Giáo trình Kết cấu xây dựng - Bộ Xây dựng 2001 (201 trang) - Phần I: Kết cấu gỗ

Giáo trình Kết cấu xây dựng Bộ Xây dựng 2001 cung cấp 201 trang nội dung toàn diện về nguyên tắc, phương pháp thiết kế và tính toán kết cấu công trình xây dựng

• Tác giả: Phan Đình Tô
• Trường học: Trường Trung học Xây dựng số 4
• Chuyên ngành: Kết cấu xây dựng
• Đề tài: Giáo trình Kết cấu Xây dựng
• Loại tài liệu: Giáo trình
• Năm xuất bản: 2001
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Khám phá Giáo trình Kết cấu Xây dựng 2001 Nền tảng kiến thức vững chắc

Giáo trình "Kết cấu Xây dựng" được Nhà xuất bản Xây dựng phát hành năm 2001, là một tài liệu học tập và giảng dạy cốt lõi dành cho các trường trung học chuyên nghiệp xây dựng. Với 201 trang nội dung chuyên sâu, giáo trình kết cấu xây dựng 2001 này cung cấp cái nhìn toàn diện về các nguyên lý cơ bản của kết cấu xây dựng. Mục tiêu chính của giáo trình là trang bị cho người học kiến thức nền tảng vững chắc, giúp khắc phục tình trạng thiếu tài liệu trong quá trình đào tạo và góp phần nâng cao chất lượng nguồn nhân lực cho ngành.

Tài liệu này được biên soạn bởi đội ngũ giảng viên giàu kinh nghiệm từ Trường Trung học Xây dựng số 4, bao gồm Kỹ sư Phan Đình Tô, Thạc sĩ Nguyễn Đức Chương và Kỹ sư Nguyễn Thị Tèo. Sự kết hợp giữa lý thuyết và các ví dụ thực tiễn đã làm cho giáo trình kết cấu xây dựng trở thành nguồn tham khảo quý giá. Nó không chỉ cung cấp kiến thức về các loại vật liệu xây dựng phổ biến như gỗ, thép, và bê tông cốt thép, mà còn đi sâu vào các phương pháp tính toán kết cấu chi tiết. Từ đó, người đọc có thể áp dụng hiệu quả vào việc thiết kế và thi công các công trình. Việc ra đời của giáo trình kết cấu xây dựng nxb xây dựng 2001 là một nỗ lực lớn nhằm chuẩn hóa chương trình giảng dạy, đảm bảo học sinh, sinh viên có đủ công cụ và tri thức để đối mặt với các thách thức trong ngành xây dựng. Nắm vững nội dung cuốn sách này là bước đệm quan trọng để phát triển sự nghiệp trong lĩnh vực kỹ thuật xây dựng.

1.1. Lời nói đầu và mục tiêu của tài liệu học kết cấu xây dựng

Lời nói đầu của giáo trình kết cấu xây dựng nxb xây dựng 2001 đã nêu rõ mục đích biên soạn: cung cấp tài liệu giảng dạy và học tập chuyên ngành cho hệ trung học chuyên nghiệp. Tài liệu này ra đời nhằm khắc phục tình trạng thiếu hụt sách giáo khoa, góp phần nâng cao chất lượng đào tạo trong lĩnh vực kết cấu xây dựng. Nó tập trung vào việc truyền đạt kiến thức cốt lõi về kết cấu gỗ, kết cấu thép, và kết cấu bê tông cốt thép, những phần không thể thiếu trong mọi công trình xây dựng. Mục tiêu là trang bị cho người học khả năng phân tích, thiết kế cơ bản các cấu kiện, làm tiền đề cho việc học tập chuyên sâu hơn.

1.2. Các tác giả uy tín và đơn vị biên soạn giáo trình

Nhóm tác giả biên soạn giáo trình kết cấu xây dựng 2001 là các cán bộ giảng dạy có kinh nghiệm từ Trường Trung học Xây dựng số 4, bao gồm Kỹ sư Phan Đình Tô, Thạc sĩ Nguyễn Đức Chương, và Kỹ sư Nguyễn Thị Tèo. Sự đóng góp của họ đã tạo nên một tài liệu có giá trị khoa học và thực tiễn cao. Nhà trường, bộ môn kết cấu và nhóm tác giả đã nỗ lực không ngừng để hoàn thành giáo trình kết cấu xây dựng nxb xây dựng 2001, đảm bảo nội dung phù hợp với chương trình đào tạo và đáp ứng nhu cầu của sinh viên, giáo viên trong ngành xây dựng.

II. Phân tích chuyên sâu Kết cấu Gỗ Ưu nhược điểm và ứng dụng thực tiễn

Phần I của giáo trình kết cấu xây dựng 2001 đi sâu vào nghiên cứu kết cấu gỗ, một loại vật liệu xây dựng truyền thống nhưng vẫn giữ vai trò quan trọng. Chương 1 đặc biệt tập trung vào gỗ dùng trong xây dựng, phân tích kỹ lưỡng các ưu điểm và khuyết điểm của vật liệu này. Gỗ được đánh giá là vật liệu nhẹ với cường độ khá cao. Hệ số chất lượng C (tỷ số giữa trọng lượng riêng và cường độ tính toán) của gỗ xấp xỉ thép, thậm chí tốt hơn bê tông, cho thấy khả năng chịu lực hiệu quả so với khối lượng của nó.

Ngoài ra, gỗ là vật liệu phổ biến, mang tính chất địa phương ở Việt Nam với hơn 400 loài khác nhau, dễ dàng gia công chế tạo như cưa, đục, khoan, cũng như có khả năng trang trí mỹ thuật và cách âm tốt. Tuy nhiên, kết cấu gỗ cũng tồn tại nhiều hạn chế đáng kể. Gỗ có tính không đồng nhất và không đẳng hướng, điều này gây khó khăn trong tính toán kết cấu vì nó không hoàn toàn phù hợp với giả thuyết vật liệu đồng nhất. Các khuyết tật tự nhiên như mắt gỗ, khe nứt, thớ vặn cũng làm giảm khả năng chịu lực. Đặc biệt, gỗ dễ bị nấm mốc, mối mọt, mục nát và là vật liệu cháy được, không phù hợp cho những nơi nhiệt độ cao. Giáo trình kết cấu xây dựng này cũng chỉ ra vấn đề gỗ ngậm nước, dễ co ngót, giãn nở gây cong vênh, nứt, ảnh hưởng đến độ bền vững của công trình xây dựng.

2.1. Đánh giá ưu điểm nổi bật của vật liệu gỗ trong xây dựng

Gỗ mang nhiều ưu điểm vượt trội khi được sử dụng trong kết cấu xây dựng. Đầu tiên, gỗ là vật liệu xây dựng nhẹ nhưng sở hữu cường độ chịu lực tương đối cao. So sánh với thép và bê tông, gỗ có hệ số chất lượng C tương đương hoặc thậm chí tốt hơn, phản ánh hiệu quả chịu lực trên đơn vị trọng lượng. Ở Việt Nam, gỗ là vật liệu phổ biến với sự đa dạng loài gỗ, dễ dàng tìm thấy và sử dụng. Khả năng dễ gia công, chế tạo, tính thẩm mỹ và khả năng cách âm tốt cũng là những điểm cộng lớn. Những ưu điểm này giúp kết cấu gỗ được ứng dụng rộng rãi trong nhiều công trình xây dựng khác nhau.

