Bài tập lớn kết cấu gỗ

II- XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG VÀ CÁC SỐ LIỆU TÍNH TOÁNgtrKg/m²pKg/m²gKg/m² g'trKg/mp'trKg/m... TÍNH TOÁN CÁC THANHA.. TÍNH THANH CÁNH THƯỢNG - Nội lực tính toán là: N=NAB= -12760Kg - Sơ đồ tính

I- CHỌN LOẠI DÀN

- Vì nhịp dàn L= 12 (m) và độ dốc mái α=210 do đó để phù hợp với vật liệu lợp mái và dễ chế tạo ta chọn dàn dạng tam giác

- Chiều cao đầu dàn: 1 1 0

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

gtr(Kg/m²)p(Kg/m²)g(Kg/m²)

g'tr(Kg/m)p'tr(Kg/m)

Hệ số vượt tải: - Hoạt tải n1=1,4

A

B'

A'G'

d) Xác định các số liệu tính toán cường độ gỗ

Dùng gỗ nhóm V, độ ẩm 18%

1,5353

10,7683

214221422142

b1c3d5

31,925,1518,65

-12760-10060-7460Cánh hạ

AGGFFE

200020002000

g1f2e4

29,8029,8023,45

11920119209380Đứng

BGCFDE

76815352303

123455’

2,454,6511,50

98018604600Xiên BFCE 21422521 3254 6,807,50 -2720-3000

IV TÍNH TOÁN CÁC THANH

A TÍNH THANH CÁNH THƯỢNG

- Nội lực tính toán là: N=NAB= -12760(Kg)

- Sơ đồ tính

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

Chọn tiết diện thanh AB là b x h= 14 x 16 (cm)

a) Kiểm tra tiết diện giữa thanh

×

- Ta có:

37,354597,33

12760

56,96224

• Hệ số làm việc khi nén: mn=1

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

m R F +ξW R m = × × + × × × = <

Vậy tiết diện giữa thanh đạt điều kiện chịu nén uốn

b) Kiểm tra tiết diện mắt B

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

Chọn dđ=12mm theo điều kiện cấu tạo

= ×2 6,4 10,35× 2 =228,53 3

6

x th

Vậy tiết diện mắt B đảm bảo điều kiện nén uốn

c) 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

- Chọn tiết diện thanh cánh hạ bằng tiết diện thanh cánh thượng: b×h= 14×16(cm)

a) Kiểm tra tiết diện giữa thanh

Theo công thức:

M N

m R F +m R W ≤

• mk=1 do không có giảm yếu

• F= b×h = 224 cm2

• Mu=1, do có b=14cm < 15cm

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 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

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

Vậy thanh thỏa điều kiện ổn định

- Chọn tiết diện thanh BF là b×h = 7×14 (cm)

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

• Diện tích tiết diện F= b×h = 7×14 = 98 (cm2)

• Độ mảnh lớn nhất:

max min

Vậy thanh thỏa điều kiện chịu nén

 Kiểm tra khả năng chịu ép mặt của thanh BF

3 0 3

42

135

53,174( / )135

1 ( 1)sin 42

22

em em

em em

bh

N m R F m R

N h

m R b

α

αα

r em

Diện tích ép mặt là:

0

14 2

29,992( )cos cos 21

r em

- Chọn tiết diện thanh BF là b×h = 8×12 (cm)

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

• Diện tích tiết diện F= b×h = 8×12 = 96 (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 0 3

42

135

32, 267( / )135

1 ( 1)sin 58,5

22

em em

em em

bh

N m R F m R

N h

m R b

α

αα

⇒ ≥

Với Nem = NCE=3000 (Kg)

mem=1

58,5 2

R 32, 267( / )14

r em

1 ( 1)sin 37,522

r em

BẢNG TÍNH TIẾT DIỆN THANH XIÊN

Tên thanh Nội lực(Kg) Chiều dài l(cm) 0 F(cm2) b×h (cm) Khả năng chịunén (Kg)BF

×14

8×12

36583379

BẢNG KIỂM TRA KHẢ NĂNG ÉP MẶT THANH XIÊN

- Dùng thép CT3 có Ra= 2100 Kg/cm2, tiết diện tròn để làm thanh bụng chịu kéo.

