V ơ 2+ 3t2 < 1,15R,ơ tđ
của dầm; b) ứngsuất UÔII cục bộ ởbụngdầm.
6.7.3. Tính toán và thiết kế bộ phận gói dầm
G ối của dầm chịu tác dụng của ứng lực tập trung lớn (phán lực gối), điều đ ó dòi hỏi
p h a i dặc biệt chú ý lới việc tính toán và thiết kế chúng.
a) B ộ p h ậ n gố i c ù a d ấ m cá n khi phan lực gối A không lớn (< lOOkN) có thể được lãng cường bnng các sườn (hình 6.19, a). Bán bụng cứa dầm ở tiết diện gối cần kiểm tra về ổn đinh:
A A
ơ = ~ r =--- —--- < R ,
(pFg cp(b + k )ỗb (6.57)
trong đó:
F = (b + k) ô b - diện tích chịu lực của phần gối của bản bụng; b - chiểu dài phần bản bụng, bố trí ở gối;
k - kho ản g cách từ mặt ngoài của dầm đến chỗ bắt đầu lượn tròn của bản bụng (x em h ì n h 6.19, a);
ỗb - chiều dày bán bụng.
Hệ số (p lấy theo độ mảnh như đôi với cột chịu nén đúng tâm, có chiều cao h:
Ằ = L = J l r 0 ,3 ô b ’
Khi phản lực gối lớn, dầm cán được tăng cường ở gối bằng những sườn gối mặt đầu (hình 6.19, b), kiếm tra những sườn này bằng tính toán tương tự n h ư với sườn gối của dầm tố hợp. a) *■ -C m ư ' . ỗ = 14-20mm > Q. cn Q- ^ ẩ C ũ JZ I m Hình 6.19: Sự tựa của dầm cán
a) Kliông có sườn gối (A < ÌOOkN); b) Có sườn gối (A > lOOkN).
b) B ộ p h ậ n g ố i củ a dầ m t ổ hợp luôn luôn cần phải tã n g cường bằng các sườn (hì nh 6.20). Giải pháp kết cấu bộ phận gối của dầm có sườn mặt đầu (hình 6.20, a, b) được áp d ụ ng rộng rãi, ưu điểm của nó là truyền phản lực gối m ột cách rõ ràng thông q u a sườn gối m ặt đẩu được bào nhẵn, đồng thời có tính vạn n ãng c ho phép thực hiện việc tựa lên dầm , lên cột từ phía trên và ở mặt bên. Giải pháp có sườn gối bèn trong (hình 6.20, c) ít được áp dụng, bởi vì nó khá phức tạp trong c h ế tạo và không đảm bảo truyền tủi trọng đúng tâm lên cột.
IBản nối 5=8-12mm bằng butòng j r - Q c-- r ■ 1 0 0 1 5 6 L 5 ô i H ìn h 6.20: Núỉ gối của dầm tổ hợp
Ở bộ phận gối của dầm cần phải kiểm tra bằng tính toán: những sườn gối vế ép nén, phần tựa của tiết diện dầm về độ ổn định và sự tăng cường của các sườn gối vào bản bụng.
K iểm tra sườn gối vể ép nén được thực hiện theo công thức: A
e m s g * ^ s g
(6.58)
trơng đó:
Fcm - diện tích sườn gối;
R cm - cường độ tính toán của thép về ép m ặt đầu.
Thường tiến hành như sau: tìm diện tích yêu cầu của sườn gối từ điều kiộn ép mặt F = A /R em, chọn chiều d ày của sườn gối ỗsg = 16 - 2 0 m m và sau đó xác đ ịnh bề rộng sườn, b , = F yc/Ôsg. Bề rộng nhỏ nhất của sườn lấy bằn g 180 - 2 0 0 m m ; để sườn k h ô n g mất ổn định cục bộ, bề rộng lớn nhất của nó không được vượt quá:
Ôsg
3 0 ^ 2 1 / R ,
Phần nhô xuống dưới của sườn mặt đầu cần phải không lớn hơn a < 1,5 ôsg và thường lấy bằng ] 5 - 20m m .
