THUYẾT TRÌNH KẾT CẤU THÉP 1 LIÊN KẾT HÀN THEO TIÊU CHUẨN MỸ

Mục lục I. GIỚI THIỆU4 II. SƠ LƯỢC VỀ CÁC LOẠI LIÊN KẾT4 1. Bulông4 2. Liên kết bulông5 3. Liên kết đinh tán6 4. Liên kết hàn6 III. PHẠM VI SỬ DỤNG6 1. Ứng dụng của liên kết hàn6 2. Ưu, nhược điểm của liên kết hàn7 a. Ưu điểm7 b. Nhược điểm7 c. Phương án khắc phục các nhược điểm8 IV. CÁC KỸ THUẬT HÀN9 1. Hàn hồ quang tay (Shielded metal arc welding - SMAW)9 a. Nguyên lí làm việc9 b. Ưu điểm9 c. Nhược điểm9 d. Phạm vi áp dụng9 2. Hàn hồ quang chìm (Submerged arc welding – SAW)10 a. Nguyên lí làm việc10 b. Ưu điểm10 c. Nhược điểm11 3. Hàn hồ quang trong khí bảo vệ (Gas metal arc welding - GMAW)11 a. Nguyên lí làm việc11 b. Ưu điểm12 c. Nhược điểm12 4. Hàn dây lõi thuốc (Flux-cored arc welding - FCAW)13 a. Nguyên lí làm việc13 b. Ưu điểm14 c. Nhược điểm14 5. Hàn tia laser15 a. Nguyên lí làm việc15 b. Ưu điểm16 c. Nhược điểm16 6. Hàn tia điện tử (EBW)16 a. Nguyên lí làm việc16 b. Ưu điểm:17 c. Nhược điểm17 7. Hàn điện xỉ (ESW)17 a. Nguyên lí làm việc17 b. Các ứng dụng hàn điện xỉ18 c. Ưu điểm18 d. Nhược điểm19 8. Điện khí hàn - Electrogas wedling (EGW)19 a. Nguyên lí làm việc19 b. Ưu điểm20 c. Nhược điểm20 9. Gas tungsten arc welding (GTAW)20 a. Nguyên lí làm việc21 b. Ưu, nhược điểm21 10. Hàn ma sát.21 a. Nguyên lí làm việc21 b. Ưu điểm21 11. Vật liệu hàn22 a. Que hàn22 b. Các loại máy hàn.25 c. Bốn nguyên tắc an toàn khi sử dụng máy hàn26 d. Thiết bị an toàn27 V. CÁC LOẠI MỐI HÀN33 1. Mối hàn rãnh (mối hàn đối đầu)34 2. Mối hàn góc35 3. Cường độ mối hàn37 4. Loại que hàn sử dụng38 5. Độ bền danh nghĩa của mối hàn38 a. Mối hàn rãnh thấu suốt38 b. Mối hàn rãnh không thấu suốt39 c. Mối hàn góc40 6. Các phần tử cấu kiện được liên kết bởi hàn41 a. Độ bền của phần tử chịu kéo41 b. Độ bền của phân tử được liên kết để chịu nén41 c. Độ bền của phần tử chịu cắt41 d. Cắt tổng thể (hoặc cắt theo khối)42 VI. So sánh TCVN và AISC43 VII. TÓM LẠI45 VIII. PHÂN CÔNG VÀ DÒNG THỜI GIAN45 1. Phân công45 2. Dòng thời gian46

“Liên kết hàn theo tiêu chuẩn AISC/ASD” Mục lục “Liên kết hàn theo tiêu chuẩn AISC/ASD” I GIỚI THIỆU Thép loại vật liệu quen thuộc với nhiều kỹ sư xây dựng, thép thành vật liệu lý tưởng đặc tính hữu ích so với bê tơng Ngồi ra, số cơng trình đặc hữu, nhà nhịp lớn, nhà cao tầng, siêu cao tầng, thép chắn vật liệu thiếu dạng cơng trình Bên cạnh đó, liên kết thép thành phần thiếu tất cơng trình kết cấu thép Mặt khác, ngun lý thiết kế, liên kết loại cấu kiện mà khơng phép có phá hoại Vì vậy, thiết kế liên kết vấn đề quan trọng mà ta phải quan tâm mật thiết Hiện nay, có nhiều nghiên cứu nói liên kết thép xây dựng, nghiên cứu này, nhóm tóm tắt sơ lượt loại liên kết kết cấu thép đồng thời nhấn mạnh tới liên kết hàn: loại liên kết phổ biến thiết kế kết cấu