Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Phần A. Bài toán kiểm tra khả năng chịu lực:

Phần A. Bài toán kiểm tra khả năng chịu lực:

Tải bản đầy đủ - 0trang

+ Khi > 75: kết cấu gỗ làm việc trong giai đoạn đàn

hồi

=



3100

2



+ Khi 75: kết cấu gỗ làm việc dẻo



= 1 - 0,8



100



2



Với là độ mảnh của thanh chịu nén:

=



lo

rmin



lo: chiều dài tính toán của cấu kiện

Cấu kiện hai đầu khớp:



lo =



Cấu kiện một đầu ngàm, một đầu khớp:



lo =



Cấu kiện hai đầu ngàm:



lo =



Cấu kiện một đầu ngàm, một đầu tự do:



lo =



l

0,8l

0,65l

2l

rmin: bán kính quán tính nhỏ nhất của tiết diện nguyên

Với tiết diện chữ nhật:



rmin = 0,289b



Với tiết diện tròn:



rmin = 0,25D



3. Độ mảnh cho phép cđa cÊu kiƯn chÞu nÐn:

CÊu kiƯn chÝnh:



λ ≤ [λ] = 120



CÊu kiƯn phơ:



λ ≤ [λ] = 150



HƯ gi»ng:



λ ≤ [λ] = 200



Qua vÝ dơ trªn ta thÊy, víi cÊu kiƯn chịu nén, việc kiểm tra

ổn định có tính chất quyết định so với kiểm tra bền.

Phần B. Bài toán thiết kế

Các công thức trên là công thức để kiểm tra tiết diện nhng

trong thực tế hay gặp lại là bài toán thiết kế, chọn tiết diện khi

biết nội lực.



34



Nhà bác học Côsêcốp đã giải bài toán và đa ra công thức để

tìm tiết diện sơ bộ trong hai trờng hợp tiết diện vuông và tròn.

Để xác định sơ bộ tiết diện, cần giả thiết trớc giá trị độ mảnh .

- Trêng hỵp 1: khi λ > 75

Nλ2

3100

N = ϕRnF =

RnF F =

3100R n

2

+ Đối với tiết diện tròn:

F=



lo

N

15,71 R n



D = 1,128 F

+ Đối với tiết diện chữ nhật:

F=

Với k =



lo kN

16 R n



h

, k = (1 ÷ 1,5); F = hb = kb2 → b → h = kb (bì h)sb

b



+ Đối với tiết diện vuông, k = 1:

F=

a=



lo N

16 R n

F



- Trêng hỵp 2: khi λ ≤ 75

2



 λ  

 R nF = [F - 8.10-5λ2F]Rn

N = ϕRnF = 1− 0,8

100



 









F=



N

+ 8.10-5λ2F

Rn



+ §èi víi tiết diện tròn:

F=



N

+ 0,001lo2

Rn



D = 1,128 F

+ Đối với tiết diện chữ nhật:

F=



N

+ 0,001klo2

Rn



35



Với F = kb2

+ Đối với tiết diện vuông:

F=

a=



N

+ 0,001lo2

Rn

F



Sau khi có tiết diện sơ bộ, ta kiểm tra và xác định khả năng

chịu lực của tiết diện sơ bộ vừa chọn.



36



Đ5. Cấu kiện chịu uốn

K/N: Là cấu kiện mà nội lực chủ yếu tác dụng là mô men uốn.

Tuỳ theo phơng tác dụng của tải trọng, cấu kiện chịu uốn đợc chia làm hai loại: uốn phẳng và uốn xiên.

+ Uốn phẳng: khi tải trọng tác dụng nằm trong mặt phẳng

của 1 trục quán tính chính của tiết diện.

+ Uốn xiên: khi phơng tác dụng của tải trọng không nằm

trong mặt phẳng của một trục quán tính chính nào.

q



q

q

x



x

l



y



y



Cấu kiện gỗ chịu uốn đợc dùng rất rộng rãi làm ván lát sàn,

dầm sàn, dầm mái, xà gồ, dầm cầu,.

1. Uốn phẳng

Phần A. Bài toán kiểm tra

a. Kiểm tra điều kiện bền uốn

Mtt

=

muRu

Wth

Mtt: mômen uốn tính toán.

Wth: mômen chống uốn của tiết diện đã thu hẹp hoặc ở chỗ

có M .

tt



mu: hệ số điều kiện làm việc, tra bảng.

Ru: Cờng độ tính toán khi chịu uốn.

Với cấu kiện chịu uốn, ngoài việc kiểm tra cờng độ ở chỗ có

mômen uốn lớn nhất còn phải kiểm tra ở nơi có tiết diện giảm yếu

nhiều nhất, nếu tiết diện này không trùng với nơi có mômen uốn

lớn nhất.

