Bài tập lớn kết cấu gỗ

200020002000
2
1
4
0
760
2
1
4
0
1520
2
1
4
0
2
1
4
0
2280
2
5
1
0
A'A
12000
2
1
°
SƠ ĐỒ CHẤT TẢI
g =

45
kg/
m
m
2
2
m
P =
40
kg/
m
2
tr
g =
45
kg/
m
P =
40
kg/
m
2
tr
BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU GỖ –THIẾT KẾ DÀN VÌ KÈO TAM GIÁC
SVTH: ĐỖ HUY THẠC - XO1/A1 – GVHD: ThS.VÕ VĂN TUẤN
I. CHỌN DẠNG DÀN:
-
Để dễ chế tạo, phù hợp với vật liệu mái có độ dốc lớn i≈0.45, tương ứng
góc =21
o

, ta chọn dàn hình tam giác.
-
Chiều cao dàn ở giữa nhòp:h =
2
l
tg =
12000
2
tg21
o
= 2280mm
- Chia dàn làm 6 khoang, chiều dài mỗi khoang trên mặt bằng d = 2m, phù
hợp với kết cấu trần treo. Các thanh xiên hướng xuống, các thanh đứng bằng thép
tròn. Sơ đồ dàn như hình vẽ:

(Bước dàn 4m)
II. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG VÀ CÁC SỐ LIỆU TÍNH TOÁN:
1. Đổi tải trọng cho ra tải trọng phân bố đều trên hình chiếu bằng theo
phương nằm ngang:
4
tr
P' =
16
0 kg
/m
g' =
180
kg
/m
tr

P' =
17
1 kg
/m
m
m
g' =
19
3 kg
/m
SƠ ĐỒ CHẤT TẢI QUY ĐỔI
BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU GỖ –THIẾT KẾ DÀN VÌ KÈO TAM GIÁC
SVTH: ĐỖ HUY THẠC - XO1/A1 – GVHD: ThS.VÕ VĂN TUẤN
'
45
4 193
cos
cos 21
α
= × = × =
m
m
o
g
g B
(kg/m)
'
40
4 171
cos

cos 21
α
= × = × =
m
m
o
p
p B
(kg/m)
'
45 4 180= × = × =
Tr Tr
g g B
(kg/m)
'
40 4 160= × = × =
Tr Tr
p p B
(kg/m)
2. Xác đònh trọng lượng bản thân dàn:
' ' ' '
'
1000
1
+ + +
=
−
m m Tr Tr
bT
bT

g p g p
g
k l


192 171 180 160
45
1000
1
5 12
+ + +
= =
−
×
(kg/m)
Trong đó lấy k
bt
= 5 (dàn tam giác)
3. Xác đònh tải trọng lên mắt dàn:
• Lên mắt thượngï:
'
' '
[ 1.4 ( ) 1.1]
2
= × + + × ×
bT
m m
g
P p g d

45
[171 1.4 (193 ) 1.1] 2 953
2
= × + + × × =
(kg)
• Lên mắt hạ:
'
' '
1
[ 1.4 ( ) 1.1]
2
bT
Tr Tr
g
P p g d
= × + + × ×

45
[160 1.4 (180 ) 1.1] 2 894
2
= × + + × × =
(kg)
5
R
P
R
P
P
P + P

A
B
C
D
P
P
P
SƠ ĐỒ TÍNH DÀN
EF
G
2
1
1
P P
1
P
1
P
1
P
1
BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU GỖ –THIẾT KẾ DÀN VÌ KÈO TAM GIÁC
SVTH: ĐỖ HUY THẠC - XO1/A1 – GVHD: ThS.VÕ VĂN TUẤN
Ta có:
1
953 894 1847
923.5
2 2 2
+
+

= = =
P P
(kg)
R =
1
[5(1847 2 923.5) 5541
2
+ × =
(kg)
Sơ dồ tính dàn:
4. Xác đònh các số liệu tính tóan 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
= 165 kg/cm
2
+ R
n90
= 25 kg/cm

2
+ R
em90
= 22 kg/cm
2
+ R
tr
= 25 kg/cm
2
-
Thép CT3 có R = 2100 kg/cm
2
Ghi chú:
Với dàn có <30
o
không phải tính với tải trọng gió.
III. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC:
-
Dùng phương pháp phần tử hữu hạn qua công cụ là phần mềm SAP2000 ta
tính được nội lực, kết quả ghi trong bảng sau:
6
A
B
N
N
M
nh
g
M
q

2000
BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU GỖ –THIẾT KẾ DÀN VÌ KÈO TAM GIÁC
SVTH: ĐỖ HUY THẠC - XO1/A1 – GVHD: ThS.VÕ VĂN TUẤN
-
Loại thanh Tên thanh
Chiều dài
(mm)
Nội lực (kg)
Cánh thượng
AB
BC
CD
2460
2460
2460
-12999
-10399
-7799
Cánh hạ
AG
GF
FE
2250
2250
2250
12151
12151
9721
Đứng
BG

