Nghiên cứu sử dụng vật liệu gỗ địa phương trong thiết kế các công trình cầu nhỏ tại việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI TRẦN TRUNG HIẾU NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG VẬT LIỆU GỖ ĐỊA PHƯƠNG TRONG THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH CẦU NHỎ TẠI VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI, NĂM 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI TRẦN TRUNG HIẾU NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG VẬT LIỆU GỖ ĐỊA PHƯƠNG TRONG THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH CẦU NHỎ TẠI VIỆT NAM Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng Mã số: 858.02.05 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS TRẦN VĂN ĐĂNG TS LƯƠNG MINH CHÍNH HÀ NỘI, NĂM 2021 LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân tác giả Các kết nghiên cứu kết luận luận văn trung thực, không chép từ nguồn hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Tác giả Luận văn Chữ ký Trần Trung Hiếu i LỜI CẢM ƠN Đề tài luận văn “Nghiên cứu sử dụng vật liệu gỗ địa phương thiết kế công trình cầu nhỏ Việt Nam” thực hướng dẫn TS Trần Văn Đăng TS Lương Minh Chính, Bộ Mơn Cơng trình Giao thơng, Trường Đại Học Thủy Lợi Nghiên cứu tài trợ Quỹ Phát triển khoa học công nghệ Quốc gia (NAFOSTED) đề tài mã số 107.01-2019.1 Trước hết, chân thành cảm ơn Quỹ Phát triển Khoa học Cơng nghệ Quốc gia tài trợ kinh phí phục vụ thí nghiệm nghiên cứu luận văn Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến TS Trần Văn Đăng TS Lương Minh Chính, người dành nhiều thời gian, tâm huyết hướng dẫn giúp tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám hiệu, Thầy Cơ Khoa Cơng Trình, ngành Kỹ thuật xây dựng cơng trình Giao thơng, Phịng Quản lý khoa học Đào tạo Sau đại học, Đại học Thủy Lợi tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Tôi xin cảm ơn tất đồng nghiệp, người bạn khóa đào tạo thạc sĩ, cho tơi trợ giúp việc có thông tin liệu liên quan đến nghiên cứu Cuối cùng, tơi xin biết ơn gia đình, người bênh cạnh, ủng hộ giúp đỡ tơi suốt thời gian thực khóa đào tạo Mặc dù tơi có nhiều cố gắng để hồn thiện luận văn tất nhiệt tình lực mình, nhiên khó tránh khỏi sai sót Vì vậy, tơi mong nhận góp ý, bảo q thầy cơ, bạn bè, đồng nghiệp, góp ý quý giá để tơi hồn thiện q trình nghiên cứu công tác sau Tôi xin chân thành cảm ơn! ii MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH v DANH MỤC BẢNG BIỂU vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT viii PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ GỖ VÀ THIẾT KẾ CẦU GỖ 1.1 Lịch sử cơng trình cầu gỗ 1.2 Thực trạng áp dụng vật liệu gỗ cơng trình cầu giới Việt Nam giới 1.3 Vật liệu