Đôi khi ở những dầm hàn có sườn gối bên trong thì mặt đầu của nó không m óc nối thêm vào bản cánh dưới (hình 6.20, c). Trong trường hợp đó, phản lực gối được truyền thông qua đường hàn ngang, liên kết sườn gối với bản cánh dưới và cần kiểm tra chúng về cắt do phán lực gối, còn diện tích của sườn gối thì kiểm tra về ép mặt. Khi bào mặt đầu của sườn gối phía trong, thì những đường hàn ngang liên kết sườn với bản cánh được lấy theo cấu tạo với chiều dày nhỏ nhất.
Kiêm tra phần tựa (gối) của dầm về ổn định ra ngoài mặt phẳng d ầ m được tiến hành như đối với cấu kiện chịu nén đúng tâm theo công thức:
trong đó:
Fg - phần tiết diện tựa tính toán của dầm lấy bằng diện tích sườn gốc và phần bản bụng trên chiều dài bằng 15 lần chiều dày của nó kể từ sườn về hai phía.
(F - phần gạch chéo trên hình 6.20, a, c);
cp - hệ số uốn dọc của phần diện tích tựa của dầm, xác định theo độ mảnh:
Jg - m o m en quán tính của phán tiết diện tựa đôi với trục bản b ụng (ngoài mặt phẳng dầm). Kiêm tra liên kết sườn gối với bản bụng của dầm.
ơ những dầm hàn, toàn bộ phản lực gối được truyền cho sườn thông qua đường hàn góc thẳng đứng. Ớ đây cần khảng định đoạn đường hàn < 60 h h ở phần dưới của dầm (xem mục 4.3) đủ để tiếp nhận phản lực. Thay vào công thức chiều cao yêu cầu của
đư ờ n g hàn), tìm được chiểu cao yêu cầu của đường hàn có xét đến điều kiện đó:
Liên kết giữa các dầm ở gối hoặc bằng bulông thô, hoặc bằng b ulông tiêu chuẩn (có độ hở) đê có k h ả năng tựa chặt của đầu và bulông không làm việc chịu cắt do phản lực
ơ = — < R , <pFg
h h
(6.59)
irong đó:
đường hàn góc /h = — —- — bằng chiểu dài giới hạn của đường hàn /h = n .60 hh (n - số
P h hR v
(6.60)
gối (hình 6.20, a, b). Theo chiều cao, các bulông này cần bố trí ở phần dưới của tiết diện (khoảng cách từ đáy dầm là (1/3 - l/2)h), bởi vì khi uốn, tiết diện gối của dầm được xoay và những bulô ng ở phía trcn sẽ ngăn cản m ở rộng khe hở. Điều đó có liên quan với những bản liên kết giữa các dầm (hình 6.20, c).
Khi có sự tựa c ủ a các dầm phụ lên dầm chính ở cùng một cao độ, thì sự liên kết chúng với nhau có thể thực hiện như chỉ rõ trên hình 6.21, a. Liên kết những dầm phụ với sườn của dầm chính, khi đó ở dầm phụ phải cắt bản cánh. Khi trị số phản lực gối của dầm phụ không lớn, có thế thực hiện truyền nó thông qua những bulông hay q u a đường hàn lắp ráp, chúng cần phải được tính toán với phản lực gối A. Trong cả hai trường hợp cần phải kiểm tra bản bụng của dầm phụ về chịu cắt.
t = í r S R ‘ ’
Fc
trong đó:
Fc - diện tích cắt;
Fc= h,.ôb (khi là liên kết hàn);
Fc = (h, - n d )ô b (khi là liên kết bulông).
n và d - số lượng và đường kính bulông (ký hiệu xem trên hình 6.21)
aj AI IA b) c) (6.61) í A | I * c J ■ fr;y= Bulôna theo tính ĩo án -<>-1 Buỉông mối hấn lắp ráp theo tính toán t ỉ 15... 25mm Bulông định vị 1 E f \ C h i tiết đỡ 5 = 20... 30mm
H ình 6.21: Nối dầm pliụ với dấm chính.