thép Và chủ đề thuyết trình, nghiên cứu nhóm là: “Liên kết hàn theo tiêu chuẩn AISC/ASD” II SƠ LƯỢC VỀ CÁC LOẠI LIÊN KẾT Bulông Kết cấu thép thường dùng hai loại bulông bulông thường bulông cường độ cao Bulông thường dùng chủ yếu kết cấu nhẹ, thứ yếu, cấu kiện giằng, xà gồ, dầm tường, dàn nhỏ kết cấu tương tự khác mà tải trọng không lớn tĩnh Chúng làm thép cacbon thấp, ví dụ ASTM A307, với độ bền kéo khơng nhỏ 60 ksi Bulơng thường có nhiều loại đầu đai ốc (lục giác, vuông) Bulông cường độ cao làm thép cacbon vừa, nhiệt luyện A325 thép hợp kim thấp A490 Cũng dùng thép A449 tơi ram cho bulơng lớn ½ in, cho có ren bulơng neo Cường độ thép thép thay đổi theo đường kính cho Bảng Phạm vi đường kính từ ½ in (12 mm) đến 1½ in (36 mm) (3 in 76,2 mm A449) Đường kính thơng dụng kết cấu nhà 1/2 in (18 mm) 7/8 in (22 mm) Tên thép theo ASTM Đường kính bulơng in (mm) Cường độ kéo tối thiểu, ksi (kN/cm2) Cường độ chảy tối thiểu ksi (kN/cm2) Thép cacbon thấp A307 ¼ đến (6,4 đến 10,4) 60 (41,3) “Liên kết hàn theo tiêu chuẩn AISC/ASD” Thép cường độ cao A325 Thép ram A449 Thép hợp kim A490 ½ đến (12,7 đến 120 (82,5) 25,4) 1/8 đến ½ (18,6 105 (72,5) đến 38,1) ¾ đến (6,4 đến 90 (63,5) 76,2) ½ đến ½ (12,7 đến 150 (103,5) 38,1) Bảng Tính chất bulơng 92 (63,5) 81 (56) 58 (40) 130 (89,5) Bulơng cường độ cao có mũ bulơng đai ốc thuộc loại lớn, có ghi tên thép theo ASTM mũ vẽ hình Phần lớn bulông cường độ cao xếp vào loại 1, loại đặc biệt xếp vào loại làm thép có độ chống ăn mịn cao Bulơng loại có đường kẻ tên thép viết mũ bulơng, ví dụ A325 Theo quy ước quốc tế loại bulơng xếp theo cấp độ bền Kết cấu nhà thường dùng bulông thường cấp 4.6 bulông cường độ cao 8.8 hay 10.9 “Liên kết hàn theo tiêu chuẩn AISC/ASD” Hình Liên kết bulông “Liên kết hàn theo tiêu chuẩn AISC/ASD” Hình Sự làm việc liên kết bulơng Liên kết bulơng có hai loại: liên kết tì ép, tải trọng truyền cắt ép lên bulông sau xảy trượt Trong loại liên kết không trượt, bulông cường độ cao xiết đến lực định, đủ lớn để tạo lực ép lớn lực ma sát bề mặt tiếp xúc Liên kết truyền lực ma sát mặt tiếp xúc; lực truyền nhỏ lực gây trượt nên khơng có trượt Liên kết không trượt hay liên kết ma sát dùng cho mối nối có ứng suất thay đổi, chịu va chạm, chịu rung không phép trượt Liên kết đinh tán Liên kết đinh tán loại liên kết sử dụng đoạn thép tròn đầu tạo mũ sẵn, đầu tán thành mũ sau tra đinh vào liên kết Trong liên kết đinh tán, người ta ưu tiên sử dụng loại thép dẻo CT2, CT3 09Mn2 để làm đinh tán Liên kết hàn Liên kết hàn liên kết vật liệu (chủ yếu kim loại) tạo hàn Năm loại liên kết hàn liên kết giáp mối (còn gọi giáp mép, giáp mí), chữ T, chồng, góc, mép Về thực chất, liên kết hàn bao gồm phần kim loại mối hàn, cộng với vùng ảnh hưởng nhiệt phần kim loại liền kế trạng thái ứng