gỗ 1.3.1 Hình thái học cấu trúc vi mô gỗ 1.3.2 Nhóm gỗ 1.3.3 Tính chất lý-học gỗ 1.3.4 Mơ hình ứng xử học gỗ 11 1.4 Kết cấu gỗ liên hợp nhiều lớp 14 1.4.1 Khái niệm kết cấu dầm gỗ liên hợp nhiều lớp 14 1.4.2 Phân loại dầm gỗ liên hợp nhiều lớp 15 1.5 Kết cấu liên hợp gỗ - bê tông 16 1.5.1 Tổng quan kết cấu liên hợp gỗ - bê tông 16 1.5.2 Các nghiên cứu kết cấu gỗ- bê tơng cơng trình thực tế 18 1.5.3 Thiết kế kết cấu liên hợp gỗ- bê tông theo tiêu chuẩn Eurocode-5 20 1.6 Vật liệu bê tông 21 1.7 Thiết kế cơng trình cầu theo tiêu chuẩn Eurocode 21 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM DẦM GỖ ĐỊA PHƯƠNG 25 2.1 Chế tạo mẫu dầm thí nghiệm 25 2.2 Thí nghiệm uốn điểm 26 2.3 Kết thí nghiệm 27 CHƯƠNG MƠ HÌNH CẦU GỖ 33 3.1 Mở đầu 33 3.2 Các mơ hình vật liệu áp dụng so sánh với thực nghiệm 33 3.2.1 Mơ hình đàn hồi- dẻo theo tiêu chuẩn Hill cho vật liệu gỗ 33 iii 3.2.2 Mơ hình đàn hồi – dẻo Concrete Damage Plasticity Model (CDPM) cho vật liệu bê tông 36 3.3 Mơ hình cầu liên hợp gỗ- bê tông 42 3.3.1 Xây dựng mơ hình cầu gỗ liên hợp 43 3.3.2 Đặc tính học vật liệu sử dụng 47 3.3.3 Tải trọng tác dụng 48 3.3.4 Phân tích mơ hình 50 3.4 Kiểm tra ứng suất tiết diện dầm gỗ liên hợp theo Eurocode 52 3.5 Kết luận 59 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 iv DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Cầu gỗ cổ đại Hình 1.2 Dầm liên hợp gỗ nhiều lớp, sử dụng keo dán Hình 1.3 Dầm vịm kích thước lớn dạng liên hợp gỗ, sử dụng keo dán Hình 1.4 Mộng liên kết cưa đối đầu Hình 1.5 Thân gỗ kim gỗ Hình 1.6 Mơ tả cấu trúc gỗ kim Hình 1.7 Mơ tả cấu trúc gỗ Hình 1.8 Cấu tạo chung lớp tế bào gỗ Hình 1.9 Ba mặt cắt đặc trưng 12 Hình 1.10 Dầm liên hợp gỗ nhiều lớp keo dán (GLT) 15 Hình 1.11 Dạng kết cấu liên hợp gỗ -bê tơng điển hình 17 Hình 1.12 Các thí nghiệm dầm liên hợp gỗ ngun với bê tông với dạng liên kết chống cắt khác Carlos Martins et al.[21] 18 Hình 1.13 Mơ hình phần tử hữu hạn 3D cho liên kết chốt kết cấu gỗ- bê tơng : (a) thí nghiệm ; (b) mơ hình số [16] 19 Hình 1.14 Chi tiết cấu tạo cầu Resgia, Thụy Sĩ 19 Hình 1.15 Mơ hình tải trọng 22 Hình 1.16 Mơ hình tải trọng xe tải tandem cho kiểm tra cục 23 Hình 1.17 Bố trí tải trọng cho mơ hình 23 Hình 2.1 Thiết bị đo độ ẩm gỗ 25 Hình 2.2 Bố trí thí nghiệm uốn điểm .26 Hình 2.3 Thí nghiệm uốn điểm vị trí cảm biến lực, chuyển vị 26 Hình 2.4 Phá hoại dầm gỗ (phần 1) .27 Hình 2.5 Phá hoại dầm gỗ (phần 2) 28 Hình 2.6 Đường cong Lực-Chuyển vị nhịp dầm gỗ thông .29 Hình 2.7 Đường cong Lực- Chuyển vị nhịp dầm gỗ xoan .29 Hình 2.8 Đường cong Lực-Chuyển vị nhịp dầm gỗ mỡ.Mô đun đàn hồi Em,global cường độ uốn fm dầm xác định theo công thức sau: 30 Hình 2.9 Vị trí điểm tính toán đường cong