- 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

N F

= với điều kiện cấu tạo φ ≥12mm

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

Tên thanh Nội lực (Kg) yc

N F

m R

= (cm2) Đường kính φ

(cm2) Fthực tế (cm2)BG

CF

DE

98018604600

0,5831,1072,738

121220

1,1311,1313,14

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 được đặt ở vị trí gần mắt B, có bản ghéptruyền lực qua mặt ép mặt, các bulông bắt theo điều kiện cấu tạo

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

Đường kính của bulông : 12φ (mm) bố trí như sau:

- Kiểm tra mối nối theo điều kiện ép mặt:

• Diện tích ép mặt: Fem = 16×14=224 (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:

m R F = 1×135×224= 30240 (Kg) > Nem=NBC =10060 (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

M N

2) Mối nối thanh cánh hạ

- Chọn 2 bản ốp tiết diện 8×16 (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:

Bố trí mỗi bên liên kết gồm 8 chốt và 4 bulông

Số bulông là để liên kết được chặt chẽ, tránh trượt ra do vênh ngót, hoặc do vận chuyển

- 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= 18710 (Kgcm)

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

Kiểm tra:

0,921 10,8 120 179, 2 545,74 150 1

g GF

M N

F- TÍNH MỘNG ĐẦU DÀN

- Lực nén cánh trên: NAB= -12760 (Kg)

Lực nén cánh dưới: NAG= 11920 (Kg)

Phản lực gối tựa: RA= 5484 (Kg)

- Tiết diện thanh cánh thượng và thanh cánh hạ là: 14×16 (cm)

- 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

- Dùng 2 bản ốp tiết diện 8×16 cm

Chốt thép có đường kính d= 16 mm

1) Kiểm tra ép mặt ở khối ụ đệm

- Diện tích ép mặt:

- Bố trí 4 đai thép chịu lực kéo NAG= 11920 (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:

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

- Dùng chốt thép d= 16mm

- Cách tính giống như nối thanh cánh hạ như ở trên

-Số lượng chốt yêu cầu nc= 11 chốt

Bố trí 9 chốt và 4 bulông

- 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)

4) Tính thép góc đỡ đai

- 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

5) Tính gối tựa

- Cấu tạo guốc kèo tiết diện 6×14(cm); dài 60 cm, phần ăn vào gối tựa cao 2cm

- Bề rộng gối: 90

5484

17,81( )

14 22

A g em

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

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

l b R

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:

N em =2N CEsin 37,50 = ×2 3000 sin 37,5× 0 =3652,57(Kg)

• Diện tích ép mặt yêu cầu là:

0

2 90

3652,57

166,03( )

1 22166,03

11,86( )14

em em

yc

h h

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

16 14 (1,5 14 2 14,5) 174( )(14 2) 14,5

420,5( )6

g EF

M N

- Kiểm tra ép mặt đỉnh ( xiên thớ góc 0

3) Mắt trung gian C

- Kiểm tra ép mặt ụ đệm:

Ép mặt dọc thớ:

Fem= 1,5×14= 21 cm2

Nem= NCFsinα = 1860 ×sin210= 666,564 (Kg)

• Khả năng chịu ép mặt:

m R F = 1 em em em ×135×21= 2835 (Kg) > Nem= 666,564 (Kg)

1736, 46

78,93( )

1 2278,93

5,64( )14

em em

4) Mắt trung gian F

- Kiểm tra ép mặt dưới miếng đệm êcu:

Chọn miếng đệm êcu kích thước 7×7 (cm) (a = 5d= 5×1,2 = 6cm)

2 2728,76 2

341,09( )16