WWorkmate

Máy tính khẩu độ

Tiết diện (2x4–2x12) × khoảng cách (400/450/600mm) × loại gỗ + tải trọng tuyết Hàn Quốc → khẩu độ tối đa thỏa mãn cả kiểm tra uốn và độ võng.

Thông tin cấu kiện

Kết quả

Nhập thông tin cấu kiện rồi nhấn Tính toán.

Công cụ này dùng để làm gì

Công cụ tính khẩu độ sử dụng phương pháp thiết kế ứng suất cho phép (allowable stress design) theo NDS 2018 (National Design Specification for Wood Construction) để tìm khẩu độ an toàn tối đa cho xà gồ sàn, xà gồ trần, rui mè, và dầm đỡ (header). Công cụ kiểm tra đồng thời giới hạn ứng suất uốn (M = wL²/8, σ ≤ Fb) và giới hạn độ võng (δ = 5wL⁴/384EI ≤ L/k), báo cáo yếu tố nào chi phối, và tự động áp dụng hệ số thành viên lặp lại (Cr = 1,15) cho xà gồ và rui mè có khoảng cách gần nhau. Tải trọng tuyết theo vùng theo KDS 41 10 15 đã được tích hợp sẵn cho thiết kế rui mè tại Hàn Quốc.

Ai nên sử dụng

  • Thiết kế xà gồ sàn: kiểm tra khẩu độ tối đa của xà gồ 2×8 hoặc 2×10 SPF #2 cho tải trọng sống 2 kN/m² nhà ở
  • Kiểm tra khẩu độ rui mè: tính đến tải trọng tuyết theo vùng để lập kế hoạch kích thước và khoảng cách rui mè mái
  • Lập kế hoạch xà gồ trần: định kích thước cấu kiện cho gác mái chứa đồ (tải trọng sống 0,5 kN/m²) so với gác mái không sử dụng được
  • Định kích thước dầm đỡ: kiểm tra trước khẩu độ tối đa cho dầm đỡ ô mở cửa ra vào hoặc cửa sổ trước khi dựng khung
  • So sánh loại gỗ: xem gỗ Douglas Fir hoặc Larch có khẩu độ so sánh thế nào với SPF cho cùng kích thước cấu kiện

Cách sử dụng (4 bước)

  1. 1Chọn loại cấu kiện: xà gồ sàn, xà gồ trần, rui mè, hoặc dầm đỡ. Tải trọng sống, tải trọng tĩnh, và giới hạn độ võng (L/k) mặc định được đặt tự động dựa trên loại cấu kiện.
  2. 2Chọn kích thước gỗ xẻ (2×4 đến 2×12) và loại gỗ/cấp độ. SPF #2 là loại gỗ nhập khẩu phổ biến nhất trong xây dựng khung nhẹ tại Hàn Quốc. Kích thước bào thực tế theo KS F 3020 (ví dụ 2×8 = 38×184 mm) được áp dụng tự động.
  3. 3Nhập khoảng cách theo mm. Tiêu chuẩn là 400, 450, và 600 mm. Khoảng cách hẹp hơn làm giảm tải trọng trên mỗi cấu kiện và tăng khẩu độ cho phép. Khoảng cách ≤ 600 mm với 3 cấu kiện trở lên sẽ tự động kích hoạt hệ số thành viên lặp lại NDS Cr = 1,15.
  4. 4Đối với rui mè, chọn vùng tuyết. Gangwon Yeongdong (bờ biển phía đông) và đảo Ulleung chịu tải trọng 3,0 kN/m² so với 0,5 kN/m² ở các nơi khác (KDS 41 10 15), điều này làm rút ngắn đáng kể khẩu độ rui mè cho phép.

