Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 8164:2009 quy định phương pháp lấy mẫu, quy trình thử nghiệm và đánh giá trên toàn bộ kích thước mặt cắt ngang của gỗ xẻ để xác định các giá trị đặc trưng của các chỉ tiêu kết cấu đối với gỗ xẻ sử dụng trong các quy chuẩn thiết kế kết cấu xây dựng.
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 8164 : 2009 ISO 13910 : 2005 GỖ KẾT CẤU - GIÁ TRỊ ĐẶC TRƯNG CỦA GỖ PHÂN CẤP THEO ĐỘ BỀN - LẤY MẪU, THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ TRÊN TỒN BỘ KÍCH THƯỚC MẶT CẮT NGANG Structural timber - Characteristic values of strength graded timber - Sampling, full-size testing and evaluation Lời nói đầu TCVN 8164 : 2009 hoàn toàn tương đương với ISO 13910 : 2005 TCVN 8164 : 2009 Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC165 Gỗ sản phẩm gỗ biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học Công nghệ công bố Lời giới thiệu Tiêu chuẩn quy định yêu cầu lấy mẫu, thử nghiệm đánh giá giá trị đặc trưng tiêu kết cấu gỗ xẻ có cấp kích cỡ xác định để sử dụng quy chuẩn thiết kế kết cấu xây dựng Tiêu chuẩn đưa yêu cầu mang tính định tính tiêu cần xác định tương tự tiêu điều kiện sử dụng thực tế giá trị độ bền đặc trưng thu sử dụng quy chuẩn thiết kế kết cấu xây dựng Mục đích việc xác định giá trị độ bền đặc trưng nhằm đưa khả chịu tải xác thực Do đó, thuật ngữ “độ bền uốn”, “độ bền trượt”, “độ bền kéo” v.v liên quan đến giá trị tải trọng sử dụng kiểu phá hủy dự kiến Tiêu chuẩn không nhằm đánh giá tất tiêu tất cấp kích cỡ gỗ sử dụng cơng trình xây dựng Các u cầu đánh giá đặc biệt quy định quy chuẩn xây dựng, sổ tay chất lượng quy định kỹ thuật tiêu chuẩn vật liệu khác Tài liệu tiêu chuẩn đồng thuận cấp quốc tế để xác định tiêu kết cấu gỗ phân cấp theo độ bền Các tiêu chuẩn khác liên quan đến phép xác định tiêu kết cấu phù hợp với tiêu chuẩn miễn thiết lập tương đương tiêu chuẩn với Phiên ISO 13910 có điều liên quan đến lấy mẫu đánh giá giá trị đặc trưng gỗ phân cấp theo độ bền Ban kỹ thuật ISO/TC 165 sốt xét có bổ sung thêm số điều (liên quan đến lấy mẫu, thử nghiệm đánh giá tiêu riêng) GỖ KẾT CẤU - GIÁ TRỊ ĐẶC TRƯNG CỦA GỖ PHÂN CẤP THEO ĐỘ BỀN - LẤY MẪU, THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ TRÊN TOÀN BỘ KÍCH THƯỚC MẶT CẮT NGANG Structural timber - Characteristic values of strength-graded timber - Sampling, full-size testing and evaluation Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định phương pháp lấy mẫu, quy trình thử nghiệm đánh giá tồn kích thước mặt cắt ngang gỗ xẻ để xác định giá trị đặc trưng tiêu kết cấu gỗ xẻ sử dụng quy chuẩn thiết kế kết cấu xây dựng Tiêu chuẩn đưa phương pháp thiết lập mức độ tương đương với tiêu chuẩn khác để thử nghiệm đánh giá tiêu đặc trưng gỗ kết cấu Tiêu chuẩn áp dụng cho gỗ xẻ có mặt cắt ngang hình chữ nhật chịu tải trọng ngắn hạn (khoảng min) Quy trình đánh giá khơng phục vụ mục đích quản lý chất lượng nghiệm thu lô gỗ Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết để áp dụng tiêu chuẩn Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm công bố áp dụng nêu Đối với tài liệu viện dẫn khơng ghi năm cơng bố áp dụng phiên nhất, bao gồm sửa đổi, bổ sung (nếu có) ASTM D198, Standard test methods of static tests of lumber in structural sizes (Tiêu chuẩn phương pháp thử tĩnh gỗ xẻ kích thước kết cấu) Thuật ngữ định nghĩa Tiêu chuẩn sử dụng thuật ngữ định nghĩa sau: 3.1 Giá trị đặc trưng (characteristic value) Phân vị chuẩn phân bố thống kê đánh giá với