zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kiến trúc - Xây dựng

Nghiên cứu trạng thái ứng suất – biến dạng trong thân trụ pin đập bê tông trụ đỡ bằng thực nghiệm

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

11
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Nghiên cứu trạng thái ứng suất – biến dạng trong thân trụ pin đập bê tông trụ đỡ bằng thực nghiệm đã chỉ ra có khác biệt giữa thực tế và phân tích tuyến tính, lưu ý chênh lệch để nâng cấp sửa chữa công trình cũ đạt hiệu quả.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu trạng thái ứng suất – biến dạng trong thân trụ pin đập bê tông trụ đỡ bằng thực nghiệm

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2022. ISBN: 978-604-82-7001-8 NGHIÊN CỨU TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT – BIẾN DẠNG TRONG THÂN TRỤ PIN ĐẬP BÊ TÔNG TRỤ ĐỠ BẰNG THỰC NGHIỆM Nguyễn Văn Xuân1, Nguyễn Cảnh Thái2, Nguyễn Ngọc Thắng2 1 TT Chính sách và Kỹ thuật Thủy lợi, Tổng Cục Thủy lợi, email: bantotmr@gmail.com 2 Trường Đại học Thủy lợi 1. GIỚI THIỆU CHUNG Tuy nhiên, trên thực tế, quan hệ tuyến tính giữa ứng suất và biến dạng chỉ chiếm một Trụ pin là một hạng mục quan trọng sử phần trong toàn bộ khoảng thời gian làm việc dụng trong cụm công trình đầu mối như đập của vật liệu (giai đoạn đàn hồi tuyến tính). tràn, đập trụ đỡ. Với trụ pin sử dụng cửa van Khi vật liệu ở trạng thái chuyển tiếp phi cung, tải trọng truyền từ cửa van, qua hai tuyến và đàn dẻo, quan hệ giữa véc tơ ứng càng van đến tập trung tại vị trí tai van. Trụ suất {σ} và véc tơ biến dạng {ε} là quan hệ pin sử dụng cửa van cung đòi hỏi những yêu phi tuyến (Vấn đề phi tuyến vật liệu - cầu khắt khe về quy mô, kích thước,… để Material nonlinear). đáp ứng yêu cầu sử dụng, đảm bảo độ bền. Ngoài ra, khi kết cấu có chuyển vị lớn làm So với trụ pin cửa van phẳng cùng quy mô, thay đổi dạng hình học ban đầu, có thể xuất chiều dày của trụ pin cửa van cung thường hiện ứng xử phi tuyến hình học. đặt mỏng hơn vì khe van nông hơn, ứng suất Do kích thước trụ pin thường rất lớn, nên tập trung lớn nên trụ pin cần có cấu tạo phù trong thí nghiệm rất khó tạo nguyên mẫu lớn hợp để đảm bảo an toàn vật liệu. như vậy. Thí nghiệm thực hiện trên mô hình Trong các công thức lý thuyết cơ bản, vật với vật liệu bê tông M200, M300, M400. liệu được giả thiết làm việc trong giai đoạn Mẫu đáp ứng tiêu chí không quá cứng hoặc đàn hồi tuyến tính. Trong bài báo, các tác giả quá mềm, đủ khả năng phản ứng nhạy cảm so sánh sự khác biệt giữa giá trị tính toán với tải trọng tác động [2] [3]. tuyến tính và giá trị đo đạc được bằng thực Trị số ứng suất chính được xác định trong nghiệm, xét tới ảnh hưởng thực tế của phi phép đo như sau: tuyến vật liệu và phi tuyến hình học. Trong chuyên khảo của Li Wenwei (USA)   A  C 1     [1] và hiệp hội kỹ sư dân dụng Hoa kỳ  1  E  2 1    2 1     (ASCE), nhận định rằng tuổi thọ các đập bê  2    A   C    2 B   A   C   2 tông sẽ giảm dần theo thời gian, mà có độ bền từ 50-150 năm. Đặc biệt với các đập xây dựng   A  C 1  trước năm 1960, khả năng chống nứt, chống  2 1     2 1     rão, mỏi,… và tuổi thọ nhỏ hơn đáng kể so với 2  E   các đập xây dựng sau năm 2000, bởi các tiến  2    A   C    2 B   A   C   2 bộ trong nghiên cứu khoa học. Do đó, việc xác định khả năng chịu lực của công trình tại từng Trong đó, A, B, C là các trị số biến dạng. thời điểm là cần thiết để đảm bảo an toàn. 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Trong điều kiện phân tích ứng xử tuyến tính, quan hệ giữa véc tơ ứng suất {σ} và véc Nghiên cứu thực nghiệm trên cơ sở thực tơ biến dạng {ε} là quan hệ bậc nhất. hiện các thí nghiệm gia tải mô hình thân trụ 125
