KẾT CẤU THÉP Chương 2.1

Introduction to composite construction of buildings KẾT CẤU THÉP Chöông 0 Tổng quan veà Keát Caáu Theùp Chöông 1 Vaät Lieäu vaø Söï Laøm Vieäc cuûa KC Theùp Chöông 2 Lieân Keát Keát Caáu Theùp Chöôn.

KẾT CẤU THÉP  Chương Tổng quan Kết Cấu Thép  Chương Vật Liệu Sự Làm Việc KC Thép  Chương Liên Kết Kết Cấu Thép  Chương Dầm Thép  Chương Cột Thép  KẾT CẤU THÉP Chương LIÊN KẾT KCT NỘI DUNG A – Liên kết hàn B – Liên kết bu lông C – Liên kết đinh tán A - LIÊN KẾT HÀN I Các phương pháp hàn KCT II Các loài đường hàn cường độ tính tốn III Các loại liên kết hàn phương pháp tính tốn IV Ứng suất hàn biến hình hàn I CÁC PHƯƠNG PHÁP HÀN TRONG KCT  Phương pháp hàn hàn hồ quang điện gồm: Hàn hồ quang điện tay Hàn hồ quang điện tự động bán tự động  Khi khối lượng hàn nhỏ: dùng hàn  Các yêu cầu hàn & phương pháp kiểm tra Hàn hồ quang điện tay - Dưới tác dụng dòng điện, hồ quang điện xuất cực kim loại cần hàn que hàn - Nhiệt độ lửa hồ quang (2000oC) làm nóng chảy mép thép (sâu 1,5-2mm) que hàn - Bản chất đường hàn liên kết phân tử kim loại bị nóng chảy - Đường hàn chịu lực tương đương thép Hàn hồ quang điện tay Hàn hồ quang điện tay - Que hàn: + Dài 200 – 450mm + Lõi kim loại đường kính 1,6-6mm + Lớp thuốc hàn dày 1-1,5mm bọc xung quanh (~80% CaCO3) - Tác dụng lớp thuốc hàn: + Khi cháy tạo lớp xỉ cách ly, ngăn cản oxy nitơ lọt vào kim loại làm đường hàn trở nên giòn + Tăng ion hóa xung quanh làm hồ quang ổn định + Tăng độ bền đường hàn Hàn hồ quang điện tay - Que hàn phân loại theo cường độ tức thời kim loại đường hàn VD: Que hàn N42 có b = 4100 daN/cm2 - Chọn que hàn cho: độ bền kéo tức thời kim loại que hàn không nhỏ thép hàn - Với thép cacbon thép hợp kim thấp, que hàn lấy theo TCVN 3223 - 2000 Mác thép CCT34; CCT38; CCT42; CCT52 Loại que hàn có thuốc bọc TCVN 3223 : 2000 N42; N46 09Mn2; 14Mn2; 09Mn2Si; N46; N50 10Mn2Si1 Que hàn dùng ứng với mác thép Hàn hồ quang điện tự động nửa tự động - Ngun lý giống hàn tay - Cuộn dây hàn trần + thuốc hàn rải trước rãnh hàn - Dây hàn nhả dần theo tốc độ di chuyển máy hàn - Khi máy hàn di chuyển tay  Hàn nửa tự động Hàn hồ quang điện tự động nửa tự động 10 - - Ưu điểm: + Tốc độ hàn nhanh (gấp 5-10 lần hàn tay) + Chất lượng đường hàn tốt + Hồ quang chìm  bảo vệ sức khỏe Khuyết điểm: + Chỉ hàn đường hàn nằm thẳng, trịn + Khơng hàn đường hàn đứng, đường hàn vị trí trật hẹp cao… Liên kết ghép chồng dùng đường hàn GÓC 45 - Trường hợp liên kết thép hình đường hàn góc  Sự phân bố lực dọc trục N đường hàn: M =  N1e1 = N2e2   N1 = [e2/(e1+e2)]N = k.N N2 = (1-k).N N1/e2 = N2/e1 = N/(e1+e2) Cách liên kết k 1-k 0,7 0,3 0,75 0,25 0,6 0,4 Ví dụ 46 Thiết kế liên kết hàn tay thép góc số hiệu L100x10 với thép có d=12mm, N=700kN, thép CT34 f =2100daN/cm2, fu =3450daN/cm2, c = - Thép CT34  dùng que hàn N42, có fwf = 1800daN/cm2 fws = 0,45.fu = 1552daN/cm2 - Hàn tay: f=0,7, s=1   f w     f f wf ,  s f ws    0, 7.1800;1.1552    1260;1552   1260daN / cm  Kiểm tra đường hàn qua tiết diện? Ví dụ 47 - Chọn hf=10mm (hfmin=5mm ≤ hf ≤ 1,2tmin=12mm) - Lực tác dụng: + đường hàn sống: N1=0,7N + đường hàn mép: N2=0,3N - Chiều dài cần thiết đường hàn 0, N 0, 7.70000 lw1    19, 4cm 2h f   f w   c 2.1.1260 lw  0,3 N 0,3.70000    8,3cm 2h f   f w   c 2.1.1260 Chọn l =20cm, l =9cm Liên kết có ghép 48 - Lực truyền qua ghép đường hàn góc đầu, góc cạnh hai - Ưu: Không gia công mép - Khuyết: + Tốn thép làm ghép + Lk có US tập trung lớn  Không dùng để chịu