suất biến dạng khác rõ rệt so với phần lại kim loại Có bốn loại liên kết hàn kết cấu thép: liên kết đối đầu, liên kết có ghép, liên kết hỗn hợp, liên kết ghép chồng dùng đường hàn góc Đồng thời, ta có 10 phương pháp hàn: hàn hồ quang tay, hàn hồ quang chìm, hàn hồ quang khí bảo vệ, hàn dây lõi thuốc, … III PHẠM VI SỬ DỤNG Ứng dụng liên kết hàn Phương pháp hàn có nhiều ứng dụng thực tế, tính linh hoạt, đơn giản thiết bị quy trình hoạt động máy hàn, ứng dụng số cơng trình xây dựng dân dụng, số lĩnh vực thiết kế nội ngoại thất (bàn, tủ, ghế, kệ, ), lĩnh vực khí, dùng để chế tạo số bồn, bể, đường ống chịu áp lực với bề dày vật liệu không mỏng “Liên kết hàn theo tiêu chuẩn AISC/ASD” Hình Liên kết hàn khí đóng tàu Ngồi lĩnh vực xây dựng, liên kết hàn ứng dụng số lĩnh vực khác như: lĩnh vực khí: cơng nghiệp chế tạo tơ, cơng nghiệp đóng tàu, hàng khơng, vũ trụ, … Cịn lĩnh vực xây dựng liên kết hàn sử dựng chủ yếu liên kết thép nhà xưởng, nhà kho, số đồ nội thất ngoại thất, … Ưu, nhược điểm liên kết hàn a Ưu điểm - Thiết bị hàn dùng dòng chiều (DC) xoay chiều (AC) - Thiết bị có giá thành rẻ, đầu tư đơn giản có tính động cao - Kỹ thuật hàn áp dụng nhiều kim loại với tất vị trí hàn từ chiều dày lớn đến mỏng - Giảm cơng chế tạo khối lượng kim loại, bền, có tính kín cao đảm bảo tính kinh tế b Nhược điểm - Sự xuất xỉ hàn làm giảm chất lượng mối hàn - Khói hàn làm khó kiểm soát mối hàn - Chiều dài que hàn hạn chế gây khó khăn việc tự động hóa mối hàn “Liên kết hàn theo tiêu chuẩn AISC/ASD” - Điều kiện làm việc thợ hàn mang tính độc hại - Kim loại bị biến hàn ảnh hưởng ứng suất hàn (Do nung nóng làm nguội không kim loại vật hàn co ngót kim loại hàn sau kết tinh) Hình Điều kiện làm việc thợ hàn mang tính độc hại c Phương án khắc phục nhược điểm Bảo hộ cho công nhân thi công hàn kim loại (nhằm giảm bớt ảnh hưởng xỉ hàn, khói hàn, tác động đến cơng nhân) Khắc phục biến dạng kim loại sau hàn: -Xử lý nhiệt sau hàn: Sau hàn xong phải tiến hành xử lý nhiệt phương pháp ủ ram -Tạo lực ép: Dùng búa gõ nhẹ, mau vào bề mặt mối hàn, dùng phương pháp biến dạng dẻo cách cán nhẹ lên mối hàn máy cán -Nắn: có hai phương pháp nắn nóng nắn nguội Ủ phương pháp nung nóng thép đến nhiệt độ định (từ 200 – 1000 oC), giữ nhiệt lâu làm nguội chậm Ram phương pháp nhiệt luyện nung nóng thép lên cao nhiệt độ tới hạn sau làm nguội nhanh, nung nóng lần thép đến nhiệt độ nhiệt độ tới hạn, giữ nhiệt độ thời gian làm nguội “Liên kết hàn theo tiêu chuẩn AISC/ASD” IV CÁC KỸ THUẬT HÀN Hàn hồ quang tay (Shielded metal arc welding - SMAW) a Nguyên lí làm việc Trong phương pháp Que hàn có lớp thuốc bọc gắn vào kìm hàn để tạo mạch điện liền, hồ quang nảy que hàn kim loại cần hàn phát nhiệt Kim loại que hàn chuyển dần sang kim loại để thành kim loại đắp que hàn