Bài giảng kết cấu thép chương 2 liên kết kết cấu thép (2 1)

KẾT CẤU THÉP
1

Chương 0 Tổng quan về Kết Cấu Thép
Chương 1 Vật Liệu và Sự Làm Việc của KC Thép
Chương 2 Liên Kết Kết Cấu Thép
Chương 3 Dầm Thép
Chương 4 Cột Thép
Chương 5 Dàn Thép


KẾT CẤU THÉP
2

Chương 2
LIÊN KẾT KCT


NỘI DUNG
3

A – Liên kết hàn

B – Liên kết bu lông

C – Liên kết đinh tán


A - LIÊN KẾT HÀN
4

I.

Các phương pháp hàn
trong KCT

II. Các loài đường hàn và
cường độ tính toán
III. Các loại liên kết hàn và
phương pháp tính toán
IV. Ứng suất hàn và biến
hình hàn


I. CÁC PHƯƠNG PHÁP HÀN TRONG KCT
5

Phương pháp hàn chính là hàn hồ quang điện gồm:
1. Hàn hồ quang điện bằng tay
2. Hàn hồ quang điện tự động và bán tự động
Khi khối lượng hàn nhỏ: dùng hàn hơi
Các yêu cầu khi hàn & phương pháp kiểm tra


1. Hàn hồ quang điện bằng tay
6

-

Dưới tác dụng của dòng điện, hồ quang điện sẽ xuất hiện
giữa 2 cực là kim loại cần hàn và que hàn

-

Nhiệt độ của ngọn lửa hồ quang (2000oC) làm nóng chảy
mép của thép cơ bản (sâu 1,5-2mm) và que hàn

-

Bản chất của đường hàn là sự
liên kết giữa các phân tử của
các kim loại bị nóng chảy

-

Đường hàn có thể chịu lực
tương đương như thép cơ bản
Hàn hồ quang điện bằng tay


1. Hàn hồ quang điện bằng tay
7

-

Que hàn:
+ Dài 200 – 450mm
+ Lõi kim loại đường kính 1,6-6mm
+ Lớp thuốc hàn dày 1-1,5mm bọc xung quanh (~80%
CaCO3)

-

Tác dụng của lớp thuốc hàn:
+ Khi cháy tạo lớp xỉ cách ly, ngăn cản oxy và nitơ lọt vào kim
loại làm đường hàn trở nên giòn
+ Tăng sự ion hóa xung quanh làm hồ quang được ổn định
+ Tăng độ bền của đường hàn


1. Hàn hồ quang điện bằng tay
8

-

Que hàn được phân loại theo cường độ tức thời của kim loại
đường hàn
VD: Que hàn N42 có σb = 4100 daN/cm2

-

Chọn que hàn sao cho: độ bền kéo tức thời của kim loại que
hàn không được nhỏ hơn của thép được hàn

-

Với thép cacbon và thép hợp kim thấp, que hàn lấy theo
TCVN 3223 - 2000
Mác thép
CCT34; CCT38; CCT42; CCT52

Loại que hàn có thuốc bọc
TCVN 3223 : 2000
N42; N46

09Mn2; 14Mn2; 09Mn2Si;
N46; N50
10Mn2Si1 Que hàn dùng ứng với mác thép


2. Hàn hồ quang điện tự động và nửa tự động
9

-

Nguyên lý giống hàn tay

-

Cuộn dây hàn trần + thuốc hàn được rải trước trên rãnh hàn

-

Dây hàn sẽ nhả dần theo tốc độ di chuyển đều của máy hàn

-

Khi máy hàn di chuyển bằng tay  Hàn nửa tự động


2. Hàn hồ quang điện tự động và nửa tự động

10

-

-

Ưu điểm:
+ Tốc độ hàn nhanh (gấp 5-10 lần
hàn tay)
+ Chất lượng đường hàn tốt
+ Hồ quang chìm  bảo vệ sức
khỏe
Khuyết điểm:
+ Chỉ hàn được các đường hàn
nằm thẳng, tròn
+ Không hàn được các đường hàn
đứng, các đường hàn ở vị trí trật
hẹp trên cao…


3. Hàn hơi (hàn khí 0xy – axetylen)
11

-

Dùng hàn những tấm thép mỏng dưới 3mm.

-

Dùng để cắt những tấm thép dày mà máy không cắt được

axetylen

oxy

3200oC


4. Các yêu cầu khi hàn & phương pháp kiểm tra
12

-

Các yêu cầu chính khi hàn:
+ Làm sạch gỉ trên mặt rãnh hàn
+ Cường độ dòng điện thích hợp
+ Gia công mép bản thép theo đúng quy định
+ Chọn que hàn phù hợp
+ Phòng ngừa biến hình hàn


4. Các yêu cầu khi hàn & phương pháp kiểm tra
13

-

Các phương pháp kiểm tra chất lượng
đường hàn:
+ Kiểm tra bằng trực quan: chỉ để phát hiện
những khuyết tật bên ngoài của đường hàn

như nứt rạn, lồi lõm không đều…
+ Kiểm tra bằng phương pháp vật lý (điện từ,
quang tuyến, siêu âm): cho kết quả chính xác
hơn


