Đang tải... (xem toàn văn)
- Trong mèi hµn sinh øng suÊt tiÕp.[r]
(1)Tr−ờng đại học thuỷ lợi Khoa công trình Bộ mơn kết cấu cơng trinh
=======
BÀI GiẢNG KÕt cÊu thÐp
GVHD Hồ Tiế Thắ
1 GVHD: Hồng Tiến Thắng
Bộ môn Kết Cấu Cơng Trình
http://www.mediafire.com/thang.kcct
Nội dung mơn học
• Chương 1: Cơsởthiết kếkết cấu thép
Ch 2 Liê kết hà • Chương 2: Liên kết hàn • Chương 3: Liên kết Bulơng
• Chương 4: Dầm thép
• Chương 5: Cột thép
• Chương 6: Dàn thép
2
g p
+ Bài tập nộp:
http://www.mediafire.com/thang.kcct
2 Liên kết hàn
2.1 Khái niệm chung
2.2 Cấu tạo tính tốn mối hànđốiđầu
2 Cấ t à tí h t á ối hà ó
3 2.3 Cấu tạo tính tốn mối hàn góc
Đại học Thủy Lợi Bộ mơn Kết Cấu Cơng Trình GVHD: Hồng Tiến Thắng
http://www.mediafire.com/thang.kcct
2.1 Khái niệm chung
2.1.1 Nguyªn lý hµn:
- Dùng que hàn vật hàn làm cực để sinh hồ quang.
- Nhiệt độ hồ quang (2400o- 2600o)làm chảy que hàn vật hàn.
- Khi kim loại chảy, phân tử kết hợp lại chặt chẽ với nhau.
- Nguồn ®iƯn xoay chiỊu hc chiỊu, U<65V
(2)- Que hàn có nhiều loại th−ờng làm thép có c−ơng độ cao thép hàn E42 E42A - CT3 CT4 E50 E50A E55 - Hp kim thp
Kiểm tra đờng hàn:
+ Bằng phg p ơng pháp thông thg p p g −êngg
+ Bằng ph−ơng pháp đặc biệt:Siêu âm, laze, tia Rơn ghen, …
-C−ờng độ tính tốn đ−ờng hàn ( Ký hiệu Rh): phụ thuộc:
+ Loại que hàn + Chiều dầy mối hàn
+ Loại thép hàn + Phơng pháp kiểm tra đờng hàn
2.1.2 Phân loại mối hàn:
Trong xây dựng dùng hai loại đờng hàn:
b)
Hn đối đầu Hàn góc
6
600
2-3 mm mm
a)
http://www.mediafire.com/thang.kcct
2.1.3 C−ờng độ tính tốn mối hàn:
- Phụ thuộc loại mối hàn, trạng thái ƯS, phơng pháp kiểm
tra chất lợng, que hàn, vật liệu hàn, điều kiện làm việc
ủ ố
Bảng 2.2 C−ờng độ tính tốn mối hàn: Rh(daN/cm2)
(m=1)
Loại mối
hàn Trạng thái ứng st
Ký hiƯu
CT3 E42 Hµn
đối đầu
- NÐn
- KÐo: + kiÓm tra phơng pháp tiên tiến + kiểm tra phơng pháp thông th−êng
C¾t
Rnh
Rkh Rkh
Rh
2100
2100 1800
1300
7
- Cắt Rch 1300
Hàn góc - Cắt Rgh 1500
http://www.mediafire.com/thang.kcct
2.2 Cấu tạo tính tốn mối hàn đối đầu
2.2.1 Mối hàn chịu lực dc:
-ối đầu thẳngg
( )
N
8 ( N - lùc kÐo)
( N - lùc nÐn)
Ch÷ nhËt : Fh = h Lh Lh= L - 10mm
h k h N
R F
h n h N
R F
(3)- Đối đầu xiên (dùng đ−ờng hàn đối đầu thẳng không đủ KNCL) Trục đ−ờng hàn tạo góc αvới ph−ơng lực dọc N
Nsinα kÐo N
Ncosαc¾t N
α
N N
h k h
mR F
NSin
h
C h
mR F
NCos
2.2.2 Mi hn chu mômen uốn chịu cắt:
- KiĨm tra øng st ph¸p: h k h
