Xác định phân bố ứng suất trong kết cấu dầm hàn ppt

(K52 - Cơ khí - 2010) Chương 5 – Tính toán ứng suất cho kết cấu hàn Trang 1
VVP

Chương.
5
5
Xác định phân bố ứng suất trong
kết cấu dầm hàn
(K52 - Cơ khí - 2010) Chương 5 – Tính toán ứng suất cho kết cấu hàn Trang 2
VVP

Chương.
5
5
Khái niệm về dầm hàn
(K52 - Cơ khí - 2010) Chương 5 – Tính toán ứng suất cho kết cấu hàn Trang 3
VVP

Chương.
5
5
Khái niệm về dầm hàn
(K52 - Cơ khí - 2010) Chương 5 – Tính toán ứng suất cho kết cấu hàn Trang 4
VVP

III.1. Các thành phần ứng suất
tương ứng với nội lực
III.1.1. Ứng suất do lực dọc trục.
Lực dọc trục N tạo ra ứng suất pháp σ
N
.

ứng suất pháp σ
N
phân bố đều trên tiết diện ngang của dầm.
ứng suất pháp σ
N
mang dấu (+) nếu dầm chịu kéo.
mang dấu (-) nếu dầm chịu nén.
(K52 - Cơ khí - 2010) Chương 5 – Tính toán ứng suất cho kết cấu hàn Trang 5
VVP

III.1. Các thành phần ứng suất
tương ứng với nội lực
III.1.2. Ứng suất do Mômen uốn.
Mômen uốn tạo ra ứng suất pháp phân bố không đều trên tiết diện
ngang của dầm.
Tạo ra vùng chịu kéo và vùng chịu nén với giá trị lớn nhất tại đỉnh
dầm và đáy dầm.
(K52 - Cơ khí - 2010) Chương 5 – Tính toán ứng suất cho kết cấu hàn Trang 6
VVP

III.1. Các thành phần ứng suất
tương ứng với nội lực
III.1.3. Ứng suất do Mômen uốn + Lực dọc trục.
Theo nguyên lý cộng tác dụng.
(K52 - Cơ khí - 2010) Chương 5 – Tính toán ứng suất cho kết cấu hàn Trang 7
VVP

III.1. Các thành phần ứng suất
tương ứng với nội lực
III.1.4. Ứng suất do Lực cắt.

Ứng suất cắt do ngẫu lực

Ứng suất cắt do chịu uốn.
Phân bố
trên tiết
diện chữ
nhật
Phân bố
trên tiết
diện chữ I
(K52 - Cơ khí - 2010) Chương 5 – Tính toán ứng suất cho kết cấu hàn Trang 8
VVP

III.2. Tính toán ứng suất
III.2.1. Ứng suất do lực dọc trục
[ ]
2
/ mmN
A
N
=
σ
Trong đó: A = diện tích mặt cắt ngang
( )
2
mm 1000 100 . 10 A ==
( )
2
/1,0
1000

100
mmkN==
σ
(K52 - Cơ khí - 2010) Chương 5 – Tính toán ứng suất cho kết cấu hàn Trang 9
VVP

III.2. Tính toán ứng suất
III.2.2. Ứng suất do Mômen uốn
[ ]
2
/. mmNz
I
M
y
y
=
σ
Trong đó:
I
y
= Mômen quán tính của tiết diện (bậc II).
z = khoảng cách của điểm cần xác định ứng
suất tới trục trung hòa (~ tâm tiết diện)
Xác định Mômen quán tính của tiết diện
Mômen quán tính của tiết diện so với
tâm của tiết diện
(K52 - Cơ khí - 2010) Chương 5 – Tính toán ứng suất cho kết cấu hàn Trang 10
VVP

III.2. Tính toán ứng suất

III.2.2. Ứng suất do Mômen uốn
[ ]
2
/. mmNz
I
M
y
y
=
σ
Trong đó:
I
y
= Mômen quán tính của tiết diện (bậc II)
z = khoảng cách của điểm cần xác định ứng
suất tới trục trung hòa (~ tâm tiết diện)
Xác định Mômen quán tính chuyển đổi của tiết
diện
Mômen quán tính chuyển đổi của tiết diện so với
trục bất kỳ
(K52 - Cơ khí - 2010) Chương 5 – Tính toán ứng suất cho kết cấu hàn Trang 11
VVP