cháy mòn dần Thuốc bọc cháy hồ quang tạo nên vầng khí bảo vệ, vầng khí đẩy khơng khí bảo vệ kim loại lỏng khơng tiếp xúc với ỏxy nitơ khơng khí Thuốc bọc tạo nên vỏ xỉ mặt vũng chảy mối hàn nguội rắn lại để tiếp tục bảo vệ mối hàn không tiếp xúc vơi khơng khí b Ưu điểm - Là phương pháp có thiết bị đơn giản, rẻ tiền động - Kim loại bảo vệ tính chất thuốc bọc nên khơng cần khí phụ trợ - Phương pháp phù hợp với hầu hết kim loại - Có thể thực không gian hẹp c Nhược điểm - Nhược điểm phương pháp khả bảo vệ thuốc hàn hạn chế cường độ dòng hàn tăng, chu kỳ hoạt đọng tốc độ đắp thấp phương pháp hiệu hàn sản phẩm có yêu cầu tốc độ đắp cao - Chất lượng mối hàn không cao - Ảnh hưởng nhiều tới sức khoẻ người công nhân d Phạm vi áp dụng Được sử dụng hầu hết lĩnh vực gia công chế tạo kết cấu thép, chế tạo thiết bị “Liên kết hàn theo tiêu chuẩn AISC/ASD” Hình Hàn hồ quang tay Hàn hồ quang chìm (Submerged arc welding – SAW) a Nguyên lí làm việc Trong phương pháp này, dây hàn trần cấp đặn tự động qua đầu hàn để trì chiều dài hồ quang không đổi Bảo vệ mối hàn lớp phủ thuốc dạng hạt nóng chảy được; thuốc rải chỗ hằn với lượng đủ đê hổ quang hồn tồn cháy chìm thuốc, thuốc nóng cháy tạo nên lớp vó xí bên mối hàn Phương pháp hàn có tốc độ nhanh tạo mối hàn chất lượng cao Hình Hàn hồ quan chìm b Ưu điểm - Hiệu suất hàn cao - Khói hàn tạo - Khơng cần nhìn hồ quang hàn “Liên kết hàn theo tiêu chuẩn AISC/ASD” - Chất lượng mối hàn cao c Nhược điểm - Chi phí thiết bị cao - Không phù hợp với mối hàn ngắn, vị trí hàn leo hàn trần - Yêu cầu kích thước rãnh hàn có độ xác cao Hình Mối hàn bảo vệ thuốc hàn tránh khỏi khí tác dụng với kim loại lỏng Hàn hồ quang khí bảo vệ (Gas metal arc welding - GMAW) a Ngun lí làm việc Phương pháp khơng dùng thuốc hàn Hồ quang khu vực hàn bảo vệ khỏi khí trời hỗn hợp khí trơ (argon, khí cacbơnic, v.v.) nặng khơng khí Dây hàn cuộn liên tục cấp qua mỏ hàn có hình súng) Ưu điểm phương pháp tốc độ hàn nhanh, bảo vệ hoàn toàn mối hàn lỏng khói chất có hại khơng khí khiến mối hàn bền hơn, dẻo chịu ãn mòn tốt hom Vật liệu hàn phương pháp kí hiệu bới AWS sau: ER70S-X dùng cho thép thơng thường, 70 cường độ bền kéo kim loại hàn đắp, ksi, s solid (vật rắn) chữ cuối để chí thành phần hố học; ER80S, ER100S ER110S dùng cho thép cấp cao 10 “Liên kết hàn theo tiêu chuẩn AISC/ASD” - Che qua mắt cá chân - Chống cháy - Cứng cáp - Chống trơn trượt Nếu bạn không mang đôi giày phù hợp, bạn tự đặt vào nguy như: - Điện giật - Đinh vật sắc nhọn đâm vào đế giày - Bỏng - Trượt ngã Hình 35 Giày bảo hộ V CÁC LOẠI MỐI HÀN Có hai loại mối hàn dung kết cấu thép: - Mối hàn rãnh - Mối hàn góc 32 “Liên kết hàn theo tiêu chuẩn AISC/ASD” Hình 16 Mối hàn rãnh Hình 17 Mối hàn góc Các loại khác dung hơn: - Mối hàn khe - Mối hàn điểm Mối