Lực- Chuyển vị nhịp 31 Hình 3.1 Mơ hình phần tử hữu hạn (Abaqus) .34 Hình 3.2 Sơ đồ thí nghiệm uốn điểm theo tiêu chuẩn EN 408 [26] 34 Hình 3.3 Điều kiện biên mơ hình số .35 Hình 3.4 Kết phân bố ứng suất mơ hình phần tử hữu hạn .35 Hình 3.5 So sánh đường cong Lực/Chuyển vị mơ hình số thực nghiệm- dầm gỗ .36 Hình 3.6 Thí nghiệm uốn điểm mẫu dầm bê tơng 100x100x400 mm .37 Hình 3.7 Đường cong thực nghiệm Lực/chuyển vị dầm bê tông .37 v Hình 3.8 Đường cong ứng suất-biến dạng bê tông: (a)- ứng xử kéo; (b) - ứng xử nén 38 Hình 3.9 Ứng xử học phá hoại nén, kéo bê tông .40 Hình 3.10 Mơ hình 3d mẫu bê tơng thí nghiệm (Abaqus) 40 Hình 3.11 Điều kiện biên áp dụng cho mơ hình 3d – bê tơng .41 Hình 3.12 Phân bố ứng suất mơ hình tính tốn mẫu bê tơng 41 Hình 3.13 So sánh đường cong mơ hình số thực nghiệm 42 Hình 3.14 Mơ hình tổng thể cầu liên hợp gỗ - bê tơng 43 Hình 3.15 Mặt cắt ngang cầu liên hợp gỗ- bê tông .44 Hình 3.16 Cốt thép mặt cầu – cầu liên hợp gỗ- bê tơng 44 Hình 3.17 Bố chí chốt chống cắt, liên kết dầm gỗ mặt cầu .45 Hình 3.18 Phần tử C3D8R áp dụng cho mặt cầu phiến dầm gỗ 46 Hình 3.19 Phần tử T3D2 áp dụng cho thép mặt cầu chốt chống cắt 46 Hình 3.20 Tải trọng xe hai trục phân bố diện tích bánh xe 0,4x0,4m2 48 Hình 3.21 Tải trọng phần xe chạy kN/m2 .49 Hình 3.22 Tải trọng hành 5kN/m2 49 Hình 3.23 Tải trọng thân kết cấu 50 Hình 3.24 Phân bố ứng suất tồn phần tử mơ hình cầu 51 Hình 3.25 Phân bố chuyển vị toàn cầu 52 Hình 3.26 Đường cong F-u độ trượt liên kết 53 Hình 3.27 Vị trí trục trung hịa tiết diện liên hợp gỗ- bê tông 53 Hình 3.28 Bề rộng cánh hữu hiệu 55 Hình 3.29 Phân bố ứng suất mặt cắt liên hợp 57 vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Đặc tính lý số loại gỗ thông dụng (* độ ẩm H=12%) [2] Bảng 1.2 Phân loại gỗ theo cường độ chịu uốn [6] .10 Bảng 1.3 Quan hệ đại lượng đàn hồi gỗ số học [5] 10 Bảng 1.4 Bảng phân loại dầm liên hợp gỗ nhiều lớp đồng (đơn vị cường độ, mô đun: N/mm2; đơn vị khối lượng riêng: kg/m3) 15 Bảng 1.5 Thông số kỹ thuật cầu Resgia (Thụy sĩ) 20 Bảng 1.6 Giá trị giới hạn độ võng dầm [7-8] .21 Bảng 1.7 Số xe bề rộng xe theo tiêu chuẩn Eurocode 21 Bảng 1.8 Giá trị tải trọng xe tải Tandem .22 Bảng 1.9 Tổ hợp tải trọng cầu hành 24 Bảng 2.1 Kết tính tốn cường độ mơ đun đàn hồi gỗ Thông 31 Bảng 2.2 Kết tính tốn cường độ mơ đun đàn hồi gỗ Xoan 31 Bảng 2.3 Kết tính tốn cường độ mơ đun đàn hồi gỗ Mỡ 32 Bảng 2.4 Giá trị cường độ nén, kéo dọc thớ loại gỗ (Đơn vị: MPa) 32 Bảng 3.1 Các số học đàn hồi- dẻo gỗ 47 Bảng 3.2 Các số dẻo bê tông 48 Bảng 3.3 Giá trị mô đun trượt Kser (N/mm) dạng liên kết cho gỗ với gỗ[11].54 vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT GLT TTGHCĐ TTGHSD Glued Laminated