4.2.5. TÃnh toán đưá»ng hà n đối đầu
Dưới tác dụng cá»§a tải trá»ng tÄ©nh, sá»± táºp trung ứng suất ban đầu trong hà n đối đầu không ảnh hưởng tá»›i độ bá»n cá»§a nó, do có sá»± phát triển cá»§a biến dạng dẻo dẫn
tá»›i giãn ứng suất tại các Ä‘iểm táºp trung. Vì váºy tÃnh toán liên kết hà n đối đầu thá»±c hiện vá»›i giả thiết là sá»± phân bố ứng suất trong mặt cắt ngang là như nhau.
Cưá»ng độ tÃnh toán cá»§a đưá»ng hà n đối đầu phụ thuá»™c và o váºt liệu que hà n (hoặc dây hà n) và phương pháp kiểm tra chất lượng đưá»ng hà n. Tùy theo cưá»ng độ tức thá»i tiêu chuẩn cá»§a thép cÆ¡ bản mà chá»n que hà n. Khi đó cưá»ng độ tÃnh toán cá»§a đưá»ng hà n đối đầu được lấy như sau:
- Khi chịu nén, vá»›i phương pháp hà n tá»± động, ná»a tá»± động hoặc hà n tay, không phụ thuá»™c và o phương pháp kiểm tra chất lượng đưá»ng hà n
Äối vá»›i các mác thép khác cần kiểm tra cụ thể để xác định các cưá»ng độ tÃnh toán cá»§a đưá»ng hà n.
a) Khi chịu lá»±c kéo, nén dá»c trục: đưá»ng hà n đối đầu được coi như phần kéo dà i cá»§a thép cÆ¡ bản vì váºy tÃnh toán nó như thép cÆ¡ bản. Dưới tác dụng cá»§a lá»±c dá»c trục N (kéo hoặc nén đúng tâm) ứng suất sẽ phân bố Ä‘á»u trên tiết diện cá»§a đưá»ng hà n.
Hình 4.19. Liên kết hà n đối đầu chịu lá»±c trục: a- đưá»ng hà n đối đầu thẳng; b-đưá»ng hà n đối đầu xiên.
Äối vá»›i đưá»ng hà n đối đầu thẳng góc (hình 4.19, a) công thức kiểm tra bá»n có dạng:
Trong đó: Aw = t.lw - diện tÃch tÃnh toán cá»§a đưá»ng hà n đối đầu;
t - bá» dà y tÃnh toán cá»§a đưá»ng hà n, bằng bá» dà y nhá» nhất cá»§a các bản thép cÆ¡ bản trong kiên kết.
lw – chiá»u dà i tÃnh toán cá»§a đưá»ng hà n;
fwt – cưá»ng độ tÃnh toán cá»§a đưá»ng hà n đối đầu khi chịu kéo (nếu N là lá»±c nén thì dùng cưá»ng độ tÃnh toán khi chịu nén fwc).
Chiá»u dà i tÃnh toán đưá»ng hà n sẽ là bá» rá»™ng cá»§a cấu kiện cần liên kết khi sá» dụng bản lót l=lw (hình 4.19,c). Trong trưá»ng hợp không dùng bản lót, xét đến sá»± giảm chất lượng ở hai đầu mối hà n do tia Ä‘iện và sá»± không liên tục cá»§a hồ quang, chiá»u dà i tÃnh toán đưá»ng hà n lw = l - 2t.
Khi cưá»ng độ tÃnh toán chịu kéo cá»§a đưá»ng hà n đối đầu nhá» hÆ¡n cưá»ng độ tÃnh toán cá»§a thép cÆ¡ bản, để đưá»ng hà n có khả năng chịu lá»±c như thép cÆ¡ bản, ta tăng độ bá»n cá»§a nó bằng cách dùng đưá»ng hà n xiên (hình 4.19, b) hoặc dùng liên kết há»—n hợp.
ÄÆ°á»ng hà n đối đầu xiên chịu lá»±c trục N được kiểm tra bá»n theo các ứng suất pháp và tiếp bằng các công thức sau:
b) Liên kết hà n đối đầu chịu tác dụng cá»§a mômen uốn M (hình 4.20, a): Khả năng chịu lá»±c được kiểm tra bá»n theo công thức:
c) Khi liên kết hà n đối đầu chịu tác dụng đồng thá»i cá»§a mômen uốn M và lá»±c cắt V (hình 4.20, b): độ bá»n cá»§a nó được kiểm tra theo ứng suất tương đương:
Hình 4.21. TÃnh toán đưá»ng hà n đối đầu:а – hà n thẳng góc; b – xiên góc, có bản lót
Các vấn đỠcần lưu ý trước khi giải bà i táºp:
- Xác định cưá»ng độ tÃnh toán cá»§a các váºt liệu dùng trong liên kết;
- Cần gia công cấu tạo thép cơ bản trước khi hà n?
- Xác định kÃch thước đưá»ng hà n;
- Kiểm tra độ bá»n mối hà n.
