Bài giảng Kết cấu thép: Chương 2 - Hồng Tiến Thắng

- Trong mèi hµn sinh øng suÊt tiÕp.[r]

Trang 1

Trường đại học thuỷ lợi Khoa công trình

Bộ môn kết cấu công trinh

=======

GVHD Hồ Tiế Thắ

1

GVHD: Hồng Tiến Thắng

Bộ mụn Kết Cấu Cụng Trỡnh

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

Nội dung mụn học

• Chương 1: Cơ sở thiết kế kết cấu thộp

Ch 2 Liờ kết hà

• Chương 2: Liờn kết hàn

• Chương 3: Liờn kết Bulụng

• Chương 4: Dầm thộp

• Chương 5: Cột thộp

• Chương 6: Dàn thộp

2

+ Bài tập nộp:

 2.1 Khỏi niệm chung

 2.2 Cấu tạo và tớnh toỏn mối hàn đối đầu

3

 2.3 Cấu tạo và tớnh toỏn mối hàn gúc

Đại học Thủy Lợi Bộ mụn Kết Cấu Cụng Trỡnh

GVHD: Hồng Tiến Thắng

2.1 Khỏi niệm chung

2.1.1 Nguyên lý hàn:

- Dùng que hàn và vật hàn làm 2 cực để sinh hồ quang.

- Nhiệt độ hồ quang (2400 o - 2600 o )làm chảy que hàn và vật hàn.

- Khi kim loại chảy, các phân tử kết hợp lại chặt chẽ với nhau.

- Nguồn điện xoay chiều hoặc 1 chiều, U<65V

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

Trang 2

- Que hàn có nhiều loại và thường làm bằng thép có cương độ cao hơn thép hàn

E42 E42A - CT3 CT4 E50 E50A E55 - Hợp kim thấp

Kiểm tra đường hàn:

+ Bằng phương pháp thông thường g p g p p g g

+ Bằng phương pháp đặc biệt:Siêu âm, laze, tia Rơn ghen, …

- Cường độ tính toán của đường hàn ( Ký hiệu Rh):

phụ thuộc:

+ Loại thép hàn + Phương pháp kiểm tra đường hàn.

2.1.2 Phân loại mối hàn:

Trong xây dựng dùng hai loại đường hàn:

b)

6

60 0

2-3 mm

2 mm

 a)



2.1.3 Cường độ tính toán của mối hàn:

- Phụ thuộc loại mối hàn, trạng thái ƯS, phương pháp kiểm

tra chất lượng, que hàn, vật liệu hàn, điều kiện làm việc

Bảng 2.2 Cường độ tính toán của mối hàn: R h (daN/cm 2 )

(m=1)

Loại mối

hàn Trạng thái ứng suất

Ký hiệu

CT3 E42 Hàn

đối đầu

- Nén

- Kéo: + kiểm tra phương pháp tiên tiến

+ kiểm tra phương pháp thông thường

Cắt

Rn

Rk

Rh

2100

1800

1300

7

2.2 Cấu tạo và tớnh toỏn mối hàn đối đầu 2.2.1 Mối hàn chịu lực dọc:

- Đối đầu thẳng g

N

8

( N - lực kéo) ( N - lực nén)

h k h

N R F

  

h

N R F

  

Trang 3

- Đối đầu xiên (dùng khi đường hàn đối đầu thẳng không đủ KNCL)

Trục đường hàn tạo một góc α với phương lực dọc N

Nsinα  kéo

N

α

h k h

mR F

C h

mR F

NCos 



2.2.2 Mối hàn chịu mômen uốn và chịu cắt:

- Kiểm tra ứng suất pháp:

h k h

W M 

 ()

h

n mR

W M 

 ()



Với tiết diện chữ nhật:

6

2 )

h h

L W

h

R M

h h h

mR L





h C c x

C x

mR J

QS









- Kiểm tra ứng suất tiếp:

h h h

mR L

Q F





2

3 2 3

2.2.3 Mối hàn đồng thời chịu M, N, Q

a





x

x y1

y2 N

 max

Q M



P

k N M

k  |mR

h N M

n  |mR

h c

QmR





* Ứng suất tiếp:

Ví dụ : Kiểm tra mối hàn cho ở hình vẽ Cho biết P = 50kN,

- Nội lực:

N = Px= P cos45 o = 35,355 kN ()

Q = P y = P sin45 o = 35,355 kN ( )

M = 0 2 P = 0 2 35 = 7 071 kNm ()

M = 0,2 P y = 0,2.35 = 7,071 kNm ()

- Ứng suất:

2

35, 355.10

1.19

N h

N

daN cm F

4

2 2

6.7, 071.10

1.19

M h

M

daN cm W

2

3 3 35, 355.10

279 12 /

Q

d N

2

, 279,12 /

2 2 1.19

Q h

Q

daN cm F

- Tổng hợp ứng suất:

σ max =  N +  M < m R kh, thay số:

σ max= 186,08 + 1175,24 = 1361,32 daN/cm 2 < 0,85.1800 = 1530 daN/cm 2

 max = 279,12 daN/cm 2 < 0,85.1300 = 1105 daN/cm 2

Trang 4

-Tính ứng suất do từng thành phần nội lực gây ra

P

P2 Q

- Nội lực:

N = P 1 = P cos45 o = 35,355 kN

Q = P2 = P sin45 o = 35,355 kN

M = 0,2 P 2 = 0,2.35 = 7,071 kNm

Q

2

35 355 10

N

P1 N M

a=200

Q



N

A

N



M



A

2

35, 355.10

1.19

N h

N

daN cm F

4

2 2

6.7, 071.10

1.19

M h

M

daN cm W

   

2

Q h

Q

daN cm F

   

Tổng hợp ứng suất:

max= N + M= 1361,32 daN/cm 2 < m Rk

 max = 279,12 daN/cm 2 < 0,85.1300 = 1105 daN/cm 2

2.3 Cấu tạo và tớnh toỏn mối hàn gúc 2.3.1 Mối hàn góc chịu lực dọc hoặc lực cắt:

-Khi chịu lực dọc N hoặc lực cắt Q, trong đường hàn chỉ sinh ra ị ự ọ ặ ự Q, g g ứng suất tiếp trên mặt phẳng phá hoại và được coi là phân bố đều

Mối hàn loại này thường gặp trong một số dạng liên kết sau

+ Liên kết chồng dùng bản ghép

h g

h h h

N N

mR

F h l







14

h  hh

Trong đó:

N - Lực dọc tính toán

Rg- Cường độ tính toán của mối hàn góc

lh- Tổng chiều dài đường hàn ở về phía của liên kết

+ Liên kết giữa thép định hình và thép bản

Kiểm tra đường hàn l1và l2như sau:

Lực N1và N2do lực dọc N sinh ra: N1+ N2= N

2 1 1 2

2 1 2 1

e e e N N

e e

e N N









ứng suất trong đường hàn 1 và 2 thoả mãn điều kiện:

15

ứng suất trong đường hàn 1 và 2 thoả mãn điều kiện:

1

1 1 2 1

2

2 1 2 2

1

h

F e e F





h h h h h h

h l F h l F

.

2 2 1 1





+ Liên kết tấm đỡ với cột

- Giả thiết mối hàn bị phá hoại ở mặt phẳng 45o

- Mặt phẳng phá hoại là mặt ghềnh, giả thiết là phẳng để tính

- Trong mối hàn sinh ứng suất tiếp được tính như sau:

+ Khi chỉ có lực dọc N:

0, 7

h

h h h h h

mR





16

mR





+ Khi có cả lực cắt Q và lực dọc N: max 2 2

h

N Q mR g

    

Trang 5

2.3.2 Mối hàn góc chịu mômen uốn M:

Trường hợp 1:

Mặt phẳng tác dụng của M  tiết diện

tính toán của mối hàn (mặt nối)

Trường hợp 2:

Mặt phẳng tác dụng của M // tiết diện tính toán của mối hàn (mặt nối)

17

max

h

M

J

p

M

J

Jh: momen quán tính của Fh Momen q/t độc cực: Jh= Jx +Jy

rmax: bán kính cực lớn nhất http://www.mediafire.com/thang.kcct

2.3.3 Mối hàn góc đồng thời chịu M, N, Q

N Q

M N

Q A



18

Ví dụ 2 :

Kiểm tra mối hàn

Biết  = 0,7, hh= 10mm (hàn hai

bên),

Rgh= 1500 daN/cm2, m = 0,85

Nội lực:

- Nội lực:

N = 240 - 300.0,7 = 27,87 kN ()

Q = 300.0,7 = 212,13 kN ( )

M = 0,08.240 = 19,20 kNm ()

- ứng suất:

2

27,87.10

2.0, 7.29

N

h

N

F



2

212,13.10

2.0, 7.29

Q

h

Q

F



,

h

4

2

6.19, 20.10

2.0, 7.29

M

h h



- Tổng hợp ứng suất (tại điểm B có ứng suất lớn nhất):

M N

Q   mR

max   



max 522, 49 (978, 43 68, 65) 1170, 2daN cm/ 0,85.1500 1275daN cm/

Ví dụ 3:

Kiểm tra mối hàn cho ở hình vẽ Biết  = 0,7, hh =10mm, Rg = 1500 daN/cm2,

m = 1, M = 41,15 kNm, Q = 320 kN, hàn hai bên

Giải:

-Đặc trưng hình học: (cho 1 đường 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

cm F

S x

h h

c 2 , 81

38 , 30 53 , 85



4 3

3

2551 22 10 4 , 23 7 ,

J h  

20

12 12 ,

x

4 2

3 2 3

4 , 333 ) 81 , 2 7 , 5 ( 7 , 0 10 2 12

10 7 , 0 2 ) 35 , 0 81 , 2 (

7 , 0 4 , 23 12 7 , 0 4 ,

4

4 , 2884 4 , 333

J h   

r A 10 , 7  2 , 81 2  11 , 7 2  14 , 1

Trang 6

- ứng suất: (hàn 2 bên)

4

2

41,15.10

.14,1 1005, 78 / 2.2884, 4

M h A

M

J

2

320.10

2.30, 38

Q

h

Q

daN cm F

   

- Tổng ứng suất: (hàn 2 bên)

Chọn góc  nh− hình vẽ, do đó:

560 , 0 1 , 14 81 , 2 7 , 10

830 , 0 1 , 14 7 , 11

Mx= M sin = 1005,78.0,830 = 834,80 daN/cm2

M = Mcos = 1005,78.0,560 = 563,24 daN/cm2

21

My M cos 1005,78.0,560 563,24 daN/cm

Định dạng
Số trang	6
Dung lượng	462,74 KB