CF
DE
1000
2000
3000
894
1818
4588
Xiên
BF
CE
2460
3010
-2600
-3052
IV. TÍNH TÓAN CÁC THANH:
A. THANH CÁNH THƯNG:
-
Nội lực tính tóan là: N = N
AB
= -12999 kg
-
Sơ đồ tính:
Gỉa thiết các thanh cánh thượng có xà gồ đăït ngoài mắt nên thanh cánh thượng
được tính tóan như thanh chòu nén uốn, chò lực nén dọc là N và lực nén ngang là
tải trọng phân bố đều q.
'
' '
1.4 ( ) 1.1
2

bT
m m
g
q P g= + + ×

45
1.4 171 (193 ) 1.1 476
2
= × + + × =
(kg/m)
-
Moment tác dụng lên thanh cánh thượng:
M
nhòp

2 2
467 2
238
8 8
×
= = =
qd
(kgm)
7
BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU GỖ –THIẾT KẾ DÀN VÌ KÈO TAM GIÁC
SVTH: ĐỖ HUY THẠC - XO1/A1 – GVHD: ThS.VÕ VĂN TUẤN
M
gối

2 2

4 2
190
10 10
×
= − = − = −
qd
(kgm)
- Độ lệch tâm:

23800
1.83
12999
= − = =
nhip
M
e
N
(cm)
-
Vì 1cm< e = 1.83 <25 cm nên moment kháng uốn là:
Dùng công thức когеков:
2
[3.3 0.35( 1)= + − +
n
N
M
W l
R N

2

12999 23800
[3.3 0.35 (2 1) 528
135 12999
= + × − + =
(cm
3
)
Chọn tiết diện thanh 14x16 cm
F = bxh = 14 x 16 = 224 (cm
2
)
2 2
14 16
597
6 6
x
bh
W
×
= = =

a. Kiểm tra tiết diện giữa thanh:
F = bxh = 14 x 16 = 224 (cm
2
)
2 2
14 16
597
6 6
x

bh
W
×
= = =
(cm
3
)
Độ mảnh theo phương trong mặt phẳng uốn (x – x) là:
0
214
46.3 75
0.289 0.289 16
λ
= = = <
×
l
h
Ta có:
23800
39.9
597
12999
58,0
224
= =
= =
nhip
x
M
W

N
F
10%
nhip
x
W
N
W F
⇒ >
nên sẽ kiểm tra thanh theo nén uốn và kể tới ξ.
-
Kiểm tra :
* Hệ số kể đến moment phụ do tác dụng của lực dọc đối với thanh là:
2
1
3100
n
N
R F
λ
ξ
= −
×

2
46.3 12999
1 0.703
3100 135 224
×
= − =

× ×
Hệ số làm việc khi nén : m
n
= 1
Hệ số làm việc khi uốn : m
u
= 1 vì có b = 14cm < 15cm
Suy ra:
8
BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU GỖ –THIẾT KẾ DÀN VÌ KÈO TAM GIÁC
SVTH: ĐỖ HUY THẠC - XO1/A1 – GVHD: ThS.VÕ VĂN TUẤN
+
ξ
nhip
n n ng u u x
M
N
m R F M R W
12999 28300
0.774 1
1 135 224 1 165 0.703 597
= + = <
× × × × ×
Vậy tiết diện thanh giữa đạt điều kiện nén uốn.
b. Kiểm tra tiết diện mắt B:
-
Hiệu số lực nén của hai thanh cánh thượng hai bên mắt B là:
N
1
– N

2
= 12999-10399=2600 (kg)
-
Diện tích tiết diện thanh đứng BG:
F
đ
=
894
0.532
0.8 2100
= =
BG
a a
N
m R x
(cm
2
)
-
Đường kính thanh đứng:
d
đ
=
4 4 0.532
0.823
π π
×
= =
F
(cm) = 8.23 (mm) < 12mm

Chọn d
đ
= 12mm theo điều kiện cấu tạo.
Ta có:
* h
1
= 5d
đ
sin = 5 x 1.2 x sin21
o
= 2.2 (cm)
* Giả thiết: h
2
= 3.5 (cm)
-
Diện tích tiết diện thu hẹp:
Fth = [16 – (2.2 + 3.5)] x (14 - 1.2) = 131 (cm
2
)
-
Moment kháng thu hẹp:
2
6.4 10
2 213
6
x
Th
W
×
= × =

(cm
3
)
9
q
M
g
nh
M
N
N
G
A
2000
BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU GỖ –THIẾT KẾ DÀN VÌ KÈO TAM GIÁC
SVTH: ĐỖ HUY THẠC - XO1/A1 – GVHD: ThS.VÕ VĂN TUẤN
-
Kiểm tra:
1 2
−
+
goi
n n Th u u Th
M
N N
m R F m R W
2600 19000
0.69 1
1 135 131 1 165 213
= + = <

× × × ×
Vậy tiết diện mắt B bảo đảm điều kiện nén uốn.
c. Kiểm tra ổn đònh ngoài mặt phẳng dàn (y – y)
-
Độ mảnh theo phương y – y là:
214
51.3 75
0.298 0.298 14
λ
= = = <
×
o
y
l
b

