Bài giảng Kết cấu thép - Chương 2: Kiên kết dùng trong kết cấu thép

Nội dung text: Bài giảng Kết cấu thép - Chương 2: Kiên kết dùng trong kết cấu thép

1. CHÖÔNG 2: LIEÂN KEÁT DUØNG TRONG KCT 2.1: Khaùi nieäm chung veà LK duøng trong CHƯƠNG 2 Keát caáu theùp (KCT) Thanh  lieânkeát lieânkeát   caáukieän  coângtrình  2.1. KHAÙI NIEÄM CHUNG VEÀ LK Taám   2.2. TÍNH TOAÙN LK HAØN KCT söû duïng 3 loaïi LK sau : Haøn, Ñinh taùn, Buloâng  2.3. TÍNH LK BU LOÂNG  LK haøn : Laø LK phaân töû cuûa caùc kim loaïi bò noùng chaûy khi duøng doøng nhieät ñoát noùng laøm chaûy 2 meùp theùp ñeå  2.4. TÍNH LK BU LOÂNG CÖÔØNG ÑOÄ CAO hoøa laãn vôùi nhau, Khi nguoäi laïi taïo thaønh ñöôøng haøn. Öu ñieåm:  Giaûm coâng cheá taïo vaø khoái löôïng kim loaïi  Hình thöùc caáu taïo lieân keát ñôn giaûn  Beàn, coù tính kín cao  Tieát dieän khoâng caàn khoeùt loã neân khoâng giaûm yeáu  Ñoái vôùi ngaønh caàu LK haøn neáu söû duïng noái caùc boä phaän thöù yeáu, khoâng duøng KC chòu löïc chính 2 Khuyeát ñieåm  Öu ñieåm : Coù tính dai, chòu TT chaán ñoäng lôùn duøng  Khoù kieåm tra chaát löôïng ĐH ñeå cheá taïo daàm caàu truïc naëng, caàu ñuôøng, ñöôøng saét .  Moät soá loaïi theùp coù haøm löôïng C cao khoù haøn  Khuyeát ñieåm : Toán VL vaø coâng cheá taïo nhö khoeùt loã , nung ñinh, taùn ñinh . . .neân ít duøng  Quaù trình haøn gaây BH haøn vaø ÖS haøn trong LK laøm taêng tính doøn cuûa KL, KC deã bò veânh  LK bu loâng: laø LK ñöôïc khoan taïo loã, Buloâng  Khoâng coù tính dai, chòu TT ñoäng keùm ñöôïc cheá taïo ñònh hình laép vaøo loã vaø vaën chaët eâcu baèng rôø-le  LK ñinh taùn : LK ñöôïc gia coâng 1 ñaàu tröôùc raùp eâcu vaøo CK roài taùn thaân ñinh thaønh ñaàu ñinh thöù 2. ronddlle sau khi taùn Hình 2.1 Lieân keát ñinh taùn Hình 2.2 Lieân keát bu loâng 3 4
2. CHÖÔNG 2: LIEÂN KEÁT DUØNG TRONG KCT Öu ñieåm : 2.2. Tính lieân keát haøn  Thuaän tieän khi thaùo laép, khoâng caàn maùy moùc vaø naêng  löôïng khi thi coâng. 2.2.1. CAÙC PP HAØN TRONG KCT Khuyeát ñieåm :  a. Caùc PP haøn duøng trong KCT  Giaûm yeáu do khoeùt loã  b. Que haøn  Vaãn coøn khe hôû giöõa loã ñinh vaø thaân ñinh neân LK  c. Caùc yeâu caàu chính khi haøn vaø PP kieåm tra khoâng thaät chaët deã gaây BD tröôït lôùn. chaát löôïng Ñh Khaéc phuïc nhöôïc ñieåm cuûa caùc LK treân, ngaøy nay ngöôøi  d. Caùc loaïi que haøn vaø cöôøng ñoä ta ñöa ra LK bu loâng cöôøng ñoä cao LK bu loâng cöôøng ñoä cao:  e. Caùc