mức độ xác quy định CHÚ THÍCH: Giá trị đặc trưng sử dụng giá trị trung bình mẫu giá trị phân vị chuẩn ước lượng (95 phần trăm giá trị độ tin cậy) 3.2 Cấp (grade) Tập hợp gỗ có giá trị đặc trưng xác định 3.3 Phân vị chuẩn p (p-percentile) Giá trị để xác suất có giá trị thấp p phần trăm 3.4 Thanh gỗ (piece of timber) Gỗ có mặt cắt ngang hình chữ nhật chiều dài sản xuất theo mục đích xây dựng 3.5 Tập hợp gỗ phân cấp theo độ bền (population of strength-graded timber) Tất gỗ để làm kết cấu nhóm xác định có thơng số nguồn gốc, lồi gỗ, kích cỡ cấp 3.6 Tập hợp chuẩn (reference population) Tập hợp gỗ phân cấp theo độ bền, có tiêu độ bền đặc trưng đo dự kiến không thay đổi 3.7 Cỡ mẫu (sample size) Số lượng gỗ mẫu gỗ chọn từ tập hợp xác định 3.8 Mẫu thử (test specimen) Chiều dài gỗ cắt từ gỗ cho mục đích thử nghiệm để đánh giá tiêu gỗ 3.9 Chiều dày (thickness) d Kích thước nhỏ vng góc với trục dọc gỗ 3.10 Chiều rộng (width) b Kích thước lớn vng góc với trục dọc gỗ Ký hiệu thuật ngữ viết tắt 4.1 Ký hiệu b chiều rộng gỗ mẫu gỗ có mặt cắt ngang hình chữ nhật, tính milimét; bc chiều rộng gỗ mẫu gỗ chịu nén có mặt cắt ngang hình chữ nhật, tính milimét; CV hệ số biến động; d chiều dày gỗ mẫu gỗ có mặt cắt ngang hình chữ nhật, tính milimét; E môđun đàn hồi song song (dọc) thớ gỗ, tính niutơn milimét vng; F tải trọng truyền lên mẫu, tính niutơn; f độ bền, tính niutơn milimét vng; G mơđun trượt, tính niutơn milimét vuông; K độ cứng vững thớ gỗ; kimp hệ số quan trọng; ksamp hệ số lấy mẫu; ksize hệ số kích cỡ; L chiều dài dọc theo gỗ mẫu gỗ, tính milimét; LT chiều dài mẫu thử chịu lực xoắn, tính milimét; lh chiều dài cắt từ mẫu gỗ, tính milimét; ll chiều dài cánh tay đòn lực xoắn, tính milimét; N cỡ mẫu; p phân vị chuẩn; e độ võng dầm, tính milimét; m khối lượng mẫu gỗ, tính kilơgam; w khối lượng nước/khối lượng gỗ với tương đương độ ẩm; xi giá trị liệu; biến dạng góc thử nghiệm xoắn, tính radian; p khối lượng riêng, tính kilơgam mét khối; p12 khối lượng riêng độ ẩm 12 % khối lượng, tính kilơgam mét khối; ptest khối lượng riêng thời điểm thử nghiệm, tính kilôgam mét khối; 4.2 Các số 0,1 b giá trị độ biến dạng 0,1 b; 0,05 giá trị phân vị chuẩn 5; tính chất hướng 0° (song song dọc) với thớ gỗ; 90 tính chất hướng 90° (vng góc ngang) với thớ gỗ; c nén data tính chất thống kê liệu; k giá trị đặc trưng; l giới hạn giá trị đặc trưng; m uốn; mean giá trị trung bình; ref giá trị ứng với kích cỡ chuẩn; spec giá trị ứng với kích cỡ cụ thể; std tiêu chuẩn; t kéo; tail tính chất liên quan đến phần đồ thị phân bố thống kê; u giới hạn giá trị đặc trưng; ult giá trị thời điểm phá hủy; v trượt; y giá trị ứng với giá trị y cụ thể đồ thị Lấy mẫu Các thông số để xác định tập hợp chuẩn phải xác định cách toàn diện theo loài yếu tố khác nguồn gốc, kích cỡ, cấp phương pháp phân cấp Tất mẫu thử phải cắt từ gỗ lựa chọn để đại diện cho tập hợp chuẩn Sự đại diện cho tập hợp chuẩn nhận cách chọn gỗ cách ngẫu nhiên từ tập hợp chuẩn Tuy nhiên, tính đại diện tốt tất thơng số tập hợp, ví dụ tỷ lệ gỗ sản xuất theo phân xưởng, lặp lại mẫu chọn cho thử nghiệm Ứng với cấp, kích cỡ tiêu cần đánh giá, phải lấy cỡ mẫu tối thiểu 40 Khuyến nghị sử dụng cỡ mẫu lớn 40 trường hợp cần nhiều giá trị đặc trưng tin cậy độ bền mà khơng có hệ số bất lợi cỡ mẫu (xem 9.2.1) Mẫu thử Tất mẫu thử có tồn kích thước mặt cắt ngang Chiều dài mẫu phải phù hợp với yêu cầu phép thử (xem Điều 8) Mẫu thử phải lựa chọn từ vị trí ngẫu nhiên gỗ Mẫu cắt từ vị trí định trước (ở trung điểm gỗ, đầu chọn ngẫu nhiên gỗ từ vị trí khơng có khuyết tật v.v ) coi phù hợp với u cầu khơng có sai lệch tiêu đo Mỗi mẫu thử ứng với kích cỡ, cấp tiêu định phải cắt từ gỗ khác gỗ cắt thành nhiều loại mẫu thử Ứng với cấp/kích cỡ/chỉ tiêu, phải lấy cỡ mẫu tối thiểu 40 quy định Điều Điều kiện thử nghiệm Nếu khơng có quy định cụ thể áp dụng quy trình thử nghiệm theo ASTM D198 Độ ẩm chuẩn thời điểm thử nghiệm phải phù hợp với điều kiện ổn định nhiệt độ 20 °C độ ẩm tương đối 65 % Có thể áp dụng quy trình thử nghiệm tiêu chí ổn định khác miễn điều kiện đảm bảo tốt hơn; khơng phải thiết lập quy trình điều kiện ổn định tương tự Ứng với ổn định chuẩn nhiệt độ độ ẩm, độ ẩm cân gỗ đặc phải khoảng 12 % Nhiệt độ chuẩn thời điểm thử nghiệm phải 20 °C Tốc độ gia tải phải chọn cho sau khoảng phút xuất phá hủy Tại thời điểm thử nghiệm, phải ghi lại độ ẩm, nhiệt độ gỗ thời điểm phá hủy Sơ đồ thử nghiệm 8.1 Khối lượng riêng Mẫu gỗ để xác định khối lượng riêng phải đảm bảo tồn kích thước mặt cắt ngang gỗ Chiều dài mẫu thử không nhỏ b Khối lượng, m, độ ẩm, w, phải đo cho mẫu thử Khối lượng riêng thời điểm thử nghiệm, ptest tính tốn từ công thức sau: Ptest = m 109 Ldb (1) Khối lượng riêng độ ẩm 12 % theo khối lượng, P 12, tính từ cơng thức sau: p12 = ptest 1,12 w (2) đó: w độ ẩm mẫu thử thời điểm thử xác định theo phương pháp sấy khô kiệt Một cách khác đảm bảo độ xác đo độ ẩm cách sử dụng đồng hồ đo độ ẩm dạng điện trở, miễn đồng hồ hiệu chuẩn theo phép đo độ ẩm xác định phương pháp sấy khô kiệt Nếu sử dụng đồng hồ điện đo độ ẩm đo hai ba điểm đọc theo mẫu gỗ 8.2 Độ bền uốn độ cứng vững Sơ đồ thử nghiệm độ bền uốn độ cứng vững mơ tả Hình Dầm có độ 18b gia tải hai điểm cách nằm hai gối đỡ, tải trọng điểm F/2 Chọn cạnh dầm làm cạnh chịu kéo Nếu dầm mỏng, có xu hướng bị ổn định q trình gia tải, phải bố trí gối cản giữ ngang để ngăn ổn định Các gối cản giữ ngang phải đảm bảo không gây lực chống lại chuyển vị theo hướng gia tải CHÚ DẪN gối đỡ dạng lăn; đỡ Hình - Cách lắp đặt mẫu để đo độ bền uốn độ cứng vững Phép đo môđun đàn hồi, E, phải thực cách đo độ võng e điểm trục dầm cân xứng với vị trí điểm trục hai đầu dầm, độ võng điểm B cân xứng với hai điểm A C sơ đồ Hình Khi khơng thể thực điều cho phép đo độ võng điểm mặt dầm cân xứng với hai gối đỡ dầm Tăng tải trọng truyền lên mẫu F dầm bị phá hủy dạng uốn phá hủy dạng khác Để đánh giá mô đun đàn hồi uốn, Em, độ võng gia tăng e ứng với tải trọng gia tăng F phải lựa chọn từ phần đàn hồi tuyến tính đồ thị quan hệ tải trọng biến dạng tính theo công thức sau: 23 L Em = x 108 b F e d (3) Dải tải trọng cực đại từ 10 % đến 40 % sử dụng để xác định tỷ lệ F/ e E đánh giá cách đo chuyển vị điểm khác với điểm mô tả trên, thiết lập tương đương chấp nhận với quy trình Độ bền uốn fm xác định theo công thức sau: fm = Fult L db (4) Fult giá trị tải trọng truyền lên mẫu thời điểm phá hủy (tải trọng tới hạn) 8.3 Độ bền kéo song song thớ gỗ Sơ đồ thử nghiệm độ bền kéo song song thớ gỗ mô tả Hình Chiều dài mẫu gỗ hai điểm cặp phải đảm bảo 8b + 000 mm Mẫu gia tải đến bị phá hủy Kích thước tính milimét CHÚ DẪN kẹp kéo Hình - Cách lắp đặt mẫu để đo độ bền kéo song song thớ gỗ Độ bền kéo ft,o tính theo công thức sau: ft,o = Fult (5) db Fult giá trị tải trọng truyền lên mẫu thời điểm phá hủy (tải trọng tới hạn) 8.4 Độ bền nén song song thớ gỗ Sơ đồ thử nghiệm độ bền nén song song thớ gỗ mô tả Hình Mẫu thử có chiều dài tổng số 8b + 000 mm Mẫu thử nén dọc trục tải trọng F xuất