P P BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 2 THÍ NGHIỆM DẦM BÊ TƠNG CỐT THÉP CHỊU UỐN I. NHIỆM VỤ THÍ NGHIỆM 1. Xác định sự phân bố ứng suất trong tiết diện bê tơng cốt thép khi làm việc chịu uốn thuần t trước khi hình thành vết nứt. 2. Xác định các giai đoạn làm việc của dầm và các giá trị tải trọng tương ứng. 3. Xác định hệ số an tồn của dầm theo các trạng thái giới hạn. II. MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM Dầm bê tơng cốt thép chịu uốn với nhịp l = 2.7 m chịu tác dụng của hai lực tâp trung cách gối 0.8 m. 2 φ16 CT3 2 φ8 CT3 1 2 § ai φ6 3 1-1 I I Hình 2: Cấu tạo dầm thí nghiệm Hình 1: Sơ đồ thí nghiệm Dầm tựa kích Cốt giá thí nghiệm Quang giá treo truyền lực Kích Dầm thí nghiệm Hình 1: Sơ đồ thí nghiệm dầm bê tông cốt thép chịu uốn. Dầm bê tông cốt thép có tiết diện chữ nhật h = 16 cm, b = 10 cm. Bê tông mác 200, cốt thép CT3. Hình 2: Cấu tạo dầm thí nghiệm. Dầm có cấu tạo như trên hình 2, ta có thể tính sơ bộ khả năng chịu lực của dầm như sau: Bỏ qua 2 cốt thép Φ18 ở vùng chịu nén ta có công thức: • R a .F a = α.R u b.h o • 23.0 5.1410100 57.12100 . 0 === xx x hbR FR u aa α Tra bảng ta có A 0 = 0.204 ⇒ M = A 0 .R u .b.h o 2 = 0.204 x 100 x 10 x 14.5 2 = 42891 kG/cm 2 . Theo sơ đồ làm việc trên hình 1 ta có mômen tác dụng của ngoại lực P là: • M = Pxl 1 = P x 80 = 42891 kG/cm kGP 536 80 42891 ==⇒ . Nếu lực phá hoại bằng 1.5P = 1.5 x 536 = 804, ta lấy giá trị của tải trọng thí nghiệm là 800kG. Ở thí nghiệm này ta chia làm 4 cấp tải trọng mỗi cấp 200 kG. T3 T4 T2T1 I 1 I 2 I 3 I 4 V Hình 3: Sơ đồ bố trí dụng cụ đo III. BỐ TRÍ HỆ GIA TẢI VÀ DỤNG CỤ ĐO Để phù hợp với sơ đồ làm việc như hình 1 ta bố trí hệ gia tải theo sơ đồ hình 3. Hình 3: Bố trí hệ gia tải dầm thí nghiệm • Gối tựa dầm và bộ kích. • Dầm bê tông cốt thép. • Hệ dầm quang truyền lực. • Kích thuỷ lực. Trong thí nghiệm dùng kích thuỷ lực 10 tấn, đồng hồ kG/cm 2 . Giá trị vạch đồng hồ trung bình tương ứng kG trên kích. Kết quả chỉnh kích ghi trong bảng 1. Bảng 1: Giá trị lực tương ứng với áp lực đồng hồ. Đo ứng suất trong bê tông tại tiết diện giữa nhịp bằng Tenzơmét đòn ( chuẩn đo 10 cm) Độ võng dầm đo bằng võng kế và Indicatơ theo hình 3. IV. THÍ NGHIỆM - Tải trọng được chia làm 4 cấp mỗi cấp 200 kG. - Thời gian dừng để theo dõi dụng cụ đo mỗi cấp lấy bằng 5 phút. Kết quả đo được ghi vào trong bảng 2. Bảng 2: Kết quả đo biến dạng chuyển vị. STT Cấp tải Tải trọng T1 T2 T3 T4 V1 V2 V3 1 1 200 4 3.5 2.4 2.4 3 3 5 2 2 400 7 7 6 6 6.5 6 10 3 3 600 14 15 7.2 7.2 13 14 17 4 4 800 28 29 8.4 8.4 25 25 28 V. CHỈNH LÝ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Nội dung công tác chỉnh lý kết quả thí nghiệm bao gồm: 1. Tính ứng suất trong bê tông trong vùng chịu kéo và nén: • LK E bi i . λ σ = = kG/cm 2 (K = 1000). Bảng 3: Tính toán ứng suất trong bê tông theo thực nghiệm: STT Cấp tải Tải trọng T1 T2 T3 T4 V1 V2 V3 1 1 200 - 9.6 -8.4 2.4 2.4 -7.2 -7.2 -9.6 2 2 400 - 16.8 -16.8 6 6 -15.6 -14.4 -16.8 3 3 600 -33.6 -36 7.2 7.2 -31.2 -33.6 -31.2 4 4 800 -67.2 -69.6 Nứt Nứt -64.8 -64.8 -67.2 2. Tính độ võng dầm: K mm f i i 0 − = Tải trọng V1 V2 V3 100 03 mm tg − == αα 800 2.5 2.5 2.8 0.003 600 1.3 1.4 1.7 0.003 400 0.65 0.6 1 0.004 200 0.3 0.3 0.5 0.002 VI. NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN - Khi ứng suất tăng thì biến dạng cũng tăng tương ứng. Quan hệ giữa ứng suất và biến dạng trong giai đoạn đàn hồi là quan hệ đường thẳng. - Khi tải trọng tác dụng còn bé thì trên dầm chưa xuất hiện vết nứt, lúc này dầm làm việc trong giai đoạn đàn hồi. Đến khi tải trọng tăng lên đến một mức nào đó ( mức 4) thì phần dưới của dầm bắt đầu xuất hiện các vết nứt, bề rộng vết nứt tăng dần cùng với sự gia tăng tải trọng, lúc này cốt thép trong bê tông đã chảy dẻo, tiết tục tăng tải đến một lúc nào đó thì bê tông vùng nén bị phá hoại, dầm bị phá hoại hoàn toàn. P f 200 400 600 0.5 1 1.7 2.8 Biểu đồ quan hệ giữa lực và độ võng 600 400 200 2.4 6 7.2 P σ Biểu đồ quan hệ giữa lực và ứng suất . lực Kích Dầm thí nghiệm Hình 1: Sơ đồ thí nghiệm dầm bê tông cốt thép chịu uốn. Dầm bê tông cốt thép có tiết diện chữ nhật h = 16 cm, b = 10 cm. Bê tông mác 20 0,. P P BÀI THÍ NGHIỆM SỐ 2 THÍ NGHIỆM DẦM BÊ TƠNG CỐT THÉP CHỊU UỐN I. NHIỆM VỤ THÍ NGHIỆM 1. Xác định sự phân bố ứng suất trong tiết diện bê tơng cốt thép