Bài tập lớn kết cấu gỗ

Chiều cao đầu dàn: -II- XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG VÀ CÁC SỐ LIỆU TÍNH TOÁN... Ghi Chú: dàn có ≤ 300 không phải tính tải trọng gió.III/ XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC VÀ NỘI LỰC Xác định nội lực

HỆ GIẰNG CÁNH THƯỢNG

HỆ GIẰNG CÁNH THƯỢNG

HỆ GIẰNG ĐỨNG

I – CHỌN LOẠI DÀN VÀ BỐ TRÍ HỆ GIẰNG :

- Căn cứ vào nhịp dàn đã cho là L= 13,5 (m) và độ dốc mái α=240 ta chọn

khoảng cách mắt dàn là d= 2,25 (m) Như vậy ta có 13,5 6

2, 25

L

khoảng dàn Các thanh xiên làm bằng gỗ có hướng như hình vẽ Thanh

đứng làm bằng thép tròn

- Ta chọn dàn dạng tam giác Chiều cao đầu dàn:

-II- XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG VÀ CÁC SỐ LIỆU TÍNH TOÁN

m m

2) Xác định trọng lượng bản thân dàn:

lấy k  bt 5(dàn tam giác )

3) Xác định tải trọng tác dụng lên mắt dàn:

Lấy hệ số vượt tải: - Hoạt tải n1=1,4

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

Dùng gỗ nhóm V, độ ẩm 18% có:

Ghi Chú: dàn có ≤ 300 không phải tính tải trọng gió.

III/ XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC VÀ NỘI LỰC

Xác định nội lực của nửa dàn ,còn nửa dàn ta lấy đối xứng

Giản Đồ Cremona

Kết quả được ghi trong bảng sau:

Loại thanh Tên thanh Chiều dài trên biểuKết quả Nội lực

IV TÍNH TOÁN CÁC THANH:

A TÍNH THANH CÁNH THƯỢNGAB:

- Nội lực tính toán là: N=NAB= -12829(Kg)

- Sơ đồ tính:

Để tính nội lực thanh cánh thượng AB ta dùng nội lực ở khoang mắt đầu

thanh cánh thượng để tính vì ở đó có lực dọc lớn nhất.Giả thiết thanh

cánh thượng có xà gồ đặt ngoài mắt nên thanh cánh thượng được tính như

thanh chịu nén uốn chịu lực dọc N và lực ngang là tải trọng phân bố đều

q

- q đuọc tính theo công thức :

Chọn tiết diện thanh AB là b x h= 14 x 18 (cm)

1) Kiểm tra tiết diện giữa thanh

12829

50,9252

 Hệ số làm việc khi nén: mn=1

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

Vậy tiết diện giữa thanh đạt điều kiện chịu nén uốn.

2) Kiểm tra tiết diện mắt B :

- Hiệu số lực nén của 2 thanh cánh thượng 2 bên mắt B là:

N1 – N2 = 12829 – 10269 = 2560 (Kg)

- Diện tích tiết diện thanh đứng BG:

0,63( )0,8 2100

Chọn dđ=12mm theo điều kiện cấu tạo

- Ta co: h1= 5dđ x sin = 5x1,2sin 240 = 2,2 (cm) chọn h1 = 2,5 cm

Vậy tiết diện mắt B đảm bảo điều kiện nén uốn

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

- Độ mảnh theo phương y-y là:

- Hệ số uốn dọc theo công thức thực nghiệm Konhetcop

Thanh đạt điều kiện ổn định.

B- TÍNH THANH CÁNH HẠ AG :

Vậy thanh đạt điều kiện kéo uốn

2) Kiểm tra tiết diện mắt G:

Vì tại G có giảm yếu rất ít F gy 25%F ng nên coi nó như tiết diện nguyên,

đồng thời nội lực của 2 thanh cánh hạ ở 2 bên mắt G là như nhau, do đó

không can kiểm tra khả năng chịu lực và ép mặt

Vậy thanh thỏa điều kiện ổn định.

