So sánh phương pháp tính toán cấu kiện kết cấu gỗ theo tiêu chuẩn nga và việt nam (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI VŨ MINH CHÍNH SO SÁNH PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CẤU KIỆN KẾT CẤU GỖ THEO TIÊU CHUẨN NGA VÀ VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ XÂY D

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO       BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

VŨ MINH CHÍNH

SO SÁNH PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CẤU KIỆN KẾT CẤU GỖ

THEO TIÊU CHUẨN NGA VÀ VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

Hà Nội - 2017

SO SÁNH PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CẤU KIỆN KẾT CẤU GỖ

THEO TIÊU CHUẨN NGA VÀ VIỆT NAM

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình DD và CN 

Mã số:       60.58.02.08 

 

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT  XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP 

  NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 

1.PGS.TS. NGUYỄN HỒNG SƠN 2.TS. PHẠM THANH HÙNG 

Hà Nội – 2017

LỜI CẢM ƠN  

Sau một thời gian nỗ lực học tập và rèn luyện tại Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội, cuối cùng luận văn của tôi cũng đã hoàn thành. Trong thời gian qua, tôi đã luôn nhận được sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của tất cả các anh chị, bạn bè và các giảng viên trong Khoa Sau đại học - Trường Đại học Kiến trúc 

Hà Nội. 

Đặc biệt, trong thời gian làm luận văn vừa qua, tôi đã nhận được sự ủng 

hộ, hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của thầy PGS.TS. Nguyễn Hồng Sơn và thầy 

TS. Phạm Thanh Hùng -Giảng viên trường Đại học Kiến trúc Hà Nội. Mặc dù rất bận rộn với công việc, các thầy luôn dành thời gian giúp đỡ tôi trong mọi khó khăn. Nhân dịp này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với tình cảm và công sức mà thầy đã dành cho tôi. 

Tôi xin trân trọng cảm ơn! 

 TÁC GIẢ LUẬN VĂN  

  

Vũ Minh Chính

 

LỜI CAM ĐOAN  

Tôi  xin  cam  đoan  Luận  văn  thạc  sĩ  này  là  công  trình  nghiên  cứu  khoa học độc lập của tôi. Các số liệu khoa học, kết quả nghiên cứu của Luận văn là trung thực và có nguồn gốc rõ ràng. 

 

   

Vũ Minh Chính

MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU/CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU

