Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Liên kết trong kết cấu gỗ

Liên kết trong kết cấu gỗ

Tải bản đầy đủ - 0trang

h



lch



h



hch



hch



ltr



hr



lch



b



chêm ngang



b



b +3cm



chêm dọc



d. Liên kết keo dán:

Dùng keo dán, dán nhiều tấm ván lại với nhau để tăng tiết diện cấu

kiện. Bề dày mỗi lớp ván 1 ữ 4 cm (có thể đến 5 cm). Số lớp ván có

thể 5, 7, 10, 20 hoặc nhiều hơn nữa.

Yêu cầu đối với liên kết keo dán là

phải đủ cờng độ chống trợt và chống

hiện tợng bong mạch dán.

Trong cấu kiện dùng liên kết mộng,

chốt, chêm, khả năng chịu lực thấp

hơn so với cấu kiện tiết diện nguyên liên kết này gọi là liên kết

mềm. Cấu kiện dùng liên kết keo dán thờng có khả năng chịu lực

không khác với thanh gỗ tiết diện nguyên gọi là liên kết cứng.



Đ2. Nguyên tắc chung tính toán liên kết

ở trong 4 liên kết trên khi chịu lực chủ yếu xảy ra hiện tợng trợt và

ép mặt. Do vậy khi tính toán liên kết cần kiểm tra theo 2 điều

kiện đó.

- Điều kiện chịu ép mặt của gỗ:

Nem T = Rem().Fem

- Điều kiện chịu trợt của gỗ:

Ntr T = R tb

tr( ) .Ftr



5



Đ3. Liên kết mộng

Liên kết mộng đã có từ lâu đời, thờng bố trí ở vì kèo mái

nhà, dùng ở những thanh chịu nén. Tại liên kết mộng

nội lực đợc truyền trực tiếp từ thanh này sang

thanh khác qua diện tích ép mặt. Cùng với

liên kết mộng trên gỗ cần bố trí thêm

các loại liên kết phụ khác, có tính chất

hỗ trợ nh bulông, đinh đỉa,.

Liên kết mộng có thể cấu tạo một răng hoặc hai răng tuỳ theo lực

nén tác dụng nhỏ hay lớn và góc giữa hai thanh.











1. Liên kết mộng một răng

Liên kết mộng một răng dùng khi lực nén nhỏ, góc nghiêng

giữa hai thanh nhỏ.

a. Cấu tạo







Nn



ltr



e



hr





Nk



R



- Chiều sâu hr 1/3h (chiều cao tiết diện thanh (cánh di))

đối với mắt gối, còn đối với các mắt trung gian h r 1/4h.

6



Điều kiện này để tránh giảm yếu nhiều và mặt trợt không quá

gần lõi cây.

- Trục của thanh chịu nén nên đi qua trng tâm của diện tích ép

mặt để ứng suất tại đó phân bố đều và thanh cánh trên chịu

nén đúng tâm.

- Phản lực R, Nk, Nn phải hội tụ tại 1 điểm.

- Nk nên đi qua trọng tâm của tiết diện giảm yếu để ứng suất

phân bố đều tại tiết diện giảm yếu, tránh nguy hiểm cho thanh

chịu kéo. Phần có tiết diện nguyên còn lại có bị lệch tâm một ít

nhng có thể bỏ qua đợc.

- Chiều dài mặt trợt:

ltr 10hr (để tránh hiện tợng xiên thớ, phá hoại tách mặt do

trợt)

ltr 1,5h (điều kiện cấu tạo)

ltr = 1,5 ữ 2h (kinh nghiệm)

- Để đề phòng sự chuyển dịch giữa các thanh cần gia cố thêm

bulông, đinh đỉa, đai. Đờng kính bulông 12 mm. Bulông an

toàn cần đặt thẳng góc với thanh trên, nếu góc giữa hai thanh

quá lớn thì bulông có thể đặt thẳng góc với đờng phân giác của

góc đó.

