Bài giảng Kết cấu gỗ - Chương 4

Bài giảng Kết cấu gỗ - Chương 4

Bi ging Kãút cáúu gäù Hunh Minh Sån -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Trang 41 CHỈÅNG VΙ: CÁÚU KIÃÛN TÄØ HÅÜP ξ1. KHẠI NIÃÛM CHUNG VÃƯ CÁÚU KIÃÛN TÄØ HÅÜP 1.1 Khại niãûm cáúu kiãûn täø håüp (CKTH) - Cáúu kiãûn täø håüp l cáúu kiãûn do nhỉỵng thanh gäù ngun ghẹp lải våïi nhau (bàòng liãn kãút chãm , chäút , keo dạn ) âãø cọ tiãút diãûn låïn, khàõc phủc kêch thỉåïc thiãn nhiãn hản chãú. - Âỉåüc dng räüng ri trong xáy dỉûng: Cáúu kiãûn chëu ún (dáưm ), chëu nẹn (cạc thanh dn ), chëu nẹn-ún (cäüt chëu nẹn lãûch tám , vm ,cạc thanh cạnh dn chëu ti củc bäü ). 1.2. Sỉû lm viãûc: 1. Cáúu kiãûn täø håüp chëu ún: - Kho sạt dáưm täø håüp tỉì hai thanh gäù häüp cọ cng chiãưu di, cng tiãút diãûn ngang v cng chëu ti trng nhỉ nhau: - Dáưm liãn kãút cỉïng (liãn kãút dạn):Lm viãûc nhỉ dáưm tiãút diãûn ngun, chiãưu cao gáúp âäi. - Dáưm khäng liãn kãút:Lm viãûc nhỉ 2 dáưm âäüc láûp, cọ sỉû trỉåüt tỉång âäúi giỉỵa 2 dáưm. - Dáưm liãn kãút mãưm (liãn kãút chäút, chãm, .): Lm viãûc trung gian giỉỵa hai loải trãn. - Nháûn xẹt: + f = fc< fm< fo. + maxσ = maxσc< maxσm< maxσo. + J= Jc> Jm> Jo. + W= Wc> Wm> Wo. c, m, o l cạc chè säú biãøu thë tênh cháút cạc dáưm liãn kãút cỉïng, liãn kãút mãưm v khäng liãn kãút. Do âọ, khi tênh cáúu kiãûn täø håüp liãn kãút mãưm phi nhán thãm hãû säú âiãưu chènh: + Jm= (fc/fm)Jc= kjJc= kjJ. (4.1) + Wm= (maxσc/ maxσm)Wc= kWWc= kWW. (4.2) kj, kw (<1) tra theo qui phảm. Bi ging Kãút cáúu gäù Hunh Minh Sån -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Trang 42 2. Cáúu kiãûn täø håüp chëu nẹn v nẹn ún: - Khi chëu nẹn hay nẹn ún, cáúu kiãûn täø håüp liãn kãút mãưm cng cọ kh nàng lm viãûc trung gian giỉỵa cáúu kiãûn khäng liãn kãút v cáúu kiãûn ngun (cáúu kiãûn liãn kãút cỉïng). V khi tênh toạn, ta cng dng cạc hãû säú ki v kw âãø âäøi sang cạc cáúu kiãûn ngun. - Âäü mnh λm ca cáúu kiãûn täø håüp âỉåüc suy ra tỉì âäü mnh λc ca cáúu kiãûn ngun: λm= λtâ= cimiomokFJklFJlλ1== (4.3) - Nháûn xẹt : + Cáúu kiãûn täø håüp liãn kãút dạn lm viãûc nhỉ cáúu kiãûn ngun l CKTH liãn kãút cỉïng + Cáúu kiãûn täø håüp liãn kãút chãm hay chäút lm viãûc úu hån vç liãn kãút cọ biãún dảng v gi l CKTH liãn kãút mãưm + Khi tênh cáúu kiãûn täø håüp liãn kãút mãưm thç tênh nhỉ cáúu kiãûn ngun nhỉng phi nhán thãm våïi cạc hãû säú âiãưu chènh ( Kãø âãún tênh mãưm ca liãn kãút ) - Trỉåìng håüp thanh täø håüp liãn kãút mãưm chëu nẹn v nẹn ún ta cng dng cạc hãû säú Kj ,Kw âãø âäøi ra tdiãûn cáúu kiãûn ngun .