2.2. Nhận diện các khuyết điểm và giải pháp xử lý gỗ hiệu quả

Bên cạnh ưu điểm, kết cấu gỗ cũng đối mặt với nhiều khuyết điểm. Gỗ là vật liệu không đồng nhất và không đẳng hướng, làm phức tạp quá trình tính toán kết cấu. Các khuyết tật như mắt gỗ, khe nứt, thớ vặn làm giảm khả năng chịu lực. Gỗ dễ bị nấm mốc, mối mọt, mục và có nguy cơ cháy cao. Để hạn chế những nhược điểm này, giáo trình kết cấu xây dựng nxb xây dựng 2001 đề xuất các giải pháp như xử lý gỗ bằng hóa chất chống mối mọt trước khi sử dụng, chọn gỗ phù hợp và tránh dùng gỗ tươi có độ ẩm lớn. Việc sử dụng gỗ dán, đã được sấy và xử lý, là một phương pháp tiên tiến giúp nâng cao độ bền và khả năng chống cháy cho vật liệu xây dựng này.

III. Hướng dẫn Tính toán Kết cấu Bê tông Cốt thép Đơn giản hóa bài toán phức tạp

Phần III của giáo trình kết cấu xây dựng 2001 tập trung chuyên sâu vào kết cấu bê tông cốt thép, một trụ cột của kết cấu xây dựng hiện đại. Chương 8 cung cấp hướng dẫn chi tiết về tính toán cấu kiện chịu uốn theo cường độ, là kiến thức cốt lõi cho mọi kỹ sư. Phần này không chỉ trình bày đặc điểm cấu tạo mà còn giải thích sự làm việc của dầm bê tông cốt thép, từ đó đưa ra các phương pháp tính toán kết cấu cụ thể cho tiết diện chữ nhật và chữ T.

Các bài toán được trình bày một cách hệ thống, ví dụ như xác định diện tích cốt thép chịu lực cần thiết cho dầm bê tông cốt thép có tiết diện chữ T với cánh ở vùng chịu nén. Giáo trình kết cấu xây dựng sử dụng các công thức và bảng tra cứu tiêu chuẩn (như TCVN 5574:1991, TCVN 5575:1991) để hướng dẫn người đọc từng bước trong việc xác định các số liệu cần thiết: từ mác bê tông (ví dụ M200), nhóm thép (ví dụ A-II), đến các hệ số cường độ tính toán (R_bt, R_a) và hệ số an toàn (α_R, A_0). Việc xác định trục trung hòa (TTH) dựa trên điều kiện chịu lực cũng được giải thích cặn kẽ, giúp người học hiểu rõ bản chất của quá trình phân tích ứng suất và biến dạng trong cấu kiện. Những hướng dẫn này là nền tảng vững chắc để thực hiện các bài toán thiết kế xây dựng thực tế.

3.1. Các phương pháp xác định trạng thái giới hạn cho cấu kiện chịu uốn

Trong giáo trình kết cấu xây dựng 2001, việc xác định trạng thái giới hạn cho cấu kiện chịu uốn là bước quan trọng trong tính toán kết cấu bê tông cốt thép. Tài liệu trình bày hai trường hợp chính khi tính toán: trường hợp trục trung hòa đi qua cánh hoặc đi qua sườn. Các phương trình hình chiếu lên trục dầm (như phương trình 8-13) được sử dụng để xác định vị trí trục trung hòa. Từ đó, người học áp dụng các công thức liên quan đến M_gh, R_bt, R_a, và diện tích cốt thép F_s để tính toán khả năng chịu uốn và đảm bảo cường độ cần thiết cho kết cấu xây dựng. Việc này tuân thủ các tiêu chuẩn xây dựng hiện hành tại thời điểm biên soạn.

3.2. Bí quyết tính toán cốt thép cho dầm tiết diện chữ T và chữ nhật

Giáo trình kết cấu xây dựng cung cấp các bí quyết và ví dụ cụ thể về tính toán cốt thép cho dầm bê tông cốt thép có tiết diện chữ nhật và chữ T. Đối với tiết diện chữ T, tài liệu hướng dẫn cách xác định trục trung hòa và phân biệt hai trường hợp chịu uốn: khi trục trung hòa nằm trong cánh hoặc nằm trong sườn. Các công thức và bảng tra cứu được sử dụng để tìm hệ số α và A, từ đó tính diện tích cốt thép F_s cần thiết. Ví dụ minh họa với dầm có b=25cm, h=70cm, h’_f=6cm, b’_f=100cm, chịu mô men uốn M=300 KNm, giúp người học áp dụng lý thuyết vào bài toán thiết kế xây dựng thực tế một cách dễ dàng và chính xác.

IV. Ứng dụng Kết cấu Xây dựng trong thiết kế công trình Từ lý thuyết đến thực hành

Giáo trình kết cấu xây dựng nxb xây dựng 2001 không chỉ dừng lại ở lý thuyết mà còn đặc biệt chú trọng đến việc ứng dụng các nguyên lý kết cấu xây dựng vào thực tiễn thiết kế xây dựng các công trình xây dựng. Chương 9 và Chương 10 minh họa cách tính toán kết cấu cho nhiều bộ phận công trình khác nhau, giúp người học hình dung rõ ràng hơn về vai trò của kiến thức đã học.

Chương 9 trình bày chi tiết về tính toán cấu kiện chịu nén và chịu kéo, bao gồm cả trường hợp đúng tâm và lệch tâm. Đây là những kiến thức cơ bản để thiết kế các cột, giằng, và các thanh chịu lực khác trong khung nhà. Hiểu rõ sự làm việc của các cấu kiện này dưới tải trọng là cực kỳ quan trọng để đảm bảo sự ổn định và an toàn của toàn bộ kết cấu xây dựng.

Chương 10 mở rộng phạm vi ứng dụng bằng cách hướng dẫn tính toán một số bộ phận của công trình điển hình như sàn, cầu thang, lanh tô, ô văng và móng bê tông cốt thép. Từ sàn chữ nhật một nhịp, sàn đúc toàn khối làm việc một chiều hoặc hai chiều, đến sàn panen lắp ghép, mỗi loại đều có những đặc điểm kết cấu xây dựng và phương pháp tính toán riêng biệt. Việc tính toán cầu thang cũng được đề cập, bao gồm các yếu tố về tĩnh tải, hoạt tải và các chi tiết chịu lực. Phần móng bê tông cốt thép cung cấp kiến thức nền tảng để thiết kế phần kết nối công trình với nền đất, đảm bảo khả năng chịu tải và phân phối áp lực đồng đều. Các ví dụ và hướng dẫn chi tiết trong giáo trình kết cấu xây dựng này giúp người học từ lý thuyết đến thực hành một cách trôi chảy, sẵn sàng cho công việc thiết kế xây dựng chuyên nghiệp.

