Tài liệu Bài giảng kết cấu gỗ - Chương VI: Cấu kiện tổ hợp pdf

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 = f c < f m < f o . + maxσ = maxσ c < maxσ m < maxσ o . + J= J c > J m > J o . + W= W c > W m > W o . 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: + J m = (f c /f m )J c = k j J c = k j J. (4.1) + W m = (maxσ c / maxσ m )W c = k W W c = k W W. (4.2) k j , k w (<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 k i v k w âãø âäøi sang cạc cáúu kiãûn ngun. - Âäü mnh λ m ca cáúu kiãûn täø håüp âỉåüc suy ra tỉì âäü mnh λ c ca cáúu kiãûn ngun: λ m = λ tâ = c im i o m o k F J k l F J l λ 1 == (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 K j , K w âãø âäøi ra tdiãûn cáúu kiãûn ngun .Âäü mnh λ cng âäøi ra âäü mnh tỉång âỉång λ tâ ξ2. TÊNH TOẠN CÁÚU KIÃÛN TÄØ HÅÜP CHËU ÚN. 2.1. Theo cỉåìng âäü: uu Wm Rm Wk M W M ≤== σ (4.4) k w : 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: ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ ≤ l f l f (4.5) Khi tênh f láúy J m = k j J våïi k j 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: T 1 = ng ng J QS (4.6) Q: Lỉûc càõt ngang åí tiãút diãûn dáưm cáưn xẹt. S ng , J ng :Mämen ténh v mämen quạn tênh ca pháưn tiãút diãûn ngun âäúi våïi trủc trung ho - Täøng säú lỉûc trỉåüt trãn mäùi dáưm: T l/2 = dx J QS l ng ng ∫ 2/ 0 (4.7) Dáưm âån gin, tiãút diãûn khäng âäøi, chëu ti trng phán bäú âãưu hồûc cạc ti trng âäúi xỉïng khạc: Baỡi giaớng Kóỳt cỏỳu gọự Huyỡnh Minh Sồn -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Trang 43 T l/2 = ng ng l ng ng l ng ng J SM M J S dxQ J S max 2/ 0 2/ 0 == (4.8) Goỹi [T] laỡ khaớ nng chởu lổỷc cuớa mọỹt vỏỷt lión kóỳt. Ta coù: - Bọỳ trờ sao cho caùc vỏỷt lión kóỳt chởu lổỷc õóửu nhau vaỡ do õoù khoaớng caùch giổợa chuùng laỡ khoaớng caùch troỹng tỏm phỏửn dióỷn tờch bũng nhau cuớa bióứu õọử lổỷc trổồỹt. - Sọỳ vỏỷt lión kóỳt trón mọựi maỷch gheùp cuớa nổớa dỏửm laỡ: n ][ 2/ T T l (4.9) Tuy nhión õóứ õồn giaớn cho vióỷc cỏỳu taỷo, ta tỗm caùch bọỳ trờ sao cho caùc vỏỷt lión kóỳt caùch õóửu nhau. Nóỳu lỏỳy sọỳ vỏỷt lión kóỳt n tờnh õổồỹc ồớ (4.9) bọỳ trờ caùch õóửu nhau, caùc vỏỷt lión kóỳt ồớ gọỳi tổỷa seợ chởu taới quaù lồùn. Ta tỗm cọng thổùc khaùc (4.9): Dỏửm õồn giaớn chởu taới troỹng phỏn bọỳ õóửu: bióứu õọử lổỷc trổồỹt laỡ hỗnh chổợ nhỏỷt ADEC coù S (ADEC) = S (ABC) = T l/2 . (AB=2AD). Nhổng do tờnh móửm cuớa lión kóỳt, bióứu õọử lổỷc trổồỹc coù daỷng õổồỡng cosin HC vồùi AH> AD. Do õoù, õóứ caùc vỏỷt lión kóỳt ồớ gọỳi khọng bở vổồỹt taới nhióửu thỗ sọỳ lổồỹng vỏỷt lión kóỳt õổồỹc tờnh tổồng ổùng vồùi dióỷn tờch hỗnh chổợ nhỏỷt AHGC trong õoù AH bũng tung õọỹ õổồỡng cosin: Do S (AHGC) / S (AHC) = l AH l AH ì ì 2 1,5: nón sọỳ vỏỷt lión kóỳt cỏửn thióỳt laỡ: n TJ SM ng ng max 5,1 (4.10) Vồùi bọù trờ naỡy dóự chóỳ taỷo, duỡng nhióửu trong kóỳt cỏỳu nhaỡ cổớa. Trổồỡng hồỹp dỏửm chởu taới troỹng nỷng nhổ dỏửm cỏửu coù caùch bọỳ trờ khaùc. Bi ging Kãút cáúu gäù Hunh Minh Sån -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Trang 