giáo trình kết cấu gỗ

86 19 0
  • Loading ...
1/86 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 10/10/2018, 08:30

đây là một tài liệu rất cần thiết liên quan đến môn học kết cấu gỗ và là một tài liệu để trang bị cho những kỹ sư ra trường những kiến thức căn bản và tính chất cơ lý về gỗ cũng như các bạn sinh viên để trang bị kiến thức trước khi ra trường Chơng mở đầu Đại cơng kết cấu gỗ Đ1 Đặc điểm phạm vi áp dụng kết cấu gỗ Kết cấu gỗ tên chung loại công trình xây dựng hay phận công trình chịu tải trọng làm vật liệu gỗ chủ yếu vật liệu gỗ Cột nhà, kèo nhà, khung gỗ nhà, cầu gỗ, kết cấu gỗ nén kéo Vật liệu làm kết cấu gỗ toàn gỗ mà có vật liệu khác kết hợp nh thép, tre, chất dẻo Ví dụ: dàn hỗn hợp thép - gỗ, lợi dụng tính chất thép chịu kéo tốt, chịu nén kém, gỗ lại chịu kéo kém, chịu nén tốt, bố trí chịu kéo thép, chịu nén làm gỗ Bộ phận chịu lực đơn giản kết cấu đợc gọi cấu kiện; kết cấu gỗ, cấu kiện gỗ hộp, gỗ tròn, ván hay gỗ dán Một hệ kết cấu gồm nhiều cấu kiện liên kết với mà thành, ví dụ dàn, vòm, khung, hệ mái nhà, Nhiều kết cấu kết hợp với nhau, với kết cấu bao che phận phụ trợ khác, làm thành công trình hoàn chỉnh, thích ứng với nhiệm vụ sử dụng định Tất phận, cấu kiện gỗ công trình phải đợc thiết kế, tính toán để đảm bảo yêu cầu sử dụng chịu lực Kết cấu gỗ phải thích ứng đợc với yêu cầu sử dụng đề cho công trình, phải có đủ độ bền [Trạng thái giới hạn I (bền, ổn định, biến hình, )], độ cứng [Trạng thái giới hạn II (võng, chuyển vị, độ lún, nứt, dao động, ) ] tiết kiệm vật liệu Ngoài phải xét đến yêu cầu khác: tiết kiệm công chế tạo, dễ dựng lắp, dễ sửa chữa, đẹp, Ưu, khuyết điểm kết cấu gỗ Gỗ vật liệu xây dựng tự nhiên phổ biến khắp nơi, kết cấu gỗ đợc sử dụng rộng rãi từ lâu đời Để sử dụng tốt hợp lý kết cấu gỗ, cần biết u khuyết điểm phạm vi áp dụng thích hợp * Ưu điểm: - Gỗ vật liệu nhẹ khoẻ, có tính chất học cao so với trọng lợng riêng nhỏ + Khoẻ: Đợc đánh giá thông qua cờng độ Để đánh giá phẩm chất gỗ, ta so sánh khả chịu lực gỗ với vật liệu khác cờng độ chịu kéo chịu nén hai trạng thái làm việc thông dụng vật liệu: Thép (CCT34) Bê tông (#200) B15 Gỗ (nhóm IV) Gạch (gạch #75, #50) vữa R/f (kG/cm2) (kG/m3) 2100 90/85 150 13 7850 2500 1550 1800 γ R (tỉ số trọng lợng riêng chia cho cờng ®é vËt liƯu) Víi thÐp CT3, c = 3,7.10-4 m-1; bê tông B15 có c = 2,4.10-3 m-1; gỗ xoan có c = 4,3.10-4 m-1 + Nhẹ: Để đánh giá phÈm chÊt nµy ngêi ta dïng hƯ sè c = cthép < cgỗ < cbêtông < cgạch đá - Là vật liệu phổ biến mang tính chất địa phơng, gỗ có mặt khắp nơi từ đồng đến miền núi, khai thác chỗ, vờn nhà (xoan, mít, bạch đàn, xà cừ, phi lao, ) - Gỗ dễ chế tạo, cần sử dụng loại dụng cụ đơn giản, phổ biến dễ dàng xẻ, ca, bào, khoan lỗ, đóng đinh,, chế tạo chỗ Trong đó, với vật liệu thép thờng phải chế tạo nhà máy, sử dụng thiết bị chuyên dụng, phức tạp, cồng kềnh Còn với bê tông cốt thép phải lắp dựng cốppha, trộn, đổ, đầm, theo yêu cầu kĩ thuật chặt chẽ - Hình thức đẹp, sang trọng * Khuyết điểm: - Gỗ vật liệu không bền, dễ bị h hỏng mục, mối, mọt, loại vật liệu dễ cháy, tuổi thọ không cao - Gỗ loại vật liệu có tính không đồng nhất, không đẳng hớng, không phù hợp với giả thuyết thờng dùng tính toán Do cấu tạo gỗ gồm thớ xếp theo phơng dọc, gồm nhiều thành phần khác từ ngoài, từ xuống dới (sẽ tìm hiểu kĩ sau), vật liệu gỗ không