4.1. Cách tính toán cấu kiện chịu nén và chịu kéo hiệu quả

Chương 9 của giáo trình kết cấu xây dựng 2001 cung cấp các phương pháp tính toán kết cấu hiệu quả cho cấu kiện chịu nén và chịu kéo. Đối với cấu kiện chịu nén đúng tâm, tài liệu trình bày công thức và quy tắc xác định khả năng chịu lực của cột. Với cấu kiện chịu nén lệch tâm, các phương pháp phức tạp hơn như tính toán theo độ lệch tâm ban đầu và độ lệch tâm bổ sung được phân tích. Tương tự, cấu kiện chịu kéo đúng tâm cũng được hướng dẫn cách tính toán diện tích cốt thép cần thiết. Nắm vững các nguyên tắc này giúp kỹ sư thiết kế xây dựng đảm bảo sự ổn định và an toàn cho kết cấu xây dựng tổng thể.

4.2. Thiết kế các bộ phận công trình điển hình Sàn cầu thang móng

Trong Chương 10, giáo trình kết cấu xây dựng hướng dẫn chi tiết cách tính toán kết cấu và thiết kế các bộ phận quan trọng của công trình xây dựng. Từ sàn chữ nhật một nhịp, sàn đúc toàn khối làm việc một chiều hoặc hai chiều, đến sàn panen lắp ghép, người học sẽ được trang bị kiến thức để tính toán tải trọng và bố trí cốt thép. Phần tính kết cấu cầu thang cũng được đề cập cụ thể, đảm bảo an toàn và tiện nghi sử dụng. Cuối cùng, móng bê tông cốt thép được trình bày như một phần thiết yếu, giúp người đọc hiểu cách truyền tải trọng từ công trình xuống nền đất một cách an toàn và hiệu quả, tuân thủ các tiêu chuẩn xây dựng.

V. Tầm quan trọng của Giáo trình Kết cấu Xây dựng 2001 và triển vọng

Giáo trình kết cấu xây dựng nxb xây dựng 2001 không chỉ là một tài liệu học thuật mà còn là minh chứng cho nỗ lực chuẩn hóa giáo dục trong ngành xây dựng tại Việt Nam vào đầu thiên niên kỷ mới. Với vai trò cung cấp kiến thức nền tảng về kết cấu gỗ, kết cấu thép, và đặc biệt là kết cấu bê tông cốt thép, cuốn sách này đã trang bị cho nhiều thế hệ sinh viên trung học chuyên nghiệp những công cụ cần thiết để tham gia vào lĩnh vực thiết kế xây dựng và thi công. Mặc dù được xuất bản từ năm 2001, các nguyên lý cơ bản về tính toán kết cấu và đặc tính vật liệu xây dựng được trình bày vẫn giữ nguyên giá trị cốt lõi, là nền tảng không thể thiếu cho những ai muốn theo đuổi ngành kỹ thuật xây dựng.

Sự tham chiếu đến các tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam (TCVN) như TCVN 5574:1991, TCVN 5575:1991, TCVN 1656:1975, v.v., nhấn mạnh tính ứng dụng thực tiễn và tuân thủ quy định tại thời điểm đó. Mặc dù các tiêu chuẩn này có thể đã được cập nhật hoặc thay thế, việc hiểu rõ nguồn gốc và phương pháp áp dụng của chúng trong giáo trình kết cấu xây dựng là rất quan trọng. Điều này giúp người học không chỉ nắm vững kiến thức hiện tại mà còn có khả năng thích nghi và cập nhật với những thay đổi trong tương lai. Cuốn sách là một phần lịch sử quan trọng trong việc đào tạo kỹ sư và thợ xây, đóng góp vào sự phát triển bền vững của các công trình xây dựng trên toàn quốc.

5.1. Vai trò của tiêu chuẩn xây dựng trong thiết kế kết cấu

Các tiêu chuẩn xây dựng đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong thiết kế xây dựng và tính toán kết cấu, đảm bảo an toàn và chất lượng cho mọi công trình xây dựng. Giáo trình kết cấu xây dựng nxb xây dựng 2001 đã trích dẫn và hướng dẫn áp dụng các TCVN như 5574:1991 (Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế), 5575:1991 (Kết cấu thép – Tiêu chuẩn thiết kế), cùng với các tiêu chuẩn về vật liệu khác. Việc tuân thủ các tiêu chuẩn này không chỉ là yêu cầu pháp lý mà còn là nền tảng kỹ thuật để đảm bảo tính đồng nhất, độ tin cậy và khả năng chịu lực của kết cấu xây dựng, từ đó bảo vệ tính mạng con người và tài sản.

5.2. Hướng phát triển và cập nhật kiến thức kết cấu xây dựng

Mặc dù giáo trình kết cấu xây dựng 2001 cung cấp nền tảng vững chắc, lĩnh vực kết cấu xây dựng luôn phát triển không ngừng với sự ra đời của các vật liệu mới, công nghệ tiên tiến và tiêu chuẩn xây dựng cập nhật. Việc liên tục học hỏi và cập nhật kiến thức là điều cần thiết đối với mọi chuyên gia. Tham khảo các tài liệu mới, tham gia hội thảo chuyên ngành, và tìm hiểu về các phần mềm tính toán kết cấu hiện đại là những cách để duy trì năng lực cạnh tranh. Giáo trình kết cấu xây dựng nxb xây dựng 2001 là điểm khởi đầu, nhưng hành trình học tập và thích nghi với những đổi mới là không ngừng nghỉ.

Nội dung chính

BÀI MÔ TẢ HỌC THUẬT: GIÁO TRÌNH KẾT CẤU XÂY DỰNG

---

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Kết cấu xây dựng do Nhà xuất bản Xây dựng phát hành năm 2001, được biên soạn bởi nhóm tác giả thuộc bộ môn kết cấu, Trường Trung học Xây dựng số 4 gồm: Kỹ sư kết cấu Phan Đình Tô, Thạc sĩ Nguyễn Đức Chương và Kỹ sư xây dựng Nguyễn Thị Tèo. Cuốn sách được xuất bản dưới sự cho phép của Cục Quản lý Xuất bản (Giấy chấp nhận đăng ký kế hoạch xuất bản số 97/XB-QLXB-58 ngày 17-1-2001), in 1.000 cuốn, khổ $19 \times 27\text{ cm}$.

Về vị trí trong chương trình đào tạo, tài liệu đóng vai trò là giáo trình chuyên môn cốt lõi phục vụ công tác giảng dạy và học tập trong hệ thống các trường trung học chuyên nghiệp xây dựng, đồng thời cung cấp kiến thức nền tảng cho sinh viên cao đẳng, đại học ngành kỹ thuật công trình xây dựng.

Mục tiêu học tập của giáo trình tập trung vào việc:

• Trang bị nguyên lý làm việc cơ học của ba loại vật liệu kết cấu điển hình: gỗ, thép và bê tông cốt thép.
• Cung cấp phương pháp tính toán kiểm tra khả năng chịu lực (cường độ), điều kiện biến dạng (độ võng), ổn định tổng thể và cục bộ của các cấu kiện cơ bản.
• Hướng dẫn thiết kế cấu tạo các dạng liên kết kỹ thuật và một số bộ phận kết cấu công trình hoàn chỉnh.

