9/22/2014
Trờng đại học thuỷ lợi
Ni dung mụn hc
Khoa công trình
Bộ môn kết cấu công trinh
=======
BI GiNG Kết cấu thép
GVHD: Hng
GVHD
H
Ti
Tin Th
Thng
B mụn Kt Cu Cụng Trỡnh
Chng 1: C s thit k kt cu thộp
Ch
Chng
2 Liờn
2:
Liờ kt hn
h
Chng 3: Liờn kt Bulụng
Chng 4: Dm thộp
Chng 5: Ct thộp
Chng
g 6: Dn thộp
p
+ Bi tp np:
/>
2
1
/>
2
2.1. Khỏi nim chung
Liờn kt hn
2.1.1. Nguyên lý hàn:
- Dùng que hàn và vật hàn làm 2 cực để sinh hồ quang.
2.1. Khỏi nim chung
- Nhiệt độ hồ quang (2400
2.2. Cu to v tớnh toỏn mi hn i u
nhau.
o
- 2600o)
làm chảy que hàn và vật hàn.
- Khi kim loại chảy, các phân tử kết hợp lại chặt chẽ với
- Nguồn điện xoay chiều hoặc 1 chiều, U<65V
2 3 Cu
2.3.
C to
t v
tớnh
tớ h toỏn
t ỏ mi
i hn
h gúc
ú
i hc Thy Li
GVHD: Hng Tin Thng
B mụn Kt Cu Cụng Trỡnh
/>
3
/>
4
1
9/22/2014
2.1.2. Phân loại mối hàn:
Trong xây dựng dùng hai loại đờng hàn:
- Que hàn có nhiều loại và thờng làm bằng thép có cơng độ cao hơn thép hàn
E42 E42A - CT3 CT4
E50 E50A E55
- Hợp kim thấp
Hàn góc
Hàn đối đầu
Kiểm tra đờng hàn:
b)
g pháp
p p thông
g thờng
g
+ Bằngg pphơng
+ Bằng phơng pháp đặc biệt:Siêu âm, laze, tia Rơn ghen,
a)
600
- Cờng độ tính toán của đờng hàn ( Ký hiệu Rh):
phụ thuộc:
+ Loại que hàn
+ Loại thép hàn
2 mm
2-3 mm
+ Chiều dầy mối hàn
+ Phơng pháp kiểm tra đờng hàn.
/>
6
2.1.3. Cờng độ tính toán của mối hàn:
- Phụ thuộc loại mối hàn, trạng thái ƯS, phơng pháp kiểm
2.2. Cu to v tớnh toỏn mi hn i u
tra chất lợng, que hàn, vật liệu hàn, điều kiện làm việc
2.2.1. Mi hn chu lc dc:
- ối đầu thẳng
g
Bảng 2.2. Cờng độ tính toán của
ủ mối
ố hàn: Rh (daN/cm2)
(m=1)
Loại mối
hàn
Hàn
đối đầu
Hàn góc
Trạng thái ứng suất
- Nén
- Kéo: + kiểm tra phơng pháp tiên tiến
+ kiểm tra phơng pháp thông thờng
- Cắt
- Cắt
Ký
hiệu
Rnh
Rkh
Rkh
Rch
Rgh
CT3
E42
2100
2100
1800
1300
1500
N
Rk h
Fh
N
Rn h
Fh
( N - lực kéo))
( N - lực nén)
Chữ nhật : Fh = h Lh
/>
7
Lh = L - 10mm
/>
8
2
9/22/2014
ối đầu xiên (dùng khi đờng hàn đối đầu thẳng không đủ KNCL)
-
2.2.2. Mi hn chu mômen uốn và chịu cắt:
Trục đờng hàn tạo một góc với phơng lực dọc N
Nsin kéo
N
N
N
- Kiểm tra ứng suất pháp:
N
Ncos cắt
k
M
mRkh
Wh( )
Với tiết diện chữ nhật: Wh
NSin
mRkh
Fh
NCos
mRCh
Fh
n
()
Wh
Nên:
- Kiểm tra ứng suất tiếp:
9/22/20145:39:21PM
P
x
y1
y2
x
6
QS xC
mRCh
J x c
3 Q 3 Q
.
mRCh
2 Fh 2 h Lh
.