k mR
W
M
()
h
n h
n mR
W M
() Víi tiÕt diƯn ch÷ nhËt:
6
2 ) ( )
( h h
h h
L W
W
h R M
M
9/22/2014 5:39:21 PM 10
Nªn: kh
h h h
mR L
W
2
h C c x
C x
mR J QS
- KiÓm tra øng st tiÕp:
Víi tiÕt diƯn ch÷ nhËt: Ch h h h
mR L Q F
Q
2
2.2.3 Mối hàn đồng thời chịu M, N, Q
a
x x y1
y2 N
max
Q M
N
P
- KiĨm tra riªng cho tõng loại ứng suất
- Tính ứng suất thành phần nội lực gây nên
- Dùng nguyên lý cộng tác dụng, tổ hợp loại ứng suÊt
9/22/2014 5:39:21 PM 11
* Ứng suất pháp: h
k N M
k |mR
h n N M
n |mR
h c QmR * Ứng suất tiếp:
VÝ dụ : Kiểm tra mối hàn cho hình vẽ Cho biÕt P = 50kN, Rkh= 1800 daN/cm2, R
ch= 1300 daN/cm2, m = 0,85. - Nội lực:
N = Px= P cos45o = 35,355 kN ()
Q = Py= P sin45o = 35,355 kN ()
M = P = 35 = 071 kNm () M = 0,2 Py= 0,2.35 = 7,071 kNm () -Ứng suất:
2
2
35, 355.10
186, 08 /
1.19
N h
N
daN cm F
4
2
6.7, 071.10
1175, 24 / 1.19
M h
M
daN cm W
2
2
3 35, 355.10
279 12 /
Q
d N
9/22/2014 5:39:21 PM 12
2
,
279,12 /
2 1.19
Q h Q
daN cm F
- Tổng hợp ứng suất:
σmax= N + M< m Rkh, thay sè:
σmax= 186,08 + 1175,24 = 1361,32 daN/cm2 < 0,85.1800 = 1530 daN/cm2
(4)-Tính ứng suất thành phần nội lực g©y
P P2 Q
-Néi lùc:
N = P1= P cos45o= 35,355 kN
Q = P2 = P sin45o = 35,355 kN
M = 0,2 P2= 0,2.35 = 7,071 kNm Q
2
35 355 10 N P1 N M a=200 Q N
M
A N M A 2 35, 355.10
186, 08 / 1.19 N h N daN cm F 2 6.7, 071.10
1175, 24 / 1.19 M h M daN cm W 2
3 35,355.10
279,12 / 2 1.19
Q h Q daN cm F
Tỉng hỵp øng suÊt:
max= N + M= 1361,32 daN/cm2< m Rkh
max= 279,12 daN/cm2< 0,85.1300 = 1105 daN/cm2
2.3 Cấu tạo tính tốn mối hàn góc
2.3.1 Mối hàn gãc chịu lực dọc hoặc lực cắt:
-Khi chịu lực dọc N lực cắt Q, đị ự ọ ặ ự Q, g −ờng hàn sinh g ứng suất tiếp mặt phẳng phá hoại đ−ợc coi phân bố Mối hàn loại th−ờng gặp số dạng liên kt sau
+ Liên kết chồng dùng ghép
h g
h h h
N N
mR
F h l
14 h hh
Trong đó:
N - Lùc däc tÝnh to¸n
Rgh- C−ờng độ tính tốn mối hàn gúc
lh- Tổng chiều dài đờng hàn phÝa cđa liªn kÕt
http://www.mediafire.com/thang.kcct
+ Liên kết thép định hình thép bản
KiĨm tra ®−êng hµn l1vµ l2nh− sau:
Lùc N1vµ N2do lùc däc N sinh ra: N1+ N2= N
2 1 2 e e e N N e e e N N
ứng suất đờng hàn thoả m·n ®iỊu kiƯn:
15
øng st ®−êng hàn thoả mÃn điều kiện:
1
1
1
2
2
2 2
1 h g h h h g h h N e N mR
F e e F
N e
N mR
F e e F
h h h h h h h l F h l F 2 1 http://www.mediafire.com/thang.kcct
+ Liên kết đỡ với cột
- Gi¶ thiết mối hàn bị phá hoại mặt phẳng 45o.
