Bài tập lớn kết cấu gỗ

Bài tập lớn kết cấu gỗ. GVHD: ThS Võ Văn Tuấn. BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC KẾT CẤU GỖ Họ và tên : Phạm Tuấn Pôn Số thứ tự : 035 I.ĐỀ BÀI: Thiết kế 1 dàn vì kèo gỗ dạng tam giác, liên kết mộng, thanh cánh trên chòu nén uốn, thanh cánh hạ có trần treo, dùng gỗ nhóm V, độ ẩm 18%, thép CT3. Số liệu đề bài: Nhòp (m) Bước cột (m) Độ dốc mái ( độ ) Tónh tải (kg/m 2 ) Hoạt tải (kg/m 2 ) Mái Trần Mái Trần 10,5 4 23 45 45 35 35 SVTH: Phạm Tuấn Pôn. 1. 1750 2228 1114 1750 1750 17501750 1750 A B C D EFG g (kg/m ) 2 p (kg/m ) 2 2 g (kg/m ) tr tr p (kg/m ) 2 2 p' (kg/m ) 2 g' (kg/m ) tr g' (kg/m ) 2 2 p' (kg/m ) tr G F E D C B A Bài tập lớn kết cấu gỗ. GVHD: ThS Võ Văn Tuấn. Bài làm. I.SƠ ĐỒ DÀN: II. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG VÀ CÁC SỐ LIỆU TÍNH TOÁN: a)Các tải trọng: SVTH: Phạm Tuấn Pôn. 2. 1 770 P=891,4 770 P=648,6 1 1 R= 4620 P+P 2 2 P+P R= 4620 1 1 1 1 P=891,4 P=891,4 P=891,4 P=891,4 P=648,6 P=648,6 P=648,6 P=648,6 Bài tập lớn kết cấu gỗ. GVHD: ThS Võ Văn Tuấn. )m/kg(5,1954 23cos 45 xB cos g 'g 0 == α = )m/kg(5,1954 23cos 45 xB cos p 'p 0 == α = )m/kg(1404x35xBg'g trtr === )m/kg(1404x35xBp'p trtr === b) Xác đònh trọng lượng bản thân: )m/kg(2,37 1 5,10.5 1000 1401405,1955,195 1 Lk 1000 'g'p'g'p g .bt trtr bt = − +++ = − +++ = Lấy k bt = 5 c) Xác đònh tải trọng tác dụng lên mắt dàn: Hệ số vượt tải: Hoạt tải : n 1 = 1,4 Tónh tải : n 2 = 1,1 Tải trọng tác dụng lên mắt thượng: )kg(4,89175,1x]1,1x) 2 2,37 5,195(4,1x5,195[ xd]1,1x) 2 g 'g(4,1x'p[P bt =++= ++= Tải trọng tác dụng lên mắt hạ: )kg(6,64875,1x]1,1x) 2 2,37 140(4,1x140[ xd]1,1x) 2 g 'g(4,1x'p[P bt trtr1 =++= ++= 770 2 6,6484,891 2 PP 1 = + = + )kg(4620P3P3 2 P6P6 R 1 1 =+= + = SVTH: Phạm Tuấn Pôn. 3. 17501750 1750175017501750 1 9 0 1 1 9 0 1 1 9 0 1 1 9 0 1 1 9 0 1 1 9 0 1 2 3 ° 6 7 ° 6 7 ° 2 3 ° 46° 6 7 ° 6 7 ° 5 0 ° 4 0 ° 6 3 ° 5 0 ° 6 7 ° 743 1486 2228 1 9 0 1 2 2 9 6 Bài tập lớn kết cấu gỗ. GVHD: ThS Võ Văn Tuấn. d) Xác đònh các số liệu tính toán cường độ gỗ: Gỗ nhóm V, độ ẩm W = 18 % có: R n = R em = 135 kg/ cm 2 R k = 120 kg/ cm 2 R u = 150 kg/ cm 2 R 90 n = 25 kg/ cm 2 R 90 em = 22 kg/ cm 2 R tr = 25 kg/ cm 2 Théo CT3 có R = 2100 kg/cm 2 . III. Xác đònh nội lực: a) Kích thước hình học: b) Xác đònh nội lực: Dùng Sap giải nội lực, kết quả được ghi trong bảng sau: Loại thanh Tên thanh Chiều dài (mm) Nội lực (kg) Cánh thượng AB BC CD 1901 1901 1901 -9851,42 -7881,14 -5912,29 Cánh hạ AG GF FE 1750 1750 1750 9067,97 9067,97 7254,37 