Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11206-6:2020 (ISO 12122-6:2017) về Kết cấu gỗ - Xác định các giá trị đặc trưng - Phần 6: Các kết cấu và tổ hợp lớn

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 11206-6:2020

ISO 12122-6:2017

KẾT CẤU GỖ - XÁC ĐỊNH CÁC GIÁ TRỊ ĐẶC TRƯNG - PHẦN 6: CÁC KẾT CẤU VÀ TỔ HỢP LỚN

Timber structures - Determination of characteristic values - Part 6: Large components and assemblies

Lời nói đầu

TCVN 11206-6:2020 hoàn toàn tương đương với ISO 12122-6:2017.

TCVN 11206-6:2020 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC165 Kết cấu gỗ biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ TCVN 11206 (ISO 12122), Kết cấu gỗ - Xác định các giá trị đặc trưng, gồm các tiêu chuẩn sau:

- TCVN 11206-1:2015 (ISO 12122-1:2014), Phần 1: Yêu cầu cơ bản.

- TCVN 11206-2:2015 (ISO 12122-2:2014), Phần 2: Gỗ xẻ.

- TCVN 11206-3:2020 (ISO 12122-3:2016), Phần 3: Gỗ ghép thanh bằng keo.

- TCVN 11206-4:2020 (ISO 12122-2:2017), Phần 4: Sản phẩm gỗ kỹ thuật.

- TCVN 11206-6:2020 (ISO 12122-6:2017), Phần 6: Các kết cấu và tổ hợp lớn.

Bộ ISO 12122 Timber structures - Determination of characteristic values, còn phần sau:

- ISO 12122-5:2018, Part 5: Mechanical connections.

Lời giới thiệu

Tiêu chuẩn này đưa ra một khung cơ sở để thiết lập các giá trị đặc trưng từ các kết quả thử nghiệm trên một mẫu thử rút ra từ một tập hợp chuẩn được xác định rõ của các kết cấu và tổ hợp lớn. Giá trị đặc trưng là sự ước lượng của một tính chất của tập hợp chuẩn với mức độ tin cậy thích hợp được qui định trong trong tiêu chuẩn này.

Tiêu chuẩn này được sử dụng kết hợp với với TCVN 11206-1 (ISO 12122-1).

Vì tiêu chuẩn này chỉ dành riêng cho các kết cấu và tổ hợp lớn, nên chỉ có thể giải quyết một vấn đề thống kê cụ thể, cụ thể là đánh giá các giá trị đặc trưng dựa trên số lượng rất nhỏ kết quả thử nghiệm.

Trong một vài trường hợp, các giá trị đặc trưng được xác định theo tiêu chuẩn này có thể được sửa đổi để trở thành giá trị thiết kế.

Tiêu chuẩn này có các Phụ lục sau:

- Phụ lục A đưa ra lời giải thích về nội dung trong tiêu chuẩn.

- Phụ lục B đưa ra các ví dụ sử dụng phương pháp thống kê.

KẾT CẤU GỖ - XÁC ĐỊNH CÁC GIÁ TRỊ ĐẶC TRƯNG - PHẦN 6: CÁC KẾT CẤU VÀ TỔ HỢP LỚN

Timber structures - Determination of characteristic values - Part 6: Large components and assemblies

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này đưa ra phương pháp để xác định các giá trị đặc trưng được tính từ các giá trị thử nghiệm đối với một tập hợp đã xác định của các kết cấu và tổ hợp lớn.

Tiêu chuẩn này đưa ra hai phương pháp để xác định các giá trị đặc trưng:

a) tính trực tiếp từ các giá trị thử nghiệm;

b) tính từ mô hình độ bền đã được hiệu chuẩn, đầu tiên từ các giá trị thử nghiệm, bao gồm cả việc tính các số hạng sai số.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết để áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 11206-1 (ISO 12122-1), Kết cấu gỗ - Xác định các giá trị đặc trưng - Phần 1: Yêu cầu cơ bản

3  Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau

3.1  Các kết cấu và tổ hợp lớn (large components and assemblies)

Các phần của một kết cấu gỗ gồm có ít nhất hai chi tiết, được lắp ráp với nhau bằng các liên kết.

4  Ký hiệu

5  Tập hợp chuẩn

5.1  Yêu cầu chung

Tập hợp chuẩn là một tập hợp các kết cấu hoặc tổ hợp lớn có chương trình thử nghiệm được chỉ định để đại diện. Phải lập và lưu lại kế hoạch thử nghiệm trước khi tiến hành thử nghiệm. Tài liệu này phải bao gồm mục đích thử nghiệm và tất cả yêu cầu kỹ thuật cần thiết để lựa chọn hoặc sản xuất được mẫu thử, quá trình tiến hành thử nghiệm và đánh giá thử nghiệm. Kế hoạch thử nghiệm phải bao gồm các chi tiết sau của tập hợp chuẩn, bao gồm cả khía cạnh về kết cấu để gia tải mẫu thử:

- Mục đích và phạm vi;

- Dự đoán các kết quả thử nghiệm;

- Yêu cầu kỹ thuật đối với mẫu thử và việc lấy mẫu;

- Mô tả các điều kiện biên và hạn chế dự kiến trong điều kiện thường;

- Yêu cầu kỹ thuật khi gia tải;

- Bố trí thử nghiệm;

- Các phép đo;

- Đánh giá và báo cáo các thử nghiệm.

Phải nêu rõ mục đích của thử nghiệm, ví dụ các tính chất cần xác định, ảnh hưởng của các tham số thiết kế nhất định bị thay đổi trong quá trình thử nghiệm và khoảng giá trị hợp lệ. Phải chỉ ra những hạn chế của thử nghiệm và các điều chỉnh cần thiết (ví dụ ảnh hưởng của kích cỡ).

5.2  Dự đoán kết quả thử nghiệm

Phải tính đến tất cả các tính chất và các tình huống có thể ảnh hưởng đến việc dự đoán kết quả thử nghiệm, bao gồm:

- Các tham số hình học và tính biến động của nó;

- Khuyết tật hình học;

- Các tính chất của vật liệu;

- Các tham số bị ảnh hưởng do quy trình chế tạo và thi công;

Xác định mức độ ảnh hưởng do các điều kiện môi trường gây ra có xét đến mọi trình tự, nếu cần.

Phải mô tả các dạng phá hủy dự kiến và/hoặc các mô hình tính, cùng với các biến tương ứng. Nếu có nghi ngờ về dạng phá hủy, thì kế hoạch thử nghiệm được mở rộng trên cơ sở kết hợp các thử nghiệm thí điểm.

Cần lưu ý rằng trong thực tế một tổ hợp kết cấu có thể có một số dạng phá hủy khác nhau.

6  Lấy mẫu

Mẫu thử phải được chế tạo hoặc lấy mẫu trực tiếp, để đảm bảo đại diện cho các điều kiện của kết cấu thực.

Phải tính đến các yếu tố sau:

- Các kích thước và dung sai;

- Vật liệu và cách chế tạo nguyên hình;

- Số lượng mẫu thử;

- Quy trình lấy mẫu;

- Các điều kiện hạn chế.

Mục đích của quy trình lấy mẫu là để xác định được mẫu đại diện về mặt thống kê.

Cần lưu ý đến mọi sự khác biệt giữa mẫu thử và tập hợp sản phẩm có thể gây ảnh hưởng đến kết quả thử nghiệm.

7  Ổn định mẫu

Mẫu thử phải được ổn định để đại diện cho tập hợp chuẩn như nêu trong TCVN 11206-1 (ISO 12122-1).

