Giáo trình Tính toán kết cấu hàn (Lưu hành nội bộ)

Mô đun: TÍNH TOÁN KẾT CẤU HÀN Mã số: MĐ 30 Thời gian thực hiện : 90 h Lý thuyết: 30 h; Thực hành: 60 h MỤC TIÊU MÔ-ĐUN: Mô đun này nhằm trang bị cho người học kiến thức về tính toán ,x

Mô đun: TÍNH TOÁN KẾT CẤU HÀN

Mã số: MĐ 30 Thời gian thực hiện : 90 h (Lý thuyết: 30 h; Thực hành: 60 h) MỤC TIÊU MÔ-ĐUN:

Mô đun này nhằm trang bị cho người học kiến thức về tính toán ,xác định ứng suất và biến dạng sinh ra khi hàn các kết cấu,biết được các biến dạng sinh ra khi hàn,đồng thời biết tính toán,thiết kế các kết cấu hàn đơn giản

MỤC TIÊU THỰC HIỆN:

Học xong mô-đun này người học sẽ có khả năng:

- Nhận biết chính xác các loại vật liệu chế tạo kết cấu hàn

- Giải thích rõ công dụng của từng loại vật liệu chế tạo kết cấu hàn

- Tính toán đúng vật liệu hàn, vật liệu chế tạo kết cấu hàn khi gia công các kết

- cấu hàn

- Tính toán nghiệm bền cho các mối hàn đơn giản như: Mối hàn giáp mối, mối

- hàn góc, mối hàn hỗn hợp phù hợp với tải trọng của kết cấu hàn

- Trình bày đầy đủ các bước tính ứng suất và biến dạng khi hàn

- Vận dụng linh hoạt kiến thức tình toán kết cấu hàn vào thực tế sản xuất

- Thực hiện được các nguyên tắc an toàn và vệ sinh phân xưởng

- Kiểm tra kết thúc mô đun

YÊU CẦU ĐÁNH GIÁ HOÀN THÀNH MÔ-ĐUN

*)Về kiến thức:

Được đánh giá qua kiểm tra viết, kiểm tra vấn đáp đạt các yêu cầu sau:

- Liệt kê đầy đủ các loại vật liệu chế tạo kết cấu hàn

- Tính toán chích xác vật liệu chế tạo kết cấu hàn

- Trình bày rõ các công thức tính toán độ bền, ứng suất và biến dạng khi hàn

- Giải đúng các bài toán nghiệm bền và tính ứng suất biến dạng khi hàn của các kết cấu hàn đơn giản

*)Về kỹ năng:

Được đánh giá qua bài kiểm tra thực hành, qua quá trình thực hiện, qua kiểm tra chất lượng sản phẩm đạt các yêu cầu sau

- Nhận biết đúng các loại vật liệu chế tạo các kết cấu hàn

- Tra bảng, tính toán vật liệu hàn chính xác

- Kiểm tra đánh giá đúng công việc tính toán các kết cấu hàn

- Bố trí nơi làm việc gọn gàng khoa học, an toàn

BÀI 1: VẬT LIỆU CHẾ TẠO KẾT CẤU HÀN

MÃ BÀI: MĐ-30-01

Vật liệu chế tạo kết cấu hàn là yếu tố quan trọng quyết định đến chất lượng công trình

và là một yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến các quá trình công nghệ,tính kinh tế của công trình Do vậy việc lựa chọn chế tạo kết cấu hợp lý sẽ mang lại tính hiệu quả kinh tế, kỹ thuật to lớn Đó là tiêu chí rất quan trọng

I NỘI DUNG CHÍNH :

1) Các loại vật liệu thường dùng để chế tạo kết cấu hàn

Vật liệu dùng để chế tạo kết cấu hàn gồm có:

™ Các loại thép các bon thấp:

Đây là loại vật liệu được sử dụng rất nhiều để chế tạo các loại kết cấu hàn, do loại vật liệu này rất dễ hàn và mối hàn dễ đạt được chất lượng theo yêu cầu mà không cần phải có những biện pháp công nghệ phức tạp nào Trong thực tế thép các bon thấp sử dụng để chế tạo kết cấu hàn được chia ra làm 2 nhóm chính là thép định hình và thép tấm

