VẼ KỸ THUẬT Bài giảng bản vẽ kết cấu thép

Bài giảng BẢN VẼ KẾT CẤU THÉP BẢN VẼ KẾT CẤU THÉP I Khái niệm Kết cấu thép kết cấu thép hình thép hay vỏ mỏng kim loại ghép lại với nhiều hình thức lắp nối Kết cấu thép gồm hai loại: hệ hệ vỏ - Hệ gồm yếu tố dầm, cột, dàn… dùng làm khung nhà, nhịp cầu… - Hệ vỏ gồm vỏ mỏng kim loại ghép lại với để làm thùng chứa, nồi hơi, ống dẫn… Ở nước ta, phần lớn lượng thép dùng cho kết cấu xây dựng áp dụng nhà xưởng Khi làm quen với vẽ kết cấu thép, ví dụ đưa thường kết cấu thép nhà cơng nghiệp Vì vậy, cần tìm hiểu đại cương nhà công nghiệp thép Kết cấu thép nhà công nghiệp gồm cấu kiện thép tạo nên sườn chịu lực nhà công nghiệp như: khung (cột, dàn), kết cấu mái, hệ giằng, dầm đỡ cầu trục… Nhà công nghiệp thường nhà tầng, với yêu cầu đặc biệt: nhịp nhà thường rộng, chiều cao lớn, có cầu trục hoạt động Kết cấu chịu lực nhà xưởng gồm có khung ngang liên kết với kết cấu dọc hệ giằng, dầm cầu trục, kết cấu mái, kết cấu đỡ tường Khung ngang gồm có cột dàn Các hình mơ hình dạng khung nhà cơng nghiệp tầng có cầu trục: Hình 1- Mơ hình dạng khung ngang Bộ mơn: Hình Họa – Vẽ Kỹ Thuật Trang Bài giảng BẢN VẼ KẾT CẤU THÉP Hình 2- Mơ hình kết cấu cầu trục Hình 3- Mơ hình hệ giằng cánh Bộ mơn: Hình Họa – Vẽ Kỹ Thuật Trang Bài giảng BẢN VẼ KẾT CẤU THÉP Hình 4- Mơ hình hệ giằng cánh Hình 5- Mơ hình hệ giằng đứng hệ giằng cột Bộ mơn: Hình Họa – Vẽ Kỹ Thuật Trang Bài giảng BẢN VẼ KẾT CẤU THÉP Một số dạng sơ đồ khung ngang nhịp Sơ đồ khung ngang nhiều nhịp Bộ mơn: Hình Họa – Vẽ Kỹ Thuật Trang Bài giảng BẢN VẼ KẾT CẤU THÉP Sơ đồ Hệ giằng mái Hệ giằng cánh Hệ giằng cánh Hệ giằng đứng Bộ môn: Hình Họa – Vẽ Kỹ Thuật Trang Bài giảng BẢN VẼ KẾT CẤU THÉP II Biểu diễn loại thép hình Thép góc (thép chữ L) Thép góc có hai loại: - cánh: - khơng cánh: b, b1, b2: chiều rộng cánh thép s: bề dày cánh thép l: chiều dài n: số lượng ký hiệu Lbxs ký hiệu L b x b2 x s Thường với thép góc ghi số lượng n mà thể trực tiếp ký hiệu thép dạng Ví dụ: Bộ mơn: Hình Họa – Vẽ Kỹ Thuật Trang Bài giảng BẢN VẼ KẾT CẤU THÉP Thép hình máng (thép chữ U) Ký hiệu: L N (với N số hiệu thép) Lbxh Cũng tương tự thép góc khơng ghi n mà thể dạng ghép Ví dụ: cho dạng ghép hình bên Thép chữ I Các loại thép khác Ngồi ba loại cịn có loại thép khác:  Thép chữ T : ký hiệu Bộ mơn: Hình Họa – Vẽ Kỹ Thuật T  Trang Bài giảng BẢN VẼ KẾT CẤU THÉP ký hiệu L   Thép tròn đặc : ký hiệu ⌀   Thép ống : ký hiệu ⌀ t  Thép chữ Z : ký hiệu t  Thép vuông:  Thép tấm, thép :  b x h kích thước bao ngồi, t bề dày III Các hình thức lắp nối kết cấu thép Có hai mối liên kết sử dụng kết cấu thép - Liên kết tháo gỡ được: lắp nối bu lông - Liên kết không tháo gỡ được: lắp nối đinh tán, hàn… Bộ mơn: Hình Họa – Vẽ Kỹ Thuật Trang Bài giảng BẢN VẼ KẾT CẤU THÉP Mối ghép bu lông đinh tán Bu lông sử dụng kết cấu chịu chấn động liên kết tạm thời Đinh tán sử dụng kết cấu chịu chấn động, liên kết cố định Bu lơng chi tiết có ren Biểu diễn nguyên dạng ren phức tạp nên vẽ kỹ thuật, ren chi tiết có ren biểu diễn đơn giản theo quy ước Ví dụ: Liên kết bu lơng: Liên kết đinh tán: Đầu chìm Mũ chỏm cầu Biểu diễn đơn giản chi tiết lắp xiết: (ISO 5845-1: 1995) Để biểu diễn lỗ, bu lông, đinh tán mặt phẳng chiếu vng góc với trục chúng, hình biểu diễn vẽ nét liền đậm Vị trí chi tiết lắp xiết dẫn dấu chữ thập Biểu diễn ký hiệu lỗ, bu lông đinh tán lắp lỗ Lưu ý: Để phân biệt bu lông dinh tán với lỗ, cần phải ghi ký hiệu lỗ chi tiết xiết theo với tiêu chuẩn quốc tế liên quan Ví dụ: Ký hiệu lỗ có đường kính 13mm φ13, ký hiệu bu lơng có ren hệ mét, đường kính 12mm chiều dài 50mm M12x50, ký hiệu đinh tán có đường kính 12mm chiều dài 50mm φ 12x50 Bộ mơn: Hình Họa – Vẽ Kỹ Thuật Trang Bài giảng BẢN VẼ KẾT CẤU THÉP Biểu diễn ký hiệu lỗ, bu lông đinh tán lắp lỗ hình chiếu song song với trục: Ghép hàn a Các ký hiệu mối nối Các ký hiệu bổ sung: Ví dụ: mối hàn góc lõm Bộ mơn: Hình Họa – Vẽ Kỹ Thuật Trang 10 Bài giảng BẢN VẼ KẾT CẤU THÉP b Biểu diễn ký hiệu quy ước mối ghép hàn Về hình biểu diễn:  Mối hàn thấy biểu diễn liên tục  Mối hàn khuất biểu diễn phần gạch nét đứt Các hình biểu diễn vẽ đơn giản nhằm giải thích mà khơng có tính chất bắt buộc Về ký hiệu quy ước (ISO 2553: 1992)  Nếu không cần định cụ thể mà cần diễn tả nói chung mối nối thực cách hàn phải dùng ký hiệu sau (theo phương pháp chiếu góc thứ ba): Lưu ý: Nên đặt đường ghi dẫn song song với cạnh vẽ, không đặt vng góc Vị trí ký hiệu hàn đặt phía phía đường ghi dẫn với quy tắc sau:  Đặt ký hiệu phía bên nét liền đường ghi dẫn mối hàn (mặt hàn) phía mũi tên mối nối  Đặt ký hiệu phía bên nét đứt đường ghi dẫn mối hàn (mặt hàn) phía bên mối nối Ví dụ: Phía bên mối nối  Phía mũi tên mối nối Nếu biểu diễn theo phương pháp chiếu góc thứ nhất, dùng ký hiệu sau: Bộ mơn: Hình Họa – Vẽ Kỹ Thuật Trang 11 Bài giảng BẢN VẼ KẾT CẤU THÉP  Trường hợp mối hàn đối xứng: không cần vẽ nét 2b - đường nhận dạng (nét đứt)  Hàn theo chu vi:  Ghi kích thước: Nguyên tắc chung: kích thước chủ yếu liên quan đến mặt cắt ngang ghi bên trái ký hiệu mối nối, kích thước dọc ghi bên phải Ví dụ: Ký hiệu quy ước mối ghép bu-lông, đinh tán, hàn (TCVN 4613-1988) STT Tên gọi Dấu lỗ khoan Lỗ ô-van (bầu dục) Lỗ trịn có đầu lõm bên hai bên (để lắp ráp) Đinh tán mũ chìm Đinh tán mũ Bu lông cố định Bộ mơn: Hình Họa – Vẽ Kỹ Thuật Ký hiệu quy ước Trang 12 Bài giảng BẢN VẼ KẾT CẤU THÉP Bu lông tạm thời để lắp ráp Mối hàn đối đầu lắp ráp Phía thấy Phía khuất Mối hàn đối đầu chế