TCXDVN274:2002

Tiêu chuẩn xây dựng TCXDVN 274:2002 về Cấu kiện bê tông và bê tông cốt thép đúc sẵn - Phương pháp thí nghiệm gia tải để đánh giá độ bền, độ cứng và khả năng chống nứt TIÊU CHUẨN XÂY DỰNG VIỆT NAM TCXDVN 274 : 2002 CẤU KIỆN BÊ TÔNG VÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP ĐÚC SẴN - PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM GIA TẢI ĐỂ ĐÁNH GIÁ ĐỘ BỀN, ĐỘ CỨNG VÀ KHẢ NĂNG CHỐNG NỨT Reinforced Concrete and Prefabricated Concrete Bui l ding Products Load i ng test methods. Assessment of strength, rigidity and crack resistance 1. Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn này quy định phương pháp thí nghiệm gia tải tĩnh đ ể đánh giá độ b ề n, độ cứng và khả năng chống nứt cho các loại cấu kiện đúc sẵn bằng b ê tông và b ê t ô ng cốt thép thường, bê tông cốt thép ứng suất trước cùng các cấu kiện hỗn hợp. Tiêu chuẩn này không áp dụng cho các cấu kiện bê tông, bê tông cốt thép chịu tải trọng nhiệt. T iê u chuẩn này áp dụng cho các cấu kiện thiết kế chịu t ả i trọng tĩnh hoặc chịu tải tr ọn g tạm thời lặp lại nhiều lần (như d ầ m cầu trục, các tấm mái có treo các thiết bị di động để vận chuyển...). Tiêu chuẩn này được sử dụng cho các thí nghiệm trong phòng hoặc hiện trường nếu đáp ứng được các điều kiện kĩ thuật mà tiêu chuẩn đề ra. 2. Tiêu chuẩn trích dẫn - TCVN 5574: 91. “ Kết cấu bê tông cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế ” . - TCVN 5440: 91. “ Bê tông - Kiểm tra và đánh giá độ bền - Quy định chung ” . - TCVN 1651: 85. “ Thép cốt bê tông cán nóng ” . - TCVN 3101: 79. “ D â y thép các bon thấp kéo nguội dùng làm cốt thép bê tông ” . 3. Thuật ngữ và định nghĩa 3.1. Thí nghiệm gia tả i tĩnh - là thí nghiệm bằng cách chất tải từ từ l ê n cấu kiện nhằm xác định sự tương quan giữa các giá trị thực tế và thiết kế của độ bền, độ cứng, khả năng chống nứt. 3.2. Tải trọng kiểm tra là giá trị tả i trọng dùng để đánh giá khả năng làm việc của cấu kiện theo kết quả thí nghiệm bằng gia tải tĩnh. Tải t rọng kiểm tra được phân ra: Tải trọng kiểm tra độ bền (kí hiệu là ) - là tải trọng ứng với khi cấu kiện bị phá hủy, nghĩa là khi cấu kiện mất khả năng chịu lực (được xác định theo điều 10.1). Tải trọng kiểm tra độ cứng (kí hiệu là ) - là tải trọng ứng với độ võng đã định trước (được xác định theo điều 10.8). Tải trọng kiểm tra hình thành vết nứt (kí hiệu là - là tải trọng ứng với sự hình thành vết nứt đầu tiên trong bê tông. T ả i trọng kiểm tra mở rộng vết nứt (kí hiệu là ) - là tải t rọng ứng với b ề rộng vết nứt đã định trước. Tải trọng phá h ủy thực tế (kí hiệu l à ) - là giá trị tải trọng thí nghiệm làm cấu kiện thí nghiệm bị phá h ủy (biểu hiện như điều 8.14). 3.3. Hệ số an toàn C - là hệ số xác định mức độ t ă ng của giá trị tải trọng kiểm tra so với tải trọng tương ứng với khả n ă ng chịu lực của nó. 3.4. Độ võng kiểm tr a (kí hiệu là f ktr ) - là giá trị độ võng được dùng để so sánh v ớ i độ võng thực tế của cấu kiện dưới tác động của tải trọng kiểm tra độ cứng, qua đó đánh giá khả năng làm việc của cấu kiện về độ cứng. Độ võng kiểm tra f k t r được xác định theo điều 10.9. 3.5. B ề rộng vết nứt ki ể m tra (kí hiệu là a kt ) - là giá trị bề rộng vết nứt được dùng để so sánh với bề rộng của vết nứt thực tế dưới tác động của t ả i trọn g kiểm tra mở rộng vết nứt, qua đó đánh giá khả năng làm việc của cấu kiện về khả năng chống nứt. 4. Quy định chung 4.1. Thực hiện thí nghiệm gia tải tĩnh nhằm kiểm t ra tổng thể các chỉ số về độ bền, độ cứng, kh ả năng chống nứt của các cấu kiện được chế tạo theo thiết kế. Việc thí nghiệm gia tải tĩnh phải xác định được các giá trị thực của tải trọng phá h ủy theo cường độ (trạng thái giới hạn thứ nhất), các giá trị độ v õ ng và bề rộng vết nứt thực t ế dưới tác động của tải trọng kiểm tra (trạng thái giới hạn thứ hai). Việc thí nghiệm gia tải tĩnh cũng có thể chỉ nhằm xác định một trong những giá trị thực tế vừa nêu trên t ùy y ê u c ầ u của khách hàng. 4.2. Đánh giá độ bền, độ cứng và khả năng chống nứt của cấu kiện được thực hi ệ n trên cơ sở so sánh các giá trị thực tế của tải t rọng phá h ủy , độ võng và bề r ộ ng vết nứt với các giá trị tương ứng của hồ sơ thiết kế. 4.3. Việc thí nghiệm kiểm tra bằng gia tải tĩnh được thực hiện theo sơ đồ quy định trong hồ sơ thiết kế tại các thời điểm . - Trước khi tiến hành sản xuất hàng loạt; - Thay đổi kết cấu , cấu tạo cấu kiện; - Thay đổi c ô ng nghệ sản xuất; - Thay đổi loại và chất lượng vật liệu; - Kiểm tra định kì; - Khi có sự cố hoặc nghi ngờ chất lượng sản phẩm. Việc thí nghiệm kiểm tra này kh ô ng thay th ế cho việc kiểm tra và nghiệm thu sản phẩm theo các yêu cầu kĩ thuật của các tiêu chuẩn mà hồ sơ thiết kế quy định đối với cơ sở sản xuất chế tạo. 4.4. Thí nghiệm được tiến hành trong điều kiện nhiệt độ dương và cường độ bê tông phải đạt yêu cầu theo thiết kế (xem TCVN 5540 : 91). 4.5. Danh mục các yêu cầu kĩ thuật mà h ồ s ơ thiết kế cần nêu rõ được cho trong phụ lục A. 4.6. Việc thí nghiệm gia tải tĩnh cần do cơ quan có tư cách pháp nhân, các kĩ sư, kĩ thuật viên được đào tạo chuyên sâu và có kinh nghiệm v ề lĩnh vực này tổ chức thực hiện. 5. Lấy mẫu thí nghiệm 5.1. Số lượng cấu kiện thí nghiệm được lấy theo quy định của tiêu chuẩn hoặc yêu cầu thiết kế cho từng loại sản phẩm, t ương ứng với cá c trường hợp sau: - Kiểm tra định kì: lấy t h e o b ả ng 5.1. Bảng 5.1: Số lượng cấu kiện thí nghiệm S ố cấu kiện đ ược chế tạo giữa các đợt t hí nghiệm Số cấu ki ệ n thí nghiệm kh ô ng nh ỏ hơn (cấu kiện) Dưới 250 2 Từ 251 đến 1000 3 T ừ 1001 đến 3000 4 Lớn hơn 3001 5 Gh i chú: Giai đoạn giữa các đợt thí nghiệm lấy theo quy định của tiêu chuẩn hoặc yêu cầu thiết kế. - Khi thay đổi cấu tạo, công nghệ chế tạo cấu kiện, trước lúc sản xuất đại trà, khi có sự cố hoặc nghi ngờ chất lượng sản phẩm: không ít hơn 2 cấu kiện. 5.2. Có thể lấy số lượng cấu kiện thí nghiệm nhiều hay ít hơn so với bảng 5.1 t ùy theo mục đích yêu cầu thí nghiệm của khách hàng. 5.3. Mẫu thí nghiệm phải cùng loại, cùng mã số và theo quy định của thiết kế. M ẫ u thí nghiệm được lấy bất kì trong lô sản phẩm. 6. Thiết bị và phương tiện thí nghiệm 6.1. Các thiết bị gia tải cần đảm bảo khả năng truyền tải lên cấu kiện theo sơ đồ đã định với sai số nhỏ hơn ± 5% giá trị tải trọng kiểm tra. Có thể gia tải bằng máy ép th ủy lực, kích th ủy lực, hệ thống đòn bẩy hoặc đặt tải trực tiếp l ê n cấ u kiện bằng các vậ t nặng, bao cát, bao (thùng) nước hay các vật liệu rơi khác . 