Đề cương môn thí nghiệm sức bền vật liệu- Trường Đại học bách khoa - Đại học đà nẵng.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC …………………….
KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
Bộ môn Cơ học công trình
HƯỚNG DẪN THÍ NGHIỆM
SỨC BỀN VẬT LIỆU TPHCM NỘI DUNG Bài số Nội dung Tiêu chuẩn Trang thử nghiệm 1
Vật liệu kim loại – Phương pháp thử kéo TCVN 197 : 2002 3 2
Vật liệu kim loại – Phương pháp thử uốn TCVN 198 : 1985 6 3
Phương pháp xác định cường độ chịu nén của TCVN 3118: 1993 9 bêtông 4
Phương pháp xác định cường độ chịu kéo khi TCVN 3119: 1993 11 uốn của bêtông 5 Đúc mẫu bê tông 13
- Xác định sơ bộ cấp phối hỗn hợp bê tông
- Xác định độ sụt của hỗn hợp bê tông TCVN 3106:1993 15 - Đúc mẫu bê tông TCVN 3105: 1993 16 1
YÊU CẦU NỘI DUNG SINH VIÊN CẦN THỂ HIỆN TRONG BÁO CÁO
Mỗi sinh viên thực hiện một bảng báo cáo viết tay cho từng bài trên khổ giấy A4, gồm các nội dung sau:
1. Mục đích của phương pháp thí nghiệm.
2. Các dụng cụ và thiết bị thí nghiệm (sinh viên có thể chụp ảnh để dán vào báo
cáo, nhưng phải ghi chú cho mỗi hình).
3. Trình tự tiến hành thí nghiệm.
4. Tính toán và báo cáo kết quả tính toán theo biểu mẫu đã được hướng dẫn.
5. Kết hợp với các yêu cầu kỹ thuật của các tiêu chuẩn hiện hành, kết luận về kết quả thí nghiệm.
NỘI QUY PHÒNG THÍ NGHIỆM
1. Phải tuân thủ và thực hiện đúng Nội quy, quy định của phòng thí nghiệm, các
quy định về an toàn lao động, phòng chống cháy nổ.
2. Để túi sách, đồ dùng cá nhân đúng nơi quy định, ngồi đúng vị trí được phân công.
3. Khi sử dụng máy móc và các thiết bị trong phòng thí nghiệm phải thao tác
theo đúng quy trình do giảng viên hướng dẫn. Không làm hư hỏng các trang thiết bị,
máy móc và các vật dụng khác hoặc có hành vi gây thiệt hại đến tài sản và cơ sở vật
chất của phòng thí nghiệm.
4. Có ý thức giữ gìn, bảo quản máy móc, thiết bị trong phòng thí nghiệm. Tuyệt
đối không được tự ý tháo, lắp, di chuyển các thiết bị, máy móc, tài sản trong phòng thí nghiệm.
5. Nghiêm cấm việc mang các chất gây nổ, gây cháy vào phòng thí nghiệm,
không vứt rác, không được hút thuốc trong phòng thí nghiệm, không viết, vẽ trên
tường, bàn ghế… không chơi game, không nói chuyện riêng, đùa giỡn lúc thí nghiệm,
không được tự ý bỏ ra ngoài khi chưa có sự đồng ý của giảng viên hướng dẫn.
6. Khi làm thí nghiệm xong phải vệ sinh dụng cụ, thiết bị và khu vực thí nghiệm
theo sự hướng dẫn của giảng viên. Phải sắp xếp máy móc và các thiết bị ngăn nắp, gọn
gàng, cất đúng vị trí quy định.
7. Những sinh viên vi phạm Nội quy phòng thí nghiệm, tùy theo mức độ mà có
thể bị xử lý cảnh cáo, không cho phép tiếp tục thí nghiệm, bồi thường thiệt hại, xử lý
kỷ luật theo quy chế Nhà trường, đề nghị truy tố trước pháp luật. 2
BÀI THỰC HÀNH SỐ 1
VẬT LIỆU KIM LOẠI – PHƯƠNG PHÁP THỬ KÉO
1.1. Tiêu chuẩn thí nghiệm; TCVN 197-2002
1.2. Mục đích thí nghiệm
- Xác định giới hạn chảy σc, giới hạn bền σb của thép.
- Xác định độ dãn dài tương đối ε của thép.
1.3. Thiết bị thí nghiệm - Máy kéo thép
- Thước kẹp, thước thép - Cân kỹ thuật
- Dụng cụ khắc vạch trên mẫu thép
1.4. Trình tự thí nghiệm
Bước 1: Xác định kích thước mẫu thép gồm đường kính danh định ddđ, đường
kính gân dọc dgd , đường kính gân xiên dgx , đường kính lõi dl , bước gân.