Timber Trạng thái giới hạn cường độ Trạng thái giới hạn sử dụng viii Hình 3.21 Tải trọng phần xe chạy kN/m2 Hình 3.22 Tải trọng hành 5kN/m2 49 Hình 3.23 Tải trọng thân kết cấu 3.3.4 Phân tích mơ hình Hình 3.24 biểu diễn phân bố ứng suất tồn phần tử mơ hình cầu Kết cho thấy dải ứng suất lớn tìm thấy dầm gỗ nằm giá trị 20,84 MPa Giá trị nằm giới hạn cho phép hai loại gỗ thơng gỗ xoan, kết luận vật liệu gỗ sử dụng hồn tồn đủ khả chịu lực mơ hình Mơ hình thiết kế sơ với số lượng dầm gỗ thay đổi, phiến ba phiến dầm chính, thiết kế thay đổi từ đến thân gỗ, tính tốn thực cho thiết kế, kết mơ hình với phiến dầm cấu tạo từ thân gỗ, trình bày luận án, đáp ứng khả chịu tải Trong luận văn, phần tính tốn thiết kế mặt cầu bê tơng cốt thép trình bày khái quát, chi tiết thiết kế, sử dụng thiết kế điển hình Luận văn tập trung trình bày kết cấu dầm gỗ 50 Phân bố ứng suất tổng thể Phân bố ứng suất mặt bên cầu Phân bố ứng suất mặt ngang cầu Hình 3.24 Phân bố ứng suất tồn phần tử mơ hình cầu Hình 3.25 thể phân bố chuyển vị toàn cầu Chuyển vị lớn nhịp,quan sát 14,36 mm Giá trị hoàn toàn nằm giới hạn cho phép khoảng từ L/500 đến L/300, tức 7500/500=15 mm đến 7500/300=25 mm, theo tiêu chuẩn Eurocode [12] kết cấu liên hợp gỗ - bê tơng 51 Hình 3.25 Phân bố chuyển vị toàn cầu Chúng ta nhận thấy với thiết kế liên kết chống cắt cường độ cao trường hợp cầu nghiên cứu, dầm gỗ liên kết tốt với nhau, chuyển vị trượt tương đối dầm gỗ nhỏ, nằm khoảng 1,6 mm (Hình 3.25) 3.4 Kiểm tra ứng suất tiết diện dầm gỗ liên hợp theo Eurocode Trong phần này, phương pháp « γ-method », theo tiêu chuẩn Eurocode-5 [11], áp dụng để kiểm tra sức chịu tải ứng suất dầm liên hợp gỗ Tính toán dựa giả thiết ban đầu sau :  Các kết cấu thành phần tuân theo giả thiết Bernoulli, nghĩa bỏ qua biến dạng trượt kết cấu thành phần kết cấu liên hợp  Vật liệu giả thiết làm việc hoàn toàn vùng đàn hồi Trong kết cấu liên hợp gỗ chịu kéo uốn, bị phá hoại dòn, bê tông chịu nén, gỗ thường bị phá hoại trước xuất vùng dẻo bê tông 52  Mô đun trượt lấy vùng dẻo trạng thái giới hạn cường độ (Ku) lấy vùng đàn hồi trạng thái giới hạn sử dụng (Kser) Hình 3.26 Đường cong F-u độ trượt liên kết Hình 3.27 Vị trí trục trung hịa tiết diện liên hợp gỗ- bê tơng Vị trí trục trung hịa mặt cắt liên hợp (Hình 3.27): zt   S A ct y ,i i  nc  ct Ac  ht  hc  2.t w   nc  ct Ac  At  (3-16)  zt khoảng cách trục trung hòa trọng tâm phần gỗ ; Ac, At diện tích tiết diện bê tông gỗ; hc, ht: chiều dày bê tông chiều cao dầm gỗ; tw : chiều dày lớp đệmgiữa bê tông dầm gỗ;  nc : tỉ số mô đun đàn hồi bê tông (Ec) gỗ (Et), xác định theo công thức : 53 nc  Ec Et (3-17)  γct : hệ số độ cứng liên kết kháng cắt, xác định theo công thức :  ct   Ec