- Chọn tiết diện thanh BF là bxh = 147 (cm)

* K iểm tra khả năng chịu nén của thanh theo điều kiện ổn định:

 Diện tích tiết diện F= bh =147 = 98 (cm2)

 Độ mảnh lớn nhất:

Vậy thanh thỏa điều kiện chịu nén

 Kiểm tra khả năng chịu ép mặt của thanh BF:

3 90

135

43, 44( / )135

1 ( 1)sin 48

22

em em

em em

em em

bh

N h

r em

1 ( 1)sin 2422

r em

- Chọn tiết diện thanh BF là bxh = 1410 (cm)

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

 Diện tích tiết diện F= bh = 1410 = 140 (cm2)

 Độ mảnh lớn nhất:

max min

Vậy thanh thỏa điều kiện chịu nén

 Kiểm tra khả năng chịu ép mặt của thanh CE

3 90

135

27, 46( / )135

1 ( 1)sin 66

22

em em

em em

bh

N h

r em

1 ( 1)sin 4222

r em

BẢNG TÍNH TIẾT DIỆN THANH XIÊN:

Khả năng chịu nén (Kg)

- Do các thanh có ren nên lấy ma= 0,8 : hệ số kể tới độ giảm cường độ do

bulông bị khoét răng

- Diện tích tiết diện thanh bụng yêu cầu là:

yc

a a

N F

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

Tên thanh Nội lực (Kg)

yc

a a

N F

0,631,2543,103

121420

1,1311,5393,140

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 bản gỗ ghép hai bên được đặt

ở vị trí gần mắt B cách mắt B một đoạn 5d (d :

đường kính bu lông ), các bulông bắt theo điều kiện cấu tạo như hình vẽ

- Chọn 2 bản ghép có tiết diện 818 (cm) Đường kính của bulông : 12 (mm) bố trí

như sau:

a c a

- Kiểm tra mối nối theo điều kiện ép mặt: m R F ≥ em em em Nem=NBC

=-10269(Kg)

 Diện tích ép mặt: Fem = 1814=252 (cm2)

 Hệ số điều kiện làm việc: mem= 1

 Cường độ ép mặt dọc thớ: Rem= 135 (Kg/cm2)

 Khả năng chịu ép mặt của mối nối là:

em em em

m R F = 1135252= 34020 (Kg) > Nem=NBC =10269 (Kg)

Thỏa điều kiện

- Kiểm tra khả năng chịu lực của tiết diện thu hẹp thanh cánh thượng ( do lỗ

bulông) theo điều kiện nén uốn:

th

th x

th x th

n n th th u u

M N

2) Mối nối thanh cánh ha ï:

- Chọn 2 bản ốp tiết diện 818 (cm)

Chọn chốt thép đường kính d=16mm

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

S1= 7d= 71,6 = 11,2 cm  Chọn S1=12cm

S2= 3,5d= 3,51,6 = 5,6 cm  Chọn S2= 6cm

S3= 3d= 31,6 = 4,8 cm  Chọn S3= 5cm

hmin= 2S3 + S2 = 24,8 + 5,6 =15,2 cm < h =16 cm  Đạt

- Tính khả năng chịu lực của liên kết chốt:

 Theo điều kiện ép mặt lên phân tố biên:

- Kiểm tra khả năng chịu kéo của tiết diện thu hẹp theo điều kiện kéo uốn

th

th

x

th x th

Lấy moment tính toán là Mg=Mg= 23860( Kgcm)

Hệ số điều kiện làm việc khi kéo là mk= 0,8; do có giảm yếu

Kiểm tra:

0,824 10,8 120 207, 2 675, 29 150 1

g GF

k k th th u u

M N

F- TÍNH MỘNG ĐẦU DÀN:

1) Dùng giải pháp tính mộng một răng :

-Tính toán theo điều kiện ép mặt :

1 ( 1)sin 2422

3) giải pháp tính mộng 2 răng :

956

Vậy dùng mộng 2 răng không đảm bảo chịu lực

3) giải pgáp dùng cấu tạo mộng tì đầu có đai thép:

