8.1 Yêu cầu chung
Kim loại cơ bản, kim loại hàn, và các chi tiết thiết kế hàn phải tuân theo các yêu cầu của Quy chuẩn hàn D1.5 ANSI/ AASHTO/AWS, các ký hiệu hàn phải tuân theo các ký hiệu quy định trong ấn phẩm A2.4 AWS.
8.2 Tính sức tính toán của mối hàn góc
8.2.1 Tính sức kháng Kéo và nén (TCN 6.13.3.2.4-a)
Sức kháng tính toán đối với các liên kết hàn dùng đường hàn góc chịu kéo hoặc nén song song với trục của đường hàn phải được lấy theo sức kháng tính toán của kim loại cơ bản, kim loại thép sử dụng cường độ chảy nhỏ nhất là 250 Mpa⇒Sức kháng uốn tính toán của mối hàn góc chịu kéo và cắt là: 250 Mpa
8.2.2 Tính sức kháng cắt (TCN 6.13.3.2.4b)
Liên kết đường hàn gốc trên diện tích có hiệu phải lấy trị số nhỏ hơn của: sức hangg của vật liệu cơ bản =250Mpa, hoặc sức kháng tính toán của thép hàn có cường độ như sau:
exx e
r F
R =0.6ϕ 2 Trong đó:
2
ϕe là hệ số sức kháng đối với kim loại hàn quy định trong điều 6.5.4.2 TCN, ϕe2
=0.8
Fexxlà cường độ phân loại của kim loại hàn, Fexx =250Mpa
⇒Rr =0.6ϕe2Fexx =0.6×0.8×250=120Mpa
Hệ số sức kháng tính toán của mối hàn chịu cắt là: 120 Mpa 8.3 Tính toán mối hàn
8.3.1 Hàn góc
Có dạng hình tam giác, kích thước mối hàn được tính là cạnh tam giác. Cường độ mối hàn được xác định theo chiều dày, là đoạn hẹp nhất tính từ góc tam giác đến mặt mối hàn. Nếu hai cạnh tam giác không đều nhau, kích thước danh định của mối hàn tính theo cạnh nhỏ hơn.
8.3.2 Kích thước của đường hàn góc (TCN 6.13.3.4)
Kích thước của đường hàn góc có thể được giả thiết ở trong thiết kế liên kết, phải sao cho các lực do các tải trọng tính toán không vựot quá sức kháng tính toán của các liên kết quy định trong điều 6.13.3TCN
- Kích thước lớn nhất của đường hàn góc lấy như sau:
Đối với vật liệu dày nhỏ hơn 6mm: lấy chiều dày của vật liệu
Đối với vật liệu chiều dày lớn hơn hoặc bằng 6mm: nhỏ hơn vật liệu 2mm - Kích thước nhỏ nhất của đường hàn góc lấy như sau: bảng 6.13.3.4.1 TCN
Chiều dày kim loại cơ bản của bộ phận
mỏng hơn được nối ghép T, mm Kích thước nhỏ nhất của đường hàn góc mm
T ≤20 6
mm
T >20 8
- Chiều dài hiệu dụng nhỏ nhất của đường hàn góc: phải là bốn lần kích thứoc của - nó và không có trường hợp nào nhỏ hơn 40mm.
8.3.3 Chọn sơ bộ kích thước mối hàn
- Bản biên trên có chiều dày 20mm hàn vào bản bụng có chiều dày 18mm⇒Chọn kích thước mối hàn 12mm
- Bản biên dưới có chiều dày 30mm hàn vào bản bụng có chiều dày 18mm⇒Chọn kích thước mối hàn 12mm
8.3.4 Tính toán nội lực phát sinh trong đường hàn
Tính toán nội lực phát sinh trong đường hàn tại mặt cắt gối: Đường hàn chỉ chịu lực cắt V=1624.31kN theo trạng thái giới hạn cường độ 1.Nhằm đảm bảo an toàn và đơn giản trong tính toán ta chọn giá trị lực cắt có giá trị lớn nhất để tính mối hàn.
- Gọi T là lực cắt hay lực trượt trên một đơn vị chiều dài của dầm.
T = . b
ng
V A
I ( N/mm) Trong đó:
Ing: là mômen quán tính của tiết diện nguyên đối với trục trung hoà của tiết diện.
Ing = 0.0004(m4).
Ab: là mômen tĩnh của bản biên đối với trục trung hoà của tiết diện. , mm3 Ab = 400×20×825= = 6.6×106 (mm3)=6.66×10-3 (m3)
V là lực cắt lớn nhất tại gối của dầm cầu do tất cả các tải trọng có hệ số gây ra.
V = 1624.31 (kN) - Suy ra: T =
0006 . 0
0004 . 0 31 . 1624 ×
= 982.94 (kN/m)
- Trường hợp có thêm một bánh xe hoạt tải đặt tại gối cầu ta phải kể thêm tải trọng tập trung của bánh xe đó vào, gọi Q là lực cắt do P tác dụng lên đường hàn trên một đơn vị chiều dài.
Q = ( )
f h
h L
P IM n
+ + . 1
. (N/mm)
Phân phối tải trọng bánh xe Trong đó:
P - là tải tập trung của bánh xe hoạt tải, P = 0,5.145 = 72.5 (N)
IM - là hệ số xung kích, trường hợp tính mối nối bản biên vào sườn dầm, IM = 75%.
H - là khoảng cách tính từ mặt cầu xe chạy đến trọng tâm đường hàn, H = 220 + 20 + 6 = 246 (mm)=0.246m
L - là chiều rộng vệt tác dụng của bánh xe hoạt tải tác dụng lên mặt cầu tính theo phương dọc cầu.
L = 2,28.10-3.γ .(1+IM/100).P’
Trong đó:
P’ = 0,5.72.5 = 36.25 (kN) đối với xe tải thiết kế.
γ = 1.00: Hệ số tải trọng.
⇒ L = 2,28.10-3 .1.00.(1+0,75).36250 = 0.145 (m) nh = 1,75: là hệ số vượt tải của hoạt tải.
Q = 0.145 0.246 5 . 72 ).
75 , 0 1 .(
75 , 1
+
+ = 567.85 (kN/m)
- Ứng suất tác dụng lên đường hàn do lực cắt T trên một đơn vị chiều dài gây ra:
R1 = hh
T . 2 =
012 . 0 2
94 . 982
× = 40956 (kN/m2)
- Ứng suất tác dụng lên đường hàn do Q gây ra là:
R2 = 2.
h
Q h =
012 . 0 2
85 . 567
× = 23660 (kN/m) - Tổng ứng suất tác dụng lên đường hàn:
R = R12+R22 = 409562 +236602 = 47299 (kN/m2) = 47.3 (MPa)