-
Hệ số uốn dọc theo công thức thực nghiệm của когеков:
2 2
51.3
1 0.8( ) 1 0.8 ( ) 0.790
100 100
λ
ϕ
= − = − × =
y
-
Kiểm tra:
Nm
n

R
n
F
t
12999 1 135 0.790 224 23890
⇔ ≤ × × × =
kg : đúng
Vật thanh đạt điều kiện ổn đònh
A. TÍNH THANH CÁNH HẠ:
- Nội lực tính tóan: N = N
AG
= 12151 (kg)
Sơ đồ tính:
-
Tải trọng phân bố đều q:
'
' '
1.4 ( ) 1.1
2
bT
Tr Tr
g
q p g= + + ×

45
1.4 160 (180 ) 1.1 447
2
= × + + × =
(kg/m)
-

Moment tác dụng lên thanh cánh hạ:
2 2
447 2
224
8 8
×
= = =
nhip
qd
M
(kgm)
10
BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU GỖ –THIẾT KẾ DÀN VÌ KÈO TAM GIÁC
SVTH: ĐỖ HUY THẠC - XO1/A1 – GVHD: ThS.VÕ VĂN TUẤN
2 2
447 2
179
10 10
×
= − = − =
goi
qd
M
(kgm)
Chọn tiết diện thanh cánh hạ bắng tiết diện thanh cánh thượng: b x h = 14 x 16
(cm)
a. Kiểm tra tiết diện giữa thanh:
Theo công thức:
1
nhip

k k u u
M
N
m R F m R W
+ ≤
Với:
m
k
= 1, do không có giản yếu.
F = b x h = 244 (cm
2
)
m
u
= 1 do có b = 14cm < 15cm
W =
1
6
bh
2
= 597 (cm)
Suy ra:
12151 22400
0.68 1
1 120 224 1 165 597
+ = <
× × × ×

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 hai thanh cánh hạ ở hai
bên mắt G là như nhau nên không cần kiểm tra khả năng chòu lực và ép
mặt.
• Kiểm tra ổn đònh ngoài mặt phẳng dàn:
≤
k k k
N m R F
Với: m
k
= 1 (do không có giảm yếu)
12151 1 120 224 26880
⇒ = = < = × × =
k AG k k
N N m R F
Đạt
B. THANH XIÊN CHỊU NÉN:
a. Thanh BF:
-
Lực nén N
BF
= -2600 kg
-
Giả thiết độ mảnh >75 và tỉ số giữa hai cạnh của tiết diện là k = 2
-
Diện tích tiết diện tính theo điều kiện ổn đònh là:
214 2 2600
83
16 16 135
×
= = × =

o
yc
n
l
kN
N
R
(cm
2
)
-
Chọn tiết diện thanh BF là bxh = 14x7 (cm)
-
Kiểm tra khả năng chòu nén của thanh theo điều kiện ổn đònh:
Diện tích tiết diện: F =7x14 = 98 (cm
2
)
Độ mảnh lớn nhất:
214
106
0.289 0.289 7
λ
= = = =
×
o o
min
l l
r h
 > 75: phù hợp với gải thiết.
11

F
B
h
r
4
2
°
21°
h
r
BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU GỖ –THIẾT KẾ DÀN VÌ KÈO TAM GIÁC
SVTH: ĐỖ HUY THẠC - XO1/A1 – GVHD: ThS.VÕ VĂN TUẤN
Ta có:
2 2
3100 3100
0.276
106
ϕ
λ
= = =
Khả năng chòu nén của thanh là:
1 135 0.276 98 3651 2600
ϕ
= × × × = > =
n n BF
m R F N
(kg)
Vậy thanh đạt yêu cầu chòu nén.
• Kiểm tra khả năng chòu ép mặt của thanh BF:
-

Đầu mắt B:
Cường độ ép mặt xiên thớ góc  = 42
o
là:
42
3
90
1 ( 1)sin 42
=
+ −
o
em
em
o
em
em
R
R
R
R

3
135
53.2
135
1 ( 1)sin 42
22
= =
+ −
o

(kg/cm
2
)
Kiểm tra khả năng chòu ép mặt theo điều kiện:
cos
cos
α α
α
α
α
≤ =
⇒ ≥
r
em em em em em em
em
r
em
bh
N m R F m R
N
h
m b
Với N
em
= N
BF
= 2600 (kg)
m
em
= 1

R
em48
o
= 43.44 (kg/cm
2
)
b = 14 (cm)
2600 cos 42
2.6
1 53.2 14
×
⇒ ≥ =
× ×
o
r
h
(cm)
Chọn h
r
= 3.5 cm <
16
4
4 4
= =
h
(cm)
12
BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU GỖ –THIẾT KẾ DÀN VÌ KÈO TAM GIÁC
SVTH: ĐỖ HUY THẠC - XO1/A1 – GVHD: ThS.VÕ VĂN TUẤN
Khả năng chòu ép mặt đầu B là:

42
14 3.5
1 53.2 3495
cos
cos 42
α
×
= × × =
o
r
em
o
em
bh
m R
(kg) > N
BF
= 2600 (kg)
Diện tích ép mặt là:
14 3.5
66
cos
cos 42
α
×
= = =
r
em
o
bh