phá hủy Mẫu phải gia cố để chống lại ổn định ngang cách bố trí gối cản giữ ngang khoảng cách không lớn 10d ứng với ổn định trục phụ 10b ứng với ổn định trục Gối cản giữ ngang phải đảm bảo không gây lực chống lại chuyển vị theo hướng gia tải Kích thước tính milimét CHÚ DẪN gối cản giữ ngang Hình - Cách lắp đặt mẫu để đo độ bền nén song song thớ gỗ Độ bền nén fc,o tính theo cơng thức sau: Fult fc,o= db (6) Fult giá trị tải trọng truyền lên mẫu thời điểm phá hủy (tải trọng tới hạn) Có thể áp dụng quy trình thử khác với mơ tả Mẫu thử cắt thành mẫu gỗ ngắn không lớn 10d mẫu khơng bị cắt qua vùng có khuyết tật nghiêm trọng Mỗi mẫu gỗ nén dọc trục bị phá hủy Tải trọng tới hạn lấy giá trị tải trọng tới hạn nhỏ số mẫu gỗ ngắn 8.5 Độ bền trượt song song thớ gỗ Sơ đồ thử nghiệm độ bền trượt song song thớ gỗ mơ tả Hình Tải trọng F tăng dần đạt giá trị tới hạn Fult, giá trị thời điểm xuất phá hủy mẫu gỗ Độ bền trượt fv tính theo cơng thức sau: fv = 0,75 Fult db (7) Một số dầm bị phá hủy khác với kiểu trượt, ví dụ dạng phá hủy uốn phá hủy nén vng góc với thớ gỗ Tuy nhiên, tất kết thử phải sử dụng để đánh giá tiêu độ bền trượt Công thức (7) cho kết độ bền trượt danh nghĩa dầm cách cung cấp mô tả chuẩn hóa khả chịu tải dầm Có thể sử dụng sơ đồ gia tải dầm liên tục hai nhịp mô tả Phụ lục B, phương pháp thử trượt khác, thiết lập hiệu tương đương so với sơ đồ gia tải dầm nhịp điều Kích thước tính milimét CHÚ DẪN gối đỡ dạng lăn; đỡ gỗ Hình - Cách lắp đặt mẫu để xác định độ bền trượt song song thớ gỗ 8.6 Độ bền kéo vng góc với thớ gỗ Cách lắp đặt mẫu để xác định độ bền kéo vng góc với thớ gỗ mơ tả Hình Mẫu gỗ để xác định độ bền kéo vng góc với thớ gỗ phải có tồn kích thước mặt cắt ngang gỗ Chiều dài, lh, cắt từ gỗ b/3 Mẫu gỗ phải gia tải ba điểm uốn sơ đồ mơ tả Hình CHÚ DẪN gối đỡ dạng lăn đỡ hướng thớ gỗ Hình - Cách lắp đặt mẫu để xác định độ bền kéo vng góc với thớ gỗ Độ bền kéo ft,90 tính theo cơng thức sau: đó: Fult giá trị tải trọng truyền lên mẫu thời điểm phá hủy (tải trọng tới hạn) CHÚ THÍCH Hệ số (0,03 dlh2/8003)0,2 sử dụng để chuẩn hóa độ bền kéo với giá trị tương đương mẫu gỗ hình lập phương có chiều dài cạnh 800 mm 8.7 Độ bền nén độ cứng vững vng góc với thớ gỗ Cách lắp đặt mẫu để xác định độ bền nén độ cứng vững vng góc với thớ gỗ mơ tả Hình a) Tải trọng F truyền qua hai đỡ thép có chiều dài 90 mm chiều rộng d + 10 mm Đầu máy thử cố định chắn để không bị xoay Trong trình gia tải, dựng đồ thị quan hệ tải trọng-biến dạng [xem Hình c)], đồng thời gia tải mẫu thử bị phá hủy biến dạng đạt 20 mm, tùy theo điều xảy trước Nếu mẫu gỗ có xu hướng bị ổn định q trình gia tải, sử dụng gối cản giữ ngang để chống lại ổn định CHÚ DẪN X biến dạng, e, tính milimét; Y tải trọng truyền lên mẫu, F, tính niutơn; a điểm phá hủy Hình - Cách lắp đặt mẫu để xác định độ bền nén độ cứng vững vng góc với thớ gỗ Độ bền nén fc,90 tính theo cơng thức sau: fc,90 = Fult 90d (9) F20 90d (10) fc,90 = FuIt giá trị tải trọng truyền lên mẫu thời điểm phá hủy (tải trọng tới hạn) F20 tải trọng truyền lên mẫu thời điểm biến dạng đạt 20 mm Độ bền nén điểm uốn fc,90y tính theo cơng thức sau: fc,90y = Fy 90d (11) Fy tải trọng giao điểm đường thẳng song song với đoạn dốc đàn hồi đồ thị quan hệ tải trọng-biến dạng cách đoạn dốc mm [xem Hình c)] Độ cứng vững chịu nén vuông gốc với thớ gỗ, Kc,90, tính theo cơng thức sau: Kc,90 = ( F / e) 90d (12) F/ e độ dốc đàn hồi đồ thị quan hệ tải trọng-biến dạng 8.8 Độ cứng chống xoắn Sơ đồ thử nghiệm