đồng đẳng hớng Vì vậy, sử dụng giả thuyết tính toán phải sử dụng hệ số an toàn cao phải lựa chọn gỗ cẩn thận thích hợp với yêu cầu thiết kế - Gỗ thờng có nhiều khuyết tật làm giảm khả chịu lực làm cho việc chế tạo khó khăn: mắt gỗ, khe nứt, thớ vẹo, lỗ mục, thân dẹt, thót ngọn, - Gỗ loại vật liƯu ngËm níc; vËy, thêi tiÕt thay ®ỉi dễ bị dãn nở hay co ngót không dẫn đến nứt nẻ, cong vênh, ảnh hởng đến hình dáng, bề mặt độ chặt liên kết, lắp ráp không khít Để đề phòng khuyết điểm trên, ngời ta thờng dùng biện pháp xử lý gỗ không bị mục, mọt, không dùng gỗ tơi, gỗ ẩm mức độ quy định, sấy khô gỗ trớc sử dụng Đồng thời phải tăng mức độ an toàn kết cấu cách lựa chọn vật liệu sử dụng chỗ, dùng phơng pháp tính toán sát với thực tế làm việc kết cấu Tất khuyết điểm gỗ thiên nhiên cha qua chế biến Với biện pháp đại, ngời ta loại trừ khuyết điểm Ngày sử dụng gỗ tròn mà dùng nhiều gỗ dán Loại vật liệu có đủ tính chất loại vật liệu xây dựng quý giá: nhẹ, khoẻ, chịu lực tốt mà đẹp mắt, dễ vận chuyển, dựng lắp, không bị mục, mối, mọt, khả chịu lửa cao Phạm vi áp dụng kết cấu gỗ Kết cấu gỗ thờng sử dụng cho công trình sau: - Nhà dân dụng: nhà tầng, tầng, - Nhà công cộng: hội trờng, trụ sở, nhà văn hoá, trờng học - Nhà sản xuất: kho thóc gạo, chuồng trại chăn nuôi, xởng chế biến thực phẩm, xởng sản xuất, sửa chữa nhỏ, Cũng dùng cho nhà máy lớn có cầu trục nh nhà máy xẻ chế biến gỗ, khí nhẹ; còng cã thĨ dïng c¸c xëng ho¸ chÊt cã chất ăn mòn kim loại thay cho kết cấu thép - Giao thông vận tải: làm cầu cho ôtô, đờng sắt, nhịp tới vài chục mét - Thuỷ lợi: cầu tầu, bến cảng, cửa van, cửa âu thuyền, cống nhỏ, đập nhỏ - Thi công xây dựng: làm đà, giáo, ván khuôn, cọc tre, ván, cọc, tờng chắn, Tuy nhiên, nói chung, kết cấu gỗ thích hợp với công trình loại vừa nhỏ, không mang tính chất vĩnh cửu Đ2 Lịch sử phát triển Trên giới, kết cấu gỗ đợc sử dụng từ sớm đạt đợc nhiều thành tựu Từ thời La Mã ngời ta dựng đợc kèo nhà gỗ nhịp tới 23 m Trung Quốc thời phong kiến xây dựng đợc tháp chùa gỗ tầng cao 66 m, cung điện gỗ dài 66m, rộng 34m, cao 32m hay cầu gỗ dài tới 300 m Thời kì phục hng thời kì đầu sản xuất t chủ nghĩa, với việc khí hoá khai thác gia công gỗ, đời phát triển môn khoa học chuyên ngành đa kết cấu gỗ đến bớc tiến Hàng loạt hình thức kết cấu đời làm cho khả ứng dụng kết cấu gỗ rộng lớn Từ kỷ 19, kim loại sản xuất nhiều yêu cầu kỹ thuật mới, gỗ không giữ địa vị kết cấu công trình mà nhờng chỗ cho thép sau bê tông cốt thép Tuy nhiên, gỗ đợc dïng nhiỊu tÝnh kinh tÕ vµ phÈm chÊt kü thuật cao Thời đại, Liên Xô (cũ), ngời ta xây dựng đợc công trình lớn làm gỗ: mái nhà triển lãm vỏ lới không gian nhịp tới 100m, tháp nớc, tháp làm nguội cao tới 36 m, tháp vô tuyến điện cao 190 m, cầu ôtô nhịp tới 40 m, Ngày giới, trình độ phát triển kết cấu gỗ đạt cao: + Về vật liệu: vật liệu gỗ qua chế biến giới, hoá chất để đạt chất lợng cao ổn định Việc khai thác, gia công, chế biến hoàn toàn giới hoá Từ vật liệu gỗ thiên nhiên, ngời ta chế tạo vật liệu nhân tạo: gỗ dán keo, gỗ dán mỏng (fane), gỗ ép, Với vật liệu này, làm nên kết cấu có kích thớc, hình dạng + Về cách chế tạo, lắp ghép: hầu hết đợc công nghiệp hoá + Về kết cấu: hình thức kết cấu ngày trở nên phong phú hoàn thiện Kết cấu gỗ ngày đáp ứng cho hầu hết loại công trình có nhiệm vụ sử dụng khác nhau, với chất lợng