6.2. Đo lực bằng áp lực kế (đồng h ồ áp lực), lực kế (lực kế cơ học hay điện tử). 6.3. Đo độ võng, chuyển vị bằng các thiết bị đo cơ học có giá trị vạch chia không lớn hơn 0,0 1 mm, các đầu đo điện t ử (sensor) hoặc máy thủy chuẩn, đ ộ chính xác 0,1mm (có thể ước đọc được 0,01mm). Cần chọn tính năng kĩ thuật của thiết bị phù hợp với giá trị đo độ võng, chuyển vị cần đo. 6.4. Đo b ề rộng vết nứt b ằ ng kính phóng đại có giá trị v ạ ch chia kh ô ng lớn hơn 0,05mm hoặc các dụng cụ có tính năng tương đương. 6.5. Danh mục thiết bị, phương tiện thí nghiệm có thể tham khảo ở phụ lục C. 7. Chuẩn bị thí nghiệm 7.1. Sơ đồ gối tựa và gia tải 7.1.1. S ơ đồ gối tựa và gia tải cần tuân thủ theo tiêu chuẩn, hồ sơ thiết kế và cần lựa chọn sao cho phù hợp với sơ đồ làm việc thực tế của cấu kiện và để khi thí nghiệm, cấu kiện đạt được các trạng thái giới hạn cần kiểm tra. Nếu thí nghiệm theo một sơ đồ mà không đạt được tất cả các trạng thái giới hạn cần kiểm tra thì chọn các sơ đồ thí nghiệm khác nhau để đạt được mục đích trên. Khi được thiết kế chấp nhận, có thể: - Dùng sơ đồ gối tựa và gia tải khác so với sơ đồ trong hồ sơ thiết kế nhưng v ẫ n đảm bảo nội lực trong các tiết diện kiểm tra tương đương với nội lực trong tính toán thiết kế. - Khi hồ sơ thiết kế có 2 sơ đồ thí nghiệm để kiểm tra hai trạng thái giới hạn khác nhau, cho phép thực hiện các thí nghi ệ m trên một cấu kiện song phải tiến hành gia cố cho các vị trí bị hư hỏng sau khi hoàn thành thí nghiệm theo sơ đ ồ thứ nhất. 7.1.2. Trong trường hợp do điều kiện thí nghiệm không ph ả n ánh đúng trạng thái làm việc t hực của cấu kiện, nếu được sự đồng ý của thiết kế, có thể thí nghiệm cấu kiện ở trạng thái khác với một góc 90 o hoặc 180 o nhưng cấu kiện không được có vết nứt trước khi gia tải và c ầ n thay đổi hướng gia tải và phải tính đến ảnh hưởng của trọng lượng b ả n th â n cùng các phương tiện thí nghiệm. 7.1.3. Đối với d ầm, vì kèo, tấm... một nhịp, chịu uốn, làm việc theo một phương, gối tự do thì khi thí nghiệm phải tạo hai gối tự do ở hai đầu cấu kiện, một gối cố định, một gối di động. Đối với cấu kiện là con sơn hoặc ngàm hai đ ầ u t hì phải thí nghiệm theo sơ đồ ngàm một hoặc hai đầu theo yêu cầu thiết kế (theo hình 1, 2, 7). Đối v ớ i tấm kê tự do ở bốn góc, làm việc theo hai phương, phải tạo bốn gối ở bốn góc; hai gối đối xứng theo một đường chéo là gối cầu, trong đó một gối di động và một gối cố định, hai gối còn lại là gối con lăn di động (theo hình 3). Đối với tấm kê tự d o 4 cạnh, làm việc theo hai phương, bố trí gối tựa như sau: các khớp gối di động đặt theo chu vi tấm và ở giữa ba cạnh bố trí ba con lăn (theo hình 4). Đối với tấm kê tự do ở 3 cạnh, gối c ầ u và gối con l ă n được bố trí tương tự như tấm kê tự do 4 cạnh. Đối với các tấm có sườn k ê bốn góc, làm việc theo phương dọc tấm thì gối t ựa được bố trí sao cho vừa bảo đảm cấu kiện xoay được ở các gối và chuyển vị dọc tấm vừa ng ă n chặn được chuyển vị của sườn tấm theo phương ngang (theo hình 5). 7.1.4. Trường hợp các thiết bị gia tải ngăn cản chuyển vị theo phương dọc của cấu kiện thì phải dùng các gối tựa di động. 7.1.5. Khi tiến hành thí nghiệm cấu kiện chịu lực tác dụng theo phương ngang, c ầ n bố trí các gối cầu di động đ ủ số lượng đ ể loại trừ độ võng trong mặt phẳng đứng do tải trọng bản thân gây ra. 7.1.6. Nên sử dụng viên bi (cầu) và con lăn bằng thép đặt trên b à n đệ m thép để làm gối cầu và con lăn. Đối với gối cố định cũng có thể sử dụng các loại trên nhưng có biện pháp ngăn chặn chuyển vị tự do bằng các chi tiết thép hình hoặc dùng trực tiếp thép hình hàn cố định trên bàn đệm ( t h e o hình 6). 7.1.7. Việc bố trí gối và kích thước gối cần tuân th ủ theo thiết kế hoặc xác định theo các số liệu khi tính toán thiết kế. 7.1.8. Giữa các cấu kiện thí nghiệm và gối tựa cần có bản đệm thép. Diện tích bản đệm thép lấy bằng di ệ n tích tối thiểu của gối tựa theo thiết kế quy định. Kích thước của bản đệm th é p theo phương khẩu độ của cấu kiện lấy b ằ ng kích thước tối thi ể u của gối tựa, chi ề u dày bản đệm không nhỏ hơn 1/6 kích thước nói trên. Trước khi đặt cấu kiện thí nghiệm c ầ n trải một lớp vữa xi măng cường độ cao lên m ặ t b ả n đệm thép để tạo ph ẳ ng và đ ủ sức chịu tải thí nghiệm. 7.1.9. Vị trí đặt t ả i cần được chỉ rõ bằng sơ đồ trên bề mặt cấu kiện thí nghiệm. 7.1.10. Tải trọng tập trung được tạo bằng kích hoặc các qu ả nặng truy ề n l ê n cấu kiện thí nghi ệ m bằng hệ thống đòn bẩy và c á c dầm phân b ố tải (theo hình 1, 8, 9). 7.2. Để dễ nhận biết thời điểm xuất hiện vết nứt trong bê tông, trước khi thí nghiệm nên quét vôi hoặc thạch cao loãng l ê n bề mặt cần theo dõi của cấu kiện. Sơ đồ gối tựa và gia tải H ìn h 1 : Sơ đồ g ố i tựa và gia tải cho các d ầ m , t ấm , b ả n được t ính toán là dầm 1 nhịp k ê tự do . 1. K ết c ấ u thí nghiệm ; 2. D ầ m phân tải; 3. G ối di động; 4. G ố i tựa cố định; 5. Gối di động của d ầ m phân tải; 6. Gối c ố định của dầ m phân t ải. Hình 2: Sơ đồ thí nghiệm cấu kiện con-sơn 1. Neo; 2. G ố i tựa dưới; 3. Gối tựa t r ê n; 4. Cấu kiện thí nghiệm; q - tải t rọng phân b ố đ ề u t r ê n cấu kiện a 1 = 1 /6/ n g ; a 2 = 1 /6/ n g Hình 3: S ơ đồ thí nghiệm tấm k ê 4 góc 1. G ố i c ố định; 2. Con lăn; 3. Pan e n thí nghiệm; 4. Quả c ầ u Hình 4: Sơ đồ thí nghiệm tấm k ê 4 cạnh 1. Quả cầu; 2. Con l ă n; 3. Tấm thí nghiệm; h. Chiề u cao t ấm thí nghiệm. H ì nh 5: Sơ đồ thí nghiệm t ấm có g ờ 1. Quả c ầ u; 2. M ố i hàn; 3. T ấ m t hí nghi ệ m ; 4. Tấm đ ệ m th é p ; 5. Con l ă n; 6. Thép góc. Hình 6: Sơ đ ồ gối tựa dùng để thí nghiệm cấu kiện chịu uốn Hình 7: Sơ đồ thí nghiệm c ấ u kiện chịu uốn b ằ ng tải trọng phân b ố đ ề u (a) và thay thế tải trọng phân bố đều b ằ ng tải trọng tập trung (b) Hình 8: Sơ đồ mố để thí nghiệm dầm bằng hai tải trọng tập trung 1. Mố; 2: Tấm đệm; 3: Con lăn; 4: Cấu kiện thí nghiệm; 5: Dầm phân tải; 6: Kích thủy lực; 7. Xà ngang; 8. Thanh neo; 10. Bu lông neo; 11. Quả cầu; 12. Chốt trục. Hình 9: Sơ đ ồ gia tải cho cấu kiện bằng đòn bẩy 1. Mố; 2. Tấm đệ m thép; 3. C ấ u ki ệ n t hí nghi ệ m; 4. Con l ă n; 5. Dầm phân tải; 6. Khớp c ấ u h ì nh n ê m; 7. Đòn bẩy ; 8. Cột neo; 9. Xà neo; 10. Giá đặ t t ải. Hình 10 : Sơ đồ gá l ắ p thiết bị đ o độ tụt cốt thép 1. Đ ồ ng h ồ đ o: 2. Ph ụ kiện gá l ắ p ; 3. Cốt t h é p; 4. V ít gá l ắ p. Hình 11: Cách theo dõi sự phá t triển vết nứt 1. Vết nứt; 2. N ét bút; 3. Cấp tải t rọng; 4. Đánh d ấu vị trí đo b ề rộng vết n ứ t. 7.3. Với các thiết bị gia tải, đo chuyển vị, độ võng... b ằ ng điện tử, cần xây dựng quy trình gia tải, đo đạc thích hợp với nội dung thí nghiệm và phải nắm vững hướng dẫn sử dụng thiết bị để thực hiện chính xác quá trình gia tải và đo đạc. 7.4. Các thi ế t bị gia tải, dụng cụ đo chuyển vị và các phần m ề m điều khiển . .. cần được bảo dưỡng, hiệu chuẩn định kì theo thuyết minh sử dụng. Trước khi thí nghiệm nên kiểm tra sự làm việc bình thường của chúng. 