Cấu trúc giáo trình được phân định thành 4 phần chính với 10 chương chuyên đề và 33 bảng phụ lục tính toán. Cách tiếp cận của tài liệu đi từ bản chất cơ lý hóa của từng loại vật liệu, xây dựng công thức tính toán cấu kiện chịu lực cơ bản theo trạng thái giới hạn, phân tích chi tiết liên kết nút, đến thiết kế các bộ phận kết cấu cụ thể trong công trình dân dụng và công nghiệp.

Điểm đặc thù của giáo trình là việc tích hợp chặt chẽ giữa lý thuyết tính toán với hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật Việt Nam (TCVN 5574:1991, TCVN 5575:1991, TCXD 44/70, TCVN 1651-85, TCVN 1072-71 đến 1077-71) kèm theo hệ số điều chỉnh thực nghiệm và bài tập mẫu có lời giải chi tiết.

---

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương và chủ đề chính

Giáo trình phân chia nội dung thành 4 phần với 10 chương:

Phần I: KẾT CẤU GỖ (Chương 1 - Chương 3)
Phần II: KẾT CẤU THÉP (Chương 4 - Chương 6)
Phần III: KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP (Chương 7 - Chương 10)
Phần IV: CÁC BẢNG PHỤ LỤC (Bảng 1 đến Bảng 33)

1. Chương 1: Gỗ dùng trong xây dựng: Trình bày ưu khuyết điểm của gỗ, hệ số chất lượng $C = \gamma/R$, phạm vi sử dụng theo Nghị định 10 CP ngày 26-4-1960 và Quyết định số 2198/Bộ Lâm nghiệp; tính chất cơ học (kéo, nén, uốn, ép mặt, trượt) theo TCVN 363-70 đến 370-70; các nhân tố ảnh hưởng như độ ẩm chuẩn $W=18%$, nhiệt độ môi trường và khuyết tật gỗ (mắt gỗ, thớ vặn, nứt).
2. Chương 2: Tính toán cấu kiện cơ bản (Kết cấu gỗ): Trình bày phương pháp tính toán theo trạng thái giới hạn cho cấu kiện chịu kéo đúng tâm, nén đúng tâm (kiểm tra cường độ, độ ổn định theo hệ số uốn dọc $\varphi$, độ mảnh $[\lambda]$ và phương pháp chọn tiết diện của A. Côsêcốp), cấu kiện chịu uốn phẳng, uốn xiên, nén - uốn và kéo - uốn.
3. Chương 3: Liên kết kết cấu gỗ: Khảo sát liên kết mộng (mộng đuôi kèo 1 răng, mộng 2 răng kèm bu lông bảo hiểm), liên kết chốt trụ (chốt thép, bu lông, đinh tán, chốt bản gỗ) và quy cách đóng đinh chịu lực.
4. Chương 4: Thép dùng trong xây dựng: Giới thiệu phân loại thép cacbon thấp ($\text{CT}_1, \text{CT}_2, \text{CT}_3, \text{CT}_4, \text{CT}_5$), thép hợp kim thấp ($14\text{L}2, 15\text{TC}, 15\text{XCH}$), hợp kim nhôm, các nhóm thép cán nóng $(\text{C-I}$ đến $\text{C-IV}$ tương đương $\text{A-I}$ đến $\text{A-IV})$ và quy cách thép hình định hình (thép góc, thép chữ I, thép chữ C).
5. Chương 5: Liên kết trong kết cấu thép: Trình bày công nghệ và tính toán liên kết hàn (hàn hơi, hàn hồ quang điện, que hàn $\text{E}42, \text{E}42\text{A}, \text{E}50\text{A}$, đường hàn đối đầu, đường hàn góc mép) và liên kết cơ học (đinh tán, bu lông thô, bu lông tinh) theo các trạng thái chịu cắt, ép mặt, chịu kéo giật đứt đầu đinh.
6. Chương 6: Tính toán trong cấu kiện cơ bản (Kết cấu thép): Tính toán dầm thép hình chữ I và chữ C chịu uốn ngang phẳng, kiểm tra ứng suất pháp $\sigma$, ứng suất tiếp $\tau$, ứng suất tổng hợp $\sigma_{td}$, độ võng và ổn định tổng thể qua hệ số $\psi$; tính toán cấu kiện thép chịu nén đúng tâm, kéo đúng tâm và nén lệch tâm.
7. Chương 7 - 10: Kết cấu Bê tông cốt thép: Nguyên lý làm việc chung giữa bê tông và cốt thép; tính toán cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật, chữ T trên tiết diện thẳng góc và tiết diện nghiêng (chống cắt); tính toán cấu kiện chịu nén đúng tâm, nén lệch tâm, kéo đúng tâm; thiết kế các bộ phận: bản sàn đúc toàn khối 1 phương và 2 phương, sàn panen lắp ghép, cầu thang bộ, lanh tô, ô văng và móng bê tông cốt thép.

Progression logic: Nội dung giáo trình phát triển tuyến tính từ vật liệu nhẹ, có tính bất đẳng hướng (gỗ) sang vật liệu kim loại đồng nhất, cường độ cao (thép), và tiến tới vật liệu phức hợp phi tuyến hai thành phần (bê tông cốt thép). Trong từng phần, logic trình bày tuân thủ chu trình: Cơ sở vật liệu $\rightarrow$ Tính toán cấu kiện thanh cơ bản $\rightarrow$ Cấu tạo liên kết $\rightarrow$ Thiết kế hệ thống kết cấu bộ phận hoàn chỉnh.

---

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình thiết lập hệ thống lý thuyết và nguyên lý tính toán kết cấu:

• Phương pháp tính toán theo Trạng thái giới hạn (TTGH): Đảm bảo điều kiện an toàn về cường độ chịu lực (TTGH thứ nhất) và điều kiện sử dụng bình thường về độ võng, biến dạng và khe nứt (TTGH thứ hai).
• Lý thuyết phân bố ứng suất đàn hồi - dẻo: Phân tích sự chuyển dịch trục trung hòa và biến dạng dẻo trong vùng nén của gỗ và bê tông khi chịu uốn; bổ sung hệ số điều chỉnh điều kiện làm việc $m$ vào mômen chống uốn $W$.
• Nguyên lý ổn định uốn dọc: Áp dụng hệ số giảm khả năng chịu lực $\varphi$ phụ thuộc vào độ mảnh $\lambda = l_0/r_{min}$, xác định chiều dài tính toán $l_0 = \mu l$ tương ứng với 4 sơ đồ liên kết gối đỡ: hai đầu khớp ($\mu=1$), một đầu ngàm một đầu khớp ($\mu=0{,}8$), hai đầu ngàm ($\mu=0{,}65$), một đầu ngàm một đầu tự do ($\mu=2$).
• Nguyên lý truyền lực qua liên kết: Mô hình hóa cơ chế chịu lực ép mặt cục bộ ($R_{em}$), ứng suất trượt dọc thớ ($R_{tr}$), lực cắt thân chốt/bu lông/đinh tán ($R_c$), đường hàn đối đầu ($R_h^n, R_h^k, R_h^c$) và đường hàn góc ($R_h^g$).

