Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Tới Tính Chất Cơ Học Của Gỗ

Tìm hiểu các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất cơ học của gỗ qua những thông tin trong bài viết ngay sau đây của Nội thất Gia Khánh.

1. Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất cơ học của gỗ

1.1. Độ ẩm ảnh hưởng đến tính chất cơ học của gỗ

Độ ẩm tăng từ không đến điểm bão hoà (khoảng 30%) thì còng độ và môđun đàn hồi của gỗ giảm đi. Để tính cường độ gỗ ở độ ẩm w, khi biết cường độ ứng với độ ẩm tiêu chuẩn ở w=18% dùng công thức:

R = w 1+ a(w – 18)

Hoặc Rlg = Rw[l + tt (w – 18)]

Trong đó:

R18: Cường độ gỗ ở độ ẩm tiêu chuẩn 18%. oc- Hệ số xét tới ảnh hưởng của độ ẩm, với gỗ thông Liên Xô

+ oc=0,04-M3,05 khi nén dọc thớ.

+ oc=0,04 khi uốn.

+ oc= 0,03 khi cắt dọc thớ.

W: Độ ẩm của gỗ mà ở đó ta tính cường độ.

Đối với một số loại gỗ ít thấm nước, có mùi thơm như gỗ bằng lăng và gỗ ngọc am thì sự ảnh hưởng của độ ẩm đến tính chất gỗ tương đối nhỏ.

1.2. Nhiệt độ ảnh hưởng đến tính chất cơ học của gỗ

Nhiệt độ tăng thì còng độ của gỗ giảm đi. Thí nghiệm cho biết nếu tăng nhiệt đồ từ 20-ỉ-25°C đến nhiệt độ 50°c (tức là phạm vi thay đổi trong thực tế sử dụng) thì cường độ của gỗ giảm như sau: Cường độ kéo giảm 15-20%, cường độ nén giảm 20-40%, cường độ trượt giảm 15-20%.

Tính cường độ của gỗ ở nhiệt độ T:

rt = Ra, – p(t- 20)

Trong đó:

Rt: Cường độ của gỗ ở nhiệt độ T.

R20: Cường độ của gỗ ở nhiệt độ tiêu chuẩn (T=20°C).

T,20: Nhiệt độ tại đó cần xét cường độ và nhiệt độ tiêu chuẩn

ß- Hệ số xét đến ảnh hưởng của nhiệt độ, phụ thuộc loại gỗ và trạng thái chịu lực.

Ví dụ như với gỗ thông Nga:

+ Khi nén dọc thớ: ß = 0,35 +Khi uốn: ß=0,45

+ Khi kéo dọc thớ: ß=0,4 +Khi trợt dọc thớ: ß=0,04

Nhiệt độ tăng nên môđun đàn hồi E của gỗ giảm đi (tới hai lần) làm cho biến dạng tăng lên. Vì đó kết cấu chịu lực thường xuyên ở nhiệt độ 50°c không được phép sử dụng vật liệu gỗ.

Một số loại gỗ quý hiếm như gỗ cẩm, gỗ hương và gỗ trắc thì sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến tính chất của gỗ rất nhỏ.

1.3. Thời gian chịu tải ảnh hưởng đến tính chất cơ học của gỗ

Thí nghiêm của viện sĩ F.P. Beliankin về ảnh hưởng của tải trọng tác dụng lâu dài (thường xuyên) tới cường độ của gỗ cho thấy: cường độ gỗ giảm khi chịu tải lâu dài nhưng không giảm tới không mà giảm tới giá trị không đổi (ứng suất lâu dài), hình 2.14. Cường độ bề lâu của gỗ bằng 0,5-H),6 còng độ giới hạn khi thí nghiệm.

Khi tính toán kết cấu gỗ cần chú ý thiết kế sao cho ứng suất trong cấu kiện nhỏ hơn độ bền lâu để kết cấu không bị phá hoại. Trên hình 2.15 trình bày biến dạng của gỗ trong hai tròng hợp sau:

-Khi ứng suất trên tiết diện nhỏ hơn cường độ lâu bền (Hình 2.15a)

-Khi ứng suất trên tiết diện lớn hơn cường độ bền lâu (Hình 2.15b)

  1. Khi <T < Rfc
  2. Khí ơ > Rh
  3. Những mắt tật của gỗ và môi trường xung quanh

Gỗ là vật liệu xây dựng chịu ảnh hưởng nhiều của thiên nhiên và tác dụng của sinh vật ở môi trường xung quanh. Đó là ảnh hưởng của tật, bệnh (mắt cây, thớ nghiêng, thứ vẹo, khu nút) và của nấm. mối, mục, mọt….Vì vậy cần bảo quản tốt và có biện pháp cần thiết để bảo vệ kết cấu khỏi sự phá hoại của môi tròng xung. Biện pháp bảo quản thừong sử dụng là: trước khi sử dụng, gỗ phải được bảo quản ở môi trường khô ráo và tốt nhất là ngâm tẩm hoá chất để tránh mối mọt. Như một số loại gỗ Melamine sử dụng.

Với đặc tính chịu tải tốt như gỗ muồng đen, căm xe thì bạn hoàn toàn có thể yên tâm về tính chất cơ học của nó.

2. Tính toán cấu kiện chịu kéo đúng tâm

Các cấu kiện cơ bản của kết cấu gỗ gồm: cấu kiện chịu kéo, nén đúng tâm, cấu kiện chịu uốn phẳng, cấu kiện chịu xoắn. Biến dạng, ứng suất trên tiết diện của các cấu kiện này đã được nghiên cứu kĩ ở môn Cơ học xây dựng. Chong này sẽ sử dụng các phong trình ứng suất, biến dạng dã biết đó vào phân tích kết cấu gỗ.

Cấu kiện chịu kéo dúng tâm khi lực nằm dọc theo trục của cấu kiện. Khi cấu kiện có chỗ giảm yếu (rãnh, lỗ…) thì hiện tọng chịu kéo dúng tâm xảy ra khi chỗ giảm yếu này đối xứng với trục cấu kiện.

Ứng suất trong thanh chịu kéo đúng tâm tính theo công thức:

ot=Nt/Flb                                                         (3.1)

Trong đó:

N : lực kéo tính toán.

Sự phá hoại gỗ theo đòng gẫy khúc.

Diện tích tiết diện giảm yếu không lớn quá 50% diện tích tiết diện nguyên: Fgỵ < 50%Fng

2.1 Công thức kiểm tra tiết diện

Kiểm tra theo công thức:

= NK/F,t< Rt                      _                                     (3.2)

Trong đó: Rk cường độ chịu kéo tính toán của gỗ

2.2 Công thức thiết kế tiết diện

Từ (3.2) ta có:

F,íNk/R,                                                                   (3.3)

CÓ Fth thì căn cứ vào hình dáng và đặc điểm giảm yếu của tiết diện để xác định ra các kích thước tiết diện.

Ví dụ 3-1

Kiểm tra bền thanh quá giang có kích thước và chịu lực hình vẽ (Hình 3.3). Biết NK=40kN. Thanh quá giang dùng gỗ nhóm VI, w=18%.

Các ốô liêu:

Ta thấy các giảm yếu trên quá giang không thẳng và cách nhau một khoảng 12cm<20cm nên tiết diện giảm yếu để tính toán là:

Feỵ = 10(3+ 1,2) = 42cm2. F* = F„-F„ = 10.14- 10(3+ 1,2)= 98cm2 Với gỗ nhóm VI, w=18%, tra phụ lục 3 có: Rk=0,95 kN/cm2 cột chống dàn giao, chống ván khuôn…Các thanh kèo, các thanh chống chéo trong vì kèo gỗ.

Cấu kiện chịu nén đúng tâm bị phá hoại khi:

  • Cường độ chịu lực không đủ.
  • Độ ổn định không đủ.

Cấu kiện chịu nén đúng tâm đủ chịu lực cần phải đảm bảo ba điều kiện:

  • Điều kiện cường độ.
  • Điều kiện độ mảnh.

– Điều kiện ổn định.

  • Điều kiện cường độ

°„= NM/F,t< Rn                                                   (3.4)

  • Điều kiện độ mảnh

i„x=lo/U,dd                                                      (3.5)

Trong các biểu thức (3.4) (3.5) thì:

ơ„: Úng suất do lực nén tính toán tại tiết diện bất lợi gây ra.

Nn: Lực nén tính toán tại tiết diện bất lợi. lo: Chiều dài tính toán của cấu kiện. Tính theo: 1„ = |t 1 1: Chiều dài thực tế của cấu kiện.

Amax: Độ mảnh theo phong nguy hiểm
[À,] : Độ mảnh giới hạn, lấy theo phụ lục 4.

|i: Hệ số phụ thuộc vào liên kết hai đầu thanh, tra theo phụ lục 5. rmin: Bán kính quán tính nhỏ nhất của tiết diện nguyên. Tính theo

dia diem noi that gia khanh
dia diem noi that gia khanh