F
(cm
2
)
-
Đầu mắt F:
Cường độ ép mặt xiên thớ góc  = 21
o
là:
24
3
135
109
135
1 ( 1)sin 21
22
= =
+ −
o
em
o
R
(kg/cm
2
)
Tương tự ta có:
cos
α
α
≥

em
r
em
N
h
m b
Với N
em
= N
BF
= 2600 (kg)
m
em
= 1
R
em21
o
= 109 (kg/cm
2
)
b = 14 (cm)
2600 cos 21
1.59 ( )
1 109 14
×
⇒ ≥ =
× ×
o
r
h cm

Chọn h
r
= 2cm <
16
4
4 4
h
= =
(cm)
Diện tích ép mặt là:
14 2
30.0
cos
cos 21
α
×
= = =
r
em
o
bh
F
(cm
2
)
Khả năng chòu ép mặt đầu F là:
24
1 109 30.0 3270= × × =
o
em em

em
m R F
(kg) > N
BF
= 2600 (kg)
b. Thanh CE:
-
Lực nén N
CE
= -3052 kG
-
Giả thiết độ mảnh >75 và tỉ số giữa hai cạnh của tiết diện là k = 1.8
-
Diện tích tiết diện tính theo điều kiện ổn đònh là:
251 1.8 3052
100
16 16 135
×
= = × =
o
yc
n
l
kN
F
R
(cm
2
)
-

Chọn tiết diện thanh CE là bxh = 14 x 9 (cm)
13
5
8
°
C
4
2
°
E
h
r
hr
BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU GỖ –THIẾT KẾ DÀN VÌ KÈO TAM GIÁC
SVTH: ĐỖ HUY THẠC - XO1/A1 – GVHD: ThS.VÕ VĂN TUẤN
-
Kiểm tra khả năng chòu nén của thanh theo điều kiện ổn đònh:
Diện tích tiết diện: F =14x9 = 126 (cm
2
)
Độ mảnh lớn nhất:
251
97
0.289 0.289 9
λ
= = = =
×
o o
min
l l

r h
 > 75: phù hợp với giả thiết.
Ta có:
2 2
3100 3100
0.329
97
ϕ
λ
= = =
Khả năng chòu nén của thanh là:
1 135 0.329 126 5596 3052
ϕ
= × × × = > =
n n CE
m R F N
(kg)
Vậy thanh đạt yêu cầu chòu nén.
• Kiểm tra khả năng chòu ép mặt của thanh CE:
-
Đầu mắt C:
Cường độ ép mặt xiên thớ góc  = 58
o
là:
58
3
90
1 ( 1)sin 58
=
+ −

o
em
em
o
em
em
R
R
R
R

3
135
32.7
135
1 ( 1)sin 58
22
= =
+ −
o
(kg/cm
2
)
Kiểm tra khả năng chòu ép mặt theo điều kiện:
cos
em
r
em
N
h

m b
α
α
≥
Với N
em
= N
CE
= 3052 (kg)
14
BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU GỖ –THIẾT KẾ DÀN VÌ KÈO TAM GIÁC
SVTH: ĐỖ HUY THẠC - XO1/A1 – GVHD: ThS.VÕ VĂN TUẤN
m
em
= 1
R
em58
o
= 32.7 (kg/cm
2
)
b = 14 (cm)
3052 cos58
3.53
1 32.7 14
×
⇒ ≥ =
× ×
o
r

h
(cm)
Chọn h
r
= 4 cm ≥
16
4
4 4
h
= =
(cm)
Diện tích ép mặt là:
14 4
105.7
cos
cos58
α
×
= = =
r
em
o
bh
F
(cm
2
)
Khả năng chòu ép mặt đầu B là:
58
1 32.7 105.7 3456

= × × =
o
em em
em
m R F
(kg) > N
CE
= 3052 (kg)
-
Đầu mắt E:
Cường độ ép mặt xiên thớ góc  = 42
o
là:
42
3
135
53.2
135
1 ( 1)sin 42
22
= =
+ −
o
em
o
R
(kg/cm
2
)
Tương tự ta có:

cos
em
r
em
N
h
m b
α
α
≥
Với N
em
= N
CE
= 3052 (kg)
m
em
= 1
R
em42
o
= 53.2 (kg/cm
2
)
b = 14 (cm)
3052 cos 42
3.05
1 53.2 14
×
⇒ ≥ =

× ×
o
r
h
(cm)
Chọn h
r
= 3.5 cm <
16
4
4 4
h
= =
(cm)
Diện tích ép mặt là:
14 3.5
65.94
cos cos 42
r
em
o
bh
F
α
×
= = =
(cm
2
)
Khả năng chòu ép mặt đầu E là:

42
1 53.2 65.94 3506= × × =
o
em em
em
m R F
(kg) > N
BF
= 3052 (kg)
• Tóm lại, ta có các thống kê sau:
Bảng tính tiết diện thanh xiên:
15
200016002000
400
4
0
0
400
200020002000
2
1
4
0
760
2
1
4
0
1520
2

