Bài giảng Kết cấu thép: Chương 2 - Hồng Tiến Thắng

- 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:

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

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

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

Ncosαc¾t 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 QmR   * 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

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

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  hh

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

+ 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

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

2.3.3 Mối hàn góc đồng thời chịu M, N, Q

A M N Q M N Q A

- TÝnh øng st tiÕp tỉng céng

M N Q 

18

max | |

h

N Q M mRg

     

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

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

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

          

Định dạng
Số trang	6
Dung lượng	462,74 KB