DANH MỤC HÌNH MINH HOẠ

MỞ ĐẦU 1

* Lý do chọn đề tài   1

* Mục đích nghiên cứu   2

* Đối tượng và phạm vi nghiên cứu  2

* Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của việc đề tài   2

NỘI DUNG 3

Chương 1 TỔNG QUAN 3

1.1 Tổng quan về kết cấu gỗ 3

1.1.1. Hiện trạng sử dụng gỗ  3

1.1.2. Phân loại kết cấu gỗ   4

1.1.3. Cấu trúc và tính chất cơ lý của gỗ   5

1.1.4. Các tính chất cơ học của gỗ.   9

1.1.5. Các nhân tố ảnh hưởng đến cường độ của gỗ:   11

1.1.6. Độ cứng   12

1.1.7. Ưu nhược điểm của cấu kiện gỗ   12

1.2 Hệ thống tiêu chuẩn thiết kế kết cấu gỗ 13

1.2.1. Hệ thống tiêu chuẩn Việt Nam   13

1.2.2. Hệ thống tiêu chuẩn Nga   14

1.3 Các công trình sử dụng kết cấu gỗ 15

1.3.1. Nhóm công trình dân dụng   15

1.3.2. Nhóm công trình công nghiệp   18

1.4 Nhận xét chung 18

Chương 2 TÍNH TOÁN CẤU KIỆN GỖ 20

2.1 Tính toán cấu kiện gỗ theo tiêu chuẩn Việt Nam 20

2.1.1 Các cấu kiện chịu lực cơ bản   20

2.1.2. Cấu kiện chịu kéo đúng tâm   20

2.1.3. Cấu kiện chịu nén đúng tâm   22

2.1.4. Cấu kiện chịu uốn - Điều kiện bền uốn:   23

2.1.5. Cấu kiện chịu kéo - uốn   26

2.1.6. Cấu kiện chịu nén - uốn,   27

2.2 Tính toán cấu kiện gỗ theo tiêu chuẩn Nga.[3] 27

Tính toán cấu kiện của KCG theo trạng thái giới hạn thứ nhất   27

2.2.1. Cấu kiện nén đúng tâm, kéo đúng tâm   27

2.2.2. Cấu kiện chịu uốn   33

2.2.3. Các cấu kiện chịu lực dọc trục có uốn   38

2.2.4. Chiều dài tính toán và giới hạn độ mảnh của cấu kiện KCG   43

2.3 Đặc điểm tính toán cấu kiện ghép keo từ gỗ dán và gỗ : 45

2.3.1 Tính toán cấu kiện của KCG theo trang thái giới hạn thứ hai   51

2.3.2. Tính toán liên kết cấu kiện của kết cấu gỗ   53

2.3.3. Bảng so sánh tiêu chuẩn Việt Nam và Nga   80

Chương 3 VÍ DỤ TÍNH TOÁN 83

3.1 Bài toán 1 83

3.1.1. Tính cấu kiện theo tiêu chuẩn Việt Nam   83

3.1.2. Tính cấu kiện theo tiêu chuẩn Nga   83

3.1.3. Nhận xét kết quả tính toán (bài toán số 1)   84

3.2 Bài toán 2 84

3.2.1. Tính cấu kiện theo tiêu chuẩn Việt Nam   84

3.2.3. Nhận xét kết quả tính toán (bài toán số 2)   85

3.3 Bài toán 3 86

3.3.1. Tính cấu kiện theo tiêu chuẩn Việt Nam   86

3.3.2. Tính cấu kiện theo tiêu chuẩn Nga   86

3.3.3. Nhận xét kết quả tính toán (bài toán số 3)   87

3.4 Kết luận 87

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC VÀ BẢNG BIỂU

 

 

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU/CHỮ VIẾT TẮT THEO TIÊU CHUẨN VIỆT NAM (TCVN)

Lực dọc toán Lực nén tính toán 

Hệ số điều kiện 

Hệ số chiều dài tính toán 

Độ võng cho phép 

Độ võng lớn nhất do tải trọng tiêu chuẩn sinh ra  Diện tích tiết diện đã thu hẹp của cấu kiện. 

Diện tích nguyên của cấu kiện Diện tích phần giản yếu của cấu kiện Diện tích tính toán 

Trọng lượng gỗ khi ẩm Trọng lượng gỗ sau khi nước đã bốc hơi hết Khối lượng riêng trên một đơn vị thể tích 

Mô men quán tính của tiết diện  Chiều dài cấu kiện 

 Mômen uốn tính toán  Cường độ kéo tính toán  Cường độ nén tính toán  Cường độ uốn tính toán Cường độ trượt tính toán Cường độ ở độ ẩm 18%( TC nga 12%)(ρ12) Cường độ ở độ ẩm bất kỳ w 

Hệ số chuyển đổi cường độ từ độ ẩm bất kỳ về độ ẩm TC 

Nhiệt độ  

Hệ số chuyển đổi cường độ từ nhiệt độ bất kỳ về nhiệt độ TC 

Hệ số kể đến lượng tăng mô men do ảnh hưởng của lực dọc N. 

 

THEO TIÊU CHUẨN NGA (SNIP)

Sức bền tính toán của gỗ dán chống kéo trong mặt phẳng tấm  

 Sức bền tính toán của gỗ dán chống nén trong mặt phẳng tấm .  

