Bài giảng Kết cấu thép 1: Chương 2 - Nguyễn Văn Hiếu

Chia sẻ: Trần Văn Tân | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:71

Thêm vào BST

Báo xấu

306
lượt xem 83
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung chương 2: Liên kết thuộc bài giảng Kết cấu thép 1 trình bày nội dung về liên kết hàn, các loại đường hàn và cường độ tính toán, liên kết bu lông, liên kết đinh tán. Hãy tham khảo tài liệu này vì sẽ giúp ích cho quá trình học tập và giảng dạy.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kết cấu thép 1: Chương 2 - Nguyễn Văn Hiếu

KẾT CẤU THÉP 1 CHƯƠNG 2: LIÊN KẾT GV: NGUYỄN VĂN HIẾU Tp. HCM, Tháng 02/2013 1
thÐp h×nh liªn kÕt cÊu kiÖn liªn kÕt c«ng tr×nh thÐp tÊm ==== cÊu kiÖn ==== Liªn kÕt trong kÕt cÊu thÐp: liªn kÕt hµn; liªn kÕt bul«ng; liªn kÕt ®inh t¸n. ĐẶC ĐIỂM CÁC LOẠI LIÊN KẾT a. Liên kết hàn:  Ưu: - tiết kiệm từ 15÷20% trọng lượng thép do tiết diện cấu kiện không bị khoét lỗ; - kín, liên tục; - khả năng tự động hóa cao, ít tốn công chế tạo.  Nhược: - khó kiểm tra chất lượng; - chịu tải trọng nặng và tải trọng động kém, thường sinh ra ứng suất phụ → biến hình hàn, thép giòn. 2
b. Liên kết bulông:  Ưu: -thi công đơn giản, cho phép tháo lắp dễ dàng nhất là các công trình tạm thời.  Nhược: - tốn vật liệu; - do lỗ tra bulông > bu lông nên khi chịu tải sẽ có hiện tượng biến dạng do trượt tại liên kết. Các bu lông không làm việc đồng bộ → giảm khả năng chịu lực. c. Liên kết đinh tán:  Ưu: - chất lượng liên kết đảm bảo, dễ kiểm tra; - chịu được tải trọng nặng và chấn động;  Nhược: - tốn vật liệu; - tiết diện thép cơ bản bị giảm yếu; - chế tạo và thi công phức tạp. 3
A. LIÊN KẾT HÀN §1. C¸c ph¬ng ph¸p hµn trong kÕt cÊu thÐp Trong kÕt cÊu thÐp dïng ph¬ng - hµn hå quang ®iÖn b»ng tay ph¸p hµn: - hµn hå quang ®iÖn tù ®éng vµ nöa tù ®éng - hµn h¬i 1. Hµn hå quang ®iÖn b»ng tay a. Nguyªn lý Díi t¸c dông cña dßng ®iÖn, xuÊt hiÖn hå quang ®iÖn gi÷a hai cùc lµ kim lo¹i cÇn hµn vµ que hµn. Hai kim lo¹i láng hßa lÉn víi nhau, nguéi l¹i t¹o thµnh Hình- 2.1: - Sơ đồ hàn tay ®êng hµn. hồ quang điện VËy b¶n chÊt cña ®êng hµn lµ sù liªn kÕt gi÷a c¸c ph©n tö cña c¸c kim lo¹i bÞ nãng ch¶y. §êng hµn cã thÓ chÞu lùc t¬ng ®¬ng nh thÐp c¬ b¶n. 4
b. Que hµn Hµn hå quang ®iÖn b»ng tay dïng que hµn lâi kim lo¹i cã thuèc bäc (thuèc hµn, 80% lµ CaCO3). §êng kÝnh lâi kim lo¹i cña que hµn tõ 1,66mm, chiÒu dµi que hµn 200450mm. Líp thuèc bäc dµy 11,5mm cã c¸c t¸c dông sau: - Khi ch¸y t¹o nªn líp xØ c¸ch ly kh«ng khÝ xung quanh víi kim lo¹i láng, ng¨n c¶n oxy vµ nit¬ lät vµo kim lo¹i lµm ®êng hµn trë nªn gißn; - T¨ng cêng sù ion hãa kh«ng khÝ xung quanh lµm hå quang ®îc æn ®Þnh; - Trong thuèc hµn cßn cã bét cña mét sè hîp kim lµm t¨ng ®é bÒn cña ®êng hµn. 5