Giải pháp kết cấu nêu trên hình 6.21, a rất đơn giản, tuy nhiên không thuận lợi trong c h ế tạo: yêu cầu phải cắt bản cánh bằng hơi và khoan lỗ vào góc lõm. Vì thế, giải pháp nêu ở hình 6.21, b, tại đó hàn bản nối hay thanh nối ngắn bằng thép góc là tốt hơn, mặc dù có chi tiết phụ và phải hàn chúng, nhưng việc c h ế tạo nói chung là đơn giản hơn.
Liên kết ở cao độ thấp của những dầm phụ có thể hợp lí cũng nh ư ở cùng m ột cao độ, chí có những dầm phụ sẽ được cô' định thấp hơn dầm chính hoặc nhờ chi tiết đỡ ở bản bụng của dầm chính (hình 6.21, c).
N hững đường hàn liên kết chi tiết đỡ được tính toán chịu cắt do phản lực gối, con những bulông thô hay bulông có độ chính xác tiêu chuẩn đặt theo cấu tạo.
'
TT Tr^^nTT _ _ _ _ J
Ị
ấ
1— ỈL v l
Giai pháp ngàm cứng dầm ở gối rất ít được áp dụng. Ví dụ về liên kết cứng dầm phụ vào dầm chính chỉ rõ trên hình 6.22. Trong trường hợp này phán lực thẳng đứng Q được truyền thông qua chi tiết đỡ. còn m ôm en uốn M truyền qua bản nối cánh và bản nắp của chi tiết đỡ. Tiết diện của chúng cũng nh ư những đường hàn ngang liên kết dầm cần phải kiêm tra với lực N = M/h.
6.7.4. Moi noi dam H ình 6.22: Liên kết cứng của dầm
Mci nối nhà m áy được thực hiện ở nhà máy chế tạo kết cấu kim loại, còn m ối nối lắp ráp hay mối nối lắp m ớ rộng của dầm được thực hiện, tại chỗ lắp ráp khi nối các cấu kiện xuất xưởng.
Có một số giải pháp đặc trưng của mối nối dầm:
a) Vĩỏĩ n ô i đ ôi đ ấ u (hình 6.23) là loại mối nối đơn giản nhất được áp dụng đối với mối nối nhà m áy và mối nối lắp ráp của dầm cán và dầm tổ hợp.
~ 500mm - 500mm b) 3 TTI H I r m 'IT U-LLU ị T f]_ L _ l i 1_ I I I ________ m —rri“t n --- — c) -LL-1U ■II—1-rri
Ilìn h 6.23: Mối nối đối đầu của dầm a) Dấm cán; b) Dầm tổ hợp (1, 2, 3 - tliứ tự liàn);
c) Mối Iiối dối dầu xiên ở bản cánh dưới.
Trong trường hợp mối nối bản cánh là thẳng (hình 6.23, a, b) và khi hàn tay có áp d ụ n g nhương pháp thông thường kiếm tra chất lượng mối hàn thì khả nãng chịu lực của mối hàn m ỊJ nhỏ hơn khả nâng chịu lực của tiết diện thép cơ bản M max, bởi vì cường độ
tính toán của mối hàn đối đầu về chịu kéo không dù n g phương pháp vật lí đặc biệt kiếm tra chất lượng mối hàn nhỏ hơn cường độ tính toán R của thép:
R
= Mm a x 0,85R,
Vì thế, những mối nối này bố trí ở chỗ tại đó chịu tác dụng của m o m c n uốn nhỏ hơn m om en lớn nhất không dưới 15% (khi tận dụn g đầy đủ ứng suất ở dầm ). Trong dầm tổ hợp có thể thực hiện mối nối đối đầu xiên ở cánh dưới (Hình 6.23, c), lúc đó nó sẽ có độ bển đều với dầm.