1
4
0
2
1
4
0
2280
2
5
1
0
A'A
12000
2
1
°
BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU GỖ –THIẾT KẾ DÀN VÌ KÈO TAM GIÁC
SVTH: ĐỖ HUY THẠC - XO1/A1 – GVHD: ThS.VÕ VĂN TUẤN
Tên thanh Nội lực
(kg)
Chiều dài l
o
(mm)
F (cm
2
) b x h Khả năng chòu
nén (kg)
BF
CE

2600
3052
2140
2510
98
126
14 x 7
14 x 9
3651
5596
Bảng kiểm tra khả năng ép mặt thanh xiên:
Mắt Nội lực
(kg)
R
em

(kg/cm
2
)
h
r
(cm) F
em
(cm
2
)
em em em
m R F
α
Kết luận

B
F
C
D
2600
2600
3052
3052
53.2
( = 42)
109
( = 21
o
)
32.7
( = 58
o
)
53.2
( = 42
o
)
3.5
2
4
3.5
66
30.0
105.7
65.94

3495
3270
3456
3506
Đạt
Đạt
Đạt
Đạt
C. THANH ĐỨNG:
-
Dùng thép CI, Ra = 2100 kg/cm
2
, tiết diện tròn để làm thanh bung chòu kéo.
-
Hệ số kể đến sự thu hẹp tiết diện do ren là: m
a
= 0.8
-
Diện tích tiết diện thanh bụng yêu cầu:

yc
a a
N
F
m R
=
Suy ra đường kính tiết diện thanh bụng là:

4
yc

F
φ
π
=
với điều kiện cấu tạo
φ
≥
12mm
Kết quả tính cho các thanh được lập ở bảng sau:
Tên thanh Nội lực (kg)
yc
a a
N
F
m R
=
(cm
2
)
Đường kính
φ
(mm)
F
thựctế
BG
CF
DE
894
1818
4588

0.53
1.08
2.73
12
14
22
1.13
1.54
3.80
D. TÍNH MỐI NỐI THANH CÁNH:
-
Sơ đồ bố trí vò trí các mối nối:

16
BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU GỖ –THIẾT KẾ DÀN VÌ KÈO TAM GIÁC
SVTH: ĐỖ HUY THẠC - XO1/A1 – GVHD: ThS.VÕ VĂN TUẤN
1. Mối nối thanh cánh thượng:
- Mối nối thanh cánh thượng dùng liên kết tỳ đầu các bản ghép, truyền lực
qua mặt ép mặt, các bulong bắt theo điều kiện cấu tạo.
-
Chọn 2 bản ghép tiết diện 8x16 (cm)
-
Đường kính bulong:
φ
12, bulong bố trí như sau:

-
Kiểm tra mối nối theo điều kiện ép mặt:
Diện tích mặt ép mặt: F
em

= 14x16 = 224 (cm
2
)
Hệ số điều kiện ép mặt: m
em
= 1
Cường độ ép mặt dọc thớ: R
em
= 135 (kg/cm
2
)
Khả năng chòu ép mặt của mối nối là:
F
em.
m
em.
R
em
= 1x135x224 = 30240 kg > N
em
= N
BC
= 10399 kG
-
Kiểm tra khả năng chòu lực của tiết diện thu hẹp cánh thượng (do lỗ
bulong) theo điều kiện nén uốn:
-
F
th
= 14x16 – 2x1.2x14 = 190 (cm

2
)
3 3
2
,
14 16 14 1,2
2 ( 1.2 14 3 ) 4472
12 12
x Th
J
× ×
= − × + × × =
(cm
4
)
,
4472 2
559
/ 2 16
x Th
Th
J
W
h
×
= = =
(cm
3
)
17

80 80140
S1S1 S1S1S1S1
160
140
S3
S3
8080
260
S2
BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU GỖ –THIẾT KẾ DÀN VÌ KÈO TAM GIÁC
SVTH: ĐỖ HUY THẠC - XO1/A1 – GVHD: ThS.VÕ VĂN TUẤN
-
Để an toàn, ta lấy moment tính toán tại mối bằng moment ở gối là:
M
gối
=19000 (kgcm)
-
Kiểm tra:
10399 19000
0.61 1
1 135 190 1 165 559
+ = + = <
× × × ×
goi
BC
n n Th u u Th
M
N
m R F m R W
Vậy tại mối nối đạt yêu cầu chòu lực.

2. Mối nối thanh cánh hạ:


-
Chọn 2 bản ốp tiết diện 8x16 cm.
Chọn chốt thép dường kính d=16 mm
Với b=30 cm >10d=16 cm, tra bảng ta có:
S
1
= 7d = 7x1.6 = 11.2 cm  chọn S
1
= 12 cm
S
2
= 3.5d = 3.5x1.6 = 5.6 cm  chọn S
2
= 6 cm
S
3
= 3d = 3x1.6 = 4.8 cm  chọn S
3
= 5 cm
h
min
= 2S
1
+ S
2
= 2x4.8 + 5.6 = 15.2 <h = 16 cm  Đạt yêu cầu
-