---

Kỹ năng phát triển

Thông qua việc tiếp thu nội dung và giải quyết các bài toán kỹ thuật trong giáo trình, người học hình thành các kỹ năng:

• Kỹ năng tính toán kỹ thuật: Thực hiện quy trình tính toán nội lực ($M, N, Q$), xác định diện tích tiết diện thu hẹp ($F_{th}$ do giảm yếu lỗ đinh, rãnh mộng), tính đổi cường độ vật liệu theo độ ẩm: $$\sigma_{18} = \sigma_W [1 + \alpha(W - 18)]$$ tính toán cốt thép dọc, cốt thép đai và chiều dài neo cốt thép $l_{neo}$ (Bảng 17).
• Kỹ năng phân tích kết cấu: Đánh giá các dạng phá hoại cơ học đặc trưng như phá hoại giòn do kéo thớ gỗ, phá hoại dẻo vùng nén bê tông, trượt đuôi mộng, mất ổn định uốn dọc cột mảnh, nứt xiên do ứng suất kéo chính trên tiết diện nghiêng dầm.
• Kỹ năng thực hành cấu tạo và tra cứu: Bố trí mạng lưới đinh tán, bu lông theo khoảng cách chuẩn ($S_1, S_2, S_3$), xác định chiều cao đường hàn $h_f$ theo bề dày thép bản, tra cứu quy cách hình học của thép góc đều cạnh/không đều cạnh, dầm chữ I, chữ C (TCVN 1654-75 đến 1657-75) và hệ số bao mômen cho dầm liên tục (Bảng 27-30).

---

Phương pháp giảng dạy và học tập

                                  QUY TRÌNH HỌC TẬP VÀ GIẢNG DẠY
                                  
   +-----------------------+     +------------------------+     +------------------------+
   |   Lý thuyết cơ bản    |     |   Thí dụ mẫu áp dụng   |     |    Tra cứu phụ lục     |
   | - Cơ tính vật liệu    | --> | - Bước tính chi tiết   | --> | - Bảng 1 đến Bảng 33   |
   | - Công thức TTGH      |     | - Sơ đồ phân tích lực  |     | - Quy cách định hình   |
   +-----------------------+     +------------------------+     +------------------------+
                                                                             |
                                                                             v
                                                                +------------------------+
                                                                |   Bài tập thực hành    |
                                                                | - Bài toán kiểm tra    |
                                                                | - Bài toán thiết kế    |
                                                                +------------------------+

Cách tiếp cận sư phạm (Pedagogical Approach)

Giáo trình triển khai phương pháp diễn dịch kết hợp minh họa thực nghiệm. Mỗi hiện tượng cơ học đều xuất phát từ thí nghiệm phá hoại mẫu chuẩn trong phòng thí nghiệm (mẫu gỗ thử kéo, nén, uốn theo TCVN 363-70 đến 370-70; thí nghiệm dầm gỗ dán chịu nhiệt $900^\circ\text{C}$ năm 1971 tại Pháp; sơ đồ hồ quang điện trong hàn kim loại), từ đó rút ra các giả thiết tính toán và công thức giải tích quy ước có xét đến hệ số an toàn và hệ số điều kiện làm việc.

Bài tập và bài toán mẫu (Worked Examples & Practical Exercises)

Giáo trình phân bố dày đặc các ví dụ tính toán dạng bước (step-by-step) gắn liền với số liệu kỹ thuật cụ thể:

• Thí dụ 2-1 đến 2-3: Kiểm tra độ ổn định và chọn tiết diện cột gỗ vuông ($16\times 16\text{ cm}$), cột chữ nhật ($12\times 16\text{ cm}$) và cột tròn chịu lực nén đúng tâm $N = 100\text{ kN}$.
• Thí dụ 2-4 & 2-5: Thiết kế tiết diện dầm gỗ chịu tải phân bố đều ($q = 4{,}85\text{ kN/m}$) và xà gồ gỗ mái dốc $\alpha = 25^\circ$ chịu uốn xiên.
• Thí dụ 3-1 & 3-2: Thiết kế mộng đuôi kèo 1 răng chịu lực nén $N_1 = 90\text{ kN}$, góc nghiêng $36^\circ$, tính toán bu lông bảo hiểm đường kính $d=20\text{ mm}$ và nối ghép gỗ bằng 6 bu lông $d=16\text{ mm}$.
• Thí dụ 5-1 đến 5-8: Tính liên kết hàn đối đầu thép bản nhóm C-I ($250\times 12\text{ mm}$), hàn góc bản ốp ghép, liên kết thép góc đều cạnh $\text{L}100\times 12$, liên kết đinh tán chịu lực $N=120\text{ tấn}$, vai cột chịu lực cắt và mômen $P=14\text{ tấn}$, liên kết dầm thép $\text{I}33$ với $\text{I}27$.

Phương pháp đánh giá và hướng dẫn tự học

• Phương pháp đánh giá: Phân loại bài tập thành hai dạng bài toán tiêu chuẩn:
  1. Bài toán kiểm tra (bài toán nghịch): Cho trước kích thước hình học và tải trọng, yêu cầu kiểm tra điều kiện bền $\sigma \le R$, độ võng $f \le [f]$, độ mảnh $\lambda \le [\lambda]$.
  2. Bài toán thiết kế (bài toán thuận): Cho trước tải trọng tác dụng và điều kiện liên kết gối, yêu cầu xác định diện tích tiết diện cần thiết ($F_{yc}, W_{yc}$), chọn kích thước hình học và cấu tạo chi tiết mối nối.
• Hướng dẫn tự học: Người học tự khai thác hệ thống 33 bảng tra phụ lục ở Phần IV để tìm các chỉ tiêu cơ lý của bê tông (Bảng 18-20), cốt thép cán nóng (Bảng 21, 22), hệ số uốn dọc thép và bê tông (Bảng 12, 23), diện tích lưới thép tròn (Bảng 25, 26) và hoạt tải tiêu chuẩn trên sàn (Bảng 32).

---

Điểm nổi bật và cập nhật

Hệ thống quy phạm và tiêu chuẩn kỹ thuật

Giáo trình tích hợp các tiêu chuẩn, quy chuẩn xây dựng và văn bản quy phạm kỹ thuật bao gồm:

• Quy chuẩn pháp lý và phân loại gỗ: Nghị định 10 CP ngày 26-4-1960 của Chính phủ; Quy phạm thiết kế kết cấu gỗ TCXD 44/70; Tiêu chuẩn nhà nước về gỗ TCVN 1072-71 đến TCVN 1077-71; Quyết định số 2198 ngày 20-11-1977 của Bộ Lâm nghiệp về bảng phân loại gỗ; Tiêu chuẩn phương pháp thử cơ học gỗ TCVN 363-70 đến 370-70.
• Tiêu chuẩn thép và kết cấu kim loại: TCVN 5575:1991 (Thiết kế kết cấu thép); Quy cách thép hình cán nóng theo TCVN 1654:1975 đến TCVN 1657:1975; Tiêu chuẩn que hàn điện ($\text{E}42, \text{E}42\text{A}, \text{E}50\text{A}$).
• Tiêu chuẩn bê tông và bê tông cốt thép: TCVN 5574:1991 (Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép); TCVN 1651-85 về cốt thép xây dựng cán nóng nhóm C-I, C-II, C-III, C-IV.