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2022. ISBN: 978-604-82-7001-8 pin, so sánh kết quả tính toán tuyến tính lý 2.2. Phương pháp thí nghiệm thuyết và kết quả thực tế. Hệ khung thép hình gia tải lên trụ pin tại vị 2.1. Thông số mẫu thí nghiệm và vật liệu trí cối quay, khi đóng cửa van cung. Đo chuyển vị bằng thiết bị điện tử CDP, Mô hình thực nghiệm được xây dựng trên chuyển vị kế cơ học (Indicator); Đo biến cơ sở một phân đoạn mẫu trụ pin đập trụ đỡ dạng bằng cảm biến điện trở (Strain Gauge); thu nhỏ với kích thước 80060080mm, liên Các thiết bị được kết nối với hộp xử lý (Data kết ngàm cứng với nền, chịu tải trọng tập logger) và máy tính ghi lại các thông số trong trung tại tai van. Bê tông được thiết kế với từng bước gia tải. các mác M200, M300, M400 đáp ứng TCVN * Thiết bị đo biến dạng: sử dụng strain 8219:2009, ASTM C39. gauge của hãng TML (Tokyo Measuring Bê tông (BT) được đúc 6 mẫu và bảo Instruments Laboratory Co., Ltd) - Nhật Bản. dưỡng đạt cường độ thiết kế sau 28 ngày tuổi. Type: PFL-30-11, sử dụng cho đá cấp phối Cấp phối đá dăm sử dụng loại (0,51)cm. (0,51)cm. Chiều dài: 3mm. Điện trở: 120 ± 0,3 Ω; Hệ số Gauge: 2,13 ± 1,0 %; a)Nén mẫu BT b)Mẫu uốn c) StrainGauge Hình 1. Thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý vật liệu Hình 2. Đường cong σ-ε của BT chịu nén Các mẫu BT M200, M300, M400 được lắp đặt sensor đo quan hệ tải trọng - biến dạng tương ứng từng loại vật liệu. Bảng 1. Chỉ tiêu cơ lý thép thí nghiệm Es Py fy Pu fu vs kN/m2 kN kN/m2 kN kN/m2 2.00E+08 0.27 10 3.54E+05 12 4.25E+05 Hình 3. Hệ khung thép và mức gia tải 126
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2022. ISBN: 978-604-82-7001-8 . * Dây dẫn: loại 0,08mm2 . Dây vinyl Nhận xét: trong kết quả phân tích tuyến tính, song song. Đáp ứng tín hiệu. Loại: 200LJB quan hệ lực - biến dạng là đường thẳng, không (2WP008) hãng TML - Nhật Bản. xét đến giai đoạn biến dạng dẻo của vật liệu, * Keo liên kết: hãng TML - Nhật Bản. chưa phản ánh sát thực tế làm việc của vật liệu. Loại: CN-E dính tiếp xúc Bảng 1. Ứng suất chính σmax tại điểm A * Chuyển vị kế Indicator: sử dụng đồng hồ (TT: kết quả tuyến tính; ThN: thí nghiệm) đo của hãng Mitutoyo - Nhật Bản. Độ chính xác: 0,001mm Ứng suất chính max Chênh Mác Tải * Dụng cụ đo chuyển vị điện tử: LVDT TT Th.N lệch BT 2 của hãng TML - Nhật Bản. Loại: CDP-25. kN kN/cm kN/cm2 % Độ chính xác: 0,002  10-6 mm M200 2.6 6.30E-04 8.02E-04 21.42 * Cảm biến lực: LoadCell TML – Nhật M300 2.6 6.30E-04 7.62E-04 17.37 bản. Loại: CLP-10B. Hệ số kiểm chỉnh: M400 2.6 6.30e-04 7.39E-04 14.76 0,003333 tf / 1106 * Bộ xử lý tín hiệu: Data Logger hãng 4. KẾT LUẬN TML - Nhật bản. Type: TMR-200 - 80 chanel. Dải đo: ± 20000  10-6 strain. Loại: Bê tông làm việc trong giai đoạn đàn hồi, TMR-7630 - Đáp ứng đo động. chênh lệch giữa giá trị biến dạng tuyến tính Mô hình FEM thực hiện bằng phương và thực nghiệm là không nhiều. Khi bê tông pháp phần tử hữu hạn với sự trợ giúp của làm việc trong giai đoạn tiếp theo, và khi bắt phần mềm Abaqus, sử dụng phần tử C3D8R, đầu rạn nứt, kích thước mặt cắt hình học của là phần tử khối 3 chiều, 8 nút được gán cho mẫu trụ pin biến đổi. Chênh lệch giữa giá trị các phần tử khối solid của bê tông. Chuyển ứng suất tuyến tính và thực nghiệm vị các phương x, y, z của đáy trụ bằng 0. Các 14~21,5%. Mác bê tông càng cao, chênh lệch thông số đầu vào và điểm đo ứng suất được giữa giá trị tuyến tính và thực nghiệm càng thực hiện tương tự mô hình thực nghiệm. giảm. Các vết nứt bắt đầu rạn tách vào cuối giai đoạn chuyển tiếp, và mở rộng dần đến 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU phá hoại hoàn toàn khi tiếp tục gia tải. Chênh lệch giữa giá trị tuyến tính và thực nghiệm do ảnh hưởng phi tuyến của vật liệu và phi tuyến hình học, và do chưa xét biến dạng dư (residual strain). Bài báo đã chỉ ra có khác biệt giữa thực tế và phân tích tuyến tính, lưu ý chênh lệch để nâng cấp sửa chữa công trình cũ đạt hiệu quả./. 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO Hình 4. Quan hệ lực - biến dạng tại điểm A [1] Subrata Mridha, et al, "Experimental investigation on nonlinear dynamic response of concrete gravity dam-reservoir system," Engineering Structures, vol. 80, pp. 289–297, 2014. [2] Bong-Seok Jang, et al, "Static Behavior Analysis of Spillway Pier for Dam Safety Evaluation," Journal of the Korea Concrete Institute, vol. 19, no. 1, pp. 11-18, February 2007. Hình 5. Quan hệ lực - biến dạng tại điểm B 127

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2418 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.