yeâu caàu chính khi haøn vaø PP kieåm tra chaát löôïng ÑH  Deã bò tuoät oác ( do vaën e-cu khoâng chaët) Taän duïng öu ñieåm cuûa LK ñinh taùn vaø LK bu-loâng  2.2.2. Caùc loaïi Ñh vaø cöôøng ñoä. Caùc yeâu  Ñöôïc cheá taïo baèng theùp cöôøng ñoä cao. Khi vaën eâcu caàu caáu taïo ñoái vôùi ÑH taïo ñöôïc löïc keùo tröôùc trong thaân ñinh.  2.2.3. PP tính toaùn Lk haøn  Haàu heát ñöôïc söû duïng ngaøy nay nhöng ñaét tieàn 5  Nguyeân lyù 2.2.1: caùc PP haøn duøng trong KCT  Chaïm que haøn vaøo giöõa 2 thanh theùp cô baûn caàn haøn a. Haøn tay hoà quang ñieän: xaûy ra noái maïch gaây ñoaûn maïch.  Nhaác que haøn leân 2 – 3mm giöõa 2 ñieän cöïc (theùp cô tay caàm baûn vaø que haøn) xaûy ra HT phoùng ñieän taïo hoà quang t cao cuûa ngoïn löûa hoà quang > 20000C laøm 2 taám TCB bò noùng chaûy (ñoä saâu noùng chaûy 1,5 – 2mm)  Kim loaïi que haøn chaûy thaønh töøng gioït rôi xuoáng raõnh que haøn haøn do löïc huùt cuûa ñieän tröôøng, 2 KL loûng hoøa laãn vaøo nguoàn ñieän nhau, khi nguoäi laïi taïo thaønh ÑH hoà quang  Coâng nhaân haøn caàn chuù yù : daây daãn  Di chuyeån que haøn theo höôùng haøn. Toác ñoä haøn phuø hôïp  Ñieàu chænh khoaûng caùch giöõa que haøn vaø TCB (chöøng 2– theùp cô baûn 3mm), neáu quaù xa hay quaù gaàn hoà quang bò caét  Haïn cheá tieáp xuùc vôùi khoâng khí khoâng khí chui vaøo Hình 2.3 Haøn tay hoà quang ñieän laøm giaûm chaát löôïng ÑH 7 8
3. CHÖÔNG 2: LIEÂN KEÁT DUØNG TRONG KCT b. Haøn töï ñoäng hoà quang ñieän:  Nguyeân taéc laøm vieäc :  Chaïm roài nhaác leân hoà quang taïo chìm döôùi lôùp thuoác haøn. Maùy haøn giöõ que haøn di chuyeån theo ñöôøng thaúng. oáng huùt thuoác haøn  Que haøn töï ñoäng nhaû daàn theo toác ñoä di chuyeån ñeàu cuûa phieåu raõi maùy. Oáng huùt thuoác haøn ñi sau cuøng thuoác haøn  Öu ñieåm que haøn traàn  Chaát löôïng ÑH toát. Hoà quang chaùy oån ñònh.  Toác ñoä nhanh (gaáp 5 – 10 laàn haøn tay)  KL loûng ñöôïc phuû lôùp thuoác daøy neân nguoäi daàn, boït khí thoaùt ra töø töø laøm ÑH ñaëc hôn maùy haøn  Khoâng haïi söùc khoûe thôï haøn do hoà quang chaùy chìm.  Nhöôïc ñieåm :  Chæ haøn ñöôïc ñöôøng haøn naèm thaúng hoaëc troøn hoà quang chìm  Khoâng haøn ñöôïc : ñöôøng haøn ñöùng hoaëc ngöôïc, ôÛ vò trí Hình 2.4 Haøn töï ñoäng hoà quang ñieän chaät heïp, treân cao. Ñöôøng haøn ngaén , gaõy khuùc , ñöôøng haøn troøn baùn kính cong beù. 9 10 c. Haøn hôi, haøn xì, haøn gioù ñaù  Nguyeân lyù  Hoãn hôïp chaùy laø O2 vaø C2H2 , cho nhieät löôïng cao.  