công trình cao ngang vật liệu thép bê tông cốt thép Việt Nam, kết cấu gỗ có lịch sử lâu đời Kết cấu gỗ thờng đợc sử dụng công trình nhà ở, đình chùa, thành quách, công sự, pháo đài, công trình giao thông, thuỷ lợi Nhân dân ta có truyền thống sử dụng gỗ đạt đợc trình độ cao nghệ thuật nh kỹ thuật kết cấu gỗ Tuy nhiên, biết kế thừa mà cha phát huy đợc nhiều, gỗ dùng công trình lớn, hình thức kết cấu nghèo nàn Vì thế, điều kiện phát triển nh nay, chúng ta, ngời thiết kế, phải đợc trang bị kiến thức khoa học kinh nghiệm thiết kế, chế tạo, nghiên cứu gỗ Việt Nam Chơng I Vật liệu gỗ xây dựng Đ1 Rừng Gỗ Việt Nam Rõng ViƯt Nam Níc ta lµ níc cã nhiỊu rừng đất rừng, chiếm khoảng 43,8% diện tích toàn qc, diƯn tÝch rõng chiÕm kho¶ng 10,5 triƯu ha, rừng gỗ tốt 3,3 triệu Hàng năm khai thác 6-8 triệu m gỗ nhiều tre nứa Rừng nớc ta có nhiều loại gỗ tốt gỗ quý, phân bố khắp nơi nớc: Rừng Việt Bắc có: lim, nghiến, vàng tâm Rừng Tây Bắc có: trai, đinh, lim, lát, mun Khu Bốn: Đinh, lim, sến, táu Nghệ An; huê mộc, giáng hơng Quảng Bình Nam Trung Bộ có: kiền kiền, trắc, mun, cẩm lai Vùng duyên hải Nam Bộ: có đớc, tràm Miền Đông: có mun, cẩm lai, lăng Gỗ rừng núi mà có địa phơng nông thôn, đồng nh: xoan, phi lao, mít, xà cừ, bạch đàn, keo Tuy nhiên rừng gỗ nớc ta hầu hết rừng thiên nhiên, lẫn gỗ tốt gỗ xấu, suất khai thác không cao Đồng thời, qua hàng kỉ khai thác không khoa học, rừng bị tàn phá nghiêm trọng, chất lợng rừng trữ lợng gỗ giảm sút rõ rệt Do đó, việc phát triển khai thác gỗ phải đôi với việc bảo vệ, cải tạo gây trồng rừng Gỗ Việt Nam Trong số hàng ngàn loại gỗ rừng, sử dụng khoảng 400 loại khác Hiện có hai cách phân loại gỗ Cách phân loại thứ nhất: Theo tập quán lâu đời nhân dân: Các loại gỗ sử dụng đợc chia làm bốn nhóm vào vẻ đẹp, tính bền vững gỗ làm nhà, đồ đạc Cách hai: theo nghị định phủ a Nhóm gỗ quý: gồm loại gỗ có màu sắc đẹp, hơng vị đặc biệt, không bị mối, mọt, mục, chủ yếu đóng đồ quý giá, hàng mĩ nghệ Ví dụ: gỗ gụ, trắc, mun có vân đẹp, màu bóng thẫm, tính chất học cao, nặng Lát hoa màu nâu hồng, vân gợn sóng, chịu đợc ma nắng, tính chất học cao Ngọc trai, ngọc am, trầm hơng loại gỗ quý thông dụng khác Gỗ quý hầu nh không dùng công trình xây dựng Hiện gỗ quý ngày b Nhóm thiết mộc: gồm loại gỗ nặng cøng nhÊt, tÝnh chÊt c¬ häc rÊt cao, Ýt bị mục, mối, mọt, thờng dùng cho công trình chịu lực nặng Đó loại gỗ: đinh, lim, sến, táu (tứ thiết), trai, nghiến Đinh thờng có vùng Tây Bắc Lim Quảng Bình, Thanh Hoá, Hoà Bình, Hà Bắc, Lạng Sơn Sến, táu vùng Thanh Hoá, Nghệ An, Hà Tĩnh Nghiến, trai Tây Bắc Thiết mộc sản vật rừng nớc ta, có giá trị đặc biệt, nhiên ngày Không nên dùng chúng xây dựng không kinh tế, nên dùng nơi khó có vật liệu khác thay thế, cần vật liệu có độ đàn hồi lớn mà lại phải khoẻ c Nhóm hồng sắc: gồm loại gỗ có màu sắc hồng, nâu, đỏ, nhẹ hơn, cứng nhóm tứ thiết Thờng chia làm hai loại: hồng sắc tốt hồng sắc thờng - Gỗ hồng sắc tốt: dẻo, dễ gia công, tính chất học cao, chịu đợc nớc, bị mục, mối, mọt, dùng làm nhà cửa, đóng tàu thuyền, đóng đồ dùng tốt Ví dụ: mỡ, dổi, tếch, vàng tâm, săng lẻ, gội nếp, gội tẻ, - Gỗ hồng sắc thờng: gỗ không chịu ®ỵc mơc, mèi, mät VÝ dơ: re (re ®á, re xanh), muồng, sâu sâu, ràng ràng, sồi, xoan d Nhóm gỗ tạp: gồm loại gỗ xấu, màu trắng, nhẹ, mềm, dễ bị mối mọt, tính chất học thấp Trớc không sử