Công Cụ Này Làm Gì
Công cụ Tính Kích Thước Lanh Tô Cửa giúp ước tính chiều cao tối thiểu của dầm lanh tô (xà đỡ) bắc qua một ô cửa. Công cụ làm việc dựa trên bốn thông số kỹ thuật — nhịp thông thủy, tổng tải trọng phân bố đều mà dầm phải gánh, ứng suất uốn cho phép của vật liệu và bề rộng lanh tô bạn chọn — rồi trả về mô-men uốn lớn nhất, mô-đun tiết diện cần thiết và chiều cao dầm tối thiểu đủ để chịu uốn. Lưu ý: công cụ sử dụng đơn vị Anh-Mỹ (feet, pound, psi, inch) theo thông lệ ngành xây dựng gỗ tại Bắc Mỹ; người dùng tại Việt Nam cần đối chiếu với hệ đơn vị SI và tiêu chuẩn trong nước khi áp dụng.
Cách Sử Dụng
Nhập bề rộng ô cửa làm nhịp, tính bằng feet (ft). Nhập tổng tải trọng phân bố đều lên lanh tô, tính bằng pound trên mỗi foot dài (gộp cả tĩnh tải và hoạt tải trong phạm vi truyền tải). Nhập ứng suất uốn cho phép (\(F_b\)) tính bằng psi cho loại gỗ hoặc vật liệu của bạn — ví dụ, gỗ làm khung phổ biến thường nằm trong khoảng 850–1500 psi sau khi áp dụng các hệ số điều chỉnh. Nhập bề rộng lanh tô (\(b\)) tính bằng inch, chẳng hạn 3 in cho cặp thanh 2x ghép đôi. Công cụ sẽ cho ra chiều cao cần thiết tính bằng inch; hãy làm tròn lên đến kích thước gỗ tiêu chuẩn.
Giải Thích Công Thức
Đối với dầm đơn giản gối hai đầu chịu tải phân bố đều, mô-men uốn lớn nhất là $$M = \dfrac{wL^{2}}{8}.$$ Ứng suất uốn liên hệ với mô-men thông qua mô-đun tiết diện \(S\), với $$S = \dfrac{M}{F_b}.$$ Với tiết diện chữ nhật đặc, ta có $$S = \dfrac{b \cdot d^{2}}{6}.$$ Giải ra chiều cao: $$d = \sqrt{\dfrac{6S}{b}}.$$ Mô-men được quy đổi từ \(\text{lb}\cdot\text{ft}\) sang \(\text{lb}\cdot\text{in}\) (\(\times 12\)) để mọi đơn vị ứng suất đều nhất quán theo psi.
Ví Dụ Minh Họa
Nhịp \(L = 6\ \text{ft}\), tải \(w = 400\ \text{lb/ft}\), \(F_b = 1000\ \text{psi}\), bề rộng \(b = 3\ \text{in}\). Mô-men $$M = \frac{400 \times 6^{2}}{8} = 1800\ \text{lb}\cdot\text{ft} = 21\,600\ \text{lb}\cdot\text{in}.$$ Mô-đun tiết diện $$S = \frac{21\,600}{1000} = 21{,}6\ \text{in}^{3}.$$ Chiều cao $$d = \sqrt{\frac{6 \times 21{,}6}{3}} = \sqrt{43{,}2} \approx 6{,}57\ \text{in},$$ vậy cần một cấu kiện cao tối thiểu khoảng 6,6 in (ví dụ cặp thanh 2x8 ghép đôi).
Câu Hỏi Thường Gặp
Đây có phải thiết kế đạt chuẩn theo quy phạm không? Không. Đây chỉ là cách ước tính nhanh kích thước theo phương pháp thiết kế ứng suất cho phép. Hãy luôn kiểm tra lại theo quy chuẩn xây dựng địa phương và nhờ kỹ sư xác nhận, bao gồm cả kiểm tra độ võng và lực cắt.
Còn độ võng thì sao? Công cụ này chỉ kiểm tra điều kiện uốn. Các nhịp dài thường bị khống chế bởi giới hạn độ võng (\(L/240\) hoặc \(L/360\)), nên cần kiểm tra riêng.
Nên nhập bề rộng bao nhiêu? Hãy dùng tổng bề dày các lớp ghép — hai thanh 1,5 in cho \(b = 3\ \text{in}\); ba thanh cho \(b = 4{,}5\ \text{in}\).