III.2. Tính toán ứng suất
III.2.2. Ứng suất do Mômen uốn
[ ]
2
/. mmNz
I
M

y
y
=
σ
Trong đó:
I
y
= Mômen quán tính của tiết diện (bậc II).
z = khoảng cách của điểm cần xác định ứng
suất tới trục trung hòa (~ tâm tiết diện)
Xác định Mômen quán tính
của tiết diện
I
Yo
I
Y
’
I
Y
= I
Yo
+ I
Y
’
+
[ ]
2
max
/ mmN
W

M
y
y
=
σ
(W chống uốn theo
trục y)
[ ]
3
max
y
W cm
z
I
y
=
(K52 - Cơ khí - 2010) Chương 5 – Tính toán ứng suất cho kết cấu hàn Trang 12
VVP

III.2. Tính toán ứng suất
(K52 - Cơ khí - 2010) Chương 5 – Tính toán ứng suất cho kết cấu hàn Trang 13
VVP

III.2. Tính toán ứng suất
Ví dụ 1: Về xác định phân bố ứng suất trong dầm hàn tổ hợp.
Mặt cắt ngang 
?
?
Các bước thực hiện:
1. Xác định Mômen quán tính của

từng phần tiết diện ngang.
2. Xác địng Momen qián tính tổng.
3. Xác định giá trị ứng suất tại
đỉnh và đáy dầm.
(K52 - Cơ khí - 2010) Chương 5 – Tính toán ứng suất cho kết cấu hàn Trang 14
VVP

III.2. Tính toán ứng suất
A
B
C
)()(2)(2 CIBIAII
yyyy
++=
Xác định mômen quán tính
42
3
'
11096043)230(
12
230

)()()(
cm
AIAIAI
yyoy
=××+
×
=
=+=

42
3
'
7,13459641)240(
12
240

)()()(
cm
BIBIBI
yyoy
=××+
×
=
=+=
4
3
64000
12
805,1
)()( cmCICI
yoy
=
×
==
4
4.555113 cmI
y
=
(K52 - Cơ khí - 2010) Chương 5 – Tính toán ứng suất cho kết cấu hàn Trang 15

VVP

III.2. Tính toán ứng suất
Xác định phân bố ứng suất
[ ]
2
/180,0
4,555113
100000
. cmkNzzz
I
M
y
y
×=×==
σ
[ ]
[ ]
2
2
maxmaxmax
/92,7
/44180,0
4,555113
100000
.
cmkN
cmkNzz
I
M

y
y
=
×=×==
σ
-7,92 kN/cm
2
+7,92 kN/cm
2
(K52 - Cơ khí - 2010) Chương 5 – Tính toán ứng suất cho kết cấu hàn Trang 16
VVP

III.2. Tính toán ứng suất
III.2.3. Ứng suất cắt.
Do lực cắt thuần túy.
[ ]
2
/ mmN
A
F
a
=
τ
[ ]
2
/
.
.
mmN
tI

SV
y
yz
=
τ
Do lực uốn và cắt.
Trong đó: S
y
= Mômen quán tính tĩnh của tiết diện (Bậc I)
(K52 - Cơ khí - 2010) Chương 5 – Tính toán ứng suất cho kết cấu hàn Trang 17
VVP

III.2. Tính toán ứng suất
Ví dụ về xác định phân bố ứng suất cắt trong dầm hàn tổ hợp.
Mặt cắt ngang 
Các bước thực hiện:
1. Xác định Mômen quán tính tĩnh của
từng phần tiết diện ngang.
2. Xác địng Momen qián tính tĩnh tổng.
3. Xác định sự phân bố ứng suất tiếp.
4. Đối với dầm chữ I, ứng suất cắt tập
trung chủ yếu ở tấm bụng.
(K52 - Cơ khí - 2010) Chương 5 – Tính toán ứng suất cho kết cấu hàn Trang 18
VVP

III.2. Tính toán ứng suất
Đối với dầm I tổ hợp, ứng suất cắt được tính một cách đơn giản như
sau:
(K52 - Cơ khí - 2010) Chương 5 – Tính toán ứng suất cho kết cấu hàn Trang 19
VVP


III.2. Tính toán ứng suất
Ví dụ 2:
(K52 - Cơ khí - 2010) Chương 5 – Tính toán ứng suất cho kết cấu hàn Trang 20
VVP

Ch.
3
3
Xác định phân bố ứng suất trong
kết cấu dầm hàn