Sức bền tính toán của gỗ dán chống uốn trong mặt phẳng tấm  

Sức bền tính toán của gỗ dán chống chẻ trong mặt phẳng tấm Sức  bền  tính  toán  của  gỗ  dán  chống  cắt  vuông  góc  với  mặt phẳng tấm 

Sức  bền  tính  toán  của  gỗ  dán  chống  nén  vuông  góc  với  mặt phẳng tấm 

Sức bền tính toán của gỗ dán chống ép mặt vuông gócvới mặt 

Diện tích mặt cắt ngang của cấu kiện brutto Chiều rộng mặt cắt ngang 

Đường kính danh nghĩa thanh cốt thép, neo, bulon, đinh, vít Chiều cao mặt cắt ngang 

Momen quán tính của mặt cắt ngang của cấu kiện Momen quán tính của mặt cắt ngang của cấu kiện netto Momen quán tính của mặt cắt ngang của cấu kiện brutto Momen quán tính quy dẫn của mặt cắt ngang của cấu kiện Khẩu độ, chiều dài cấu kiện 

Momen kháng tính toán của mặt cắt ngang của cấu kiện Momen kháng quy dẫn của mặt cắt ngang của cấukiện 

Hệ  số  tính  momen  bổ  sung  gây  ra  do  lực  dọc  trục  trong  uốn cấu kiện 

Nén Tày Tới hạn Tính toán Biến dạng 

Gờ gỗ (gỗ dán) Tiêu chuẩn Uốn 

Maxnimun Trung bình Minimum 

Chẻ - cắt Trục của hệ tọa đọ vuông góc (Dekart) Góc giữa lực ứng suất và hường thớ gỗ Các góc tương ứng so với thớ gỗ (đo bằng độ) 

DANH MỤC CÁC BẢNG,BIỂU

Bảng 2-1; Hệ số k c theo dạng nối ghép 31

Bảng 2-2: hệ số k W 34

Bảng 2-3 :Giới hạn độ mảnh 44

Bảng 2-4: Dạng liên kết 51

Bảng 2-5: Độ võng dạng liên kết 52

Bảng 2-6: Trạng thái ứng suất của liên kết 59

Bảng 2-7:bảng hệ số K∝ 65

Bảng 2-8:Bảng giá trị k H 65

Bảng 3-1:Sai khác  cr khi tính theo tiêu chuẩn Nga và Việt Nam 87

DANH MỤC HÌNH MINH HOẠ 

Hình 1-1 Mặt cắt ngang thân cây Hình 1-2: cấu trúc vi mô gỗ lá rộng 6

Hình 1-3.Các mặt cắt của thân cây 7

Hình 1-4 Các phương làm việc của thớ gỗ 8

Hình 2-1 Chỗ yếu của các cấu kiện chịu kéo a) Không vượt ra ngoài các cạnh;b) Vượt ra ngoài các cạnh 29

Hình 2-2 Các cấu kiện thành phần (cấu thành): 32

Hình 2-3 : Sơ đồ tính thanh cong trong uốn thuần tuý 36

Hình 2-4 : Mặt cắt ngang của tấm ghép keo từ gỗ dán và gỗ 46

Hình 2-5: Các mặt cắt ngang của các dầm ghép keo với vách thành mỏng bằng gỗ dán 49