Âäü mnh λ cng âäøi ra âäü mnh tỉång âỉång λtâ ξ2. TÊNH TOẠN CÁÚU KIÃÛN TÄØ HÅÜP CHËU ÚN. 2.1. Theo cỉåìng âäü: uuWmRmWkMWM≤==σ (4.4) kw : Hãû säú âiãưu chènh phủ thüc loải liãn kãút , säú låïp ghẹp v chiãưu di nhëp → tra bng 2.1 2.2. Theo âäü cỉïng: ⎥⎦⎤⎢⎣⎡≤lflf (4.5) Khi tênh f láúy Jm= kjJ våïi kj âỉåüc tra bng. 2.3. Tênh säú váût liãn kãút: - Säú lỉåüng váût liãn kãút trãn mäùi mảch ghẹp phủ thüc vo lỉûc trỉåüt trãn mảch ghẹp khi dáưm bë ún. Lỉûc trỉåüt âọ trãn mäùi âån vë chiãưu di ca mảch ghẹp l: T1= ngngJQS (4.6) Q: Lỉûc càõt ngang åí tiãút diãûn dáưm cáưn xẹt. Sng, Jng:Mämen ténh v mämen quạn tênh ca pháưn tiãút diãûn ngun âäúi våïi trủc trung ho - Täøng säú lỉûc trỉåüt trãn mäùi dáưm: Tl/2= dxJQSlngng∫2/0 (4.7) Dáưm âån gin, tiãút diãûn khäng âäøi, chëu ti trng phán bäú âãưu hồûc cạc ti trng âäúi xỉïng khạc: Bi ging Kãút cáúu gäù Hunh Minh Sån -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Trang 43 Tl/2= ngnglngnglngngJSMMJSdxQJSmax2/02/0==∫ (4.8) Gi [T] l kh nàng chëu lỉûc ca mäüt váût liãn kãút. Ta cọ: - Bäú trê sao cho cạc váût liãn kãút chëu lỉûc âãưu nhau v do âọ khong cạch giỉỵa chụng l khong cạch trng tám pháưn diãûn têch bàòng nhau ca biãøu âäư lỉûc trỉåüt. - Säú váût liãn kãút trãn mäùi mảch ghẹp ca nỉía dáưm l: n≥ ][2/TTl (4.9) Tuy nhiãn âãø âån gin cho viãûc cáúu tảo, ta tçm cạch bäú trê sao cho cạc váût liãn kãút cạch âãưu nhau. Nãúu láúy säú váût liãn kãút n tênh âỉåüc åí (4.9) bäú trê cạch âãưu nhau, cạc váût liãn kãút åí gäúi tỉûa s chëu ti quạ låïn. Ta tçm cäng thỉïc khạc (4.9): Dáưm âån gin chëu ti trng phán bäú âãưu: biãøu âäư lỉûc trỉåüt l hçnh chỉỵ nháût ADEC cọ S(ADEC)= S(ABC)= Tl/2. (AB=2AD). Nhỉng do tênh mãưm ca liãn kãút, biãøu âäư lỉûc trỉåüc cọ dảng âỉåìng cosin HC våïi AH> AD. Do âọ, âãø cạc váût liãn kãút åí gäúi khäng bë vỉåüt ti nhiãưu thç säú lỉåüng váût liãn kãút âỉåüc tênh tỉång ỉïng våïi diãûn têch hçnh chỉỵ nháût AHGC trong âọ AH bàòng tung âäü âỉåìng cosin: Do S(AHGC) / S(AHC)= πlAHlAH××2≈1,5: nãn säú váût liãn kãút cáưn thiãút l: nTJSMngngmax5,1≥ (4.10) Våïi bäï trê ny dãù chãú tảo, dng nhiãưu trong kãút cáúu nh cỉía. Trỉåìng håüp dáưm chëu ti trng nàûng nhỉ dáưm cáưu cọ cạch bäú trê khạc. Bi ging Kãút cáúu gäù Hunh Minh Sån -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Trang 44 2.4. Âäü väưng cáúu tảo: fo= oghnl2δ, cm. (4.11) l: nhëp dáưm, cm. ho: khong cạch trủc hai thanh ngoi cng ca dáưm täø håüp, cm. ng: säú mảch ghẹp. δ: âäü xã dëch tênh toạn åí mảch ghẹp: Cạc loải chäút: δ= 0,2 cm; Cạc loải cạc loải chãm khäng cọ khe håí giỉỵa cạc thanh