dụng làm kết cấu chịu lực, nhng hiƯn cßn rÊt nhiỊu rõng níc ta, cần nghiên cứu để tận dụng loại gỗ Cùng với cố gắng ngành công nghiệp khai thác cung cấp gỗ, ngời thiết kế sử dụng gỗ có nhiệm vụ nghiên cứu để sử dụng tốt, hợp lý, tiết kiệm, kéo dài tuổi thọ gỗ nh tận dụng loại gỗ Đ2 Các quy định phân loại sử dụng gỗ Nh nói, nớc ta có nhiều loại gỗ, có đặc điểm, tính chất khác nhau, cần phải nghiên cứu sử dụng chỗ hợp lý, tiết kiệm Ngoài việc cung cấp gỗ cho sử dụng khan việc khai thác khó khăn, phơng tiện thiếu thốn, việc sử dụng quản lý gỗ cha tốt, gây lãng phí Vì phủ đa số quy định quản lý, phân loại sử dụng gỗ cho hợp lý tiết kiệm Phân loại gỗ sử dụng Gỗ sử dụng đợc chia làm nhóm vào tính chất lý, màu sắc, cấu trúc, thích ứng với phạm vi sử dụng định Nhóm I: gồm gỗ có màu sắc, mặt gỗ, hơng vị đặc biệt, tức loại gỗ quý (trắc, gụ, lát, mun,) Nhóm II: Gồm loại gỗ có tính chất học cao Nhóm thiết mộc (đinh, lim, sến, táu, trai, nghiến, kiền kiền,) nằm nhóm Nhóm III: gồm loại gỗ có tính dẻo, dai dùng để đóng tàu thuyền nh chò chỉ, tếch, săng lẻ, Nhóm IV: gồm loại gỗ có màu sắc, mặt gỗ khả chế biến thích hợp cho công nghiệp gỗ lạng đồ mộc nh re, mỡ, vàng tâm, dổi Từ nhóm V - VIII: xếp loại vào sức chịu lực gỗ, cụ thể dựa vào trọng lợng riêng gỗ Nhóm V: gồm loại gỗ hồng sắc tốt: dẻ, thông, Nhóm VI: gồm loại gỗ hồng sắc thờng: sồi, ràng ràng, bạch đàn, Nhóm VII - VIII: nhóm gỗ tạp xấu: gạo, núc nác, không dùng xây dựng đợc * Gỗ làm công trình xây dựng đợc quy định nh sau: - Công trình lâu năm, quan trọng, phận chịu nắng, ma đợc dùng gỗ nhóm II làm kết cấu chịu lực: trừ lim, táu, nghiến - Nhà cửa thông dụng: dùng gỗ nhóm V làm kết cấu chịu lực - Các phận không chịu lực nh khung cửa, chịu lực nhỏ nh li tô, cầu phong, kết cấu nhà tạm, cọc móng, chống dùng gỗ nhóm VI trở xuống 10 Các quy định kích thớc gỗ - Gỗ dùng xây dựng phải có đờng kính từ 15 cm trở lên, dài 1m không 4,5 m Một số phận kết cấu lớn quan trọng, yêu cầu dài nh dầm nhà, kèo nhà, cột nhà, dầm cầu dùng gỗ lớn 4,5 m Quy định hạn chế sử dụng gỗ dài, không đáp ứng đợc, bắt buộc phải tận dụng gỗ nhỏ ngắn Yêu cầu đờng kính lớn 15cm để gỗ có đủ khả chịu lực - Kích thớc gỗ xẻ phải tuân theo quy cách thống nhất: + Gỗ ván có chiều dày 1- cm + Gỗ hộp tiết diện nhỏ x cm đến lớn 20 x 20 cm Ngoài phải bảo quản gỗ trớc sử dụng, loại gỗ dùng làm phận chịu lực cho công trình phải đợc ngâm tẩm, sấy khô, bảo quản hoá chất Ngoài có tiêu chuẩn TCVN 1072-71 quy định phân nhóm gỗ theo tính chất lý, tiêu chuẩn TCVN 1075-71 quy định kích thớc gỗ xẻ tiêu chuẩn khác quy định kích thớc gỗ tròn, khuyết tật gỗ tròn, thuật ngữ thống gỗ xẻ, phơng pháp thử tính chất lý gỗ, 11 Đ3 Dàn mộng Đặc điểm dàn mộng Dàn mộng dàn mà nén liên kết với vào kéo mộng rãnh Các dàn làm gỗ hộp tròn, riêng đứng chịu kéo dùng thép tròn u điểm: chế tạo đơn giản, sản xuất trờng, không cần thiết bị máy móc Nhợc điểm: khó chế tạo giới, không sản xuất hàng loạt đợc, dùng nhiều lao động thủ công cần thợ lành nghề Khi nhịp tới 12 - 15 m, dàn cấu tạo phức tạp, nặng nề, dùng nhịp lớn 18m Dàn mộng thờng dàn tam giác, dàn hình thang mái dốc nhỏ dàn có cánh song song mét m¸i dèc l =7 - 18 m; kbt =6 - 4,5; h = - l 12 Liên kết mộng truyền đợc lực nén nên xiên phải hớng cho cã néi lùc nÐn Nh vËy, ë dµn tam gi¸c, l =7 - 18 m; kbt=5,5 - 4; hl = xiên