độ cứng chống xoắn mô tả Hình Chiều dài đầu cặp bề mặt xoắn LT mẫu thử mô tả Hình Lực xoắn truyền qua tải trọng F tác động lên cánh tay đòn có chiều dài lt Độ cứng chống xoắn, Gt,o tính theo cơng thức: Gt,o = LT Lt x ( F/ bd 0,63(b / d ) ) góc biến dạng xoay; F/ độ dốc đồ thị quan hệ tải trọng-biến dạng (13) Chiều dài thích hợp phải sau: - 18d mẫu thử, LT - 500 mm cánh tay đòn, It CHÚ DẪN đầu cặp; mặt phẳng xoắn Hình - Cách lắp đặt mẫu để xác định độ cứng chống xoắn Đánh giá giá trị đặc trưng tiêu thử nghiệm 9.1 Điều chỉnh điều kiện thử nghiệm không tiêu chuẩn Khi có yêu cầu, hệ số điều chỉnh cho tiêu dựa thơng tin kỹ thuật thích hợp có sẵn thử nghiệm Đối với gỗ thử nghiệm độ ẩm, nhiệt độ thời gian đến xuất phá hủy, lớn yếu tố điều kiện chuẩn khơng cần thiết áp dụng hệ số hiệu Đối với mẫu có độ ẩm trung bình từ 10 % đến 19 % áp dụng điều chỉnh sau: a) không điều chỉnh độ bền uốn độ bền kéo; b) độ bền nén song song với thớ gỗ, điều chỉnh % ứng với phần trăm chênh lệch độ ẩm; c) môđun đàn hồi môđun độ cứng chống xoắn, điều chỉnh % ứng với phần trăm chênh lệch độ ẩm; d) tiêu khác trượt, kéo vng góc nén vng góc với thớ gỗ, quy trình điều chỉnh dựa phép thử tiêu gỗ cụ thể Nếu sử dụng tốc độ gia tải nhanh giá trị chuẩn điều chỉnh phù hợp dựa thông tin thử nghiệm phải áp dụng phép xác định độ bền độ cứng vững Đối với thử nghiệm kéo độ mẫu thử Lthử phải ngắn chiều dài tiêu chuẩn Ltiêu chuẩn, quy định 8.3, độ bền đặc trưng đo phải rút gọn hệ số (Lthử / Ltiêu CV chuẩn) t CVt hệ số biến động đo độ bền kéo 9.2 Xử lý thống kê 9.2.1 Tổng quát Các nguyên tắc dẫn xuất giá trị đặc trưng trình bày cụ thể nội dung Một số phương pháp thống kê để thực dẫn xuất nêu Phụ lục C 9.2.2 Các giá trị đặc trưng độ bền Các giá trị đặc trưng độ bền fK liên quan đến ước lượng giá trị phân vị chuẩn độ bền Ước lượng lấy làm biên dưới, fdata,0,05,l nghĩa ước lượng có 25 % hội lớn giá trị thực phân vị chuẩn tập hợp chuẩn [(xem Hình a)] Giá trị tính phần trăm CHÚ DẪN X độ bền; Y tần suất; a f0,05,i ước lượng biên giá trị phân vị chuẩn 5; b giá trị thực phân vị chuẩn tập hợp chuẩn; c f0,05,u ước lượng biên giá trị phân vị chuẩn Hình - Ước lượng biên biên giá trị phân vị chuẩn độ bền sở số liệu thử nghiệm mẫu Nếu giá trị đặc trưng sở số liệu từ kích cỡ đơn fk tính theo cơng thức sau: fk = fdata,0,05,l (14) fk giá trị đặc trưng cho kích cỡ Phương pháp tính tốn fdata,0,05,l theo Phụ lục C 9.2.3 Giá trị đặc trưng độ cứng vững Các giá trị đặc trưng độ cứng vững giá trị trung bình giá trị phân vị chuẩn số liệu thử nghiệm VÍ DỤ Giá trị đặc trưng Ek1 Ek2 môđun đàn hồi E Ek1 = Edata mean Ek2 = Edata 0,05 đó: Edata mean Edata 0,05 giá trị trung bình giá trị phân vị chuẩn số liệu E đo 9.2.4 Sử dụng số liệu chung phần Các số liệu từ số kích cỡ có cấp/chỉ tiêu góp vào nhằm làm tăng cỡ mẫu hữu dụng Một phương pháp góp số liệu sử dụng sau Trước hết, chọn kích cỡ chuẩn fref Sau chọn hệ số kích cỡ ksize ứng với kích cỡ gỗ thử nghiệm Giá trị ksize chọn thích hợp tỷ số giá trị phân vị chuẩn đo cho kích cỡ chuẩn với kích cỡ cụ thể khác Một số tiêu chuẩn quy chuẩn thiết kế, kể ASTM D1990, xác định hiệu mong đợi kích cỡ gỗ điều sử dụng để dẫn xuất ksize Sử dụng kích cỡ chuẩn chọn, fref, chuyển đổi số liệu kích cỡ tất gỗ kết cấu sang số liệu tương đương kích cỡ chuẩn, sau: fref = f mean k size (15) f mean độ bền đo gỗ cụ thể; fref độ bền tương đương kích cỡ chuẩn Sử dụng số liệu chung phần để xác định giá trị đặc trưng kích cỡ chuẩn fref.k theo