Cập nhật tương đương vật liệu nhập khẩu

Giáo trình xây dựng bảng đối chiếu cường độ tính toán và mômen đàn hồi giữa nhóm thép cán nóng tiêu chuẩn Việt Nam ($\text{C-I}, \text{C-II}, \text{C-III}, \text{C-IV}$) với các nhóm thép nhập khẩu từ Liên Xô cũ và Đông Âu ($\text{A-I}, \text{A-II}, \text{A-III}, \text{A-IV}$, thép tấm $\text{CT}_1, \text{CT}_2, \text{CT}_3, \text{CT}_4, \text{CT}_5$, hợp kim $14\text{L}2, 15\text{TC}$). Đồng thời, tài liệu cập nhật ứng dụng công nghệ gỗ dán công nghiệp tẩm hóa chất chống cháy, ứng dụng hợp kim nhôm trong kết cấu nhẹ.

+------------------+-----------------------+------------------------+
| Nhóm thép TCVN   | Thép nhập khẩu tương  | Cường độ tính toán     |
| (TCVN 1651-85)   | đương (Liên Xô/Đông Âu)| chịu kéo Rs (kN/cm2)   |
+------------------+-----------------------+------------------------+
| C-I              | A-I                   | 20 (C-I) / 23 (A-I)    |
| C-II             | A-II                  | 26 (C-II) / 28 (A-II)  |
| C-III            | A-III                 | 34 (C-III) / 36 (A-III)|
| C-IV             | A-IV                  | 30 (C-IV) / 50 (A-IV)  |
+------------------+-----------------------+------------------------+

Phạm vi ứng dụng thực tế

Nội dung tính toán được gắn kết trực tiếp với các công trình xây dựng thực tế:

• Kết cấu gỗ: Nhà dân dụng 1-2 tầng, hội trường, kho nông sản, kết cấu phụ trợ thi công (ván khuôn, đà giáo, cầu công tác), cửa van cống thủy lợi.
• Kết cấu thép: Dầm xà gồ mái định hình chữ I và C, cột liên kết vai cột chịu tải trọng cầu trục, giằng liên kết chịu rung động, kết cấu dầm cầu thép.
• Kết cấu BTCT: Bản sàn sườn toàn khối 1 phương và 2 phương, sàn panen lắp ghép, bản thang bộ chịu lực, lanh tô cửa sổ, ô văng mái hắt và kết cấu móng đơn BTCT dưới chân cột.

---

Đối tượng sử dụng giáo trình

+-----------------------------------+---------------------------------------------------+
| Nhóm đối tượng                    | Phạm vi và mục đích khai thác                     |
+-----------------------------------+---------------------------------------------------+
| Học sinh THCN, Sinh viên Cao đẳng | Học tập học phần Kết cấu xây dựng; làm bài tập lớn|
| & Đại học ngành Xây dựng          | và đồ án môn học kết cấu cơ bản.                  |
+-----------------------------------+---------------------------------------------------+
| Giảng viên khối Kỹ thuật Xây dựng | Soạn bài giảng lý thuyết; biên soạn ngân hàng     |
|                                   | bài tập kiểm tra và đề thi học phần.              |
+-----------------------------------+---------------------------------------------------+
| Cán bộ kỹ thuật & Kỹ sư hiện trường| Tra cứu quy chuẩn TCVN, bảng thông số thép định   |
|                                   | hình, hệ số uốn dọc và tải trọng tính toán.       |
+-----------------------------------+---------------------------------------------------+

• Sinh viên và bậc đào tạo: Giáo trình phục vụ trực tiếp cho học sinh, sinh viên các trường trung học chuyên nghiệp xây dựng, sinh viên cao đẳng kỹ thuật và sinh viên các năm đầu khối đại học ngành Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp, Kỹ thuật Công trình Xây dựng, Xây dựng Nông thôn.
• Yêu cầu kiến thức tiên quyết (Prerequisites): Để tiếp thu giáo trình, người học cần hoàn thành các môn học cơ sở: Cơ học lý thuyết (tính hợp lực, cân bằng hệ lực), Sức bền vật liệu (tính toán ứng suất $\sigma, \tau$, biểu đồ mômen $M, Q$, mômen quán tính $J$, mômen chống uốn $W$), Vật liệu xây dựng (cơ tính cơ bản của xi măng, cát, đá, gỗ, cốt thép) và Vẽ kỹ thuật xây dựng.
• Giảng viên: Sử dụng làm tài liệu giảng dạy chính thức cho học phần Kết cấu công trình, chuẩn hóa các bước tính toán thiết kế mẫu cho sinh viên, đồng thời khai thác hệ thống dữ liệu tải trọng và bảng phụ lục để ra đề thi, đề tài đồ án môn học.
• Tự học và tài liệu tham khảo: Cung cấp tài liệu tra cứu kỹ thuật chuẩn hóa cho các cán bộ kỹ thuật công trường, kỹ thuật viên thiết kế các hạng mục kết cấu quy mô vừa và nhỏ không đòi hỏi tính toán động lực học phức tạp.

---

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Giáo trình được biên soạn chuyên biệt cho học sinh, sinh viên ngành xây dựng thuộc hệ trung học chuyên nghiệp, cao đẳng kỹ thuật, sinh viên đại học ngành công trình cần tài liệu kết cấu cơ bản, cũng như giảng viên giảng dạy học phần kết cấu xây dựng và kỹ thuật viên công trường.

2. Cần kiến thức nền nào để học?

Người học cần nắm vững kiến thức Sức bền vật liệu (cách vẽ biểu đồ nội lực $M, Q, N$, tính toán đặc trưng hình học tiết diện $F, J, W$), Cơ học cơ sở (cân bằng tĩnh học hệ lực phẳng), Vật liệu xây dựng và kỹ năng đọc bản vẽ kết cấu xây dựng.

3. Điểm khác biệt với giáo trình khác?

Tài liệu tích hợp đồng thời ba mảng kết cấu (Gỗ, Thép, Bê tông cốt thép) trong một tập sách thống nhất 200 trang. Giáo trình tập trung vào các công thức tính toán thực hành, bỏ qua các chứng minh toán học phức tạp, cung cấp các ví dụ tính toán dạng số liệu cụ thể và đi kèm hệ thống 33 bảng tra phụ lục kỹ thuật đầy đủ để phục vụ thiết kế trực tiếp.

4. Làm sao để tự học hiệu quả?

Người học cần đọc kỹ phần lý thuyết cơ tính và các giả thiết tính toán ở từng chương; sau đó làm lại các ví dụ tính toán mẫu (từ Thí dụ 2-1 đến 5-8); kết hợp đối chiếu các bước tra cứu bảng số liệu tại Phần IV (tra mác bê tông Bảng 18, thép định hình Bảng 13-16, hệ số uốn dọc Bảng 12, 23).

5. Có tài liệu bổ trợ nào kèm theo?

Nội dung giáo trình gắn liền với các tài liệu bổ trợ và tiêu chuẩn tham khảo được nêu ở trang 200 của sách, bao gồm: Tiêu chuẩn TCVN 5574:1991, TCVN 5575:1991, TCVN 1651-85 đến 1657:1975, Sổ tay thực hành kết cấu công trình (NXB Xây dựng) và hệ thống 33 bảng phụ lục số liệu in kèm ở cuối giáo trình.

