Nghiên cứu thực nghiệm dầm gỗ liên hợp nhiều phiến, sử dụng keo dán

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Thêm vào BST

Báo xấu

10
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Nghiên cứu thực nghiệm dầm gỗ liên hợp nhiều phiến, sử dụng keo dán giới thiệu các kết quả nghiên cứu mới nhất về GLT với hai loại gỗ cứng, là gỗ sồi (oak) và gỗ dẻ gai (beech). Các ứng xử cơ học của loại kết cấu này sẽ được phân tích dựa trên kết quả thực nghiệm.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu thực nghiệm dầm gỗ liên hợp nhiều phiến, sử dụng keo dán

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN : 978-604-82-1980-2 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM DẦM GỖ LIÊN HỢP NHIỀU PHIẾN, SỬ DỤNG KEO DÁN Trần Văn Đăng1, Oudjene Marc2, Méausoone Pierre-Jean2 1 Trường Đại học Thủy lợi, email: tranvandang@tlu.edu.vn 2 Trường Đại Học Lorraine, Pháp 1. GIỚI THIỆU CHUNG Keo dán Melamine Urea Formol (MUF) là Ngày nay, kết cấu gỗ liên hợp (Glued keo sử dụng phổ biến trong chế tạo kết cấu Laminated Timber (GLT)), được sử dụng gỗ liên hợp. Những ưu điểm chính của keo rộng rãi trong các công trình xây dựng, tại MUF là không màu và tạo liên kết chắc chắn. nhiều quốc gia, do có được những ưu thế vượt 2.2. Chế tạo dầm gỗ liên hợp trội so với gỗ nguyên khối, cả về khả năng chịu tải và mức độ thích nghi với môi trường. Các dầm GLT được chế tạo theo các yêu Dầm GLT là một kết cấu gồm nhiều phiến cầu kỹ thuật quy định trong tiêu chuẩn EN gỗ được dán chồng lên nhau bằng keo. Mỗi 14080 [3] và EN 385 [6]. phiến gỗ lại là một tổ hợp nhiều tấm gỗ có 430 540 430 90 kích thước ngắn hơn được ghép dán đối đầu với nhau bằng mộng răng lược (finger joint). 90 Độ dày của mỗi phiến gỗ tối đa là 45 mm. 50 1400 50 Chiều dài dầm GLT có thể đạt tới 40 m, chiều Dầm GLT-2 cao dầm có thể đạt 2.5m và chiều rộng nhỏ nhất phải đạt 1/10 chiều cao. Dầm có thể được 640 810 640 135 chế tạo dưới dạng dầm thẳng hoặc dầm cong. 135 Dầm GLT đã được chuẩn hóa bằng bộ tiêu 70 2090 70 chuẩn Eurocode 5 [2], nhằm phục vụ tính Dầm GLT-3 toán, thiết kế. Song song với đó, rất nhiều nghiên cứu đã được thực hiện nhằm phát triển loại kết cấu này [1,7-9] . Bài viết này sẽ giới thiệu các kết quả nghiên cứu mới nhất về GLT với hai loại gỗ cứng, là gỗ sồi (oak) và gỗ dẻ gai (beech). Dầm T0 Các ứng xử cơ học của loại kết cấu này sẽ được phân tích dựa trên kết quả thực nghiệm. Hình 1. Kích thước các dầm GLT được chế tạo và thí nghiệm 2. VẬT LIỆU CẤU THÀNH VÀ CHẾ TẠO Trong nghiên cứu này, các loại dầm GLT DẦM GỖ LIÊN HỢP GLT có liên kết mộng răng lược, gồm dầm 2 phiến 2.1. Vật liệu GLT-2, dầm 3 phiến GLT-3 (Hình 1). Dầm gỗ thịt T0 tương ứng cũng được thí nghiệm Vật liệu gỗ sử dụng trong nghiên cứu này để lấy kết quả tham chiếu. có nguồn gốc từ miền đông nước Pháp, đó là gỗ sồi (oak) và gỗ dẻ gai (beech), là hai loại gỗ 3. THÍ NGHIỆM PHÁ HOẠI THEO EN 408 được xếp vào gỗ cứng có khối lượng riêng lần lượt là 620 kg/m3 và 720 kg/m3. Gỗ đã được Để kiểm tra sức kháng uốn của dầm GLT, xử lý và giữ ổn định ở độ ẩm từ 9% đến 13 %. thí nghiệm nén 4 điểm theo tiêu chuẩn EN 51