7.5. Việc gá lắp thiết bị đo chuyển vị, độ võng phải đảm bảo là chúng đã tiếp xúc với bề mặt cấu kiện (trị số đọc ban đầu phải khác 0), trục của chúng phải trùng với phương chuyển vị c ầ n đo của cấu kiện tại vị trí đo. Sơ đồ gá lắp thiết bị đo có thể tham khảo hình 7. 7.6. Đo độ tụt cốt thép bằng đồng h ồ đo chuyển vị. Thân đ ồ ng h ồ được gá chặt vào đầu cấu kiện còn đầu đo được tì l ê n cốt thép hoặc ngược lại (theo hình 10). 7.7 . Trước khi thí nghiệm c ầ n ghi chép hiện trạng thực tế của cấu kiện: kích thước, các vết nứt, rỗ, khuyết tật khác... 7.8. Khi chuẩn bị thí nghiệm, cần tuân thủ các yêu cầu đảm bảo an toàn cho người, thiết bị thí nghiệm được nêu ở mục 9. 8. Tiến hành thí nghiệm 8.1. Gia tải cho cấu kiện thí nghiệm theo sơ đồ thí nghiệm được nêu trong tiêu chuẩn hoặc theo quyết định của thiết kế đưa ra. Khi có sự thỏa thuận của cơ quan thiết kế, được phép thay thế tải phân bố đ ề u bằng tải trọng t ập trung tương đương (theo hình 7). 8.2. Giá trị tải trọng trong quá trình thí nghiệm được ghi nhận bằng các thiết bị (xem 6.2) hoặc bằng khối lượng tải đã chất l ê n cấu kiện thí nghiệm. 8.3. Khi gia tải bằng vật nặng c ầ n chú ý tuân t hủ: - Đối với cấu kiện dạng dầm, chi ề u dài của m ỗ i hàng tải theo phương khẩu độ không được vượt quá l /6 ( l - chiều dài của dầm). - Việc gia tải được thực hiện từ gối đến giữa dầm một cách đối xứng và nhẹ nhàng. - Khoảng cách giữa các chồng tải theo chiều cao không được nhỏ hơn 50mm (theo hình 7). 8.4. Khi gia tải bằng vật liệu rời đổ vào các thùng (hộp không có đáy) thì số lượng thùng không được ít hơn 2 nếu thí nghiệm cấu kiện dạng dầm, và kh ô ng được ít hơn 4 nếu thí nghiệm cấu kiện làm việc theo hai phương. Khoảng cách giữa các thùng t heo chiều cao không được nh ỏ h ơ n 0,1 l và không được nhỏ hơn 250mm. 8.5. Việc gia tải phải tuân theo ch ỉ dẫn của thi ết kế. Trong trường h ợ p kh ô ng có chỉ d ẫ n thì tiến hành như sau: a) Xác định trọng lượng bản thân cấu kiện thí nghiệm (bằng tính toán hoặc bằng cân). b) Gia tải theo cấp, mỗi cấp không quá 10% tải trọng kiểm tra độ bền và kh ô ng quá 20% tải trọng ki ể m tra độ cứng. c) Với loại cấu kiện không cho phép nứt trong quá trình sử dụng thì sau khi đ ã gia tải đến 90% tải trọng kiểm tra hình thành vết nứt, m ỗ i cấp tải tiếp theo kh ô ng được vượt quá 5% tải trọng đã n ê u. d ) Tải trọng của m ỗ i cấp cần đồng đều và đặt đúng vị trí theo sơ đồ thí nghiệm. đ) Khi tiến hành thí nghiệm có cả tải ngang và tải đứng, trước ti ê n phải tạo tải ngang t heo mối tương quan với trọng lượng bản thân của cấu kiện. e) Cần gia tải th ử một, hai cấp để kiểm tra sự làm việc của các thiết bị gia tải và thiết bị đo. 8.6. Thời gian giữ tải m ỗ i cấp không dưới 10 phút. Ở cấp tải kiểm tra độ cứng, thời gian giữ tải không ít hơn 30 phút . Ở cấp tải kiểm tra hình thành vết nứt, thời gian giữ tải là 30 phút. Ở những cấp tải cuối cùng, phải chờ cho độ võng ổn định mới chất tiếp cấp t ả i sau. 8.7. Trong quá trình thí nghiệm c ầ n ghi chép: + Giá t rị tải trọng và độ võng tương ứng của từng cấp tải. + Giá trị tải trọng khi xuất hiện vết nứt đ ầ u tiên theo phương vuông góc, khi xuất hiện vết nứt xi ê n trên cấu kiện và bề rộng của chúng. + Giá trị tải t rọng, độ võng và bề rộng vết nứt khi cấu kiện bị phá h ủy cùng những đặc tính phá h ủy . + Giá trị độ võng và bề rộng vết nứt ở cấp tải kiểm tra độ cứng được đọc tại thời điểm vừa chất tải xong và sau khi giữ tải. 8.8. Trong thời gian giữ tải c ầ n quan sát cẩn thận cấu kiện thí nghiệm: bề mặt cấu kiện, sự xuất hi ệ n và ph á t triển vết nứt, tốc độ tăng độ võng, lún gối tựa, sự tụt cốt thép... 8.9. Phải tính và vẽ ngay biểu đồ quan h ệ giữa độ võng và tải trọng của từng cấp đ ể kịp thời: Phát hiện thời điểm hình thành vết nứt. Phát hiện những sự cố bất thường xảy ra trong lúc thí nghiệm. Phát hiện những dấu hiệu mất khả năng chịu lực của cấu kiện thí nghiệm. 8.10. Cách đánh d ấ u sự phát triển vế t n ứ t: dùng bút vẽ một đường song song với vế t nứt, đến cuối vết nứt, vạch ngang một nét và ghi cấp tải tương ứng trong một vòng tròn (theo hình 11). 8.11. Đối với cấu kiện chịu uốn, bề rộng vết nứt vuông góc với trụ c dọc cấu kiện được đo ở hàng cốt thép dọc dưới cùng của vùng chịu kéo, bề rộng vết nứt xiên được đo ở hàng cốt thép dọc dưới cùng, nơi vết nứt xiên cắt cốt đai và cốt xiên. Đối với cấu kiện chịu nén lệch tâm, bề rộng vết nứt được đo ở hàng cốt thép chịu kéo nhiều nhất. Việc đo bề rộng vết nứt được tiến hành đ ồ ng thời với việc đo độ võng, độ lún gối tựa. 8.12. Đối với cấu kiện chịu uốn mà gối hai đầu thì độ võng được đo ở giữa nhịp, ở các vị trí l /3 và đo lún gối tựa, với cấu kiện con sơn độ võng được đo ở đầu tự do và đo độ lún, góc xoay ở gối. Giá trị độ võng của cấu kiện chịu uốn gối hai đ ầ u sẽ là hiệu số của độ võng giữa nhịp và độ lún gối tựa (lấy giá trị trung bình của hai gối), độ võng của cấu kiện con sơn là hi ệ u số độ võng ở đầu tự do và độ lún gối, góc xoay gối tựa. Đối với tấm phẳng gối hai cạnh, độ võng được đo ở tiết diện giữa nhịp và 1 /3 nhịp tại vị trí giữa bề rộng tấm và 2 mép tấm. Giá trị độ võng của t ấ m là trị số trung b ì nh của 3 s ố đo giữa nhịp. Đối với tấm có sườn, độ võng được đo ở các sườn dọc tại tiết diện giữa tấm và 1 /3 nhịp, l ấy giá trị trung bình số học đo được ở tiết diện giữa nhịp làm