9/22/2014

Tr−êng ®¹i häc thuû lîi

Khoa c«ng tr×nh

Nội dung môn học

Bé m«n kÕt cÊu c«ng trinh

=======

Ch

BÀI GiẢNG KÕt cÊu thÐp

• Chương 1: Cơ sở thiết kế kết cấu thép • Chương 2: Liên kết hàn 2 Liê kết hà • Chương 3: Liên kết Bulông • Chương 4: Dầm thép • Chương 5: Cột thép • Chương 6: Dàn thép p g

+ Bài tập nộp:

http://www.mediafire.com/thang.kcct

1

http://www.mediafire.com/thang.kcct

2

Tiế Thắ GVHD Hồ GVHD: Hồng Tiến Thắng Bộ môn Kết Cấu Công Trình

2.1. Khái niệm chung

Liên kết hàn

2

2.1.1. Nguyªn lý hµn:

- Dïng que hµn vµ vËt hµn lµm 2 cùc ®Ó sinh hå quang.

- NhiÖt ®é hå quang (2400o - 2600o) lµm ch¶y que hµn vµ vËt hµn.

- Khi kim lo¹i ch¶y, c¸c ph©n tö kÕt hîp l¹i chÆt chÏ víi

nhau.

- Nguån ®iÖn xoay chiÒu hoÆc 1 chiÒu, U<65V

ối hà

 2.1. Khái niệm chung  2.2. Cấu tạo và tính toán mối hàn đối đầu  2.3. Cấu tạo và tính toán mối hàn góc  2 3 Cấ t à tí h t á ó

4

http://www.mediafire.com/thang.kcct

http://www.mediafire.com/thang.kcct

1

GVHD: Hồng Tiến Thắng Đại học Thủy Lợi Bộ môn Kết Cấu Công Trình 3

9/22/2014

2.1.2. Ph©n lo¹i mèi hµn:

Trong x©y dùng dïng hai lo¹i ®−êng hµn:

- Que hµn cã nhiÒu lo¹i vµ th−êng lµm b»ng thÐp cã c−¬ng ®é cao h¬n thÐp hµn

E42 E42A - CT3 CT4 E50 E50A E55 - Hîp kim thÊp

Hµn gãc

Hµn ®èi ®Çu

KiÓm tra ®−êng hµn:

b)

g p

g

a)

+ B»ng ph−¬ng ph¸p th«ng th−êng g g p p + B»ng ph−¬ng ph¸p ®Æc biÖt:Siªu ©m, laze, tia R¬n ghen, …

600

2 mm

2-3 mm

- C−êng ®é tÝnh to¸n cña ®−êng hµn ( Ký hiÖu Rh):



phô thuéc: + Lo¹i que hµn + Lo¹i thÐp hµn

+ ChiÒu dÇy mèi hµn + Ph−¬ng ph¸p kiÓm tra ®−êng hµn.

http://www.mediafire.com/thang.kcct

6

2.1.3. C−êng ®é tÝnh to¸n cña mèi hµn:

2.2. Cấu tạo và tính toán mối hàn đối đầu

- Phô thuéc lo¹i mèi hµn, tr¹ng th¸i ¦S, ph−¬ng ph¸p kiÓm

tra chÊt l−îng, que hµn, vËt liÖu hµn, ®iÒu kiÖn lµm viÖc

2.2.1. Mối hàn chịu lực dọc:

- Đèi ®Çu th¼ngg

ñ

è

B¶ng 2.2. C−êng ®é tÝnh to¸n cña mèi hµn: Rh (daN/cm2) (m=1)

h

Tr¹ng th¸i øng suÊt Lo¹i mèi hµn

h

h

( N - lùc kÐo) ( )

 

R k

- NÐn - KÐo: + kiÓm tra ph−¬ng ph¸p tiªn tiÕn Hµn ®èi ®Çu + kiÓm tra ph−¬ng ph¸p th«ng th−êng

h

 

( N - lùc nÐn)

R n

N N F h N F h

Ch÷ nhËt : Fh = h Lh

Lh = L - 10mm

http://www.mediafire.com/thang.kcct

7

8

http://www.mediafire.com/thang.kcct

2

Hµn gãc C¾t - C¾t - C¾t CT3 E42 2100 2100 1800 1300 1300 1500 Ký hiÖu h Rn Rk Rk R h h Rc h Rg

9/22/2014

- Đèi ®Çu xiªn (dïng khi ®−êng hµn ®èi ®Çu th¼ng kh«ng ®ñ KNCL)

2.2.2. Mối hàn chịu m«men uèn vµ chÞu c¾t:

Trôc ®−êng hµn t¹o mét gãc α víi ph−¬ng lùc däc N

N

N

Nsinα  kÐo

- KiÓm tra øng suÊt ph¸p:

N

 n

h mR n

 k

h mR k

M ( ) W h

α

M ( ) W h

2

(

)

(

)

 h

N Ncosα  c¾t

W h

W h

L h 6

 

Víi tiÕt diÖn ch÷ nhËt:

hR h mR k

M W h

M 6 2 L h

h

mR

h k

h mR C

h mR C

Nªn:

- KiÓm tra øng suÊt tiÕp:

NCos F h

NSin F h

C QS x J  c x

.