phải hớng xuống, dàn hình thang hay chữ nhật, xiên phải hớng lên Tuy nhiên, chịu tải nửa nhịp, khoang dàn hình thang chữ nhật, l =10 - 20 m; kbt=6 - 4,5; h = l xiªn hớng lên chịu kéo, phải cấu tạo thêm xiên hớng xuống khoang Dàn mộng đợc sử dụng tơng đối phổ biến mái nhà dân dụng công nghiệp với vật liệu lợp nh ngói, fibrô ximăng, tôn, có trần hay trần Cấu tạo tính toán dàn a Cánh - Cấu tạo: Cánh làm gỗ hộp, gỗ tròn, kích thớc tiết diện không nhỏ 10 cm 32 Nếu nhịp dàn nhỏ (dới m), cánh xiên liên tục từ gối tới đỉnh Với nhịp dàn lớn phải nối nhng giữ nguyên tiết diện Cấu tạo mối nối dùng kiểu tì đầu đơn giản, hai bên có ghép bulông cấu tạo Vị trí nối nên gần mắt, phạm vi 1 ữ khoảng mắt - Tính toán: Tiết diện cánh tính ổn định theo công thức chịu nén tâm, chiều dài tính toán nh nói trớc Nếu có tải trọng đặt mắt, gây uốn cục phải tính theo công thức chịu nén uốn Ngoài phải thử lại cờng độ tiết diện giảm yếu thanh, tiết diện mắt bị giảm yếu rãnh mộng bulông xiết b Cánh dới - Cấu tạo: Thanh cánh dới thờng tiết diện với cánh nhng phải chọn loại gỗ tốt Thanh cánh dới thờng phải nối, mối nối thờng dùng liên kết chốt ghép - Tính toán: Thanh cánh dới đợc tính theo công thức chịu kéo tâm Các tiết diện cần kiểm tra là: + Tiết diện mắt đầu dàn bị giảm yếu rãnh mộng, bulông an toàn, gỗ táp + Tiết diện chỗ nối Khi có mômen uốn tải trọng đặt mắt bụng hội tụ lệch tâm tính theo công thức chịu kéo uèn c Thanh xiªn 33 Thanh xiªn nªn cã tiÕt diện hình vuông, hình chữ nhật có bề dày bề dày cánh cạnh theo tính toán Thanh xiên chịu nén tâm, tiết diện đợc kiểm tra theo ổn định mặt phẳng dàn, chiều dài tính toán khoảng cách tâm mắt d Thanh đứng Thanh đứng thờng làm thép tròn, làm gỗ hộp nhng khó liên kết vào cánh phá hoại hay xảy chỗ liên kết Ngoài ra, trình sử dụng, dàn võng xuống nhiều căng dàn thẳng lên Thanh đứng thép tròn cấu tạo nh căng có ren hai đầu Tiết diện đợc chọn theo công thức: F N 0,8R k Mắt dàn a Sự hội tụ trục dàn Trục (trục nội lực) phải hội tụ điểm Tuy nhiên, dàn mộng, cánh có khoét rãnh nên phai ý cho tiết diện có rãnh (ở mắt) không bị ứng suất lớn lệch tâm mắt gối dàn, ®iĨm héi tơ n»m trªn trơc ®i qua tiÕt diƯn giảm yếu cánh dới mắt trung gian, nói chung hội tụ theo trục giảm yếu cánh, theo trục hình học tiết diện nguyên b Mắt gối dàn Mắt gối dàn làm theo kiểu rãnh mộng răng, có bulông an toàn xiết chặt Bên dới cánh dới có gỗ guốc có tác dụng đỡ đầu bulông an toàn để cố định vị trí dàn với gỗ gối Dàn đặt lên tờng cột qua gỗ gối đoạn gỗ ngắn để phân bố phản lực lên tờng cột 34 Nn Nn α Nk Nd Nb 31° Nd Nb Tms + Td 31° Nn α Tms + Td ThiÕt kÕ mắt gối dàn gồm tính toán ép mặt trợt liên kết mộng, tính bulông an toàn, gỗ guốc, gỗ gối - Bulông an toàn: Bulông an toàn có tác dụng xiết hai cánh vào để đảm bảo chặt chẽ dàn tác dụng bảo hiểm phần gỗ đầu dàn bị trợt đi, bulông giữ cánh thời gian để sửa chữa Trục bulông thẳng góc với cánh Bulông làm việc đầu cánh dới bị trợt, sụp xuống Lúc đó, đầu tì mạnh vào dới xuất lực ma sát Phản lực Nđ dới dới nghiêng với phơng thẳng đứng góc góc ma sát (31o) Thanh cánh cân dới tác dụng lực nén N, phản lực N đ lực bulông Nb Vẽ biểu đồ tam giác lực ta thu đợc Nb tính tiết diện bulông: Nb = Nntg(90o - - 31o) - Gỗ guốc: Gỗ guốc có kÝch thíc theo cÊu t¹o: bỊ réng b»ng bỊ réng cánh dới, bề dày không nhỏ bề sâu rãnh mộng