CÔNG THỨC TÍNH TOÁN CÁC CẤU KIỆN KẾT CẤU GỖ

Chia sẻ: Trần đăng Khoa | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

1.084
lượt xem 151
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

TÀI LIỆU THAM KHẢO - CÔNG THỨC TÍNH TOÁN CÁC CẤU KIỆN KẾT CẤU GỖ

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: CÔNG THỨC TÍNH TOÁN CÁC CẤU KIỆN KẾT CẤU GỖ

CÔNG THỨC TÍNH TOÁN CÁC CẤU KIỆN KẾT CẤU GỖ I- CẤU KIỆN CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM. 1. Theo cường độ N σ= ≤ Rn N th 2. Theo ổn định N σ= ≤ Rn ϕFtt Fgy ≤ 25% Fng; F tt = Fng 4 Fgy> 25%Fng; Ftt = Fng 3 3100 Khi λ > 75 ; ϕ = λ2 2 λ Khi λ ≤ 75 , ϕ = 1 - 0,8    100  lo λ= tiết diện chữ nhật rmin = 0,289b rmin Tiết diện trong: rmin= 0,25D [ λ ] = 120: Cấu kiện nén chính [ λ ] = 150: Cấu kiện nén phụ Ví dụ : Kiểm tra cường độ và ổn định của một cột chịu nén, ti ết diện 12 x 18cm, chiều dài tính toán lo = 3,2m,chịu lực nén tính toán N =9T. Cột có hai lỗ bu lông d = 16mm ở kho ảng giữa chiều dài, gỗ nhóm VI(W = 18%). Giải : - Kiểm tra cường độ: Diện tích tiết diện nguyên Fng = 12 x 18 = 216cm2 Diện tích giảm yếu: Fgy = 2 x 1,6 x 12 = 38,4cm2 Diện tích thu hẹp: Fth = 216 - 38,4 = 178cm2 9000 σ= = 50,6kg/cm2 < Rn = 115kg/cm2 178 -Kiểm tra ổn định: Lỗ bulông không ra tới mép tiết diện và Fgy = 38,4cm 2 < 0,25Fng =54cm2 nên diện tích tính toán lấy bằng Fng rmin = 0,289 x 12cm = 3,47cm Độ mảnh lớn nhất 320 = 92 < [ λ ] = 120 > 75 λ= 3,47 9000 Hệ số uốn dọc ϕ = = 0,366 92 2 9000 ứng suất σ = = 113kg/cm2
II- CẤU KIỆN CHỊU NÉN UỐN. Kiểm tra điều kiện MRn N + ≤ Rn Fth ξxWth Ru λ2 N Trong đó: ξ = 1 - 3100 × R n Fng Ví dụ : Kiểm tra tiết diện của thanh chịu nén lệnh tâm có tiết diện chữ nhật 12x18cm, dài 3,5m, liên kết khớp ở hai đầu. Tại khoảng giữa chiều dài theo cạnh ngắn có m ột rãnh sâu 4cm ở một phía. Lực nén tính toán là N = 5000kg trong đó Ndh = 4300kg và Nngh = 700kg. Giải : 1- Kiểm tra tiết diện trong mặt phẳng uốn Độ lệnh tâm: 18 − 14 e= = 2cm 2 M = N.e = 5000 x 2 = 10000 kgcm Fng = 18 x 12 = 216cm2 Fth = 14 x12 = 168cm2 12 × 14 2 = 392cm3 Wth = 6 lo 350 = λ= = 67,3 ro 0,289 × 18 λ2 N 67,32.5000 =1− ξ = 1- = 0,706 3100 × 115 × 216 3100 R n Fng Điều kiện bền trong mặt phẳng uốn 5000 10000 .115 + = 64,4kg/cm2< 115kg/cm2 168 0,706 × 392 × 120 2- Kiểm tra tiết diện ngoài mặt phẳng uốn 350 λy = = 101 < 120 0,289 × 12 3100 ϕ= = 0,304; Ftt = Fth = 168cm2 1012 5000 = 97,7kg< Rn = 115kg/cm2 0,304 × 168 3- Kiểm tra tiết diện chỉ chịu tác dụng của tải trọng thường xuyên Vì Ndh = 4300kg > 0,8 . 5000kg. Nên cần kiểm tra khả năng chịu lực của thanh do tải trọng thường xuyên. 4300 = 84,2kg/cm2 < 0,8 Rn = 0,8 x 115= 92 kg/cm2 0,304 × 168