cơng thức sau: fref.k = fref, 0,05,I fdata 0,05,I ước lượng biên giá trị phân vị chuẩn số liệu chung phần Sau đó, ứng với kích cỡ cụ thể, tính giá trị đặc trưng fspec.k sau: fspec.k = ksize fref, k fspec.k = fspec,0,05u đó: fspec,0,05u ước lượng biên giá trị phân vị chuẩn 5, nghĩa ước lượng có 25 % hội thấp so với giá trị thực phân vị chuẩn tập hợp kích cỡ cụ thể [(xem Hình b)], sở số liệu quy định cho kích cỡ 10 Chỉ tiêu độ bền thiết kế Các tiêu độ bền thiết kế dựa giá trị đặc trưng dẫn xuất quy định quy chuẩn tiêu chuẩn thiết kế liên quan Các tiêu tùy thuộc vào thơng số bổ sung cho giá trị đặc trưng dẫn xuất từ tiêu chuẩn này, ví dụ hệ số biến động tiêu thiết kế yếu tố quan trọng khác liên quan đến phá hủy 11 Báo cáo thử nghiệm Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm thông tin sau: a) viện dẫn tiêu chuẩn này; b) tên phòng thử nghiệm quan quản lý tổ chức tiến hành thử nghiệm; c) kế hoạch lấy mẫu mơ tả quy trình lấy mẫu; d) xác định tập hợp chuẩn bao gồm: 1) nguồn gốc gỗ; 2) loài gỗ; 3) phương pháp phân cấp; 4) kích cỡ; 5) cấp; 6) độ ẩm, 7) hệ số khác, thích hợp e) kích thước gỗ để cắt làm mẫu thử; f) sơ đồ thử nghiệm, kể kích thước mẫu thử; g) điều kiện thử nghiệm chuẩn khác quy định Điều 7; h) số liệu thử nghiệm dải tải trọng sử dụng để tính tốn mơđun đàn hồi; i) ước lượng giá trị trung bình, hệ số biến động giá trị phân vị chuẩn 5; j) giá trị đặc trưng dẫn xuất độ bền mơđun đàn hồi; k) hệ số kích cỡ thừa nhận số liệu chung phần theo 9.2.4 Báo cáo đánh giá có thêm thông tin bổ sung coi quan trọng Phụ lục A (tham khảo) Sự tương đương với tiêu chuẩn khác Sự tương đương với tiêu chuẩn khác nhận tốt từ số liệu thử nghiệm từ phép ngoại suy sử dụng lý thuyết thống kê Mối quan hệ giá trị đặc trưng nhận qua việc áp dụng tiêu chuẩn giá trị đặc trưng nhận việc áp dụng tiêu chuẩn khác trình bày sau: fISO, 0,05 = keqfalt,0,05 (A.1) EISO,mean= keqfalt,mean (A.2) ρISO,mean = keqρalt,mean (A.3) fISO, 0,05 , falt,0,05 giá trị phân vị chuẩn độ bền xác định theo tiêu chuẩn tiêu chuẩn khác tương đương; EISO,mean, falt,mean giá trị trung bình mơđun đàn hồi xác định theo tiêu chuẩn tiêu chuẩn khác tương đương; ρISO,mean, ρalt,mean giá trị trung bình khối lượng riêng xác định theo tiêu chuẩn tiêu chuẩn khác tương đương; keq hệ số tương đương Giá trị keq áp dụng phù hợp với loài gỗ kim nêu Bảng A.1 Có thể sử dụng phép nội suy cho cấp kích cỡ khác Giá trị áp dụng phù hợp cho gỗ rộng, số liệu đánh giá chưa có sẵn Trong Bảng A.1, thuật ngữ cấp 60 % cấp 30 % để cấp chất lượng phù hợp gỗ tốt có đặc tính giảm độ bền thứ yếu cấp chất lượng có đặc tính giảm độ bền chủ yếu cách tương ứng Việc sử dụng cấp phần trăm liên quan đến quan niệm truyền thống Bắc Mỹ xác định cách tương đối sau: - gỗ phân cấp theo AS 2858, cấp đưa tương ứng với cấp kết cấu số số 4; - gỗ phân cấp theo EN 518, cấp đưa tương ứng với C24 C30; - gỗ phân cấp theo NLGA tiêu chuẩn nguyên tắc phân cấp NLGA, cấp đưa tương ứng với Kết cấu số Kết cấu số Bảng A.1 - Hệ số tương đương loài gỗ kim Hệ số tương đương keq ASTM Chỉ tiêu AS/NZS 4063 EN 384 Cấp ≥ 60 % Cấp ≤ 30 % Cấp ≥ 60 % Cấp ≤ 30 % Cấp ≥ 60 % Cấp ≤ 30 % a a a a 1,0 0,95 b = 100 mm 1,0 1,0 1,0 1,0 1,1 1,2 b = 300 mm 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,1 1,0 1,0 a a a a b = 100 mm 1,0 1,1 1,0 1,0 1,2 1,3 b = 300 mm 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,1 b = 100 mm 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 b = 300 mm 