Công thức & cơ sở (Thiết kế ứng suất cho phép NDS)

1. Tổng hợp tải trọng Tổng tải trọng (kN/m²) = tải trọng sống + tải trọng tĩnh + tải trọng tuyết (chỉ rui mè) Tải trọng đường w (N/mm) = tổng tải trọng × (khoảng cách mm / 1000) 2. Đặc trưng tiết diện — kích thước thực tế theo KS F 3020 A = b × d I = b × d³ / 12 S = b × d² / 6 (b = độ dày 38 mm; d = chiều rộng — hướng chịu tải của xà gồ/rui mè) 3. Hệ số thành viên lặp lại (NDS Cr) Khoảng cách ≤ 600 mm + xà gồ sàn/trần hoặc rui mè + ≥ 3 cấu kiện → Fb_eff = Fb × 1,15 4. Kiểm tra uốn: L_b = √(8 × Fb_eff × S / w) (suy ra từ M = wL²/8 ≤ Fb_eff × S) 5. Kiểm tra độ võng: L_d = ∛(384 × E × I / (5 × w × k)) (từ δ = 5wL⁴/384EI ≤ L/k) k = 360 (sàn) · 240 (trần, dầm đỡ) · 180 (rui mè) 6. Khẩu độ tối đa = min(L_b, L_d) Giá trị tham chiếu cho SPF #2: Fb = 7,6 MPa, E = 9.500 MPa Douglas Fir-Larch #2: Fb = 12,4 MPa, E = 12.400 MPa

Ví dụ tính toán

Ví dụ 1: Xà gồ sàn 2×8 SPF #2, khoảng cách 400 mm

Tiết diện thực tế 38×184 mm. Tổng tải trọng 2,5 kN/m² (sống 2,0 + tĩnh 0,5). Tải trọng đường = 2,5×0,4 = 1,0 N/mm. Cr = 1,15, Fb_eff = 8,74 MPa. I = 19.740.672 mm⁴, S = 214.571 mm³. L_b = √(8×8,74×214.571/1,0) = 3.877 mm. L_d = ∛(384×9.500×19.740.672/(5×1,0×360)) = 4.234 mm. Khẩu độ tối đa 3.877 mm — uốn chi phối.

Ví dụ 2: Rui mè 2×10 SPF #2, vùng Seoul, khoảng cách 600 mm

Tiết diện thực tế 38×235 mm. Tổng tải trọng = 0 (sống) + 0,5 (tĩnh) + 0,5 (tuyết Seoul) = 1,0 kN/m². Tải trọng đường = 1,0×0,6 = 0,6 N/mm. Cr = 1,15, Fb_eff = 8,74 MPa. I = 41.342.729 mm⁴. L_b = 4.985 mm. Độ võng k = 180. L_d = ∛(384×9.500×41.342.729/(5×0,6×180)) = 5.801 mm. Khẩu độ tối đa 4.985 mm — uốn chi phối.

Ví dụ 3: Xà gồ trần 2×6 SPF #2, khoảng cách 600 mm

Tiết diện thực tế 38×140 mm. Tổng tải trọng 0,8 kN/m² (sống 0,5 + tĩnh 0,3). Tải trọng đường = 0,8×0,6 = 0,48 N/mm. Cr = 1,15, Fb_eff = 8,74 MPa. S = 124.600 mm³, I = 8.722.000 mm⁴. L_b = √(8×8,74×124.600/0,48) = 4.258 mm. Độ võng k = 240. L_d = ∛(384×9.500×8.722.000/(5×0,48×240)) = 3.681 mm. Khẩu độ tối đa 3.681 mm — độ võng chi phối.

Câu hỏi thường gặp

'Uốn chi phối' so với 'độ võng chi phối' nghĩa là gì?

Uốn chi phối khi cấu kiện đạt đến giới hạn ứng suất (vượt quá Fb) ở khẩu độ ngắn hơn so với giới hạn độ võng cho phép. Độ võng chi phối khi sàn hoặc mái sẽ võng vượt quá L/360 (hoặc L/180 đối với rui mè) trước khi gỗ đạt đến giới hạn ứng suất uốn. Giá trị nhỏ hơn trong hai giới hạn khẩu độ luôn là giá trị quyết định.

Hệ số thành viên lặp lại (Cr = 1,15) có tác dụng gì?

Khi xà gồ hoặc rui mè được bố trí với khoảng cách 600 mm hoặc nhỏ hơn theo nhóm từ ba cấu kiện trở lên, các cấu kiện lân cận sẽ chia sẻ tải trọng khi một cấu kiện bị quá tải. NDS công nhận việc chia sẻ tải trọng này bằng cách cho phép tăng 15% ứng suất uốn cho phép (Fb). Điều này không áp dụng cho các cấu kiện đơn lẻ như dầm đỡ hoặc cột.