.

h mR C

3 2

3 2

Q F h

Q L h

 h

9/22/2014 5:39:21 PM

10

Víi tiÕt diÖn ch÷ nhËt:

2.2.3. Mối hàn ®ång thêi chịu M, N, Q

h = 1300 daN/cm2, m = 0,85.

VÝ dô : KiÓm tra mèi hµn cho ë h×nh vÏ. Cho biÕt P = 50kN, Rk

h = 1800 daN/cm2 , Rc

N

y1

x

x

max

y2

P

a

 M

N

 Q

N = Px = P cos45o = 35,355 kN () Q = Py = P sin45o = 35,355 kN ( ) M = 0,2 Py = 0,2.35 = 7,071 kNm () M = 0 2 P = 0 2 35 = 7 071 kNm ()

- Nội lực:

2

2

186, 08

daN cm /

  N

35,355.10 1.19

N F h

4

2

1175, 24

daN cm /

  M

2

6.7, 071.10 1.19

M W h

2

2 2

.

.

279,12 279 12

daN cm / / d N

  Q

1.19

3 2

- Ứng suất: - KiÓm tra riªng cho tõng lo¹i øng suÊt - TÝnh c¸c øng suÊt do tõng thµnh phÇn néi lùc g©y nªn - Dïng nguyªn lý céng t¸c dông, tæ hîp c¸c lo¹i øng suÊt

Q Q F h

k

N

h mR k

3 35,355.10 , 2 - Tổng hợp ứng suất:

 | M  | M

N

n

h mR n

h , thay sè:



* Ứng suất pháp:

h Q mR c

σ max = N + M < m Rk σ max = 186,08 + 1175,24 = 1361,32 daN/cm2 < 0,85.1800 = 1530 daN/cm2 max = 279,12 daN/cm2 < 0,85.1300 = 1105 daN/cm2.

9/22/2014 5:39:21 PM

11

9/22/2014 5:39:21 PM

12

3

* Ứng suất tiếp:

9/22/2014

- TÝnh øng suÊt do tõng thµnh phÇn néi lùc g©y ra

- Néi lùc:

2.3. Cấu tạo và tính toán mối hàn góc

Q

N = P1 = P cos45o = 35,355 kN Q = P2 = P sin45o = 35,355 kN M = 0,2 P2 = 0,2.35 = 7,071 kNm

2.3.1. Mối hàn gãc chịu lực dọc hoặc lực cắt:

P2

P

Q

Þ

ä

ù

Æ ù

Q,

g

g

N

P1

M

- Khi chÞu lùc däc N hoÆc lùc c¾t Q, trong ®−êng hµn chØ sinh ra øng suÊt tiÕp trªn mÆt ph¼ng ph¸ ho¹i vµ ®−îc coi lµ ph©n bè ®Òu. Mèi hµn lo¹i nµy th−êng gÆp trong mét sè d¹ng liªn kÕt sau

A

a=200

+ Liªn kÕt chång dïng b¶n ghÐp

N

Q

M

h

mR g

N MA

2 2

N F h h

l h h

N    h  h h

2

186, 08

daN cm /

  N

35 355 10 35,355.10 1.19

N N F h

h

4

 max = N + M = 1361,32 daN/cm2< m Rk

2

1175, 24

daN cm /

  M

2

h- C−êng ®é tÝnh to¸n cña mèi hµn gãc

6.7,071.10 1.19

M W h

Tæng hîp øng suÊt:

 max = 279,12 daN/cm2 < 0,85.1300 = 1105 daN/cm2

2

2

.

.

279,12

daN cm /

  Q

http://www.mediafire.com/thang.kcct

14

3 2

3 35,355.10 2

1.19

Q F h

Trong ®ã: N - Lùc däc tÝnh to¸n Rg lh- Tæng chiÒu dµi ®−êng hµn ë vÒ phÝa cña liªn kÕt

+ Liªn kÕt gi÷a thÐp ®Þnh h×nh vµ thÐp b¶n

+ Liªn kÕt tÊm ®ì víi cét

- Gi¶ thiÕt mèi hµn bÞ ph¸ ho¹i ë mÆt ph¼ng 45o.

- MÆt ph¼ng ph¸ ho¹i lµ mÆt ghÒnh, gi¶ thiÕt lµ ph¼ng ®Ó tÝnh.

N

N 1

- Trong mèi hµn sinh øng suÊt tiÕp. ®−îc tÝnh nh− sau:

e 2 

e 1

e 2

N

N

2

e 1 

 N

h mR g

e 1

e 2

+ Khi chØ cã lùc däc N:

N 0, 7

N F h

N  h

L h

h L h h

KiÓm tra ®−êng hµn l1 vµ l2 nh− sau: Lùc N1 vµ N2 do lùc däc N sinh ra: N1 + N2 = N

 Q

h mR g

h

+ Khi chØ cã c¾t Q:

N

.