tạo Phía thấy Phía khuất 10 Mối hàn chập lắp ráp Phía thấy Phía khuất 11 Mối hàn chập chế tạo Phía thấy Phía khuất IV Bản vẽ kết cấu thép Trình tự thành lập vẽ kết cấu thép gồm bước: Vẽ sơ đồ hình học (TL 1:50, 1:100, 1:200, 1:500) Hình thể cấu tạo kết cấu (TL 1:20,1:50,1:100) Hình thể chi tiết (TL 1:5, 1:10, 1:20); chi tiết nhỏ dùng tỉ lệ 1:1 để thuận tiện cho việc gia cơng chế tạo Hình thể chi tiết thường có: a Hình vẽ tách nút b Hình vẽ tách mã Lập bảng thống kê Vẽ sơ đồ hình học - Được vẽ chỗ rõ vẽ kết cấu (thường góc bên trái) Sơ đồ vẽ nét liền đậm tượng trưng cho đường trục - Nếu kết cấu đối xứng phép thể sơ đồ nửa kết cấu (thường vẽ nửa, dùng nét lượn sóng giới hạn phần biểu diễn) Trên sơ đồ hình học cần ghi:  Các kích thước tổng quát kết cấu (ví dụ dàn nhịp độ dốc, hay nhịp chiều cao đỉnh dàn)  Đối với dàn ghi: + Kích thước chiều dài đoạn (ghi trực tiếp thanh) giá trị nội lực (ghi thanh) + Đánh số nút kết cấu vẽ tách vẽ (thực chất ký hiệu hình trích) vịng trịn 7mm, đặt tên nút chữ số la mã theo trình tự định (ví dụ theo thứ tự hay ngược chiều kim đồng hồ, theo trình tự trêndưới – tráiphải) - Sinh viên hồn tất kích thước chiều dài đoạn ½ sơ đồ bên phải đánh số nút ½ sơ đồ bên trái Bộ mơn: Hình Họa – Vẽ Kỹ Thuật Trang 13 Bài giảng BẢN VẼ KẾT CẤU THÉP - Nếu kết cấu lớn tách tất nút vẽ mà phải dùng nhiều vẽ thực theo hai cách: Mỗi vẽ có sơ đồ hình học Khi vẽ tách nút đánh số nút Ví dụ: sơ đồ cho biết vẽ vẽ tách nút số III, IV V Chỉ vẽ sơ đồ hình học cho vẽ Khoanh tất nút vẽ tách Đánh số thứ tự vịng trịn Vịng trịn chia hai nửa, nửa ghi số thứ tự nút, mắt liên kết; nửa ghi số ký hiệu vẽ có nút, mắt liên kết Ví dụ: Cũng dàn trên, nút I, II tách vẽ KC1 nút III, IV, V tách vẽ KC2 nút VI, VII tách vẽ KC3 sơ đồ hình học vẽ KC1 đánh số nút sau: Hình thể cấu tạo Thể chi tiết cho kết cấu (như dàn sử dụng loại thép gì, có mối liên kết nào…) Có thể biểu diễn theo hai cách: 1) Nếu kết cấu nhỏ, biểu diễn thật chi tiết cho hình biểu diễn cấu tạo Như vậy, có nút phải vẽ tách (ví dụ nút đầu dàn liên kết với cột, nút đỉnh dàn, nút dàn, hay chân cột) 2) Bỏ qua bước vẽ hình thể cấu tạo mà vẽ tách cho tất nút kết cấu Cách thường dùng cho kết cấu có kích thước lớn khó thể đủ hình cấu tạo kết cấu vẽ Ví dụ: Bộ mơn: Hình Họa – Vẽ Kỹ Thuật Trang 14 Bài giảng BẢN VẼ KẾT CẤU THÉP Trình tự thực hình thể cấu tạo: Ví dụ minh họa vẽ cho nút kết cấu (nút VI), giả sử nút có số liệu thiết kế sau: - Thanh cánh 1: 80x8; liên kết sử dụng đường hàn sống mép có lh=250 - Thanh bụng (đứng) 5: 50x5; liên kết sử dụng đường hàn sống mép có lh=80 - Thanh bụng (xiên) 6: 50x5; liên kết sử dụng đường hàn sống mép có lh=80 Vẽ trục thép Các trục phải song song với đường trục sơ đồ hình học cắt