Hình 2-6 : Chỗ cắt khoét trong các cấu kiện nối 55

Hình: 2-7 Liên kết gắn keo 56

Hình 2-8: Mộng chính diện 1 răng 57

Hình 2-9 Liên kết chốt 64

Hình 2-10 : Liên kết chốt có các tấm đệm thép 64

Hình 2-11 Bố trí chốt 66

Hình 2-12.Xác định chiều dài ngậm đinh tính toán 67

Hình 2-13 Bố trí đinh theo hàng xiên 67

Hình 2-14 Đóng đinh xiên 69

Hình 2-15 Liên kết bằng chốt tấm 71

Hình 2-16 Những liên kết được sử dụng vào thiết kế dùng thanh cốt dán xiên 73

Hình 2-17 Liên kết thanh cốt từ cốt thép gai và gắn dọc thớ 75

MỞ ĐẦU

* Lý do chọn đề tài

  Gỗ là vật liệu khá phổ biến mang tính chất địa phương. Ở Việt Nam, gỗ không phải chỉ ở rừng núi mà có ở khắp các vùng nông thôn, đồng bằng. Ở nông thôn, việc xây dựng nhà hầu hết sử dụng vật liệu tại chỗ: gỗ xoan, mít (có hơn 400 loại gỗ khác nhau). Gỗ là loại vật liệu dễ gia công, chế tạo dễ xẻ, 

dễ  cưa,  bào,  đóng  đinh…  Kết  cấu  gỗ  được  sử  dụng  khá  phổ  biến  trong  các công trình xây dựng như cột nhà, kèo nhà, khung vì kèo, cánh cửa, sàn gỗ. 

  Gỗ  là  loại  vật  liệu  ngậm  nước,  lượng  nước  chứa  trong  gỗ  thay  đổi  tuỳ theo  môi  trường  không  khí  xung  quanh.  Khi  gỗ  hút  hay  nhả  hơi  nước  sẽ bị giãn nở hay co ngót không đều theo các phương dẫn đến hiện tượng nứt nẻ, cong, vênh. 

Kết cấu làm bằng gỗ ẩm, khi khô các mộng lỏng ra, ảnh hưởng đến khả năng chịu lực, có thể không sử dụng được. Nhưng ngày nay, để khắc phục những nhược điểm trên người ta thường sử dụng gỗ ghép có nhiều ưu điểm như nhẹ, khoẻ, chịu lực tốt, bền (đã qua xử lý chống mối mọt), khó cháy. Sàn gỗ ghép (gỗ công nghiệp) hiện nay đã không còn xa lạ với nhiều gia đình Việt, loại vật liệu lát sàn này được sản xuất cả ở trong nước và được nhập khẩu từ thế giới, với nhiều ưu điểm vượt trội như: lắp đặt nhanh, chống bám bẩn và vệ sinh dễ dàng,  đặc biệt sàn gỗ  còn có khả năng thích nghi với thời tiết cao.  Vậy tiêu chuẩn nào được dùng để làm căn cứ để đánh giá chất lượng, độ bền đẹp của sàn gỗ ghép 

  Hiện nay tại Việt Nam các tiêu chuẩn quy phạm liên quan đến gỗ đều đã rất cũ thậm chí hết thời hạn : 

  TCVN  8044:2009(ISO3129:1975),TCVN  8046:2009  thay  thế  cho TCVN 359-70 và sửa đổi tháng 1: 1986,Có một số mới ban hành như.  

  TCVN/TC89/SC1 -hoặc TCVN 8046:2009.  

  TCVN 363-70 đến 370-70 về các phương pháp thử cơ học của gỗ ván gỗ dán -Thuật ngữ, định nghĩa và phân loại (TCVN 7752:2007) 

  Ván dăm - Thuật ngữ, định nghĩa và phân loại ( TCVN 7751:2007)   Như  vậy  vấn  đề đặt ra  là bây  giờ  để  áp dụng,  chúng ta  đang dùng tiêu chuẩn quy phạm nào đối với các loại vật liệu thiết bị có liên quan tới gỗ. 

 Từ  những  phân  tích  nêu  trên:  Đề tài  “SO SÁNH PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CẤU KIỆN KẾT CẤU GỖ THEO TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

VÀ NGA” có tính cấp thiết và tính thực tiễn cao.  

* Mục đích nghiên cứu

+ Mục đích nghiên cứu 

  Nghiên cứu tính toán cấu kiện kết cấu gỗ nguyên khối và gỗ ghép theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCXD 44; 1970). 