h r, chỗ khấc vào gỗ gối không nhỏ cm Gỗ guốc đợc đóng đinh vào cánh dới 35 Gỗ gối chịu toàn lực Nb bulông Chia Nb làm hai thành phần, thành phần thẳng đứng ép gỗ táp vào cánh dới, thành phần nằm ngang T đinh chịu: T = Nbsin Cùng với đinh chịu thành phần nằm ngang T, có lực ma sát gỗ táp cánh díi: T = T® + Tms Víi Tms Nn cos31o tg11o = o cos(59 ) 11o góc ma sát (theo thực nghiệm) Tđ = Nbsin - Tms Tõ T® ta tÝnh sè ®inh mặt cắt đóng gỗ guốc vào cánh dới - Gỗ gối: Gỗ gối phải có bề dài, bề rộng đủ để truyền phản lực lên tờng, góc truyền lực 45o Phản lực phân bố tờng bên dới gỗ gối uốn nh conson ngàm chỗ dàn kê lên Bề dày gỗ gối chọn đủ để chịu mômen uốn Khi dàn nhịp lớn (15m trở lên) dàn dùng công trình quan trọng mắt gối dàn không dùng mộng rãnh mà dùng kiểu tì đầu đai thép Với kiểu liên kết này, mắt dàn làm việc khoẻ đảm bảo cánh đợc ép mặt toàn tiết diện cánh dới tránh đợc làm việc trợt nguy hiểm c Các mắt trung gian Tại mắt trung gian, xiên tì vào cánh mộng (không dùng mộng hai khó chế tạo xác cho ép chặt) Trục xiên phải thẳng góc h với h bề cao cánh Giữa xiên cánh phải có đinh đỉa 12 ữ 16 bulông để giữ chặt xiên vào cánh, khỏi bị trật dựng lắp tăng độ chặt chẽ cho toàn dàn qua tâm mặt tiếp xúc Bề sâu rãnh h r Thanh đứng thờng làm thép tròn xuyên qua cánh, có êcu bắt chặt hai đầu mắt trên, miếng đệm dới êcu đợc nằm ngang, phải cắt khấc vào cánh trên, h r hthanh Để 36 tránh giảm yếu nhiều, làm khối ụ đệm đỡ êcu đồng thời làm bọ cố định xà gồ Việc tính toán mắt trung gian gồm có: + Tính ép mặt rãnh mộng + Tính ép mặt dới miếng đệm êcu Nếu dùng miếng ụ đệm tính ép mặt ngang thớ dọc thớ khối ụ đệm với cánh Mắt Mắt V os Vc in Vs d Mắt đỉnh Tại mắt đỉnh, hai cánh liên kết vào theo kiểu tì đầu trực tiếp, hai bên có hai kẹp thép gỗ có ữ bulông xiết 12 ữ 16 Phía vát chút để có mặt phẳng ngang cho miếng đệm êcu, miếng đệm làm thép góc cho cứng 37 >3h α Nn >b h b b h Nn Nn >b b Nn Néi dung tÝnh to¸n mắt đỉnh tính toán ép mặt liên kết Diện tích ép mặt mắt đỉnh, sau trừ phần cắt vát lỗ cho đứng: a  h  − tgα  Fem = (b - d)   cosα  b, h: kÝch thớc tiết diện cánh a: bề dài chỗ vát d: đờng kính lỗ cho đứng Điều kiƯn kiĨm tra: σ= Nem N cosα = n ≤ R em Fem Fem dùng R em lực ép mặt thành phần ngang N n, chéo với thớ cánh góc e Mắt dới Có hai phơng án cấu tạo mắt dới: + Phơng án 1: hai xiên tì lên khối ụ đệm ăn sâu vào cánh dới không cm Giữa khối đệm xiên có chốt ngầm d = 16 ữ 25 mm, dài l = 10 ữ 15 cm Khối đệm liên kết vào cánh dới bulông xiết Nếu có nối cánh giải bình thờng, dùng ghép chốt thép Phơng án đảm bảo lực hội tụ, lực truyền tâm, làm việc rõ ràng + Phơng án 2: hai liên kết luồn vào hai ghép tựa đầu vào theo mặt phẳng thẳng đứng, theo phơng ngang tựa lên miếng đệm êcu đứng Giữa 38 h1 h2 h2 xiên ghép có bulông liên kết Trục xiên hội tụ lệch với tâm mắt nên ghép chịu thêm mômen uốn b b h1 h2 h2 b Néi dung tÝnh toán mắt dới tính ép mặt mộng tì đầu, nhng cần lu ý thêm trờng hợp tải trọng đặt nửa dàn Ví dụ tính toán 39 Đ4 Dàn thép gỗ hỗn hợp Đặc điểm phạm vi ứng dụng Dàn thép gỗ hỗn hợp dàn chịu nén hay nén uốn làm gỗ, chịu kéo làm thép, kể cánh dới Một số đặc điểm dàn thép gỗ hỗn hợp: + Số mắt dàn ít, cấu tạo mắt liên kết mộng rãnh mà dùng phận kim loại để liên kết xiên vào cánh Nh tránh giảm yếu cho cánh làm việc trợt mộng rãnh Ngoài ra, gỗ co