Công cụ này sử dụng NDS — có áp dụng được tại Hàn Quốc không?

Phương pháp thiết kế cơ bản (ứng suất cho phép, Fb, E, giới hạn độ võng) song song chặt chẽ với KDS 41 33 02. Tải trọng tuyết sử dụng giá trị theo vùng của Hàn Quốc từ KDS 41 10 15. Giá trị ứng suất cho phép lấy từ NDS cho các loại gỗ nhập khẩu từ Canada/Mỹ (SPF, DF, Hem-Fir); đối với gỗ larch nội địa Hàn Quốc, hãy tham khảo KS F 3019.

Những hệ số điều chỉnh NDS nào KHÔNG được công cụ này áp dụng?

NDS bao gồm CD (thời gian tải trọng), CM (điều kiện ẩm ướt), Ct (nhiệt độ), CL (ổn định dầm), CF (hệ số kích thước), và Ci (rạch khía). Chỉ có Cr (thành viên lặp lại) được áp dụng ở đây. Điều kiện thực tế tại hiện trường — gỗ tươi, độ ẩm cao, tải trọng kéo dài — có thể làm giảm khẩu độ cho phép. Kỹ sư kết cấu có chứng chỉ hành nghề phải tính đến các yếu tố này trong thiết kế cuối cùng.

Tại sao tải trọng tuyết ở Gangwon Yeongdong lại cao hơn nhiều?

Phụ lục B của KDS 41 10 15 quy định tải trọng tuyết trên mặt đất là 3,0 kN/m² cho vùng bờ biển phía đông Gangwon (Goseong, Sokcho, Gangneung, Samcheok) và đảo Ulleung do tuyết rơi dày thường xuyên bởi luồng không khí lạnh băng qua biển Đông. Con số này gấp sáu lần mức 0,5 kN/m² dùng cho Seoul và hầu hết các vùng khác, làm rút ngắn đáng kể khẩu độ rui mè cho phép.

Tôi có thể dùng công cụ này cho gỗ kỹ thuật (LVL, PSL, Glulam) không?

Không. Sản phẩm gỗ kỹ thuật có giá trị ứng suất cho phép độc quyền khác với gỗ xẻ và phải lấy từ bảng khẩu độ của nhà sản xuất hoặc báo cáo đánh giá ICC. Công cụ tính này chỉ bao gồm gỗ xẻ kích thước (2×4 đến 2×12) theo cấp độ loài gỗ xẻ thông thường.

Lưu ý

  • •Dựa trên NDS 2018. Chỉ áp dụng hệ số thành viên lặp lại Cr (1,15); CD, CM, Ct, CL, CF, và Ci không được áp dụng. Kết quả có thể thiếu an toàn nếu gỗ ẩm, nhiệt độ khắc nghiệt, hoặc tải trọng kéo dài.
  • •Cắt (shear) và ép mặt (bearing, nén vuông góc với thớ) không được kiểm tra. Dầm đỡ ngắn chịu tải nặng có thể tới hạn về cắt — kỹ sư kết cấu phải xác minh.
  • •Tải trọng sống mặc định (sàn 2,0 kN/m², trần 0,5 kN/m²) dành cho công trình nhà ở tiêu chuẩn thông thường. Nhà kho, văn phòng, và khu vực tập trung đông người yêu cầu giá trị cao hơn theo KDS 41 10 15 — nhập thủ công bằng các trường ghi đè.
  • •Khoảng cách ngoài phạm vi 400/450/600 mm sẽ kích hoạt cảnh báo. Hệ số thành viên lặp lại (Cr = 1,15) không được áp dụng khi khoảng cách vượt quá 600 mm, điều này làm giảm khẩu độ cho phép.
  • •Kết quả chỉ dùng cho lập kế hoạch và rà soát sơ bộ. Thiết kế kết cấu cuối cùng và thi công phải được rà soát bởi kỹ sư kết cấu có chứng chỉ hành nghề (PE Hàn Quốc hoặc tương đương).

Cập nhật lần cuối: 2026-06-17

Máy tính khẩu độ | Workmate