III- CẤU KIỆN CHỊU KÉO ĐÚNG TÂM. N σ= ≤ Rk Fth Ví dụ : Kiểm tra cường độ một thanh chịu kéo đúng tâm (xem hình vẽ 21) ti ết di ện thanh 15 x 20cm có hai rãnh cắt hai bên sâu 3,5cm và các bu lông đường kính d= 1,6cm, l ực kéo tính toán N = 9,6T gỗ nhóm VI, độ ẩm 18%. Hình … Giải : Diện tích tiết diện nguyên: Fng = 15 x 20 = 300cm2 Diện tích giảm yếu do rãnh: ' Fgy = 2 x 20 x 3,5 = 140cm2 Vì khoảng cách hai hàng bu lông là 10cm< 20cm nên 3 lỗ bu lông coi nh ư n ằm trong một mặt cắt. Diện tích giảm yếu do lỗ bu lông: F’gy = 3 x 1,6 x (15 - 2 x 3,5) = 38,4 cm2 Diện tích thu hẹp: Fth = 300 - (140 + 38,4) = 121,6cm2 Kiểm tra ứng suất: 9600 σ= = 73,8kg/cm2 < 0,8 Rk = 0,8 . 95 = 76 kg/cm2 121,6
IV- CẤU KIỆN CHỊU KÉO UỐN. M Rk N + × ≤ Rk Fth Wth R u Ví dụ : Kiểm tra cường độ của thanh gỗ hộp chịu kéo, có tiết diện 20x20cm, có rãnh sâu 6cm ở một phía. Lực kéo N = 12000 kg đặt đúng trục thanh. Giải : Fth = 20 (20-6) = 280cm2 20 14 − e= = 3cm 22 M = 12000 x 3 = 36000 kgcm 20(20 − 6) 2 = 653cm3 Wth = 6 12000 36000 0,8 × 95 + × = 73,2 kg/cm2 < Rk = 0,8 x 95 = 76 kg/cm2. 653 1,15 × 120 280 0,8 và 1,15 là các hệ số lấy trong trường hợp thanh kéo bị giảm yếu và thanh u ốn có tiết diện lớn (b ≥ 15cm, h ≤ 50cm).
V- CẤU KIỆN CHỊU UỐN PHẲNG. M ≤ Ru Wth f kM tc l 2  f  = <   ; E = 105 kg/cm2 l l 2EJ Dầm đơn giản chịu tải trọng phân bố đều k = 0,208 Dầm đơn giản chịu tải trọng tập trung giữa nhịp k = 0,167 f 1 Với sàn gác   = ; kết cấu mái  l  250 Ví dụ : Chọn tiết diện dầm sàn, nhịp dầm dài 4,5m, tải trọng phân b ố đ ều trên d ầm qc = 400kg/m, q = 485kg/m;dùng gỗ nhóm VI, W = 18%. Giải : 485.4,5 2 134100 = 1341kgm;W yc = = 1166cm3 M= 8 115 Chọn tiết diện 14 x 25 cm 14.25 2 = 1458cm3 > 1166cm3 W= 6 Kiểm tra độ võng dầm 14.253 400.4,5 2 = 18229cm 4 ; M c = J= = 1012,5kgm 12 8 f  f 5 101250 1 1 = ×5 = 0,0026 =
VI- CẤU KIỆN CHỊU UỐN XIÊN. h  bh 2 Mx  1 + tgα  =  Wx = Ru  b 6 h = (1÷ 2)b 5 My c × fx = 48 EJ y 5 M cx × fy = 48 EJ x f f f x2 + f y2 ; ≤ f= l l   Ví dụ : Chọn tiết diện xà gồ mái ngói, nhịp tính toán xà gồ là 3,3m, tải tr ọng tiêu chu ẩn qc= 120kg/m tải trọng tính toán q = 145kg/m; góc dốc mái = 90o (cos α =0,866; sin α = 0,5) Giải : qx = q sin α = 145. 0,5 = 72,5kg/m qx = q cos α = 145. 0,866 = 126kg/m q y = 120.0,5 = 60kg/m; q c = 120.0,866 = 104kg/m r y 126 x3,32 72,5 x3,32 ;M y = Mx = 8 8 Mx= 171,5kgm My= 98,9kgm c c M x = 142kgm M x =81,87 kgm h Chọn = 2 b 17150 (1 + 0,577 x 2) = 307cm3 Wx = 120 bh 2 4b 3 6Wx = ;b = 3 Wx = 6 6 4 6 × 307 = 7,8cm chọn b = 8cm; h = 16cm b= 3 4 8.16 2 = 341cm3 Wx = 6 8 × 16 3 = 2728cm4 Jx = 12 160 × 83 =683cm4 Jy = 12 17150 9890 + σ= = 108 kg/cm2< Ru = 120 kg/cm2. 341 170 Tính độ võng: 5 8187 × 330 2 × fy = = 1,36cm 48 10 5 × 683 5 14200 × 330 2 × fx = = 0,59cm 10 5 × 68 48
