Cặp nội lực dùng để tính tốn liên kết là cặp gây kéo nhiều nhất cho các bulông tại tiết diện đỉnh cột: COMB 3
Mmax = 31411 (kg.m). Ntư = -8148 (kg). Qtu = -4734 (kg).
10.3.1. Tính tốn bu lơng liên kết.
Chọn bulơng cường độ cao, cấp bền 10.9 có fvb= 4000 kg/cm ftb = 5000 kg/cm, đường kính bulơng dự kiến là d = 20 mm (Abn= 2.45 cm). Bố trí bulơng thành 2 dãy với khoảng cách giữa các bulông tuân thủ các quy định trong bảng I.13 phục lục trang 80 sách Thiết kế khung thép nhà công nghiệp một tầng, một nhịp – TS. Phạm Minh Hà và TS. Đồn Tuyết Ngọc.
Phía cánh ngồi của cột bố trí một cặp sườn gia cường cho mặt bích, với kích thước lấy như sau:
+ Bề dày: ts tw = 0.8 (cm)chọn ts = 1 (cm).
+ Bề rộng (phụ thuộc vào kích thước của mặt bích) chọn ls = 9 (cm).
Hình 10.4: Bố trí bu lơng trong liên kết cột với xà ngang.
Khả năng chịu kéo của một bulông: (kg).
Trong đó:
+ ftb : cường độ tính tốn chịu kéo của bulơng tra bảng I.9 phục lục trang 79 sách Thiết kế khung thép nhà công nghiệp một tầng, một nhịp – TS. Phạm Minh Hà và TS. Đoàn Tuyết Ngọc, ta được:
ftb = 400 (N/mm2) = 4000 (kg/cm2).
+ Abn : diện tích tiết diện thực của thân bulông tra bảng I.11 phục lục trang 80 sách Thiết kế khung thép nhà công nghiệp một tầng, một nhịp – TS. Phạm Minh Hà và TS. Đoàn Tuyết Ngọc, ta được:
A = 3.14 (cm2). Abn = 2.45 (cm2).
Khả năng chịu trượt của một bulông cường độ cao:
+ fub : cường độ kéo đứt tiêu chuẩn của vật liệu bulông tra bảng I.12 phục lục trang 80 sách Thiết kế khung thép nhà công nghiệp một tầng, một nhịp – TS. Phạm Minh Hà và TS. Đoàn Tuyết Ngọc fub = 1100 N/mm2 = 1100 (kg/cm2) (với mác thép 40Cr).
+ fhb : cường độ tính tốn chịu kéo của vật liệu bulơng cường độ cao trong liên kết ma sát,
fhb = 0.7fub = 0.7 x 1100 = 7700 kg/cm
+ : hệ số điều kiện làm việc của liên kết, do số bulông trong liên kết n = 14 > 10.
+ , b2 : hệ số ma sát và hệ số độ tin cậy của liên kết. Với giả thiết là không gia công bề mặt cấu kiện nên ta có:
+ nf : số lượng mặt ma sát của liên kết, nf = 1.
Theo mục 6.2.5 TCVN 338-2005, trong trường hợp bulông chịu cắt và kéo đồng thời thì cần kiểm tra các điều kiện chịu cắt và chịu kéo riêng biệt.
Lực kéo tác dụng vào một bulơng ở dãy ngồi cùng do mômen và lực dọc phân vào (coi tâm quay trùng với dãy bulơng phía trong cùng):
( Lấy dấu cộng vì N là lực kéo)
Do: Nbmax = 11003 (kg) < nên các bulông đủ khả năng chịu lực.
Kiểm tra khả năng chịu cắt của các bulông (coi lực cắt phân bố đều vào các bu lông):
=> Bulông đã chọn đủ khả năng chịu lực.
10.3.2. Tính tốn mặt bích.
Bề dày của mặt bích xác định từ điều kiện chịu uốn, lấy trị số lớn hơn trong 2 trị số sau:
Chọn t = 2 (cm).
10.3.3. Tính toán đường hàn liên kết tiết diện cột (xà ngang) với mặt bích.
Tổng chiều dài tính tốn của các đường hàn phía cánh ngồi kể cả sườn: (cm).
(kg).
Chiều cao cần thiết của đường hàn này là : (cm).
Chiều cao cần thiết của các đường hàn liên kết bản bụng cột với mặt bích (coi các đường hàn này chịu lực cắt lớn nhất ở đỉnh cột xác định từ bảng tổ hợp nội lực):
(cm).
Kết hợp với điều kiện cấu tạo, chọn chiều cao đường hàn là hf = 0.8 (cm).
Hình 10.5: Cấu tạo mối nối giữa cột với xà.