- Mặt phẳng phá hoại mặt ghềnh, giả thiết phẳng để tính - Trong mối hàn sinh ứng suất tiếp đ−ợc tính nh− sau: + Khi có lực dọc N:
0,
h
N g
h h h h h
N N N
mR
F L h L
16
+ Khi chØ cã c¾t Q: 0, 7 h
Q g
h h h h h
Q Q Q
mR
F L h L
+ Khi cã c¶ lực cắt Q lực dọc N: max 2 h N Q mRg
(5)2.3.2 Mối hàn gãc chịu m«men uốn M:
Trờng hợp 1:
Mặt phẳng tác dơng cđa M tiÕt diƯn tÝnh to¸n cđa mối hàn (mặt nối)
Trờng hợp 2:
Mặt phẳng tác dụng M // tiết diện tính toán mối hàn (mặt nối)
M M 17 max h M g h M y mR J
max
h
M h g
p
M
r mR
J
Jh: momen quán tính Fh Momen q/t độc cực: J h= J
xh+Jyh
rmax: b¸n kÝnh cùc lín nhÊt
http://www.mediafire.com/thang.kcct
2.3.3 Mối hàn góc đồng thời chịu M, N, Q
A M N Q M N Q A
- TÝnh øng suÊt tiÕp tõng néi lùc g©y ra
- TÝnh øng st tiÕp tỉng céng
M N Q
18
max | |
h
N Q M mRg
http://www.mediafire.com/thang.kcct
VÝ dơ 2:
KiĨm tra mèi hµn
BiÕt = 0,7, hh= 10mm (hàn hai bên),
Rgh= 1500 daN/cm2, m = 0,85 Néi lùc:
- Néi lùc:
N = 240 - 300.0,7 = 27,87 kN () Q = 300.0,7 = 212,13 kN () M = 0,08.240 = 19,20 kNm ()
- øng suÊt:
2
2
27,87.10
68, 65 / 2.0, 7.29
N h
N
N daN cm
F 2 212,13.10
522, 49 / 2.0, 7.29
Q h
Q
Q daN cm
F , h max 6.19, 20.10
978, 43 / 2.0, 7.29
M
h h
M M
M y daN cm
J W
- Tổng hợp ứng suất (tại điểm B có øng suÊt lín nhÊt):
h
g M N
Q mR
2
max
2 2
max 522, 49 (978, 43 68, 65) 1170, 2daN cm/ 0,85.1500 1275daN cm/
VÝ dơ 3:
KiĨm tra mối hàn cho hình vẽ Biết = 0,7, hh =10mm, Rgh= 1500 daN/cm2, m = 1, M = 41,15 kNm, Q = 320 kN, hàn hai bên
Giải:
-Đặc trng hình học: (cho đờng hµn) Fh= 23,4 0,7 + 2.10 0,7 = 30,38 cm2
Syoh = 23,4 0,7 (0,7 / 2) + 2.10 0,7 (5+0,7) = 85,53 cm3
cm F S x h h y
c 2,81
38 , 30 53 , 85
0
3 2551 22 10 , 23 , 10 cm Jh
x
20 12 12 , x 3 , 333 ) 81 , , ( , 10 12 10 , ) 35 , 81 , ( , , 23 12 , , 23 cm Jh
y
4 , 2884 , 333 2551 cm
Jh
cm rA 10,7 2,81 11,7 14,1
2
2
(6)- øng suÊt: (hàn bên)
2
41,15.10
.14,1 1005, 78 / 2.2884,
M h A
M
r daN cm
J
2
2
320.10
526, 66 /
2.30, 38
Q h
Q
daN cm F
- Tổng ứng suất: (hàn bên)
Chn gúc nh hình vẽ, đó:
560 , , 14
81 , , 10
cos
830 , , 14
7 , 11
sin
Mx= M sin= 1005,78.0,830 = 834,80 daN/cm2
M =Mcos= 1005,78.0,560 = 563,24 daN/cm2
21 My M cos 1005,78.0,560 563,24 daN/cm
2 2
2 2
max 834,8 526, 66 563, 24 1372,87 / 1500 /
h
Mx Q My daN cm Rg daN cm