độ võng của tấm. Đối với tấm kê 4 cạnh hay 4 góc, độ võng được đo ở giữa tấm; đối với tấm gối 3 cạnh, độ võng được đo ở điểm giữa cạnh tự do. 8.13. Việc đo độ tụt cốt thép ở đầu cấu kiện được tiến hành đối với cấu kiện ứng suất trước có cốt thép tự neo (không có neo ở đ ầ u cấu kiện). Việc đo độ tụt c ố t thép được thực hiện cho ít nhất là 10% số cốt thép nh ư ng không ít hơn 2 cốt thép đối với mỗi cấu kiện. 8.14. Việc gia tải được thực hiện cho đến khi cấu kiện xuất hiện dấu hiệu bị phá h ủy (mất khả năng chịu lực), thể hiện ở các đặc trưng sau: độ võng t ă ng liên tục, v ết nứt phát t riển liên tục khi giữ nguyên tải trọng, cốt thép bị chảy dẻo trước khi bê tông vùng nén bị phá vỡ, hoặc bê tông vùng nén bị phá vỡ và cốt thép vùng kéo bị đứt. 8.15. Trong trường hợp đã thu th ậ p đủ số liệu cần thiết cho việc đánh giá kết quả thí nghiệm theo mục đích đề ra, có thể ngừng gia tải ở cấp tải trọng thích hợp. 8.16. Việc t iến hành thí nghiệm c ầ n tuân th ủ các yêu cầu đảm bảo an toàn được nêu ở mục 9. 9. Công tác an toàn cho thí nghiệm 9.1. Việc thí nghiệm cấu kiện c ầ n được b ố trí ở một khu vực ri ê ng, ng ư ời không có nhi ệ m vụ không được qua lại. Nơi thí nghiệm c ầ n rộng, thoáng, đủ ánh sáng đảm bảo tiện l ợi cho việc gia tải và đo đạc. 9.2. Ph ả i có biện pháp đ ề phòng sự phá hỏng của cấu kiện, thi ế t bị hoặc tải trọng thí nghiệm bị đổ: - Đặt các giá đỡ dự phòng ở phạm vi giữa và 1 /3 nhịp của cấu kiện. Tr ê n các giá đ ỡ phải có những tấm k ê mỏng (bằng g ỗ , thép...) hoặc gá các bàn kẹp có thể điều chỉnh độ cao bằng vít... - Trong quá trình thí nghiệm phải luôn quan sát để giữ khoảng cách nhỏ nhất (1 - 2cm) giữa các giá đỡ dự phòng và m ặ t đáy cấu kiện thí nghiệm bằng cách rút d ầ n các tấm kê mỏng hoặc điều ch ỉ nh vít để hạ bàn kẹp. - Các thiết bị gia tải phải được gá lắp ch ắ c chắn ổn định nhưng phải d ễ dàng tháo dỡ. Các biện pháp bảo vệ này không được cản tr ở độ võng tự do của cấu kiện trong quá trình thí nghiệm cho tới khi cấu kiện bị phá h ủy . 9.3. Khi thí nghiệm vì kèo, dầm và các cấu kiện khẩu độ l ớ n cần có các biện pháp đảm bảo ổn định cho cấu kiện song không được làm cản trở sự chuyển vị của chúng. 9.4. Trực tiếp đo độ võng và bề rộng vết nứt cho tới khi đạt 80% tải trọng kiểm tra độ b ề n. Quá mức tải này, cho phép quan sát các thiế t bị đo từ xa bằng ống nhòm, máy th ủy bình, trắc đạc... 9.5. Đến cấp tải gần phá h ủy có thể bỏ bớt thiết bị đo đ ể đảm bảo an toàn. 9.6. Tốc độ gia tải ở vài cấp cuối nên chậm lại, vừa chất, vừa quan sát toàn bộ cấu kiện để kịp thời ngừng gia tải, đảm bảo an toàn cho người, thiết bị đ ồ ng t hời xác định chính xác thời điểm phá hủy cấu kiện. 10. Tính toán các giá trị kiểm tra: tải trọng, độ võng và bề rộng vết nứt 10.1. Tải trọng ki ể m tra độ b ề n ( ) được xác định bằng cách nh â n hệ số an toàn C với t ả i trọng xác định khả năng chịu lực của cấu kiện được tính toán theo mục 3 tiêu chuẩn TCVN 5574 : 1991. Hệ số an toàn C được lấy như sau: - Đối với cấu kiện chịu uốn và chịu n é n lệch tâm, trong trường hợp phá hủy thứ nhất, giá trị của hệ số C xác định theo bảng 10.1. Bảng 10.1: Hệ số an toàn C cho trường hợp phá hủy thứ nhất Loại cốt thép Hệ số C C-I , C-II 1,25 C-III, C-III kéo nguội có khống chế ứng suất và độ dãn dài, thép cốt sợi từ các bon thấp (B r - I ) 1,30 C-IV, C - V , C- II I kéo nguội ch ỉ khống chế đ ộ dãn dài 1,35 Dây kéo nguội (BII) 1,40 Về đặc tính của các loại cốt th é p CI, CII ... B II , xem TCVN 1651 : 85 và TCVN 3101 : 79. - Đối với trường hợp phá hủy thứ hai, hệ số C được lấy theo bảng 10.2. Bảng 10.2: Hệ số an toàn C cho trường hợp phá hủy thứ hai Loại bê tông Hệ số C B ê t ô ng nặng, nhẹ , cốt liệu nh ỏ , silicát 1 , 60 Bê tông x ố p 1,90 10.2. Trường hợp phá hủy nói ở điểm 10.1 được hiểu như sau: a) Trường hợp thứ nhất - Phá hủy do ứng suất trong cốt thép chịu lực ở tiết diện th ẳ ng góc hay tiết diện xiên đạt đến ứng suất tương đương giới hạn chảy của t hép trước khi bê tông vùng nén bị phá hủy. b) Trường hợp thứ hai - Phá hủy do bê tông vùng nén bị phá hủy trước k h i cốt thép chịu kéo đạt giới hạn chảy (phá hủy giòn). 10.3. Đối với cấu kiện sử dụng nhi ề u loại cốt thép, hệ số an toàn C được xác định theo c ô ng thức: Trong đó: C i (i = 1, 2, 3... n) là hệ số an toàn C xác định theo bảng 10.1 ứng với thép nhóm i. A Si (i = 1, 2, 3... n) là d iện tích tiết diện cốt thép nhóm i. 10.4. Khi quy định tải trọng kiểm tra độ bền, cần tính đến khả n ă ng phá hủy theo cả hai t rường hợp, nghĩa là thiết kế cần quy định hai giá trị tải trọng ứng với C theo cả bảng 10.1 và bảng 10.2. 10.5. Khi đánh giá độ bền của cấu kiện theo kết quả t hí nghiệm, phải chọn giá trị tải trọng kiểm tra độ b ề n tương ứng với tính chất phá hủy thực tế của cấu kiện. Tính chất phá hủy thực t ế được đánh giá bằng cách so sánh giá trị độ võng và bề rộng vết nứt thực tế với giá trị giới hạn tương ứng. Khi đó: - Để đánh giá độ bền cấu kiện t heo tiết diện thẳng góc, d ùng giá trị độ võng ở tải trọng phá hủy thực tế. - Để đánh giá độ b ề n theo tiết diện nghiêng, dùng bề rộng vết nứt ở tải trọng phá hủy thực tế. 10.6. Độ v õ ng giới hạn được tính theo công thức sau: a) Trường hợp phá hủy thứ nhất: nhân với 2,5 khi dùng thép C-I I I hoặc t hấp hơn; (1) 2 khi dùng thép C-IV, C-III kéo nguội và cao hơn b) Trường hợp phá hủy thứ hai: (2) B ề rộng vết nứt giới hạn được tính theo công thức sau: a) Trường hợp phá hủy thứ nhất: nhân với 2,5 khi dùng thép C-III hoặc thấp hơn (3) 2 khi dùng thép C-IV, C-III kéo nguội và cao hơn. b) Trường hợp phá hủy thứ hai: (4) Trong các công thức (1), (2), (3) và (4): - f gh là độ võng giới hạn; - f k t r là độ võng kiểm tra; - a gh là b ề rộng vết nứt giới hạn; - a ktr là bề rộng vết nứ t ki ể m tra; - là tải trọng thực tế khi cấu kiện bị phá hủy; - là tải trọng kiểm tra độ cứng; - là tải trọng kiểm tra b ề rộng vết nứt. 10.7. Nếu độ võng thực tế hay bề rộng vết nứt thực tế đo được ở tải trọng phá hủy bằng hay lớn hơn giá trị giới hạn theo trường hợp phá hủy thứ nhất, thì để đánh giá độ bền của cấu kiện, phải so sánh tải trọng phá hủy t hực tế với tải trọng kiểm tra đ ộ bền lấy cho trường hợp phá hủy này (nghĩa là dùng hệ số an toàn C theo bảng 10.1). Nếu độ v õ ng thực tế hay bề rộng vết nút thực tế đo được ở tải trọng phá hủy bằng hay nhỏ hơn giá trị giới hạn t heo trường hợp phá hủy thứ hai, tải trọng phá hủy thực tế c ầ n so với tải trọng kiểm tra lấy cho trường hợp phá hủy này (nghĩa là tính đến hệ số C trong bảng 10.2). Với các giá trị trung gian về độ võng và bề rộng vết nứt, tải trọng kiểm tra độ b ề n n ế u trong hồ sơ thiết kế cho phép được tính lại với hệ số an toàn C lấy theo cách nội suy tuyến tính nhưng không nhỏ hơn 1,4. 