ghẹp: δ= 0,3 cm. Cạc loải cạc loải chãm cọ khe håí giỉỵa cạc thanh ghẹp: δ= 0,4 cm. §3 TÊNH TOẠN CÁÚU KIÃÛN TÄØ HÅÜP CHËU NẸN ÂỤNG TÁM CKTH chëu nẹn âụng tám thỉåìng gäưm: - Thanh cọ tiãút diãûn bọ (h.a) - Thanh cọ nhỉỵng miãúng âãûm ngàõn (h.b) - Thanh cọ nhỉỵng miãúng âãûm di (h.c,d) Bi ging Kãút cáúu gäù Hunh Minh Sån -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Trang 45 3.1 Thanh cọ tiãút diãûn bọ : Cáúu kiãûn gäưm nhiãưu thanh di bàòng nhau, ghẹp sạt lải v cng tham gia chëu lỉûc. 1. Theo phỉång x-x: (vng gọc våïi mảch ghẹp) - Lm viãûc nhỉ cáúu kiãûn ngun. - Cäng thỉïc kiãøm tra: nttxRFN≤=ϕσ (4.12) 2. Theo phỉång y-y: (song song våïi mảch ghẹp) - Sỉû lm viãûc chëu nh hỉåíng ca tênh mãưm ca liãn kãút. - Cäng thỉïc kiãøm tra: nttyRFN≤=ϕσ (4.13) ϕy âỉåüc xạc âënh theo âäü mnh tênh âäøi λtâ: λtâ= ( )212λλµ+yy≤ ngngoFJl,1Σ (4.14) Âäü mnh tênh âäøi ca thanh täø håüp khäng låïn hån âäü mnh bçnh qn ca cạc nhạnh ΣJ1,ng: Täøng mämen quạn tênh ca tiãút diãûn ngun ca cạc nhạnh â/v trủc bn thán song song våïi y-y (trủc 1-1). Fng: Diãûn têch tiãút diãûn ngun ca thanh täø håüp. λy= bhbhlo12/3: Âäü mnh ca thanh täø håüp våïi trủc y-y khäng xẹt âãún tênh mãưm ca liãn kãút. λ1: Âäü mnh ca riãng tỉìng nhạnh våïi trủc bn thán 1-1 (song song våïi mảch ghẹp), tênh theo chiãưu di tênh toạn l1: λ1= bcbcl12/31. Khi l1< 7c: láúy λ1= 0. - µY: Hãû säú âäü mnh tênh âäøi ca thanh täø håüp cọ xẹt âãún tênh mãưm ca liãn kãút: cogynlbhnk21+=µ (4.15) k: hãû säú xẹt âãún tênh mãưm ca liãn kãút, phủ thüc âỉåìng kênh âinh hồûc chäút. ng: säú mảch ghẹp tênh toạn trong thanh täø håüp. nc: säú màût càõt tênh toạn ca cạc váût liãn kãút trong mäùi mảch ghẹp trãn chiãưu di 1m ca thanh täø håüp. - Nãúu cọ cạc mảch ghẹp cọ säú màût càõt khäng giäúng nhau thç láúy trë säú bçnh qn. - Nãúu trãn mảch ghẹp dng hai loải váût liãn kãút khạc nhau thç säú màût càõt tênh toạn ca váût liãn kãút åí mảch ghẹp âỉåüc tênh theo: nc= nc’+ nc’’k’/k”. (nc’; k’) v (nc’’; k’’) láưn lỉåüt l säú màût càõt v hãû säú cho loải váût liãn kãút thỉï nháút v thỉï hai. 3.2. Thanh cọ nhỉỵng miãúng âãûm ngàõn: - Gäưm 2 hay nhiãưu nhạnh cạch nhau bàòng nhỉỵng miãúng âãûm ngàõn, chè lm mämen quạn tênh ton tiãút diãûn thanh tàng (do âỉa váût liãûu ra xa TTH) chỉï khäng tham gia chëu lỉûc. Bi ging Kãút cáúu gäù Hunh Minh Sån -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Trang 46 1. Theo phỉång x-x: (vng gọc våïi mảch ghẹp) - Tênh nhỉ thanh ngun, khäng kãø cạc miãúng âãûm. 2. Theo phỉång y-y: (song song våïi mảch ghẹp) - Tênh toạn tỉång tỉû nhỉ â/v thanh cọ tiãút diãûn bọ. Trong âọ: - Khi tênh âäü mnh tênh âäøi λtâ, mämen quạn tênh v diãûn têch tiãút diãûn âãø tênh λy ,khäng xẹt âãún tiãút diãûn cạc miãúng âãûm. - Chiãưu di tênh toạn l1 phi chn sao cho âäü mnh ca nhạnh nh hån âäü mnh ca ton bäü thanh täø håüp: λ1= l1/i1≤ µyλy⇒ l1≤ µyλyi1 . 