Báo cáo thí nghiệm sức bền vật liệu đại học KIẾN TRÚC

Trang web này phụ thuộc vào doanh thu từ số lần hiển thị quảng cáo để tồn tại. Vui lòng tắt trình chặn quảng cáo của bạn hoặc tạm dừng tính năng chặn quảng cáo cho trang web này.

ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN

1. Tên học phần:               THÍ NGHIỆM SỨC BỀN VẬT LIỆU XÂY DỰNG

                [Tên tiếng Anh: Experimental Studies Of Building Materials]

2. Mã học phần:                0520250

3. Dạng học phần:            Thí nghiệm [TN 2.30.12]

4. Số tín chỉ:        2

5. Phân bổ thời gian:

Các nội dung

Khối lượng công việc

[Số giờ/tuần]

Tổng số giờ

6. Điều kiện ràng buộc:

•             Học phần tiên quyết:                     

•             Học phần học trước: Vật liệu xây dựng, Sức bền vật liệu 2

•             Học phần song hành:

7. Mục tiêu của học phần:

Sau khi học học phần này, sinh viên đạt được về các mặt:

- Kiến thức: Nắm vững các phương pháp thực hành thí nghiệm, kiểm định chất lượng vật liệu xây dựng

- Kỹ năng: Khả năng vận hành một sốthiết bị, máy móc thí nghiệm. Biết cách lấy mẫu, chế tạo mẫu thử và trình tự thử nghiệm

- Thái độ: Nhận thức được tầm quan trọng của việc thí nghiệm, kiểm định chất lượng vật liệu xây dựng. Nâng cao tầm quan trọng của việc quản lý và kiểm định vật liệu xây dựng trong xậy dựng công trình.Nâng cao nhận thức nghiên cứu khoa học thông qua các phương pháp thí nghiệm xây dựng. Thấy được sự cần thiết của thí nghiệm để phục vụ cho việc nghiên cứu khoa học

8. Mô tả vắn tắt nội dung học phần:

                                Khối lượng học phần gồm 60 tiết học thực hành trên lớp.  Nội dung chính của học phần bao gồm các vấn đề sau:

-              Thí nghiệm xác định vềtính chất cơ– lý học của một số vật liệu xây dựng cơ bản như: cát xây dựng, đá xây dựng, gỗ xây dựng, gốm xây dựng, xi măng Poóc lăng, bê tông xi măng, vữa xi măng.

-              Thí nghiệm xác định quan hệ giữa ứng suất và biến dạng, đặc điểm chịu lực và dạng phá hoại của vật liệu dẻo và vật việu giòn [thép và gang] khi chịu kéo,nén, hoặc uốn.

9. Nhiệm vụ của sinh viên:

-              Dự lớp

-              Thực hành thí nghiệm

-              Báo cáo thí nghiệm

10. Tài liệu học tập:

Tài liệu chính:

[1].         GS.Nguyễn Tấn Quí :Giáo trình Thí nghiệm Vật liệu xây dựng tập 1, 2

[2].         Tuyển tập tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam- Tập VIII, X, XI.Nxb. Xây Dựng Hà Nội, 1997

Tài liệu tham khảo:

[1].         Phan Thế Vinh, Trần Hữu Bằng:Giáo trình Vật liệu xây dựng.Nxb. Xây Dựng Hà Nội, 2009

[2].         Đỗ Kiến Quốc, Nguyễn Thị Hiền Lương, Bùi Công Thành, Lê Hoàng Tuấn, Trần Quốc Tuấn – Nxb.Đại học Quốc gia Tp.HCM, 2007

1. Báo Cáo Thí nghiệm Sức Bền Vật Liệu Bài 1 : Thí Nghiệm Kéo Thép I. Mục đích thí ngiệm - Xem mối quan hệ giữa tải trọng và biến dạng khi kéo mẫu thép. - Xác định đặc trưng cơ học của thép: + Giới hạn chảy : = + Giới hạn bền : = + Độ dãn dài tương đối khi đứt: δ = * 100 + Độ co thắt tỷ đối: ψ = * 100 II. Mô tả Thí nghiệm 1. Cơ sở lý thuyết: - Thanh chịu kéo [ nén] đúng tâm la thanh mà trên mặt cắt ngang chỉ có một thành phần nội lực là lực dọc . - Các giả thuyết làm cơ sỡ tính toán cho thanh chịu kéo [ nén ] đúng tâm: + Giả thuyết mặt cắt ngang : Mặt cắt ngang trước và sau khi chịu lực vẫn thẳng và vuông góc với trục thanh. + Giả thuyết về các thớ dọc : Trong quá trình chịu lực các thớ dọc không bị chèn ép lên nhau , các thớ dọc trước và sau khi chịu l ực v ẫn song song với nhau. + Dưới tác dụng của lực kéo [ nén ] đúng tâm, trên mặt c ắt ngang chỉ có một thanh phần ứng suất . + Quan hệ giữa ứng suất và lực cắt :.= . 2. Các giai đoạn làm việc Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa lực kéo và biến dạng dài [ P – ΔL] của mẫu trong thí nghiệm kéo thường có dạng:
2. -Đặc trưng tính bền : + Giới hạn tỷ lệ : = + Giới hạn chảy: = + Giới hạn bền: = - Đặc trưng tính dẻo: + Độ giãn tương đối: δ [ ] = *100 + Độ thắt tương đối: ψ [= *100
3. Trong đó : , : diện tích mặt cắt ngang ban đầu và chỗ bị đứt của mẫu. , : chiều dài ban đầu và sau khi bị đứt của mẫu. * Giai đoạn dàn hồi [OA] : giai đoạn này biểu thị b ằng đo ạn th ẳng OA, giá trị lực kéo lớn nhất là và xác định được giới hạn đàn hồi hay gọi là giới hạn tỷ lệ: * Giai đoạn chảy – dẻo : biểu thị bằng đoạn BC nằm ngang và được đặc trưng bởi giới hạn chảy – dẻo: * Giai đoạn tái bền : biểu thị bằng đoạn CDE, trong giai đoạn này lực kéo tăng thì biến dạng tăng nhưng quan hệ giữa lực kéo và biến dạng không phải là tương quan bậc nhất mà theo quy luật đường cong. Khi lực kéo đạt đến giá trị cực đại thì trên mẫu có chỗ bị thắt lại. Lực kéo giảm xuống nhưng biến dạng tiếp tục tăng cho đến khi mẫu bị đứt. Ta có giới hạn bền: 3. Dụng cụ, Thiết bị kéo a] Máy kéo [ testing machine ]. b] Bộ ngàm kẹp [ gripping devices ].
4. c] Thước đo: -Thước kẹp: -Thước thẳng d] Dụng cụ đánh dấu – khắc vạch 4. Mẫu thí nghiệm. * Mẫu thử tiêu chuẩn: Theo TCVN 197 – 2002 mẫu thí nghiệm có tiết diện hình tr ụ tròn [chữ nhật] có đường kính 2 đầu là và thu nhỏ ở giữa có đ ường kính là [
5. = 5.65 11.3 L= + 1.5 2.5 * Mẫu thép xây dựng - Chiều dài mẫu thử tối thiểu : = 14 + 2h - Trong đó : : đường kính thanh thép. h : chiều cao miệng kẹp. 5.Chuẩn bị thí nghiệm. - Xác định , cho mẫu thử. - Khắc vạch lên mẫu thử, khoảng cách giữa các vạch là 10mm. - Dự đoán giới hạn bền của vật liệu để định cấp tải trọng thích hợp [σ sơ bộ của thép là 30 – 70 kg/] - Điều chỉnh cấp độ tải trọng , điều chỉnh kim đồng hồ về 0. - Điều chỉnh 2 ngàm kẹp của máy thích hợp với 2 đầu mẫu kẹp. - Đặt mẫu vào ngàm kẹp và kẹp mẫu, kiểm tra kim chỉ lực , kiểm tra bộ phận vẽ biểu đồ. 6.Tiến hành thí nghiệm. - Khởi động máy ,thay ngàm kẹp đúng kích cỡ. - Lắp mẫu vào ngàm kẹp,gia tải để ngàm kẹp chặt mẫu. - Gắn cần định vị. - Khởi động phần mềm chuyển vị.
6. - Tiến hành gia tải từ từ [ 300kg/s ] - Khi đứt mẫu, dừng thí nghiệm. - Mở ngàm kẹp lấy mẫu thí nghiệm ra. 7.Đo đạc sau khi thí nghiệm. - Đo chính xác độ dãn dài. - Đo chính xác độ co thắt. III.Tổng kết 1. Kết quả thí nghiệm. * Mẫu Thép tiêu chuẩn. - Số Liệu Trước Thí nghiệm và Kết Quả Thí nghiệm. Trước thí Sau Thí nghiệm nghiệm [chỗ đứt] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] Mẫu 1 12.2 9.8 75.43 13.2 6.28 30.97 Mẫu 2 12.1 9.9 76.98 13 6.7 35.26 - Kết quả tính toán. [KN/] [KN] [KN] [KN/] = δ[ = *100 ψ [= *100 = Mẫu 1 57.9 57.9 0.768 0.768 8.2 58.9 Mẫu 2 55.2 59.2 0.717 0.769 7.4 54.2 - Biểu Đồ P –ΔL.
7. Biểu đồ P – ΔL mẫu trơn 1
8. Biểu đồ P – ΔL mẫu trơn 2
9. * Mẫu thép xây dựng. - Số Liệu Trước Thí nghiệm và Kết Quả Thí nghiệm. Trước thí Sau Thí nghiệm nghiệm [chỗ đứt] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] Mẫu 1 30 10 78.54 34.4 6.68 35.05 Mẫu 2 30 10 78.54 34.5 7.3 41.85 - Kết quả tính toán. [KN/] [KN] [KN] [KN/] = δ[ = *100 ψ [= *100 = Mẫu 1 48.6 57 0.619 0.726 14.7 55.4 Mẫu 2 47.5 56.5 0.605 0.719 15 46.7 - Biểu đồ P –ΔL.
10. Biểu đồ P – ΔL mẫu gân 1
11. Biểu đồ P – ΔL mẫu gân 2 3. Phân tích kết quả.
12. a] Phân tích kết quả. - Đối với thép tiêu chuẩn: [KN/] [KN/] Mẫu 1 0.768 0.768 Mẫu 2 0.717 0.769 Độ chênh lệch = 6.6% =0.13% Trong đó : , : Giới hạn chảy và giới hạn bền của mẫu 1. , : Giới hạn chảy và giới hạn bền của mẫu 2. * Dựa vào bản tiêu chuẩn thì các ứng suất của thép tiêu chu ẩn đem đi thí nghiệm phù hợp với lý thuyết. * Từ kết quả Độ chênh lệch của 2 mẫu thép thí nghiệm, ta có sai s ố của 2 mẫu không lớn . Nhưng có thể chấp nhận được. -Đối với thép xây dựng. [KN/] [KN/] Mẫu 1 0.619 0.726 Mẫu 2 0.605 0.719 Độ chênh lệch = 2.3% =0.96% Trong đó : , : Giới hạn chảy và giới hạn bền của mẫu 1. , : Giới hạn chảy và giới hạn bền của mẫu 2. + Dựa vào bản tiêu chuẩn thì các ứng suất của thép xây d ựng đem đi thí nghiệm phù hợp với lý thuyết. + Từ kết quả Độ chênh lệch của 2 mẫu thép thí nghiệm, ta có sai s ố của 2 mẫu không lớn . Nhưng có thể chấp nhận được.
13. b] Phân tích nguyên nhân sai số. * Từ kết quả của 2 mẫu thép đã có sự sai số do các nguyên nhân: • Việc đo đạc đọc số liệu trên thước kẹp chưa chính xác • Cấu tạo các mẫu thép có thể không giống nhau dẫn đến việc sai số giữa các mẫu • Khi đưa thép vào ngàm kẹp có thể thép kẹp vào ngàm trên và dưới không cân nhau. • Quá trình gia tải không đúng yêu cầu dẫn đến những xung lực làm thay đổi tính chất vật liệu. + Từ các nguyên nhân dẫn tới sai số ta đưa ra một số khắc phục: - Dùng các thiết bị đo kích thước thật chính xác và đo nhiều l ần để giảm sai số. - Khi đưa thép vào ngàm kẹp, kẹp thép vào ngàm trên và dưới cân bằng nhau. - Quá trình gia tải phải đúng yêu cầu kỹ thuật. - Đặt mẫu đúng tâm máy kéo. - Làm nhiều lần thí nghiệm để giảm sai số. c] Phân tích Biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa P –ΔL. Biểu đồ mối quan hệ giữa P –ΔL của thép gồm 3 giai đoạn: - Giai đoạn 1[ 0 -] :Quan hệ giữa P và ΔL là tuyết tính giai đoạn này gọi là giai đoạn đàn hồi.
14. - Giai đoạn 2 [ -] : Lực kéo P và ΔL không còn là tuy ến tính n ữa. Lúc này P tăng châm nhưng thép biến dạng nhanh, tức là ΔL biến d ạng nhanh.Giai đoạn này gọi là giai đoạn chảy dẻo. - Giai đoạn 3 [ -]: Lúc này lực kéo tiếp tục tăng đến khi mẫu thép thắt lại và đứt. Giai đoạn này gọi là giai đoạn bền. - Biểu đồ kéo các mẫu thực tế phù hợp với lý thuyết đã học, lực kéo của thép lớn, thép chịu kéo tốt. Nhưng ở biểu đồ kéo các mẫu thép thực tế thì ta thấy đường biểu diễn mối quan hệ của P – ΔL có sự nhấp nhô. Nên có phần không phù hợp với lý thuyết cho lắm. 5. Kết luận: Sau khi học thí nghiệm kéo thép đã giúp em: - Nâng cao sự hiểu biết về quá trình chịu lực của vật liệu từ khi bắt đầu gia tải đến khi vật liệu bị phá hoại. -Biết được mối quan hệ giữa P và ΔL trong từng giai đoạn làm việc của thép. - Hiểu được tính năng sử dụng của các thiết bị thí nghiệm :biết được cách sử dụng thước kẹp,đồng hồ đo chuyển vị, cách lắp mẫu … - Xác định được các chi tiêu cơ lý của vật liệu - - – δ - ψ . 6.Một số hình ảnh dụng cụ – mẫu- biểu đồ thí nghiệm: a] Dụng cụ thí nghiệm
15. b] Thép trước bị kéo
16. c] Thép sau khi bị kéo:
17. d] Biểu đồ ứng suất và biến dạng của thép
18. Biểu đồ ứng suất và biến dạng mẫu trơn 1
19. Biểu đồ ứng suất và biến dạng mẫu trơn 2
20. Biểu đồ ứng suất và biến dạng mẫu gân 1