8  Dữ liệu thử nghiệm

8.1  Yêu cầu kỹ thuật khi gia tải

Các điều kiện khi gia tải và các điều kiện môi trường được quy định khi thử nghiệm phải bao gồm:

- Những điểm gia tải;

- Đường quan hệ tải trọng theo thời gian dự kiến;

- Các điều kiện hạn chế;

- Nhiệt độ;

- Độ ẩm tương đối;

- Kiểm soát gia tải qua biến dạng hoặc lực, v.v...

Phải lựa chọn trình tự tải trọng để đại diện cho chức năng liên quan của kết cấu, trong cả điều kiện sử dụng bình thường và cả điều kiện khắc nghiệt. Nếu cần thì phải tính đến cả sự tương tác giữa phản hồi của kết cấu với thiết bị gia tải.

Khi ứng xử của kết cấu phụ thuộc vào ảnh hưởng của một hoặc nhiều tác động không thay đổi có tính hệ thống, thì những ảnh hưởng đó phải được quy định bằng các giá trị đại diện của chúng.

8.2  Bố trí thử nghiệm

Thiết bị thử nghiệm phải thích hợp với các loại thử nghiệm và các khoảng giá trị dự kiến của số liệu đo. Phải đặc biệt chú ý đến các giải pháp đảm bảo độ bền và độ cứng vững của khung gia tải và gối đỡ, và khoảng hở cho chuyển vị, v.v...

8.3  Các phép đo trong thử nghiệm

Trước khi thử nghiệm, phải liệt kê tất cả các tính chất có liên quan cần xác định trên từng mẫu thử.

9  Đánh giá các giá trị đặc trưng đối với tính chất kết cấu

9.1  Nguyên tắc chung

Tiêu chuẩn này đưa ra hai phương pháp thử:

- Đánh giá trực tiếp các giá trị đặc trưng từ các kết quả thử nghiệm (xem 9.2)

- Đánh giá các giá trị đặc trưng từ một mô hình bao gồm việc tính sai số (xem 9.3).

CHÚ THÍCH: Cả hai phương pháp đều có thể được chấp nhận, nhưng nếu có ít hơn 10 kết quả thử nghiệm, thì ưu tiên phương pháp thứ hai, bởi vì phương pháp đầu tiên có thể dẫn đến các giá trị đặc trưng bảo toàn với một số lượng ít các kết quả thử nghiệm.

Khi đánh giá các kết quả thử nghiệm, phải so sánh ứng xử của mẫu thử và dạng phá hủy với các dự đoán lý thuyết. Khi có độ lệch đáng kể so với ứng xử dự kiến, thì phải tìm cách giải thích: có thể bao gồm thử nghiệm bổ sung, sử dụng trong các điều kiện khác hoặc điều chỉnh mô hình lý thuyết.

Kết quả đánh giá thử nghiệm chỉ được coi là hợp lệ khi yêu cầu kỹ thuật và giá trị đặc trưng của tải trọng được xem xét trong các thử nghiệm. Nếu các kết quả được ngoại suy để tính đến các tham số thiết kế và tải trọng khác, thì phải sử dụng thông tin bổ sung từ các thử nghiệm trước đây hoặc từ cơ sở lý thuyết.

Việc xác định giá trị đặc trưng từ các thử nghiệm (xem 9.2) phải tính đến:

a) sự phân tán dữ liệu thử nghiệm;

b) sự không đảm bảo trong thống kê liên quan đến số lượng thử nghiệm;

c) dữ liệu thống kê trước đây.

CHÚ THÍCH 2  Phụ lục A đưa ra giải thích bổ sung về tính biến động các kết quả thử nghiệm.

Nếu phản hồi của các kết cấu và tổ hợp lớn phụ thuộc vào các ảnh hưởng không được tính đến trong các thử nghiệm như

- thời gian và ảnh hưởng do thời gian;

- ảnh hưởng của kích cỡ và mức độ ảnh hưởng;

- các điều kiện môi trường khác nhau, các điều kiện khi gia tải và các điều kiện biên, và

- ảnh hưởng độ bền;

thì phải xác định mô hình ứng xử và phải tính đến những ảnh hưởng đó nếu cần (xem 9.3).

9.2  Đánh giá trực tiếp giá trị đặc trưng

9.2.1  Hệ số lấy mẫu k_n

Hệ số lấy mẫu được sử dụng để đánh giá giá trị đặc trưng được mô tả trong cả 9.2 và 9.3. Các giá trị đối với hệ số này phải được lấy theo Bảng 1.

Khi sử dụng đánh giá trực tiếp giá trị đặc trưng từ các kết quả thử nghiệm, giá trị phân vị chuẩn thứ 5 của tính chất X phải được xác định hoặc thông qua phân bố chuẩn được khớp từ dữ liệu thử nghiệm theo chỉ định trong 9.2.1 hoặc thông qua phân bố xác suất loga chuẩn được khớp từ dữ liệu thử nghiệm theo chỉ định trong 9.2.2.

Bảng 1 - Giá trị k_n đối với giá trị đặc trưng 5 %

9.2.2  Phân bố chuẩn

Giá trị đặc trưng phải được tính theo Công thức (1)

Giá trị k_n được lấy từ Bảng 1 sử dụng một trong hai trường hợp sau:

- phải sử dụng dãy “V_x đã biết” nếu hệ số biến động tính chất kết cấu của tập hợp chuẩn, V_x hoặc một giới hạn trên thực tế của nó đã biết từ các dữ liệu trước đây.

- phải sử dụng dãy “V_x chưa biết” nếu hệ số biến động V_x chưa biết từ các dữ liệu trước đây và bởi vậy cần được ước lượng từ mẫu theo Công thức (2) và (3)

9.2.3  Phân bố xác suất loga chuẩn

Trong đó

Giá trị k_n được lấy từ Bảng 1 sử dụng một trong hai trường hợp sau:

- phải sử dụng dãy “V_x đã biết” nếu hệ số biến động tính chất kết cấu của tập hợp chuẩn, V_x hoặc một giới hạn trên thực tế của nó đã biết từ các dữ liệu trước đây với s_r được đưa ra trong Công thức (6)

- phải sử dụng dãy “V_x đã biết” nếu hệ số biến động V_x chưa biết từ các dữ liệu trước đây và bởi vậy s_r được ước lượng từ mẫu theo Công thức (7)

9.3  Xác định thống kê các mô hình độ bền

Nội dung 9.3 làm rõ về quy trình (phương pháp) để hiệu chuẩn các mô hình độ bền và để xác định các giá trị đặc trưng từ các thử nghiệm. Phải sử dụng thông tin có sẵn trước đây (dữ liệu hoặc giả thiết).

Dựa trên việc quan trắc ứng xử thực tế khi thử nghiệm và trong việc xem xét lý thuyết, phải thiết lập một “mô hình độ bền”, dẫn đến việc xác định một hàm độ bền. Tính hợp lệ của mô hình này phải được kiểm tra bằng các phương pháp giải thích thống kê tất cả các dữ liệu thử nghiệm có sẵn. Nếu cần thiết, mô hình độ bền phải được điều chỉnh cho đến khi đạt được đủ sự tương quan giữa giá trị lý thuyết và dữ liệu thử nghiệm.

Các kết quả dự đoán bằng mô hình độ bền và xác định bằng thử nghiệm phải có độ lệch giống nhau. Độ lệch này phải được kết hợp với độ lệch của các biến khác trong hàm độ bền để thu được một chỉ số chung về độ lệch. Các biến khác phải bao gồm:

- độ lệch đối với độ bền và độ cứng vững của vật liệu;

- độ lệch trong các tính chất hình học.

Giá trị đặc trưng của độ bền được xác định bằng cách tính đến độ lệch của tất cả các biến.