Đứng DE CF BG 2228 1486 743 3724,45 1418,60 648,60 Xiên CE BF 2296 1901 -2376,02 -1970,28 SVTH: Phạm Tuấn Pôn. 4. M q A B N N d=1750 M nh g a bb c d d' 1 2 7 8 8 3 c' b' a' g' f' e' e f g 9 8 5 3 5 9 1 2 3 4 5 Bài tập lớn kết cấu gỗ. GVHD: ThS Võ Văn Tuấn. 1 đơn vò = 1 kg. Biểu đồ Cremona. IV. TÍNH TOÁN CÁC THANH: A.TÍNH THANH CÁNH THƯNG : Nội lực tính toán là: N = N AB = -9851,42 (kg) Sơ đồ tính: Giả thiết thanh cánh thượng có xà gồ đặt ngoài mắt nên thanh cánh thượng được tính như thanh chòu nén uốn chòuu lực dọc và lực ngang là tải trọng phân bố đều q. )m/kg(21,5091,1). 2 2,37 5,195(5,195.4,11,1). 2 g 'g('p.4,1q bt =++=++= Momen tác dụng lên thanh cánh thượng: )m.kg(93,194 8 75,1.21,509 8 d.q M 22 nhòp === SVTH: Phạm Tuấn Pôn. 5. Bài tập lớn kết cấu gỗ. GVHD: ThS Võ Văn Tuấn. )m.kg(95,155 10 75,1.21,509 10 d.q M 22 gối −=−=−= Ta có độ lệch tâm e: )cm(98,1 42,9851 19493 N M e nhòp === 1 cm < e < 25 cm nên ta dùng công thức Konhetcop )cm(62,256] 42,9851 93,194 )175,1(35,03,3[ 135 42,9851 ] N M )1L.(35,03,3[ R N W 32 3 n =+−+= +−+= Chọn tiết diện thanh AB là b x h = 12 x 14 (cm) a) Kiểm tra tiết diện giữa thanh: F = b x h = 12 x 14 = 168 (cm 2 ) )cm(392 6 14.12 6 h.b W 3 22 x === Kiểm tra theo điều kiện 1 WRm M FRm N nguu nhòp ngnn ≤ ξ + Độ mảnh theo phương trong mặt phẳng uốn x – x là : 75566,45 14.298,0 1,190 h298,0 l 0 <===λ Ta có 73,49 392 19493 W M x nhòp == 64,58 168 42,9851 F N == F N %10 W M x nhòp > nên sẽ kiểm tra thanh theo nén uốn và kể đến ξ 653,0 168.135.3100 42,9851.73,49 1 FR.3100 N 1 2 n 2 =−= λ −=ξ Hệ số làm việc khi nén: m n = 1 Hệ số làm việc khi uốn: m u = 1 1942,0 392.653,0.150.1 19493 168.135.1 42,9851 WRm M FRm N nguu nhòp ngnn <=+= ξ + Vậy tiết diện giữa thanh đạt diều kiện nén uốn. SVTH: Phạm Tuấn Pôn. 6. 140 120 h 1 h 2 Bài tập lớn kết cấu gỗ. GVHD: ThS Võ Văn Tuấn. b) Kiểm tra tiết diện ở mắt B: 1 WRm M FRm NN thuu gối thnn 21 ≤+ − N 1 – N 2 = 1970,28 (kg) Diện tích tiết diện thanh đứng BG: )cm(416,0 2100.85,0 743 Rm N F 2 aa đ === Đường kính thanh đứng: )mm(12)mm(3,7)cm(73,0 14,3 416,0.4 F4 d đ đ <=== π = Chọn d đ = 12 (mm) h 1 = 5d đ .sinα = 5.1,2.sin23 0 = 2,4 (cm) giả thiết chọn h 2 = 3 (cm) Diện tích thu hẹp: F th = [14 – (2,4 + 3)](12-1,2) = 92,88 (cm 2 ) Momen kháng uốn thu hẹp: )cm(13,133 6 6,8.4,5 2W 3 2 th == 1938,0 13,133.150.1 15595 88,92.135.1 28,1970 WRm M FRm NN thuu gối thnn 21 <=+=+ − Vậy tiết diện đảm bảo điều kiện nén uốn. c) Kiểm tra ổn đònh ngoài mặt phẳng dàn: tnn FRmN ϕ≤ 7582,54 12.298,0 1,190 b289,0 l 0 <===λ Hệ số uốn dọc theo công thức thực nghiệm của Konhetcop 76,0 100 82,54 8,01 100 8,01 33 =       −=       λ −=ϕ  N = 9851,42 (kg) < 1.135.0,76.168 = 17236,8 (kg) : Đúng SVTH: Phạm Tuấn Pôn. 7. q N N A G d=1750 Bài tập lớn kết cấu gỗ. GVHD: ThS Võ Văn Tuấn. Vậy thanh ổn đònh B. TÍNH TOÁN THANH CÁNH HẠ: Nội lực tính toán là: N = N AG = 9067,97 (kg) Sơ đồ tính: Tải trọng phân bố đều q: )m/kg(46,3701,1). 2 2,37 140(140.4,11,1). 2 g 'g('p.4,1q bt trtr =++=++= Momen tác dụng lên thanh cánh hạ: )m.kg(82,141 8 75,1.46,370 8 d.q M 22 nhòp === )m.kg(45,113 10 75,1.46,370 10 d.q M 22 gối −=−=−= Chọn tiết diện thanh cánh hạ bằng tiết diện thanh cánh thượng: b x h = 12 x 14 (cm) a) Kiểm tra tiết diện giữa thanh: F = b x h = 12 x 14 = 168 (cm 2 ) )cm(392 6 14.12 6 h.b W 3 22 x === Kiểm tra theo điều kiện 1 WRm M FRm N uu nhòp kk ≤+ Hệ số làm việc khi nén: m n = 1 Hệ số làm việc khi uốn: m u = 1 1691,0 392.150.1 14182 168.120.1 97,9067 WRm M FRm N uu nhòp kk <=+=+ Vậy tiết diện giữa thanh đạt diều kiện kéo uốn. b) Kiểm tra tiết diện ở 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 cần kiểm tra khẳ năng chòu lực và ép mặt. c) Kiểm tra ổn đònh ngoài mặt phẳng dàn: FRmN kkk ≤ Hệ số làm việc khi kéo: m k = 1 SVTH: Phạm Tuấn Pôn. 8. h r r B h 46 F 23 Bài tập lớn kết cấu gỗ. GVHD: ThS Võ Văn Tuấn. N k = N AG = 9067,97 (kg) < m k R k F = 1.120.168 = 20160 (kg) : Đúng. Vậy thanh ổn đònh C. THANH XIÊN CHỊU NÉN: a) Thanh BF: Lực nén N BF = -1970,28 (kg) Giả thiết độ mảnh 75>λ Chọn k = 2 ( tỉ số giữa 2 cạnh tiết diện ) Ta có )cm(2,64 135 28,1970.2 16 1,190 R N.k 16 l F 2 n 0 === Chọn b x h = 12 x 6 (cm) Diện tích tiết diện : F = 12.6 = 72 (cm 2 ) Độ mảnh lớn nhất: 7563,109 6.289,0 1,190 h289,0 l 0 >===λ 258,0 63,109 31003100 22 == λ =ϕ FRmN nn ϕ≤  N BG = 1970,28 (kg) < 1.135.0,258.72 = 2507,76 (kg) : đạt Kiểm tra khả năng chòu ép mặt của thanh BF: - Đầu mắt B: Cường độ ép mặt xiên thớ góc )cm/kg(39,46 46sin1 22 135 1 135 46sin1 R R 1 R R 2 03 03 90em em em 46em 0 0 =       −+ =         −+ = Kiểm tra khả năng chòu ép mặt theo điều kiện: α =≤ αα cos bh RmFRmN r emememememem SVTH: Phạm Tuấn Pôn. 9. Bài tập lớn kết cấu gỗ. GVHD: ThS Võ Văn Tuấn. => )cm(46,2 12 46cos 39,46.1 28,1970 b cos Rm N h 0 emem em r == α ≥ α Chọn h r = 2,5 (cm) < )cm(5,3 4 14 h 4 1 == Khả năng chòu ép mặt: )kg(28,1970)kg(43,2003 46cos 5,2.12 .39,46.1 cos bh Rm 0 r emem >== α α : Đạt Diện tích ép mặt: )cm(19,43 46cos 5,2.12 cos bh F 2 0 r == α = - Đầu mắt F: Cường độ ép mặt xiên thớ góc )cm/kg(37,103 23sin1 