Nghiên cứu  tính toán cấu kiện kết  cấu gỗ nguyên  khối và gỗ ghép theo tiêu chuẩn Nga hiện hành(C Π 64.13330.2011).   

  Nắm được phương pháp thiết kế theo tiêu chuẩn Nga để xây dựng và vận dụng vào tiêu chuẩn Việt Nam. 

* Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

 

lòng liên hệ với Trung Tâm Thông tin Thư viện

– Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội

Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội

TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Qua  việc nghiên cứu và so sánh đánh giá  tiêu  chuẩn Việt Nam và tiêu chuẩn Nga người nghiên cứu có thể đưa ra các kết luận sơ bộ như sau: 

-  Theo tiêu chuẩn Việt Nam  (TCVN),  tiêu chuẩn Nga (SNIP); kết  cấu 

- Trong công thức tính toán ổn định cho thanh chịu nén đúng tâm, công thức tính hệ số uốn dọc  theo hai tiêu chuẩn cũng có sự khác nhau, do đó kết quả tính toán cr cũng có sự khác nhau như khi độ mảnh > 70 thì xuất hiện 

sự sai khác giữa hai tiêu chuẩn và sự sai khác giữa hai tiêu chuẩn lớn nhất ở mức 3.33%. 

- Hệ số chiều dài tính toán của thanh theo TCVN với trường hợp kết cấu một đầu ngàm và một đầu tự do thì μ= 2 trong khi hệ số chiều dài tính toán của thanh theo tiêu chuẩn Nga có sự điều chỉnh, củ thể với trường hợp thanh một đầu ngàm và một đầu tự do thì μ= 2.2, điều này phù hợp vì đã kể đến sự lỏng lẻo trong liên kết của kêt cấu gỗ. 

Trong  tiêu  tiêu  chuẩn  Việt  Nam,  do  phần  lớn  đều  dựa  trên  tiêu  chuẩn Nga những năm 1970. Tuy nhiên, tiêu chuẩn Nga  hiện về kết cấu gỗ được bổ sung, cập nhật liên tục trong những năm gần đây dẫn đến có những sự tiến bộ hơn và đi đến chính xác hơn có tính thực nghiệm cao. Do đó, cần tận dụng sự 

- Cần tận dụng sự tương đồng của tiêu chuẩn Nga và Việt Nam để ban hành và áp dụng một tiêu chuẩn hoàn thiện, áp dụng các tiêu chí vật liệu về gỗmới

TÀI LIỆU THAM KHẢO 

Hà Nội. 

4 Đoàn Định Kiến (chủ biên), Nguyễn Văn Đạt, Nguyễn Quốc Thái, Đào Bá Trực  (1994),  Kết  cấu  gỗ,  Nhà  xuất  bản  Đại  học  và  Trung  học  chuyên nghiệp (tái bản). 

5 Ủy ban kiến thiết cơ bản nhà nước (1970), Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu gỗ 44-70. 

6 Lý Trần Cường, Đinh Chính Đạo (2008), Kết cấu gạch đá và gạch đá cốt thép, Nhà xuất bản Khoa Học Kỹ Thuật. 

7 TCVN 8044:2009(ISO3129:1975) Gỗ - phương pháp lấy  mẫu và yêu cầu chung đối với phép thử cơ lý. 

8 TCVN 363-70 đến 370-70 về các phương pháp thử cơ học của gỗ 

9 TCVN/TC89/SC1 Ván gỗ nhân tạo tổng cục đo lường chất lượng Bộ khoa học và công nghệ công bố. 

10 Ván  gỗ  dán  -Thuật  ngữ,  định  nghĩa  và  phân  loại  (TCVN  7752:2007) Ván dăm - Thuật ngữ, định nghĩa và phân loại ( TCVN 7751:2007) 

II Tiếng nước ngoài. 