9.3.1  Tổng quát

Quy trình đánh giá này, chấp nhận các giả thiết sau:

a) hàm độ bền là một hàm của nhiều biến X độc lập;

b) có đủ số lượng kết quả thử nghiệm;

c) tất cả dạng hình học có liên quan và các tinh chất của vật liệu phải được xác định;

d) không có sự tương quan (phụ thuộc về mặt thống kê) giữa các biến trong hàm độ bền;

e) tất cả các biến theo sự phân bố chuẩn hoặc sự phân bố xác suất loga chuẩn.

CHÚ THÍCH  Chấp nhận một phân bố xác suất loga chuẩn đối với một biến có lợi thế là không xảy ra giá trị âm nào.

9.3.2  Quy trình

a) Bước 1: Thiết lập một mô hình độ bền.

Thiết lập một mô hình độ bền với độ bền lý thuyết, r_i của kết cấu hoặc tổ hợp lớn được xem xét, đại diện bởi hàm độ bền theo Công thức (8)

Hàm độ bền phải bao gồm tất cả các biến cơ sở có liên quan, X, có ảnh hưởng đến độ bền ở trạng thái giới hạn có liên quan.

Tất cả các tham số cơ sở phải được xác định cho từng mẫu thử, I, và phải có sẵn để sử dụng trong khi đánh giá.

b) Bước 2: So sánh giá trị thực nghiệm và giá trị lý thuyết

Thay thế các tính chất tính được từ thực tế vào hàm độ bền để xác định các giá trị lý thuyết r_n và để tạo cơ sở so sánh với các giá trị thực nghiệm r_ei từ thử nghiệm.

Vẽ các điểm đại diện cho các cặp giá trị tương ứng (r_n, r_ei) thành biểu đồ, như trong Hình 1.

Hình 1 - Biểu đồ độ bền lý thuyết so với độ bền thực nghiệm (r_n, r_ei)

Nếu hàm độ bền là chính xác và hoàn chỉnh, thì tất cả các điểm sẽ thuộc đường thẳng .

Trong thực tế, các điểm sẽ hiển thị một số phân tán nhưng nguyên nhân của mọi sai lệch có hệ thống từ đường thẳng đó phải được nghiên cứu để kiểm tra xem sai lệch đó là do quy trình thử nghiệm hay do hàm độ bền.

c) Bước 3: ước lượng giá trị trung bình của hệ số hiệu chỉnh b

1) Trình bày mô hình xác suất của độ bền r, theo Công thức (9)

trong đó

b là “bình phương tối thiểu” độ dốc phù hợp nhất theo Công thức (10)

2) Giá trị trung bình của hàm độ bền lý thuyết được tính sử dụng giá trị trung bình X_m của các biến cơ sở phải theo Công thức (11)

d) Bước 4: ước lượng hệ số biến động của sai số

Số hạng sai số δ_i của mỗi giá trị thực nghiệm r_ei phải được xác định theo Công thức (12)

e) Bước 5: Phân tích tính tương thích

1) Phải phân tích tính tương thích của tập hợp thử nghiệm với các giả thiết được thực hiện trong hàm độ bền.

2) Nếu sự phân tán của các giá trị (r_n, r_ei) là quá cao để thiết lập được hàm độ bền thiết kế tiết kiệm, phải thu nhỏ sự phân tán này theo một trong những cách sau:

i) bằng cách hiệu chỉnh mô hình độ bền có tính đến các tham số mà trước đây đã bỏ qua;

ii) điều chỉnh b và V_δ bằng cách chia tổng tập hợp thử nghiệm thành các tập hợp con thích hợp để ảnh hưởng của các tham số bổ sung có thể được coi là không đổi.

CHÚ THÍCH 1  Phụ lục A đưa ra một quá trình kiểm tra thích hợp để xem liệu mô hình độ bền có cho các kết quả tiết kiệm hay không.

3) Để xác định xem tham số nào có ảnh hưởng lớn nhất đến sự phân tán, các kết quả thử nghiệm phải được chia thành các tập hợp con đối với các tham số này.

CHÚ THÍCH  2 Mục đích là để cải thiện hàm độ bền trên mỗi tập hợp con thông qua việc phân tích từng tập hợp con theo một quy trình chuẩn. Sự bất lợi của việc chia các kết quả thử nghiệm thành các tập hợp con là số lượng kết quả thử nghiệm trong từng tập hợp con có thể trở nên rất nhỏ.

4) Khi tiến hành xác định các hệ số phân vị k_n (xem bước 7), giá trị k_n của tập hợp con phải được xác định dựa trên tổng số lượng các thử nghiệm trong dữ liệu gốc.

CHÚ THÍCH 3  Cần lưu ý rằng phân bố tần suất đối với độ bền có thể được mô tả cao hơn bởi một hàm hai yếu vị hoặc một hàm đa yếu vị. Có thể dùng kỹ thuật xấp xỉ đặc biệt để biến đổi các hàm thành phân bố đơn yếu vị.

f) Bước 6: Xác định hệ số biến động V_xi của biến cơ sở

Nếu nó có thể chỉ ra rằng tập hợp thử nghiệm là đại diện đầy đủ cho biến động trong tập hợp chuẩn, thì hệ số biến động V_xi của biến cơ sở trong hàm độ bền phải được thiết lập từ dữ liệu thử nghiệm.

Do không phải là trường hợp chung, nên hệ số biến động V_xi thông thường sẽ cần được thiết lập dựa trên một số dữ liệu trước đây.

g) Bước 7: Xác định giá trị đặc trưng của độ bền, r_k

Hệ số biến động δ được đưa ra bởi Công thức (13)

Hệ số biến động r_t được đưa ra bởi Công thức (14)

Hệ số biến động r được đưa ra bởi Công thức (15)

Từ các biểu thức, giá trị đặc trưng của độ bền r_k được thiết lập từ Công thức (16), (17), (18)

với

và

trong đó

k_n là giá trị đặc trưng của hệ số phân vị từ Bảng 1 đối với trường hợp V_x chưa biết;

k_∞ là giá trị của k_n với n → ∞ [k_∞ = 1,64];

α_ri là hệ số trọng số đối với Q_ri;

α_δ là hệ số trọng số đối với Q_δ;

CHÚ THÍCH 4  Giá trị V_δ được ước lượng từ mẫu thử nghiệm trong khi xem xét.

9.3.3  Sử dụng dữ liệu thử nghiệm trước đây

Nếu tính hợp lệ của hàm độ bền r_i và giới hạn trên (ước lượng bảo toàn) đối với hệ số biến động V_r đã biết từ một lượng đáng kể các thử nghiệm trước đây, có thể chấp nhận quy trình đơn giản hóa sau khi các thử nghiệm tiếp theo được thực hiện.

a) Nếu chỉ thực hiện thêm một thử nghiệm, có thể thiết lập giá trị đặc trưng r_k từ kết quả r_e của thử nghiệm này theo Công thức (19)

trong đó

η_k là hệ số quy đổi áp dụng trong trường hợp có dữ liệu trước đây, có thể thiết lập được từ Công thức (20)

trong đó

V_r là hệ số biến động lớn nhất quan trắc được trong các thử nghiệm trước đây.

b) Nếu thực hiện thêm hai hoặc ba thử nghiệm, có thể thiết lập giá trị đặc trưng r_k từ giá trị trung bình r_em của kết quả thử nghiệm này theo Công thức (21)

trong đó

η_k là hệ số quy đổi áp dụng trong trường hợp có dữ liệu trước đây, có thể thiết lập được từ Công thức (22)

trong đó

V_r là hệ số biến động lớn nhất quan trắc được trong các thử nghiệm trước đây, miễn là mỗi một giá trị cực trị (lớn nhất hoặc nhỏ nhất), r_ee thỏa mãn điều kiện được đưa ra trong Công thức (23)

Giá trị η_k theo Công thức (20) và Công thức (22) được đưa ra trong Bảng 2.

Bảng 2 - Hệ số quy đổi η_k

10  Báo cáo

Báo cáo phải phù hợp với các yêu cầu của TCVN 11206-1 (ISO 12122-1).