O2 vaø C2H2 ñöôïc neùn ôû 2 bình rieâng, daãn ñeán moû haøn baèng oáng meàm moû haøn 0  Khi chaùy, nhieät ñoä leân ñeán 3200 C laøm noùng chaûy KL kim loaïi buø caàn haøn vaø thanh kim loaïi buø  Kim loaïi nguoäi taïo thaønh ÑH oáng daãn meàm bình troän  PVSD C H +O  Haøn nhöõng taám KL moûng , nhöõng ÑH cuûa KC chòu löïc theùp cô baûn 2 2 2 khoâng cao, hh < 4mm  Duøng khi maát ñieän. bình C H  Chuû yeáu ñeå caét theùp. Hình 2.5 Haøn gioù ñaù 2 2 bình O 2 Ngoaøi ra coøn PP haøn tieáp xuùc duøng haøn ñoái ñaàu trong beâ toâng coát theùp 11 12
4. CHÖÔNG 2: LIEÂN KEÁT DUØNG TRONG KCT d. Caùc loaïi que haøn vaø cöôøng ñoä e. Caùc yeâu caàu chính khi haøn vaø PP kieåm tra  Que haøn coù lôùp thuoác boïc chaát löôïng ÑH  Söû duïng cho haøn tay hoà quang ñieän.  Khi chaùy taïo lôùp xæ caùch li khoâng khí xung quanh vôùi kim  Tröôùc khi haøn: loaïi loûng, ngaên O, N loït vaøo laøm ñöôøng haøn gioøn.  Laøm saïch gæ treân maët raõnh haøn  Lôùp xæ phuû laøm ÑH nguoäi töø töø neân khoâng gaây nöùt ÑH,  Cöôøng ñoä doøng ñieän thích hôïp ñoàng thôøi laøm hoà quang ñöôïc oån ñònh vaø taêng ñoä beàn ÑH  Gia coâng meùp TCB ñuùng qui ñònh  Que haøn traàn :  Choïn que haøn phuø hôïp TCB  Söû duïng cho haøn töï ñoäng. Lôùp thuoác boïc ñöôïc thay baèng  Kieåm tra maùy haøn vaø caùc Ñk ñaûm baûo an toaøn Lñ lôùp boät thuoác haøn phuû treân ÑH.  Khi haøn : ñaûm baûo ñuùng trình töï haøn  Kí hieäu  Sau khi haøn: phaûi kieåm tra laïi chaát löôïng ÑH 2 A  E42 : cöôøng ñoä 4200 (daN/cm ). E42 : taêng tính deûo vaø ñoä dai xung kích cuûa kim loaïi (chòu taûi troïng ñoäng)  Kieåm tra baèng maét  Duøng phöông phaùp vaät lyù : sieâu aâm, ñieän töø , . . .  PVSD  E42, E46 vôùi theùp than;  E50 caáu kieän chòu löïc ñoäng lôùn A  Theùp hôïp kim duøng E.50 , E.50 , E.55 13 14 2.2.2: Caùc loaïi ÑH vaø yeâu caàu caáu taïo ÑH  Öu ñieåm :  Truyeàn löïc toát vì ñöôøng söùc khi qua moái haøn khoâng bò a. Ñöôøng haøn ñoái ñaàu : (ñhññ) ñoåi höôùng  Laø ñöôøng haøn thöïc hieän treân 2 t  Laøm vieäc gioáng nhö thanh cô baûn vì lieân keát mang tính meùp ñaàu cuûa thanh TCB ñöôïc lieân keát tinh theå. ñaët treân cuøng moät maët phaúng. ÑH  Nhöôïc ñieåm : naèm ôû khe hôû nhoû giöõa 2 caáu  Gia coâng meùp toán coâng. kieän caàn haøn.  Ñaët khoaûng caùch meùp cho ñuùng neân caàn thôï tay  Khe hôû naøy coøn coù taùc duïng ñeå ngheà cao (thôï baäc 4). caùc chi tieát haøn bieán daïng töï do khi haøn traùnh cong veânh.  Coù 2 loaïi : ñhññ thaúng goùc vaø ñhññ xieân goùc vôùi truïc caáu kieän.  Yeâu caàu: ÑH caàn phaûi ñaày.  Theùp moûng khoâng caàn giaHình 2.6 Ñöôøng haøn ñoái ñaàu coâng meùp. Theùp daøy caàn gia coâng meùp. 15 16