- Với nội lực và tiết diện thanh đầu dàn như trên, các giải pháp mộng 1 răng

và mộng 2 răng đều không đạt yêu cầu chịu lực Vì vậy để dàn có độ tin

cậy cao ta dùng giải pháp cấu tạo mộng tỳ đầu có đai thép

- Lực nén cánh trên: NAB= -12829 (Kg)

Lực nén cánh dưới: NAG= 11720 (Kg)

Phản lực gối tựa: RA= 6280 (Kg)

- Tiết diện thanh cánh thượng và thanh cánh hạ là: 1418 (cm)

- Dùng 2 bản ốp tiết diện 818 cm

Chốt thép có đường kính d= 16 mm

a) Kiểm tra ép mặt ở khối ụ đệm:

- Diện tích ép mặt:

- Bố trí 4 đai thép chịu lực kéo NAG= 11720 (Kg)

- Hệ số điều kiện làm việc khi có nhiều đai cùng chịu lực là nk= 0,85

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

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

- Cách tính giống như tính nối thanh cánh hạ như ở trên : , ,Tn Tc Tu suy ra số

lượng chốt yêu cầu nc= 10 chốt

Bố trí 9 chốt và 4 bulông.Khoảng cách giữa các chốt và bulông lấy đối với

như thanh cánh hạ

- Kiểm tra thanh cánh hạ bị giảm yếu bởi chốt theo điều kiện uốn kéo: giống

như mối nối thanh hạ ( do tiết diện và nội lực đều giống nhau)

d) Tính thép góc đỡ đai:

l=240 b

- Đặt ở đầu khối ụ đệm 1 thép [ nằm ngang và 2 thép L1008 nằm đứng

Các đai được liên kết với 2 thép góc đứng này

8 100290

- Bề dài gối lấy theo cấu tạo: lg= 2b= 28 (cm)

- Chiếu dày gối đỡ xác định từ điều kiện chịu uốn như congson

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:

 Diện tích ép mặt là : F em 2b h   2 14 10 280 cm2

 Khả năng chịu ép mặt là :

Suy ra ụ đệm đạt yêu cầu chịu ép mặt

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

 Lực ép mặt là:

N em 2N CEsin 420  2 3145 sin 42 0 4208,83(Kg)

 Diện tích ép mặt yêu cầu là:

0

2 90

4208,83

191,31( )

1 22191,31

13,67( )14

em em

yc

h h

- Xét trường hợp tải trọng chỉ đặt ở nữa dàn Khi đó lực nén thanh xiên sẽ

làm cho ụ đệm ép mặt dọc thớ với cánh hạ Do đó, ta phải kiểm tra hr

trong trường hợp này

Trong trường hợp tải trọng chỉ đặt ở nửa dàn trái, đối với dàn tam giác đã

chọn ta vẫn có:

Vậy hr = 1,5 cm đạt yêu cầu

- Kiểm tra tiết diện giảm yếu ở thanh cánh hạ theo

điều kiện chịu kéo uốn:

2

2

3

18 14 (1,5 14 2 16,5) 194, 7( )(14 2, 2) 16,5

535, 43( )6

g EF

k k th th u u

M N

2) Mắt đỉnh dàn:

100 100 120

- Cấu tạo mắt đỉnh dàn như sau:

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

- Kiểm tra tiết diện thu hẹp theo điều kiện nén uốn

n n th th u u

M N

100

80 120

Kiểm tra ép mặt ụ đệm:

 Ép mặt dọc thớ:

2 90

1925,75

87,53( )

1 2287,53

6, 2( )14

em em

4) Mắt trung gian F:

- Kiểm tra ép mặt dưới miếng đệm êcu:

Chọn miếng đệm êcu kích thước 7x7 (cm) (a = 5d= 5x1,4 = 7cm)

5,9 (14 1, 4) 2, 2

(14 1, 4) 4, 2

6,9 (14 1, 4) 4, 2 3842,58( )12

2 3842,58 2

426,95( )18

th

th

th th

J

cm J