Tính khả năng chòu lực của liên kết chốt:
• Theo điều kiện ép mặt lên phân tố biên:
T
a
= 80ad = 80x8x1.6 = 1024 (kg)
• Theo điều kiện ép mặt lên phân tố giữa:
T
c
= 50cd = 50x14x1.6 = 1120 (kg)
• Theo điều kiện uốn chốt
T
u
= 180d
2
+2a
2
= 180x1.6
2
+ 2x8
2
= 588.8 kg < 250d
2
= 640 kg
Vậy khả năng chòu lực của một mặt cắt chốt là:
T
ch
= T
u
= 588.8 kg
Số lượng chốt cho một bên liên kết là:

18
BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU GỖ –THIẾT KẾ DÀN VÌ KÈO TAM GIÁC
SVTH: ĐỖ HUY THẠC - XO1/A1 – GVHD: ThS.VÕ VĂN TUẤN
12151
10,3
2 588.8
= = =
×
GF
c
ch
N
n
nT
 Lấy 11 chốt.
Bố trí mỗi bên liên kết gồm 8 chốt và 4 bulong (bulong dùng để liên kết được
chặt chẽ, tránh trượt ra do cong vênh, hoặc những sai lệch khi vận chuyển)
Kiểm tra khả năng chòu kéo của tiết diện thu hẹp theo điều kiện kéo uốn:
F
th
= 14x16 – 2x14x1.6 = 179.2 cm
2
3 3
2
,
14 16 14 1,6
2 ( 1.6 14 3 ) 4366
12 12
x Th
J

× ×
= − × + × × =
(cm
4
)
,
4366 2
545.75
/ 2 16
x Th
Th
J
W
h
×
= = =
(cm
3
)
-
Lấy moment tính toán tại mối bằng moment ở gối là: M
gối
=17900 (kgcm)
-
Hệ số điều kiện làm việc khi kéo là m
k
= 0.8, do có giảm yếu.

-
Kiểm tra:

12151 17900
0.91 1
0.8 120 179.2 1 165 545.75
+ = + = <
× × × ×
goi
GF
n n Th u u Th
M
N
m R F m R W
Vậy mối nối thỏa điều kiện chòu kéo.
E. TÍNH MỘNG ĐẦU DÀN:
-
Lực nén cánh trên: N
AB
= -12999 (kg)
Lực kéo cánh dưới: N
AG
= 12151 (kg)
Phản lực gối tựa: R
A
= 5541 (kg)
19
BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU GỖ –THIẾT KẾ DÀN VÌ KÈO TAM GIÁC
SVTH: ĐỖ HUY THẠC - XO1/A1 – GVHD: ThS.VÕ VĂN TUẤN
-
Tiết diện thanh cánh thượng và thanh cánh hạ là: 14x16 cm
-
Với nội lực và tiết diện thanh đầu dàn như trên, các giải pháp mộng một

răng và hai răng đều không đạt yêu cầu chòu lực. Vì vậy để àn có độ tin
cậy cao, ta dùng giải pháp cấu tạo mộng tỳ đầu có đai thép.
-
Dùng hai bản ốp tiết diện 8x16 cm và chốt thép có đường kính d=16 cm.
1. Kiểm tra ép mặt ở khối ụ đệm:
-
Diện tích ép mặt:
F
em
= bxh = 14x16 = 224 (cm
2
)
-
Khả năng chòu ép mặt là:
m
em.
R
em21
o
.
F
em
= 1x109x224 = 24416 kg > N
em
= N
AB
= 12999 kG
2. Tính thép đai:
-
Bố trí 4 đai thép chòu lực kéo N

AG
.
-
Hệ số điều kiện làm việc khi có nhiều đai cùng chòu lực là n
k
=0.85
-
Cường độ tính toán của thép đai có ren ốc là:
R
đ
= 0.8R
a
= 0.8x2100 = 1680 (kg/cm
2
)
-
Tiết diện cần thiết của 1 đai là:
12151
2.127
4 4 0.85 1680
= = =
× ×
AG
Th
k d
N
F
n R
(cm
2

)
-
Chọn đai
φ
22
3. Tính liên kết 2 bản ốp vào thanh cánh hạ:
-
Dùng chốt thép có d=16 mm
-
Cách tính tóan hoàn toàn giống như tính nối thanh cánh hạ như ở trên.
-
Số lượng chốt yêu cầu: n
c
=11 chốt
Bố trí 9 chốt và 4 bulong.
Khoảng cách giữa các chốt lấy như mối nối thanh cánh hạ.
20
BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU GỖ –THIẾT KẾ DÀN VÌ KÈO TAM GIÁC
SVTH: ĐỖ HUY THẠC - XO1/A1 – GVHD: ThS.VÕ VĂN TUẤN
- Kiểm tra thanh cánh hạ bò giảm yếu bởi chốt theo điều kiện uốn kéo:
giống như mối nối thanh cánh hạ (do tiết diện và nội lực đều giống nhau)
4. Tính thép góc đỡ đai:
- Đặt ở đầu khối ụ đệm một thép [ nằm ngang và hai thép L 100x8 nằm đứng.
Các đai được liên kết với hai thép góc đứng này.
a. Tính thép [ ngang:
- Sơ đồ tính như sau:
12151
868
14
= = =