Ac si 1 K leff2 (3-18) Trong đó:  γct=0 áp dụng cho trường hợp khơng có liên kết gỗ bê tơng, thớ làm việc độc lập  γct=1 trường hợp có liên kết cứng gỗ bê tơng, giả thiết không xuất trượt tương đối phần bê tông dầm gỗ  leff : chiều dài hữu hiệu dầm liên hợp  si : khoảng cách hữu hiệu liên kết  K : mô đun trượt, lấy theo Eurocode [11] Bảng 3.3 Giá trị mô đun trượt Kser (N/mm) dạng liên kết cho gỗ với gỗ[11] Dạng liên kết Kser Thanh chốt  m1.5 d Bu lông Đinh neo (không khoan sẵn lỗ) 23  m1.5 d 0.8  m1.5 d 0.8 Đinh kẹp 30 80 Trong ρm giá trị khối lượng riêng trung bình gỗ (kg/m3) Nếu hai vật liệu gỗ liên kết mà có khối lượng riêng khác ρm,1 ρm,2 54  m   m ,1  m ,2 (3-19) Đối với kết cấu liên hợp gỗ- bê tông gỗ- thép giá trị ρm khối lượng riêng gỗ, giá trị Kser Bảng 3.3 phải nhân vớ hệ số 2.0, thể liên kết biến dạng trượt gỗ, mà giả thiết khơng biến dạng bê tơng thép Ví dụ liên kết dạng chốt, mô đun trượt Kser theo trạng thái giới hạn sử dụng cho kết cấu liên hợp gỗ- bê tông: Kser  2.0 1.5d (3-20) 23 Mô đun trượt theo trạng thái giới hạn cường độ : Ku  K ser (3-21) Xác định bề rộng có hiệu beff bê tơng: Hình 3.28 Bề rộng cánh hữu hiệu Theo tiêu chuẩn Eurocode 2, bề rộng có hiệu dầm cánh T xác định sau : bc  beff   beff ,i  bt  b 55 (3-22) Trong - beff ,i  0, 2bi  0,1l0  0,2l0 (3-23) beff ,i  bi (3-24) l0 : chiều dài nhịp tính tốn dầm ; Khoảng cách từ trọng tâm bê tơng tới trục trung hịa tiết diện liên hợp : zc  hc ht   zt  t w 2 (3-25) Độ cứng kháng uốn hữu hiệu xác định:  EI  y eff  b h3   b h3   Ec  c c   ct Ac zc2   Et  t t  At zt2   12   12  (3-26) Sử dụng hệ số mô đun đàn hồi nc, độ cứng kháng uốn hữu hiệu tính sau: Et I y,eff  bc hc3    bt ht  Et nc    ct Ac zc     At zt2    12   12 (3-27) Ứng suất thớ bê tông : c  M y nc  h  ct zc  c  I y ,eff     f c,k  (3-28) Ứng suất thới gỗ (đáy dầm) : t  My  h zt  t  I y ,eff     f t ,k  (3-29) Trong : fi,k (i=c t): cường độ chịu kéo vật liệu thành phần (bê tông, gỗ) 56 τma Hình 3.29 Phân bố ứng suất mặt cắt liên hợp Cường độ kéo trọng tâm phần gỗ: t  My I y ,eff  zt   (3-30) f t ,0, k Mô men uốn thiết kế xác định theo: M y , Rd   d Wy ,eff  f i ,d I y ,eff ni   i zi  z  (3-31) Lực cắt liên kết tính theo : F hc   si   V  EI y   ct Ec Ac  zc  (3-32) eff Ứng suất cắt lớn giả thiết nằm phần dầm gỗ, xác định theo :  max h   0.5 Et  zt  t  2    EI y  (3-33) eff 57 Độ võng tải trọng phân bố q xác định sau : 5qL4  384  EI y  (3-34) eff Lý thuyết tính toán theo EC5 áp dụng cho trường hợp dầm liên hợp cầu, kết sau: Xét mô men tĩnh trục qua trọng tâm dầm gỗ S x  nc bc hc ht  hc  ct =2.72*1775*200*(1000+200)*0.5=67785120 mm3 (3-35) Trong đó:  nc=Ec/Et=30000/11000=2.72  Ec=30 000 MPa; Et=11000 MPa   ct  =0,117  Ec Ac si 1 Kleff2  si=80 mm  Ac=1775*200=355000 mm2  Kser=2*ρ1.5*d/23=2*4501.5*10/23=8300.8 (N/mm)  leff=7000 mm Diện tích tiết diện liên hợp quy đổi: Ath=ncγctAc+At=2.72*0.117*355000+250*1000=362975.2 (mm2) (3-36) Khoảng cách từ trục trung hòa đến trọng tâm tiết diện dầm gỗ (3-37) zt=Sx/Ath=186 mm Khoảng cách từ trục trung hòa đến trọng tâm bê tơng zc=(ht+hc)/2-zt=(1000+200)/2-186=414 (mm) Do độ cứng hữu hiệu EIeff tiết diện liên hợp: 58 (3-38) EIeff=Ec(bchc3/12+γctAczc2)+Et(btht3/12+Atzt2)= 5.3248.1015 (mm4) (3-39) Ứng suất nén uốn lớn biên bê tông: σc=Mync/Iy,eff (γctzc ± hc/2)=19.3 MPa (3-40) Ứng suất kéo uốn lớn thới gỗ (đáy dầm) : σt=My/Iy,eff (zt ± ht/2)= 20.6 MPa (3-41) Kết kiểm tra ứng suất theo tiêu chuẩn EC5 cho thấy bê tông đạt cường độ chịu nén, biết cường độ chịu nén bê tông 30 MPa, ứng suất chịu tải 19.3 MPa Đối với vật liệu gỗ, cường độ chịu kéo cần thiết không nhỏ 20.6 MPa Do thấy gỗ thơng với cường độ chịu kéo 27.8 MPa, đáp ứng khả chịu kéo sử dụng mơ hình cầu Tuy nhiên, kết thí nghiệm cho thấy mẫu gỗ thơng có độ cứng đàn hồi lớn 11000 MPa (giá trị sử dụng mơ hình số), mẫu cịn lại có độ cứng nhỏ hơn, mẫu chứa khuyết tật tự nhiên, thí nghiệm ngẫu nhiên việc đánh giá chất lượng gỗ Trong thiết kế cơng trình, dầm gỗ cần chọn lựa kỹ càng, mẫu khuyết tật, phải thí nghiệm với số lượng mẫu lớn Trong nghiên cứu này, gỗ thông sử dụng giả thiết có độ cứng khơng nhỏ 11000 MPa, hoàn toàn đạt yêu cầu chịu tải cho mơ hình tính tốn Các lọai gỗ khác (gỗ xoan, gỗ mỡ) có độ cứng nhỏ hơn, cần phải thiết kế kích thước dầm gỗ lớn hơn, tức có mơ men qn tính lớn hơn, nhằm đạt yêu cầu mặt chịu lực cơng trình 3.5 Kết luận Trong phần này, mơ hình cầu liên hợp gỗ-bê tơng, có kết cấu dầm gỗ, mơ tính tốn khả chịu lực Luận văn thành cơng việc xây dựng mơ hình phức hợp, có tính đến ứng xử đàn hồi – dẻo vật liệu (gỗ, bê tông) ứng xử liên kết Kết chứng minh kết cấu gỗ đạt yêu cầu cường độ biến dạng kết cấu cơng trình cầu Nghiên cứu khẳng định lần tính khả thi việc áp dụng kết cấu gỗ cơng trình cầu 59 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết cấu gỗ sử dụng rộng rãi công trình xây dựng giới Cùng với phát triển công nghệ chế tạo xử lý gỗ, kết cấu gỗ đáp ứng yêu cầu chịu tải cơng trình nhịp lớn cơng trình cầu Mục tiêu nghiên cứu kết cấu gỗ nhằm nâng cao lực sử dụng loại kết cấu từ vật liệu tái sinh, giảm phụ thuộc vào nguồn vật liệu hóa thạch (bê tông, thép) ngày cạn kiệt Hơn nữa, kết cấu gỗ cịn có vai trị quan trọng việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường xung quanh Với mục tiêu đó, nghiên cứu giới thiệu kết tích cực kết cấu gỗ việc áp dụng vào cơng trình cầu Những kết bước đầu tạo tiền đề cho tư vật liệu