- Dới gối dàn, nơi có tiết diện giảm yếu, cần phải gia cố bằng một

gỗ táp (gọi là gỗ guốc) đóng đinh vào cánh dới dàn. Kích thớc của

gỗ guốc xác định theo cấu tạo, bề rộng bằng bề rộng của cánh dới.

b. Tính toán

- Kiểm tra theo ép mặt:

Nem Rem().Fem

Nem = Nn: lực nén vào thanh cánh trên

Fem = b.



hr

cos



Rem(): cờng độ ép mặt của gỗ theo phơng

R em



Rem(α) =



 R



1+  em − 1 sin3 α

R



 em90o





Rem: cờng độ chịu ép mặt của gỗ theo phơng dọc thớ ( =

0 ).

o



7



Rem(90): cờng độ chịu ép mặt của gỗ theo phơng ngang thớ

( = 90o).





Nem







hr



bhr

Rem() cos α

Nem cos α

bRem(α )



Nemcosα = Ntr = Nk

- KiÓm tra trỵt:

Ntr ≤ R tb

tr Ftr

Ntr = Nk: lùc kÐo trong thanh cánh dới

Ftr = ltr.b: diện tích trợt

R tb

tr : cờng độ trợt trung bình, vì ứng suất trợt phân bố



không đều trên mặt trợt

R tb

tr =



R tr

1+



ltr

e



= 0,25: hệ số dùng để tính trợt ở cấu kiện chịu kéo có liên

kết mộng.

e: độ lệch tâm; e = h/2

R tr



.ltr.b







Ntr ≤







Ntr

ltr =

βNtr

R tr.b −

e



l

1+ β tr

e



2. Liªn kÕt mộng hai răng

a. Cấu tạo



8



'

Nn



"

l"tr

l'tr



h"r



h'r





Nk



R



- Đỉnh của răng thứ hai nằm trên đờng trục của thanh chịu nén

để ứng suất phân bố tơng đối đều trên diện tích ép mặt.

- hr 2 cm tránh cho thanh kéo bị giảm yÕu nhiÒu.

- hr” ≤ 1/3h

- hr” > hr’ Ýt nhÊt 2 cm để 2 mặt trợt không ảnh hởng lẫn nhau

- Chiều dài mặt trợt:

1,5h ltr 10hr

1,5h ltr < 10hr

- Để tránh phá hoại giòn của liên kết mộng, mỗi răng đặt 1 bulông

an toàn.

- Các chi tiết gia cờng lấy nh mộng một răng.

b. Tính toán

- KiĨm tra theo Ðp mỈt:

Nem ≤ Rem(α).Fem

Fem = F’em + Fem

Mặt khác:



'

N'em Fem

N'

=

= tr (diện tích tỉ lệ với lực tác dụng)

Nem Fem Ntr



- Kiểm tra theo trợt: tính ltr, l”tr

N’tr = Ntr



'

Fem

Fem



9



Ntr = Nn.cosα

Do viƯc chÕ t¹o cã thĨ không chính xác, khi chịu lực răng thứ nhất

có thể làm việc nặng nề hơn. Để kể tới thực tế đó ngời ta nhân

khả năng chịu lực của răng thứ nhất với hệ số điều kiện làm việc

0,8 và nhân khả năng chịu lực của răng thứ hai với hệ số điều

kiện làm việc 1,15 khi tính ltr và ltr:

l'tr =



l"tr =



N'tr

N' β

0,8R trb − tr

e

Ntr

N β

1,15R trb − tr

e



1,5h ≤ l’tr ≤ 10h’r



1,5h ≤ l”tr ≤ 10h”r



Khi tÝnh l”tr không lấy Ntr mà lấy Ntr vì lúc đó coi răng thứ nhất

không làm việc đợc nữa. Toàn bộ lực trợt dồn vào răng thứ hai.