44 2.4. Âäü väưng cáúu tảo: f o = o g h nl 2 δ , cm. (4.11) l: nhëp dáưm, cm. h o : khong cạch trủc hai thanh ngoi cng ca dáưm täø håüp, cm. n g : 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: n ttx R F N ≤= ϕ σ (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: n tty R F N ≤= ϕ σ (4.13) ϕ y âỉåüc xạc âënh theo âäü mnh tênh âäøi λ tâ : λ tâ = ( ) 2 1 2 λλµ + yy ≤ ng ng o F J l ,1 Σ (4.14) Âäü mnh tênh âäøi ca thanh täø håüp khäng låïn hån âäü mnh bçnh qn ca cạc nhạnh Σ J 1,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). F ng : Diãûn têch tiãút diãûn ngun ca thanh täø håüp. λ y = bh bh l o 12/ 3 : Âäü mnh ca thanh täø håüp våïi trủc y-y khäng xẹt âãún tênh mãưm ca liãn kãút. λ 1 : Âäü mnh ca riãng tỉìng nhạnh våïi trủc bn thán 1-1 ( song song våïi mảch ghẹp ) , tênh theo chiãưu di tênh toạn l 1 : λ 1 = bc bc l 12/ 3 1 . Khi l 1 < 7c: láúy λ 1 = 0. - µ Y : Hãû säú âäü mnh tênh âäøi ca thanh täø håüp cọ xẹt âãún tênh mãưm ca liãn kãút: co g y nl bhn k 2 1+= µ (4.15) k: hãû säú xẹt âãún tênh mãưm ca liãn kãút, phủ thüc âỉåìng kênh âinh hồûc chäút. n g : säú mảch ghẹp tênh toạn trong thanh täø håüp. n c : 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: n c = n c ’+ n c ’’k’/k”. (n c ’; k’) v (n c ’’; 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 λ tâ , mämen quạn tênh v diãûn têch tiãút diãûn âãø tênh λ y ,khäng xẹt âãún tiãút diãûn cạc miãúng âãûm. - Chiãưu di tênh toạn l 1 phi chn sao cho âäü mnh ca nhạnh nh hån âäü mnh ca ton bäü thanh täø håüp: λ 1 = l 1 /i 1 ≤ µ y λ y ⇒ l 1 ≤ µ y λ y i 1 . 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. - J x âỉåüc tênh theo cäng thỉïc gáưn âụng sau: J x = J ct + 0,5J o (4.16) J ct v J o 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: r x = cl x F J F cl 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: n u n thth R R R W M F N ≤+= ξ σ (4.17) Xẹt âãún tênh mãưm ca liãn kãút, ta âỉa hãû säú k w 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: n ngng R W M F N 1 ϕ ξ σ ≤+= (4.18) ϕ 1 : Hãû säú ún dc ca riãng nhạnh ngoi cng. F ng , W ng : Diãûn têch v mämen chäúng ún ca tiãút diãûn ngun ca thanh täø håüp. Baỡi giaớng Kóỳt cỏỳu gọự Huyỡnh Minh Sồn -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Trang 47 - Sọỳ vỏỷt lión kóỳt n ồớ maỷch gheùp trón nổớa chióửu daỡi tờnh toaùn cuớa thanh chởu neùn- uọỳn phaới chởu õổồỹc lổỷc trổồỹt do mọmen uọỳn cuớa ngoaỷi lổỷc vaỡ do mọmen uọỳn phuỷ cuớa lổỷc doỹc truỷc sinh ra vaỡ õổồùc xaùc õởnh theo cọng thổùc: TJ MS n ng ng 5,1 (4.19) T: khaớ nng chởu lổỷc tờnh toaùn cuớa mọựi lión kóỳt . - Khi M/W ng 10%N/F ng : tờnh nhổ thanh chởu neùn õuùng tỏm, khọng cỏửn xeùt õóỳn mọmen uọỳn. 4.2 Ngoaỡi mỷt phúng uọỳn: - Tờnh nhổ thanh chởu neùn õuùng tỏm ( boớ qua mọmen uọỳn ). . Minh Sån -- -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - Trang 46 1. Theo phỉång x-x: (vng. Huyỡnh Minh Sồn -- -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - -- - Trang 47 - Sọỳ vỏỷt lión