gỗ cơng trình giao thơng Trong nghiên cứu đưa thông tin lộ trình rõ ràng nhằm chứng minh khả hiệu việc thiết kế cơng trình cầu sử dụng kết cấu gỗ Trong phần đầu tiên, luận văn tóm lược tổng quan vật liệu gỗ kết cấu gỗ cơng trình kết cấu gỗ liên hợp nhiều lớp keo dán, kết cấu liên hợp gỗ- bê tơng Phần hai trình bày tiêu chuẩn thiết kế cầu theo Eurocode Cần nhấn mạnh rằng, cơng trình cầu kết cấu gỗ cần đặc biệt ý công tác bảo vệ kết cấu, bảo dưỡng cơng trình tính nhạy cảm vật liệu gỗ với mơi trường Do đó, u cầu đặc biệt kết cấu gỗ cơng trình cầu giới thiệu phần Phần trình bày kết thí nghiệm ba loại gỗ địa phương Việt Nam, xác định cường độ chịu uốn đặc tính học chúng Phần cuối cùng, luận văn đề xuất mơ hình cầu liên hợp gỗ- bê tơng thiết kế theo tiêu chuẩn Eurocode Các mơ hình tính toán phức tạp thực phương pháp phần tử hữu hạn từ phần mềm Abaqus Luận văn thành cơng việc xây dựng mơ hình chi tiết tính tốn kết cấu liên hợp bê tơng- gỗ nhịp ngắn cho xe giới người Các phân tích chứng minh khả đáp ứng tốt yêu cầu chịu lực kết cấu gỗ cơng trình cầu 60 Kết cấu gỗ ngun khối ln có khuyết tật tự nhiên, bị hạn chế kích thước thân gỗ, việc phát triển áp dụng kết cấu gỗ ghép xu phát triển loại kết cấu Hiện loại kết cấu cịn quan tâm Việt Nam Do cần nhiều nghiên cứu nữa, đặc biệt theo số hướng keo dán gỗ điều kiện Việt Nam, phương pháp bảo dưỡng gỗ xử dung trời điều kiện thời tiết Việt Nam Để áp dụng phổ biến kết cấu gỗ cơng trình cầu, cần nhiều nghiên cứu tổng thể chuyên sâu Và hết cần thay đổi cách nhìn vai trị kết cấu gỗ cơng trình giao thơng 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Danh sách loại gỗ Việt Nam, Nghị định số 18/HĐBT Chính phủ ngày 17/1/1992 qui định danh mục thực vật rừng, động vật rừng quý, chế độ quản lý, bảo vệ [2] F Nauta, "New Zealand Forest service Timber Bridges," in Proceeding of 1984 Pacific Timber Engineering Conference , Auckland, New Zealand, 1984 [3] TCVN 1072:1971, Tiêu chuẩn Việt Nam, Gỗ- Phân nhóm theo tính chất lý [4] Tiêu chuẩn Việt Nam, TCVN 8164: 2015: Kết cấu gỗ- Phân hạng theo độ bềnPhương pháp thử tính chất kết cấu [5] Tiêu chuẩn Việt Nam, TCVN 8574: 2010: Kết cấu gỗ- Gỗ ghép keo- Phương pháp thử xác định tính chất lý [6] Norme, "NF EN 338 : Bois de structure, Classes de résistance," Editée et diffusée par l’Association Franỗaise de Normalisation (AFNOR), 2009 [7] D Guitard, Mộcanique des matériaux bois et composite, Capadues-Editions, Collection Nabla, p238, 1987 [8] R Hill, A theory of yielding and plastic flow of anisotropic metals, London Proc, 1948 [9] EN14080 – Afnor normalisation- Timber structures, 2012 [10] J Natterer, J Hamm and P Favre, "Composite wood-concrete floors for multistory