---

Kết luận

Giáo trình Kết cấu xây dựng (NXB Xây dựng, 2001) cung cấp hệ thống kiến thức tính toán kỹ thuật chuẩn xác, tinh giản và mang tính ứng dụng trực tiếp đối với ba loại kết cấu chịu lực cơ bản trong xây dựng công trình: gỗ, thép và bê tông cốt thép.

Lộ trình học tập đề xuất cho người học:

1. Tiếp cận Phần I (Kết cấu gỗ) để nắm vững các khái niệm cơ bản về thanh chịu kéo, nén, uốn và liên kết mộng/chốt.
2. Học tập Phần II (Kết cấu thép) để làm chủ phương pháp tính toán dầm định hình và liên kết hàn/bu lông chịu tải trọng lớn.
3. Nghiên cứu Phần III (Kết cấu bê tông cốt thép) để hoàn thiện kỹ năng thiết kế các cấu kiện chịu uốn, nén, kéo và các bộ phận công trình (sàn, cầu thang, lanh tô, móng).
4. Khai thác Phần IV (Hệ thống 33 bảng phụ lục tra cứu) trong toàn bộ quá trình thực hành tính toán.

Các nguồn tài liệu bổ trợ cần phối hợp sử dụng gồm hệ thống tiêu chuẩn thiết kế hiện hành (TCVN 5574, TCVN 5575) và Sổ tay thực hành kết cấu công trình của Nhà xuất bản Xây dựng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 GỖ DÙNG TRONG XÂY DỰNG §1-1.ƯU KHUYẾT ĐIỂM CUA GO 1. Ưn điểm - Gỗ là loại vật liệu nhẹ cường độ khá cao. Để so sánh chất lượng của vật liệu xây dựng về mặt chịu lực, người ta dùng hệ số C= it (Ty s6 giita trong lugng ri¢ng va cudng độ tinh todn), C cé tri sé cang nho thì vật liéu chat luong cang cao. Ta thay hệ số chất lượng của gỗ xấp xỉ thép và lớn hơn so với bê tông.

- Gỗ là loại vật liệu phổ biến và mang tính chất địa phương. Ở Việt Nam, 3/4 đất dai là rừng với hơn 400 loài gỗ khác nhau, ngoài ra gỗ còn thấy nhiều ở nông thôn (xoan, mít, bạch đần,. - Gỗ là loại vật liệu dễ gia công chế tạo : cưa, đục, khoan. trang trí mỹ thuật, cách âm tốt.

Khuyết điểm - Gỗ là loại vật liệu có tính không đồng nhất và không đẳng hướng, ví dụ cùng một loại gỗ, tính chất có thể khác nhau tùy theo địa phương, tuỳ từng khu rừng, thậm chí khác nhau tuỳ theo từng phần của cây gỗ. Gỗ không phù hợp với giả thuyết thường ding trong khi tính toán là vật liệu đồng nhất và đẳng hướng. Do đó phải lấy độ an toàn cao và phải lựa chọn gỗ cẩn thận cho phù hợp với yêu cầu của thiết kế. - Gỗ có nhiều khuyết tật làm giảm khả năng chịu lực : mát gỗ, khe nit, thé van.

- Gẽ là loại vật liệu có nhược điểm : bị nấm mốc, mối mọt, mục, là vật liệu cháy được. Ở những nơi nhiệt độ cao hơn 50°C không được dùng gỗ. - Gỗ là vật liệu ngậm nước, lượng nước chứa trong gỗ thay đổi theo môi trường không khí xung quanh, đễ bị co ngót, đãn nở làm cho nó bị cong vệnh, nứt. Kết cấu làm $ bằng gỗ ẩm, khi khô các mộng bị lỏng ra ảnh hưởng đến quá trình chịu lực, có khi không dùng được.

Có thể hạn chế khuyết điểm của gỗ bằng cách xử lý gỗ bằng hoá chất chống mối mọt trước khí dùng, sử dụng gỗ đúng chỗ, không dùng gỗ tươi có độ ẩm lớn. Ở các nước tiên tiến, gỗ dùng phổ biến đưới dạng gỗ dán. Gỗ đán do được sấy và xử lý bằng hoá chất nên không bị mối mọt, là loại vật liệu xây dựng nhẹ, đẹp. Gô dán khó cháy, năm 1971 ở Pháp đã làm thí nghiệm độ chịu lửa của 1 đầm gỗ dán chịu tải trọng, cho đầm chiu nhiét do 900°C trong I giờ, dâm chịu hư hỏng ft còn có thể chịu được lâu hơn nữa, trong khi đó với cùng điều kiện như vậy thì thép không chịu được lâu quá 10 phút.

PHẠM VI SỬDỤNG KẾT CẤU GỖ Sử dụng gỗ làm các cấu kiện và các kết cấu trong xây dựng phải tuân theo các quy phạm nhà nước : ` + Nghị định 10 CP ngày 26-4-1960 của Chính phủ. + Quy phạm thiết kế kết cấu gỗ : TCXD 44/70. + Tiêu chuẩn nhà nước về gỗ : TCVN 1072-71 đến 1077-71. + Bảng phân loại gỗ được sử đụng ban hành kèm theo quyết định số 2198 ngày 20-11-1977 của Bộ Lâm nghiệp,.

- Kết cấu gỗ được sử dụng rộng rãi trong xây dựng cơ bản. Ở nước ta kết cấu gỗ thường dùng trong các trường hợp sau : 1. Nhà đân dụng Nhà ở I tầng, 2 tầng, hội trường, nhà văn hoá, trụ sở. làm bằng gỗ rất thích hợp.

Nhà xưởng sản xuất nông nghiệp Kho thóc, gạo, nhà chăn nuôi, xưởng chế biến, sản xuất nông sản, thường nhà xưởng nhịp không lớn thì dùng kết cấu gỗ là thích hợp hơn cả. Trong một số xưởng hoá chất có chất ăn mòn kim loại cũng có thể dùng gỗ thay cho thép. Trong giao thông vận tải Gề thích hợp với cầu nhỏ, cầu tạm trên đường cấp thấp. Trong thuỷ lợi Gỗ dùng làm cầu tàu, bến cảng, cửa van, cống.

Ngoài ra, gỗ dùng nhiều làm đà giáo, ván khuôn, cầu công tác cho thi công. Hiện nay, ở nước ta kết cấu gỗ thích hợp với những công trình loại vừa và nhỏ, không mang tính chất vĩnh cửu. 6 Ở các nước tiên tiến, gỗ được chế biến thành gỗ dán, được xử lý bằng hoá chất nên kết cấu gỗ được sử dụng rộng rãi. TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA GỖ Tinh chat cơ học của gỗ gồm các chỉ tiêu về độ bền, độ đàn hồi khi chịu lực kéo, nén, ép mặt, trượt,.