Liên kết có ghép 49 - Kiểm tra bền liên kết có ghép theo điều kiện: • Kiểm tra bền ghép: ∑Abg≥A Abg – tổng diện tích tiết diện ghép A - diện tích tiết diện cấu kiện • Kiểm traNbền đường hàn góc: N  f h f  lw  f wf  c  s h f  lw  f ws c N baûn ghép  tính l kế, chọn - Khi thiết w  f ; f  lw  h   f     f w   f wf s ws f w c   Liên kết HỖN HỢP 50 - Giả thuyết: chịu N hàn đối đầu = bản ghép - Điều kiện bền: w  Khi tính tốn: N A   Abg  f wt  c   c - chọn ghép có bbg = b - bố trí đường hàn đối đầu - tính lực truyền qua ghép - tính tổng chiếu dài đường hàn góc để liên kết ghép N bg   w Abg Tính tốn liên kết hàn với đường hàn GÓC chịu M Q 51 - Ba trường hợp toán: + Chỉ có M + Chỉ có Q + Có M Q tính Tính tốn liên kết hàn với đường hàn GĨC chịu M Q 52 - Khi có M tác dụng: + Tính theo tiết diện  1:  1M + Tính theo tiết diện  2: 2M M  f wf  c Wwf M   f ws c Wws Wwf, Wws: moment kháng uốn tiết diện đường hàn lw2 lw2 Wwf   f h f  ;Wws   s h f  6 Tính tốn liên kết hàn với đường hàn GĨC chịu M Q 53 - Khi có V tác dụng: + Tính theo tiết diện1: 1V + Tính theo tiết diện2: 2V V   f wf  c Awf V   f ws c Aws Awf, Aws: diện tích tính tốn tiết diện đường hàn Awf   f h f  lw ; Aws   s h f  lw Tính tốn liên kết hàn với đường hàn GĨC chịu M Q 54 - Khi có M V tác dụng: + Tính theo tiết dieän 1: td  M   Wwf 2 2   V    f wf  c    A     wf   M   V   td       f ws c  Wws   Aws  + Tính theo tiết diện 2: Đường hàn GÓC 55  N h f  lw    f w   c M 6M      f w   c W f h f lw M  V   td          f w   c  Ww   Aw  N1  K N ; N    K  N Ví dụ 56 Tính liên kết thép 500x12mm vào cột đường hàn góc chịu lực V=700kN đặt lệch tâm so với đường hàn đoạn e=150mm Thép có f=2100daN/cm2 , fu=3450daN/cm2 Dùng que hàn N 42, hàn tay c=1 - Chọn hf=12mm; lf=50-1=49cm - Với que hàn tay có fwf=1800daN/cm2 , βf = 0,7 fws=1550daN/cm2, βs=1  (βff)min = ?  tiết diện tính tốn? Ví dụ 57 - Mơmen lệch tâm: M = V.e = 70000.15 = 1050000daN cmM M 6.1050000 M     1561,8 daN / cm Wwf   f h f lw2  2.0, 7.1, 2.492 2      V V 70000 V    Awf  f h f lw 2.0, 7.1, 2.49  850,3daN / cm  td   M2   V2  1561,82  850,32  1778daN / cm  f wf  1800daN / cm IV ỨNG SUẤT HÀN & BIẾN HÌNH HÀN 58 Sự phát sinh Ứng Suất Hàn Biến Hình Hàn - Khi hàn xong, ảnh hưởng nhiệt độ, cấu kiện thường bị cong vênh  Hiện tượng biến hình hàn - Lúc đó, thép đường hàn nảy sinh nội ứng suất  Ứng suất hàn (ứng suất nhiệt, ứng suất co ngót) Ưs co ngót NGANG ƯS co ngót DỌC - Ở trạng thái ứng suất Phẳng ứng suất Khối: + ứng suất hàn làm tăng khả phá hoại dòn kết cấu + Làm công sửa chữa cấu kiện IV ỨNG SUẤT HÀN & BIẾN HÌNH HÀN 59 Các biện pháp làm giảm ng Suất Hàn Biến Hình Hàn - BIỆN PHÁP CẤU TẠO: + Giảm số lượng đường hàn đến mức tối đa + Không nên dùng đường hàn dày + Tránh tập trung đường hàn vào chỗ, tránh đường hàn kín cắt làm cản trở biến dạng tự vật liệu - BIỆN PHÁP THI CÔNG: + Chọn trình tự hàn thích hợp ...KẾT CẤU THÉP Chương LIÊN KẾT KCT NỘI DUNG A – Liên kết hàn B – Liên kết bu lông C – Liên kết đinh tán A - LIÊN KẾT HÀN I Các phương pháp hàn KCT II Các... LOẠI LIÊN KẾT & PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN 33 Liên kết ĐỐI ĐẦU Liên kết ghép chồng dùng đường hàn GÓC Liên kết có BẢN GHÉP Liên kết HỖN HP Tính toán liên kết hàn với ĐƯỜNG HÀN GÓC chịu M Q Liên kết ĐỐI... Cách liên kết k 1-k 0,7 0,3 0,75 0,25 0,6 0,4 Ví dụ 46 Thiết kế liên kết hàn tay thép góc số hiệu L100x10 với thép có d=12mm, N=700kN, thép CT34 f =2100daN/cm2, fu =3450daN/cm2, c = - Thép CT34