ngót không làm lỏng liên kết khiến dàn võng nhiều + Do số mắt ít, cánh phải to khoẻ để chịu uốn tải trọng đặt không mắt Để giảm mômen uốn cho cánh trên, mắt thờng giải lệch tâm để gây mômen ngợc lại + mắt có nhiều kéo tụ vào, hầu hết dùng chi tiết thép nh dàn thép: mắt, trục chốt, bulông, sử dụng nhiều liên kết hàn So với loại dàn khác, dàn thép gỗ hỗn hợp có nhiều u điểm: + Khả chịu lực lớn, liên kết làm việc chắn, đảm bảo, dễ kiểm tra, sửa chữa + Việc chế tạo công xởng hoá, giới hoá cao độ Các hình thức thờng sử dụng dàn thép gỗ hỗn hợp: 40 l =4 - 12 m; kbt=4 - 3,5 l =10 - 18 m; kbt=4 - 2,5 l = 12 - 18 m; kbt =4 - 3,5 l =12 - 18 m; kbt =3,5 - l =12 - 24 m; kbt=4 - 2,5 l =10 - 24 m; kbt=4 - 3,5 l =15 - 18 m; kbt=3 - 2,5 l =20 - 30 m; kbt=3 - 2,5 Dàn mái (dầm chống dới) Dàn mái thực chất dầm có chống dây căng phía dới để gia cờng Loại dàn đơn giản nhng tơng đối có hiệu quả, thờng sử dụng công trình tạm thời phụ trợ Cánh dàn gỗ hộp tròn chạy dài liên tục suốt chiều dài nhịp Nếu không đủ dài nối bên cột chống giữa, mối nối cấu tạo ghép bulông, coi nh khớp Thanh kéo tì vào cột chống qua thép liên kết hàn đinh đóng Mắt gối tựa cấu tạo tâm (khi cánh liên tục) lệch tâm (khi cánh phải nối, để làm giảm bớt mômen cho cánh trên) Dàn tam giác Dàn tam giác có nhiều hình thức cấu tạo, tuỳ theo điều kiện sử dụng chế tạo Nếu cánh nguyên, khoảng mắt thờng không ữ m, hệ bụng giống nh dàn mộng Tại mắt, nén tì đầu vào phận thép Nếu cánh tiết diện tổ hợp chốt gỗ dán chiều dài khoảng mắt 4,5 ữ 6,5 m, số mắt giảm xuống Cánh 41 dàn chịu mômen uốn lớn, luôn phải cấu tạo truyền lực lệch tâm mắt 42 Đ5 Các loại dàn khác Ngoài loại dàn phổ biến trên, thực tế áp dụng nhiều loại dàn khác, có dàn đa giác dàn hình cung đợc sử dụng nhiều Hai loại dàn thuộc vào loại nhịp lớn, vợt độ 15 ữ 30 m Hình dạng chúng gần với dạng đờng cong áp lực nên chịu lực hợp lý, nội lực cánh không khác nhiều, nội lực bụng nhỏ nên liên kết mắt giải dễ dàng Tiết diện dàn gỗ hộp, gỗ tròn, tiết diện tổ hợp dùng gỗ ván, đóng đinh lại với Liên kết thờng dùng liên kết mộng, chốt, đinh Dàn đa giác Cánh dàn hình đa giác ngoại tiếp hay nội tiếp đờng tròn, toàn nhiều đoạn gỗ giống hợp lại Cánh dới làm thép hình gỗ * Dàn đa giác toàn gỗ: B A A B Cánh nội tiếp đờng tròn, chỗ nối trùng với mắt Thanh đứng, xiên làm gỗ, liên kết vào cánh thép nhỏ, đóng đinh bắt vít Các thép liên kết vào cánh bulông trung tâm * Dàn đa giác cánh dới thép góc 43 C B A D A C D B Gãc gÉy cánh bố trí chỗ mắt có xiên nên đứng chịu nén, xiên chủ yếu chịu kéo Các bụng có bề rộng bề rộng cánh, liên kết với cánh hai thép ôm phía Bản thép đầu bắt vào bụng đinh vít, đầu liên kết với cánh bulông đặt tâm mắt mắt dới bulông hàn vào cánh thép góc Để giảm bớt mômen cục tải trọng đặt không mắt, đoạn cánh chỗ nối gãy góc tì đầu vào với độ lệch tâm, tạo nên mômen ngợc dấu Chỗ nối có hai ghép gỗ, hai đầu có bulông xiết, bulông tâm mắt qua khe nối Tính toán dàn đa giác theo phơng pháp thông thờng nh loại dàn khác Khi tính toán cần lu ý đến mômen cục cánh liên kết bụng lệch tâm Dàn hình cung Cánh dàn có dạng cung tròn, gần sát với đờng cong áp lực chịu tải trọng phân bố Mômen uốn cánh lực dọc bụng nhỏ so với loại dàn khác Nhịp dàn lớn, tới 30 ữ 40 m Để tạo đợc độ cong, cánh gồm chồng gỗ nhỏ uốn cong đóng đinh vào dùng gỗ dán có hình cong * Dàn