Giáo trình thí nghiệm công trình - Chương 6

THÍ NGHIỆM CÔNG TRÌNH CHỊU TẢI TRỌNG TÁC DỤNG ĐỘNG 1. Khái niệm chung Ngày nay, việc tính toán nhà và công trình không thể không xét đến các tác dụng của động lực. Động lực xuất hiện trên kết cấu công trình do nhiều tác nhân khác nhau, như : Máy móc thiết bị lắp đặt trên công trình cũng như các giải pháp công nghệ trong dây chuyền sản xuất làm việc theo các nguyên lý rung động, va chạm hoặc nổ; Các phương tiện chuyển động và làm việc trên công trình như: tàu xe, cầu trục,...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình thí nghiệm công trình - Chương 6 CHÆÅNG 6 THÊ NGHIÃÛM CÄNG TRÇNH CHËU TAÍI TROÜNG TAÏC DUÛNG ÂÄÜNG 1. Khaïi niãûm chung Ngaìy nay, viãûc tênh toaïn nhaì vaì cäng trçnh khäng thãø khäng xeït âãún caïc taïc duûng cuía âäüng læûc. Âäüng læûc xuáút hiãûn trãn kãút cáúu cäng trçnh do nhiãöu taïc nhán khaïc nhau, nhæ : Maïy moïc thiãút bë làõp âàût trãn cäng trçnh cuîng nhæ caïc giaíi phaïp cäng nghãû trong dáy chuyãön saín xuáút laìm viãûc theo caïc nguyãn lyï rung âäüng, va chaûm hoàûc näø; Caïc phæång tiãûn chuyãøn âäüng vaì laìm viãûc trãn cäng trçnh nhæ: taìu xe, cáöu truûc, thang maïy, vaì caïc maïy moïc thiãút bë saín xuáút,... Caïc aính hæåíng do sæû taïc âäüng vaì thay âäøi cuía mäi træåìng thiãn nhiãn xung quanh nhæ : nhiãût âäü, gioï baîo, âäüng âáút, soïng biãøn,... Nhæîng taïc âäüng âoï caìng âaïng kãø âäúi våïi kãút cáúu cäng trçnh coï tênh nhaûy caím cao khi coï nhæîng taïc nhán cháún âäüng bãn ngoaìi. Âoï laì caïc kãút cáúu nheû, kãút cáúu dáy (maïi che, maïi dáy, cáöu caïp, cáöu dáy vàng...), caïc cäng trçnh cao nhæ thaïp truû, cäüt âiãûn, äúng khoïi,... Trong thæûc tãú, caïc yãúu täú âoï seî taûo nãn nhæîng taïc âäüng biãún âäøi theo thåìi gian lãn KCCT dæåïi nhæîng daûng taíi troüng rung âäüng khaïc nhau. 1.1 Caïc daûng taíi troüng rung âäüng. Taíi troüng rung âäüng taïc duûng lãn KCCT thæåìng coï caïc daûng cå baín sau: 1. Taíi troüng thay âäøi theo chu kyì - loaûi taíi troüng taïc duûng theo nhëp âiãûu khäng âäøi hoàûc thay âäøi taûi mäüt vë trê trãn cäng trçnh, biãn âäü vaì táön säú biãún thiãn theo mäüt quy luáût xaïc âënh. Mäüt trong nhæîng daûng cå baín cuía loaûi naìy laì taíi troüng âiãöu hoìa, biãn âäü,ì táön säú biãún âäøi theo quy luáût hçnh sin. 2. Taíi troüng rung âäüng khäng quy luáût - loaûi taíi troüng phuû thuäüc caïc âàûc træng cuía nhæîng quaï trçnh ngáùu nhiãn taïc duûng vaìo cäng trçnh. 