áp dụng cho các công trình đặc biệt như

bể chứa, đường ống

Thiết bị siêu âm
kiểm tra đường hàn


II. CÁC LOẠI ĐƯỜNG HÀN &
CƯỜNG ĐỘ TÍNH TOÁN
14

1. Các loại đường hàn
a. Đường hàn đối đầu

b. Đường hàn góc

2. Các cách phân loại đường hàn khác


1. Các loại đường hàn
15

a. Đường hàn ĐỐI ĐẦU

-

Liên kết trực tiếp hai cấu kiện cùng nằm trong một mặt phẳng

-

Khe hở đối đầu giữa 2 cấu kiện có tác dụng để các chi tiết hàn biến
dạng tự do khi hàn, tránh cong vênh

-

Đường hàn đối đầu có thể
thẳng góc hoặc xiên góc
so với trục cấu kiện


1. Các loại đường hàn
16

a. Đường hàn ĐỐI ĐẦU
-

Khi bản thép dày (t > 8 mm, đối với hàn tay), cần gia công mép của
bản thép để:
+ Có thể đưa que hàn xuống sâu
+ Đảm bảo sự nóng chảy trên suốt chiều dày bản thép

-

Hình thức gia công mép và kích thước khe hở phụ thuộc vào chiều

dày bản thép và phải tuân thủ theo quy định


1. Các loại đường hàn
17

a. Đường hàn ĐỐI ĐẦU
Dạng gia công
mép

Măt cắt t, a, b, mm, α,
độ

Hàn tay có
hàn thêm
mặt sau

Hàn tư động
có hàn thêm
mặt sau

Không gia công
mép

a
t

1-2
2-8

2-20
0

Dạng chữ V

t
a
b
α

3-50
2
2
55

14-24
0
6
60

Dạng chữ K

t
a
b
α

12-60
2
1

50

20-30
0
6
45


1. Các loại đường hàn
18

a. Đường hàn ĐỐI ĐẦU

Dạng gia công
mép

Hàn tay có
Măt cắt t, a, b, mm, α, độ hàn thêm
mặt sau

Hàn tư động
có hàn thêm
mặt sau

Dạng chữ X

t
a
b
α

12-60
2
2
55

20-60
0
6-8
60

Dạng chữ U

t
a
b
α

15-100
2
2
10

24-100
0
6-8
10-13


1. Các loại đường hàn

19

a. Đường hàn ĐỐI ĐẦU
-

Đường hàn đối đầu truyền lực tốt, ứng suất tập trung rất
nhỏ, được coi như phần kéo dài của thanh cơ bản

-

Cường độ tính toán của đường hàn đối đầu phụ thuộc:
+ Vật liệu que hàn
+ Phương pháp kiểm tra chất lượng đường hàn


1. Các loại đường hàn
20

a. Đường hàn ĐỐI ĐẦU
-

Khi chịu nén: cường độ tính toán không phụ thuộc vào
phương pháp kiểm tra chất lượng đường hàn


-

fwc = f : cường độ tính toán thép cơ bản.

Khi chịu kéo:

 Kiểm tra bằng phương pháp vật lý: fwt = f
 Kiểm tra bằng phương pháp thông thường: fwt = 0,85f

-

Khi chịu cắt: fwv = fv : cường độ chịu cắt của thép cơ bản


1. Các loại đường hàn
21

b. Đường hàn GÓC
-

Đường hàn góc nằm ở góc vuông tạo bởi 2 cấu kiện

-

Tiết diện đường hàn: tam giác vuông
cân, hơi phồng ở giữa, cạnh của tam
giác gọi là chiều cao đường hàn


1. Các loại đường hàn
22

b. Đường hàn GÓC
-

Khi chịu tải trọng động: dùng đường hàn lõm hay đường hàn thoải



giảm ứng suất tập trung trong đường hàn góc đầu


Dạng gia
công mép
Không gia
công mép

Dạng chữ K

Hàn tay có
hàn thêm
mặt sau

Hàn tư động
có hàn thêm
mặt sau

t
t1

2-30
2-30

a)6-14
b)3-40

t

t1
L

2-60
2-60
2(t+t1)

1-20
20-90

t
t1
a
b
α

4-26
4-26
2
1-2
50

8-20
2
2
50-40

t
t1
a

b
α

12-60
12-60
2
1
50

16-40
0
4
50

Măt cắt t, a, b, mm, α, độ

23


1. Các loại đường hàn
24

b. Đường hàn GÓC
Chiều cao đường hàn hf min
≤ hf ≤ 1,2 tmin
với tmin là chiều dày nhỏ nhất trong số các bản được liên kết chồng, hoặc
chiều dày bản đứng t trong liên kết chữ T
với hf min là chiều cao tối thiểu của đường hàn góc
hfmin khi chiều dày của bản thép dày tmax mm

Phương pháp
hàn

4-6

6-10

Tay

4

5

6

7

8

9

10

3

4

5

6

7

8

9

Tự động

11-16 17-22 23-32 33-40 41-80


1. Các loại đường hàn
25

b. Đường hàn GÓC
-

Tùy theo vị trí của đường hàn so với phương của lực tác dụng,
chia ra:
+ Đường hàn GÓC CẠNH
+ Đường hàn GÓC ĐẦU