CHÚ DẪN
h chiều cao mặt cắt dầm h1 chiều cao mộng
L chiều dài tổng l chiều dài giữa các gối tựa l0 độ nhô đuôi trến b0 chiều rộng lõi/cốt (mộng) b1 bề rộng mang
Hình C.2 - Hình minh họa khái niệm “mang” và “lõi”, dầm “mang suốt” và dầm “mang cụt"
Khả năng làm việc của cấu kiện xà được đánh giá theo 2 chỉ tiêu là ứng suất phá hoại và biến dạng tới hạn (là tỷ lệ giữa độ võng và chiều dài giữa 2 gối tựa). Xà gỗ trong di tích ít bị phá hoại (gây, vỡ) do tải trọng mà thường bị mất khả năng làm việc do biến dạng, ứng suất gây nên biến dạng võng tới giá trị tới hạn gọi là ứng suất biến dạng tới hạn, thông thường với xà mang cụt từ gỗ liền khối (không nối vá) chưa đến 50 % giá trị ứng suất phá hoại (vào khoảng 40,0 - 45,0) % ứng suất phá hoại). Mục tiêu của việc xử lý cấu kiện xà bị nối cốt là tiệm cận đến giá trị ứng suất phá hoại và ứng suất biến dạng tới hạn lớn nhất trong mối nối chịu uốn. Đối với xà bị nối mộng đầu thì mối nối chủ yếu chịu lực cắt do đó cần có cấu tạo chống cắt. Khả năng chống cắt của mối nối dễ đạt được hơn khả năng chống uốn của mối nối chịu uốn, nên khi nối xà chịu uốn phải tính toán cẩn thận; nếu cần thiết thì làm thí nghiệm mô hình. Quan trọng nhất là: trước khi nối cấu kiện phải tính toán xác định trên kết cấu những điểm có ứng suất lớn (vượt quá khả năng mối nối) thì không được nối, vá; Mối nối chỉ được bố trí tại những điểm có ứng suất thấp hơn năng lực mối nối hoặc chỗ không có ứng suất. Khi cấu tạo nối chịu uốn phải dùng gỗ không có khuyết tật. Trong trường hợp nối cốt, thay cốt, khi tính toán khả năng làm việc mối nối chịu uốn của xà thì chỉ được coi phần mặt cắt chịu tải trọng là phần cốt, không được tính phần mang vào mặt cắt chịu tải trọng. Trong đó bề rộng phần cốt khi tính toán sẽ là phần có chiều rộng bằng chiều rộng của mộng đầu xà.
Trong khi nối cấu kiện xà chịu uốn nhất thiết phải dùng chốt, nên là chốt bulông. Đường kinh chốt, khoảng cách chốt nhất thiết phải theo quy định. Khoảng cách giữa các chốt, giữa chốt và biên gỗ có thể chọn theo Hình C.3 và Bảng C.1 dưới đây nhưng không lấy quá nhiều chốt để giữ gìn tối đa yếu tố gốc.
CHÚ DẪN
S1 khoảng cách giữa các chốt theo chiều dọc thớ gỗ S2 khoảng cách giữa các chốt theo chiều ngang thớ gỗ
S3 khoảng cách giữa chốt biên đến mặt biên theo chiều ngang thớ S4 khoảng cách chốt biên đến đầu đốc cấu kiện theo chiều dọc thớ
Hình C.3 - Sơ đồ bố trí chốt liên kết trong kết cấu gỗ
Bảng C.1 - Khoảng cách quy định cho chốt ghép nối các chi tiết gỗ, không nhỏ hơn Loại chốt Khoảng cách chốt theo chiều dọc thớ S1 Khoảng cách chốt theo chiều ngang thớ S2 Khoảng cách chốt tới biên gỗ S3
Bulông thép b ≤ 10d b > 10d b ≤ 10d b > 10d b ≤ 10d b > 10d 6d 7d 3d 3,5d 2,5d 3d Chốt từ gỗ tốt 4d 5d 2,5d 3d 2,5d 2,5d Đinh bằng thép c > 10d c = 4d bố trí thẳng hàng bố trí kiểu so le 4d 15d 25d 4d 3d
CHÚ THÍCH 1. Khi khoan lỗ bắt bulông thép đường kính lỗ khoan lớn hơn đường kính bulông không quá 3 mm.
CHÚ THÍCH 2: b - chiều rộng cấu kiện gỗ được ghép nối: nếu nối cốt kiểu âm dương thì là chiều cao cốt (h), nếu nối ốp mang vào cốt, hoặc nối kiểu “áp má" (dấm liên hợp) thì là bề rộng xà (b = b0 + 2b1). CHÚ THÍCH 3: c - chiều rộng phần tố lớn nhất, nếu ghép "áp má” thì thường là bề rộng cốt (b0). CHÚ THÍCH 4: S4 không nhỏ hơn S1; trong trường hợp có lực cắt dọc thớ - không nhỏ dưới 20 cm. CHÚ THÍCH 5: Khi biên mối nối được gắn keo liền với phần còn của xà lại thì biên mối nối không coi là mặt thoáng, mã mặt thoáng là đầu đốc của cấu kiện được nối; tức là khi tính khoảng cách đến biên (S3, S4) thì tính khoảng cách chốt tới mặt biên của xà.