hình cung gỗ dán: 44 Cánh gồm đoạn gỗ dán cong giống nhau, nối tì đầu với mắt Mỗi đoạn chồng ván keo, tiết diện hình chữ nhật, tỉ số hb Thanh cánh dới thép góc Mọi mắt dàn có trục hội tụ tâm Thanh bụng xiên gỗ liên kết với cánh thép, đầu thép đóng đinh hay vặn vít vào bụng, đầu vào cánh bulông tâm mắt mắt dới bụng bắt bulông vào hai mắt đặt đứng, mắt hàn vào thép góc cánh dới Mắt gối tựa kiểu hộp chân đế nh dàn thép gỗ khác * Dàn hình cung đóng đinh: c>a a a c>a c>a a a a Thanh cánh c>a a a Thanh bơng c>a c>a a a a Thanh c¸nh d i Dàn có hệ bụng tam giác, mắt bố trí cho cánh có hình chiếu ngang d dài nhau, trừ khoang 0,65d (vì nội lực lớn) Cánh cong gồm nhánh, nhánh chồng ữ gỗ nhỏ dày ữ cm, uốn cong đóng đinh vào theo phơng đứng phơng ngang qua đệm Các gỗ nhỏ tì sát đầu chỗ nối, vị trí chỗ nối phải so le nhau, cách không 50 cm cách mắt không 1/5 khoảng mắt Các đệm làm ván nguyên đặt đứng, bề rộng cho đóng đợc hàng đinh ngang với gỗ nhánh Các đệm bố trí khoảng mắt, không đặt tâm mắt 45 Cánh dới gồm ván đặt đứng, mặt phẳng nhánh Đầu nối cánh dới dùng ghép, đệm bulông Thanh bụng ván nguyên nhánh đâm sâu vào nhánh cánh cánh dới Các mắt dàn dùng đinh đóng mắt trên, đinh đóng bố trí gần hơn, với bụng cánh dới đinh bố trí theo quy định thông thờng Mắt gối tựa dùng kiểu tì đầu đai thép tròn Dàn gỗ ván Đây loại dàn nhẹ dùng cho độ nhỏ, tải trọng nhỏ Vật liệu gỗ ván, liên kết đinh bulông Vì kèo sít loại dàn gỗ ván đợc sử dụng phổ biến nớc ta năm 60, dùng cho mái ngói nhà dân dụng, nhịp dới m Hệ mái nhà gồm loạt kèo đặt gần (khoảng 0,7 m) bên litô đặt trực tiếp lên cánh dàn Cánh dàn làm nhiệm vụ nh hệ thống cầu phong Các dàn làm ván tiết diện nhỏ, dày ữ cm, rộng ữ 12 cm, đặt chồng lên mắt đóng đinh trực tiếp vào Sự làm việc kèo sít phức tạp, kết cấu không gian gồm nhiều dàn liên kết với hệ thống litô dày đặc Tải trọng từ litô truyền xuống đặt vào khoảng mắt, mắt chịu tải trọng lệch tâm, biến dạng đinh lớn Hiện cha có phơng pháp tính toán cho loại dàn này, dù gần Việc áp dụng dựa sở thí nghiệm trờng thông qua kinh nghiƯm sư dơng 46 ... chịu lực cấu kiện gỗ Vì thế, không đợc dùng gỗ có độ ẩm lớn Với nhà cửa, độ ẩm gỗ không 25%, với kết cấu gỗ dán không 15% (trừ với kết cấu gỗ nằm nớc trạng thái ẩm ớt độ ẩm không hạn chế) Gỗ trớc... Cấu trúc thành phần hoá học gỗ Cấu trúc Gỗ Việt Nam hầu hết thuộc loại rộng, gỗ kim loại nh thông, pơ mu, ngọc am, kim giao, phi lao Gỗ rộng có cấu trúc phức tạp gỗ kim Để quan sát cấu trúc gỗ. .. sửa chữa, đẹp, Ưu, khuyết điểm kết cấu gỗ Gỗ vật liệu xây dựng tự nhiên phổ biến khắp nơi, kết cấu gỗ đợc sử dụng rộng rãi từ lâu đời Để sử dụng tốt hợp lý kết cấu gỗ, cần biết u khuyết điểm phạm
- Xem thêm -

Xem thêm: giáo trình kết cấu gỗ, giáo trình kết cấu gỗ, Đ1. Rừng và Gỗ ở Việt Nam, Sự làm việc của gỗ về ép mặt và trượt, Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ của gỗ, Đ2. Các số liệu tính toán, Phần A. Bài toán kiểm tra khả năng chịu lực:, Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể, Đ5. Cấu kiện chịu uốn, Đ6. Cấu kiện chịu nén - uốn, Liên kết trong kết cấu gỗ, Tính toán liên kết chốt trụ, Dàn gỗ và dàn thép gỗ, Cấu tạo và tính toán các thanh dàn, Đ5. Các loại dàn khác

Mục lục

Xem thêm

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nhận lời giải ngay chưa đến 10 phút Đăng bài tập ngay