™ Thép hợp kim thấp : Đây là loại thép có tính hàn tốt chỉ đứng sau thép các bon

thấp, do có tính hàn tốt cho nên các loại thép hợp kim thấp cũng rất hay được sử dụng để chế tạo các kết cấu hàn có yêu cầu độ bền cao hoặc làm việc trong các điều kiện đặc biệt Thép hợp kim thấp thường được dùng để chế tạo kết cấu hàn gồm các loại như thép Manggan; thép Cr –Si –Mn; Cr-Mn-Môlipđen Thép hợp kim thấp gồm các loại thép hình hoặc thép tấm, được chế tạo theo tiêu chuẩn

• Các loại thép không rỉ: Được sử dụng để chế tạo các lọai kết cấu hàn làm việc

trong những điều kiện đặc biệt như: nhiệt độ cao, làm việc trong điều kiện tiếp xúc với hóa chất, hoặc các thiết bị bảo quản, chế biến thực phẩm, thiết bị dụng

cụ y tế Phần lớn các loại thiết bị thuộc các loại này thuộc dạng tấm, hiện nay

do nhu cầu sử dụng các loại kết cấu được chế tạo từ thép không rỉ đang rất lớn cho nên rất nhiều các công nghệ gia công kết cấu thép không rỉ hiện đại đã xuất hiện trong thực tế Các loại thép không rỉ được sử dụng nhiều hiện nay đó là: Cr-Ni,Cr-Ni-Bo, Ni-Mo-Cr, và một số loại thép chịu ăn mòn hóa học, chịu nhiệt, bền nhiệt

• Nhôm và hợp kim nhôm: Nhôm và hợp kim nhôm cũng được sử dụng nhiều để

chế tạo kết cấu hàn đặc biệt là hợp kim nhôm được dùng để chế tạo các kết cấu yêu cầu có trọng lượng nhỏ,hoặc các kết cấu yêu cầu chống rỉ Thông thường hợp kim nhôm hay được dùng nhất là: Duy-ra dùng cho các kết cấu đòi hỏi có độ bền nhiệt cao, còn hợp kim nhôm –magiê dùng cho các loại kết cấu như: vỏ tầu

Mục tiêu:

Sau khi học xong bài học này người học sẽ có khả năng:

™ Nhận biết các loại thép định hình U, I, V , thép tấm, và các loại vật liệu khác như nhôm, hợp kim nhôm, đồng hợp kim đồng, thép hợp kim thường dùng để chế tạo kết cấu hàn

™ Giải thích đúng công dụng của từng loại vật liệu khi chế tạo kết cấu hàn

™ Tính toán vật liệu gia công kết cấu hàn chính xác, đạt hiệu suất sử dụng vật liệu cao

™ Thực hiện tốt công tác an toàn và vệ sinh phân xưởng

Ví dụ: ghép 2 thanh thép góc lại với nhau ta sẽ có loại kết cấu chữ [ hoặc chữ T nếu ghép 4 thanh thép góc ta sẽ có kết cấu chữ I Do vậy đây là loại thép có phạm vi sử dụng rất lớn trong thực tế Thép hình chữ L có 2 loại là : L cạnh đều

và L cạnh lệch

- Thép chữ L cạnh đều: gồm có 67 loại được quy định trong TCVN

1656-75.loại nhỏ nhất có kích thước L20 x 3,nghĩa là mỗi cạnh có kích thước là

20 mm ,chiều dày có kích thước là 3 mm, loại lớn nhất có kích thước là L250 x 20 Đây là loại thép được sư dụng để chế tạo kết cấu rất nhiều do tính chất công nghệ của nó rất cao Trong quá trình gia công người thợ không cần chú ý đến các cạnh của thanh thép (do cạnh của các thanh đều bằng nhau Đây chính là đặc tính rất ưu việt của loại thép góc này