10
- Ni lc:
max
a
h Lh 2
Ví dụ : Kiểm tra mối hàn cho ở hình vẽ. Cho biết P = 50kN,
Rkh = 1800 daN/cm2 , Rch = 1300 daN/cm2, m = 0,85.
2.2.3. Mi hn đồng thời chu M, N, Q
N
M
6M
mR
Rkh
Wh h Lh 2
Với tiết diện chữ nhật:
( )
M
mRnh
Wh( )
N
M
N = Px = P cos45o = 35,355 kN ()
Q = Py = P sin45o = 35,355 kN
( )
M=0
0,2
2 Py = 0
0,2.35
2 35 = 7
7,071
071 kNm ()
Q
- ng sut:
-
Kiểm tra riêng cho từng loại ứng suất
-
Tính các ứng suất do từng thành phần nội lực gây nên
-
Dùng nguyên lý cộng tác dụng, tổ hợp các loại ứng suất
* ng sut phỏp:
N 35,355.102
186, 08 daN / cm 2
Fh
1.19
M
M 6.7, 071.104
1175, 24 daN / cm 2
Wh
1.192
2
3 Q 3 35,355.10
,
.
279,12
279 12 daN
d N / cm 2
2 Fh 2
1.19
Q .
k M N | mR
h
k
- Tng hp ng sut:
n M N | mRnh
* ng sut tip:
N
max = N + M < m Rkh , thay số:
Q mR
max = 186,08 + 1175,24 = 1361,32 daN/cm2 < 0,85.1800 = 1530 daN/cm2
h
c
max = 279,12 daN/cm2 < 0,85.1300 = 1105 daN/cm2.
9/22/20145:39:21PM
11
9/22/20145:39:21PM
12
3
9/22/2014
- Tính
ứng suất do từng thành phần nội lực gây ra
- Nội lực:
2.3. Cu to v tớnh toỏn mi hn gúc
N = P1 = P cos45o = 35,355 kN
Q = P2 = P sin45o = 35,355 kN
M = 0,2 P2 = 0,2.35 = 7,071 kNm
Q
P2
2.3.1. Mi hn góc chu lc dc hoc lc ct:
P
Q
- Khi chịu
ị lực
ự dọc
ọ N hoặc
ặ lực
ự cắt Q, trongg đờngg hàn chỉ sinh ra
N
A
ứng suất tiếp trên mặt phẳng phá hoại và đợc coi là phân bố đều.
Mối hàn loại này thờng gặp trong một số dạng liên kết sau
P1
M
a=200
A
N M
M Q
N
N
Tổng hợp ứng suất:
max = N + M = 1361,32 daN/cm2< m Rkh
+ Liên kết chồng dùng bản ghép
M
max = 279,12 daN/cm2 < 0,85.1300 = 1105 daN/cm2
N 35,355.10
35 355 102
186, 08 daN / cm 2
Fh
1.19
M 6.7,071.104
1175, 24 daN / cm 2
Wh
1.192
N
N
mRg h
Fh hh lh
Trong đó:
N - Lực dọc tính toán
Rgh- Cờng độ tính toán của mối hàn góc
lh- Tổng chiều dài đờng hàn ở về phía của liên kết
3 Q 3 35,355.102
.
279,12daN / cm 2
2 Fh 2
1.19
Q .
/>
14
+ Liên kết giữa thép định hình và thép bản
+ Liên kết tấm đỡ với cột
Kiểm tra đờng hàn l1 và l2 nh sau:
Lực N1 và N2 do lực dọc N sinh ra:
- Giả thiết mối hàn bị phá hoại ở mặt phẳng 45o.