Để giảm ứng suất hàn ở mối nối của những dầm tổ hợp lớn, người ta áp dụng những biện pháp cấu tạo và biện pháp công nghệ đặc biệt. Trên hình 6.23, b, ch ữ số 1, 2, 3 chỉ thứ tự hàn ở mối nối như vậy. Đầu tiên hàn đường hàn 1 nối bản bụng, sau đó hàn đường hàn 2 nối bản cánh có co ngót ngang lớn nhất. Đ ể lại không hàn, ở n h à m áy đoạn đường hàn bản cánh dài khoảng 5 0 0 m m tạo khả năng cho bản cán h dãn ra m ột chút khi đường hàn 2 co ngót (trong trường hợp ngược lại, ở những dường hàn này có thể xuất hiện vết nứt). Cuối cùng hàn đường hàn góc 3 có co ngót dọc không đáng kể.
b) M ố i n ô i đ ô i đ ầ u có tă n g c ư ờ n g b ằ n g b ả n n ố i c á n h (hình 6.24, a)
Kiểu mối nối này được áp dụng đối với dầm cán và d ầ m tổ hợp. T ấm nối ch o phép nhận được mối nối có độ bền đều với thép cơ bản khi mối hàn ở bản cánh là thẳng.
3) -Ị r r r m I H" i T ỉ m ĩ i 111 n 11 MTT ỉ : iUUiUiiÀẨi TTTTTTTTTTTT jJ_LLLLLLLU-LU 111 Ị Ị Ị I 1 m II LLÌ I T T I T T ” rrr r T T I T T 7TT f
H ìn h 6.24: Mối nối của dầm có bản nối cánh
a ) Mối nối hàn có bản nối; b) Mối nối đối đầu bằng bản nôi
M ôm en tính toán của mối nối được tiếp nhận bởi mối hàn đối đầu và các bản nối.
M = W R t + N ta .h,
trong đó: w - m ôm en kháng uốn của tiết diện dầm ; N bn - ứng lực ở bản nối;
Từ đó, có thể xác định được ứng lực tính toán ở bản nối:
( 6 . 6 2 )
và diện tích yêu cầu cảu bản nối:
N
p y c b n
R ’
(6.63)
N hững đường hàn g ó c , liên kết bản nối (ở mỗi bên của mối nối) (ở mỗi bên c ủ a mối nối) cần phải tính toán với ứng lực ở bản nối Nbn.
c) M ô i n ố i đ ố i đ ầ u b ằ n g các bản nối (h ìn h 6.24,b)
Ưu điểm của mối nối này là thi công đơn giản (không yêu cầu điều chỉnh tỉ mỉ các đầu và gia công m ép), tuy nhiên chỉ nên áp dụng nó khi có tải trọng tĩnh bởi sự tập trung ứng suất lớn.
M om en uốn M ở mối nối này có thể truyền thông qua bản nối cánh, còn lực ngang Q truyền qua bản nối ở hai bên bụng. Xuất phát từ đó, tìm ứng lực ở bản nối và diện tích yêu cẩu của nó:
N hững đường hàn góc liên kết bản nối với bản cánh được tính toán với lực N bn.
Tiết diện của bản nối ở bụng lấy theo cấu tạo, chiều dày của nó lấy bằng chiều dày bản bụng của dàm , bể rộng là 150 - 20ơmm. Với lực ngang Q lớn, thì cần phải kiểm tra khả năng chịu cắt của đường hàn, liên kết bản nối với bản bụng.
d) M ố i n ố i đ ô i đ ầ u b ằ n g b u ló n g và đ in h tán