ảnh hởng do giảm yếu ở vùng chịu kéo ở tiết diện thờng gây cho

cấu kiện bị gãy tách, nhất là các khe cắt thẳng góc với trục của

cấu kiện. Vì vậy, nếu cấu kiện chịu uốn muốn giảm chiều cao

dầm phải cắt vát để tránh hiện tợng trên.



2



Hệ số điều kiện làm việc mu đợc lấy nh sau:

Nếu hai cạnh cđa tiÕt diƯn < 15 cm:

NÕu cã c¹nh ≥ 15 cm;



mu = 1



h

3,5:

b



Gỗ tròn không có khe rãnh:



mu = 1,15

mu = 1,2



Gỗ tròn có khe rãnh lấy nh tiết diện chữ nhật.

b. Kiểm tra điều kiện độ võng

Công thức đảm bảo:



f f



l l



1

250: sàntầng



1 : sànmái

f 200

l = 1



: xàgồ,vikèo

200

1



: cầuphong,ván mái

150

f: độ võng gây ra bởi tải trọng tiêu chuẩn.

c. Kiểm tra điều kiện bền cắt

l

5 và chịu tải trọng

h

lớn, tải trọng tập trung ở gần gối thì cần phải kiểm tra theo điều

kiện ứng suất tiếp:

Nói chung không cần kiểm tra nhng khi



=



Q.S ng

J ngb



Rtrmtr



Q: lực cắt tính toán trên tiết diện.

Sng: mômen tĩnh của phần tiết diện nguyên bị trợt đối với

trục trung hoà cấu kiện.

Jng: mômen quán tính tiÕt diƯn nguyªn cđa cÊu kiƯn.

b: bỊ réng tiÕt diƯn ở mặt trợt.

Rtr: cờng độ tính toán về trợt dọc thớ khi uốn.



3



2. Uốn xiên

Cấu kiện chịu uốn xiên thờng là xà gồ đặt trên vì kèo nhà.

Phần A. Bài toán kiểm tra

a. Kiểm tra điều kiện bền uốn



y



Phân tải trọng theo hai phơng:

b



qx = qtt.cos



x



qy = qtt.sin

h



Và tính đợc mômen theo hai phơng (giả sử cấu kiện là dầm đơn

giản):



My =



x



qy







s

.co

q

=







qtt cos .l2

Mx =

8





.sin

q

=



qtt sin.l2

8



qx



q



y



Công thức kiểm tra:

= σx + σy =



My

Mx

+

≤ muRu

Wx

Wy



b. KiĨm tra ®iỊu kiƯn ®é vâng

f/l =



f x2 + f y2 / l ≤ [f/l]



Víi dầm đơn giản:

tc 4

5 qy l

l4

5 qtc

.

. x

fx =

; fy =

384 EJ y

384 EJ x



Phần B. Bài toán thiết kế

Để chọn tiết diện sơ bộ ta có:

=



lại có



Mx

W M 

1+ x . y  ≤ muRu

Wx 

Wy Mx 



Wx bh2 h

q sin α .l 2 .8

=

= = k.

=

= tgα ,

Wy hb2 b

M x q cos α .l 2 .8



My







σ=



Mx

(1 + k.tgα) ≤ muRu

Wx







Wx ≥



Mx

(1 + k.tgα) (1)

muR u

4



Thêng chän k = h/b = (1ữ 1,5)

Để chọn tiết diện ta cần giả thiết trớc giá trị mu và chọn trớc

giá trÞ k.

6W

bh 2 k 2b3

Wx =

=

⇒ b = 3 2 x h = kb

6

6

k



Làm tròn số ta đợc tiết diện bì h sơ bộ. Tiết diện này cần

đợc kiểm tra về sự phù hợp với m u, nếu không hợp lý thì cần chọn

lại mu.

Sau khi có tiết diện sơ bộ, ta kiểm tra theo các điều kiện

bền uốn, điều kiện võng. Nếu hợp lý thì chọn, còn nếu không

đảm bảo khả năng chịu lực hoặc không hợp lý thì cần chọn lại.



5



Đ6. Cấu kiện chịu nén - uốn

K/N: Là cấu kiện mà thành phần nội lực chủ yếu của nó là

lực nén và momen uốn phẳng.