10.8. Tải trọng kiểm tra độ cứng ( ) được xác định t heo t ổ hợp b ấ t lợi nhất của tải trọng tiêu chuẩn (hệ số C = 1) (trích dẫn từ điều 4.1 của TCVN 5574 : 1991). 10.9. Độ võng kiểm tra (f ktr ) được xác định bằng tính toán, dùng tải trọng kiểm tra độ cứng (lấy tác dụng ngắn hạn) để tính. 10.10. Độ võng kiểm tra của cấu ki ệ n ứng suất trước f k t xác định theo công thức: f kt = f 1 + f 2 Trong đó: f 1 - độ võng toàn ph ầ n do tải trọng kiểm tra (tải chất th ê m và khi cần thiết cả tải trọng bản thân cấu kiện nữa) và do lực nén trước. f 2 - độ v ồ ng (lấy dấu cộng) hay độ võng (lấy d ấ u trừ) do tải trọng b ả n thân và do lực nén trước; đồng thời nếu m ặt t r ê n cấu kiện có sự hình thành các vế t nứt thì giá trị f 2 xác định như đối với cấu kiện có vết nứt ở mặt tr ê n. 10.11. H ệ số an toàn C dùng để xác định tải trọng kiểm tra hình thành vết n ứ t ( ) được lấy như sau: đối với cấu kiện có yêu cầu chống nứt cấp I, dùng hệ số C bằng 1,4 cho bê tông tổ ong và bằng 1,3 cho các loại b ê t ông khác. 10.12. Để tính bề rộng vết nứt kiểm tra (a k t r ) , dùng hệ số an toàn C = 0,7. Trong cấu kiện chịu uốn mà chiều dày lớp bê tông bảo vệ theo thiết kế vượt trị số tiêu chuẩn a t c = 25mm thì cho phép t ă ng bề rộng vết nứt kiểm tra đối với các vết nứt vuông góc với trục dọc của cấu kiện b ằ ng cách chia nó cho h ệ số q cho ở bảng 10.3. Bảng 10.3: Hệ s ố q a tc /a tk 0,8 0,6 £ 0 , 5 q 0 , 95 0,85 0,75 Ghi chú: a t c - chiều dày lớp bê tông bảo vệ lấ y b ằ ng 25mm. a tk - chi ề u dà y lớp bê tông bảo vệ theo thiết kế. 11. Đánh giá kết quả thí nghiệm 11.1. Đánh giá độ bền 11.1.1. Độ bền của cấu kiện thí nghiệm được đánh giá theo giá trị tải trọng lớn nhất tại thời điểm cấu kiện xuất hiện dấu hi ệ u mất kh ả năng chịu lực (tải trọng phá hủy thực), thể hiện ở các đặc trưng sau: độ võng t ă ng li ê n tục, vết nứt phát triển liên tục khi giữ nguyên tải trọng, cốt thép bị đứt, bê tông vùng nén bị vỡ. 11.1.2. Đánh giá độ bền được thực hiện bằng cách so sánh tải trọng phá hủy thực tế với tải trọng kiểm tra độ b ề n được quy định trong tiêu chuẩn hoặc trong tài liệu thiết kế. 11.1.3. Tải trọng kiểm tra đ ộ bền được xác định t h e o những quy định ở điều 10.1. 11.1.4. Cấu kiện được xem là đạt độ bền nếu th ỏa mãn các điều kiện sau: - Khi thí nghiệm hai cấu kiện, tải trọng phá hủy thực tế không nhỏ hơn 95% tải trọng kiểm tra độ bền, nếu thí nghiệm từ 3 cấu kiện tr ở l ê n thì kh ô ng nhỏ hơn 90% tải trọng kiểm tra độ b ề n. 11.1.5. Muốn đánh giá độ bền cấu kiện thí nghi ệ m một cách chính xác hơn thì dùng các đặc trưng cơ lí thực tế của bê tông, cốt thép và kích thước thực tế của cấu kiện đ ó xác định kh ả năng chịu l ự c của nó. Các đặc trưng cơ lí này do cơ sở sản xuất cung cấp hoặc lấy t ừ số Ii ệ u thí nghiệm m ẫ u th é p và bê tông do họ cung cấp. 11.1.6. Đối với cấu kiện ứng suất t rước có cốt thép tự neo (không có neo ở đầu), cấu kiện được coi là đảm bảo độ bền nếu thỏa mãn t h ê m các điều kiện sau: - Khi thí nghiệm từ 2 cấu kiện trở l ê n, tại tải trọng kiểm tra độ bền, độ tụt của thép so với bề mặt bê tông ở đ ầ u cấu kiện không được vượt quá 0,2mm. 11.2. Đánh giá độ cứng 11.2.1. Độ cứng của cấu kiện được đánh giá bằng cách s o sánh độ võng thực tế dưới tải trọng kiểm tra với độ võng kiểm tra. Tải trọng kiểm tra và độ võng kiểm tra lấy theo điều 10.8 và 10.9. 11.2.2. Độ võng thực tế được xác định sau khi giữ cấu kiện thí nghiệm dưới t ải trọng kiểm tra độ cứng theo điều 8.6. 11.2.3. Tải trọng ki ể m tra là tổng tải trọng thực tế mà cấu kiện thí nghiệm phải chịu, bao g ồ m trọng lượng bản thân cấu kiện, t rọng lượng các thiết bị gia tải, trọng lượng phần t ả i chất th ê m... Khi thí nghiệm cấu kiện được đ ặ t dưới một góc 90 o hoặc 180 o so với trạng thái làm việc thì cần tính đến ảnh hưởng c ủa tr ọng lượ ng bản thân và phụ kiện thiết bị đến giá trị độ võng kiểm tra. Trong trường hợp này cần thống nhất với thiết kế về giá trị phụ tải và độ võng kiểm tra. 11.2.4. Cấu kiện được xem là đ ạt yêu cầu về độ cứng: - Khi thí nghiệm hai cấu kiện mà độ võng thực tế không quá 115% độ võng kiểm tra. - Khi thí nghiệm từ 3 cấu kiện t r ở l ê n mà độ võng thực tế không quá 120% độ võng kiểm tra. 11.3. Đánh giá khả năng chống nứt 11.3.1 . Khả năng chống nứt của cấu kiện được đ ánh giá theo tải trọng hình thành vết nứt đầu ti ê n trong bê tông và theo bề rộng vết nứt. Tải trọng thực tế hình thành vết nứt được so với tải trọng kiểm tra hình thành vết nứt, bề rộng vết nứt được so với bề rộng vết nứt kiểm tra. Tải trọng kiểm tra hình thành vết nứt và bề rộng vết nứt kiểm tra lấy theo điều 10.11 và 10.12. 11 . 3.2. Khi tiến hành thí nghiệm và đánh giá bề rộng vết nứt cần x e m xét sơ đồ thí nghiệm đ ã nêu trong điều 11.2.3. 11.3.3. C ấ u kiện có yêu cầu chống nứt cấp I phải thỏa mãn điều kiện sau: - Khi thí nghiệm hai cấ u kiện, tải trọng thực t ế hình thành vết nứt không nhỏ hơn 90% tải trọng kiểm tra hình thành vết nứt. - Khi thí nghiệm từ 3 cấu kiện trở l ê n, tải trọng thực t ế hình thành vết nứt không nh ỏ hơn 85% t ả i t rọng kiểm tra hình thành vết nứt. 11.3.4. Cấu kiện hoặc l à bộ phận cấu kiện có yêu cầu chống nứt cấp II và III được gọi là đạt yêu cầu khi thí nghiệm 2 và từ 3 cấu kiện trở l ê n, bề rộng vết nứt lớn nhất kh ô ng vượt quá bề rộng vết nứt kiểm tra nhân với hệ số tương ứng là 1,10 và 1,15, ngoài ra cũng không được vượt quá giá trị bề rộng vết nứt cho phép cho ở tiêu chuẩn thiết kế. 11.4. Đánh giá tổng hợp kết quả thí nghiệm 11.4.1. Cấu kiện thí nghiệm được xem là đạt y ê u c ầ u v ề độ bền, đ ộ cứng và khả năng chống nứt, nếu chúng đáp ứng được tất cả các yêu cầu đã nê u trong mục 11. 