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 b = 100 mm 1,0 1,0 0,95 0,90 a a b = 300 mm 1,0 1,0 0,95 0,90 a a b = 100 mm a a 1,0 1,0 a a b = 300 mm a a 1,0 1,0 a Giá trị phân vị chuẩn độ bền kéo vng góc với thớ gỗ a a a a a a Giá trị phân vị chuẩn độ bền nén vng góc với thớ gỗ a a a a a a Giá trị trung bình mơđun trượt song thớ gỗ a a 1,0 1,0 a a Khối lượng riêng trung bình độ ẩm 12 % Mơđun đàn hồi trung bình Giá trị trung bình mơđun trượt song song thớ gỗ Giá trị phân vị chuẩn độ bền uốn Giá trị phân vị chuẩn độ bền kéo song song thớ gỗ: Giá trị phân vị chuẩn độ bền nén song song thớ gỗ: Giá trị phân vị chuẩn độ bền trượt song song thớ gỗ: a Các tiêu chuẩn hành không bao gồm phương pháp đánh giá sở gỗ kết cấu có tồn kích thước cắt ngang Phụ lục B (tham khảo) Sơ đồ dầm liên tục hai nhịp để thử nghiệm độ bền trượt Có thể sử dụng sơ đồ gia tải dầm nhịp mơ tả Hình 4, sơ đồ gia tải dầm liên tục hai nhịp mơ tả Hình B.1 Trong trường hợp này, cần ý để đảm bảo tất điểm đỡ phải cố định trước gia tải Giá trị tải trọng truyền lên mẫu thời điểm xuất phá hủy, Fult cần sử dụng để đánh giá độ bền trượt fv theo công thức: fv= 0,516 Fult db (B.1) Sơ đồ dầm liên tục hai nhịp có xu hướng cho giới hạn độ bền trượt cao so với sơ đồ dầm nhịp nên ưu tiên sơ đồ đánh giá độ bền trượt loài gỗ kim có tỷ số độ bền trượt/độ bền uốn cao CHÚ DẪN gối đỡ dạng lăn; đỡ; gỗ Hình B.1 - Cách lắp đặt mẫu để xác định độ bền trượt dầm liên tục hai nhịp Phụ lục C (tham khảo) Xử lý số liệu thống kê C.1 Các thông số phi giới hạn Nếu số liệu đo tiêu nằm sát trật tự tăng dần trị số quan trọng phần tử thứ i giả định có phân vị chuẩn pi , tính theo cơng thức: pi = i 0,5 N (C.1) đó: N cỡ mẫu Đối với phân vị chuẩn trung gian, xác định tiêu phép nội suy trực tiếp hai giá trị phân vị chuẩn liền kề C.2 Quy trình dựng biểu đồ phân bố Weibull Trước hết, đặt thông số theo trật tự tăng dần x1, x2, x3 giá trị phân vị chuẩn p1, p2, p3 xác định theo Phương trình (C.1) Để dựng biểu đồ, sử dụng 15 giá trị thấp 15 % thấp (tùy theo giá trị lớn hơn) liệu để dựng biểu đồ với ln(x) trục tung ln[-ln (1-p)] trục hồnh, ln logarit tự nhiên Sau đó, bỏ qua hai giá trị thấp (bởi tính hay thay đổi q mức chúng), kẻ đường thẳng hồi quy qua điểm này; đường thẳng hồi quy thể phân bố Weibull Đoạn dốc đường kẻ giới hạn s, biểu diễn hệ số biến động, CVtail tính theo phương trình sau : CVtail = s-0,92 (C.2) VÍ DỤ Bảng C.1 đưa giá trị độ bền kéo từ tổ mẫu gồm 50 mẫu thử Bảng C.1 bao gồm giá trị tính tốn tương ứng phần trăm logarit 15 giá trị thấp biểu diễn Hình C.1 Theo quy định, đường thẳng Hình C.1 bỏ qua hai giá trị thấp có độ dốc s = 4,5 Từ công thức (C.2), hệ số biến động tương ứng biểu đồ 0,25 Bảng C.1 - Ví dụ số liệu thử nghiệm kéo Thứ tự mẫu Độ bền kéo (MPa) Giá trị phân vị chuẩn i x(i) p(i) In(x) ln[-ln(1-p)] 11,57 0,03 2,45 -3,49 11,68 0,05 2,46 -2,97 12,85 0,07 2,55 -2,62 13,11 0,09 2,57 -2,36 14,17 0,11 2,65 -2,15 14,41 0,1 2,67 -1,97 14,56 0,15 2,68 -1,82 14,73 0,17 2,69 -1,68 10 15,74 0,19 2,76 -1,56 11 16,06 0,21 2,78 -1,45 12 16,51 0,23 2,80 -1,34 13 16,73 0,25 2,82 -1,25 14 17,61 0,27 2,87 -1,67 15 17,61 0,29 2,87 -1,07 16 17,64 0,31 2,87 -0,99 17 18,06 0,33 2,89 -0,92 18 18,14 0,35 2,90 -0,84 19 18,64 0,37 2,93 -0,77 20 18,78 0,39 2,93 -0,70 … … … … … 49 28,83 0,97 3,36 -1,25 50 29,34 0,99 3,38 -1,53 Hình C.1 - Biểu diễn số liệu Bảng C.1 C.3 Ước lượng biên biên Ước lượng biên biên dẫn xuất từ nhiều phương pháp khác Một quy trình đơn giản [11] thực sau : Đối với