Trong thực tế chúng ta hay gặp các cấu kiện vừa chịu nén,

vừa chịu uốn nh cột chịu lực nén lệch tâm, cột nhà đỡ mái chịu

tải trọng, tơng ứng 4 dạng sơ đồ:

1. Lực đặt lệch tâm.

2. Do chịu nén có kèm tải trọng ngang.

3. Do cấu kiện bị cong.

4. Do giảm yếu không đối xứng lại chịu lực nén dọc trục.

2



M =Ne

N



ql

M=

8

N



e



ho

l



q



N



h

M =N o

2

N



M =Ne

N



N



e=ho

2



e



N



N



Phn A. Bài toán kiểm tra khả năng chịu lực:

Khi kiểm tra cấu kiện gỗ chịu nén uốn cần kiểm tra:

* Khả năng chịu lực trong mặt phẳng uốn

=



N

M

Nf

+

+

Rn.mn

Fth Wth Wth



Fth, Wth: diện tích và mômen kháng của tiết diện thu hẹp.

M: mômen uốn do tải trọng ngang hoặc lực nén dọc tác dụng

lệch tâm gây ra.

Nf: m«men n phơ do lùc nÐn däc sinh ra khi cấu kiện bị

võng.

f: độ võng do M và N sinh ra, đợc xác định theo các công

thức của sức bỊn vËt liƯu:



2



fo



f = 1− N

Nth

fo: ®é vâng lín nhÊt do tải trọng ngang tác dụng gây ra

q

N

f



fo



N



l



Nth: lực nén tới hạn đối với cấu kiện đã cho, tính theo công thức

Ơle:

Nth =



2 EJ

l2



Sau khi xác định đợc fo thay vào công thức trên ta đợc công thức

đảm bảo điều kiện ổn định tổng thể trong mặt phẳng uốn:

σ=



N

M Rn

+

≤ Rnmn

Fth ξWth R u



ξ: hƯ sè kĨ tíi hiƯn tợng tăng mômen do ảnh hởng của lực dọc

N gây ra.

ξ = 1−



N

N

N

= 1−

= 1−

Nth

σ thFng

ϕR nFng



NÕu dïng ϕ =



3100

ta có:

2



=1-



2N

3100FngR n



: độ mảnh xác định trong mặt phẳng uốn với chiều dài

tính toán nh đối với cấu kiện chịu nén đúng tâm.

+ Nếu = 1 ( = 0): thanh rất cứng, không cần xét đến biến

dạng của nó.

+ NÕu ξ = 0

λ2N

= 1 ⇒ N = ϕRnFng

3100FngR n



Nh vậy, toàn bộ khả năng chịu lực của cấu kiện là để chịu lực

nén, vì vậy, không cho phép có thêm mômen uốn tác dụng.

Khi



M

N

10%

thì không cần xét đến ảnh hởng của mômen

Wng

Fng



uốn, lúc đó tính cấu kiện nh cấu kiện chịu nén đúng tâm.



3



* Kiểm tra ngoài mặt phẳng uốn:

Ngoài mặt phẳng uốn kiểm tra nh cấu kiện chịu nén đúng

tâm (bỏ qua mômen):

y =



N

mnRn

y Fng



* Kiểm tra điều kiện độ mảnh trong và ngoài mặt phẳng: max

[]

max = max (x, y)



Phần B. Thiết kế cấu kiện chịu nén uốn

Nếu dùng các công thức trên để tính tiết diện thì thờng

phải mò mẫm thử dần nên lâu, ngời ta đã thiết lập công thức để

chọn tiÕt diÖn nh sau:

a. NÕu e =



Mx

Mx

≥ 25 cm: Wx =

0,85Rn

N



b. 1 cm < e < 25 cm th×: Wx =



N

Rn



Mx 



2

3,3 + 0,35(l0 − 1) + N 







Trong ®ã Wx (cm3), Mx (kGm), N (kG), Rn (kG/cm2), l0 (m). Lu ý

đây là công thức thực nghiệm, nên các đại lợng không thống nhất

về đơn vị, nhng phải giữ nguyên.

c. e ≤ 1 cm: tÝnh nh cÊu kiƯn chÞu nÐn đúng tâm.



2



Đ7. Cấu kiện chịu kéo - uốn

K/N: Là cấu kiện chịu nội lực kéo và momen uốn.

Các dạng chịu lùc: Nh cÊu kiƯn chÞu nÐn n, nhng lùc nÐn

thay bằng lực kéo.

2



ql

M=

8

N



M =Ne

N



h

M =N o

2

N



M =Ne

N



e



ho

l



q



N



N



e=ho

2



e



N



N



q

fo



N

f



N



l



Công thức tính toán kiểm tra khả năng chịu lực:

=



N

M Rk

+

Rkmk

Fth Wth R u



M: mômen uốn chỉ do tải trọng ngang hoặc lực dọc tác dụng

lệch tâm gây ra.

Trong công thức này không có vì không xét đến mômen

phụ do N.f gây ra nh trờng hợp chịu nén uốn.

Các trị số tính toán của Wth và Fth phải tính đối với tiết diện

có mômen uốn tính toán.



3



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Phần A. Bài toán kiểm tra khả năng chịu lực:

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×