buildings," in 4th international wood engineering conference, New Orleans, Louisiana, USA, 1996 [11] EN1995-1-1, "(Eurocode 5): Design of timber structures, Part 1-1: General rules - Common rules and rules for buildings," Commission of the European Communities, Brussels, 2004 [12] EN1995-1-2, "(Eurocode 5): Design of timber structures, Part 1-2: General rules - Structural fire desing," Commission of the European Communities, Brussels, 2004 [13] M Gutkowski Richard, K Brown, A Shigidi and N Julius, "Investigation of notched composite wood–concrete connections," J Struct Eng, vol 130, no 10, 2004 [14] G Davids William, "Nonlinear analysis of frp-glulam-concrete beams with," J Struct Eng, vol 127, no 8, 2001 62 [15] J L Miotto and A A Dias, "Structural efficiency of full-scale timber–concrete composite beams strengthened with fiberglass reinforced polymer," Composite Structures, vol 128, p 145–154, 2015 [16] A Dias, J V d Kuilen, S Lopes and H Cruz, "A non-linear 3D FEM model to simulate timber–concrete joints," Advances in Engineering Software, vol 38, p 522–530, 2007 [17] N T Mascia, N C Forti, J Soriano, E A Nicolas and T L Forti, "Study of concrete–timber composite beams using an analytical approach based on the principle of virtual work and experimental results," Engineering Structures, vol 46, p 302–310, 2013 [18] A Frangi and M Fontana, "Elasto-plastic model for Timber-concrete composite Beams with Ductile shear connection," Structural Engineering international, vol 13, no 1, 2003 [19] L Eisenhut, W Seim and S Kühlborn, "Adhesive-bonded timber-concrete composites – Experimental and numerical investigation of hygrothermal effects," Engineering Structures, vol 125, pp 167-178, 2016 [20] M Fragiacomo and A Ceccotti, "Long-term behavior of timber–concrete composite beams I: finite element modeling and validation," J Struct Eng, vol 132, no 1, 2006 [21] C Martins, A M Dias, R Costa and P Santos., "Environmentally friendly high performance timber–concrete panel," Construction and Building Materials, vol 102, p 1060–1069, 2016 [22] K Möhler, Über das Tragverhalten von Biegerträgern und Druckstäben mit zusammengestezten, Germany: Habilitation, Technische Universität Karlsruhe, 1956 [23] EN 1992-1-1 (2004) (English): Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings [24] ABAQUS, Theory manual, version 6.2, Hibbit Karson & Sorensen, Inc, 2000 [25] EN1991.2-2003, " (Eurocode 1): Actions on structures – Part : Traffic Load on Bridges," Brusseles, 2003 [26] EN408: 2010 +A1:2012, Timber structures - Structural timber and glued laminated timber - Determination of some physical and mechanical properties, CEN/TC 124 - Timber structures 63