2/ Dầm ghộ p( dầm tổ hợp)
5.11.2Mối nối cụng trường bằng bulụng
Bước 1: Tiờu chuẩn thiết kế
Bước 2: Lựa chọn mặt cắt dầm làm cơ sở cho việc thiết kế mối nối cụng trường Bước 3: Tớnh toỏn cỏc lực thiết kế trong mối nối cỏnh
Bước 4 : Thiết kế mối nối cỏnh dưới Bước 5: Thiết kế mối nối cỏnh trờn
Bước 6: Tớnh toỏn cỏc lực thiết kế trong mối nối bản bụng Bước 7 : thiết kế mối nối bụng
Chọn vị trớ mối nối cụng trường
Vị trớ mối nối thường nờn trỏnh chỗ cú mụ men lớn. Đối với dầm giản đơn, ta thường bố trớ cỏch gối một đoạn (1/4 1/3)L và đối xứng với nhau qua mặt cắt giữa dầm.
Mối nối cụng trường bằng bung lụng CĐC của dầm chữ I tổ hợp hàn cú dạng điển hỡnh như sau:
Từ hỡnh vẽ ta thấy mối nối gồm hai phần:
+ Mối nối bản cỏnh làm việc giống như mối nối đối đầu hai bản thộp chịu lực dọc trục; + Mối nối bản bụng làm việc giống như mối mối đối đầu hai bản thộp chịu tỏc dụng đồng thời của mụmen, lực cắt và lực dọc.
Do vậy, việc đầu tiờn là ta phải xỏc định được cỏc lực thiết kế cho mối nối bản cỏnh và mối nối bản bụng.
1/ Thiết kế mối nối cỏnh
\1.1/ Tớnh toỏn cỏc lực thiết kế trong mối nối cỏnh
Ở trạng thỏi giới hạn cường độ, cỏc bản nối và cỏc mối nối trờn cỏnh khống chế ( kiểm
soỏt – Controling) phải cõn xứng để cung cấp một sức khỏng nhỏ nhất lấy theo ứng suất thiết
kế Fcf nhõn với diện tớch tiết diện cỏnh cú hiệu nhỏ hơn, Ae, trờn cả hai phớa của mối nối , ở đõy Fcf lấy như sau:
yf yf cf 0,75 F 2 F F f f h cf R f Trong đó:
fcf = ứng suất uốn lớn nhất do tải trọng có hệ số gây tại điểm giữa bản cánh kiểm soát, tại mối nối ;
Rh– Hệ số lai;
- Hệ số giảm ứng suất cánh, =1.0
f = Hệ số kháng uốn theo quy định; (A6.5.4.2)
Fyf- Cường độ kéo chảy của thép bản cánh
Ae – Diện tích có hiệu của bản cánh (mm2), đối với cánh nén Ae là diện tích tiết
diện nguyên, đối với cánh kéo Ae lấy như sau:
g n yt y u u e A A F F A
u Hệ số sức kháng kéo đứt của cấu kiện chịu kéo (A 6.5.4.2)
y Hệ số sức kháng kéo chảy của cấu kiện chịu kéo (A 6.5.4.2)
Fu Cường độ chịu kéo đứt của thép cánh kéo
Fyt Cường độ chịu kéo chảy của thép cánh kéo
An Diện tích thực của cánh kéo
Ag Diện tích nguyên của cánh kéo
Các bản nối và các mối nối của bản cánh không kiểm soát ( Noncontrolling flange)của (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
TTGHCĐ phải cân xứng để cung cấp một sức kháng nhỏ nhất lấy theo ứng suất thiết kế Fncf
nhân với diện tích hữu hiệu nhỏ hơn, Ae, trên cả hai phía của mối nối . Fncf được xác định
theo công thức sau:
yf f nct 0,75 F F h ncf cf R f R Trong đó:
RcfGiá trị của tỷ số Fcfvà fcfđối với cánh kiểm soát .
fncf - ứng suất uốn do tải trọng có hệ số gây ra tại điểm giữa bản cánh tại vị trí mối
nối ;
+ Tại trạng thái giới hạn cường độ, lực thiết kế trong các bản nối ( bản ghép ) chịu kéo sẽ không vượt quá sức kháng kéo có hệ số như tính với cấu kiện chịu kéo. Lực thiết kế trong các bản nối chịu nén sẽ không vượt quá sức kháng nén có hệ số,Rr và được lấy như sau:
s y c r F A R Trong đó :
c Hệ số sức kháng nén của cấu kiện chịu nén (A 6.5.4.2)
FyCường độ chảy của bản nối ( Mpa)
Ay Diện tích nguyên của bản nối ( mm2)
1.2. Chọn kích thước mối nối
Mối nối được thiết kế theo phương pháp thử - sai, tức là ta lần lượt chọn kích thước mối nối dựa vào kinh nghiệm và các quy định khống chế của tiêu chuẩn thiết kế, rồi kiểm toán lại, nếu không đạt thì ta phải chọn lại và kiểm toán lại. Quá trình được lặp lại cho đến khi thoả
mãn.
