Hệ giằng khung nhà công nghiệp giữ vai trò quan trọng trong việc đảm bảo độ cứng không gian của nhà. Đối với các công trình bằng thép do vật liệu có tính dẻo, cường độ cao, nên tiết diện thường nhỏ, độ mãnh lớn. Vì vậy việc tăng độ cứng của nhà càng không thể thiếu được.
Hệ giằng còn có tác dụng giảm chiều dài tự do để tăng ổn định tổng thể của các cấu kiện; mặt khác còn chịu tải trọng gió tác dụng đầu hồi và lực hảm của cẩu trục. Hệ giằng của khung nhà công nghiệp bao gồm hai bộ phận: hệ giằng ở mái và hệ giằng ở cột.
1.1. Cấu tạo
1.1.1. Hệgiằng đứng đầu dầm (dàn) mái:
Để dầm (dàn) mái không bị đổ khi có tải trọng gió tác dụng lên đầu hồi. Hệ giằng này đặt ở đầu kết cấu mái, ngay trên đầu cột ở gian đầu hồi và ở sát khe nhiệt độ. Ở các bước cột giữa dùng các thanh chống liên kết các đầu cột theo phương dọc nhà.
1.1.2. Hệ giằng đứng của cột:
Nằm trong mặt phẳng các thanh đứng thông thường bố trí ở thanh giửa giàn và hai đầu gối tựa. Cùng với hệ dàn cánh trên, cánh dưới và hai dàn lân cận, hệ giằng đứng tạo nên khối cứng bất biến hình làm điểm tựa cho các dàn khác.
Dưới tác dụng của lực hãm dọc, của gió theo phương dọc nhà, cột có thể có chuyển vị lớn, nên cần cấu tạo hệ giằng đứng của cột tạo cho khung dọc một ô cứng. Hệ giằng thường làm bằng thép và bố trí ở ô giữa của khối nhiệt đô. Mặt khác giằng đứng có tác dụng cố định các vì kèo khi lắp ghép.
1.1.3. Hệ giằng ngang cánh hạ của dàn:
Liên kết cánh hạ của hai dàn mái ngoài cùng thành một dàn cứng làm chỗ tựa cho cột sườn tường, truyền lực gió dọc nhà vào các khung dọc.
1.1.4. Hệ giằng ngang cánh thượng của dàn:
Nhằm giữ ổn định ngoài mặt phẳng dàn của thanh cánh thượng. Trong nhà không có cửa mái, lợp panen có chân hàn vào dàn thì không cần hệ giằng này. Trong nhà có cửa dầm tựa trên tai cột đở tường, làm lanh tô cho cửa sổ, cửa đi, dầm có tiết diện chữ nhật L
CHẾ TẠO KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP 30
Hình 2.1. Giằng cánh thượng
* Giằng cột: Tác dụng để bảo đảm độ cứng theo phương dọc nhà - thanh giằng thường
làm bằng thép hình.
Hình 2.2. Giằng cột
CHẾ TẠO KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP 31
Đối với nhà công nghiệp hệ thống giằng đóng 1 vai trò vô cùng quan trọng. Các công trình nghiên cứu cho thấy hệ giằng có tác dụng sau:
- Tăng cường độ ổn định cánh trên kết cấu mang lựcmái trong khung ngang. Bảo đảm độ cứng cho toàn mái nhà.
- Chịu tác dụng của gió và lực hãm của cầu trục truyền lực tác dụng từ các bộ phần nhà xuống móng theođường ngắn nhất.
- Tăng cường độ cứng không gian của nhà. - Bảo đảm cho toàn bộ kết cấu có độ ổn định tốt.
- Phân phối lực do các thiết bị vận chuyển treo tác dụng trực tiếp vào kết cấu mang lực mái cho kết cấu chịu lực chủ yếu của nhà.
Hệ thống giằng trong xưởng chia làm 2 nhóm:
* Hệ thống giằng mái: Có nhiệm vụ liên kết các kết cấu mái và bảo đảm độ ổn định
độ cứng của toàn mái. Hệ thống giằng mái gồm:
- Hệ thống giằng ngang: làm nhiệm vụ giằng cánh trên và giằng cánh dưới kết cấu mang lực mái.
- Hệ thống giằng đứng: đặt ở gối tựa kết cấu manglực mái. Hệ thống giằng cột gồm:
- Giằng cột trên : bố trí phần trên cột, bảo đảm độ cứng phần cột trên, nhận lực gió truyền vào đầu hồi.
Giằng cột trên bố trí ở bước cột tiếp giáp với đầu hồi hoặc khe co giãn.
- Giằng cột dưới: từ mép dưới dầm cầu trục đến chân cột, nhận lực từ hệ thống giằng trên, lực hãm cầu trục truyềnxuống móng.
Giằng cột dưới bố trí ở giữa của đoạn nhà
CHẾ TẠO KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP 33
Hình 2.3. Các loại giằng
Kết cấu mang lực mái bằng thép có độ cứng và độ ổn định kém hơn kết cấu mang lực mái bằng bê tông cốt thép do đó hệ thống giằng cần phải được tăng cườngở những vị trí sau:
* Ở mặt phẳng cánh dưới hệ thống kết cấu mang lực mái phải được giằng theo chu vi của đoạn khe nhiệt độ.
* Tăng cường hệ thống giằng đứng liên tục hay gián đoạn ở vị trí các thanh đứng của dàn.
* Khi nhà dài > 60 m phải bố trí 2 hệ thống giằng đứng ở cách nhau khoảng 50m.
Hình 2.4. Hệ giằng mái
CHẾ TẠO KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP 34
2.1. Khái niệm
Dùng ghép các tấm ghép có chiều dày nhỏ. Các tấm ghép được gia công lỗ, lắp bu lông vào lỗ các tấm ghép, vặn đai ốc vào bu lông, xiết chặt ép các tấm ghép lại với nhau. Các tấm ghép không thể đẩy đai ốc xoay trở ra được, do có hiện tượng tự hãm trong mối ghép ren.
2.2. Cấu tạo
Bu lông, thường là thanh kim loại hình trụ, một đầu có ren để vặn với đai ốc hoặc lỗ ren, một đầu có mò hình sáu cạnh hoặc hình vuông, để tra các chìa vặn xiết bu lông. Ren trên bu lông được gia công bằng bàn ren, tiện ren, hoặc cán ren.
Hình 2.5. Cấu tạo bu lông
- Đai ốc có 6 cạnh, có ren trong. Ren trên đai ốc được gia công bằng ta rô, hoặc tiện. Đai ốc còng được chia ra: đai ốc thô, đai ốc bán tinh và đai ốc tinh.
Hình 2.6. Đai ốc
- Vòng đệm, chủ yếu để bảo vệ bề mặt các tấm ghép không bị xước, một số đệm còn có tác dụng phòng lỏng. Các loại đệm thường dùng: đệm thường, đệm vênh, đệm gập, đệm cánh.
CHẾ TẠO KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP 35
Hình 2.6. Vòng đệm
Khi xem xét hình dạng, kích thước của mối ghép ren, người ta quan tâm đến các kích thước chủ yếu sau đây:
+ Chiều dày các tấm ghép, ký hiệu là S
1, S
2, mm.
+ Đường kínhthân bu lông d, mm, gía trị của d lấy theo dãy số tiêu chuẩn.
Ví dụ: 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 12; (14); 16; 18; 20; (24); (27); 30; (33); 36; 42; 48.
+ Đường kính chân ren d1, mm, được tiêu chuẩn hóa theo d. + Đường kính trung bình d2, mm, d
2= (d+d
1)/2.
+ Chiều dài của thân bu lông l, mm, được lấy theo chiều dày của các tấm ghép. + Chiều dài đoạn cắt ren của bu lông l
1, thường lấy l
1≥ 2,5d. + Chiều cao mò bu lông, ký hiệu là H
1, mm, thường lấy H
1 = (0,5 ÷ 0,7) d. + Chiều cao của đai ốc H, thường lấy H = (0,6 ÷ 0,8) d.
+ Bước ren, ký hiệu là pr, mm, giá trị của pr được tiêu chuẩn hóa theo d.
Giá trị bước ren theo TCVN, mm: 0,5; 0,6; 0,7; 0,75; 0,8; 1,0; 1,25; 1,5; 1,75; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0.
+ Tiết diện mặt cắt ngang của ren, có diện tích mặt cắt A, tiết diện của ren được tiêu chuẩn hoá.
Ren hệ Mét, tiết diện ren là hình tam giác đều.
Ren hệ Anh, tiết diện ren là hình tam giác cân, có góc ở đỉnh là 550.
Hình 2.7 Kích thước chủ yếu của mối ghép ren
+ Chiều cao làm việc của tiết diện ren h, mm. + Bước của đường xoắn vít (tạo nên đường ren) λ.
CHẾ TẠO KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP 36
+ Góc nâng của đường xoắt vít, γ; có tgγ = λ /(π.d2). + Số đầu mối ren zr, thường dùng ren một đầu mối.
Ren một đầu mối có λ = p
r, Ren hai đầu mối có λ = 2p
r.
2.3. Phân loại
- Bu lông được phân ra: bu lông thô, bu lông bán tinh, bu lông tinh, bu lông lắp có khe hở, bu lông lắp không có khe hở.
- Bu lông là chi tiết máy được tiêu chuẩn hóa cao. - Bu lông có ren hệ Mét và bu lông ren hệ Anh. - Bu lông có ren trái, bu lông có ren phải.
2.4. Phương pháp tháo lắp
Dựa vào loại bu lông sử dụng trong mối ghép mà ta có phương pháp tháo lắp tương ứng.
- Khi lắp bu lông: Ta luồn bu lông vào các tấm ghép đặt vòng đệm vào và đạt đai ốc lên đầu bu lông và xiết chặt vào bằng các loại chìa vặn phù hợp như: típ, clê, …
- Khi tháo bu lông ra ta củng dùng các loại chìa vặn tháo đai ốc ra theo chiều ngược lại. Khi tháo hoặc lắp bu lông đai ốc cần chú ý chiều của ren để tháo lắp.