Bước 2: Xác định chiều dài mẫu thép, cân trọng lượng mẫu thép (dùng để xác
định đường kính tương đương dtđ khi tính toán).
Bước 3: Tiến hành khắc vạch lên mẫu thử với khoảng cách giữa mỗi vạch là
5ddđ (dùng để tính toán độ giãn dài tương đối).
Bước 4: Theo dõi quá trình tăng tải và biến dạng của mẫu, ghi lại các số liệu
hiển thị trên thiết bị thí nghiệm theo từng giai đoạn gia tải cho đến khi mẫu bị kéo đứt.
Bảng 1.1 - Bảng số liệu kết quả thí nghiệm kéo thép Đường kính (mm) Lực Lực Trọng Chiề Độ kéo kéo STT lượng u dài dãn Danh Gân Gân chảy đứt Lõi định dọc (g) (mm) (mm) xiên (kN) (kN) Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 3
1.5. Tính toán và báo cáo kết quả thí nghiệm
1.5.1. Xác định giới hạn chảy, giới hạn bền của thép
Bảng 1.2 - Bảng tính toán giới hạn chảy và giới hạn bền của thép Nhận xét Lực kéo Giới hạn Lực kéo Giới hạn d A theo STT tđ chảy Pc chảy σc bền Pb bền σb (mm) (mm2) TCVN (kN) (MPa) (kN) (MPa) 1651:2008 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3
Cách tính toán các giá trị trong bảng:
(2) Xác định đường kính tương đương dtđ: Ta có:
M (kgf - daN) là trọng lượng mẫu thép, ρ là trọng lượng riêng = 7850 daN/m3,
L (m) là chiều dài mẫu thép. (3) Diện tích thanh thép (5) Giới hạn chảy (7) Giới hạn bền
1.5.2. Xác định độ dãn dài tương đối
Độ dãn dài tương đối:
Trong đó: L0 = 5d (d: đường kính danh định của mẫu thép)
L1 : độ dãn dài đo được từ thí nghiệm (lấy trong bảng 1.1) 4
Đánh giá mác thép dựa vào các chỉ tiêu theo TCVN 1651:2008 *Thép tròn trơn Giá trị qui định Giá trị qui Giá trị qui
Giá trị qui định của độ của giới hạn định của giới định của giãn dài Mác thép chảy trên hạn bền kéo Rm/ReH (%) ReH (Mpa) Rm (Mpa) A5 Agt Min Min Min Min Min CB240-T 240 380 1,46 20 2 CB300-T 300 440 16 A5
Độ giãn dài tương đối sau khi đứt Agt
Độ giãn dài tổng ứng với lực lớn nhất * Thép thanh vằn Giá trị đặc Giá trị đặc
Giá trị đặc trưng qui định của độ giãn dài
trưng của giới trưng của giới (%) Mác thép hạn chảy trên hạn bền kéo A R 5 Agt eH (Mpa) Rm (Mpa) Min Min Min Min CB300-V 300 450 19 8 CB400-V 400 570 14 8 CB500-V 500 650 14 8 A5
Độ giãn dài tương đối sau khi đứt Agt
Độ giãn dài tổng ứng với lực lớn nhất 5
BÀI THỰC HÀNH SỐ 2
VẬT LIỆU KIM LOẠI - PHƯƠNG PHÁP THỬ UỐN
2.1. Tiêu chuẩn thí nghiệm; - TCVN 198-2008
2.2. Mục đích thí nghiệm
- Đánh giá khả năng biến dạng dẻo của kim loại thông qua góc uốn α.
2.3. Thiết bị thí nghiệm
- Máy nén thủy lực vạn năng
- Bộ gá thử uốn, gối uốn
- Kính lúp để quan sát vết nứt Kí hiệu qui ước Tên gọi a
Chiều dày hay đường kính mẫu thử, mm b
Chiều rộng mẫu thử, mm L Chiều dài mẫu thử, mm l
Khoảng cách giữa các gối tựa hay chiều
rộng của khuôn tạo nên độ uốn với rãnh chữ U hay chữ V, mm R Bán kính gối đỡ, mm D
Đường kính gối uốn giữa, mm Góc uốn, độ
2.4. Trình tự thí nghiệm
Bản chất của phương pháp là mẫu thử được đem biến dạng dẻo bằng cách uốn
xung quanh một gối uốn có đường kính xác định hoặc đến khi xuất hiện vết nứt nhờ
tác dụng của một ngoại lực có hướng không đổi. 6
Mẫu thử phải được uốn đến góc từ 1600 và 1800 trên một gối uốn được quy định
trong bảng theo TCVN 1651:2008. Mác thép Đường kính danh nghĩa Đường kính gối uốn (lớn nhất)a,b d CB 300 V d ≤ 16 3 d 16 < d ≤ 50 4 d CB 400 V d ≤ 16 4 d 16 < d ≤ 50 5 d CB 500 V d ≤ 16 5 d 16 < d ≤ 50 6 d
a Đối với đường kính lớn hơn 50 mm, đường kính gối uốn trong thử uốn phải được thỏa
thuận giữa nhà sản xuất và người mua.
b Nếu có sự thỏa thuận giữa nhà sản xuất và người mua có thể sử dụng đường kính gối uốn lớn hơn.