12. Báo cáo kết quả thí nghiệm 12.1. Kết quả thí nghiệm được lập thành văn bản và lưu ở phòng thí nghiệm, ở phòng quản lí kĩ thuật hoặc phòng kiểm tra chất lượng sản phẩm. 12.2. Hồ sơ thí nghiệm gồm các nội dung sau: - Ngày thí nghiệm. - Danh sách những người tham gia thí nghiệm và trình đ ộ kĩ thuật. - Tên gọi và mã số của cấu kiện thí nghiệm. - Ngày sản xuất cấu kiện, số hiệu l ô sản phẩm. - Điều kiện bảo quản cấu kiện trước khi thí nghiệm. - Loại hay mác bê tông theo cường độ nén. - Các đặc tính về cường độ thực tế của bê tông ở ngày thí nghiệm. - Dạng, loại cốt thép chịu lực. - Các đặc tính về cường độ thực tế của cốt thép t heo chứng chỉ của nhà máy sản xuất hoặc theo kết quả thí nghiệm mẫu thép. - Cấp chống nứt d o thiết kế quy định. - Sơ đ ồ thí nghiệm: sơ đồ gối tựa, gá lắp thiế t bị đo, vị trí chất tả i. - Trọng lượng cấu kiện (bằng tính toán hoặc bằng cân đo). - Trọng lượng phần t ả i trọng chấ t thêm. - Giá trị tải trọng kiểm tra: + Theo độ bền ( ở trường hợp phá hủy thứ nhất và thứ hai). + Theo độ cứng. + Theo sự hình thành vết nứt. + Theo mở rộng vết nứt. - Độ v õ ng kiểm tra và bề rộng vết nứt kiểm tra. - Tải trọng kiểm tra có tính đến đặc tính cơ lí thực tế của th é p và bê tông khi chúng khác với giá trị thiết kế. - Kết quả thí nghiệm: + Tải trọng phá hủy và đặc điểm phá hủy. + Tải trọng hình thành v ết nứt và tính chấ t của các vết nứt. + Độ võng ở tải trọng kiểm t ra. + Bề rộng vết nứt ở tải trọng kiểm tra. + Độ tụt đầu cốt thép trong b ê tô ng. + Ảnh mô t ả quá trình thí nghiệm và đặc tả hiện tượng phá hủy , t ình trạng nứt... 12.3. Khi thí nghiệm từ 2 cấu kiện tr ở lên thì những vấn đ ề chung được đưa vào một v ă n b ả n song các số liệu cụ thể của từng cấu kiện thì phải ghi r iê ng. 12.4. Kết quả đánh giá độ bền, độ cứng và kh ả n ă ng chống nứt được l ậ p thành văn bản trong đó có ghi rõ sai lệch lớn nhất v ề số liệu thí nghiệm so với các giá trị quy định theo tiêu chuẩn, ghi rõ kế t luận đánh giá v ề độ b ề n, độ cứng và khả năng chống nứt theo tiêu chuẩn thí nghiệm. Các văn bản này phải được người tiến hành thí nghiệm, trư ở ng phòng t hí nghiệm , trưởng phòng kiểm tra chất lượng và cán bộ lãnh đạo đơn vị cùng đại diện thiết kế ký xác nhận. PHỤ LỤC A (Quy định) DANH MỤC CÁC YÊU CẦU CẦN NÊU TRONG HỒ SƠ THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM A. 1 . Sơ đồ gối tựa và sơ đồ gia tải của cấu kiện thí nghiệm. A. 2. Ch ỉ dẫn v ề tính chất làm việc của cấu kiện trong kết cấu công trình có tính đến khả năng chịu lực. Chiều dài gối hoặc ng à m tối t hi ể u dùng trong tính t oán. A. 3. Giá trị tải trọng kiểm tra đ ộ b ề n và dự đoán tính ch ấ t phá hủy khi thí nghiệm. A. 4 . Giá trị tải trọng kiểm t ra đ ộ cứng, giá trị độ võng kiểm tra. A. 5. Giá trị tải trọng kiểm tra hình t hành vết nứt. A. 6. Giá trị tải trọng kiểm tra mở rộng vết nứt, bề rộng vết n ứ t kiểm tra và b ề r ộ ng vết n ứt cho phép. Chỉ dẫn về các khu vực cấu ki ệ n cần đ o bề rộng vết n ứ t. A. 7. Trong trường h ợ p nếu các cấu kiện thí nghiệm theo đúng trạng thái chịu tải như t hiết kế và t ả i tác dụng từ trên xuống thì hồ sơ thi ết kế cần chỉ rõ giá trị tải trọng chất th ê m bằng giá trị tải trọng kiểm tra trừ đi trọng lượng bản thân cấu kiện. A. 8. Chu kì thí nghiệm và s ố lượng cấu kiện cần thí nghiệm. PHỤ LỤC B (Tham khảo) VÍ DỤ THÍ NGHIỆM GIA TẢI TĨNH VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM CHO PANEN ĐÚC SẴN Công ty x â y d ựng X (B ê n A) y ê u cầu thí nghiệm gia tải tĩnh cho panen để đánh giá khả n ă ng chịu lực của nó thông qua các chỉ tiêu độ b ề n, độ cứng và khả n ă ng ch ố ng nứt. Tài liệu do b ê n A cung cấp: Loại panen hộp dùng làm sàn cho lớp học. Panen chịu tải phân bố đ ề u với: + H oạt tải: 500daN/m 2 , hệ số vượt t ả i 1,2. + Tĩnh tải: - Vữa tr á t trần 30 d aN/m 2 , hệ số vượt t ả i 1,2. - Vữa đệm l ót 30daN/m 2 , h ệ số vượ t tải 1,2. - Gạch lát 30daN/m 2 , hệ số vượt t ả i 1,1. - Trọng lượng panen 212 daN/m 2 , hệ số vượt tải 1 , 1. Sơ đồ gối tựa: panen gác l ê n tường ngang chịu lực, mối đầ u gác 10 cm ( l = 4 , 1m) Pan e n thuộc loại 3 chống nứt Như vậy, b ê n A chưa cung cấp đầy đ ủ những nội dung mà phụ lục A TCXDVN 274 : 2002 y ê u cầu. B ê n t iến hành thí nghiệm (bên B) đã xác định thêm các nội dung đ ó như sau: B. 1 . Tính toán các giá trị kiểm tra B.1.1. Tính tải trọng kiểm tra Diện tích mặt panen: 0,6 x 42 = 2,52m 2 Tải trọng kiểm tra độ cứng: - Tĩnh t ải: + Vữa trát trần: 30 (daN/ m 2 ) x 2 , 52 m 2 = 75,6 daN + Vữa đệm lót: 30 (daN/ m 2 ) x 2 , 52 m 2 = 75,6 daN + Gạch lát: 30 (daN/ m 2 ) x 2 , 52 m 2 = 75,6 daN + Pa nen: 212 (daN/ m 2 ) x 2,52 m 2 = 533 daN Hoạt t ả i: 500 (daN/ m 2 ) x 2,52 m 2 = 1260 daN Tổng tải trọng tiêu chuẩn tức tải trọng kiểm tra độ cứng là: = 2019,8 daN. Vì hướng tác dụng của t ả i tr ọng trùng với phương làm việc của panen n ê n theo điều A.7 , tả i trọng c ầ n chất th ê m đ ể đ ạt được là: = 2019,8 – 533 = 1486,8 daN (tương đương 60 qu ả gang 25 kg). Tải trọng kiểm tra độ bền: Tĩnh tả i: + Vữa tr á t tr ầ n: 75,6 (daN) x 1,2 = 90,72 daN + Vữa đệm lót: 75,6 (daN) x 1,2 = 90 , 72 daN + Gạch lát: 75,6 (daN) x 1,1 = 83,16 daN + Pan e n: 533 (daN) x 1,1 = 586 , 3 daN Hoạt tả i: 1260 (daN) x 1 , 2 = 1512 daN Tổng tải trọng tính t oán: P tt = 2362,9 daN Tải trọng kiểm tra độ bền là: = 1,4P tt = 1,4 x 2362 , 9 = 3308,1 daN . Vì hướng tác dụng của tải trọng trùng với phương làm việc của panen n ê n tải trọng c ầ n chấ t th ê m để đạ t là: = 3308,1 – 533 = 2775 daN (tương đương 111 quả gang 25kg) B.1.2. Tính độ v õ ng ki ể m tr a của panen (Theo mục 4 TCVN 5574: 1991 và điều 10.9 của ti ê u chuẩn này). Độ v õn g kiểm tra f ktr của panen được t í n h theo công thức: , Vì c = 0 n ê n y a = 1 – S .m T rong đ ó: - R kc : cường độ chịu kéo ti ê u chuẩn, với bê tông mác 200 R k c = 11 , 5 kG/cm 2 - M: m ô m e n lớn nhất do toàn bộ tải trọng tiêu chuẩn g â y nên: M = q l 2 /8 q = P /4 , 2 = 2019 , 8/4,2 = 480,9 kG/m M = q l 2 8 = 480,9 x 4, l 2 /8 = 101049 kGcm. M = 101049 kGcm. Trong đ ó: j b , j a , j a ’ - mômen quán tính của tiết diện b ê t ô ng vù n g nén, của cốt thép F a và F a’ lấy đ ố i với trục trung h òa . S k - m ô men tĩnh của diện tích vùng b ê t ông chịu kéo lấy đối với t r ụ c trung hòa ; x o – chi ề u cao vùng nén khi chưa xuất hiện vết nứt. (cm 4 ) W n = 