Bài giảng Kết cấu thép: Chương 3 Liên kết bulông do Hồng Tiến Thắng biên soạn cung cấp kiến thức như: Khái niệm chung, Tính toán và cấu tạo liên kết bulông,...Đây là tài liệu học tập và giảng dạy dành cho sinh viên ngành tham khảo.
9/22/2014 Trờng đại học thuỷ lợi Ni dung mụn hc Khoa công trình Bộ môn kết cấu công trinh ======= • • • • • • BÀI GiẢNG KÕt cÊu thÐp GVHD: Hồng GVHD Hồ Tiế Tiến Thắ Thắng Bộ mơn Kết Cấu Cơng Trình http://www.mediafire.com/thang.kcct Chương 1: Cơ sở thiết kế kết cấu thép Ch Chương Liên 2: Liê kết hàn hà Chương 3: Liên kết Bulông Chương 4: Dầm thép Chương 5: Cột thép Chương g 6: Dàn thép p + Bài tập nộp: http://www.mediafire.com/thang.kcct 3.1 Khỏi nim chung Liờn kt Bulụng 3.1.1 Phân loại: Loại bu lông 3.1 Khỏi nim chung 3.2 Tính tốn cấu tạo liên kết bulơng Đé chÝnh xác Vật liệu 1.Bulông thô Thép tròn 2.Bu lông nửa tinh BCT3,BCT5 092, 3.Bu lông tinh 4.Bu lông cờng độ 122 40X,40XC cao http://www.mediafire.com/thang.kcct Khe hở gia lỗ đinh ∆l mm 0,3 0,5mm 0,3 0,5mm -th−êng + d = 12 48 mm + l1 2,5d + l = 35 300 mm + (l l1) = (bản ghép - mm) GVHD: Hồng Tiến Thắng Bộ môn Kết Cấu Cơng Trình Sai sè ®−êng kÝnhh ®inh kÝ ®i h ∆d (mm) binhth−êng 0,75 -cao 0,5 -1 -cao ∆dr < -0,34 KÝ h th−íc KÝch th−í bu b lô lông (Bảng (Bả 3-2 (trang (t 31) Đại học Thủy Lợi H D = l1 lr 2d D=2d H=0,6 d http://www.mediafire.com/thang.kcct 9/22/2014 3.1.3 Cờng độ tính toán khả chịu lực bulông 3.1.2 Hai trạng thái chịu lực bản: Bulông chịu kéo: Dới tác dụng tải trọng hai phân tố đợc nối tách rời Bulông chịu cắt đồng thời chịu ép mặt: Dới tác dụng tải trọng hai phân tố đợc nối trợt lên Cờng độ tính toán bulông: phụ thuộc vào trạng thái ứng suất, vật liệu phân tố đợc nối, vật liệu làm bulông, chất lợng lỗ đinh bulông Cờng độ tính toán bulông Rb (daN/cm2) (m=1) (Bảng 3.1(T-30)) Loại bulông Bulông có độ xác cao A Bulông có độ xác bình thờng A Trạng thái ứng suất - Kéo - Cắt - ép mặt - Kéo - Cắt - ép mỈt Ký hiƯu CT3 Rk b Rc b Remb Rk b Rc b Remb 1700 1700 3800 1700 1300 3400 B N http://www.esnips.com/web/Thamkhao Khả chịu lực mét bul«ng: d o2 3.2 Tính tốn cấu to liờn kt bulụng - Khả chịu lực kéo: N k mFo Rkb m - Kh¶ chịu cắt : N c - Khả ă chịu hị ép é mặt ặt : N em mFem Remb m.d Remb b b mFc Rc b m.nc Rkb d 3.2.1 Nguyên tắc tính toán : Điều kiện để liên kết không bị phá hoại là: N [ N ]b 3.2.2 TÝnh to¸n lùc t¸c dụng vào bulông: Rc b b Trong đó: F0 : diện tích tiết diện bulông chỗ có ren (ứng với d0) Fc : diện tích chịu cắt (ứng với d) nc : số mặt bị cắt bulông Fem : diện tích chịu ép mặt : tổng chiều dày nhỏ phân tố ép vào bên thân bulông A A * Lực tác dụng vào bulông lực dọc N Q: N b N nb Q b NQ N nb NN Trong : Giả thiết bulông chịu lực nb : số bulông chịu lực N Q B N http://www.esnips.com/web/Thamkhao 9/22/2014 M = N1e1 + N2e2 + + Niei + + NM emax * Lùc t¸c dơng vào bulông M : a) b) NM emax ei C Ni => M = NM/emax (e12 + e22 + + ei2 + + e2max ) = Ni emax M N Ni e i N i M ei N M emax emax NM o Rót ra: M ei http://www.mediafire.com/thang.kcct -Tr−êng hỵp 2: Néi lùc NN , NM gây cho bulông chịu kéo NQ gây cho bulông chịu Ðp mỈt N k N N N M [ N ]bk NQ [ N ]bc [ N ]bem http://www.mediafire.com/thang.kcct x Q NQ M NM NM N NN + + + + + + +C + + + + + + + + + + + + + y M NQ 10 3.2.3 Bè trÝ bul«ng: - Bè trÝ song song, bè trÝ so le - Th−êng bè trÝ song song Q •Tỉng hợp lại y [ N ]b N max N N N M NQ [ N ]bc [ N ]bem Lùc t¸c dụng vào bulông liên kết đồng thời chịu mômen, lực dọc lực cắt N MX ei2 -Trờng hợp 1: Nội lực NN , NM , NQ gây cho bulông chịu cắt + ép mặt Giả thiết: - Liên kết quay quanh tâm quay C - Lực tác dụng vào bulông tỉ lệ bậc với khoảng cách từ bulông tới tâm quay C - Phơng lực thẳng góc với đờng thẳng nối từ bulông tíi t©m quay C N NN nb i 1 i +Trờng hợp 2: M nằm mặt phẳng song song với trục đinh - Chịu kéo Nguyên lý cộng tác dụng Tính lực tác dụng vào đinh tõng TP néi l−c emax nb e i2 * Lực tác dụng vào bulông liên kết đồng thời chịu momen, lực dọc lực cắt: C + Trờng hợp 1: M nằm mặt phẳng vuông góc với trục đinh - Chịu cắt ép mặt NM M NM e max M NM N N Xem thêm Bảng 3.3 (trang 32) Nb C N b ( N Mx N N ) ( N My N Q ) http://www.mediafire.com/thang.kcct 12 9/22/2014 VÝ dơ 1: KiĨm tra liªn kÕt cho ë h×nh vÏ BiÕt d = 22mm , Rcb = 1700 daN/cm2, cho N=1120 kN, Remb = 3800 danN/cm2, m =1 Gi¶i: Víi: [ N ]bc m.nc d Kiểm tra liên kết cho hình vẽ Cho biết d = 18mm, Fo = 1,75 cm2, Rkb= 1700, Rcb = 1300 daN/cm2, Remb = 3400 daN/cm2, m = Gi¶i: - Néi lùc: - Néi lùc: N = 1120 kN Q=0 M=0 - Xác định lực tác dụng lên mét bu l«ng: NN VÝ dơ 2: N = N2 - N1cos450 = 200 -250.0,707 = 23,22 kN ( ) Q = N1sin450 = 250.0,707 = 176,78 kN () M = 0,07N2 = 0,07.200 = 14 kNm ( ) - Xác định lực tác dụng lên bu l«ng: N 1120 b 124, 4kN N c 129,18 kN nb b N em 167, 20 kN Rcb 1.2 3,14.2, 1700 12918 daN 129,18 kN NN N 23, 22 3,87 kN nb NQ Q 176, 78 29, 463 kN nb NM M b [ N ]bem m.d Rem 1.2, 2.2.3800 16720 daN 167, 20 kN e 14.102 i 5 25 20 kN 152 252 VÝ dô 3: b b i 1 N k 1.1, 75.1700 2975 daN 29, 75 kN N c 1.1 emax Xác định P để liên kết không bị phá hoại Cho biết d = 20, Rcb = 1700 daN/cm2, Remb = 3800 daN/cm2, m = 0,85 Gi¶i: 3,14.1,8 1300 3306 daN 33, 06 kN N em 1.0,8.1,8.3400 4896 daN 48,96 kN b - Nội lực: ( gây cắt ép mặt) - Tổng hợp lực: Nkmax = NN + NM = 3,87+20 = 23,87 kN < [N ]bk =29,75 kN Nmax cắ+ép mặt = NQ = 29,463 kN < [N ]bc = 33,06 kN < [N ]bk = 48,96 kN ( Liên kết an toàn) N = 0,707P 707P (kN) () ( ) Q = 0,707P (kN) () M = 0,3.0,707P = 0,212P (kNm) ( ) - Xác định lực tác dụng lên bu lông: 0, 707 P 0,177 P 0,15 N M 0, 212 P 0, 636 P 0, 052 0,152 N N Na - Tổng hợp lực: cắt ép N max 0,177 0, 636 0,177 P 0,832 P kN [ N ]bmin 45,37 kN P 45,37 54,531 kN 0,832 Trong ®ã: [N]cb = 0,85.3,14.1700 = 4537 daN = 45,37 kN = [N]minb [N]emb = 0,85.2.0,8.3800 = 5168 daN 51,68 kN http://www.mediafire.com/thang.kcct 15 http://www.mediafire.com/thang.kcct 16 ... 3. 1(T -3 0 )) Loại bulông Bulông có độ xác cao A Bulông có độ xác bình thờng A Trạng thái ứng suất - Kéo - Cắt - ép mặt - Kéo - Cắt - ép mỈt Ký hiƯu CT3 Rk b Rc b Remb Rk b Rc b Remb 1700 1700 38 00... 0,85 Gi¶i: 3, 14.1,8 130 0 33 06 daN 33 , 06 kN N em 1.0,8.1,8 .34 00 4896 daN 48,96 kN b - Nội lực: ( gây cắt ép mặt) - Tổng hợp lực: Nkmax = NN + NM = 3, 87+20 = 23, 87 kN < [N ]bk =29,75... 0, 636 P 0, 052 0,152 N N Na - Tổng hợp lực: cắt ép N max 0,177 0, 636 0,177 P 0, 832 P kN [ N ]bmin 45 ,37 kN P 45 ,37 54, 531 kN 0, 832 Trong ®ã: [N]cb = 0,85 .3, 14.1700