22 135 1 135 23sin1 R R 1 R R 2 03 03 90em em em 23em 0 0 =       −+ =         −+ = => )cm(46,1 12 23cos 37,103.1 28,1970 b cos Rm N h 0 emem em r == α ≥ α Chọn h r = 1,5 (cm) < )cm(5,3 4 14 h 4 1 == Khả năng chòu ép mặt: )kg(28,1970)kg(35,2021 23cos 5,1.12 .37,103.1 cos bh Rm 0 r emem >== α α : Đạt Diện tích ép mặt: )cm(55,19 23cos 5,1.12 cos bh F 2 0 r == α = b) Thanh CE: Lực nén N CE = -2376,02 (kg) Giả thiết độ mảnh 75>λ Chọn k = 1,6 ( tỉ số giữa 1,6 cạnh tiết diện ) Ta có )cm(15,76 135 02,2376.6,1 16 6,229 R N.k 16 l F 2 n 0 === Chọn b x h = 12 x 8 (cm) Diện tích tiết diện : F = 12.8 = 96 (cm 2 ) Độ mảnh lớn nhất: 7531,99 8.289,0 6,229 h289,0 l 0 >===λ 314,0 31,99 31003100 22 == λ =ϕ FRmN nn ϕ≤  N CE = 2376,02 (kg) < 1.135.0,314.96 = 4069,44 (kg) : đạt Kiểm tra khả năng chòu ép mặt của thanh CE: SVTH: Phạm Tuấn Pôn. 10. [...]... liên kết là: N 9067,97 n c = GF = = 10,67(chốt ) n.Tch 2.424,8 Chọn 12 chốt 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, co ngót hoặc do vận chuyển SVTH: Phạm Tuấn Pôn 14 140 S2 120 S3 60 2.Mối nối thanh cánh hạ: GVHD: ThS Võ Văn Tuấn 140 120 120 120 120 120 140 60 120 60 140 120 120 120 120 120 140 45 50 45 Bài tập lớn kết cấu gỗ 45... 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 SVTH: Phạm Tuấn Pôn 80 120 80 270 220 100 140 100 16 Bài tập lớn kết cấu gỗ GVHD: ThS Võ Văn Tuấn a/ Tính thép [ ngang - Sơ đồ tính như sau 120 q NAB 2 q= NAB 2 N AG 9851,42 = = 820,95kg / cm b 12 200 - Moment uốn lớn nhất: N AG l b b 9851,42 20 820,95x12 2 M max = −q = − = 34480 kgcm 2 2 24... điều kiện chòu uốn như congson 60 SVTH: Phạm Tuấn Pôn 180 17 Bài tập lớn kết cấu gỗ q= GVHD: ThS Võ Văn Tuấn R A 4620 = = 19250 kg / m lg 0,24 Moment gối đỡ: 2 2 R A ( l g − b) 4620x( 24 − 12 ) M= = = 3465kgcm lg 8 24x8 Bề dày gỗ nối: 6M 6x3465 δg = = = 2,77cm bgR n 18x150 Chọn δ g = 3 (cm) G- TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA CÁC MẮT DÀN 1) Mắt giữa dưới Cấu tạo mắt giữa dưới như sau: Ø =20 NC'E 15 NCE 40° Kiểm... 1 răng và mộng 2 răng đều không đạt yêu cầu chòu 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: SVTH: Phạm Tuấn Pôn 15 Bài tập lớn kết cấu gỗ GVHD: ThS Võ Văn Tuấn Fem= b × h = 12 × 14 = 168 cm2 - Khả năng chòu ép mặt là: mem.Rem.Fem =1 × 103,37... Fy / c = ( Φ ≥ 12(mm )) => Φ = maRa π Kết quả: Tên thanh Nội lực (kg) BG CF DE Fy / c = 743 1486 2228 N (cm2) maRa 0,44 0,88 1,33 Đường kính Ф (mm) 12 12 14 Fthực tế (cm2) 1,131 1,131 1,54 E.TÍNH MỐI NỐI THANH: Sơ đồ bố trí các mối nối: 2 340 1901 1 230 