5. CHÖÔNG 2: LIEÂN KEÁT DUØNG TRONG KCT b. ÑH goùc (ÑH choàng)  Laø ÑH thöïc hieän ôû goùc 2 taám Teân ñöôøng haøn Kích thöôùc meùp Duøng khi t cuûa  theùp ñaët choàng leân nhau =0. theo hình gia theùp cô baûn theùp cô baûn laø 7  Tieát dieän ÑH laø 1 tam giaùc h coâng meùp vuoâng caân, do ñoù laáy gaàn h ñuùng chieàu daøy tính toaùn cuûa Khoâng gia coâng ÑH :  =  h vaø  =0.7; hh t = 8 – 10mm h f w f meùp 2 mm  Heä soá f coù theå tra theo baûng 37 cuûa [1] vaø phuï thuoäc PP 60° haøn vaø vò trí ÑH Hình 2.7 Ñöôøng haøn goùc Hình chöõ V t = 10 – 20mm  Coù 2 loaïi ÑH goùc: ÑH meùp; 2-3mm ÑH ñaàu 2-3mm 45 ñöôøng haøn ñaàu ñöôøng haøn meùp Hình chöõ X t > 20mm 2-3mm 3-4mm 45° t > 20mm Hìnhchöõ K 2-3mm 2mm 17 18  Öu ñieåm  Thích hôïp vôùi ñaïi ña soá lieân keát.  Khoâng caàn gia coâng meùp deã haøn vì cuøng treân moät maët phaúng, vò trí ñaët khoâng caàn chính xaùc kæ neân chæ caàn thôï baäc1, 2.  Nhöôïc ñieåm :  Ñöôøng söùc qua Ñh thay ñoåi phöùc taïp hoaëc bò uoán cong, gaây HT taäp trung ÖS deã bò phaù hoaïi doøn chòu löïc chaán ñoäng khoâng cao.  Toán theùp vì phaûi theâm baûn noái phuï c. Caùc caùch phaân loaïi khaùc  Theo tính chaát laøm vieäc  Ñh chòu löïc  Ñh vöøa chòu löïc vöøa kín 20  Ñh caáu taïo
6. CHÖÔNG 2: LIEÂN KEÁT DUØNG TRONG KCT  Theo chieàu daøi  Ñh lieân tuïc  Ñh giaùn ñoaïn >50 a  amax 15tmin : caáu kieän chòu neùn  amax 30tmin : caáu kieän chòu keùo, boä phaän caáu taïo  Theo chieàu daøy vaø khaû naêng haøn  Ñh moät lôùp  Ñh nhieàu lôùp  Theo ñòa ñieåm cheá taïo :  Ñh nhaø maùy (coâng xuôûng)  Ñh laép raùp (coâng tröôøng)  Theo vò trí KG ÑH  Ñh naèm  Ñh ngöôïc  Ñh ñöùng 22  ChiÒu dµi tÝnh to¸n cña ®­êng hµn gãc bªn kh«ng ®­îc lín b. Moät soá yeâu caàu caáu taïo ñoái vôùi ÑH h¬n - hÖ sè lÊy ë b¶ng 37).  