11  C ∏ 64.13330.2011 

12 CHµ ∏ II-25-80 

13 CJJ 70 - 96.  Kiến trúc cổ. Tiêu chuẩn kiểm tra đánh giá chất lượng công tác xây dựng - sửa chữa (Dành cho phía nam trung Quốc). 

PHỤ LỤC VÀ BẢNG BIỂU Phụ lục 1 : Phân nhóm gỗ theo chỉ tiêu cường độ  

và khối lượng thể tích [5] 

Nhóm 

ứng suất, 105 N/cm2 (kG/cm2)  Khối 

lượng thể tích Nén dọc  Uốn tĩnh  Kéo dọc  Cắt dọc 

Uốn tĩnh 

Kéo dọc 

Cắt dọc Nhóm 1 

5  Táu  Vatica ịìeurỉana Tardỉeu  630  2163  1613 

4  Gội gác  Aphanamỉxis gt'andifolia Bỉ  562  1555  1458  105 

5  Giẻ mỡ gà  Pasania echdnocarpa Hỉckeỉ et

KI thể tích Nhóm 1 

1  Giẻ xám  Pasania aỉephantum Hickei et A Camus  0,97 

Nhóm 4 

Nhóm 5 

STT  Trạng thái ứng suất 

Hệ số Đồng nhất k 

Điều kiện làm việc m 

điều kiệnsử dụng  của gỗ %  tại nhiệt độ 200C 

 

keo  được 

gắn keo 

điều kiện sử dụng 

trọng (PL.D, D2) 

phần  

Trên cơ sởmelamin, thao tác thi công riêng rẽ các thành phần trên bề mặt 

được dán  

Trên cơ sởcacbamid, keo 2 thành phần bền nước trên 

cơ sở polyvinylaxetat 

fm,fc,0,fj,0  

fm,fc,0,fj,0 

fm,fc,0,fj,0  

ft,0   

ft0  

fc,90,fj,90 

   

fj,90  

fj,90     

fv     

 

14  

15 

16   

-  

10   

12  1,8   

3  

4   1,6   

 

13  

14 

15   

16  

7   

9  1,8   

3  

4   1,5   

 8,5  

10 

11   

10  

-   

-  1,8   

3  

4   1,5   

0,6 0,6 0,08 

1 Cường độ tính toán của gỗ chống tầy cục bộ ngang thớ trên phần chiều dài chiều dài phần không chất tải không nhỏ hơn chiều dài phần bị tầy 

và chiều dày kiện), ngoại trừ trường hợp đã được tính đến trong mục 4 của bảng này, được xác theo công thức (1), 

t ,0 j,

3 t,0

j,90 1

ff

v v,

3 v

v,90

ff

5. Cường độ tính toán chống uốn đối với kết cấu tấm sàn và dàn mái bên dưới mái lợp từ gỗ loại 3 có thể chấp nhận bằng 13 Mpa.  

 

ft,0 

ft,0.90 f’v 

fv 

fv.90 

26 

21 3,2 1,6 5,0  20,5 0,3 2,7 2,1 1,0 

22,5 

20 3,1 1.5 4,9  

18 0,3 2,6 2,0 1,0 

20 

18 3,0 1,5 4,8  

16 0,3 2,6 1,9 1,0 

 

Kéo, nén, uốn và  tầy dọc thớ, 

f t.0, f m ,f c.o ,f j.0 

Nén, Tầy ngang  thớ, 

1    0,8   

  1,2  0,9  0,65  0,8   

2 

2    2,2  1,6  1,6   

1   

 

1  0,9  0,65  0,8    1,3  1,6    1,8  1,3 

1    0,8    Chú thích : - Hệ số m n  trong bảng đối với kết cấu đỡ đường dây tải điện trên cao chế tạo từ gỗ 

tùng không tẩm chất chống mối mọt (ở độ ẩm < 25% được nhân hệ số 0,85