ước lượng biên giá trị phân vị chuẩn 5: fdata,0,05,l = 2,7CVtail f 0, 05, data N (C.3) Đối với ước lượng biên giá trị phân vị chuẩn 5: fdata,0,05,u = 2,7CVtail f 0, 05, data N (C.4) N cỡ mẫu ; CVtail hệ số biến động phân bố Weibull phù hợp với biểu đồ phân bố Các phương pháp phù hợp khác để tiến hành ước lượng biên tài liệu [3] [12] THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] ASTM D 1990, Standard practice for establishing allowable properties for visual-graded dimension lumber from in-grade tests of full size specimens (Tiêu chuẩn thực hành việc thiết lập tiêu chấp nhận gỗ xẻ phân cấp mắt thường từ thử nghiệm phân cấp mẫu có tồn kích thước mặt cắt ngang) [2] ASTM D 2915, Standard practice for evaluating allowable properties for graded of structural Lumber (Tiêu chuẩn đánh giá tiêu chấp nhận gỗ xẻ làm kết cấu) [3] AS 2858, Timber - Softwood - Visually stress-graded for structural purposes (Gỗ xẻ - Gỗ kim - Phân cấp độ bền mắt thường cho mục đích kết cấu) [4] AS/NZS 4063, Timber - Stress-graded - In-grade strength and stiffness evaluation (Gỗ xẻ Phân cấp độ bền - Đánh giá độ bền độ cứng vững phương pháp phân cấp) [5] EN 384, Structural timber - Determination of characteristic values of mechanical properties and density (Gỗ kết cấu - Xác định giá trị đặc trưng tiêu học khối lượng riêng) [6] EN 408, Timber structures - structural timber and glue laminated timber - Determination of some phisical and mechanical properties (Kết cấu gỗ - Gỗ kết cấu gỗ dán keo - Xác định tiêu lý) [7] EN 518, Structural timber - Grading - Requirements for visual grading standards (Gỗ kết cấu Phân cấp - Các yêu cầu tiêu chuẩn phân cấp mắt thường) [8] EN 1193, Timber structures - structural timber and glue laminated timber - Determination of shear strength and mechanical properties perpendicular to the grain (Kết cấu gỗ - Gỗ kết cấu gỗ dán keo - Xác định độ bền trượt tiêu lý vng góc thớ gỗ) [9] National Lumber Grades Authority (NLGA), Standard grading rules for canadian Lumber (Cơ quan phân cấp gỗ xẻ quốc gia (NLGA), Tiêu chuẩn nguyên tắc phân cấp gỗ xẻ canadian) [10] LEICESTER, R.H Confidence in Estimates of characteristic Values Proc of 19th Conference of CIBW 18, Firenze, Italy, 18pp 1986 [11] OFVERBECK, p Small Sample Control of Structural Safety Rep TVBK-3009 dept of structural Engineering, Lund Institute of Technology, Lund, Sweden 1980 MỤC LỤC Lời nói đầu Lời giới thiệu Phạm vi áp dụng Tài liệu viện dẫn Thuật ngữ định nghĩa Ký hiệu thuật ngữ viết tắt Lấy mẫu Mẫu thử Điều kiện thử nghiệm Sơ đồ thử nghiệm Đánh giá giá trị đặc trưng tiêu thử nghiệm 10 Chỉ tiêu độ bền thiết kế 11 Báo cáo thử nghiệm Phụ lục A (tham khảo) - Sự tương đương với tiêu chuẩn khác Phụ lục B (tham khảo) - Sơ đồ dầm liên tục hai nhịp để thử nghiệm độ bền trượt Phụ lục C (tham khảo) - xử lý số liệu thống kê Thư mục tài liệu tham khảo ... bền xác định theo tiêu chuẩn tiêu chuẩn khác tương đương; EISO,mean, falt,mean giá trị trung bình mơđun đàn hồi xác định theo tiêu chuẩn tiêu chuẩn khác tương đương; ISO, mean, ρalt,mean giá... 2,57 -2 ,36 14,17 0,11 2,65 -2 ,15 14,41 0,1 2,67 -1 ,97 14,56 0,15 2,68 -1 ,82 14,73 0,17 2,69 -1 ,68 10 15,74 0,19 2,76 -1 ,56 11 16,06 0,21 2,78 -1 ,45 12 16,51 0,23 2,80 -1 ,34 13 16,73 0,25 2,82 -1 ,25... tiêu chuẩn khác trình bày sau: fISO, 0,05 = keqfalt,0,05 (A.1) EISO,mean= keqfalt,mean (A.2) ISO, mean = keqρalt,mean (A.3) fISO, 0,05 , falt,0,05 giá trị phân vị chuẩn độ bền xác định theo tiêu