KÝch th­íc c¸c phÇn chång nhau (trong liªn kÕt chång)  Qui phaïm : hw,min hw hw,max kh«ng ®­îc nhá h¬n 5 lÇn chiÒu dµy nhá nhÊt cña c¸c cÊu   kiÖn ®­îc hµn. Traùnh HT chaûy caïn Traùnh HT giaø löûa  Trong thiÕt kÕ cÇn chØ râ: ph­¬ng ph¸p hµn, lo¹i que hµn  hoÆc d©y hµn, vÞ trÝ vµ thø tù hµn cña c¸c mèi hµn  hw,min = 4mm  ChiÒu cao cña ®­êng hµn gãc h kh«ng ®­îc lín h¬n f B¶ng 43 – ChiÒu cao nhá nhÊt cña ®­êng hµn gãc hf 1,2tmin (tmin- chiÒu dµy nhá nhÊt cña c¸c cÊu kiÖn ®­îc LK) Giíi h¹n ch¶y Gi¸ trÞ nhá nhÊt hf khi chiÒu dµy lín nhÊt  Nhöõng Ñh coù chieàu cao lôùn hôn 8 mm phaûi haøn thaønh Ph­¬ng cña c¸c cÊu kiÖn ®­îc hµn t (mm) D¹ng cña thÐp fy ph¸p hµn 2 nhieàu löôït khi haøn tay, neáu haøn töï ñoäng vaø baùn töï ñoäng liªn kÕt (N/mm ) 5 10 16 22 32 40 80 thì haøn nhieàu löôït khi hw lôùn hôn 16 mm. 430 4 5 6 7 8 9 10 Tay  Chieàu daøi L cuûa ÑH goùc khoâng nhoû hôn 40mm. Chữ T víi min ®­êng hµn gãc 430 530 N/mm vµ víi tÊt c¶ c¸c lo¹i thÐp khi chiÒu dµy c¸c cÊu kiÖn lín h¬n 80mm, chiÒu cao nhá nhÊt cña ®­êng hµn gãc lÊy theo c¸c qui ®Þnh kü thuËt riªng. 23
7. CHÖÔNG 2: LIEÂN KEÁT DUØNG TRONG KCT 2.2.3: PP tính toaùn LK haøn 2  Baûng cöôøng ñoä tính toaùn cuûa Ñh ( N/mm =MPa) khi TCB  a. Tính LK haøn ñoái ñaàu laø CT3 , CT4 ; que haøn laø E 42 , E 42A (taûi troïng ñoäng)  a.1. Khi lieân keát chòu löïc doïc truïc (keùo hoaëc neùn) duøng ÑHññ thaúng goùc Kieåu ñöôøng Kí Cñtt haøn Traïng thaùi öùng suaát hieäu (N/mm2)  a.2. Khi lieân keát chòu löïc doïc truïc (keùo hoaëc neùn) duøng ÑHññ xieân goùc Haøn ñoái ñaàu Neùn 210 fw,c  a.3. Khi lieân keát chòu moâmen vaø löïc caét Keùo , khi haøn töï ñoäng vaø nöûa töï ñoäng , kieåm tra baèng PP vaät lyù fw,t 210  b. Tính LK haøn goùc Keùo, khi haøn baùn töï ñoäng vaø haøn tay,  b.1. Khi lieân keát chòu löïc doïc truïc (keùo hoaëc neùn) KT baèng PP thoâng thöôøng fw,t 180  b.2. Khi lieân keát chòu löïc doïc, moâmen vaø löïc caét Caét 130 fw,v  c. Tính lieân keát hoãn hôïp Haøn goùc Neùn , keùo , caét 150 fw,f  d. ÖÙng suaát haøn vaø bieán hình haøn (BHH)  d.1. HT vaø nguyeân nhaân 25  d.2. Bieän phaùp ñeà phoøng BHH 26 a1. Lk chòu löïc doïc truïc, duøng ÑHññ thaúng goùc : a3. ÑHññ chòu löïc momen vaø löïc caét  Kieåm tra öùng suaát taïi tieát dieän ñi qua ñöôøng haøn  Keùo : N N NNt t t t t  w f w, t M A t. l  M f w, t; A w t . l w w w W 5 w t  Neùn : NNw l 2 t l b t NNc c V t. lw  f  v f w, v ; W w w w, c A 6 Aw t. l w w a2. Lk chòu löïc doïc truïc, duøng ÑHññ xieân goùc : 2 2 M M td  M  v f w, t b  Keùo N .sin  t f VV w, t Nt Nt  Neáu coù N : lw. t t N N .cos Hình 2.10 Ñöôøng haøn ñoái ñaàu chòu M vaø V  t f Nt cos  N w, v A lw. t N N w t lw Nt t  Neùn 2 2 Nc .sin  fw, c td ()  M  N  v f w, t Nt sin lw. t  Chieàu daøi tính toaùn cuûa ÑH baèng chieàu daøi ÑH thöïc tröø ñi 2t vaø laáy N .cos  c f khoâng nhoû hôn 10mm; w, v lw. t 27 28
8. CHÖÔNG 2: LIEÂN KEÁT DUØNG TRONG KCT Tính LK haøn goùc b.1. Khi lieân keát chòu löïc doïc truïc (keùo hoaëc neùn)  Caáu taïo : coù 2 TH duøng baûn noái hoaëc khoâng duøng baûn noái  Khi chòu löïc doïc truïc, öùng suaát tieáp trong ñöôøng haøn goùc xem nhö phaàn boá ñeàu : N N N  w f w, f 0,7.hf . l w NN N  Yeâu caàu veà ñöôøng haøn:  lw 4hf  lw 40 mm Hình 2.11 Khoâng coù baûn noái Hình 2.12 Duøng baûn noái  lw 85 fhf : vôùi ñöôøng haøn goùc caïnh  Yeâu caàu khi duøng baûn noái  Khi lieân keát theùp hình vôùi theùp baûn, do löïc truïc N khoâng  Toång dieän tích tieát dieän baûn noái :  AAbn cb naèm giöõa 2 ñöôøng haøn neân löïc taùc duïng vaøo moãi ñöôøng  Chieàu roäng baûn noái < Chieàu roäng TCB haøn seõ tæ leä nghòch vôùi khoaûng caùch töø troïng taâm ñaët löïc  Chieàu daøi ÑH =  Chieàu daøi tính toaùn cuûa töøng ÑH ñeán moãi ñöôøng haøn. Neân Noäi löïc phaân phoái cho ñöôøng haøn soùng vaø meùp laáy theo baûng sau:  Choïn chieàu roäng baûn oáp chæ vöøa ñuû 29 30 Baûng phaân phoái noäi löïc cho b.2.Khi LK chòu löïc doïc, moâmen vaø löïc caét ñöôøng haøn soáng (N1) vaø ñöôøng haøn meùp (N2)  Chæ duøng ñöôøng haøn ñaàu  Chæ coù M vaø Q : khi lieân keát theùp goùc vaø theùp baûn M 2 2 N w  M  V f w, f b Caùch lieân keát Sô ñoà N1 N2 V lieân keát MV M f w, f ;  v WAw w 0,7.h . l 2 Hình 2.13 Chæ duøng ñöôøng haøn ñaàu Theùp goùc ñeàu caïnh 0,70N 0,30N A 0.7 h l ; W f w ; w f w w 6 2 N  Coù ñoàng thôøi M, Q ,N: w  M  N  V f w, f ;  N Theùp goùc khoâng a Aw 0,65N 0,35N  Chæ duøng ñöôøng haøn meùp ñeàu caïnh vaø gheùp N caïnh daøi  Phaân M thaønh caëp ngaãu löïc M M N b b N Theùp goùc khoâng 0,75N 0,25N N ñeàu caïnh vaø gheùp  f w0,7h . l w, f Hình 2.14 Chæ duøng ñöôøng haøn meùp caïnh ngaén 31 f w 32
9. CHÖÔNG 2: LIEÂN KEÁT DUØNG TRONG KCT  Duøng caû ñöôøng haøn ñaàu vaø meùp Nguyeân taéc tính : d. Öùng suaát haøn vaø bieán hình haøn  Tính KNCL cuûa ÑH ñaàu : M 1 M  Hieän töôïng t > 600 C Nk  Moâmen do ÑH meùp chòu : M = 2 Ñem thanh theùp ngaøm M - M Q 1 2 ñaàu , nung noùng > 6000C,  Tính töøng thaønh phaàn öùng suaát do töøng noäi löïc gaây ra roài coäng khi nguoäi thanh bò ngaøm vectô laïi. khoâng co laïi ñöôïc L gaây öùng suaát keùo do nhieät. 