hàn rãnh (mối hàn đối đầu) Số lượng chiếm khoảng 15% lượng hàn kết cấu Mối hàn rãnh dùng để nói cấu kiện mặt phẳng Hình 18 Các loại liên kết dung hàn đối đầu Khi mối hàn rãnh truyền toàn tải trọng từ kết cấu nối, phải có bề dầy với cấu kiện mối hàn gọi thấu suốt, mối hàn không phủ hết bề mặt cấu kiện thí gọi thấu khơng suốt 33 “Liên kết hàn theo tiêu chuẩn AISC/ASD” Phần lớn mối hàn rãnh yêu cầu cần phải gia công mép thép đặt tên theo hình mép gia cơng Hình 19 Các loại mối hàn đối đầu Việc chọn mối hàn rãnh phụ thuộc vào: Mối hàn rãnh dung liên kết chữ T Mối hàn góc Tiết kiệm, dễ chế tạo nên dử dụng rộng rãi Mối hàn góc sử dụng nhiều mối nối chồng mối nối khác 34 “Liên kết hàn theo tiêu chuẩn AISC/ASD” Hình 20 Áp dụng điển hình mối hàn góc Các mặt tiếp xúc với cấu kiện gọi cạnh mối hàn Hai cạnh mối hàn thường Chiều dài cạnh gọi bề dày mối hàn Bề dày mối hàn lớn nhỏ quy định theo AWS Mép cấu kiện mm trở lên Bề dày tối đa nhỏ mối hàn kim loại mm Khi bề dày lớp cấu kiện nhỏ mm bề dày mối hàn bề dày kim loại Hình 21 Bề dày tối đa mối hàn góc dọc theo móc Những mối hàn góc nhỏ so với bề dày cấu kiện bất lợi lượng nhiệt mối hàn nhỏ không đủ để truyền sâu vào kim loại dày tương phản mối hàn nóng vật liệu nguội gây ứng suất kéo làm nứt mối hàn Hình 22 Nứt mối hàn 35 “Liên kết hàn theo tiêu chuẩn AISC/ASD” Quy phạm quy định bề dày nhỏ mối hàn tùy theo bề dày lớn cấu kiện hàn: Bảng Quy phạm quy định bề dày nhỏ mối hàn Quy phạm AISC giới hạn bề dài hữu hiệu nhỏ mối hàn để xét đến chỗ lõm đầu cuối mối hàn: bốn lần bề dày danh nghĩa Nếu điều không thoả mãn, tính tốn chí xét bề dày mối hàn lấy phần tư bề dài Cường độ mối hàn a Diện tích hữu hiệu đường hàn Trong đó: Le: chiều dài hữu hiệu đường hàn, te: bề dày hữu hiệu đường hàn khoảng cách từ đỉnh vuông tới bề mặt đường hàn b Chiều dài hữu hạn đường hàn Về mặt cường độ Le > 4hf Với cấu kiện chịu kéo có đường hàn dọc Với cấu kiện chịu kéo có đường hàn dọc: Chiều dài đường hàn phải lớn bề rộng Đường hàn góc biên Với đường hàn góc biên: Đường hàn chạy dọc song song với ứng suất từ tải trọng truyền đến biên cấu kiện chịu tải dọc trục – cụ thể đường hàn giũa cánh bụng dầm thép tổ hợp 36 “Liên kết hàn theo tiêu chuẩn AISC/ASD” L = chiều dài đường hàn Khi L ≥ 100hf → Le = chiều dài thực tế 100hf < L ≤ 300hf → Le = B × (chiều dài thực tế) Trong đó: ꞵ (≤ 0,1) = 1,2 – 0,002(L/hf) Khi: L > 300hf → Le = 0,6 × (chiều dài thực tế) Mối hàn gián đoạn (không liên tục) Le = Trong đó: Li – chiều dài đường hàn đoạn ≥ 4hf 40 mm Với loại nút ghép Le > tpmin 25 mm c Chiều cao tối thiểu tối đa đường hàn Bề dày liên kết Chiều cao tối thiểu Chiều cao tối đa đường mỏng t (mm) đường hàn hpmin (mm) hàn hfmax (mm) t≤6 6 < t ≤ 13 t-2 13 < t ≤ 19 t-2 19 < t t-2 Bảng Chiều cao tối thiểu tối đa đường