 Q 0, 7

mR g

 1

Q F h

 Q  h

L h

h L h h

l

. . h 

e 2 

e 1

1 h l

h . . h 

2

h

F 1 h F h

2

h

2

h

h

2

2   N Q

max

gmR

N

.

+ Khi cã c¶ lùc c¾t Q vµ lùc däc N:

mR g

 2

e 1 

N 1 F h 1 N F h

2

1 . e F h 2 1 1 . e F h 2

2

e 1

http://www.mediafire.com/thang.kcct

15

http://www.mediafire.com/thang.kcct

16

4

øng suÊt trong ®−êng hµn 1 vµ 2 tho¶ m·n ®iÒu kiÖn: øng suÊt trong ®−êng hµn 1 vµ 2 tho¶ m·n ®iÒu kiÖn:

9/22/2014

2.3.2. Mối hàn gãc chịu m«men uèn M:

2.3.3. Mối hàn gãc ®ång thêi chÞu M, N, Q

M

N

A

M

A

N

Q

Q

M

N

Q

Tr−êng hîp 1:

Tr−êng hîp 2:

h

h

y

  M

r max

mR g

  M

max

h mR g

| 

| 

max

MÆt ph¼ng t¸c dông cña M  tiÕt diÖn MÆt ph¼ng t¸c dông cña M // tiÕt diÖn - TÝnh øng suÊt tiÕp do tõng néi lùc g©y ra tÝnh to¸n cña mèi hµn (mÆt nèi) tÝnh to¸n cña mèi hµn (mÆt nèi) -

gmR

M M J

M M h J p

h

h

Momen q/t ®éc cùc: J

h= Jx

h +Jy

Jh : momen qu¸n tÝnh cña Fh

rmax: b¸n kÝnh cùc lín nhÊt

http://www.mediafire.com/thang.kcct

17

http://www.mediafire.com/thang.kcct

18

TÝnh øng suÊt tiÕp tæng céng       M Q N

h = 1500 daN/cm2,

VÝ dô 2 : VÝ dô 3:

KiÓm tra mèi hµn cho ë h×nh vÏ. BiÕt  = 0,7, hh =10mm, Rg m = 1, M = 41,15 kNm, Q = 320 kN, hµn hai bªn.

- Néi lùc: Néi lùc:

N = 240 - 300.0,7 = 27,87 kN () Q = 300.0,7 = 212,13 kN ( ) M = 0,08.240 = 19,20 kNm ()

h = 23,4 . 0,7 . (0,7 / 2) + 2.10. 0,7. (5+0,7) = 85,53 cm3

- øng suÊt:

Gi¶i: KiÓm tra mèi hµn. BiÕt  = 0,7, hh = 10mm (hµn hai bªn), Rgh = 1500 daN/cm2, m = 0,85.

2

S

2

0

N

68, 65

daN cm /

  N

81,2

cm

x c

h y F h

2

2

3

53,85 38,30 3

Q

522, 49

daN cm /

  Q

4

.10

2551

cm

, .7,10

J h x x

4

22 12

2

3

y

M

daN cm /

978, 43

  M

max

2

2

4

N F h Q F h h M J

27,87.10 2.0, 7.29 212,13.10 2.0, 7.29 , M W h

h

.4,23

81,2.(7,0.4,23

)35,0

7,0.2

)81,27,5(7,0.10.2

4,333

cm

J h y

10 12

4

2551

2884

4,

cm

4,23 12 3 7,0 12 4,333 

J h 

2

2

mR

6.19, 20.10 2 2.0, 7.29 - Tæng hîp øng suÊt (t¹i ®iÓm B cã øng suÊt lín nhÊt): 

max

   M

 Q

h g

N

2

2

7,11

1,14

cm

  81,27,10 

rA

2

2

2

2

522, 49

1170, 2

daN cm /

0,85.1500 1275

daN cm /

(978, 43 68, 65) 

  max

http://www.mediafire.com/thang.kcct

20

5

- §Æc tr−ng h×nh häc: (cho 1 ®−êng hµn) Fh = 23,4 . 0,7 + 2.10. 0,7 = 30,38 cm2 Syo

9/22/2014

- øng suÊt: (hµn 2 bªn)

4

2

.14,1 1005, 78

daN cm /

  M

r Ah

41,15.10 2.2884, 4

2

2

526, 66

daN cm /

  Q

320.10 2.30,38

M J Q F h

- Tæng øng suÊt: (hµn 2 bªn)

cos

560,0



81,27,10  1,14

sin

830,0



7,11 1,14

Chän gãc  nh− h×nh vÏ, do ®ã:

2

2

2

2

2

2

834,8

1372,87

daN cm /

1500

daN cm /

526, 66 563, 24 

Mx

Q

My

h R g

max

   

http://www.mediafire.com/thang.kcct

21

6

Mx = M sin = 1005,78.0,830 = 834,80 daN/cm2 M = M cos = 1005,78.0,560 = 563,24 daN/cm2 My 563,24 daN/cm M cos 1005,78.0,560