Công Cụ Này Làm Gì
Công Cụ Tính Khẩu Độ Dầm Gỗ giúp ước tính mô-men uốn lớn nhất và mô-men chống uốn (section modulus) cần thiết cho một dầm gỗ tựa đơn giản chịu tải phân bố đều. Hai giá trị này là nền tảng để chọn kích thước dầm: mô-men cho biết tải trọng "ép" dầm cong đến mức nào, còn mô-men chống uốn cho biết tiết diện phải "khỏe" đến đâu để chịu được lực uốn đó mà không vượt quá ứng suất cho phép của gỗ.
Lưu ý về đơn vị: công cụ dùng hệ đơn vị Anh-Mỹ (pound, foot, psi) thường gặp trong tiêu chuẩn xây dựng Hoa Kỳ. Tại Việt Nam, các tiêu chuẩn (TCVN) dùng hệ SI (kN, mét, MPa), nên hãy quy đổi cho phù hợp nếu bạn áp dụng theo quy định trong nước.
Cách Sử Dụng
Nhập tải phân bố đều w theo pound trên mỗi foot dài, khẩu độ thông thủy L theo foot, và ứng suất uốn cho phép Fb theo psi tương ứng với cấp và loại gỗ bạn dùng. Công cụ sẽ trả về mô-men uốn lớn nhất (cả đơn vị lb-ft lẫn lb-in) và mô-men chống uốn cần thiết tính bằng inch khối. Hãy so sánh giá trị S cần thiết này với mô-men chống uốn công bố của các kích thước dầm ứng viên — chọn loại dầm có S bằng hoặc lớn hơn kết quả tính được.
Giải Thích Công Thức
Với dầm tựa đơn giản chịu tải phân bố đều, mô-men lớn nhất xuất hiện tại giữa nhịp và bằng
$$M = \frac{wL^{2}}{8}$$Để tìm mô-men chống uốn, ta đổi mô-men này từ lb-ft sang lb-in bằng cách nhân với 12, sau đó chia cho ứng suất uốn cho phép:
$$S = \frac{M(\text{in})}{F_b}$$Công thức này xuất phát từ quan hệ ứng suất uốn \(\sigma = M / S\), được biến đổi để tìm S tại giới hạn ứng suất cho phép.
Ví Dụ Minh Họa
Giả sử w = 200 lb/ft, khẩu độ L = 12 ft và Fb = 1200 psi. Mô-men sẽ là
$$M = \frac{200 \times 12^{2}}{8} = \frac{200 \times 144}{8} = 3.600 \text{ lb-ft}$$Quy đổi: \(3.600 \times 12 = 43.200\) lb-in. Mô-men chống uốn cần thiết là
$$S = \frac{43.200}{1.200} = 36 \text{ in}^{3}$$Khi đó bạn sẽ chọn một dầm (chẳng hạn dầm ghép đôi hoặc dầm tổ hợp) có mô-men chống uốn ít nhất bằng 36 in³.
Câu Hỏi Thường Gặp
Nên dùng giá trị tải nào? Hãy cộng tĩnh tải và hoạt tải truyền vào dầm, quy về mỗi foot dài của dầm.
Công cụ có kiểm tra độ võng không? Không — nó chỉ tính kích thước theo cường độ chịu uốn. Với các nhịp dài, độ võng thường là yếu tố quyết định, nên bạn cần kiểm tra riêng.
Công cụ áp dụng cho điều kiện nhịp nào? Có: nó giả định một nhịp đơn tựa đơn giản với tải phân bố đều. Dầm công-xôn, tải tập trung hay dầm liên tục dùng công thức mô-men khác. Hãy luôn nhờ kỹ sư có chuyên môn kiểm tra lại phần kết cấu.