điểm gọi mắt nút Trong ví dụ này, nút kết cấu sử dụng liên kết hàn đường trục vẽ nét gạch dài chấm mảnh Bước 1- Vẽ trục thép Vẽ đường bao thép dựa theo kích thước mặt cắt Khi thực cần lưu ý có hai trường hợp: - Nếu nút có liên kết hàn đường trục sơ đồ trùng với đường trục hình học (đi qua trọng tâm tiết diện) Trong bảng tra thép hình, kích thước khoảng cách từ trọng tâm đến mặt cánh thép thể trị số Z0 (cho thép Bộ mơn: Hình Họa – Vẽ Kỹ Thuật Trang 15 Bài giảng BẢN VẼ KẾT CẤU THÉP góc cánh thép chữ U), trị số X0, Y0 (cho thép góc khơng cánh) Khi tra bảng, cho phép lấy tròn trị số với sai số 5mm - Nếu dùng liên kết bu-lông hay đinh tán để tiện cho việc gia cơng, ta vẽ cho đường trục sơ đồ trùng với đường tâm hàng bu lông hay đinh tán Trong bảng tra thép hình, khoảng thể trị số a Nếu nút có hai hàng đinh cho quy ước vẽ trục thép trùng với đường tâm hàng đinh thứ Khoảng cách hai hàng đinh thể ký hiệu a1 bảng tra thép định hình Bước 2- Vẽ sống thép Bước 3- Vẽ mép thép Bộ mơn: Hình Họa – Vẽ Kỹ Thuật Trang 16 Bài giảng BẢN VẼ KẾT CẤU THÉP Bước 4- Vẽ bề dày cánh thép Bước 5- Vẽ tương tự cho bụng Bộ mơn: Hình Họa – Vẽ Kỹ Thuật Trang 17 Bài giảng BẢN VẼ KẾT CẤU THÉP Bước 6- Xác định đầu thanh, lưu ý khoảng cách đầu bụng cánh dàn có mã lấy khơng nhỏ a (a = 6t -20 mm) không lớn 80mm (t: chiều dày mã, mm) Bố trí mối hàn cho nút (số liệu mối ghép hàn người thiết kế tính: chiều dài đường hàn lh =; chiều cao đường hàn hh=; thông tin khác), bố trí vị trí đinh (bu lơng) cấu kiện có liên kết bu lơng hay đinh tán Trong ví dụ này, cấu kiện sử dụng liên kết hàn nên ta đánh dấu vị trí bắt đầu kết thúc đường hàn cho phù hợp với chiều dài đường hàn theo số liệu thiết kế Bước 7- Bố trí mối hàn cho nút Dựa vào liên kết bố trí, vẽ mã (chứa đủ liên kết) Bộ mơn: Hình Họa – Vẽ Kỹ Thuật Trang 18 Bài giảng BẢN VẼ KẾT CẤU THÉP Bước 8- Vẽ mã cho chứa đủ liên kết Ghi ký hiệu cho thép mã Nếu nút vẽ đủ chi tiết (khơng cần tách nữa) phải ghi rõ số liệu liên kết kích thước để gia cơng thép, kích thước gia cơng mã Chú ý: Khi ghi ký hiệu cho mã ( _ b x h ) giá trị b x h kích thước đường bao ngồi hình chữ nhật ban đầu chưa bị cắt xén Vẽ tách nút Sau vẽ hình cấu tạo, nút chưa biểu diễn rõ vẽ tách với tỉ lệ lớn (TL 1:5, 1:10, 1:20) Trình tự vẽ giống hình thể cấu tạo Ví dụ tách nút số VI với số liệu thiết kế: - Thanh cánh 1: 80x8; liên kết sử dụng đinh tán Ø16 - Thanh đứng 2: 50x5; liên kết sử dụng đinh tán Ø16 - Thanh xiên 3: 50x5; liên kết sử dụng đinh tán Ø16 Các bước vẽ theo trình tự sau: a) Vẽ đường trục trùng với đường tâm hàng đinh song song với đường trục sơ đồ (liên kết dùng nút kết cấu đinh tán nên trục vẽ nét gạch dài chấm mảnh) Bộ mơn: Hình Họa – Vẽ Kỹ Thuật Trang 19 Bài giảng BẢN