Cần phải mô tả chi tiết hơn đối với tập hợp chuẩn để xác định một cách thích hợp các kết cấu và tổ hợp lớn được thử nghiệm.

Cần phải mô tả chi tiết hơn để cho phép hoàn tất yêu cầu kỹ thuật của phương pháp thử nghiệm.

Phụ lục A

(tham khảo)

Giải thích

A.1  Giải thích về phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này đưa ra các phương pháp để xác định các giá trị đặc trưng đối với khả năng chịu lực của kết cấu hoặc tổ hợp lớn có liên quan đến một số chi tiết gỗ. Tiêu chuẩn này được sử dụng kết hợp với TCVN 11206-1 (ISO 12122-1). Thông thường, do kích cỡ các kết cấu và chi phí thử nghiệm chúng, một số ít các thử nghiệm được tiến hành để phân tích sự khác nhau là cần thiết để so sánh với phương pháp được nêu trong TCVN 11206-1 (ISO 12122-1).

Tiêu chuẩn này đưa ra phương pháp luận thống nhất để đánh giá các giá trị đặc trưng thích hợp với các giá trị đặc trưng xác định được đối với các sản phẩm gỗ kết cấu khác. Giá trị đặc trưng về khả năng chịu lực được sinh ra là ước lượng của khả năng chịu lực phân vị chuẩn thứ 5 với độ tin cậy 75 %.

Tiêu chuẩn này đã rút ra nhiều điều về phương pháp phân tích từ Eurocode 0 và đã được kiểm tra tính tương thích với các phương pháp nêu trong TCVN 11206-1 (ISO 12122-1).

Tiêu chuẩn này không thiết lập các phương pháp để xác định các giá trị thiết kế. Các giá trị này có thể được xác định dựa trên các giá trị đặc trưng từ dữ liệu thử nghiệm, nhưng đối với kết cấu lớn bằng gỗ còn phải kết hợp với các hệ số an toàn để tính toán đến một yếu tố bất kỳ hoặc tất cả các yếu tố sau:

- Sự thay đổi dự kiến trong sản phẩm hoặc các tính chất sản phẩm qua một thời gian dài. Những thay đổi này có thể do sự biến động trong chất lượng nguồn gỗ, phương pháp sản xuất hoặc chất lượng của các nguyên liệu khác;

- Biến động dự kiến trong quá trình chế tạo các kết cấu hoặc tổ hợp lớn trong một thời gian dài, có thể là một hàm của chất lượng thi công hoặc vật liệu;

- Sự phức tạp của tập hợp chuẩn. Ví dụ, khi tập hợp chuẩn do nhiều nhà sản xuất, nguồn vật liệu của họ được lấy trên một vùng rộng lớn, khi đó việc lấy mẫu có thể không phản ảnh hiệu quả tất cả sự kết hợp có thể có về chất lượng nguồn vật liệu và phương pháp sản xuất. Trong trường hợp này, mẫu có thể không thật sự đại diện và cần áp dụng một hệ số an toàn.

A.2  Giải thích về tài liệu viện dẫn

Trong tiêu chuẩn này, do không bị hạn chế về hình dạng của kết cấu hoặc tổ hợp lớn, nên có thể áp dụng nhiều tiêu chuẩn thử nghiệm khác. Ví dụ, nếu kết cấu là tường chịu cắt, thì có thể sử dụng ISO 21581. Tuy nhiên, tiêu chuẩn đó không được đưa ra ở đây bởi vì tiêu chuẩn đó không thể dự đoán được tiêu chuẩn thử nghiệm có phù hợp trong tất cả các trường hợp hay không và điều thiếu sót đó có thể chỉ ra rằng tiêu chuẩn bị thiểu là không phù hợp.

A.3  Giải thích về thuật ngữ và định nghĩa

Xem TCVN 11206-1 (ISO 12122-1) đối với một số định nghĩa chung bao gồm định nghĩa giá trị đặc trưng.

A.3.1  Các kết cấu hoặc tổ hợp lớn

Để phù hợp với phạm vi áp dụng trong tiêu chuẩn này, kết cấu lớn phải có ít nhất một chi tiết gỗ kết cấu là một phần của đường truyền tải trọng của kết cấu. Kết cấu cũng phải có một số liên kết để nối với các chi tiết khác lại với nhau.

Định nghĩa rất linh hoạt để cho phép nhiều tổ hợp được đánh giá xếp hạng. Định nghĩa mong muốn bao gồm:

a) tường chịu cắt;

b) vách cứng;

c) dàn;

d) khung không gian;

e) các liên kết lớn phức tạp như nút trong mái vòm dạng lưới.

A.3.2  Mô hình độ bền

Đây là một mô hình ứng xử của kết cấu dựa trên ứng xử vật lý của tổ hợp và các chi tiết của nó. Nó là một công cụ toán học để dự đoán khả năng chịu lực từ một số thuộc tính của tổ hợp. Định nghĩa này cũng rất linh hoạt và cho phép sử dụng các mô hình thiết kế cổ điển, mối quan hệ giữa độ bền mối nối và các kết quả nghiên cứu ứng xử của gỗ. Trong khi một số mô hình được thừa nhận rằng có thể liên quan đến mối quan hệ thực nghiệm, thì mô hình sử dụng phải ghi lại được mô hình ứng xử để có thể được tham khảo trong báo cáo.

A.4  Giải thích về ký hiệu

Nhiều ký hiệu được sử dụng trong tiêu chuẩn này cỏ nguồn gốc từ Eurocode 0 và không bị sửa đổi để có nguồn gốc rõ ràng.

A.5  Giải thích về tập hợp chuẩn

Có hai khía cạnh của mô tả tập hợp chuẩn ảnh hưởng đến việc thử nghiệm kết cấu lớn. Đầu tiên là mô tả chính kết cấu lớn và thứ hai là đường truyền chuyển tải trọng xuyên suốt mẫu thử.

Giá trị đặc trưng có thể được thiết lập để đại diện cho tính chất của vật liệu, dạng hình học và cấu hình của mẫu thử. Cấu hình gia tải của thử nghiệm cũng là duy nhất. Tập hợp chuẩn là sự xác định tập hợp gốc có tính chất đặc trưng đã biết để áp dụng. TCVN 11206-1 (ISO 12122-1) đưa ra một số yêu cầu chung để xác định tập hợp chuẩn, nhưng có một số đặc trưng khác đã biết có thể gây ảnh hưởng đến các tính chất kết cấu của kết cấu và tổ hợp lớn bao gồm:

- Loài, hạng độ bền và các kích thước của chi tiết gỗ sẽ ảnh hưởng đến khả năng chịu lực kết cấu. Cũng như sự xuất hiện hoặc không có mắt gỗ hoặc các đặc trưng sinh trưởng khác từ vùng liên kết có thể gây ảnh hưởng đến tính năng của tổ hợp;

- Chi tiết của bất kỳ liên kết nào cũng có thể gây ảnh hưởng đến các tính chất kết cấu. Điều này phải được đưa ra trong yêu cầu kỹ thuật đối với liên kết: hình dạng, kích cỡ, vật liệu và phương pháp lắp ráp. Phương pháp lắp ráp có thể đưa ra một cách làm khít cho đinh vít hoặc bu lông và độ sâu khi bắt vít;

- Dạng hình học của liên kết sẽ quan trọng với một số dạng phá hủy. Trong thực tế, biến động tại đầu và khoảng cách tới cạnh và khoảng hở giữa các liên kết có thể ảnh hưởng đến dạng phá hủy thiết lập được trong thử nghiệm. Dung sai dạng hình học liên kết phải được lưu ý và được phản ánh trong quá trình lấy mẫu (xem A.6);

- Yêu cầu kỹ thuật đối với vật liệu của các chi tiết không phải là gỗ trong tổ hợp có thể gây ảnh hưởng đến các tính chất kết cấu và phải được lưu ý trong khi mô tả tập hợp chuẩn. Điều này sẽ bao gồm hạng, chiều dày và yêu cầu kỹ thuật dùng cho kết cấu. Trong một số trường hợp, lớp phủ có thể cần phải quy định. (Điều này đặc biệt quan trọng nếu ma sát là một phần của độ bền kết cấu của tổ hợp.).