Theo tiêu chuẩn TCVN 363-70 đến 370-70 về phương pháp thứ cơ học của gỗ, và mẫu thử để tìm đặc trưng cơ học có hình dạng và kích thước như hình vẽ. 309 90, 30 490 L#® II IIII o | + 350 by 13 WH WW OS 240 -+ | 300 k) | 4 Hee 0 yy v5 oy hi 33 $20) } 30 Hình 1.1: Mẫu gỗ tiêu chuẩn để thử về cường độ a) Kéo dọc thớ; b) Uốn ; c) Ép dạc thớ; đ) Trượt dọc thớ; e) Ép ngàng thớ Mẫu thí nghiệm dùng gỗ nhỏ, không khuyết tật, thực hiện trên máy trong phòng thí nghiệm với tốc độ gia tải nhất định. Nhưng ngoài thực tế gỗ có kích thước lớn hơn mẫu thí nghiệm nhiều lần, có khuyết tật. Ngay trong l cây gỗ, lấy mẫu thử ở các đoạn thân khác nhau cũng cho các kết quả khác nhau.

Vì vậy để xác định tính chất cơ học của gỗ, người ta phải làm rất nhiều thí nghiệm với nhiều mẫu để lấy kết quả trung bình. Ảnh hưởng của thời gian chịu lực, cường độ lâu đài của gỗ Người ta đã tiến hành thí nghiệm trên máy trong phòng thí nghiệm một Ain? loại mâu gỗ giống nhau chịu tải trong khác nhau, thời gian tải trọng tác dụng !% lên mẫu thử khác nhau, kết quả vẽ được ag biểu đồ quan hệ giữa cường độ phá hoại NI và thời gian tác dụng của tải trọng cho s0 đến lúc mẫu gỗ bị phá boại (mẫu gỗ Lâu dài đu Cường độ thông chịu uốn). Trị số ứng suất lớn nhất lâu dai (oy) Ngày, gỗ không bị phá hoại. Nếu ứng suất thực tế ø > ơ, - gỗ sẽ bị phá hoại, Nếu Z0 406080 100 zo 40 Ø< ơu- 26 không bị phá hoại trong quá trình sử dụng.

Trong tính toán dùng Ø¡¡- Hình 1.2: Đường công chịu lực lâu dài làm giới hạn chịu lực. của gỗ thông Liên Xô (cũ) 2. Sự làm việc của gỗ chịu kéo, nén, uốn a) Chịu kéo Trong thí nghiệm mẫu gỗ chuẩn, cường độ chịu kéo đọc thớ của gO rat cao, gd thông Liên Xô (cũ) ở độ ẩm 15% cudng do dat 161 1OKN/em’, Nhung thye té tinh todn không thể sử dụng trị số này được vì gỗ có nhiều nhân tố làm giam cường độ chịu kéo, do khuyết tật của gỗ (mắt gỗ, thớ chéo, thanh gỗ có chỏ tiết điện thay đổi đột ngột). Mật khác gỗ không đồng nhất, kích thước gỗ càng lớn thì mức độ không đồng nhất càng cao và cường độ giảm đi so với mẫu chuẩn.

do đó trong kết cấu gỗ, khi dùng go chiu kéo phai rat than trong. Cường độ chịu kéo ngang thớ của gỗ rất nhỏ, chỉ đạt khoảng 1/20 - 1/.Z cường độ chịu kéo đọc thớ, do đó người ta không dùng kết cấu gỗ chịu kéo ngang thớ. b) Chịu nén Thí nghiệm nén mâu gỗ chuẩn (gỗ dối). Khi nén đọc thớ, cường độ gỗ nhỏ hơn cường độ kéo dọc thớ vài lần khoảng từ 3 - 4 KN/em*.

Khi chịu nén, khuyết tật của gỗ ít ảnh hưởng tới cường độ chịu lực. Cường độ chịu nén dọc thớ là chi tiêu ổn định nhất trong các chỉ tiêu về cường độ, nó được dùng để đánh giá và phân loại gỗ. Khả năng chịu nén ngang thớ của gỗ thấp hơn khả năng chịu nén đọc thớ. ©) Chịu trốn Thí nghiệm cho kết quả cường độ của gỗ chịu uốn vào khoảng trung bình giữa cường độ chịu kéo và chịu nến.

Ảnh hưởng do khuyết tật, (mắt gỗ, khuyết tật. kích thước,. Cũng ở mức trung gian giữa chịu kéo và chịu nén. suất pháp Một dầm gỗ thí nghiệm (mẫu chuẩn) chịu uốn.

Khi mô men uốn nhỏ, ứng biên có phân bố dọc tiết điện theo quy luật đường thẳng (hình 1-3a). Trị số ứng suất thớ ; v + M thé tinh bang công thức ø = Ww a) bì da) Sự phân bố ứng suất giải đoạn đầu (1L), giai đoạn sau (2) b) Nếp sảy ở vàng nén (3), Thớ đứt ở vùng kéo (4) "Tăng tải trọng lên, ứng suất vùng nén phân bố theo đường cong và tăng chậm, trong, vùng nến xuất hiện biến đạng dẻo, Ứng suất kéo vẫn tiếp tục tăng nhanh theo quy luật gần như đường thẳng. Trục trung hoà lui xuống phía dưới. Mẫu bất đầu phá hoại khí ở vùng nén ứng suất đạt cường độ nén, các thớ gỗ nén bị gây.

Mẫu gỗ bị phá hoại khi ứng suất các thớ biên dưới đạt cường độ kéo. Do sự phân bố ứng suất thực tế theo đường cong nên xác định ứng suất thớ biên bằng công thức sức bền vật liệu không còn đúng. Trị số G = W chỉ là cường độ quy ước. Trong tính toán kết cấu vẫn dùng công thức sức bên vật liệu cho đơn gián nhưng phải thêm hệ số điều chỉnh vào W để xét đến hiện tượng nói trên.

Mô đun đàn hồi của gỗ chịu kéo, uốn xấp xỉ bằng nhau. (Gỗ thông Liên Xô cũ E=10°KN/cm’. Sự làm việc của gỗ chịu ép mặt và trượt a) Chịu ép mặt Ép mặt là sự truyền lực từ cấu kiện này sang cấu kiện khác qua mật tiếp xúc nhau. Ứng suất ép mật xuất hiện ở mặt tiếp xúc.

Cường độ ép mặt được xác định Ø ,„= (trong đó N là lực ép mặt, F„„ là diện F em tích chịu ép mặt - điện tích tiếp xúc). Tuỳ phương của lực tác dụng đối với thớ gỗ mà phân ra : ép mặt đọc thé, ép mặt ngang thớ, ép mặt xiên thớ.4: Các dang ép mat a) Dọc thớ; b) Ngang thớ; c) Xiên thở Ép mặt đọc thớ : cường độ tương đương với nén dọc thớ. Ép mặt ngang thớ cũng như nén ngang thớ - Ép mặt ngang thớ còn phân ra ép mặt toàn bộ và ép mặt cục bộ.5: Ép mặt ngàng thớ Ep mat toàn bộ thực chất là nén ngang thớ, ép mặt cục bộ trên một phần diện tích tiếp xúc thì cường độ cao nhất vì còn có sự tham gia chịu lực của các bộ phận xung quanh (hình 1-Sc). b) Chịu trượt Tuỳ theo vị trí lực tác dụng đối với thớ gỗ mà ta phân ra trượt dọc thớ, trượt ngang thớ, trượt xiên thớ.

Cường độ trượt tính toán là cường độ trung bình yee. Néu ngoai luc chi dat 6 t phía thì gọi là trượt 1 phía (hình 1-7a). Nếu ngoại lực đặt ở 2 phía thì gọi là trượt 2 phía (hình I-7B).