UBND TỈNH THANH HÓA
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP THANH HOÁ
------------
GIÁO TRÌNH
MÔN HỌC: TÍNH TOÁN KẾT CẤU HÀN
NGHỀ: HÀN
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG
Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-TCĐCN ngày….
tháng…..năm 2025 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Công nghiệp Thanh Hóa
Thanh Hóa, năm 2025
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được
phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh
doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
1
LỜI GIỚI THIỆU
Căn cứ Thông tư hướng dẫn thực hiện số: 01/2024/TT-BLĐTBXH ngày
19/02/2024 của bộ Lao động - Thương binh và Xã hôi Quy định quy trình xây
dựng, thẩm định và ban hành chương trình đào tạo, tổ chức biên soạn, lựa chọn,
thẩm định, duyệt và sử dụng giáo trình trình độ Trung cấp, Cao đẳng. Thực hiện
theo kế hoạch 182 /KH – TCĐCN ngày 10 tháng 3 năm 2025 về việc biên soạn,
chỉnh sửa chương trình, giáo trình. Khoa Cơ khí đã tiến hành biên soạn lại toàn bộ
chương trình và giáo trình môn học, mô đun của các nghề Hàn;
Giáo trình “Môn học: MH21. Tính toán kết cấu hàn” được biên soạn nhằm
phục vụ cho công tác giảng dạy và học tập nghề Hàn trình độ Cao đẳng hoặc dùng
làm nguồn tài liệu tham khảo cho những người làm việc trong lĩnh vực liên quan.
Nội dung giáo trình gồm những kiến thức cơ bản về kết cấu hàn và các
phương pháp tính toán, thiết kế kết cấu hàn, các phương pháp kiểm tra bền mối hàn
và ứng suất biến dạng sau khi hàn. Cuối mỗi bài học sẽ có câu hỏi ôn tập lại kiến
thức lý thuyết, bài tập ứng dụng và hướng dẫn thực hiện bài tập cụ thể tương ứng
với các kiến thức đã học. Với cấu trúc của giáo trình như vậy sẽ giúp người học dễ
dàng hình thành những kỹ năng tính toán thiết kế kết cấu hàn làm cơ sở cho quá
trình tham gia sản xuất sau khi ra trường.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng trong quá trình biên soạn, chỉnh sửa xong chắc
chắn không thể tránh được những thiếu sót. Rất mong nhận được sự đóng góp ý
kiến của các thầy cô và đồng nghiệp, các em học sinh sinh viên và đặc biệt là các ý
kiến đóng góp từ hội đồng thẩm định để giáo trình xuất bản lần sau được hoàn
thiện hơn.
Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về địa chỉ: Tổ môn Hàn, Khoa Cơ khí, Trường
Cao đẳng Công nghiệp Thanh Hóa.
Thanh Hóa ngày tháng năm 2025
Tham gia biên soạn:
1. Chủ biên: Phạm Thị Thu Huyền;
2. Tổ viên: Lê Hồng Phong;
3. Tổ viên: La Ngọc Tuấn
2
MỤC LỤC
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN ..................................................................................... 2
LỜI GIỚI THIỆU.................................................................................................... 1
MỤC LỤC ................................................................................................................ 2
CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC .............................................................................. 4
Chương 1. NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ CHẾ TẠO KẾT CẤU HÀN . 5
1. Các dạng kết cấu hàn thông dụng. .................................................................. 5
1.1. Kết cấu dầm: .............................................................................................. 5
1.2. Phân loại kết cấu thép dầm ........................................................................ 6
1.3. Kết cấu dàn ................................................................................................. 6
1.4. Kết cấu bồn công nghiệp ............................................................................ 8
2. Các yêu cầu chung khi tính toán thiết kế các kết cấu hàn. ............................ 9
3. Vật liệu chế tạo cấu hàn ................................................................................... 9
3.1. Thép các bon ............................................................................................ 10
3.2. Phân loại thép cacbon .............................................................................. 10
3.3. Thép hợp kim thấp .................................................................................... 15
3.4. Thép không rỉ (Thép trắng) ...................................................................... 18
3.5. Nhôm và hợp kim nhôm ............................................................................ 18
4. Các dạng mối hàn ........................................................................................... 19
4.1. Khái niệm hàn kết cấu thép ...................................................................... 19
4.2. Các phương pháp hàn kết cấu thép phổ biến ........................................... 19
4.3. Các liên kết hàn ........................................................................................ 19
5. Câu hỏi rèn luyện ........................................................................................... 20
6. Đánh giá kết quả học tập ............................................................................... 20
chương 2. TÍNH ĐỘ BỀN MỐI HÀN ................................................................. 22
1. Một số kiến thức cơ bản trong kết cấu .......................................................... 22
1.1. Ngoại lực .................................................................................................. 22
1.2. Nội lực ...................................................................................................... 23
1.3. Ứng suất ................................................................................................... 23
1.4. Các thành phần nội lực trên mặt cắt ngang của thanh ............................ 24
2. Các phương pháp tính toán kết cấu hàn ....................................................... 26
3
2.1. Tính toán kết cấu hàn theo trạng thái giới hạn ....................................... 26
2.2. Tính toán kết cấu theo ứng suất cho phép ............................................... 26
3. Mối hàn và tính toán độ bền của mối hàn .................................................... 27
3.1. Phân loại mối hàn theo hướng tác dụng của lực ..................................... 28
3.2. Ứng suất cho phép của mối hàn ............................................................... 28
3.3. Tính toán độ bền của mối hàn .................................................................. 29
4. Bài tập ứng dụng ............................................................................................ 34
5. Đánh giá kết quả học tập ............................................................................... 36
BÀI 3. TÍNH ỨNG SUẤT VÀ BIẾN DẠNG KHI HÀN ................................... 37
1. Nội ứng suất và biến dạng khi hàn ............................................................... 37
1.1. Khái niệm về nội ứng suất ........................................................................ 37
1.2. Phân loại nội ứng suất ............................................................................. 38
1.3. Trường nhiệt độ khi hàn ........................................................................... 39
2. Nguyên nhân xuất hiện ứng suất và biến dạng khi hàn .............................. 40
2.1. Do nung nóng kim loại không đều ........................................................... 40
2.2. Do độ ngót của kim loại đắp .................................................................... 40
2.3. Do tổ chức kim loại đắp thay đổi ............................................................. 41
3. Các biện pháp giảm ứng suất và biến dạng trong quá trình hàn ................ 41
3.1. Về phương diện kết cấu ............................................................................ 41
3.2. Về phương diện công nghệ ....................................................................... 42
4. Tính toán ứng suất và biến dạng hàn ........................................................... 45
4.1. Xác định ứng suất và biến dạng do co dọc khi hàn ................................. 45
4.2. Ứng suất và biến dạng do co ngang khi hàn ........................................... 52
5. Bài tập ứng dụng:........................................................................................... 54
6. Đánh giá kết quả học tập ............................................................................... 55
HƯỚNG DẪN SƯ DỤNG GIÁO TRÌNH ........................................................... 57
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 58