Ta sơ bộ chọn kích thước mối nối như sau: Hình vẽ:
+ Kích thước bản nối ngoài; + Kích thước bản nối trong; + Đường kính bu lông CĐC;
+ Lỗ bu lông CĐC sử dụng lỗ tiêu chuẩn; + Số bu lông CĐC một bên mối nối.
1.3. Kiểm toán khoảng cách của các bu lông CĐC (A6.13.2.6) 1.4. Kiểm toán sức kháng cắt của bu lông CĐC
Xác định sức kháng cắt danh định của bu lông CĐC theo quy định, ta được Rn
(A6.13.2.7)
Sức kháng cắt tính toán của bu lông CĐC ở THGHCĐ được xác định như sau:
Rr1 = sRn Trong đó:
s = Hệ số sức kháng cho bu lông A325M (A490M) chịu cắt theo quy định; (A6.5.4.2)
Số bu lông CĐC cần thiết cho mỗi bên mối nối theo sức kháng cắt được xác định như sau:
r1 bot 1 R P N Trong đó:
Pbot = Lực thiết nhỏ nhất trong bản cánh dưới ở TTGHCĐ (N).
1.5. Kiểm toán sức kháng ép mặt của bu lông CĐC
Xác định sức kháng ép mặt danh định của bu lông CĐC theo quy định, ta được Rn
(A6.13.2.9) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Sức kháng ép mặt tính toán của bu lông CĐC ở THGHCĐ được xác định như sau:
Rr2 = bbRn Trong đó:
bb = Hệ số sức kháng ép mặt bu lông trên vật liệu theo quy định; (A6.5.4.2)
Số bu lông CĐC cần thiết cho mỗi bên mối nối theo sức kháng ép mặt được xác định như
sau: r2 bot 2 R P N Trong đó:
Pbot = Lực thiết nhỏ nhất trong bản cánh dưới ở TTGHCĐI (N).
1.6. Kiểm toán sức kháng trượt của bu lông CĐC
Xác định sức kháng trượt danh định của bu lông CĐC theo quy định, ta được Rn
Sức kháng trượt tính toán của bu lông CĐC ở THGHSD được xác định như sau:
Rr = Rn
Số bu lông CĐC cần thiết cho mỗi bên mối nối theo sức kháng trượt được xác định như
sau: r bot 3 R P N Trong đó:
Pbot= Lực thiết kế trong bản cánh dưới ở TTGHSD (N). Số bu lông cần thiết cho mỗi bên mối nối được xác định như sau:
N = max(N1, N2, N3)
2/ Thiết kế mối nối bụng
2.1. Chọn kích thước mối nối
Mối nối được thiết kế theo phương pháp thử - sai, tức là ta lần lượt chọn kích thước mối nối theo kinh nghiệm, rồi kiểm toán lại, nếu không đạt thì ta phải chọn lại và kiểm toán lại.
Quá trình được lặp lại cho đến khi thoả mãn.
Ta sơ bộ chọn kích thước mối nối như sau: Hình vẽ
Các thông số mối nối:
+ Kích thước bản nối; + Đường kính bu lông CĐC;
+ Lỗ bu lông CĐC: Sử dụng lỗ tiêu chuẩn; + Số bu lông CĐC một bên mối nối.
2.2. Tính toán lực cắt thiết kế nhỏ nhất
Lực cắt thiết kế nhỏ nhất ở TTGHCĐI được xác định theo công thức sau:
r r u 0,75V 2 V V V Trong đó:
Vu = Lực cắt có hệ số tác dụng lên dầm tại vị trí mối nối ở THTTCĐI (N); Vr = Sức kháng cắt tính toán của dầm tại vị trí mối nối (N).
Lực cắt thiết kế nhỏ nhất ở TTGHSD được xác định theo công thức sau:
V = VuSD
Trong đó:
Vu = Lực cắt có hệ số tác dụng lên dầm tại vị trí mối nối ở THTTSD (N). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2.3. Tính toán mô men và lực ngang thiết kế nhỏ nhất
Mô men thiết kế nhỏ nhất ở TTGHCĐI được xác định theo công thức sau:
Trong đó:
Mv = Mô men do lực cắt thiết kế tại vị trí mối nối ở TTGHCĐI tác dụng lệch tâm với trọng tâm nhóm đinh ở mỗi bên mối nối gây ra:
Mv = V.e Trong đó:
V = Lực cắt thiết kế nhỏ nhất tại vị trí mối nối ở TTGHCĐI (N);
e = Độ lệch tâm của nhóm đinh ở mỗi bên mối nối, lấy bằng khoảng cách từ trọng tâm của nhóm đinh mỗi bên mối nối tới tim mối nối (mm);
Mw = Phần mô men tác dụng lên phần bản bụng, do mô men uốn tại vị trí mối nối ở TTGHCĐI gây ra:
tbot ctop 2 w w F F 12 D t M Trong đó:
Ftbot, Fctop = ứng suất thiết kế nhỏ nhất tại trọng tâm bản cánh dưới, cánh trên ở
TTGHCĐI (N/mm2).