2. Hµn hå quang ®iÖn tù ®éng vµ nöa tù ®éng díi líp thuèc hµn PhÔ r ¶i t huèc hµn u èng hót t huèc hµn VÒ nguyªn lý hµn tù ®éng D©y hµn D©y hµn t r Çn gièng hµn tay, chØ kh¸c lµ que Thuèc hµn M¸ y hµn Thuèc hµn hµn bäc thuèc ®îc thay H å quang ch×m b»ng cuén d©y hµn trÇn H×nh 2.2 S¬ ®å hµn hå quang (®êng kÝnh 25 mm) vµ qu¸ ®iÖn tù ®éng tr×nh hµn ®îc thùc hiÖn b»ng m¸y tù ®éng. ¦u ®iÓm: - Tèc ®é hµn nhanh (gÊp 5  10 lÇn hµn tay) - R·nh ch¶y s©u nªn chÊt lîng ®êng hµn tèt. - Kim lo¹i láng ®îc phñ líp thuèc dµy nªn nguéi dÇn, t¹o ®iÒu kiÖn cho bät khÝ tho¸t ra lµm ®êng hµn ®Æc h¬n. - Hå quang ch¸y ch×m díi líp thuèc nªn kh«ng h¹i søc kháe 6
thî hµn. Nhîc ®iÓm: - ChØ hµn ®îc c¸c ®êng hµn n»m th¼ng hoÆc trßn, kh«ng dïng ®îc cho c¸c ®êng hµn ®øng vµ ngîc hoÆc ë vÞ trÝ chËt hÑp, trªn cao... Trong c¸c trêng hîp ®ã dïng ph¬ng ph¸p hµn nöa tù ®éng: m¸y hµn ®îc di chuyÓn b»ng tay. 7
3. Hµn hå quang ®iÖn trong líp khÝ b¶o vÖ Cuén d©y hµn Cuén d©y hµn trÇn ®îc nh¶ tù ®éng qua thiÕt bÞ hµn d¹ng khÈu § iÖn cùc hµn K hÝ sóng. KhÝ dÉn tõ b×nh phun ra B× khÝ nh ®ång thêi khi hµn sÏ b¶o vÖ kim K hÝb¶o vÖ Cöa khÝ lo¹i láng. M ¸ y hµn Cã hai lo¹i khÝ ®îc dïng: nÕu lµ K im l o¹ i c¬ b¶n khÝ tr¬ nh argon, helium th× ph¬ng ph¸p hµn nµy gäi tªn lµ H×nh 2.3 Hµn hå quang ®iÖn MIG (metal inert gas) nÕu dïng trong khÝ b¶o vÖ khÝ cacbonic th× gäi lµ MAG (metal active gas). §èi víi thÐp th«ng thêng dïng cacbonic, hoÆc hçn hîp víi khÝ tr¬. Ph¬ng ph¸p nµy cho hå quang æn ®Þnh, vïng ch¶y s©u, réng, tèc ®é hµn nhanh. C¸c d©y hµn dïng theo qui ®Þnh riªng. 8
4. Hµn h¬i Hµn h¬i thêng dïng ®Ó hµn nh÷ng tÊm kim lo¹i máng hoÆc ®Ó c¾t thÐp. Hçn hîp ch¸y lµ khÝ oxy vµ axªtylen. Oxy vµ axªtylen ®îc nÐn ë hai b×nh riªng biÖt, dïng èng mÒm dÉn chóng ®Õn má hµn. Khi hçn hîp khÝ nµy ch¸y, nhiÖt ®é lªn tíi 3200oC lµm nãng ch¶y kim lo¹i cÇn hµn vµ thanh kim lo¹i phô (thay que hµn ®Ó lÊp ®Çy r·nh hµn). Khi kim lo¹i láng nguéi ®i t¹o thµnh ®êng hµn. 9
5. C¸c yªu cÇu chÝnh khi hµn vµ ph¬ng ph¸p kiÓm tra chÊt lîng ®êng hµn a. C¸c yªu cÇu chÝnh khi hµn §Ó ®¶m b¶o chÊt lîng ®êng hµn, khi hµn cÇn thùc hiÖn mét sè qui ®Þnh chÝnh sau ®©y: - Lµm s¹ch gØ trªn mÆt r·nh hµn; - Cêng ®é dßng ®iÖn ph¶i thÝch hîp. - §¶m b¶o c¸c qui ®Þnh vÒ gia c«ng mÐp b¶n thÐp; - Cã c¸c ph¬ng ph¸p phßng ngõa biÕn h×nh hµn; - Chän que hµn phï hîp. 10