AG
N
q
b
(kg/cm)
Moment uốn lớn nhất:
max
2 2 2 4
= × − × ×
AG
N
l b b
M q

2
12151 22 868 14
45565
2 2 8
×
= × − =
(kgcm)
Chọn thép ngang [ N
o
27
W
y
= 46.7 cm
3

max

45565
976 2100
46.7
σ
= = = < =
y
M
R
W
(kg/cm
2
)
Vậy thép đã chọn đủ yêu cầu chòu lực
b. Tính thép L đứng:
21
BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU GỖ –THIẾT KẾ DÀN VÌ KÈO TAM GIÁC
SVTH: ĐỖ HUY THẠC - XO1/A1 – GVHD: ThS.VÕ VĂN TUẤN
- Chọn thép đứng là 2 L 100x8

max
147
20.3
10 2.75
J
W
y
= = =
−
(cm
3

)
-
Sơ đố tính:
12151
380
2 2 16
= = =
×
AG
N
q
h
(kg/cm)
Moment uốn lớn nhất:
max
4 2 2 4
AG
N
l h h
M q= × − × ×
2
12151 22 16
380 21255
4 2 8
= × − × =
(kGcm)
-
Kiểm tra:
21255
1047 2100

20.3
σ
= = = < =
M
R
W
(kg/cm
2
)
Vậy thép đã chọn đủ yêu cầu chòu lực.
5. Tính gối tựa:
-
Cấu tạo guốc kèo tiết diện 6x14 (cm), dài 60 cm, phần ăn vào gối tựa cao 2
cm.
-
Bề rộng gối:
90
5541
18
R 14 22
= = =
×
A
g
em
R
b
b
(cm)
Chọn b

g
= 20cm
-
Bề dài gối lấy theo cấu tạo:
l
g
= 2b = 2x14 = 28 (cm)
-
Bề dày gối đỡ xác đònh từ điều kiện chòu uốn như console:
A
g
R
q
l
=
Moment uốn gối đỡ:
2
( )
2 4 8
− − −
= × × =
g g A g
A
g g
l b l b R l b
R
M
l l

2
5541(28 14)
4848
8 28
−
= =
x
(kgcm)
-
Bề dày gỗ nối:
6 6 4848
2.97
20 165
δ
×
= = =
×
g
g u
M
b R
(cm)
Chọn
g
δ
= 4cm
F. TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA CÁC MẮT DÀN:
22
160
d = 22

100
d = 12
l = 100
15
1
4
0
9
0
E
320
BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU GỖ –THIẾT KẾ DÀN VÌ KÈO TAM GIÁC
SVTH: ĐỖ HUY THẠC - XO1/A1 – GVHD: ThS.VÕ VĂN TUẤN
1. Mắt giữa dưới:
Cấu tạo mắt giữa dưới như sau:
-
Kiểm tra ép mặt thanh xiên lên trụ 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:
N
em
= 2N
CE
sin42
o
= 2 x 3052 x sin42
o

= 4084 (kg)
Diện tích ép mặt yêu cầu là:
90
4084
186
1 22
= = =
×
em
em
em em
N
F
m R
(cm
2
)
Suy ra chiều dài mặt ép mặt yêu cầu là:
186
13.3
14
≥ = =
em
yc
F
l
b

Theo cấu tạo:
2( 42 )

2
2sin 42
= +
o
CE
EF
u
o
h
h
l Tg

16 9
2 ( 42 ) 27.86 13.3
2
2sin 42
= × + = > =
o
yc
o
Tg l
(cm)
-
Với trường hợp tải trọng chỉ đặt ở nửa 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 h
r
trong
trường hợp này.
• Nhận xét:
Trong trường hợp tải trọng chỉ đặt ở nửa dàn trái, đối với dàn tam giác đã chọn

ta vẫn có:
N
CE
= 3052 (kg) nhưng N
C’E
= 0
23
d = 16
BU LÔNG
d = 12
100
5050
120 100 100 100 100 120
640
140
1
4
0
1
6
0
BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU GỖ –THIẾT KẾ DÀN VÌ KÈO TAM GIÁC
SVTH: ĐỖ HUY THẠC - XO1/A1 – GVHD: ThS.VÕ VĂN TUẤN
Suy ra:
• Ụ đệm sẽ ép mặt dọc thớ lên cánh hạ với lực ép mặt:
N
em
= N
CE
cos42

o
= 3052 x cos42
o
= 2268 (kg)
• Diện tích mặt ép mặt là:
F
em
= h
r
b = 1.5x14 = 21 (cm
2
)
• Khả năng chòu ép mặt:
M
em
.R
em
.F
em
= 1x135x21 = 2835 > N
em
= 2268 (kg)
Vậy cấu tạo h
r
= 1.5 cm là đạt yêu cầu.
-
Kiểm tra tiết diện giảm yếu ở thanh cánh hạ theo điều kiện kéo uốn:
(cm
2
)

(cm
3
)
14 2.2
2
2 [ (16 1.5)] 171.1 ( )
2
−
= × × − =
Th
F cm
2
(14 2.2) 14.5
3
413 ( )
6
− ×
= =
Th
W cm
Kiểm tra:
9721 17900
0.85 1
0.8 120 171.1 1 165 413
+ = + = <
× × × ×
goi
EF
n n Th u u Th
M

