dạng như sau: N = σ.F Trong đó F là diện tích mặt cắt ngang ta có thể đo đạt được, σ là ứng suất không đo đạt được mà phải nội suy như sau: σ = E.ε Trong ε là biến dạng tương đối đo được bằng thiết bị đo biến dạng extenzomet. Đối với mô hình thí nghiệm là dàn thép có các đặc điểm sau: - Các mắt dàn theo lý thuyết là các khớp lý tưởng, trên thực tế các mắt dàn là những liên kết hàn. - Theo lý thuyết tải trọng được đặt tại các mắt dàn, trên thực tế thí nghiệm tải trọng có thể được đặt lệch so với mắt dàn. - Theo lý thuyết thì vật liệu xem như là đồng nhất, kích thước mặt cắt ngang cũng đồng nhất nhưng trên thực tế thí không phải lúc nào cũng có sự đồng nhất đó mà có một số khuyết tật nhất định dù là nhỏ. - Theo lý thuyết tải trọng ở đây là tĩnh tải, tức là không có biến động về độ lớn của tải trọng trong khi ở thực nghiệm tải trọng được gia tải dần từ mức 0. Như vậy dù việc gia tải là chậm nhưng đây vẫn là điểm khác biệt so với lý thuyết tính toán. - Độ chính xác của các thiết bị đo lực và đo chuyển vị. - Thao tác thực hiện thí nghiệm không đúng yêu cầu. Những điều kể trên có thể là nguyên nhân dẫn đến sự khác biệt giữa lý thuyết và thực nghiệm. Như vậy đường cong quan hệ giữa ứng suất và biến dạng ở lý thuyết và thực nghiệm sẽ là hai đường cong nằm gần nhau. Khi hai đường cong này càng nằm gần nhau càng chứng tỏ là thí nghiệm được tiến hành với độ chính xác cao. Khi hai đường cong này nằm quá xa nhau chứng tỏ ta đã mắc sai sót trong quá trình thí nghiệm nên cần phải dừng thí nghiệm và kiểm tra lại. Đối với mô hình thí nghiệm dầm thép có các đặc điểm sau: - Tải trọng được đặt ở hai vị trí 1/3 nhịp dầm, trong khi thực tế thí nghiệm vị trí đặt tải trọng có thể bị lệch đi so với lý thuyết. - Sự đồng nhất về hình dạng tiết diện và sự đồng nhất về vật liệu. - Tải trọng được tăng dần lên nên không phải là tĩnh tải thực sự. - Độ chính xác của thiết bị làm thí nghiệm. - Độ chính xác của các thao tác làm thí nghiệm. Từ những điều kể trên nên có thể dẫn đến việc xây dựng biểu đồ moment và tính độ võng của dầm trên thực nghiệm và trên lý thuyết sẽ có sự khác biệt nhất định, nhưng sự khác biệt này là không lớn nếu ta tiến hành thí nghiệm với độ chính xác cao. Nếu kết quả thí nghiệm quá khác biệt so với lý thuyết chứng tỏ ta đã mắc sai sót trong quá trình tiến hành thí nghiệm. Trang 19
20. Trang 20