Thử uốn có thể tiến hành theo một trong các phương pháp sau phụ thuộc yêu cầu của sản phẩm thử:
- Uốn đến khi đạt được góc uốn cho trước.
- Uốn đến khi xuất hiện vết nứt đầu tiên trong miền kéo ứng với góc uốn cho trước.
- Uốn đến khi 2 cạnh của mẫu thử tiếp xúc với nhau.
Chú ý: tải trọng tác dụng lên mẫu chậm và đều để biến dạng dẻo phát sinh tự do.
2.5. Đánh giá kết quả
Dùng kính lúp quan sát miền kéo sau khi thử uốn, ghi kết quả vào biên bản thử
(có vết nứt hay không, đạt yêu cầu hay không đạt).
Bảng 2.1 – Kết quả thí nghiệm thử uốn thép STT Mẫu thữ Gối uốn Góc uốn Kết quả 1 2 3 7
BÀI THỰC HÀNH SỐ 3
PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN CỦA BÊTÔNG
3.1 Tiêu chuẩn thí nghiệm; - TCVN 3118-1993
3.2 Mục đích thí nghiệm
Xác định cường độ chịu nén bê tông
3.3 Thiết bị thí nghiệm - Máy nén thủy lực - Thước thép
3.4 Trình tự thí nghiệm
- Dùng thước lá kim loại kiểm tra khe hở để chọn hai mặt nén của các viên mẫu.
- Xác định kích thước các cạnh của 2 mặt chịu nén; từ đó xác định diện tích của
từng mặt và giá trị diện tích chịu lực của mẫu là trung bình số học của diện tích hai mặt mẫu.
- Chọn thang lực nén mẫu thích hợp.
- Đặt mẫu vào máy nén sao cho mặt chịu nén nằm đúng tâm với thớ dưới của máy nén.
- Vận hành máy cho mặt trên của mẫu tiếp xúc với mặt trên của mẫu.
- Tăng tải liên tục với tốc độ không đổi bằng 0,6MPa/giây cho tới khi mẫu bị phá
hoại; ghi lại giá trị lực tối đa đạt được khi mẫu bị phá hoại.
3.5 Tính toán và báo cáo kết quả
3.5.1 Tính toán kết quả
- Cường độ chịu nén của từng viên mẫu được tính theo công thức sau: , (MPa) Trong đó,
Rt – cường độ chịu nén của mẫu bê tông.
P – tải trọng phá hoại (N).
S – diện tích chịu lực nén của viên mẫu (mm2).
- Cường độ chịu nén của nhóm bê tông gồm 3 viên mẫu:
• Tính cường độ chịu nén trung bình (RTB) của tổ mẫu. 8
• So sánh giá trị cường độ chịu nén lớn nhất (Rmax) và nhỏ nhất (Rmin) với
giá trị cường độ chịu nén trung bình (RTB), bằng cách tính: − R R max TB Δ = × max 100 R TB , (%) − R R min TB Δ =∣ ∣× min 100 R TB , (%)
• Nếu cả max và min đều 15% thì cường độ nén của bê tông là trung
bình số học của 3 kết quả thử trên ba viên mẫu.
• Nếu hoặc max > 15% hoặc min > 15% thì bỏ cả hai giá trị Rmax và Rmin;
khi đó cường độ chịu nén của bê tông là cường độ nén của viên còn lại.
- Cường độ chịu nén của nhóm bê tông gồm 2 viên mẫu: nếu tổ bê tông chỉ gồm
2 viên mẫu thì cường độ chịu nén của bê tông bằng giá trị trung bình số học của
kết quả thử trên hai viên mẫu đó.
3.5.2 Báo cáo kết quả thí nghiệm theo mẫu sau: Tuổi Kích thước Diện Lực phá Cường Mẫu Ngày Ngày mẫu độ đúc (mm) tích chịu nén mẫu hoại mẫu số mẫu mẫu nén mẫu (ngày) a b (mm2) (N) (MPa) 1 2 3 Cường
độ chịu nén trung bình Rb 9 10