- Độ ẩm của bất kỳ kết cấu gỗ nào cũng có thể gây ảnh hưởng đến cả độ bền của gỗ và khả năng chịu lực liên kết của nó. Tập hợp chuẩn phải quy định một dải độ ẩm. Nhiệt độ hong khô cũng có thể gây ảnh hưởng đến các tính chất kết cấu của gỗ xẻ đã hong khô. Phải công bố dải nhiệt độ hong khô và phương pháp hong khô có thể quan trọng trong việc xác định khả năng chịu lực của tổ hợp.

Các ví dụ sau minh họa mô tả tập hợp chuẩn dành cho tổ hợp.

- Thử nghiệm một nút liên kết trong mái vòm dạng lưới lớn được tái tạo lại. Nút liên kết dự định sử dụng tấm thép hàn và nối các chi tiết gỗ có cùng hạng kết cấu, và sẽ được chế tạo cho một công trình xây dựng cụ thể bởi một nhà sản xuất. Tập hợp chuẩn sẽ được quy định trong bản vẽ thiết kế và yêu cầu kỹ thuật đối với công trình xây dựng, và sẽ bao gồm các thông tin về nguồn gỗ và dung sai được dùng bởi các nhà chế tạo mẫu thử.

- Tiến hành thử nghiệm dàn có dạng hình học khác nhau sử dụng hệ liên kết thông minh. Trong trường hợp này, sẽ chỉ có một nhà sản xuất, nhưng có thể có các dạng hình học khác nhau. Tập hợp các dạng hình học khác nhau sẽ được sử dụng để thiết lập kịch bản bất lợi nhất khi thử nghiệm. Ngoài ra, có thể thử nghiệm một số dạng hình học khác nhau và sử dụng mô hình độ bền để nội suy giữa các kết quả. Tập hợp chuẩn sẽ quy định dải kích cỡ gỗ và yêu cầu kỹ thuật để có thể sử dụng với hệ dàn, và sẽ đưa ra chi tiết về hệ liên kết thông minh. Tập hợp chuẩn này cũng sẽ quy định khoảng nhịp dàn và các điều kiện gia tải có khả năng được sử dụng với hệ dàn.

- Thử nghiệm một hệ tường chịu cắt dùng trong nhà dân dụng có thể được xây bởi một số đội xây dựng khác nhau. Kích cỡ, hạng và đặc trưng của chi tiết gỗ trong hệ phải được quy định. Vật liệu che phủ cho hệ tường chịu cắt cũng sẽ được quy định, và phải mô tả chi tiết và hình dạng của bộ phận ghép nối được sử dụng để liên kết các chi tiết của hệ tường chịu cắt. Mọi sai lệch nào trên hệ liên kết cũng phải được quy định. Ngoài ra việc giữ hệ tường chịu cắt trên bề mặt nền cũng phải được quy định. Sự kết hợp của tải trọng theo chiều dọc và theo chiều ngang cũng được quy định sao cho thích hợp đối với hệ tường.

Danh sách trong TCVN 11206-1 (ISO 12122-1) và tiêu chuẩn này đều là ví dụ, nhưng mục đích của Phụ lục A.5 là bất kỳ điều gì xảy ra trong quá trình sản xuất tổ hợp có thể gây ảnh hưởng đến các tính chất kết cấu của nó đều phải được chỉ ra trong khi mô tả.

Sắp đặt kết cấu đối với kết cấu lớn phải bao gồm cả việc xác định quá trình gia tải và dạng phá hủy dự kiến.

Đối với các chi tiết gỗ lớn, việc sử dụng chúng trong một kết cấu sẽ quyết định đến các đường truyền tải trọng xuyên suốt kết cấu. Các đặc trưng khi gia tải cũng rất quan trọng trong việc mô tả kết cấu. Đặc tính của quá trình gia tải có thể đưa ra các tham số sau:

- Hướng tác động tải trọng;

- Các điểm tác động tải trọng;

- Tải trọng được tập trung hoặc phân bố, và nếu tập trung, thì diện tích điểm chúng tác động;

- Thời gian tải trọng có khả năng được tác động, và tải trọng là một phần của trình tự gia tải cần được tiến hành lại (thông tin này có thể là quan trọng trong trường hợp chịu tác động của động đất);

Quá trình gia tải (xem A.8) sẽ cần tiến hành tái tạo lại đặc tính của tải trọng liên quan trong điều kiện sử dụng, đặc biệt là các tình huống tải trọng cực đoan liên quan dự kiến đối với các trạng thái giới hạn của tải trọng cực hạn.

Ngoài ra, phải xét đến dạng phá hủy dự kiến đối với kết cấu hoặc tổ hợp lớn. Thiết kế một quy trình thử nghiệm và các phép đo cần thực hiện sẽ hỗ trợ nhận diện sự phá hủy và tải trọng phá hủy giả thiết cho một dạng phá hủy cụ thể. Điều này phải được công bố trong thiết kế quy trình thử nghiệm thực nghiệm.

Khi dạng phá hủy được xác định rõ hoặc chưa rõ, một số thử nghiệm thí điểm có thể là bắt buộc để nhận diện các dạng phá hủy. Các thử nghiệm này sẽ tìm kiếm cấu hình trong khoảng dung sai xác định và sau đó tiến hành phân loại dạng phá hủy và kết hợp các tham số có thể bao gồm cả chúng.

A.6  Giải thích về mẫu thử

Nói chung, kết cấu bằng gỗ có thể kết hợp với nhiều sự thay đổi trong nguyên liệu, phương pháp sản xuất và các tính chất kết cấu. Mẫu thử phải phản ánh được khoảng dự kiến các tính chất trong phiên bản sản xuất của liên kết. Phải xác định tương quan giữa biến động trong mẫu được chuẩn bị để thử nghiệm với dung sai đã công bố trong mô tả của tập hợp chuẩn.

Phải sử dụng cùng một vật liệu và nhà chế tạo dự kiến đối với sản phẩm cuối của mẫu thử để đảm bảo rằng phương pháp chế tạo và công nghệ cho sản phẩm cuối được đưa ra đầy đủ trong mẫu thử. Nếu dây chuyền sản xuất có sử dụng nhiều nhà chế tạo thì các mẫu thử cũng phải được cung cấp bởi từ hai nhà chế tạo trở lên. Còn nếu sản phẩm cuối có thể được sản xuất từ vật liệu được lấy từ các nhà cung ứng hoặc có yêu cầu kỹ thuật khác nhau, số lượng nhà cung ứng và khoảng yêu cầu kỹ thuật dự kiến cũng cần được đưa ra trong mẫu thử.

Nếu cỡ mẫu không đủ để đại diện cho tất cả tổ hợp biến động của dung sai, thì:

- Trong báo cáo thử nghiệm phải công bố khoảng còn thiếu;

- Ít nhất một số mẫu thử phải được lựa chọn cùng với tổ hợp của dung sai dự kiến để đưa ra khả năng chịu lực thấp hơn

Hướng dẫn về cỡ mẫu được nêu trong TCVN 11206-1 (ISO 12122-1), tuy nhiên, người ta nhận ra rằng với các kết cấu và tổ hợp lớn, thực tế là không có đủ mẫu để thử nghiệm đối với hệ số biến động dự kiến. Sự phân tích trên cỡ mẫu nhỏ chắc chắn đưa ra độ an toàn cao hơn trong kết quả cuối cùng.