hàn Loại que hàn sử dụng Các loại que hàn thường sử dụng: E60, E70, E80, E100 E110 Trong đó: Exx, với xx cấp bền que hàn, đơn vị ksi Ví dụ: Que hàn E70 có cấp bền FExx = 70 ksi = 70 x 0,69 = 48,3 kN/cm2 Loại que hàn thích hợp nên sử dụng để phù hợp với cường độ thép cấu kiện liên kết Tấm kim loại (ASTM) A36, t ≤ 19 mm A36, t > 19 mm, A588, A1011, A572 loại Kim loại chèn vào thích hợp E60, E70 E70 37 “Liên kết hàn theo tiêu chuẩn AISC/ASD” 50 55, A913 loại 50, A992, A1018 A913 loại 60 65 E80 A913 loại 70 E90 Bảng Quy định loại que hàn Độ bền danh nghĩa mối hàn Theo cách tính tốn Qui phạm, mối hàn góc giả thiết truyền lực ứng suất cắt diện tích hữu hiệu, phương hướng mối hàn nút liên kết Mối hàn rãnh truyền lực giống cấu kiện hàn a Mối hàn rãnh thấu suốt Mối hàn rãnh thấu suốt bề dày coi có độ bền diện tích hữu hiệu với cấu kiện liên kết, với yêu cầu dung vật liệu hàn phù hợp Độ bền danh nghĩa mối hàn rãnh tính theo chảy dẻo kim loại sau: Khi kéo nén: Chảy dẻo Rn = Fy lte Các hệ số ϕ = 0,9 Ω = 1,67 Kéo đứt Rn = Fu lte Các hệ số ϕ = 0,75 Ω = 2,0 Khi cắt: Rn = (0,6 Fy )lte Các hệ số ϕ = 0,9 Ω = 1,67 Trong đó: l - chiều dài mối hàn; te - bề dày hữu hiệu (họng); fy - cường độ chảy thép bản; fu - cường độ bền thép 38 “Liên kết hàn theo tiêu chuẩn AISC/ASD” b Mối hàn rãnh không thấu suốt Với mối hàn rãnh không thấu suốt bề dày, phải tính tốn R n riêng rẽ với thép mối hàn theo cơng thức sau đây: Nén kéo vng góc với trục mối hàn: Nén kim loại bản: Rn = Fy A BM ABM diện tích tiết diện kim loại bản, lte Các hệ số ϕ Ω trường hợp là: ϕ = 0,9 Ω = 1,67 Kéo kim loại bản: Rn = Fu A BM ABM diện tích tiết diện kim loại bản, lte Các hệ số ϕ Ω trường hợp là: ϕ = 0,75 Ω = 2,0 Nén, Kéo kim loại hàn: Rn = 0,6 F lt EXX e FEXX số hiệu que hàn cường dộ kéo đứt Fu kim loại hàn Các hệ số ϕ Ω trường hợp là: ϕ = 0,8 Ω = 1,88 Khi cắt: Kim loại hàn Rn = 0,6 F lt EXX e Với hệ số ϕ = 0,75 Ω = 2,00 c Mối hàn góc Độ bền danh nghĩa mối hàn góc chịu lực song song với trục mối hàn tính cơng thức: 39 “Liên kết hàn theo tiêu chuẩn AISC/ASD” Rn = 0,6F lt EXX e Với hệ số ϕ = 0,75 Ω = 2,00 Quy phạm AISC kể đến ảnh hưởng góc θ giữ phương tải trọng trục mối hàn Các nghiên cứu cho thấy cường độ mối hàn tang dần theo góc θ, lớn đạt tới 1,5 lần so với trường hợp θ = Quy phạm cho công thức sau để xác định độ bền danh nghĩa mối hàn góc trường hợp tổng quát: Rn = 0,6 F (1 + 0,5sin1,5 θ )lte EXX Các phần tử cấu kiện liên kết hàn a Độ bền phần tử chịu kéo Độ bền thiết kế ϕ Rn độ bền cho phép Rn / Ω phần tử liên kết để chịu kéo lấy giá trị nhỏ tính theo trạng thái giới hạn chảy dẻo kéo đứt: Chảy dẻo Rn = Fy Ag Với hệ số ϕ = 0,90 Ω = 1,67 Trong đó, Ag diện tích tiết diện nguyên Kéo đứt Rn = Fu Ae Với hệ số ϕ = 0,75 Ω = 2,00 Trong đó, Ae diện tích hữu hiệu b