CHÚ THÍCH 6: Khi nối cốt theo kiểu "âm dương" thì khoảng cách chốt nối nên từ (0,6 - 1,0) h đến (1,6 - 2,0) h và không nên nhỏ hơn 20 cm; đường kính bulông thép d = (1/10- 1/12) h.
CHÚ THÍCH 7: Khi nối cốt theo kiểu “âm dương” mà không có lực uốn ngang hông xà cho phép khi dùng bulông thép S3 giảm xuống đến 2,5d nếu gỗ thuộc nhóm I theo TCVN 1072.
C.3 Quy trình kỹ thuật chung cho các công tác “thay cốt ốp mang”, “nối cốt ốp mang”, “nối mộng đầu xà” cho cấu kiện dạng xà (kẻ, bảy, xà, trến...) mộng đầu xà” cho cấu kiện dạng xà (kẻ, bảy, xà, trến...)
Quy trình kỹ thuật và mô hình mối nối có thể khác với mô tả dưới đây nếu hiệu quả và khả thi: đảm bảo an toàn chịu tác động và tải trọng, bảo tồn tối đa gỗ nguyên gốc và trang trí gắn liền.
C.3.1 Quy trình kỹ thuật
- Xẻ bóc tách mang ra khỏi phần cốt bị hỏng; đối với xà chỉ cần nối mộng thì chỉ xẻ tách mang và cốt đến hết phần cốt bị hỏng (không lấy mang rời ra khỏi cốt).
- Đục tạo hình mộng nối, lựa chọn cấu tạo có hình thức phù hợp với tiêu chí phục hồi khả năng làm việc lớn nhất và giữ gìn được yếu tố gốc nhiều nhất (nhất là hoa văn).
- Xử lý mang: đục bỏ những chỗ gỗ mục ở mặt trong (mặt xẻ tách khỏi cốt), gắn vá những chỗ bị tách, nứt... (trước đó phải xử lý chống mối, nấm).
- Gia công chế tạo phần cốt mới khớp với cấu tạo đã chọn và phần mộng đã được đục tại cấu kiện gốc trước đó; độ ẩm gỗ yêu cầu không quá 10 %.
- Khoan lỗ để bắt bulông hoặc đục tạo lỗ cho chốt gỗ; tạo hốc giấu đầu bulông; lỗ đục và mặt cắt chốt có hình gần tròn hoặc tròn (chốt có thể cấu tạo từ 2 nửa có độ côn).
- Bảo quản toàn bộ gỗ chống mối, nấm và sau đó hong khô tự nhiên cho đến khi độ ẩm gỗ còn lại không vượt quá 10 %; bảo quản chống gỉ chốt tiết kim loại (bằng epoxy).
- Chuẩn bị keo, composit; bulông. Bulông cần có răng (ren) chịu cắt, vòng đệm dày và có cấu tạo chống nhả. Kiểm tra bulông. trong lỗ khoan, mũ bulông và ecu cần ẩn trong hốc được tạo ở bề mặt gỗ.
- Quét keo lên toàn bộ bề mặt tiếp xúc gỗ cũ-gỗ mới; phết composit lên toàn bộ bề mặt tiếp xúc gỗ cũ- gỗ mới và thành lỗ khoan - đảm bảo nhồi kín khoảng trống giữa lỗ khoan và bulông.
- Khớp các phần gỗ cũ - gỗ mới, bắt bulông, chốt để cố định, dùng vam kẹp các phần được ghép nối để tạo áp lực ban đầu chống nhả mối nối, chờ keo đóng rắn.
- Sau khi keo đã đóng rắn có thể gia công hoàn thiện; thời gian keo rắn tùy thuộc vào điều kiện thời tiết và thành phần pha keo; không thúc rắn nhanh quá quy định.
- Đối với mộng cụt thì cũng làm tương tự nối cốt và ốp mang kiểu áp má.
Kinh nghiệm cho thấy nếu thực hành đúng thì mối nối bền hàng chục năm; khả năng làm việc tùy thuộc vào phương án lựa chọn cấu tạo mối nối.
CHÚ THÍCH Hạn chế các chi tiết xâm phạm vào hoa văn chạm khắc trên xà, chỉ bố trí chốt vào những chỗ cần thiết và với số lượng tối thiểu.
Có thể sử dụng các giải pháp nối khác với các mô tả dưới đây (các Hình C.4 và C.5) nhưng phải tính toán và thử nghiệm mô hình (hoặc đã được áp dụng trong những trường hợp tương tự cho kết quả tốt) trước khi làm vào cấu kiện.