5210 (cm 3 ) y a = 1 – S.m Ở đ ây S = 1 do kể đến tác dụng ngắn hạn của tải trọng ứng với cốt th é p trơn và cốt thép có g ờ . y a = 1,25 – 1.0,5929 = 0,6571 Trong c ô ng thức t r ê n. L ấy v = 0 , 45 do t ác dụng ng ắ n hạn của t ải trọng B.1.3. Tính bề rộng vết nứ t ki ể m t ra của panen (Theo mục 4 TCVN 5574 : 199 1 ) B ề rộng v ết n ứt của panen đ ư ợc tính theo c ô ng t hức: Trong đó: + K là hệ số. K = 1 đối với cấu kiện chịu uốn và nén lệch tâm. + C là hệ số x é t đến tính chất t ác d ụ ng của tải trọng, C = 1 với tá c dụng ngắn hạn của tải trọng. + h là hệ s ố xét đ ế n tính chất bề mặt của cốt thép. h = 1,3 với thanh th é p t ròn trơn. + P là tỉ số phần t r ă m của tiết diện cốt thép d ọc chịu kéo đ ối với diện tích làm việc của ti ết diện b ê tô ng. Trong khi tính theo công thức trên lấy P không lớn hơn 2. Đối với cấu kiện chịu uốn, chịu nén lệch tâm và kéo lệch tâm tiết diện ch ữ nhật hoặc chữ T có cánh chịu nén thì: P = 100 . m = 100.Fa/bh o = 100.4,02/10.17 , 8 = 2,26. Lấy P = 2. + d là đường kính cốt thép dọc ch ị u kéo tính b ằ ng mm, d = 16mm. + E a và s a : m ô đun đàn h ồ i và ứng su ấ t tr ong cốt thép chịu kéo, tính cùng đ ơn vị như nhau. E a = 2 , 1.10 6 daN/cm 2 daN/cm 2 mm Theo đ i ề u B.10, bề rộng vết nứt kiểm tra là: a ktr = 0,7a n = 0,7 x 0,09mm = 0,063mm B.2. Lấy m ẫ u thí nghiệm: Lấy số lượng tối thiểu là 2 panen theo điều 5.1 của t i ê u chuẩn TCXDVN 274 : 2002. Sau khi đ ã xác đ ịnh t h ê m những nội dung c ầ n thiết t r ê n và t rao đ ổ i với b ê n A, được b ê n A xác nhận những n ộ i dung ấy là đúng với y ê u c ầ u và số liệu tính toán của b ê n A , b ê n B b ắ t đ ầ u c ô ng tác chuẩn bị thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm, x ử lí số liệu và đánh giá kết quả theo tiêu chuẩn TCXDVN 274 : 2002. Chi tiết của quá trình t hí nghi ệ m và đánh giá số liệu thí nghiệm như sau: B.3. Chuẩn bị thí nghiệm B.3.1. Chọn sơ đồ thí nghi ệ m C ă n cứ vào tính ch ất làm việc của panen và sơ đồ gối do b ê n A cung cấp theo điều 7.1.4 TCXDVN 274 : 2002. chọn sơ đồ thí nghiệm cho panen như hình 7a phụ lục C. T ấ m đệ m thép c ó kích thước 700 x 100 x 20mm. Gối tự do l à con l ă n thép f 32. G ối cố định là t h é p góc 45. Mố thí nghiệm có kích thước là 330 x 700 x 700mm. B.3.2. Theo đi ề u 7.2 TCXDVN 274 : 2002, sau khi gác pan e n l ê n mố thí nghi ệ m theo sơ đ ồ đ ã chọn, quét hai l ầ n nước vôi loãng l ê n hai thành và đ áy panen (nước vôi đầ u khô mới quét nước t iếp theo). Sau đó, k ẻ ô gia tải. B.3.3. Chọn các qu ả gang nặng 25kg ± 0,5kg làm tải trọng chất lên panen. B.3.4. Xác định tả i trọng từng cấp và sơ đồ vị trí đặt tải: - Tải trọng từng cấp được xác đ ịnh theo đ i ề u 8.5: 20% tải trọng ki ể m tra độ cứng tức 1487/5 = 297,4 daN tương đương 12 qu ả gang (300 daN). - Sơ đồ vị trí gia tải theo hình B. 1. H ì nh B. 1 : Sơ đồ vị tr í đặt t ả i thí nghiệm cho panen M ỗ i ô vuông đặt tải có kích thước 20 x 20 (vì đáy của quả gang rộng 14 x 14) Vị trí gia tải theo từng cấp được ph â n bố trê n bề mặt panen theo điều 8.3 và đ i ề u 8.5d. M ỗ i cấp chất 12 quả gang, đặt vào các ô đánh số 1, 2, 3, 4, 5 tương ứng với thứ tự của cấp tả i. Các cấp 6, 7 , 8, 9 , 10 sẽ đ ặ t vào vị trí của các cấp 1 , 2, 3, 4, 5 một cách tương ứng. B.3.5. Chọn và l ắ p thi ế t bị đo B.3.5.1. Đo độ võng Dùng 6 đồ ng h ồ s o (cơ học) có giá trị vạch chia 0,05mm l ắ p ở hai sườn panen tại 3 vị trí l/ 2 và l/ 3. Trường hợp không đ ủ đ ồ ng h ồ so 0,05mm th ì có t hể dùng loại có giá trị vạch chia 0,01 mm. Đo lún gối tựa dùng 4 đ ồng h ồ so 0 , 0 1 mm lắp ở tr ê n m ặ t hai tấm đ ệm thép (Theo s ơ đ ồ hình 7a). Sau khi l ắ p t hiết bị đ ã ki ể m tra , đạ t y ê u c ầ u của đ iều 7.4. B.3.5.2. Phát hiện vết nứt b ằ ng kính phóng đại chuyên dụng có giá trị vạch chia bằng 0,05mm. B.3.6. L àm các giá đỡ an t oàn theo điều 9.2 của tiêu chu ẩ n TCXDVN 274 : 2002: tạ o 3 con ngựa g ỗ có chiều cao cách đáy panen 10 cm, đ ặ t ở 3 vị trí l/ 1 và l/ 3. Trên mại ngựa g ỗ đ ặ t thêm các tấm g ỗ hoặc thép mỏng cho đến độ cao cách đáy panen khoảng 1 - 2cm. Các quả gang làm tải trọng được x ế p thành ch ồ ng cách xa panen thí nghiệm khoảng 1 , 5 - 2m đ ể tạo đi ề u kiện cho việc t hu thập số liệu thí nghiệm d ễ dàng. B.3.7. Gia tải thử theo điều 8.5e. B. 4. Tiến hành thí nghiệm Việc tiến hành thí nghiệm được thực hiện theo các điều 8 của TCXDVN 274 : 2002. Các số li ệ u đ o được trong quá trình thí nghi ệ m cho ở bảng B. 1 . Đến cấp tải thứ 11 , tải trọng chấ t th ê m là 2850daN với panen 1 và 2825 daN với panen 2 , thấy đ ộ võng t ă ng liên tục, cốt thép bị chảy d ẻ o r ồ i b ê t ô ng vùng nén ở tiết diện giữa nhịp bị phá v ỡ : cấu kiện bị phá hủy theo tiết diện vuông góc ở giữa nhịp panen với đặ c trư ng phá hủy loại thứ nhất. Độ võng đo được ở cấp tải này là: = 28,55mm đối với panen 1 và 28,98 m m đối với panen 2. Tải trọng phá hủy thực tế của panen là tải trọng chất th ê m cộng trọng lượng panen, cụ thể: - Với panen 1 có: = 2850 + 533 = 3383 daN - Với panen 2 có: = 2825 + 533 = 3358 daN B. 5. Xử lí số liệu Kế t qu ả đo đ ộ võng và lún gối tựa được tính t oán từng cấp theo tải trọng. Sau khi xử lí số liệu theo điều 8.12 ( đ ộ võng trung bình ở giữa nhịp trừ đi đ ộ lún trung bình của hai g ố i tựa). Kết quả cho ở bảng B.1 và hình B.2. Bảng B. 1 : Kết quả thí nghiệm panen Thứ tự cấp t ải Trị số tải trọng Độ võng giữa nhịp (mm) B ề rộng vết n ứt (mm) Ghi chú Panen 1 Panen 2 Panen 1 Panen 2 1 300 1,52 1,55 2 600 3,05 3 , 10 3 900 4,53 5,40 0,05 0,05 4 1200 7 , 02 7 , 85 5 1500 9,65 10,53 5' 1500 10 , 17 11 , 08 0 , 05 0 , 05 Giữ t ải 30’ 6 1800 12 , 82 13 , 76 7 2100 15,50 16,48 8 2400 18,35 19 , 36 9 2575 20,3 21 , 38 10 2775 22,5 23,61 10’ 2775 23 , 80 25,12 Gi ữ tả i 30' 11 2850 28 , 55 28,98 Phá hủy B. 6. Đánh giá kết quả thí nghiệm B. 6. 