A.7  Giải thích về ổn định mẫu thử

Vì các sản phẩm gỗ có thể phải trải qua thay đổi về độ ẩm trong quá trình bảo quản, điều quan trọng là điều kiện ẩm của kết cấu được thử nghiệm phải phản ánh độ ẩm quy định đối với tập hợp chuẩn. Khi sự mô tả độ ẩm trong các chi tiết gỗ của tập hợp chuẩn có dải độ ẩm rộng, kết cấu phải được bảo quản để các mẫu không cần cùng một độ ẩm nhưng vẫn trong dải độ ẩm cho phép.

Mặt khác, áp dụng các yêu cầu của TCVN 11206-1 (ISO 12122-1).

A.8  Giải thích về dữ liệu thử nghiệm

A.8.1  Giải thích về yêu cầu kỹ thuật khi gia tải

Phương pháp thử sử dụng phải xác định được tải trọng chuẩn sử dụng dự kiến và tình huống tải trọng cực đoan trên kết cấu lớn. Các đặc tính của kết cấu phải được đề cập trong mô tả sắp đặt kết cấu của tập hợp chuẩn (xem A.5). Các thuộc tính khi gia tải được quy định trong thử nghiệm phải bao gồm cả các thuộc tính được đưa ra trong A.5.

A.8.2  Giải thích về bố trí thử nghiệm

Trong một số trường hợp, các kết cấu hoặc tổ hợp lớn có thể thuộc phạm vi áp dụng của các tiêu chuẩn khác. Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp, khi kết cấu lớn không thỏa mãn đầy đủ các yêu cầu về mẫu thử của một số tiêu chuẩn, thì một số phương pháp thử có thể được chấp nhận để phù hợp với kết cấu lớn. Một số ví dụ bao gồm:

- ISO 21581 là tiêu chuẩn thử nghiệm cho tường chịu cắt. Tiêu chuẩn này đưa ra chi tiết thử nghiệm, quy trình và chế độ gia tải phù hợp cho kết cấu có chứa tải trọng cắt theo cả phương đứng và phương ngang. Tiêu chuẩn này có thể chấp nhận áp dụng cho các kết cấu chịu tải trọng cắt (các tải trọng theo hướng ngược nhau nhưng không nằm trên cùng một đường thẳng).

- ISO 19049 là tiêu chuẩn thử nghiệm cho vách cứng nằm ngang. Tiêu chuẩn này đưa ra một số cấu hình gia tải khác nhau, trong đó tải trọng tác động chủ yếu trên bề mặt của kết cấu có mặt phẳng lớn.

- ISO 18402 và ISO 22452 là tiêu chuẩn đưa ra phương pháp thử đối với tấm cách nhiệt dùng cho kết cấu, nhưng có thể sử dụng cho các chi tiết có mặt phẳng lớn chịu tải chính bên ngoài bề mặt.

- TCVN 8164 (ISO 13910) đưa ra phương pháp thử đối với hầu hết các tính chất kết cấu của gỗ xẻ. Một số thử nghiệm được đưa ra trong tiêu chuẩn này có thể là thích hợp nếu kết cấu là chi tiết dạng lăng trụ hoặc chi tiết dạng tuyến tính chịu tải trọng ngang hoặc tải trọng tải trọng dọc trục.

Gối đỡ của kết cấu phải tương tự như gối đỡ của kết cấu trong thực tế. Nếu trong thực tế có cản biến dạng oằn, thì phương pháp thử nghiệm cũng phải tái tạo lại được điều kiện đó. Điều quan trọng không kém đó là điều kiện cản biến dạng oằn trong thử nghiệm phải có hiệu quả hoàn toàn tương tự như trong thực tế.

Điều kiện biên của mẫu thử phải phù hợp với các điều kiện biên dự kiến của kết cấu trong thực tế. Một số vấn đề có thể cần xem xét bao gồm:

- Độ cứng của gối đỡ: gối ngàm hoặc khớp;

- Vị trí của gối đỡ: đặt chính xác lên trên mẫu thử và đưa ra sự kết hợp thích hợp của gối đỡ theo phương dọc và gối đỡ theo phương ngang;

- Tính liên tục tại các đầu mẫu thử: khi các kết cấu như nhau nối liên tiếp với nhau trong thực tế, thì phải cấu tạo ngàm cản mô men tại các đầu mẫu thử.

A.8.3  Giải thích về các phép đo dữ liệu thử nghiệm

Dữ liệu phải được đo để có thể ghi lại được tải trọng cực hạn.

Tại ngàm phải có các giá trị đặc trưng đặc biệt (ví dụ khả năng chịu mô men), thì thiết bị phải cho phép kiểm tra xác nhận các điều kiện cản đảm bảo được các giá trị đặc trưng cần thiết.

Nếu có thể, phải thực hiện các phép đo để xác định rõ dạng phá hủy cho từng lần thử nghiệm.

Nếu việc tính toán có sử dụng mô hình độ bền thì phải thực hiện phép đo các thuộc tính của mẫu thử trước khi thử nghiệm để cho phép sử dụng mô hình độ bền trong đánh giá các giá trị đặc trưng.

A.9  Giải thích về đánh giá các giá trị đặc trưng của các tính chất kết cấu

A.9.1  Giải thích về nguyên tắc chung

Các giá trị đặc trưng về khả năng chịu lực của tập hợp chuẩn có thể được ước lượng thông qua hai phương pháp khác nhau. Cả hai phương pháp đều đưa ra giá trị đặc trưng đối với khả năng chịu lực theo cùng đơn vị với phép đo về khả năng chịu lực cực hạn.

- Phương pháp phân tích trực tiếp không yêu cầu có dữ liệu về mô hình ứng xử của các mẫu thử. Tuy nhiên, việc phân tích một lượng ít mẫu thử có thể gây ra việc khó xác định chính xác. Bởi vậy khuyến cáo rằng nên sử dụng phương pháp phân tích trực tiếp nếu sử dụng nhiều hơn 10 mẫu thử.

- Phương pháp đánh giá sử dụng kết hợp dữ liệu thử nghiệm và các mô hình độ bền để liên kết dữ liệu thử nghiệm đến các mô hình dự kiến của ứng xử kết cấu. Nếu có sự tương thích cao giữa dữ liệu thử nghiệm và mô hình độ bền được sử dụng, thì có thể giảm sự ước lượng giá trị đặc trưng bảo toàn.

Dữ liệu từ mẫu nhỏ sẽ ước lượng không chính xác được hệ số biến động của sự phân bố. Việc gộp thử nghiệm từ các tổ hợp giống nhau có thể đưa ra được hệ số biến động chính xác hơn. TCVN 11206-1 (ISO 12122-1) có đưa ra hướng dẫn việc gộp dữ liệu từ các chương trình thử nghiệm khác nhau.

A.9.2  Đánh giá trực tiếp chỉ từ dữ liệu thử nghiệm

Phương pháp phân tích này sử dụng chỉ số về mức độ tin cậy chuẩn để ước lượng phân vị chuẩn thứ 5 với độ tin cậy 75 %. Phương pháp này được thực hiện trực tiếp từ giá trị trung bình sử dụng phương sai của tập hợp. Phương pháp này không yêu cầu ước lượng phân vị chuẩn thứ 5 từ dữ liệu thử nghiệm, nhưng hệ số được sử dụng trong tính phân tích các giá trị đặc trưng phải từ giá trị trung bình và phương sai trực tiếp.

Lựa chọn một trong hai cách thức sau:

— Ước lượng giá trị đặc trưng sử dụng phân bố chuẩn theo Công thức (1). Giá trị k_n được lấy từ Bảng 1.

- khi giá trị trung bình và phương sai tính được trực tiếp từ dữ liệu thô, Công thức (1) tính phân vị chuẩn thứ 5 dựa trên phân bố chuẩn thông qua dữ liệu.

- Trong một số trường hợp, phương sai độ bền của tập hợp chuẩn được biết từ thử nghiệm khác. Trong những trường hợp này, các dữ liệu về tập hợp chuẩn sẽ phải chỉ ra rằng sự phân bố chuẩn là phù hợp hơn với dữ liệu ứng xử và hệ số biến động (V_x) đã biết được sử dụng trong Công thức (1), với hệ số k_n được lấy từ hàng trên trong Bảng 1. V_x thường được lấy từ các thử nghiệm với một số lượng đáng kể kết cấu giống nhau. Ví dụ, khi đưa ra dạng phá hủy chính thông qua phá hủy liên kết bắt vít và V_x độ bền của liên kết bắt vít giống nhau đã biết từ các thử nghiệm khác, thì V_x này được sử dụng.

- Trong một số trường hợp khác, có thể không có ước lượng đáng tin cậy của V_x trong tập hợp chuẩn. Trong trường hợp này, V_x được tính từ phương sai của dữ liệu thử nghiệm. Do có số lượng lớn các thử nghiệm yêu cầu phải ước lượng V_x với độ chính xác cao, sự ước lượng V_x từ số lượng thử nghiệm tương đối ít có nghĩa là giá trị cao hơn của k_n trong hàng thấp nhất của Bảng 1 phải được sử dụng.

— Ước lượng giá trị đặc trưng sử dụng phân bố xác suất loga chuẩn theo Công thức (4). Giá trị k_n được lấy từ Bảng 1.

- Khi giá trị trung bình và phương sai được tính từ logarit tự nhiên của dữ liệu thô, Công thức (4) tính phân vị chuẩn thứ 5 dựa trên phân bố xác suất loga chuẩn thông qua dữ liệu. Phân bố này giúp đưa ra một sự hợp lý cho dữ liệu kiểm tra từ nhiều kết cấu làm bằng gỗ.

- Như đã đề cập ở trên, trong một số trường hợp, phương sai độ bền của tập hợp chuẩn được biết từ thử nghiệm khác. Trong những trường hợp này, hệ số biến động (V_x) đã biết được sử dụng trong Công thức (6), để ước lượng độ lệch chuẩn của phân bố xác suất loga chuẩn và sử dụng hệ số k_n được lấy từ hàng trên trong Bảng 1 trong Công thức (4) để ước lượng giá trị đặc trưng trực tiếp. Khi không có ước lượng đáng tin cậy của hệ số biến động từ các thử nghiệm tương tự, thì sử dụng hàng thấp hơn của hệ số k_n trong Bảng 1 với s_Y là độ lệch chuẩn logarit tự nhiên của dữ liệu thử nghiệm [Công thức (7)] để ước lượng các giá trị đặc trưng trực tiếp sử dụng Công thức (4).

Tính toán sử dụng V_x được xác định từ dữ liệu thử nghiệm là thống kê tương tự như phương pháp tính trong TCVN 11206-1 (ISO 12122-1). Tuy nhiên, khi hệ số biến động của tập hợp chuẩn được biết trực tiếp, nhìn chung có thể ước lượng giá trị đặc trưng về khả năng chịu lực với độ chính xác thấp hơn.

A.9.3  Giải thích về đánh giá giá trị đặc trưng sử dụng kết hợp kết quả thử nghiệm và mô hình độ bền

Sử dụng một mô hình độ bền được chấp nhận có thể giúp hiểu rõ hơn về ứng xử của các kết cấu lớn. Trong trường hợp này, mô hình độ bền được sử dụng để ước lượng dữ liệu thử nghiệm từ các số liệu đo được về thuộc tính của mẫu thử. Việc phân tích sau đó trở thành một trong những sự so sánh dữ liệu thử nghiệm với dự đoán từ mô hình độ bền.

Quy trình được sắp xếp theo từng bước để dễ dàng phân tích:

Bước 1 liên quan đến việc thiết lập mô hình độ bền. Mô hình này có thể bao gồm một số các thuộc tính độc lập. Ví dụ có thể bao gồm khối lượng riêng của gỗ, kích thước kết cấu và kích thước của các liên kết. Nếu các biến ít phụ thuộc vào nhau, thì sẽ làm giảm hiệu quả của phương pháp, nhưng sẽ không gây ảnh hưởng đến các kết quả. Khi sử dụng nhiều biến có thể sẽ đưa ra mô hình có độ chính xác cao hơn, nếu bổ sung thêm các biến phụ để góp thêm ít dữ liệu về khả năng chịu lực, thì điều đó có thể gây ra sự phức tạp các phân tích đối với vấn đề ít có sự cải thiện.

Mô hình độ bền thường gần giống mô hình được sử dụng để thiết kế.

Giá trị trung bình của độ bền theo dự đoán mô hình độ bền được tiến hành theo bước 7. Giá trị này được xác định bằng cách tính trung bình tất cả các thuộc tính được sử dụng và tính độ bền tại giá trị trung bình sử dụng mô hình độ bền.

Bước 2 liên quan đến việc áp dụng các thuộc tính đã xác định của kết cấu để dự đoán khả năng chịu lực của từng mẫu thử sử dụng mô hình độ bền. Đó là độ bền lý thuyết của từng mẫu thử (r_ti). Giá trị độ bền lý thuyết có thể được vẽ dựa trên giá trị thực nghiệm tương ứng. Mỗi một thử nghiệm sẽ tạo ra được một điểm trên đồ thị này. Hình 1 thể hiện dự đoán được vẽ trên trục X và dữ liệu thực nghiệm được vẽ trên trục y. Đường phù hợp nhất có thể được đặt thông qua dữ liệu cưỡng bức để đi qua điểm (0,0). Điều này dẫn đến sự tương quan r_e = br_i được chỉ ra như trong Hình 1.

Bước 3 tính độ dốc của đường phù hợp nhất đi qua các điểm r_i và r_e là b sử dụng Công thức (10). Khi điểm phù hợp là hoàn hảo, thì b = 1. Sẽ có một giá trị duy nhất của b mà không cần quan tâm đến số lượng thuộc tính trong mô hình độ bền.

Bước 4 liên quan đến việc xác định số hạng sai số đối với mỗi mẫu thử. Đây là độ bền thực nghiệm (r_ei) chia cho b lần độ bền lý thuyết (br_ti). Logarit tự nhiên của δ_i đối với từng mẫu thử (Δ_i) có thể được tính; độ lệch trung bình và độ lệch chuẩn được xác định theo quy trình thống kê chuẩn. Nếu sự tương quan là hoàn hảo, Δ có một giá trị độ lệch trung bình và độ lệch chuẩn bằng 0.

Bước 5 giá trị đặc trưng được tính theo phương pháp được đưa ra trong 9.3 sẽ thấp hơn giá trị tính được theo phương pháp được đưa ra trong 9.2 nếu dự đoán mô hình độ bền là thấp. Trong trường hợp này, sự ước lượng giá trị đặc trưng có thể được nâng lên thông qua việc cải thiện mô hình, bằng cách đưa ra các biến bổ sung có thể gây ảnh hưởng đến độ bền hoặc bằng cách chia nhỏ mẫu thử thành các tập hợp con để mô hình là thích hợp hơn.

Bước 6 mô tả vấn đề về hệ số biến động của các biến cơ sở. Nói chung, vì dữ liệu thử nghiệm của các biến cơ sở rất bị giới hạn, nên điều đó gây khó khăn cho việc giả thiết rằng nó là đại diện đầy đủ cho tập hợp chuẩn. Trong trường hợp đó, hệ số biến động của các biến cơ sở nên được lấy từ các dữ liệu trước đây.