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN : 978-604-82-1980-2 408 [4] đã được thực hiện (Hình 2) với tốc độ Bảng 1. Các giá trị sức chịu tải gia tải là 5mm/phút. của dầm GLT 2 phiến, 3 phiến và dầm gỗ tham chiếu Sồi (oak) MOE MOR Kiểu dầm Giá trị Hình 2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm nén 4 điểm (MPa) (MPa) theo tiêu chuẩn EN 408 [4] Trung bình 9153 45,77 GLT -2 Từ kết quả thí nghiệm, ta xác định được Dầm 2 phiến Độ lệch chuẩn 787 3,22 mô đun đàn hồi và sức kháng uốn của dầm có mộng Hs. biến thiên 8% 7% lần lượt theo công thức (1) và (2) như sau: răng lược Tin cậy 95% / 40,40 3aL2  4a 3 MOE  (1) GLT-3 Trung bình 10126 50,96 w  w1 6a 2bh 3 (2 2  ) Dầm 3 phiến Độ lệch chuẩn 556 5,65 F2  F1 5Gbh có mộng Hs. biến thiên 11% 11% 3aFmax MOR  (2) răng lược Tin cậy 95% / 44,10 bh 2 Trung bình 9791 64,99 4. KẾT QUẢ VÀ PHÂN TÍCH ỨNG XỬ T0 Độ lệch chuẩn 506 3,60 CƠ HỌC CỦA DẦM GỖ LIÊN HỢP Dầm tham chiếu Hs. biến thiên 5% 5% 4.1. Kết quả Tin cậy 95% / 54,50 Các giá trị thí nghiệm được thể hiện trong Dẻ gai (beech) bảng 1. Giá trị sức kháng uốn (MOR) của các MOE MOR dầm được đưa về cùng chiều cao tham chiều Kiểu dầm Giá trị (MPa) (MPa) H=150 mm theo tiêu chuẩn EN 384 [5]. Trung bình 13725 47,33 So sánh với dầm gỗ thịt T0, sức kháng uốn GLT -2 của các dầm GLT dẻ gai 2 phiến GLT-2 và 3 Dầm 2 phiến Độ lệch chuẩn 1119 7,37 phiến GLT-3 chỉ đạt lần lượt 55,6% và có mộng Hs. biến thiên 8% 16% 68,3%. Tuy nhiên các dầm gỗ sồi 2 phiến răng lược Tin cậy 95% / 41,71 GLT-2, 3 phiến GLT-3 có thể đạt tới lần lượt Trung bình 11626 58,12 70%, 78% so với dầm T0 (Hình 3). Điều đó GLT-3 Dầm 3 phiến Độ lệch chuẩn 439 6,27 cho thấy các dầm gỗ sồi làm việc tốt hơn các dầm gỗ dẻ gai. Đó có thể là do sự khác nhau có mộng Hs. biến thiên 4% 11% của tỷ trọng gỗ, của gỗ sồi là 620 kg/m3, răng lược Tin cậy 95% / 51,16 trong khi gỗ dẻ gai là 720 kg/m3, điều này Trung bình 14788 85,08 làm ảnh hưởng đến hiệu quả làm việc của keo T0 Độ lệch chuẩn 844 7,95 dán MUF. Dầm tham Mặt khác, ta cũng nhận thấy rằng, các dầm chiếu Hs. biến thiên 6% 9% 3 phiến GLT-3 có cường độ lớn hơn hẳn các Tin cậy 95% / 71,18 dầm 2 phiến GLT-2. Do các mộng răng lược trong dầm GLT1-3 được phân bố đều theo 4.2. Ứng xử cơ học của dầm gỗ liên hợp chiều dài dầm và không nằm tập trung tại vị Dầm GLT có mộng lại ứng xử cơ học khác trí giữa dầm, nơi chịu mômen lớn nhất. Bởi so với dầm T0 nguyên khối. Cụ thể là vết nứt vậy, việc chế tạo dầm có nhiều phiến hơn sẽ xuất hiện đầu tiên tại mộng răng lược ở vị trí tránh được sự phá hoại cục bộ tại các mộng giữa dầm. Sau khi mộng bị phá hoại, vết nứt răng lược và tránh được sự phá hoại tổng thể chạy dọc theo bề mặt dán của các phiến gỗ, và của dầm. gây ra phá hoại tổng thể của dầm (Hình 4a). 52