N1 N
N1 + N2 = N
- Mặt phẳng phá hoại là mặt ghềnh, giả thiết là phẳng để tính.
e2
e1 e2
- Trong mối hàn sinh ứng suất tiếp. đợc tính nh sau:
e1
N2 N
e1 e2
+ Khi chỉ có lực dọc N:
N
N
N
N
mRgh
Fh h Lh 0, 7 hh Lh
+ Khi chỉ có cắt Q:
Q
Q
Q
Fh h Lh
ứng suất trong đờng hàn 1 và 2 thoả mãn điều kiện:
1
N1
e
1
N. 2 .
mRg h
Fh1
e1 e2 Fh1
2
N2
e
1
N. 1 .
mRg h
Fh 2
e1 e2 Fh 2
/>
Fh1 l h1 . .hh
Fh 2 l h 2 . .hh
+ Khi có cả lực cắt Q và lực dọc N:
15
Q
0, 7h L
h
mRgh
h
max N 2 Q 2 mRg h
/>
16
4
9/22/2014
2.3.2. Mi hn góc chu mômen uốn M:
2.3.3. Mi hn góc đồng thời chịu M, N, Q
M
N
A
A
M
N
Q
Q
M
Trờng hợp 1:
Trờng hợp 2:
Mặt phẳng tác dụng của M tiết diện
Mặt phẳng tác dụng của M // tiết diện
tính toán của mối hàn (mặt nối)
M
tính toán của mối hàn (mặt nối)
M
ymax mRgh
Jh
M
Jh : momen quán tính của Fh
-
Tính ứng suất tiếp do từng nội lực gây ra
-
Tính ứng suất tiếp tổng cộng
N
Q
M
rmax mRg h
J ph
max | N Q M | mRg h
Momen q/t độc cực: Jh= Jxh +Jyh
rmax: bán kính cực lớn nhất
/>
17
/>
Ví dụ 2 :
18
Ví dụ 3:
Kiểm tra mối hàn cho ở hình vẽ. Biết = 0,7, hh =10mm, Rgh = 1500 daN/cm2,
m = 1, M = 41,15 kNm, Q = 320 kN, hàn hai bên.
Kiểm tra mối hàn.
Biết = 0,7, hh = 10mm (hàn hai
bên),
Rgh = 1500 daN/cm2, m = 0,85.
Giải:
- Nội lực:
N = 240 - 300.0,7 = 27,87 kN ()
Q = 300.0,7 = 212,13 kN
( )
M = 0,08.240 = 19,20 kNm ()
- Đặc trng hình học: (cho 1 đờng hàn)
Fh = 23,4 . 0,7 + 2.10. 0,7 = 30,38 cm2
Syoh = 23,4 . 0,7 . (0,7 / 2) + 2.10. 0,7. (5+0,7) = 85,53 cm3
- ứng suất:
N 27,87.102
68, 65daN / cm 2
Fh
2.0, 7.29
2
Q 212,13.10
522, 49daN / cm 2
Q Q
Fh
2.0,, 7.29
M
M 6.19, 20.104
M M
ymax
978, 43daN / cm 2
Jh
Wh
2.0, 7.292
N N
xc
2
2
85,53
2,81 cm
30,38
23,43
223
10.
2551 cm 4
12
12
0,7 3
103
J yh 23,4.
23,4.0,7.(2,81 0,35) 2 2.0,7
2.10.0,7(5,7 2,81) 2 333,4 cm 4
12
12
h
4
J 2551 333,4 2884,4 cm
mR gh
rA
max 522, 49 (978, 43 68, 65) 1170, 2daN / cm 0,85.1500 1275daN / cm
2
Fh
J xh 10,7.
- Tổng hợp ứng suất (tại điểm B có ứng suất lớn nhất):
max Q 2 N M
S yh0
2
10,7 2,812 11,7 2
14,1 cm
2
/>
20
5
9/22/2014
- øng suÊt: (hµn 2 bªn)
M
M
41,15.104
r
.14,1 1005, 78 daN / cm 2
h A
J
2.2884, 4
Q
Q 320.102
526, 66 daN / cm 2
Fh 2.30,38
- Tæng øng suÊt: (hµn 2 bªn)
Chän gãc nh− h×nh vÏ, do ®ã:
10,7 2,81
0,560
14,1
11,7
sin
0,830
14,1
cos
Mx = M sin = 1005,78.0,830 = 834,80 daN/cm2
2
My
M = M cos = 1005,78.0,560 = 563,24 daN/cm
max Mx 2 Q My 834,82 526, 66 563, 24 1372,87 daN / cm2 Rgh 1500 daN / cm2
2
2
/>
21
6