3.2. Thanh cọ nhỉỵng thanh âãûm di ton khäúi: - Nhỉỵng thanh âãûm ny cọ thãø âàût bãn trong hồûc äúp bãn trong . Nhỉỵng thanh âãûm ny chè lm tàng âäü cỉïng ton thanh, khäng trỉûc tiãúp chëu lỉûc nẹn nhỉng tham gia chëu lỉûc ún dc khi thanh ngang äøn âënh. 1. Theo phỉång x-x: (vng gọc våïi mảch ghẹp) - Do tênh mãưm ca liãn kãút nãn cạc miãúng âãûm khäng hon ton tham gia chëu lỉûc. - Jx âỉåüc tênh theo cäng thỉïc gáưn âụng sau: Jx= Jct+ 0,5Jo (4.16) Jct v Jo l mämen quạn tênh ca tiãút diãûn ca cạc nhạnh trỉûc tiãúp chëu lỉûc v ca cạc miãúng âãûm. - Bạn kênh quạn tênh våïi trủc x-x: rx= clxFJ Fcl l diãûn têch tiãút diãûn cạc nhạnh trỉûc tiãúp chëu lỉûc. 2. Theo phỉång y-y: (song song våïi mảch ghẹp) - Âäü mnh tênh âäøi váùn tênh nhỉ thanh cọ tiãút diãûn bọ nghéa nhỉng chụ : Khi tênh mämen quạn tênh thç kãø c miãúng âãûm nhỉng khi tênh diãûn têch tiãút diãûn thç chè kãø cạc nhạnh trỉûc tiãúp chëu lỉûc. §4 TÊNH TOẠN CKTH CHËU NẸN - ÚN 4.1 Trong màût phàóng ún: - Tênh nhỉ thanh ngun chëu nẹn- ún: nunththRRRWMFN≤+=ξσ (4.17) Xẹt âãún tênh mãưm ca liãn kãút, ta âỉa hãû säú kw vo mämenchäúng ún - Âäúi våïi thanh täø håüp cọ nhỉỵng miãúng âãûm ngàõn, khi chiãưu di tênh toạn ca nhạnh låïn hån 7 láưn bãư dy c ca nọ, ta phi kiãøm tra thãm âäü äøn âënh ca nhạnh cọ ỉïng sút låïn nháút (tỉïc nhạnh ngoi cng) theo cäng thỉïc: nngngRWMFN1ϕξσ≤+= (4.18) ϕ1: Hãû säú ún dc ca riãng nhạnh ngoi cng. Fng, Wng: Diãûn têch v mämen chäúng ún ca tiãút diãûn ngun ca thanh täø håüp. Bi ging Kãút cáúu gäù Hunh Minh Sån -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Trang 47 - Säú váût liãn kãút n åí mảch ghẹp trãn nỉía chiãưu di tênh toạn ca thanh chëu nẹn- ún phi chëu âỉåüc lỉûc trỉåüt do mämen ún ca ngoải lỉûc v do mämen ún phủ ca lỉûc dc trủc sinh ra v âỉåïc xạc âënh theo cäng thỉïc: TJMSnngngξ5,1≥ (4.19) T: kh nàng chëu lỉûc tênh toạn ca mäùi liãn kãút . - Khi M/Wng≤ 10%N/Fng: tênh nhỉ thanh chëu nẹn âụng tám, khäng cáưn xẹt âãún mämen ún. 4.2 Ngoi màût phàóng ún: - Tênh nhỉ thanh chëu nẹn âụng tám ( b qua mämen ún ). . Hunh Minh Sån -- -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - Trang 44 2 .4. Âäü väưng. Minh Sån -- -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - Trang 46 1. Theo phỉång x-x: (vng