- Thép chữ L cạnh không đều: Gồm có 47 loại được quy định trong tiêu

chuẩn TCVN 1657-75 ,loại nhỏ nhất là L25 x16 x3, có nghĩa là cạnh thứ

nhất 25 mm, cạnh thứ hai 16 mm, chiều dày 3 mm Loại lớn nhất có kích thước L250 x160 x20 Đây là loại thép góc mà hiện nay ứng dụng không lớn do tính công nghệ của thép không cao vì trong quá trình gia công người thợ cần phải chú ý đến các cạnh của thanh thép (do các cạnh không đều nhau) Do vậy sẽ ảnh hưởng đến năng suất lao động Vì vậy khi thiết

kế cần chú ý đến đặc điểm này để lựa chọn thép góc cho hợp lý

™ Thép chữ I: Đây là loại thép được sử dụng rất nhiều để chế tạo kết cấu chịu uốn, nén Theo TCVN 1655-75 thì thép chữ I có 23 loại Chiều cao loại nhỏ nhất là

100 mm ,loại lớn nhất là 600 mm Ngoài ra còn có thêm một số loại thép đặc biệt

ký hiệu có thêm chữ “a” ở phía dưới Thép chữ I là loại thép rất khó liên kết với nhau để tạo ra một loại thép mới

™ Thép chữ [: Theo TCVN 1654-75 thép chữ [ có 22 loại Chiều cao loại nhỏ nhất

là 50 mm, lớn nhất là 400 mm ( Đây là chiều cao của tiết diện) Ví dụ [ 22 chỉ loại này có chiều cao là h = 220 mm, chiều dài của thép chữ [ từ 4 ÷ 13 m Ngoài ra còn một số loại đặc biệt thì ký hiệu có thêm chữ “a” phía dưới Ví dụ : thép [ 22a Trong thực tế còn có nhiều loại thép hình khác nhau như thép ống, thép tròn,

3) Thép tấm

Là loại thép được sữ dụng rộng rãi vì có tính vạn năng cao, có thể chế tạo ra các loại thép có hình dáng, kích thước bất kỳ Thép tấm được dùng nhiều trong các loại kết cấu như :vỏ tàu thủy, vỏ các bình chứa chất lỏng, bình chứa khí, các loại bồn chứa,

bể chứa, các loại ống dẫn chất lỏng, chất khí Ngoài ra thép tấm còn được sử dụng để chế tạo các loại chi tiết máy Trong thực tế thép tấm có quy cách như sau:

™ Thép tấm phổ thông: có chiều dày s = 40÷ 60 mm, chiều rộng 160 ÷ 1050 mm,

I NỘI DUNG CHÍNH :

II

1) Tính toán mối hàn giáp mối

1.1 Mối hàn giáp mối chịu kéo, nén

Mối hàn giáp mối là loại mối hàn được ứng dụng rất nhiều trong kết cấu hàn, do mối hàn

có nhiều ưu điểm như: tốn ít kim loại cơ bản, ít ứng suất tập trung, công nghệ thực hiện dễ dàng hơn Do mối hàn chịu kéo và chịu nén thì độ bền giống nhau nên ta chỉ cần tính toán, kiểm tra điều kiện bền cho trường hợp

chịu kéo là đủ Để kiểm tra điều kiện

bền kéo ta xét một mối ghép hàn giáp

mối như sau:

Ta có chiều rộng của tấm nối là B cũng

chính là chiều dài cần hàn, chiều dày

của chi tiết hàn là S, lực kéo là N

Như vậy theo lý thuyết bền ta có:

Từ công thức trên ta suy ra các bài toán cơ bản sau:

Bài toán 1: Kiểm tra điều kiện bền kéo theo cường độ, ta dùng công thức trên

Bài toán 2: Xác định tải trọng, lúc này ta dùng công thức:

(2-1)

(2-2)

Mục tiêu:

Sau khi học xong bài học này người học sẽ có khả năng:

™ Tính toán được độ bền kéo,nén của mối hàn

™ Xác định được kích thước của mối hàn khi biết tải trọng đặt lên kết cấu

Trong trường hợp nếu kích thước của kết

cấu không thay đổi, nhưng muốn tăng khả

năng chịu tải trọng của kết cấu thì chúng ta

thiết kế các mối hàn xiên như hình vẽ sau

1.2 Mối hàn giáp mối chịu uốn

Điều kiện bền được xác định như sau:

σ = M W ≤ [ σ ]h

Trong đó:

σ là ứng suất sinh ra do uốn

M là mô men uốn:

(2-6)

(2-7)

Khi kiểm tra độ bền cho mối hàn góc ta thực hiện quá trình kiểm tra mối hàn theo các dạng sau

a- Tính mối hàn đối xứng ngang:

xét mối hàn ngang chịu lực như hình vẽ ta có biểu thức xác định độ bền như sau:

h B

h là chiều cao của mối hàn

B là chiều dài đường hàn

Do chiều cao mối hàn :

h = k.cos450 = 0,7.k và k = S

(trong trường hợp các tấm có chiều dày

không bằng nhau thì k được chọn theo

tấm có chiều dày nhỏ hơn) cho nên:

h B

S

N. . [ ]

4 ,

b- Tính mối hàn đối xứng dọc:

Đối với mối hàn đối xứng dọc khi chịu

lực thì điều kiện bền được xác định như sau:

h L

L là chiều dài đường hàn

là chiều cao mối hàn

rong trường hợp mối hàn không đối xứng thì điều kiện được xác định theo công thức au:

2.2.Mối hàn góc chịu uốn

hi mối hàn góc chịu uốn, điều kiện bền được

] [ τ

L h

h l l

N

] [ τ

d n

l h l

l h

L

6

.

.

tị mà không có tác dụng của ngoại lực cho nên chúng ta phải

ải tuân theo các điều kiện

BÀI 3: TÍNH

MÃ BÀI: MD-30-03

T o uá trình hàn, do nhiệt độ giữa các vùng kim loại chênh lệch nhau rất cao do vậ

Mục tiêu:

Sau khi học xong bài học này người học sẽ có khả năng:

h bày được các khái niệm về ứng suất khi hàn,giải thích được các

ứng suất,biến dạng sinh ra khi hàn

™ Trìn

nguyên nhân gây ra ứng suất khi hàn

™ Tính được các biến dạng dọc,biến dạng ngang của mối hàn

Xác định được các biện pháp làm giảm

q

th

khả năng làm việc hoặc không đủ điều kiện để làm việc vì vậy trong quá trình hàn người thợ phải biết được những nguyên nh6n sinh ra ứng suất và biến dạng để có thể hạn chế hoặc triệt tiêu chúng

NỘI DUNG CHÍNH

1

a- Nội ứng suất khi hàn :

Là ứng suất tồn tại trong mối hàn sau khi đã kết

Các loại nội ứng suất được chia ra làm 3 nhó ư sau

hiệt: sinh ra do sự nung nóng không đều trên toàn bộ chi tiết

u khi loại bỏ nguyên nhân sinh ra

ủa các phần

ết tạo thành vật thể Bao gồm 3 loại là tổ chức tế vi, tổ chức thô đại và tổ

ác hướng trong không gian, bao gồm các loại là ứng suất một chiều ơn), ứng suất hai chiều (ứng suất mặt), ứng suất ba chiều (ứng suất khối)

c- Các

ng là biến dạng co dọc của mối hàn và biến dạng co ngang của

lân cận theo phương vuông góc với trục đường hàn, biến dạng co ngang sẽ tạo nên sự cong, vênh của kết cấu hàn hay còn gọi là biến dạng góc

- Ứng suất dư: là ứng suất còn lại trong vật thể sa

nó Đây là loại ứng suất thường gặp nhất

- Ứng suất do chuyển biến pha: do sự biến dạng không đều của chi tiết

2 Tính ứng suất và biến dạng khi hàn đắp

a-Tính nội lực tác dụng:

Xét tấm kim loại như hình vẽ:

Khi hàn đắp vào mép tấm thì theo

của

của

ự thay

i thay đổi này dẫn đến sự thay đổi lớn về chất lượng kim loại

đổi trong vùng ảnh hưởng nhiệt tại vùng này được chia

hàn và lân cận , phần này trong quá trình hàn kim loại

lý thuyết hàn, trên mặt cắt ngang

của chi tiết hàn do tác động

nhiệt khi hàn sẽ có 2 vùng:

™ Vùng ảnh hưởng nhiệt : là

vùng có nhiệt độ từ

5500C÷13500C

Tại vùng này, dưới tác dụng

nhiệt độ sẽ có sự thay đổi thành

phần hóa học, đồng thời là s

đổi về kích thước hạt ha

Như vậy cơ tính mối hàn chỉ thay

làm 2 vùng:

Vùng thứ nhất : Phần kim loại mối

thường tồn tại ở trạng thái một pha lỏng và hai pha lỏng +rắn Vùng này được gọi là vù

b1 tức là vùng có sự thay đổi lớn nhất về thành phần hóa học

được gọi là vùng b2 , là vùng trong quá trình hàn, kim loại đạt đến trạng thái biến dạng dẻo,do vậy sự thay đổi về thành phần hóa học là rất nhỏ, chủ yếu là sự thay đổi về kích thước hạt

™ Vùng còn lại (vùng phản kháng): là vùng không bi ảnh hưởng nhiệt

hư vậy trong vùng ảnh hưởng nhiệt sẽ xuất hiện biến dạng:

(3-2)

Trong đó:

α: là hệ số giản nở

F E

Các ứng suất tớ ạn đều được xác định bằng thực nghiệm và là một trong những thông số

được xác định trong vùng này, biểu thức xác định như sau:

Do trong vùng ứng suất tác dụng có xuất hiện biến dạng cho nên nội lực tác dụng trên mặt cắt ngang của chi tiết hàn

P = σ T Fc

(3-4)

Như v ng ta phải xác định được các kích thước b1, b2 Việc xác định

chiều

ậy vấn đề đặt ra là chú

h thước này rất khó khăn bởi nó còn phụ

dày vật liệu hàn, nhiệt dung riêng

Vì vậy việc tính toán chính xác là rất khó khăn, cho nên ở mức độ chính xác vừ đủ, ta có công thức sau:

T C V S

C: nhiệt dung riên

γ: trọng lượng riêng của kim loại (g/cm

) (

.

.

n n

T k

k

b h S Sb

h S

ết trong lý thuyết kết cấu thường được chọn bằng giới hạn chảy

vùng ứng suất tác dụng khi hàn, vùng này được xác định như sau:

S là chiều dày của chi tiết hàn :

b0 là chiều rộng của vùng ứng suất tác dụng được xác định như sau

b1 là

b2 là vùng kim loại ở trạng thái đ

C c

v S

q

b1 = 0,484. 0

550 γTrong

q = 0,24.Uh Ih.η calo/s

η =0,65 khi hàn hồ quang tay

,9 khi hàn tự động

S :là chiều dày tính toán của k

calo/g C

ủa kim loại g/cm3

ộc vào rất nhiều yếu tố như năng lượng riêng q0 chiều rộng

được xác định như sau Trong

S là chiều dày của các tấm

ản kháng được tính như sau

c :là nhiệt dung của kim loại

y : là khối lượng riêng c

Việc xác định b2 phụ thu

tấm hàn h0 và các thông số khác b2 có thể

b2 = K2 (h –b1)

đó :

K2 là hệ số phụ thuộc vào vật liệu chế tạo chi tiết

h là chiều rộng toàn bộ phần ứng suất tính toán

)

.( bna bnc

b h

b c

a

T

− +

+

σ

c- Tính mô men uốn

Các lực Pa và Pc sẽ tạo ra mô men uốn khi quay quanh tâm của vùng ứ tác dụng , và

mô men quay này được xác định như sau:

a s

−

+

σ σ

o

b c

2

o

b a

Thay giá trị của ứng suất phản kháng vào ta có

) (

2

) (

.

0

b h

c a h P M

Từ công thức trên ta nhận thấy rằng, nếu c=0 tức là hàn vào mép tấm, khi đó mô men uốn

M có giá trị lớn nhất, khi c=a tức là hàn hai tấm có kích thước b ng nha men uốn M=0 Như vậy khi hàn giáp mối những tấm hàn có kích thước bằng nhau thì biến dạng sẽ

hỏ nhất, khi hàn những tấm hàn có kích thước khác nhau thì biến dạng sẽ xảy ra

6P h a c M

M

0) .(

26

Vậy ta có:

) (

) (

.b

3

0

0

b h h

c a

8

. 2 max =

Trong đó:

M là mô men uốn lớn nhất

l là chiều dài của chi tiết hàn

E là mô đun đàn hồi

ô men quán tính được xác định như sau

J là m

2

2

.