Độ bền phân tử liên kết để chịu nén Độ bền khả dụng phần tử liên kết chịu nén tính theo trạng thái giới hạn chảy dẻo oằn sau: Khi Kl/r ≤ 25 Rn = Fy Ag Với hệ số ϕ = 0,90 Ω = 1,67 40 “Liên kết hàn theo tiêu chuẩn AISC/ASD” Khi Kl/r ≥ 25; theo cơng thức: Trong đó, A diện tích ngun mặt cắt ngang - ứng suất ổn định tới hạn; c Độ bền phần tử chịu cắt Độ bền khả dụng phần tử liên kết chịu cắt lấy giá trị nhỏ tính theo trạng thái giới hạn chảy cắt đứt Về chảy cắt: Rn = 0,60 Fy Agv Với hệ số ϕ = 1,00 Ω = 1,50 Trong đó: Agv diện tích ngun chịu cắt Về đứt cắt: Rn = 0,06 Fu Anv Với hệ số ϕ = 0,75 Ω = 2,00 Trong đó, Anv diện tích thực chịu cắt d Cắt tổng thể (hoặc cắt theo khối) Sự cắt theo khối phá hoại phần tử liên kết dọc theo mặt phẳng song song với lực (do cắt) mặt phẳng vng góc với lực (do kéo) Độ bền tính theo trạng thái giới hạn cắt tổng thể tính theo cơng thức: Rn = 0,6 Fu Anv + Fu Ant ≤ 0,6Fy Agv + Fu Ant Với hệ số ϕ = 0,75 Ω = 2,00 Trong đó: Agv = diện tích ngun chịu cắt; Anv = diện tích thực chịu cắt; 41 “Liên kết hàn theo tiêu chuẩn AISC/ASD” Ant = diện tích thực chịu kéo 42 “Liên kết hàn theo tiêu chuẩn AISC/ASD” VI So sánh TCVN AISC TCVN -Áp dụng phương pháp tính tốn -Áp dụng phương pháp tính theo trạng thái giới hạn + Ứng suất cho phép (ASD)Kí hiệu: Ω + Hệ số tải trọng (LRFD)Kí hiệu: ɸ Liên kết hàn đối đầu -Khi chịu kéo, nén: Dưới tác dụng lực dọc trục N (kéo nén tâm) ứng suất phân bố tiết diện đường hàn, cơng thức kiểm tra bền có dạng: Trong đó: Aw – Diện tích tính tốn đường hàn Cường độ mối hàn tính theo chạy dẻo kim loại bản, cơng thức kiểm tra bền có dạng: + Chảy dẻo Hệ số ASD: Ω = 1.67 + Kéo đứt t – Bề dày tính tốn đường hàn, bề dày thép Hệ số ASD: Ω = 2.0 lw – Chiều dài tính tốn đường hàn Trong đó: γc – Hệ số điều kiện làm việc l – Chiều dài mối hàn fwt – Cường độ tính tốn đường hàn chịu kéo, chịu nén fwc te – Bề dày hữu hiệu Fy – Cường độ chảy thép Fu – Cường độ bền thép TC-AISC 43 “Liên kết hàn theo tiêu chuẩn AISC/ASD” Liên kết hàn góc Đường hàn góc cạnh đường hàn góc đầu tính tốn Khi chịu lực dọc trục N coi ứng suất phân bố dọc theo đường hàn bị phá hoại cắt Độ bền đường hàn kiểm tra đồng thời theo hai tiết diện Theo cách tính tốn Qui phạm, luôn xét ứng suất cắt tiết diện hữu hiệu phương hướng mối hàn Độ bền danh nghĩa mối hàn góc tính cơng thức sau: - Tiết diện 1: (Theo vật liệu đường hàn) Hệ số ASD: Ω = 2.0 - Tiết diện 2: (theo vật liệu thép biên nóng chảy) Trong đó: l – Chiều dài mối hàn Trong đó: te – Bề dày hữu hiệu hf – Chiều cao đường hàn góc FEXX – Là số hiệu que hàn cường độ kéo đứt Fu kim loại hàn Σlw – Tổng chiều dài tính tốn đường hàn γc – Hệ số điều kiện làm việc kết cấu βf, βs – Các hệ số chiều sâu nóng chảy đường hàn ứng với tiết diện fwf, fws – Cường độ tính tốn chịu cắt