1 190 400 1750 1 150 1400 350 3150 SVTH: Phạm Tuấn Pôn 1750 1750 4200 350 1400 1750 3150 12 Bài tập lớn kết cấu gỗ GVHD: ThS Võ Văn Tuấn 1.Mối nối thanh... (cm2) b x h (cm) 72 96 12 x 6 12 x 8 Khả năng chòu nén (kg) 2507,76 4069,44 11 Bài tập lớn kết cấu gỗ Bảng kiểm tra khả năng ép mặt thanh xiên: B Nội lực (kg) 1970,28 F 1970,28 C 2376,02 D 2376,02 Mắt Remα (kg/cm2) 46,36 (α = 460) 103,37 (α = 230) 29,16 (α = 630) 57,2 (α = 400) GVHD: ThS Võ Văn Tuấn hr (cm) Fem (cm2) memRemαFem Kết luận 2,5 43,19 2003,43 Đạt 1,5 19,55 2021,35 Đạt 3,2 84,58 2466,45 Đạt... sau: Ø =20 NC'E 15 NCE 40° 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 chòu lực không cần kiểm tra lại Ụ đệm ép mặt vuông thớ lên thanh cánh hạ: • Lực ép mặt là: SVTH: Phạm Tuấn Pôn 18 Bài tập lớn kết cấu gỗ GVHD: ThS Võ Văn Tuấn N em = 2N ce sin 40 0 = 2x2376,02x sin 40 0 = 3054,55kg • Diện tích ép mặt... 125cm 2 (12 − 2)x12,52 Wth = = 260,42cm 3 6 Kiểm tra: M gối N EF 7254,37 11345 + = + = 0,774 < 1 : Đạt m k R k Fth m u R u Wth 1.120.125 1.150.260,42 2) Mắt đỉnh dàn SVTH: Phạm Tuấn Pôn 19 Bài tập lớn kết cấu gỗ Cấu tạo mắt đỉnh dàn như sau: GVHD: ThS Võ Văn Tuấn 120 100 100 100 100 120 640 (>3h) NCD NC'D Ø =20 50 140 50 Ø =12 (>b/3) 45 12 50 45 12 Kiểm tra ép mặt đỉnh ( xiên thớ góc α = 230 ) a 10.. .Bài tập lớn kết cấu gỗ GVHD: ThS Võ Văn Tuấn - Đầu mắt C: Cường độ ép mặt xiên thớ góc R em 135 R em 630 = = = 29,16( kg / cm 2 )  R   135  3 0 1 +  em − 1 sin 3 63 0 1 +  22 − 1 sin 63 R 0     em 90... thượng ( do lỗ bulông ) theo điều kiện nén uốn: 120 Fth = 12.14 – 2.1,2.12 = 139,2 (cm2)  12.1,2 3  12.14 3 J th = − 2. + 1,2.12.2,52  = 2560,54(cm 4 )  12  12   SVTH: Phạm Tuấn Pôn 13 Bài tập lớn kết cấu gỗ GVHD: ThS Võ Văn Tuấn J 2.2560,54 Wth = th = = 365,79(cm 3 ) h/ 2 14 Để an toàn ta lấymomen tính toán tại mối nối bằng momen ở gối là : Mgối = 15595 (kg.cm) M gối N BC 7881,14 15595 + = + . Bài tập lớn kết cấu gỗ. GVHD: ThS Võ Văn Tuấn. BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC KẾT CẤU GỖ Họ và tên : Phạm Tuấn Pôn Số thứ tự : 035 I.ĐỀ BÀI: Thiết kế 1 dàn vì kèo gỗ dạng tam giác, liên kết mộng,. =12 50 140 50 (>b/3) Ø =20 N CD N C'D (>3h) 100 100120 100 100 120 640 12 12 455045 120 20 d =12 1 5 3 2 80 1 2 0 Bài tập lớn kết cấu gỗ. GVHD: ThS Võ Văn Tuấn. Cấu tạo mắt đỉnh dàn như sau: Kiểm tra. 120 120 150 100 270 80 140 220 100 100 80 120 Bài tập lớn kết cấu gỗ. GVHD: ThS Võ Văn Tuấn. F em = b × h = 12 × 14 = 168 cm 2 - Khả năng chòu ép mặt là: m em .R em .F em =1 × 103 ,37 × 168