VẼ KẾT CẤU THÉP b) Vẽ đường bao thép (trình tự: sống thép-mép thép-bề dày cánh, lưu ý khoảng cách từ trục đến sống thép) c) Xác định đầu (lưu ý khoảng cách s) Bộ mơn: Hình Họa – Vẽ Kỹ Thuật Trang 20 Bài giảng BẢN VẼ KẾT CẤU THÉP d) Đưa liên kết vào, lưu ý khoảng cách: khoảng cách từ tâm bu lông đến mép cấu kiện (e) nhỏ dọc theo lực 2d, lớn 4d 8t; khoảng cách hai bu lông theo hướng (l) nhỏ 2.5d, lớn 12d 16t (d: đường kính thân bu lơng hay đinh tán, t: chiều dày mỏng cấu kiện ngoài) e) Vẽ mã (chứa đủ liên kết) Bộ mơn: Hình Họa – Vẽ Kỹ Thuật Trang 21 Bài giảng BẢN VẼ KẾT CẤU THÉP f) Ghi kích thước (kích thước độ lớn, kích thước định vị) g) Vẽ mặt cắt ngang cho cấu kiện h) Ghi ghi cần thiết:  Cường độ chịu kéo, cắt loại thép dùng làm kết cấu  phương pháp hàn, loại que hàn dây hàn, vị trí thứ tự hàn mối hàn (khi dùng liên kết hàn) phương pháp gia công bề mặt thép (khi dùng bu lông cướng độ cao)  Những điểm cần ý gia công cấu kiện thicông lắp dựng Bộ mơn: Hình Họa – Vẽ Kỹ Thuật Trang 22 Bài giảng BẢN VẼ KẾT CẤU THÉP  Sự liên quan tờ vẽ Vẽ tách mã Với nút sử dụng liên kết hàn, kích thước mã ghi rõ vẽ hình thể cấu tạo hay vẽ tách nút nên không cần vẽ tách mã Chỉ hình dáng nút phức tạp cần vẽ tách để ghi rõ kích thước gia công Với nút sử dụng liên kết đinh tán hay bu lơng phải vẽ tách để ghi rõ kích thước gia cơng mã (các kích thước lỗ khoan mã) Hình vẽ tách mã nút nên đặt kế nút để dễ đọc Cho phép vẽ hình xoay hay vẽ vị trí làm việc Ví dụ tách mã số 11 Lập bảng thống kê - Bảng thống kê thường đặt khung tên Nếu kết cấu thể nhiều vẽ bảng thống kê đặt vẽ cuối Hình thức trình bày bảng thống kê bảng phân loại loại thép theo TCVN 4613 – 88 (só liệu ghi bảng thống kê số liệu giả sử) Bộ mơn: Hình Họa – Vẽ Kỹ Thuật Trang 23 Bài giảng BẢN VẼ KẾT CẤU THÉP V Một số lưu ý thể vẽ kết cấu thép - - - Các hình chiếu kết cấu thép thường biểu diễn theo phương pháp chiếu góc thứ Tuy nhiên số trường hợp, biểu diễn theo phương pháp chiếu góc thứ ba Khi cần có ký hiệu cho phương pháp góc chiếu mà vẽ thể Trên hình chiếu hình cắt cần vẽ nét khuất chi tiết ta thể Những chi tiết nằm sâu bên phép khơng biểu diễn Trên hình chiếu cho phép không vẽ số chi tiết không cần thiết, chi tiết che khuất chi tiết quan trọng khác cần dược biểu diễn Để cho hình biểu diễn rõ ràng, mặt cắt không gạch ký hiệu vật liệu Nếu tỷ lệ hình biểu diễn nhỏ tơ đen mặt cắt chừa khoảng trắng chi tiết Bộ mơn: Hình Họa – Vẽ Kỹ Thuật Trang 24 Bài giảng BẢN VẼ KẾT CẤU THÉP BÀI TẬP Cho sơ đồ dàn thép hình chiếu nút dàn Sịnh viên hãy: - Vẽ lại sơ đồ dàn, có ghi đầy đủ kích thước khoảng cách mắt dàn - Vẽ lại nút kết cấu vẽ tách - Vẽ hình chiếu theo hướng chiếu G - Vẽ hình cắt A-A Bộ mơn: Hình Họa – Vẽ Kỹ Thuật Trang 25