N
m R F m R W
Vậy tại tiết diện giảm yếu đủ khả năng chòu lực.
2. Mắt đỉnh dàn:
- Cấu tạo như sau:
24
C
3
5
1
4
0
1
6
0
9
0
1
4
0
THÉP TRÒN
d = 14
1
5
80
1
2
0
BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU GỖ –THIẾT KẾ DÀN VÌ KÈO TAM GIÁC
SVTH: ĐỖ HUY THẠC - XO1/A1 – GVHD: ThS.VÕ VĂN TUẤN

Kiểm tra ép mặt đỉnh (xiên thớ góc =21
o
)
( )( )
cos 2
α
α
= − −
em
h a
F b d tg

16 11
(14 2.2) ( 21 ) 177
2
cos 21
= − × − × =
o
o
tg
(cm
2
)
cos 7799 cos 21 7281
α
= = × =
o
em CD
N N
(kg)

Khả năng chòu ép mặt:
m
em
.R
em21
o
.F
em
= 1x109x177 = 19293 > N
em
= 7281 (kg)
Kiểm tra tiết diện thu hẹp theo điều kiện nén uốn:
F
th
= 14x16-2.2x16-2x14x1.2+1x2.2x1.2 = 160 (cm
2
)
3 3 3
3
14 16 2.2 16 5.9 1.2
4 5.9 1.2 3 4519.39
12 12 12
 
× × ×
= − − × + × × =
 
 
x
J
(cm

4
)

4519.39 2
565
/ 2 16
×
= = =
x
x
J
W
h
(cm
3
)
Kiểm tra:
7799 190000
0.56 1
1 135 160 1 165 565
+ = + = <
× × × ×
goi
CD
n n Th u u Th
M
N
m R F m R W
Vậy mắt đỉnh dàn đủ khả năng chòu lực.
3. Mắt trung gian C:

25
BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU GỖ –THIẾT KẾ DÀN VÌ KÈO TAM GIÁC
SVTH: ĐỖ HUY THẠC - XO1/A1 – GVHD: ThS.VÕ VĂN TUẤN
-
Kiểm tra ép mặt trụ đệm
* Ép mặt dọc thớ:
1.5 14 21
em
F = × =
(cm
2
)
sin 1818 sin 21 652
α
= = × =
o
em CF
N N
(kg)
Khả năng chòu ép mặt:
m
em
.R
em21
o
.F
em
= 1x109x21 = 2289 > N
em
= 652 (kg)

=> Thỏa
* Ép mặt ngang thớ:
1818 cos 21 1697
α
= = × =
o
em CF
N N cos
(kg)
90
22
em
R =
(kg/cm
2
)
Diện tích ép mặt yêu cầu là:
90
1697
77
1 22
≥ = =
×
em
em
em em
N
F
m R
(cm

2
)
77
5.5
14
⇒ ≥ =x
(cm)
Chọn x = 12 cm
Kiểm tra tiết diện thu hẹp theo điều kiện nén uốn:
F
th
= 14x16 – 1.4x11 -14x1.5– 14x3.5 = 138.6 (cm
2
)

2
6.3 11
2 254.1
6
x
W
×
= × =
(cm
3
)
Kiểm tra:
10399 7799 19000
0.59 1
1 135 138.6 1 165 254.1

−
−
+ = + = <
× × × ×
goi
BC CD
n n Th u u Th
M
N N
m R F m R W
 Đạt
Vậy mắt trung gian C đủ khả năng chòu lực.
4. Mắt trung gian F:
26
BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU GỖ –THIẾT KẾ DÀN VÌ KÈO TAM GIÁC
SVTH: ĐỖ HUY THẠC - XO1/A1 – GVHD: ThS.VÕ VĂN TUẤN
-
Kiểm tra ép dưới miếng đệm ecu:
Chọn miếng đệm ecu kích thước 7x7 cm (a=5; d=5x1.4=7 cm)
Do
1
3
a b>
nên diện tích ép mặt là:
7 14 98
em
F ab= = × =
(cm
2
)

Khả năng chòu ép mặt ngang thớ là:
90
1 22 98 2156
em em em
m R F = × × =
> N
em
= N
CF
=1818 (kg)  Đạt
Kiểm tra tiết diện thu hẹp theo điều kiện kéo uốn:
F
th
= (2.2 + 4.4 + 4.2)x(14 – 1.4) = 136.08 (cm
2
)
3 3 3
2
(14 1.4) 4.4 (14 1.4) 2.2 (14 1.4) 4.2
5.9 (14 1.4) 4.2
12 12 12
Th
J
− × − × − ×
= − + + − ×

2686=
(cm
4
)

2686 2
335.75
/ 2 16
Th
x
J
W
h
×
= = =
(cm
3
)
Kiểm tra:
12151 9721 17900
0.51 1
0.8 120 136.08 1 165 335.75
−
−
+ = + = <
× × × ×
goi
GF FE
n n Th u u Th
M
N N
m R F m R W
 Đạt
Vậy mắt trung gian F đủ khả năng chòu lực

 
 Tháng 12-2004
27