Trình tự giải:
a) Cưá»ng độ tÃnh toán cá»§a các váºt liệu (Phụ lục A, B)
Thép CT38, có cưá»ng độ tÃnh toán: f = 230Mpa = 23kN/cm2,
fu = 380Mpa = 38kN/cm2 .
Cưá»ng độ tÃnh toán mối hà n đối đầu chịu kéo: fwt = 0,85f = 0,85.230 = 204 MPa.
Hệ số Ä‘iá»u kiện là m việc giả thiết γc=1.
b) Gia công thép cơ bản trước khi hà n
Chênh lệch chiá»u dà y bản thép t2 – t1 = 14 – 10 = 4 mm > 2mm, cần vát mép bản thép dà y vá»›i độ dốc 1:5 (bảng 4.3).
Bản thép má»ng nhất t1 = 10mm, không cần thiết vát mép.
c) Xác định kÃch thước đưá»ng hà n và kiểm tra độ bá»n
Chiá»u dà i tÃnh toán đưá»ng hà n: lw = b – 2t1 = 50 – 2.1 = 48cm. Kiểm tra độ bá»n mối hà n đối đầu theo (4.3):
σw = 1200 / (1.48) = 25 kN/cm2 = 250 MPa> fwt = 204MPa.
Äiá»u kiện bá»n không đảm bảo, chuyển sang dùng đưá»ng hà n xiên góc. Chá»n đưá»ng hà n xiên góc, độ dốc 2:1, góc nghiêng α ≈ 63,5о.
Kiểm tra ứng suất pháp trong mối hà n theo (4.4):
σw = 1200.0,895/(1.55,87)=19,22kN/cm2 = 192,2 MPa < fwt.γc = 204MPa,
Trong đó: sinα = sin 63,5о = 0,895;
lw′ = lw/sinα = 50/0,895 = 55,87cm – chiá»u dà i tÃnh toán đưá»ng hà n xiên góc. Kiểm tra ứng suất tiếp mối hà n theo (4.5):
τw = 1200.0,446/(1.55,87) = 9,58kN/cm2 = 95,8MPa < fwv.γc = 118,3Mpa.
Trong đó: cosα = cos63,5o = 0,446; fwv = 0,58.fwt = 0,58.204 = 118,3MPa.
Äá»™ bá»n đưá»ng hà n xiên đảm bảo theo ứng suất pháp và ứng suất tiếp. Kiểm tra mối hà n chịu đồng thá»i ứng suất pháp và ứng suất tiếp theo (4.6)
Và dụ 4.2. Kiểm tra độ bá»n liên kết hà n cá»§a conson, thá»±c hiện bằng hà n đối đầu bản thép có tiết diện bxt = 300x10mm và o bụng cá»™t tiết diện chữ T. Cá»™t thép T15 có tw = 10mm. Äầu dầm conson có lá»±c F = 100kN lệch trục e = 200mm (hình 4.22). Thép sá» dụng CT38. Äiá»u kiện là m việc bình thưá»ng.
Các vấn đỠcần lưu ý trước khi giải bà i táºp:
- Xác định cưá»ng độ tÃnh toán cá»§a các váºt liệu dùng trong liên kết;
- Xác định nội lực trong liên kết;
- Xác định đặc trưng hình há»c đưá»ng hà n;
- Kiểm tra độ bá»n mối hà n.
Trình tự giải:
a) Cưá»ng độ tÃnh toán cá»§a các váºt liệu (Phụ lục A, B) 1
Cưá»ng độ tÃnh toán thép CT38 xem và dụ 4.1.
Cưá»ng độ tÃnh toán mối hà n đối đầu:
– cưá»ng độ chịu kéo fwt = 0,85f = 0,85.240 = 204MPa = 20,4 kN/cm2;
– cắt fwv = fv = 139,2 MPa,
Hình 4.22. Liên kết consol và o cá»™t bằng đưá»ng hà n đối đầu
b) Xác định nội lực Hình
Mômen tÃnh toán: M = Fe = 100.0,2 = 20 kNm. Lá»±c cắt: V = F = 100 kN.
c) Äặc trưng hình há»c đưá»ng hà n
Mômen chống uốn mối hà n: Ww = tlw2 / 6 = 1. 282 / 6 = 130,6cm3
Trong đó lw = b – 2.t = 30 – 2.1 = 28cm – chiá»u dà i tÃnh toán đưá»ng hà n có xét đến chất lượng hai đầu mối hà n không tốt.
d) Kiểm tra độ bá»n đưá»ng hà n
– ứng suất pháp trong mối hà n (4.9): σw = 2000 / 130,6 = 15,3 kN/cm2
– ứng suất tiếp trong mối hà n (4.10): τw = 100/(1.28) = 3,5 kN/cm2
- kiểm tra độ bá»n mối hà n theo ứng suất tương đương (4.8):
Äá»™ bá»n liên kết hà n là đảm bảo.
![]() ![]() ![]() |