Lực ngang thiết kế nhỏ nhất ở TTGHCĐI được xác định theo công thức sau: tbot ctop w F F 2 D t H Trong đó:
Ftbot, Fctop = ứng suất thiết kế nhỏ nhất tại trọng tâm bản cánh dưới, cánh trên ở
TTGHCĐI (N/mm2).
Mô men thiết kế nhỏ nhất ở TTGHSD được xác định theo công thức sau:
M = Mv + Mw
Trong đó:
Mv = Mô men do lực cắt thiết kế tại vị trí mối nối ở TTGHSD tác dụng lệch tâm với trọng tâm nhóm đinh ở mỗi bên mối nối gây ra:
Mv = V.e Trong đó:
V = Lực cắt thiết kế nhỏ nhất tại vị trí mối nối ở TTGHSD (N);
e = Độ lệch tâm của nhóm đinh ở mỗi bên mối nối, lấy bằng khoảng cách từ trọng tâm của nhóm đinh mỗi bên mối nối tới tim mối nối (mm);
Mw = Phần mô men bản bụng chịu, do mô men uốn tại vị trí mối nối ở TTGHSD
gây ra: tbot ctop
2 w w F F 12 D t M Trong đó:
Ftbot, Fctop = ứng suất thiết kế nhỏ nhất tại trọng tâm bản cánh dưới, cánh trên ở
TTGHSD (N/mm2).
Lực ngang thiết kế nhỏ nhất ở TTGHSD được xác định theo công thức sau: tbot ctop w F F 2 D t H Trong đó:
Ftbot, Fctop = ứng suất thiết kế nhỏ nhất tại trọng tâm bản cánh dưới, cánh trên ở
TTGHSD (N/mm2).
2.4. Kiểm toán khoảng cách của các bu lông CĐC (A6.13.2.6) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tương tự như trên
2.5. Lực cắt tính toán trong một bu lông CĐC
Ta chỉ tính toán với bu lông CĐC ở vị trí xa nhất so với trọng tâm của nhóm bu lông ở
mỗi bên mối nối, là bu lông chịu lực cắt lớn nhất.
Lực cắt tính toán trong bu lông ở vị trí xa nhất được xác định như sau: Hình vẽ
2 max 2 max max J My N H J Mx N V R Trong đó:
N = Số bu lông ở mỗi bên mối nối (bu lông); V = Lực cắt thiết kế (N);
M = Mô men thiết kế (N.mm); H = Lực ngang thiết kế (N);
J = Tổng bình phương khoảng cách của các đinh trong nhóm ở mỗi bên mối nối tới
trọng tâm của nhóm đinh (mm2); J = Jx + Jy = 2 2
i
i y
x
J
Jx= Tổng bình phương khoảng cách đứng của các đinh trong nhóm ở mỗi bên mối
nối tới trọng tâm của nhóm đinh (mm2);
Jy= Tổng bình phương khoảng cách ngang của các đinh trong nhóm ở mỗi bên mối
nối tới trọng tâm của nhóm đinh (mm2);
xmax = Khoảng cách từ đinh xa nhất theo phương ngang tới trọng tâm của nhóm
đinh mỗi bên mối nối (mm);
ymax = Khoảng cách từ đinh xa nhất theo phương đứng tới trọng tâm của nhóm đinh
mỗi bên mối nối (mm).
Xác định sức kháng cắt danh định của bu lông CĐC theo quy định, ta được Rn
(A6.13.2.7)
Sức kháng cắt tính toán của bu lông CĐC ở THGHCĐ được xác định như sau:
Rr = sRn Trong đó:
s = Hệ số sức kháng cho bu lông A325M (A490M) chịu cắt theo quy định; (A6.5.4.2)
Sức kháng cắt tính toán của bu lông CĐC ở THGHCĐI phải thoả mãn điều kiện sau: Rmax Rr
Trong đó:
Rmax = Lực cắt tính toán trong bu lông ở vị trí xa nhất ở TTGHCĐI (N). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2.7. Kiểm toán sức kháng ép mặt của bu lông CĐC
Xác định sức kháng ép mặt danh định của bu lông CĐC theo quy định, ta được Rn
(A6.13.2.9)
Sức kháng ép mặt tính toán của bu lông CĐC ở THGHCĐ được xác định như sau:
Rr = bbRn Trong đó:
bb = Hệ số sức kháng ép mặt bu lông trên vật liệu theo quy định; (A6.5.4.2) Sức kháng ép mặt tính toán của bu lông CĐC ở THGHCĐI phải thoả mãn điều kiện sau:
Rmax Rr Trong đó:
Rmax = Lực cắt tính toán trong bu lông ở vị trí xa nhất ở TTGHCĐI (N).
2.8. Kiểm toán sức kháng trượt của bu lông CĐC
Xác định sức kháng trượt danh định của bu lông CĐC theo quy định, ta được Rn
(A6.13.2.8)
Sức kháng trượt tính toán của bu lông CĐC ở THGHSD được xác định như sau:
Rr = Rn
Sức kháng trượt tính toán của bu lông CĐC ở THGHSD phải thoả mãn điều kiện sau:
Rmax Rr Trong đó: