Giáo trình phân tích khả năng vận dụng đặc điểm chung về kết cấu của cầu kim loại trong xây dựng p9 docx

Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng II: Vật liệu thép trong xây dựng cầu - 41 -
Hn đối đầu l 2 thanh thép phải đặt trên cùng mặt phẳng, thờng dùng để nối
các bản thép v ít dùng để liên kết các thép hình vì khó gia công mép thanh thép góc.
Đờng hn nằm ở khe hở nhỏ giữa 2 thanh thép cần hn đặt đối đầu. Khe hở ny
còn nhằm để các chi tiết hn biến dạng tự do khi hn, tránh cong vênh. Đờng hn đối
đầu có thể thẳng góc hoặc xiên góc. Hn xiên góc tránh đợc hiện tợng hóa cứng trên
ton tiết diện.
u, nhợc điểm:
Chịu lực tốt (đúng tâm) v ứng suất cục bộ nhỏ.
Phải gia công mép đờng hn, phải đảm bảo khoảng cách v kích thớc.
7.3.2-Mối hn góc:

Mối hn góc l nằm ở góc vuông của 2 thanh thép đặt chồng lên nhau để liên kết
chúng lại. Tiết diện đờng hn l 1 tam giác vuông cân, hơi phồng ở giữa, cạnh của tam
giác gọi l chiều cao đờng hn. Đoạn chồng lên nhau của 2 thanh thép theo yêu cầu bố
trí đờng hn lấy 5
min
(
min
l bề dy thanh thép nhỏ nhất).
h
h
h
h

1


1
h

h


Hình 2.22: Cấu tạo mối hn đối góc
t
tl
A C
A C
NN


A - B C - D
t
max

h
h
0.1
h
Đừơng ứng suất

h
=0.7h
h

Hình 2.23: ứng suất trong đờng hn góc
.
Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng II: Vật liệu thép trong xây dựng cầu - 42 -
Mối hn góc có u điểm l không phải gia công mép v hn đơn giản. Tuy nhiên,

đờng ứng suất phân bố không đều theo chiều rộng, chiều di bản thép cũng nh dọc
theo đờng hn; mặt khác nó cong lệch dồn tại đờng hn gây nên tập trung ứng
suất.Do đó không nên dùng cho kết cấu chịu tải trọng động. Để giảm ứng suất tập trung
ny ta dùng đờng hn thoải với tỷ lệ giữa 2 cạnh l 1:1.5, cạnh lớn nằm dọc theo hơng
lực tác dụng:
1.5h
h
0.7h
h
h
h


Hình 2.24: Đờng hn thoải

Quy định đối với thép hn nh sau:
Để tránh hiện tợng hn không ngấu, chiều cao đờng hn
mmh
h
4
min

.
Để tránh thép bị cháy, chiều cao đờng hn
min
min
5.1


h

h chịu tải trọng tĩnh v
min
min
2.1


h
h chịu tải trọng động với
min
l chiều dy bản thép nhỏ nhất.
7.3.3-Mối hn rãnh:




Hình 2.25: Cấu tạo mối hn rãnh v đờng hn kiểu đinh tán

Loại ny thờng dùng khi bắt buộc phải hn 2 bản thép chồng lên nhau v dùng
kết hợp khi mối nối hn theo đờng viền không đủ chiều di. Ta có thể thay đờng hn
rãnh bằng đờng hn kiểu đinh tán.
7.4-Phân loại đờng hn:

Tùy theo ý nghĩa của mối hn, ta phân ra:
Theo sự chịu lực của mối hn:
Mối hn chịu lực: liên kết các bộ phận chịu lực.
Mối hn cấu tạo: có tính chất liên kết.
Theo vị trí của mối hn:
.
Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng II: Vật liệu thép trong xây dựng cầu - 43 -

Hn bằng (hn nằm).
Hn đứng (hn leo).
Hn trần (hn ngửa).

hn trần
hn bằng
hn
đứng
hn
bằng
hn trần

Hình 2.26: Phân loại đờng hn

7.5-Các loại liên kết hn v phơng pháp tính toán:

7.5.1-Hn đối đầu:

Có 2 cách hn: hn thẳng góc v xiên góc:



l
h

N N
b
NN
t

l
h





l
h

MM
M
M
Q
Q

l
h


Hình 2.27: Sơ đồ tính toán mối hn đối đầu

Khi hn thẳng góc, ta có công thức kiểm tra điều kiện bền:

h
h
h
Rm
l

N
.
.
=


(2.15)
Trong đó:
+N: nội lực tính toán.
+R
h
: cờng độ mối hn chịu kéo, nén.
+l
h
: chiều di tính toán đờng hn, lấy l
h
= b-2 vì 2 đầu đờng hn có chất
lợng không tốt.
+b: bề rộng thực tế của đờng hn, tức l bề rộng bản thép.
+: chiều dy tính toán của đờng hn (lấy bằng chiều dy bản thép nhỏ nhất).
+m: hệ số điều kiện lm việc.
Khi hn xiên góc, ta có công thức:
.
Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng II: Vật liệu thép trong xây dựng cầu - 44 -
Khi duyệt theo ứng suất pháp:
h
h
h
Rm

l
N
.
.
sin.
=



(2.16)
Khi duyệt theo ứng suất tiếp:
c
h
h
h
Rm
l
N
.
.
cos.
=



(2.17)
Trong đó:
+R
c
h

: cờng độ mối hn chịu cắt.
-Khi mối hn chịu mômen M v lực cắt, ta có công thức:












=
=
+=
h
h
h
h
hhhtd
l
Q
l
M
Rm
.
.
6

.15.13
2
22





(2.18)
7.5.2-Hn có bản đệm:

Hn có bản đệm l lực truyền từ cấu kiện ny sang cấu kiện kia qua các bản đệm,
các bản đệm đợc liên kết với thép cơ bản bằng các đờng hn góc.


10-20
5
1

1

1

1

Hình 2.28: Sơ đồ mối hn có bản đệm

Loại ny có u điểm hn v cấu tạo mối hn đơn giản, không phải gia công mép cấu
kiện nhng nhợc điểm l tốn mối hn hơn, bản ghép v lm việc kém hơn mối hn đối
đầu. Ngoi ra trong liên kết có ứng suất tập trung lớn vù vậy không nên dùng để chịu tải

trọng động.
Để tránh ứng suất tập trung v hiện tợng hóa gi tại 1 tiết diện, ta có những hình
thức hn sau:


.
Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng II: Vật liệu thép trong xây dựng cầu - 45 -

50 mm
50 mm

Hình 2.29: Sơ đồ mối hn có bản đệm hạn chế ứng suất tập trung

Đối với thép hình, ta có thể hn theo nguyên tắc sau:

b
b
khi b>=130mm
cắt vát

Hình 2.30: Sơ đồ mối hn thép hình hạn chế ứng suất tập trung

Công thức kiểm tra mối hn khi chỉ có lực dọc:

hh
c
h
hlRmN 7,0

(2.18)
Trong đó:
+l
h
: tổng chiều di tính toán đờng hn, lấy bằng chiều di thực tế của đờng
hn trừ đi 10mm để đến chất lợng không tốt ở đầu v cuối đờng hn.
7.5.3-Hn chồng:

Công thức tính:






=


hhh
c
h
h
hlF
R
Fm
N
.
7,0
(2.19)

.