Bước 7 hiện tại liên quan đến việc tính hệ số biến động cho một số tham số xác định được trong phân tích cho đến nay. Tính giá trị đặc trưng là điểm chính trong bước này và chỉ đơn giản là sử dụng các giá trị tính được trong các bước trước đó.

A.9.4  Giải thích về việc sử dụng các dữ liệu trước đây với mô hình độ bền

Mục đích của A.9 là để giải thích làm thế nào để một giá trị đặc trưng đã được đánh giá trước đây có thể được cập nhật khi tiến hành một thêm 1, 2 hoặc 3 thử nghiệm phụ. A.9 có thể hữu ích, vì nó tránh việc tính tất cả các bước sử dụng toàn bộ tập hợp dữ liệu. Điều đó chỉ đơn giản làm tăng thêm khả năng ước lượng trước đó của giá trị đặc trưng có sử dụng dữ liệu thử nghiệm bổ sung.

A.10  Giải thích về báo cáo

TCVN 11206-1 (ISO 12122-1) đưa ra một số yêu cầu cơ bản đối với báo cáo, nhưng trong trường hợp này, báo cáo sẽ yêu cầu nhiều dữ liệu hơn về số lượng các mục được liệt kê.

- Mục đích của thử nghiệm phải được nêu rõ. Điều đó sẽ giúp đưa ra các khía cạnh quan trọng khi mô tả tập hợp chuẩn.

- Tập hợp chuẩn sẽ yêu cầu một lượng chi tiết đáng kể không chỉ trong vật liệu và dạng hình học của kết cấu, mà còn về dung sai cho từng mục được quy định. Tập hợp chuẩn cũng sẽ yêu cầu chi tiết về sự gia tải dự kiến trên kết cấu.

- Vì mẫu thử phải được chế tạo, nên cần phải có một liên kết giữa việc mô tả tập hợp chuẩn và quá trình sản xuất mẫu thử. Điều này sẽ chứng minh rằng các ảnh hưởng do dung sai có thể được đưa ra thích hợp trong mẫu thử.

- Vì phương pháp thử phải được chuẩn bị cụ thể đối với các thử nghiệm trên các kết cấu, báo cáo phải mô tả chi tiết về việc đỡ các kết cấu, quá trình gia tải các kết cấu và kiểu tải trọng được sử dụng.

- Các kết quả sử dụng phải kết hợp với dữ liệu để chứng minh rằng các điều kiện hỗ trợ vẫn duy trì tính hợp lệ trong suốt các thử nghiệm và các dạng phá hủy được nhận diện và được xác định trong cả hai phương pháp thử và trong dữ liệu được ghi lại từ các thử nghiệm là chính xác.

- Mô tả chi tiết đầy đủ quá trình đánh giá để cho phép kiểm tra độc lập các giả thiết được thực hiện và xác định được cách tính.

- Giá trị đặc trưng phải kết hợp với hệ số biến động và trong trường hợp sử dụng phương pháp trực tiếp, nó là giá trị của V_x sử dụng trong Công thức (1) hoặc trong trường hợp công thức tính gần đúng loga chuẩn, giá trị của V_x sử dụng trong Công thức (6). Trong trường hợp dữ liệu sử dụng với một mô hình độ bền, nó là giá trị của V_i tìm được trong Công thức (16).

Phụ lục B

(tham khảo)

Ví dụ tính theo 9.2 và 9.3

Ví dụ sau liên quan đến một liên kết phức tạp, được thử nghiệm lặp lại 10 lần (Bảng B.1, cột 1).

Biến thiết kế duy nhất là khối lượng riêng của gỗ, được xác định cho từng lần thử nghiệm (Bảng B.1, cột 2).

Ghi lại khả năng chịu lực thực nghiệm trong Bảng B.1, cột 3.

Thiết lập một mô hình độ bền lý thuyết. Ghi lại khả năng chịu lực lý thuyết trong Bảng B.1, cột 4.

Bảng B.1 - Giá trị cơ sở được dùng trong phương trình

B.1  Tính giá trị đặc trưng theo 9.2

Theo Bảng 1, k_n = 1,92 (đối với n = 10):

— giá trị trung bình của khả năng chịu lực thực nghiệm là bằng với m_x = 38,822;

— hệ số biến động là bằng với V_x = 0,0927.

Theo Công thức (1), giá trị đặc trưng là bằng với X_k = 31,91

B.2  Tính giá trị đặc trưng theo 9.3

Hình đại diện khả năng chịu lực thực nghiệm so với lý thuyết được ghi lại trong Hình B.1.

Hình B.1 - Khả năng chịu lực thực nghiệm so với độ bền lý thuyết

Bằng cách sử dụng cột (5) và cột (6) trong Bảng B.1, ta xác định được từ Công thức (10) b = 1,003.

Điều này cho phép tính giá trị δ_i được ghi trong cột (7) trong Bảng B.1.

Công thức (13) đưa ra V_δ = 0,0658.

Công thức (14) đưa ra V_ri = 0,0459.

Công thức (15) đưa ra V_r = 0,0927.

Công thức (17) đưa ra

Công thức (18) đưa ra

Từ giá trị trung bình của biến thiết kế là X_m = 494, tính toán sử dụng mô hình đưa ra g_ri (494) = 38,05.

Từ các kết quả trên, giá trị đặc trưng về khả năng chịu lực X_k = 33,47.

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] TCVN 8164 (ISO 13910), Kết cấu gỗ - Gỗ phân hạng theo độ bền - Phương pháp thử các tính chất kết cấu.

[2] ISO 18402, Timber structures - structural insulated panel roof construction - Test methods (Kết cấu gỗ - Công trình mái làm từ tấm cách nhiệt dùng cho kết cấu - Phương pháp thử).

[3] ISO 19049, Timber structures - Test method - static load tests for horizontal diaphragms including floors and roofs (Kết cấu gỗ - Phương pháp thử - Thử nghiệm tải trọng tĩnh cho vách cứng nằm ngang bao gồm cả sàn và mái).

[4] ISO 21581, Timber structures - static and cyclic lateral load test methods for shear walls (Kết cấu gỗ - Phương pháp thử tải trọng tĩnh và tải trọng ngang theo chu kỳ cho tường chịu cắt).

[5] ISO 22452, Timber structures - structural insulated panel wall - Test methods (Kết cấu gỗ - Tường cách nhiệt dùng cho kết cấu - Phương pháp thử).

[6] EN 1990, Eurocode 0 - Basis of structural design (Eurocode 0 - Thiết kế kết cấu cơ bản).

Mục lục

Lời nói đầu

Lời giới thiệu

1  Phạm vi áp dụng

2  Tài liệu viện dẫn

3  Thuật ngữ và định nghĩa

4  Ký hiệu

5  Tập hợp chuẩn

5.1  Yêu cầu chung

5.2  Dự đoán kết quả thử nghiệm

6  Lấy mẫu

7  Ổn định mẫu

8  Dữ liệu thử nghiệm

8.1  Yêu cầu kỹ thuật khi gia tải

8.2  Bố trí thử nghiệm

8.2  Cách phép đo trong thử nghiệm

9  Đánh giá các giá trị đặc trưng đối với tính chất kết cấu

9.1  Nguyên tắc chung

9.2  Đánh giá trực tiếp gái trị đặc trưng

9.2.1  Hệ số lấy mẫu k_n

9.2.2  Phân bố chuẩn

9.2.3  Phân bố xác suất loga chuẩn

9.3  Xác định thống kê các mô hình độ bền

9.3.1  Tổng quát

9.3.2  Quy trình

9.3.3  Sử dụng dữ liệu thử nghiệm trước đây

10  Báo cáo

Phụ lục A (tham khảo) Giải thích

Phụ lục B (tham khảo) Ví dụ tính theo 9.2 và 9.3

Thư mục tài liệu tham khảo