b. C¸c ph¬ng ph¸p kiÓm tra chÊt lîng ®êng hµn §êng hµn cÇn ®îc kiÓm tra chÊt lîng b»ng c¸c ph¬ng ph¸p sau: - KiÓm tra b»ng m¾t: th«ng thêng chØ ph¸t hiÖn ®îc nh÷ng sai sãt bªn ngoµi nh mÆt ®êng hµn kh«ng ®Òu, låi lâm, nøt r¹n... - Dïng c¸c ph¬ng ph¸p vËt lý ®Ó kiÓm tra nh: ®iÖn tõ, quang tuyÕn, siªu ©m... c¸c ph¬ng ph¸p nµy cho kÕt qu¶ chÝnh x¸c h¬n, ®îc ¸p dông cho c¸c lo¹i c«ng tr×nh chÞu lùc ®Æc biÖt nh: bÓ chøa, ®êng èng cao ¸p... 11
§2. C¸c lo¹i ®êng hµn vµ cêng ®é tÝnh to¸n 1. C¸c lo¹i ®êng hµn a) c) 1.1. §êng hµn ®èi ®Çu a. CÊu t¹o: §êng hµn ®èi ®Çu liªn kÕt trùc tiÕp hai cÊu kiÖn b) cïng n»m trong mét mÆt ph¼ng.  §êng hµn ®èi ®Çu cã thÓ H×nh 2.4. ®êng hµn ®èi th¼ng gãc hoÆc xiªn gãc víi trôc ®Çu cña cÊu kiÖn.  Khi hµn c¸c b¶n thÐp dµy (t > 8 mm, ®èi víi hµn tay), cÇn gia c«ng mÐp cña b¶n.  R·nh h×nh ch÷ X hoÆc K ®îc hµn ë hai phÝa. Víi r·nh h×nh ch÷ V hay ch÷ U cÇn Gia công mép hµn thªm ë mÆt sau ®Ó tr¸nh hiÖn tîng rãnh hàn kh«ng hµn ®Çy. 12
b. Sù lµm viÖc vµ cêng ®é tÝnh to¸n cña ®êng hµn ®èi ®Çu. u ®iÓm ®êng hµn ®èi ®Çu lµ truyÒn lùc tèt, ®êng lùc kh«ng bÞ dån Ðp uèn cong, nªn øng suÊt tËp trung rÊt nhá. Khi ®ã c- êng ®é tÝnh to¸n cña ®êng hµn ®èi ®Çu ®îc lÊy nh sau: - chÞu nÐn, kh«ng phô thuéc vµo ph¬ng ph¸p kiÓm tra chÊt lîng ®êng hµn: f wc  f . - chÞu kÐo, nÕu dïng c¸c ph¬ng ph¸p vËt lý kiÓm tra chÊt lîng ®êng hµn: f wt  f ; b»ng c¸c ph¬ng ph¸p th«ng thêng ®¬n gi¶n: f wt  0 ,85 f . - chÞu c¾t: f wv  f v . VÝ dô: ®èi víi thÐp CCT34 cã f wc = 2100 daN / cm 2 ; f wt = 1800 daN / cm 2 ; f wv = 1200 daN / cm 2 . 13
1.2. §êng hµn gãc a.CÊu t¹o. §êng hµn gãc n»m a) b) t ë gãc vu«ng t¹o bëi hai cÊu f h t t f h kiÖn cÇn hµn, tiÕt diÖn lµ mét t h f tam gi¸c vu«ng c©n, h¬i phång H×nh 2.5. §êng hµn gãc ë gi÷a, c¹nh cña tam gi¸c gäi lµ chiÒu cao ®êng hµn. a) b)  Khi chÞu t¶i träng ®éng, ®Ó f f h h f f gi¶m øng suÊt tËp trung trong f h ®êng hµn gãc ®Çu dïng ®êng h f 1,5h f hµn lâm hoÆc ®êng hµn tho¶i H×nh 2.6. §êng hµn lâm vµ víi tû sè gi÷a hai c¹nh cña ®- ®êng hµn tho¶i êng hµn lµ 1:1,5 (h×nh 2.6b). 14
 ChiÒu cao h f  1,2tmin ; h f  h f min . B¶ng 2.3. ChiÒu cao nhá nhÊt cña ®êng hµn gãc h f min , mm hf min khi chiÒu dµy cña b¶n thÐp dµy tmax mm 6 - 11 - 17 - 23 - 33 - 41 - 4-6 10 16 22 32 40 80 Tay 4 5 6 7 8 9 10 Tù ®éng, nöa 3 4 5 6 7 8 9 tù ®éng lw Tïy theo vÞ trÝ cña ®êng hµn a) b) N N N N so víi ph¬ng cña lùc t¸c lw dông mµ chia ra: H×nh 2.7. C¸c lo¹i ®êng hµn - §êng hµn gãc c¹nh. gãc - §êng hµn gãc ®Çu. a) ®êng hµn gãc c¹nh; b) 15
