Bài tập lớn kết cấu gỗ

- Chiều cao dàn ở giữa nhịp: XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG VÀ CÁC SỐ LIỆU TÍNH TOÁN: 1... B N q - Giả thiết thanh cánh thượng có xà gỗ đặt ngoài mắt nên thanh cánh thượng được tính như thanh chịu

<I> CHỌN DẠNG DÀN:

- Để dễ chế tạo, phù hợp với vật liệu lợp mái có độ dốc lớn i 0, 45, tương ứng với góc  240, ta chọn dàn hình tam giác

- Chiều cao dàn ở giữa nhịp:

<II> XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG VÀ CÁC SỐ LIỆU TÍNH TOÁN:

1 Đổi tải trọng cho ra tải trọng phân bố trên hình chiếu bằng theo phương nằm ngang:

g =35kg/mm 2

p =30kg/mm 2

g =45kg/mtr 2

p =30kg/mtr 2

Trong đó, lấy k  bt 5(Dàn tam giác)

3 Xác định tải trọng lên mắt dàn:

 Lên mắt thượng:

R

P + 2

G

4 Xác định các số liệu tính toán cường độ gỗ:

- Gỗ nhóm V, độ ẩm W=18% có:

2 2 2 2 90

2 90

2 2

- Với dàn có  300không phải tính với tải trọng gió

<III> XÁC ĐỊNH NỘI LỰC:

- Dùng phương pháp đồ giải Cremona Kết quả được ghi trong bảng sau:

246324632463

b1c3d5

24,3219,4614,65

-12162-9729-7326Cánh hạ

AGGFFE

225022502250

g1f2e4

22,2222,2217,77

11100111008885Đứng

BGCFDE

100120033005

123455

23,999,97

100019974988Xiên CEBF 24633362 3254 4,8645,93 -2432-2963

<IV> TÍNH TOÁN CÁC THANH:

A> TÍNH THANH CÁNH THƯỢNG

- Nội lực tính toán là: N N AB 12162kg

- Sơ đồ tính:

B N

q

- Giả thiết thanh cánh thượng có xà gỗ đặt ngoài mắt nên thanh cánh thượng được tính như thanh chịu nén uốn, chịu lực nén dọc là N và lực ngang là tải trọng phânbố đều q

- Vì 1cm < e < 25cm, nên moment kháng uốn là:

- Dùng công thức KOTETKOB:

- Chọn tiết diện thanh AB là b h 14 15( cm)

a Kiểm tra tiết diện giữa thanh:



- Ta có:

27322

52,04525

12162

57,914210

 Hệ số làm việc khi nén: m  n 1

 Hệ số làm việc khi uốn: m  u 1 vì có b = 14cm < 15cm

Suy ra:

1,04 1 1 135 210 1 150 0,555 525

M N

nhịp

Không thoã

- Nên bắt buộc chọn tiết diện thanh AB là b h 14 16( cm)

b Kiểm tra tiết diện giữa thanh:

12162

54, 29224

 Hệ số làm việc khi uốn: m  u 1 vì có b = 14cm < 15cm

Suy ra:

0,884 1 1 135 224 1 150 0,6328 597

M N

nhịp

Vậy tiết diện giữa thanh đạt điều kiện nén uốn

c Kiểm tra tiết diện mắt B:

5d =60mm đ a

Vậy tiết diện mắt B đảm bảo điều kiện nén uốn

d Kiểm tra ổn định ngoài mặt phẳng dàn (y-y):

- Độ mảnh theo phương y-y là:

Vậy thanh đạt điều kiện ổn định

B> TÍNH THANH CÁNH HẠ:

- Nội lực tính toán: N N AG 12300kg

- Sơ đồ tính:

Vậy thanh đạt điều kiện kéo_uốn.

b Kiểm tra tiết diện mắt G:

 Vì tại G có giảm yếu rất ít, đồng thời nội lực của hai thanh cánh hạ ở 2 bên mắt G là như nhau, do đó không cần kiểm tra khả năng chịu lực và ép mặt

 Kiểm tra ổn định ngoài mặt phẳng dàn (y-y):

- Giả thiết độ mảnh 75, và tỉ số giữa 2 cạnh của tiết diện là: k = 2

- Diện tích tiết diện tính theo điều kiện ổn định là:

- Chọn tiết diện thanh BF là b h 14 7 cm

- Kiểm tra khả năng chịu nén của thanh theo điều kiện ổn định:

 Diện tích tiết diện: F14 7 98  cm2

 Độ mảnh lớn nhất: 0 0

- Đầu mắt B:

 Cường độ ép mặt xiên thớ góc  480 là:

2 48

em em

r

em r

em em

bh

N h

43, 4414

14 3

62,76cos cos 48

135

100,33 /135

1 1 sin 2422

 0

2 24

0

cos

24321

100,33 /14

r em

 m R em em24 0.F em  1 100,33 30,65 3075  kg N BF 2432kg

b Thanh CE:

- Lực nén: N CE 2963kg

- Giả thiết:  75Và k1,8

- Diện tích tiết diện tính theo điều kiện ổn định là:

Chọn tiết diện thanh CE là b h 10 14

- Kiểm tra khả năng chịu nén của thanh theo điều kiện ổn định:



2

0 max

l h

Phù hợp với giả thiết

Khả năng chịu nén của thanh là:

 0

2 66

135

27, 461 /135

1 1 sin 6622

em em

r

r

N h

hr o

r em

r em

135

53,174 /135

1 1 sin 4222

Kiểm tra khả năng chịu ép mặt theo điều kiện:

r em

Bảng tính tiết diện thanh xiên:

Tên thanh Nội lực (kg) Chiều dài l

0 (cm) F (cm 2 ) b × h (cm)

Khả năng chịu nén (kg)

- Dùng thép CI, R a 2100kg cm/ 2, tiết diện tròn để làm thanh bụng chịu kéo

- Hệ số kể đến sự thu hẹp tiết diện do ren là: m  a 0,8

- Diện tích tiết diện thanh bụng yêu cầu là:

m R



- Suy ra đường kính tiết diện thanh bụng là:

 4F y c/







Với điều kiện cấu tạo  12 mm

- Kết quả tính cho các thanh được lập ở bảng sau:

Tên thanh Nội lực (kg)  2

E> TÍNH MỐI NỐI THANH CÁNH:

- Sơ đồ bố trí vị trí các mối nối:

1) Mối nối thanh cánh thượng:

- Mối nối thanh cánh thượng dùng liên kết tỳ đầu có bản ghép, truyền lực qua mặt ép mặt, các bu lông bắt theo điều kiện cấu tạo

- Chọn 2 bản ghép tiết diện 8 x 16 (cm)

 Đường kính của bu lông :  12 mm Bố trí bu lông như sau:

100 100 100

100 100600

50 60 50

- Kiểm tra mối nối theo điều kiện ép mặt:

 Diện tích ép mặt: F em 14 16 224  cm2

 Hệ số điều kiện ép mặt: m  em 1

 Cường độ ép mặt dọc thớ: R em 135kg cm/ 2

 Khả năng chịu ép mặt của mối nối là:

th

x th

x th th

- Để an toàn, ta lấy moment tính toán tại mối nối bằng moment ở gối là: Mgối = 25900kgcm

- Kiểm tra:

0,71 1 1 135 190, 4 1 150 559

BC

M N

- Chọn 2 bản ốp tiết diện 8 x 16 cm

 Chọn chốt thép đường kính d = 16 mm

- Tra bảng, với b = 30 cm > 10d = 16 cm, ta có:

- Tính khả năng chịu lực của liên kết chốt:

 Theo điều kiện ép mặt lên phân tố biên:

 Số bu lông là để liên kết được chặt chẽ, tránh trượt ra do vênh ngót, hoặc do vận chuyển.

140

140 120

th

x th

x th th

Lấy moment tính toán là Mgối 17700kgcm

Hệ số điều kiện làm việc khi kéo là m  k 0,8; do có giảm yếu

Kiểm tra:

0,9218 1 0,8 120 179, 2 1 150 545,75

GF

M N

F> TÍNH MỘNG ĐẦU DÀN:

- Lực nén cánh trên: N AB 12162kg

 Lực kéo cánh dưới: N AG 11100kg

 Phản lực gối tựa: R A 5936kg

- Tiết diện thanh cánh thượng và thanh cánh hạ là: 14 x 16 cm

- Tính liên kết mộng 2 răng chịu lực thanh xiên N AB 12162kg

Vậy phải chọn phương án mộng tỳ đầu

- Dùng hai bản ốp tiết diện 8 x 16 cm

 Chốt thép đường kính d = 16 mm

1) Kiểm tra ép mặt ở khối ụ đêm:

- Diện tích ép mặt:

 F em   b h 14 16 224  cm2

- Khả năng chịu ép mặt là:

 m R em em24 0.F em  1 100,33 224 22474  kg N em N AB 12162kg

2) Tính đai thép:

- Bố trí 4 đai thép chịu lực kéo N AG

- Hệ số điều kiện làm việc khi có nhiều đai cùng chịu lực là m  k 0,85

- Cường độ tính toán của thép đai có ren ốc là:

- Chọn đai 22 , có F th 2,81cm2

3) Tính liên kết 2 bản ốp vào thanh cánh hạ:

- Dùng chốt thép d = 16 mm

- Cách tính toán hoàn toàn giống như tính nối thanh cánh hạ như ở trên

- Số lượng chốt yêu cầu: n  c 11chốt

 Bố trí 9 chốt và 4 bu lông

 Khoảng cách giữa các chốt lấy như mối nối thanh cánh hạ

4) Tính thép góc đỡ đai:

- Đặt ở đầu khối ụ đệm một thép [ nằm ngang và 2 thép L 100 x 8 nằm đứng Các đai được liên kết với 2 thép góc đứng này

a Tính thép [ ngang:

- Sơ đồ tính như sau:

-l=22cm b=14cm

- Lực phân bố đều 11100 792,86 /

14

AB N

Lực phân bố đều 11100 346,875 /

2 2 16

AB N

g

g u g

M

cm

b R cm

G> TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA CÁC MẮT DÀN:

1) Mắt giữa dưới:

- Cấu tạo mắt giữa dưới như sau:

- Kiểm tra ép mặt thanh xiên lên ụ đệm:

 Trường hợp này, diện tích ép mặt lớn hơn trường hợp đã tính ở phần thanh xiên, do đó mắt đảm bảo yêu cầu chịu lực không cần kiểm tra lại

- Ụ đệm ép mặt vuông thớ lên thanh cánh hạ:

Lực ép mặt là:

12,8714

Theo cấu tạo:

Vậy cấu tạo h r 1,5cm là đạt yêu cầu

- Kiểm tra tiết diện giảm yếu ở thanh cánh hạ theo điều kiện kéo uốn:

EF

M N

- Kiểm tra ép mặt đỉnh (xiên thớ góc  240)

0 0

th

x

x x

CD

M N

3) Mắt trung gian C:

hr = 1,5 cm

- Kiểm tra ép mặt ụ đệm:

 Ép mặt dọc thớ:

12

em em

4) Mắt trung gian F:

- Kiểm tra ép mặt dưới miếng đệm êcu:

 Chọn miếng đệm êcu kích thước 7 x 7 cm (a = 5d = 5.1,4 = 7 cm)

N = 11100 kg

120

GF

140 120

CF

120 120

FE





th

th th

J

cm J

<I> CHỌN DẠNG DÀN: 1

<II> XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG VÀ CÁC SỐ LIỆU TÍNH TOÁN: 1

1 Đổi tải trọng cho ra tải trọng phân bố trên hình chiếu bằng theo phương nằm ngang: 1

2 Xác định trọng lượng bản thân dàn: 2

3 Xác định tải trọng lên mắt dàn: 2

4 Xác định các số liệu tính toán cường độ gỗ: 3

<III> XÁC ĐỊNH NỘI LỰC: 3

<IV> TÍNH TOÁN CÁC THANH: 3

A> TÍNH THANH CÁNH THƯỢNG 3

a Kiểm tra tiết diện giữa thanh: 4

b Kiểm tra tiết diện mắt B: 5

c Kiểm tra ổn định ngoài mặt phẳng dàn (y-y): 5

B> TÍNH THANH CÁNH HẠ: 6

a Kiểm tra tiết diện giữa thanh: 6

b Kiểm tra tiết diện mắt G: 6

C> THANH XIÊN CHỊU NÉN: 7

a Thanh BF: 7

b Thanh CE: 8

D> THANH ĐỨNG: 10

E> TÍNH MỐI NỐI THANH CÁNH: 11

1) Mối nối thanh cánh thượng: 11

2) Mối nối thanh cánh hạ: 12

F> TÍNH MỘNG ĐẦU DÀN: 13

1) Kiểm tra ép mặt ở khối ụ đêm: 13

2) Tính đai thép: 13

3) Tính liên kết 2 bản ốp vào thanh cánh hạ: 13

4) Tính thép góc đỡ đai: 14

a Tính thép [ ngang: 14

b Tính thép L đứng: 14

5) Tính gối tựa: 14

G> TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA CÁC MẮT DÀN: 15

1) Mắt giữa dưới: 15

2) Mắt đỉnh dàn: 16

3) Mắt trung gian C: 16

4) Mắt trung gian F: 17