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2016. ISBN : 978-604-82-1980-2 Mộng răng lược luôn là điểm yếu nhất của dầm GLT, nên cần có những nghiên cứu về vật liệu keo, cũng như những cải tiến về kích thước của mộng để tăng sức chịu tải của dầm. Do tính thân thiện với môi trường, cũng như ưu điểm về cường độ chịu lực, kiến nghị nghiên cứu và áp dụng loại kết cấu này trên những loại gỗ địa phương tại Việt Nam. 6. TÀI LIỆU THAM KHẢO Hình 3. Sức kháng uốn của các dầm GLT [1] Aicher S., Ohnesorge D., (2011) Shear có mộng và dầm T0 tương ứng [8,9] strength of glued laminated timber made from European beech timber. Eur. J. Wood Do sự phá hoại đột ngột của mộng răng Prod. 69: 143-154. lược, nên phá hoại của dầm GLT là đột ngột [2] EN 1995-1-1/A1 (2004/2008) Eurocode 5 - (Hình 4b). Design of timber structures – Part 1-1: General - common rules and rules for buildings. [3] EN 14080 (2012) Timber structures - (a) Glued laminated timber and glued solid timber- Requirements. [4] EN 408 (2010) Timber Structures - Structural timber and glued-laminated timber- Determination of some physical and mechanical properties. [5] EN 384 (2010) Bois de structure. Lực Détermination des valeurs caractéristiques des propriétés mécaniques et de la masse volumique. Edité et diffusée par l’Association Française de Normalisation (ARNOR). [6] EN 385 (2002) Aboutages à entures multiples dans les bois de construction, (b) Biến dạng uốn giữa nhip (w) Exigences de performance et exigences [ ] minimales de fabrication. Editée et diffusée Hình 4. (a) Kiểu phá hoại dầm GLT-3; par l'Association Française de (b) Đường cong (Lực-biến dạng uốn Normalisation (AFNOR). giữa nhịp) của dầm GLT-3 [9] [7] Tran V-D., Oudjene M., Méausoone P-J., (2014) FE analysis and geometrical 5. KẾT LUẬN optimization of timber beech fingerjoint under bending test. International Journal of Trong bài viết này, tác giả giới thiệu Adhesion & Adhesives 52: 40–47 những kết quả về sức kháng uốn và mô đun [8] Tran V-D., Oudjene M., Méausoone P-J. đàn hồi của các dầm GLT 2 phiến, GLT 3 (2016) Experimental investigation on full- phiến có mộng răng lược, làm từ gỗ sồi và gỗ scale glued oak solid timber beams for dẻ gai. Kết quả thí nghiệm đã thể hiện các ưu structural bearing capacity, Construction điểm về mặt cường độ chịu lực của loại kết and Building Materials 123: 365–371 cấu này, có thể đạt được tới 78% cường độ [9] Tran V.D., Oudjene M., Méausoone P.J. khi so sánh với gỗ nguyên khối. Hơn nữa, (2015) Experimental and numerical analysis việc chế tạo dầm GLT càng nhiều phiến, có of the structural response of adhesively thể tăng được cường độ cho dầm và nâng cao reconstituted beech timber beams, Composite Structures, 119: 206-217. tính an toàn của kết cấu. 53