Độ võng tổng cộng f = 1,36 2 + 0,59 2 = 1,48cm f 1,48  f  1 = <  = 200 l 223  l   VII- LIÊN KẾT MỘNG MỘT RĂNG. Ví dụ : Tính liên kết mộng của nút đầu dàn theo các số liệu sau đây: Tiết diện các thanh trên và dưới là 16x18cm, góc nghiêng α = 26,5o; nội lực tính toánthanh trong thanh trên Nn = 626kg, trong thanh dưới Nk = 5603kg (sin α= 0,372; cos α = 0,895). Dùng gỗ nhóm VI ở W = 18%. Giải : 115  115  = 90,3 kg/cm2 Rem α = 1+  − 10,372 2  1,7 × 18  Bề sâu rãnh < 1/3 x 18cm = 6cm 6260 × 0,895 1 hr ≥ = 3,9 chọn 4,5 cm < x18 = 6cm. 16 × 90,3 3 Chiều dài mặt trượt 5603 5603 = 31cm ltr = 21 × 16 − 0,25 × 0,5x18 Chọn ltr = 40cm < 10hr = 45cm Kiểm tra tiết diện thanh dưới Nk 5603 σ = b(h − h ) = 16(18 − 4,5) = 26 kg/cm2 < 0,8.9,5 = 76 kg/cm2. y
VIII- LIÊN KẾT CHỐT. Ví dụ : Thiết kế mỗi nối chịu lực kéo N = 7T của hai thanh tiết di ện 12x16cm, dùng ch ốt thép đường kính 1,6cm bản ghép bằng gỗ dầy 8cm. Giải : Vì liên kết đối xứng nên khả năng chịu lực của một mặt cắt chốt tính như sau: Ta = 80x8x1,6 = 1024kg Tc = 50x12x1,6 = 960kg Tu = 180x1,62 + 2,82 = 589kg < 250.1,62 = 640kg Lấy trị số Tu = 589kg làm khả năng chịu lực tính toán của m ột m ặt c ắt. Khả năng chịu lực của 2 mặt cắt: T = 2 x 589 = 1178kg 7000 Số chốt cần thiết n = = 6 cái 1178 Bố trí chốt như hình vẽ 13 -10 Kiểm tra thanh gỗ theo tiết diện giảm yếu 7000 σ= = 46 kg/cm2
MỘT SỐ BẢNG TRA ĐỂ THIẾT KẾ KẾT CẤU GỖ Bảng : Độ võng tương đối (f/L) cho phép của cấu kiện chịu uốn Cấu kiện Độ võng tương đối Sàn gác 1/250 Dầm trần, xà gồ, kèo 1/200 Cầu phong, li tô 1/150 Ghi chú: Để tính độ võng, mô đun đàn hồi dọc của gỗ được xác định như sau: a- Trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm bình thường, mô dun đàn hồi dọc của mọi lo ại gỗ chịu tác động của tải trọng thường xuyên và tạm thời lấy bằng: E = 100.000 kg/cm2. b- Trong điều kiện nhiệt độ cao, độ ẩm cao hoặc chỉ chịu tác động c ủa tải trọng dài han thì trị số E phải nhân với các hệ số quy định trong bảng. Bảng : Hệ số điều kiện làm việc của kết cấu nằm trong điều kiện độ ẩm cao hoặc nhiệt độ cao chỉ kiểm tra riêng với tải trọng dài hạn. Điều kiện sử dụng Hệ số - Gỗ bị ẩm ngắn hạn sau đó lại khô (công trình không được bảo 0,85 vệ khỏi tác dụng của khí quyển, kết cấu bị ảnh hưởng ẩm ngắn hạn trong các gian sản xuất) - Gỗ bị ẩm lâu dài hạn (trong nước, đất, kết cấu bị ẩm lâu trong 0,75 các gian sản xuất). - Chịu nhiệt độ không khí 350C - 50oC (trong nhà sản xuất) 0,80 - Kết cấu chỉ tính với tải trọng thường xuyên 0,80