3

12

h

l M

l =

=

M f

2

3

l M

biến dạng khi hàn kết ấu th

Kết cấu thép chữ T gồm 2 tấm, một tấm đế và một tấm vách hàn với nhau bằng hai mối hàn góc như hình vẽ

ùng ứng suất tác dụng sinh ra trong mối hàn góc chữ T được xác định như sau:

P

σCác lực tác dụng được biểu diễn như hình vẽ nếu biến dạng do uốn ngang rất nhỏ, không đáng kể, lúc này ta có:

2 ⎜ ⎛ h − bn − S ⎟ ⎞ S

σ

2 ⎠

⎝

Nếu kết cấu hàn để tự do trong quá t ác dụng của mô men uốn M, kết

n và sẽ sinh ra ứng suất được xác định như sau:

M= P2.y2-2P1.y1

1 2

ứng suất tác dụng Đồng thời điểm đó cũng là điểmm

rình hàn thì dưới tcấu sẽ bị uố

uất và biến dạng khi hàn

a-Các biện pháp về kết cấu và công nghệ

Trong quá trình gia công các kêt cấu để hạn ch các ng xảy ra khi thiết kế các kết cấu hàn cần chú ý một số vấn đề sau :

ữa các tấm đế và tấm vách

b-Các

c bố trí đối xứng nhau thì cùng hàn cả hai

húng sẽ bị triệt tiêu hoặc sẽ bị giảm xuống còn rất nhỏ Nếu khi hàn một số

biến dạng ngược thì cố gắng lắp ghép để khi hàn tạo thành

c-Kẹp

ình gia công cần tính đến sự gia tăng nội ứng suất

suất

ế biến dạ

Sử dụng vật liệu cơ bản nên dùng vật liệu có tính h

Không nên bố trí các đường hàn gia

thay thế bằng các mối hàn giáp mối

Khi lắp ghép kết cấu cần tránh những mối

dụng đồ gá sao cho khi hàn kim loại có thể tư do co giãn

Khi hàn cần chú ý một số vấn đề sau :

Đối với các tấm được chế tạo từ các tấ

để tạo thành các dải hàn riêng biệt sau đó hàn các dải này với nhau tạo thành tấm lKhi hàn các kết cấu dầm cần hàn các mối hàn nối các tấm đế

bắt đầu hàn các mối hàn góc liên kết gi

Khi hàn các kết cấu thùng chứa bể hình trụ cần hàn các đường hàn dọc của các tấm vòng , sau đó hàn các vòng lại với nhau

Khi hàn nhiều lớp nhiều đường , thì các hướng sau có hướng ngược với các lớp hàn trước

biện pháp khử biến dạng

Trong các trường hợp các đường hàn đượ

phiá đồng thời , như vậy biến dạng sinh ra cả hai phía sẽ có chiều ngược nhau , kết quả là c

kết cấu có thể tạo ra được

các biến dạng ngược , thông thường hàn các kết cấu tấm dễ thực hiện phương pháp này

chặt chi tiết khi hàn

Chi tiết được kẹp chặt bằng các loại đồ gá có đủ độ cứng vững để trong quá trình hàn biến dạng sinh ra sẽ bị khống chế cưỡng bức , sử dụng phương pháp này trong quá tr

d-Các phương pháp nội ứng

Phương pháp tạo luc ép lên mối hàn : Đây là phương pháp mà sau khi hàn xong người ta dùng các biên pháp tác dụng lên mối hàn các lực ép dủ lớn để triệt tiêu các

(3-25)

ảng 600-650 C sau đó giữ nhiệt trong

từ 2 – 3 phút cho 1mm chiều dày chi tiết hàn Phương pháp này chỉ

h-Nắn

hiệt Nắn cơ khí được thực hiện trên

y búa, máy ép, máy cán Quá trình này có thể thực hiện được ở các trạng thái

a

ệt

ứng suất tồn tại trong mối hà

cán mối hàn sau khi đã hàn

g nóng trước khi hàn và trong quá trình hàn:

Đây là biện pháp nhằm mục đích làm cho nhiệt sinh ra trong quá trình hàn được phân bố tương đối đồng đều c

phương pháp này được ứng dụng khi hàn những v

nhiệt được sử dụng thông thường dùng dòng điện cao tần , dùng nhiệt của các ngọlửa khí đốt và một số nguồn nhiệt khác

g sau khi hàn :

Đây là phương pháp loại bỏ ứng suất tồn tại trong mối hàn sau khi hàn , có thể dùng các phương pháp ram thấp ở nhiệt độ kho 0

khoảng thời gian

ứng dụng cho các chi tiết có kích thước nhỏ

ng nén là chủ yếu, thường được chế tạo để làm các cột

âm hoặc lệch tâm

thể mà có thể sử dụng

ác loại dầm có mặt cắt ngang khác nhau, tuy nhiên kết cấu dầm làm việc trong điều kiện

ho nên các dạng mặt cắt ngang của dầm bao gồm 4 loại chính như sau

Tính toán thiết kế dầm

Mục tiêu:

Sau khi học xong bài học này người học sẽ có khả năng:

™ Trình bày đầy đủ khái niệm về dầm trụ, phân loại dầm trụ

h bày rõ các công thức liên quan đến việc tính toán kết cấu dầm trụ đơn

rụ đơn giản

™ Trìn

giản, thường dùng

™ Giải thích các ứng suất và biến dạng khi hàn các loại dầm t

™ Tính toán chính xác vật liệu để gia công các kết cấu dầm trụ

™ Thực hiện tốt công tác an toàn và vệ sinh phân xưởng

-D ột loại kết cấu được sử dụng rất rộng rải trong các nghành kỷ thu

c ạo máy, chế tao ô tô, đóng tàu thủy, thiết bị nâng hạ Phần

th

-Trụ là một kết cấu chịu tải nén là chủ yếu, kết cấu được sử dụng rất nhiều trong các ngàcông nghiệp xât dựng, cơ khí chế tạo máy,công nghiệp chế tạo ô tô, công nghiệp chế tạo tàu thủy và các ngành công nghiệp khác

thép, khung sườn tàu thủy, ô tô, cầu trục

-Trụ là một kết cấu chịu tải trọ

chống khung nhà, các phần tử của khung thân máy, của toa xe,các loại trụ cầu, các loại cột điện v v lực đặt lên trụ có thể là đúng t

- Tính chọn chiều cao của dầm

hế độ chịu uốn cho nên độ cứng của dầm phải được thỏa mãn,

ầm được đảm bảo thì chiều cao của dầm phải được xác định

ủa nó Trong thực tế chiều cao tính toán của dầm có

a

Do dầm làm việc ở c

muốn độ cứng của d

thỏa mãn được các điều kiện c

thể được tính theo công thức thực nghiệm sau :

Đối với dầm chữ I:

k

Sv

M h

].[

4,13,1

] [ σ

Trong đó :

ính toán của dầm

Sv :là chiều dày của tấm vách Khi thiết kế dầm thì trị số của Sv là chưa biết,

n đầu ta chọn Sv một giá trị nào đó Với các kết cấu xây dựng thì Sv

sau:

b- Tính toán các

-Tính mô men chố

-Mô mô men chống uốn của dầm được xác định theo công thức sau:

M :là mô men uốn t

vì vậy bađược chọn trong một giới hạn hẹp như

Sv = 5 ÷ 10 khi chịu tải trọng nhẹ

Sv = 10 ÷ 18 khi chịu tải trọng nặng

-Tính mô men quán tính của tiết diện, moomen quán tính được tính n

W

W đã tính

à chiều cao dầm ã đ h theo công thức thực nghiệm ở trên

-Tín uán tính của tấm vách đứng có chiều cao hv , chiều dày Sv

Mô h của tấm vách đứng được xác định như sau:

v v v

Mô men quán tính của 2 tấm đế được tính theo công thức sau:

Nhưng theo lý thuyết bền ta lại có:

Trong đó :

.S Q

uất tương đương được xác định khi giá trị của M và Q cùng cực đại tại m

pháp tuyến và ứng suất tiếp tuyến, ứ

tấm đế là nguy hiểm nhất, ứng suất này được xác định như sau:

v

S J

S Q

.

.

=