Thí dụ:



3. Một số trờng hợp liên kết mộng khác

- Mộng tì đầu: liên kết tạo bởi hai thanh gỗ nhẵn mặt tì đầu

vào nhau. Thờng dùng để liên kết hai thanh chịu nén.



10















Liên kết chỉ kiểm tra theo điều kiện ép mặt:

Nem Rem().Fem

Ngoài ra còn dùng thêm một số bộ phận phụ trợ khác nh đinh, đinh

đỉa,.



11



Đ4. Liên kết chốt

1. Khát quát

Chốt là những loại thanh tròn hoặc tấm nhỏ dùng để nối dài thanh

gỗ hoặc làm tăng tiết diện của các thanh đợc ghép. Thờng có hai

loại chốt: chốt trụ và chốt bản.



l

l



bb



d



d

l



d

l



d



lb



b



- Chốt trụ: thờng là thép hoặc gỗ tròn.

- Chốt bản: bằng gỗ có độ dẻo lớn.

Khi làm việc trong liên kết chốt thờng xảy ra hai hiện tợng: chốt bị

uốn và phân tố gỗ chịu ép mặt.

* Khảo sát sự làm việc của liên kết chốt:



2T



2T



T

a



c



T

a



T

a



c



T

a



Dới tác dụng của ngoại lực liên kết chốt bị biến dạng, khi bị biến

dạng lực từ chốt tác dụng vào phân tố gỗ, cho nên ở trong liên kết

có thể xảy ra sự phá hoại hoặc của chốt bị uốn hoặc phân tố gỗ

bị phá hoại do ép mặt.

Điều kiện chịu uốn của gỗ thờng biểu thị qua khả năng chống cắt

của chốt. Cùng một lúc hiện tợng cắt của chốt xảy ra trªn 1 hay

nhiỊu tiÕt diƯn cđa chèt, t theo sè lợng các phân tố đợc ghép

gọi là các mặt cắt chốt. Hình thức ghép có thể tạo nên liên kết

đối xứng hay không đối xứng.

Mặt cắt chốt đợc xác định tại mặt cắt tiếp xúc giữa hai phân

tố liên kết.

12



T



T



T



T



T



2T



T



T



2T



T



h



a



a



c



c



2T



a



2T



c



c



2T



c a



c



2T



a



c



2T



T



c

T



2. Tính toán liên kết chốt trụ

a. Tính chốt trụ

Chốt trụ có thể là thép (bulông, đinh, vít), gỗ, tre,; d 12 mm.

Nh trên vừa phân tích, liên kết chốt có thể bị phá hoại do chốt bị

uốn tạo nên khớp dẻo hoặc các phân tố gỗ bị ép mặt. Dựa vào hai

khả năng đó của vật liệu ta xác định số lợng mặt cắt cần thiết

của liên kết để đủ khả năng chống lại lực trợt. Sau đó, tuỳ theo số

lợng mặt cắt trên một chốt ta tính số chốt cần thiết của liên kết.

Để nghiên cứu trạng thái làm việc của chốt trụ ta xem chốt nh một

dầm trên nền đàn hồi chịu tác dụng của tải trọng.

T2

T



T



em

'



em

'



em

'



T



T



T



em

"



em

"



e2

e1



T



em

"



em

'



M

T1



T1

T2

em

"



Q



Dới tác dụng của lực cắt T, chốt bị biến dạng nh hình vẽ và tác

dụng vào phân tố gỗ làm cho phân tố gỗ bị ép mặt, biểu đồ

ứng suất có dạng gần đúng là hình tam giác. Để xét biến dạng

của chốt ta vẽ biểu đồ M & Q trên cơ sở xem ứng suất ép mặt đó

là tải trọng tác dụng lên chốt.

Qua biểu đồ mômen M và lực cắt Q ta thấy rằng tại mặt tiếp xúc

giữa hai phân tố (mặt cắt), biểu đồ M = 0 và Q có giá trị lớn

nhất. Tuy nhiên, sự phá hoại của chốt thờng xảy ra khi hình thành

khớp dẻo tại vị trí có M lớn nhất.