1 . Đánh giá đ ộ b ề n Căn cứ vào đặ c trưng phá hủy n ê u ở trên, có thể kết luận panen bị phá hủy theo trạng thái t hứ nhất. Tuy nhiên, v ẫ n ph ả i tính f gh đ ể xác đị nh chính xác tính chất phá hủy của panen như đ iều 10.5 TCXDVN 274 : 2002. Vì panen bị phá hủy ở tiết diện thẳng góc n ê n đ ể đánh giá trạng thái phá hủy của panen c ầ n xác định giá trị f gh (không cần xác định a gh như điều B. 5). Theo điều 10.6 TCXDVN 274 : 2002 có : Panen bị phá hủy theo trư ờ ng hợp thứ nhất: có mm Hình B.2: Bi ể u đồ quan hệ giữa độ võng và tải trọng của panen (dùng hệ số 2,5 vì panen sử dụng thép C I ). Panen bị phá hủy theo trường hợp t hứ hai: c ó mm Vì không đo được độ võng do trọng lượng b ả n th â n của panen gây ra nên tính nó b ằ ng cách nội suy tuyến t ính theo độ võng đo được trong khi thí nghiệm cho tới trước khi xuấ t hiện vết nứt và trọng lượng của panen. mm Như vậy, ta có: độ võng thực tế lúc phá hủy là: = 28,55 + 2,73 = 31,28mm » f g h 1 = 32,24mm đối với panen 1. = 28,98 + 2,73 = 31,7 1 mm » f gh 1 = 32,24mm đ ố i với panen 2. nên theo điều 10.7 TCXDVN 274 : 2002, để đánh giá độ b ề n của panen , dùng h ệ số an toàn C ở bảng 1, với thép CI , lấy C = 1,25. Như vậy, tải trọng ki ể m tra độ bền của panen là: » 2954 daN Theo đi ề u 11.1.2 của TCXDVN 274 : 2002, để đánh giá đ ộ bền , dùng tỉ số , ta có: + Panen 1: 3383/2954 = 1,145 > 0,95. + Panen 2: 3358/2954 = 1 , 137 > 0,95. Theo đ i ề u 11.1.4 của TCXDVN 274 : 2002. loại panen này đạ t yêu cầu v ề đ ộ b ề n. B. 6.2. Đánh giá độ cứng Theo điều 11.2.1, để đ ánh giá độ cứng của panen, lập t ỉ số f ttế /f ktr + Panen 1: f ttế = 10,17 + 2,73 = 12,9 và có f ttế /f ktr = 12,9/7,7 = 1,68 > 1 , 15. + Panen 2: f ttế = 11,08 + 2,73 = 13,81 và có f ttế /f ktr = 3,81/7,7 = 1,79 > 1,15. Theo điều 11.2.4 của TCXDVN 274 : 2002, loại panen này không đạt y ê u cầu v ề độ cứng. B. 6.3. Đánh giá khả năng chống nứt Vì panen thuộc loại 3 về chống n ứt nên c ầ n khống chế bề rộng vết n ứ t, như đã tính ở B.3, có: a k tr = 0,063mm Bề rộng vết nứt ở tải trọng kiểm tra đo được là a ttế = 0,05mm. Theo điều 11.3.4 có a ttế /a k tr = 0,05/0,063 = 0,79 1,1 nên loại panen này đạt y ê u cầu v ề chống nứt. B. 6.4. Đánh giá tổng hợp Từ các số liệu tính toán, kết quả thí nghiệm, xử lí số liệu, lập được bảng tổng hợp B.2 sau: Bảng B.2: Bảng tổng hợp và đánh giá k ế t quả thí nghiệm Chỉ tiê u Panen Độ b ề n Độ cứng Chống nứt Yêu cầu Nhận xét f tt /f ktr Yêu c ầ u Nhận xét a tt /a ktr Yêu c ầ u Nhận xét Panen 1 ³ 0 , 95 Đạt £ 1,15 Không đạt £ 1,1 Đạ t Panen 2 ³ 0,95 Đạt £ 1 , 15 Không đ ạt £ 1 , 1 Đạt Bảng B.2 cho thấy hai panen hộp vừa thí nghiệm ch ỉ đạt y ê u c ầ u chất lượng về độ bền và chống n ứt mà không đạt yêu cầu về độ cứng. Kết luận: C ă n cứ điều 11.4.1 TCXDVN 274 : 2002, do loại panen thí nghiệm không đáp ứng được tất cả các yêu cầu của t hiết kế n ê n không đ ạt yêu cầu chung về chất lượng. Nói cách khác là, loại panen này không đủ khả n ă ng chịu hoạt t ả i 500daN/m 2 . Vi ệ c x ử lí đối với c ô ng trình sử dụng loại panen này do cơ quan thiế t kế quyết định. PHỤ LỤC C (Tham khảo) DANH MỤC THIẾT BỊ, PHƯƠNG TIỆN GIA TẢI VÀ ĐO ĐẠC C . 1 . Thiết bị đo chuyển vị, biến dạng... Th ứ tự T ê n t hi ế t bị Tính năng k ỹ thu ậ t Ghi chú 1 Đ ồ ng h ồ so Liên Bang Nga Phạm vi đ o 0 ¸ 0.5; 0 ¸ 10 cm Đ ộ chính xác 0,0 1 mm Đo độ võng, chuy ể n vị 2 Đồng h ồ so Thụy Sỹ Phạm vi đ o 0 ¸ 5cm Độ chính xác 0,05mm Đo độ võng, chuyển vị 3 Máy đo TDS 601 và bộ chuyển kênh 50 đ ầu đo Phạm vi đo: ± 199,99 x 10 -3 Mm/mm; phạm vi đo chuyển vị ph ụ thuộc đầu đ o gắn vào máy Máy chính 10 kênh Bộ chuyển 50 k ê nh Đi ề u khiển trên màn hình Đo biến dạng, chuyển vị, lực... (tùy loại đầu đo được sử dụng) khi thí nghiệm các kết cấu bê tông, b ê tô ng cố t thép và kim loại 4 Máy đo chuyển vị b ằ ng tia Laser PSM-90-Nopt e l-Phần Lan Góc lệch 9 0 o ± 10 o Tốc đ ộ lấy số liệu 500 số/giâ y Phạm vi đo 80mm. Đ ộ chính xác 0,05mm 5 Thiết bị Comparator Độ chính xác 0,0 1 mm Phạm vi đ o 1mm Đo biến dạng 6 Kính soi vết nứt Phóng đ ại x40 Độ chính xác 0,05mm Đo bề rộng vết nứt 7 Kính phóng đ ại Trung Quốc Đo được 5mm Độ chính xác 0,05mm Đo b ề r ộ ng vết nứt 8 Kính phóng đ ại 25 l ầ n Phá t hiện vết n ứt 9 Đầu đ o lực (Load cell) loại Sokki - Tokyo 2 kéo, nén: 10 tấ n 2 kéo, nén: 100 t ấn 1 kéo: 500 t ấn 1 nén: 300 tấn Đo lực tĩnh và lực động 10 Đ ầ u đo áp lực Sokki - Tokyo 70 MPa 150 MPa Đo áp lực 11 Máy th ủ y chuẩn Ni 004-Đức Độ chính xác 0 , 1mm (có th ể ước đọc được 0,0 1 mm) Đo đ ộ võng, chuyển vị th ẳ ng đ ứng 12 Máy t h ủ y chuẩn NAK2-Thụy Sỹ nt nt C. 2. Thiết bị gia tải Thứ tự T ê n thiết bị Tính n ă ng kĩ t huật Ghi chú 1 Hệ gia tải t ĩnh, 15 kích t ĩnh Lực t ố i đa 120 tấn gia tải đồng thời cho 15 điểm. Giữ tải ổ n định theo thời gian trong 36 giờ với b ộ kích g ồ m: + 15 kích 8 t ấn. + 5 kích 5 t ấn. + 5 kích 3 t ấn. + 10 kích 1,8 tấn. Điều khi ể n th ủ công hoặc b ằ ng điện. Khống chế lực b ằ ng các đ ồ ng h ồ áp lực 2 Hệ gia tải t ĩnh, 5 kích Tạo lực đồ ng thời cho 5 điểm. Lực lối đa đ ến 40 tấn Đi ề u khiển b ằ ng tay Thí nghiệm trong phòng và hiện t r ườ ng 3 Kích thủy lực Enerpac (Mỹ) và bơm + phụ kiện 4 chiếc: 30 tấn 4 chiếc: 150 tấn 4 chiếc: 300 t ấ n 2 kích d ẹ t 05 t ấn Gia tải thí nghiệm 4 Máy nén 300 tấn (Đức). Uốn và n é n bê tông ép khối xây Bảng lực 0 ¸ 300 lấn Thí nghiệm cấu kiện l = 1 ¸ 1,2m 5 Lực kế kéo, (Liên Bang Nga) Từ 2 ¸ 50 tấn, đ ộ chính xác theo đ ồ ng hồ bách phân 6 Áp lực kế (Liên Bang Nga) Độ chính xác 4kG/cm 2 (Max 250 kG/cm 2 7 Áp lực kế (Trung Qu ố c) Từ 6 ¸ 25 kG/cm 2 8 Tường ph ả n lực Chịu lực 100 tấn, g ồ m: tường ph ả n lực, sàn cứng neo m ô hình 9 Hệ neo gia tải đ ứng Lực tối đ a 600 tấn g ồ m: hệ r ã nh neo, d ầ m thép, vít me 10 Giá th ử tải kéo , nén các loại + Đến 100 tấ n/chiếc + Đến 200 tấn/chiếc + Đến 800 t ấn /chiếc 11 Bộ truyền t ả i hiện trường Thử cấu kiện b ê tô ng cốt thép l = 3,6m Th ử khối xây 12 Hệ truy ề n t ả i đứng bằng dầm thép, dầm d uy-ra và vít me Chịu tải đến 50 tấn Dài 3,6 ¸ 4,5m MỤC LỤC Lời nói đầ u 1. Phạm vi áp dụng 2. Tiêu chuẩn trích d ẫ n 3. Thuật ngữ và định nghĩa 4. Quy định chung 5. Lấy mẫu thí nghiệm 6. Thiết bị và phương tiện thí nghiệm 7. Chuẩn bị thí nghiệm 8. Tiến hành t hí nghiệm 9. Công tác an toàn cho thí nghiệm 10. Tính toán các giá trị kiểm tra: tải t rọng, độ võng và bề rộng vết nứt 11. Đánh giá k ết qu ả thí nghiệm 12. Báo cáo kết quả t hí nghiệm Phụ lục A: Danh mục các yêu cầu cần n ê u trong hồ sơ thiết kế thí nghiệm Phụ lục B: Ví dụ thí nghiệm gia tải tĩnh và đánh giá kết quả thí nghiệm cho panen đúc sẵn Phụ lục C: Danh mục thiết bị, phương tiện gia tải và đo đạc