3. Taíi troüng xung kêch - loaûi taíi troüng taïc duûng trong khoaính khàõc tæïc thåìi lãn mäüt vë trê trãn âäúi tæåüng sau nhæîng thåìi gian ngàõt quaîng âãöu hoàûc khäng âãöu. Taïc duûng cuía nhæîng taíi troüng âoï seî gáy ra hiãûn tæåüng dao âäüng trong caïc pháön tæí kãút cáúu hay trong cäng trçnh. 1.2 Sæû laìm viãûc cuía kãút cáúu dæåïi taïc duûng âäüng 1 Theo caïc âàûc træng, hiãûn tæåüng dao âäüng cuía KCCT seî xuáút hiãûn theo mäüt trong caïc daûng sau : 1. Dao âäüng baín thán (tæû do) - khi KC chëu taïc âäüng xung kêch nhæ va chaûm, näø hay chuyãøn vë cæåîng bæïc ban âáöu; räöi sau âoï âæåüc giaíi phoïng khoíi nhæîng taïc âäüng khaïc bãn ngoaìi thç trong KC xuáút hiãûn hiãûn tæåüng dao âäüng baín thán. Dao âäüng naìy coï táön säú xaïc âënh vaì phuû thuäüc caïc âàûc træng cuía KCCT. Chuyãøn âäüng cuía dao âäüng naìy coï thãø ghi laûi âãø coï âæåüc biãøu âäö dao âäüng baín thán cuía âäúi tæåüng khaío saït (h. 6.1a): biãøu âäö dao âäüng tæû do coï daûng tàõt dáön. Trãn cå såí caïc biãøu âäö dao âäüng coï thãø xaïc âënh caïc tham säú thæûc nghiãûm : ♦ Giaï trë caïc biãn âäü tàõt dáön cuía dao âäüng : A, a1, a2,..., an; ♦ Chu kyì dao âäüng T (s); ♦ Táön säú dao âäüng f =1/T(Hz); ♦ Thåìi gian tàõt dao âäüng Tn. Nguyãn nhán tàõt dáön cuía dao âäüng laì do sæïc khaïng trong cuía váût liãûu, sæïc khaïng cuía liãn kãút, gäúi tæûa hoàûc caïc yãúu täú khaïc täön taûi trong cäng trçnh 2. Dao âäüng cæåîng bæïc laì dao âäüng xaíy ra trong âäúi tæåüng khi coï taïc duûng thæåìng xuyãn mäüt hoàûc nhiãöu yãúu täú âäüng læûc. Tuìy thuäüc vaìo traûng thaïi cuía âäúi tæåüng khaío saït vaì tênh cháút cuía caïc yãúu täú âäüng læûc taïc duûng, trãn âäúi tæåüng seî xuáút hiãûn mäüt trong nhæîng træåìng håüp dao âäüng sau : ♦ Dao âäüng theo chu kyì - dao âäüng âæåüc làûp laûi qua mäüt thåìi gian xaïc âënh. Tham säú cå baín cuía dao âäüng theo chu kyì laì o Chu kyì dao âäüng T; o Táön säú dao âäüng f vaì táön säú voìng ω (laì säú voìng dao âäüng trong khoaíng thåìi gian 2π s). 2 Dao âäüng âiãöu hoìa (h. 6.2a) laì dao âäüng theo chu kyì thæåìng gàûp nháút trong thæûc tãú saín xuáút. Chuyãøn vë z phuû thuäüc thåìi gian t, âæåüc xaïc âënh bàòng biãøu thæïc : z = a sin (ωt+α) α – pha ban âáöu (khi t=0). a - biãn âäü dao âäüng; ωt+α – pha dao âäüng, xaïc âënh theo vë trê cuía âiãøm dao âäüng taûi thåìi âiãøm t; Khi dao âäüng âiãöu hoìa, täúc âäü vaì gia täúc cuía âiãøm dao âäüng cuîng biãún thiãn âiãöu hoìa. Moüi quaï trçnh dao âäüng theo chu kyì (h. 6.2b) âãöu coï thãø laì täø håüp nhæîng dao âäüng âiãöu hoìa coï táön säú vaì biãn âäü âæåüc choün tæång æïng. ♦ Dao âäüng khäng theo chu kyì - theo quan âiãøm nghiãn cæïu biãún daûng âäüng, ca ...