quy ước thép đường hàn thép biên nóng chảy 44 VII TĨM LẠI Hiện kết cấu thép có nhiều tiêu chuẩn để áp dụng vào thiết kế Mỗi nước có tiêu chuẩn riêng phù hợp với đất nước đồng thời có số quốc gia sử dụng lại tiêu chuẩn nước khác biên dịch lại để áp dụng Như biết, nguồn gốc Tiêu chuẩn thiết kế thép TCVN 5575:2012 có nguồn gốc từ tiêu chuẩn Nga SNIP II-23-81 Nhưng sau áp dụng thiết kế kết cấu thép theo tiêu chuẩn AISC Mỹ mà áp dụng TCVN thiết kết cấu thép theo tiêu chuẩn AISC giúp giảm chi phí xây dựng từ 20-30% so với tiêu chuẩn khác Vậy dùng thiết kế theo tiêu chuẩn Mỹ có thật an tồn điều kiện địa chất, khí hậu Việt Nam hay không? Với phát triển vượt bật khoa học kỹ thuật Mỹ, việc áp dụng tiêu chuẩn Mỹ dần trở nên phổ biến chứng minh thực nghiệm sau hàng trăm nghìn lần áp dụng VIII PHÂN CƠNG VÀ DỊNG THỜI GIAN Phân cơng Họ tên SV Phân cơng Thuyết trình, thiết kế powerpoint, tổng hợp, sửa chữa viết nhánh Soạn phần giới Sầm Nhật Huy (nhóm trưởng) thiệu loại liên kết Chịu trách nhiệm chung Thuyết trình, soạn phần Phạm vi sử dụng, Lê Phú Hiển chịu trách nhiệm phần Phạm vi sử dụng Lê Xuân Thông Soạn phần phạm vi sử dụng Soạn phần Các loại mối hàn phần Các kỹ Nguyễn Thanh Lâm thuật hàn Chịu trách nhiệm phần Thuyết trình, soạn phần Các loại mối hàn Lâm Duy Khánh phần Các kỹ thuật hàn Thuyết trình, soạn phần Các loại mối hàn Phạm Võ Ngọc Sơn phần Các kỹ thuật hàn Soạn phần Các loại mối hàn phần Các kỹ Trần Cơng Hậu thuật hàn Thuyết trình, sửa chữa viết nhánh, Dương Minh Trí soạn phần So sánh tiêu chuẩn Chịu trách nhiệm phần so sánh Nguyễn Thanh Hậu Soạn phần So sánh tiêu chuẩn Nguyễn Văn Điền Soạn phần So sánh tiêu chuẩn Lê Quốc Trung Soạn phần So sánh tiêu chuẩn Dòng thời gian Thời gian 6/11/2020 7/11/2020 8-15/11/2020 16/11/2020 18/11/2020 19-20/11/2020 21/11/2020 22-25/11/2020 26/11/2020 28/11/2020 Nội dung thực Nộp làm nhánh nhỏ Thuyết trình thử lần Sửa chữa nhánh Các nhóm nộp lại sửa Hồn thành powerpoint tổng hợp gửi lại cho nhóm Các bạn thuyết trình kiểm tra lại powerpoint yêu cầu sửa chữa cần Thuyết trình thử lần có powerpoint Sửa chữa lỗi cịn lại có Chốt hồn thiện Thuyết trình thức ... tiêu chuẩn Lê Quốc Trung Soạn phần So sánh tiêu chuẩn 2 Dòng thời gian Thời gian 6 /11 /2020 7 /11 /2020 8 -15 /11 /2020 16 /11 /2020 18 /11 /2020 19 -20 /11 /2020 21/ 11/ 2020 22-25 /11 /2020 26 /11 /2020 28 /11 /2020... liên kết hàn: loại liên kết phổ biến thiết kế kết cấu thép Và chủ đề thuyết trình, nghiên cứu nhóm là: ? ?Liên kết hàn theo tiêu chuẩn AISC/ASD” II SƠ LƯỢC VỀ CÁC LOẠI LIÊN KẾT Bulông Kết cấu thép. .. E7XT-X 13 ? ?Liên kết hàn theo tiêu chuẩn AISC/ASD” A709 Cấp 50 A572 Cấp 60 E80XX F8X-EXXX ER80S E8XT-X 65 A 514 A709 Cấp 10 0 ½ E100XX F10X-EXXX ER100S E10XT-X in A 514 A709 Cấp 10 0, ½ in E 110 XX F11X-EXXX