®êng hµn gãc ®Çu. b) Sù lµm viÖc cña ®êng hµn gãc A B A-A B-B  §êng hµn gãc c¹nh khi truyÒn lùc th× híng cña ®êng N N lùc trong liªn kÕt thay ®æi phøc A B   t¹p. øng suÊt ph©n bè kh«ng   ®Òu theo chiÒu réng, chiÒu dµi H×nh 2.8. Sù ph©n bè øng suÊt cña b¶n thÐp còng nh däc trong ®êng hµn gãc c¹nh a) b) 2 f hf theo ®êng hµn. Hai mót cña N 1 s h f ®êng hµn chÞu  max . §Ó gi¶m N h f bít sù ph©n bè kh«ng ®Òu cña H×nh 2.9. D¹ng ph¸ ho¹i vµ øng suÊt, kh«ng ®îc dïng tiÕt diÖn lµm viÖc cña ®êng ®êng hµn qu¸ dµi. Thùc chÊt hµn ®êng hµn gãc c¹nh chÞu ®ång a) d¹ng ph¸ ho¹i cña ®êng 16
thêi c¶ øng suÊt c¾t vµ uèn. hµn gãc c¹nh; b) c¸c tiÕt diÖn lµm viÖc  §êng hµn gãc ®Çu truyÒn lùc ®Òu theo bÒ réng cña liªn kÕt nhng trong ®êng hµn lùc bÞ uèn cong vµ dån Ðp ë phÝa ch©n ®êng hµn, v× vËy t¹i ®©y øng suÊt tËp trung rÊt lín. Khi lµm viÖc, ®êng hµn gãc ®Çu chÞu ®ång thêi c¶ c¾t, kÐo, uèn. Trong tÝnh to¸n coi nh ®êng hµn gãc ®Çu vµ gãc c¹nh chØ chÞu c¾t qui íc vµ ph¸ ho¹i theo mét trong hai tiÕt diÖn däc theo kim lo¹i ®êng hµn (TD 1) hoÆc theo biªn nãng ch¶y cña 17
thÐp c¬ b¶n (TD 2). c) Cêng ®é tÝnh to¸n cña ®êng hµn gãc. øng víi tiÕt diÖn 1 cêng ®é tÝnh to¸n chÞu c¾t cña thÐp ®êng hµn lµ f wf , øng víi tiÕt diÖn 2 cêng ®é chÞu c¾t tÝnh to¸n cña thÐp c¬ b¶n trªn biªn nãng ch¶y lµ f ws =0,45 f u . B¶ng 2.4 - Cêng ®é kÐo ®øt tiªu chuÈn f wun vµ cêng ®é tÝnh to¸n f wf cña kim lo¹i hµn trong mèi hµn gãc Lo¹i que hµn Cêng ®é kÐo ®øt Cêng ®é tÝnh to¸n theo TCVN tiªu chuÈn f wun ( f wf ( daN / cm 2 ) 3223:1994 daN / cm 2 ) N42, N42 - 6B 4100 1800 N46, N46 - 6B 4500 2000 N50, N50 - 6B 4900 2150  Ký hiÖu que hµn trong b¶ng 2.4 nh sau: ch÷ N ë ®Çu chØ lo¹i 18
que hµn. Nhãm hai ch÷ sè sau chØ ®é bÒn kÐo thÊp nhÊt cña mèi hµn ( daN / mm 2 ). Sau g¹ch ngang lµ ch÷ sè chØ dßng ®iÖn, ch÷ c¸i cuèi cïng chØ nhãm thuèc bäc (axit, baz¬...) 1.3. C¸c c¸ch ph©n lo¹i ®êng hµn kh¸c  - Theo c«ng dông cã ®êng IV II  hµn chÞu lùc vµ ®êng hµn     I  III kh«ng chÞu lùc. - Theo vÞ trÝ trong kh«ng gian. H×nh 2.11. VÞ trÝ ®êng hµn - Theo ®Þa ®iÓm chÕ t¹o cã trong kh«ng gian ®êng hµn nhµ m¸y vµ ®êng I- ®êng hµn n»m; II- ®êng hµn c«ng trêng. hµn ®øng; III- ®êng hµn ngîc; IV- ®êng hµn ngang. - Theo tÝnh liªn tôc cña ®êng hµn. Trong ®êng hµn kh«ng liªn tôc kho¶ng c¸ch amax gi÷a hai ®êng hµn nh sau: 19
amax ≤ 15.tmin ®èi víi c¸c cÊu kiÖn chÞu nÐn; amax ≤ 30.tmin ®èi víi c¸c cÊu kiÖn chÞu kÐo . B¶ng 2.5. Ký hiÖu c¸c lo¹i ®êng hµn Tªn gäi §êng hµn nhµ §êng hµn c«ng m¸y trêng §êng hµn ®èi ®Çu §êng hµn gãc §êng hµn gãc ®øt a a a a a a a a ®o¹n 20