13



Ta sẽ tính toán chốt theo hai khả năng: khả năng chịu uốn của chốt

và khả năng chịu ép mặt của các phân tố gỗ ở các lỗ chốt.

a

Tem

= kaad

c

Tem

= kecd



Tu = k1d2 + k2a2 k3.d2

c

a

Tem

, Tem

: khả năng chịu lực của 1 mặt cắt chốt trụ khi tính



theo điều kiện ép mặt ở phân tố biên và phân tố giữa, (kG).

Tu: khả năng chịu lực của 1 mặt cắt của chốt trụ khi tính

theo điều kiện chịu uốn của chốt, (kG).

ka, kc, k1, k2, k3: hƯ sè tÝnh chÞu lùc cđa chốt (tra bảng)

a, c: bề dày phân tố biên và phân tố giữa. Nếu hai phân tố

có bề dày không bằng nhau thì c là bề dày phân tố lớn, a là bề

dày của phân tố nhỏ, cm.

d: đờng kính chốt trụ, cm.

Sơ đồ chịu

lực của liên

kết



Liên kết đối

xứng



Liên kết

không đối

xứng



Điều kiện tính

toán

ép mặt

phân tố

a

Tem



của

biên



Khả năng chịu lực của một mặt cắt

chốt

Đinh

Chốt thép

Chốt gỗ

80ad



80ad



50ad



ép mặt của

phân tố giữa

c

Tem



50cd



50cd



30cd



ép mặt

phân tố

a

Tem



80ad



80ad



50ad



35cd



35cd



20cd



250d2+a2

400d2



180d2+2a2

250d2



45d2+2a2

65d2



của

biên



ép mặt của

phân tố giữa

c

Tem



Liên kết đối Uốn thân chốt

xứng

và Tu

không

đối

xứng



Các công thức trên tính cho những liên kết mà lực tác dụng dọc

theo thớ gỗ. Nếu lực tác dụng hợp với thớ gỗ 1 góc thì các trị số

trên nhân với hệ số điều chỉnh k khi tính theo ép mặt và với

k khi tính theo n:



14



a

a

Tem

= kα. Tem

;



c

c

Tem

= kα. Tem

;



Tu =



kα Tu



§èi víi chèt thÐp có đờng kính (cm)

1,2

1,6

2,0

2,4

0,95

0,90

0,90

0,90

0,75

0,70

0,65

0,60

0,70

0,60

0,55

0,50



Góc (o)

30

60

90



Đối với chốt

gỗ

1,0

0,8

0,7



Với những góc không có trong bảng có thể xác định bằng nội

suy.

Nh vậy, sau khi biết lực N tác dụng vào liên kết và khả năng

chịu lực T của 1 mặt cắt chốt, ta tính đợc số mặt cắt chốt nc

cần thiÕt theo c«ng thøc:

N

Tmin



nc =



Tmin = min(Taem, Tcem, Tu)

Tuú theo số lợng mặt cắt tính toán trên 1 chốt n, ta xác

định đợc số lợng chốt cần thiết:

nch =



N

n

= c

nTmin

n



b. Bè trÝ chèt trô



b



s1



s1



s1



s2>3d s3>4d

>15d



s1



s1



α



s3>4d



s1



s1



s2>3d s3>4d



s1



>15d



s1



α < 45



o



s3>4d



s1



s3>4d



s1



s2>4d s3>4d



s1



s3 s2 s2 s3



s3 s2 s3



Thêng bè trÝ theo kiĨu « vu«ng, ô cờ hoặc xiên hàng.



Bố trí các khoảng cách tuân thủ theo bảng sao cho đảm bảo

chống tách, chống trợt dọc thớ và ép mặt các lỗ chốt cũng nh chịu

kéo đứt do tiết diện giảm yếu.

Loại chốt



Khoảng cách S1



Khoảng cách S2



Khoảng cách S3



15



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Liên kết trong kết cấu gỗ

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×