2 2 L MV 2 2  Nguyeân nhaân w  M  V f w, f WA w w baûn gheùp  Ngaøm khoâng ñeàu nhau laøm baûn bò veânh  N Nk Vuøng bò hoà quang nung noùng, khi nguoäi co laïi sinh c. Duøng LK hoãn hôïp: k öùng suaát do co goïi laø öùng suaát haøn (vì do haøn gaây ra) Tính KNCL cuûa ÑHññ,  Haøn khoâng ñuùng trình töï cuõng gaây BHH thöøa bao nhieâu NL NkN k ta cho baûn gheùp chòu 33 34 Hình 2.16 lieân keát hoån hôïp 2.3.1. Ñaëc ñieåm vaø caáu taïo bu loâng. Boá trí Bieän phaùp ñeà phoøng BHH LK buloâng:  Khi thieát keá chæ neân thieát keá vöøa ñuû ÑH, khoâng dö quaù a. Ñaëc ñieåm:  Khoâng neân thieát keá caùc ÑH giao nhau hoaëc song song quaù  Khoâng chaët baèng LK ñinh taùn. Löïc caêng ban ñaàu beù; BD gaàn nhau. tröôït lôùn. Quaù trình LK ñôn giaûn vaø coù theå thaùo raùp ñöôïc  Thi coâng : tuyeät ñoái tuaân theo trình töï haøn b. Caáu taïo bu loâng:  Taïo BD ngöôïc tröôùc khi haøn  Thaân ñoaïn theùp troøn ; coù d= 12-48 mm ; buloâng neo coù  Duøng khuoân coá ñònh khoâng cho KC bieán daïng khi haøn. d tôùi 80-100mm 500 500  Ñk trong cuûa phaàn bò ren : do 2  Chieàu daøi phaàn thaân khoâng ren < t khoaûng 2 – 3mm 3 3  Chieàu daøi phaàn ren : lo 2,5d  Chieàu daøi thaân ñinh : l = 35 – 300 mm 1  Muõ vaø eâcu (ñai oác) thöôøng coù hình luïc giaùc 3 3  Long ñen (ñeäm) : hình troøn phaân phoái aùp löïc cuûa eâcu 2 leân maët TCB 35 36
10. CHÖÔNG 2: LIEÂN KEÁT DUØNG TRONG KCT muõ bu loâng  ÖÙng duïng : Coá ñònh taïm thôøi, ñònh vò caáu kieän khi laép phaàn ren oác gheùp; Duøng cho CK chòu keùo; Khoâng duøng cho KC chòu löïc chính d d d Buloâng tinh: 1 0  Laøm töø theùp than thaáp, hôïp kim thaáp baèng caùch tieän, ñoä chính xaùc cao. Gia coâng, yeâu caàu KT chuaån xaùc veà Ñk, l 0 raêng oác, loã ñinh l  Yeâu caàu : Khoâng coù sai soá veà Ñk; Khe hôû : 0,3 – 0,5mm (ñeå LK chaët); Loã buloâng nhaün, chaát löôïng cao (loã loaïi B) Hình 2.28 Caáu taïo chung cuûa bu loâng  Duøng laøm KC chòu löïc chính nhöng ít duøng vì: Cheá taïo phöùc taïp; Laép ñaët vaøo loã kho; Löïc caêng ban ñaàu beù.  Caùc loaïi bu loâng: coù 3 loaïi Buloâng phoå thoâng: Buloâng thoâ:  Möùc ñoä chính xaùc laø trung gian giöõa 2 loaïi treân Duøng nhieàu nhaát.  Ñöôïc gia coâng sô saøi töø theùp troøn than thaáp (CT3 CT5), baèng caùch reøn, daäp  Ñöôøng kính sai soá ít , d = dtheùp troøn;  Vì gia coâng thoâ neân ñoä c.xaùc thaáp, Sai soá Ñk: 0,7–1mm  Khe hôû : 1-2mm  Coù : d = 12,14,16,18,20,22,24(ít),27,30,36  Khe hôû vôùi loã ñinh khaù lôùn : 2-3mm  BL thöôøng khoâng söû duïng cho LK caáu kieän chòu moûi,  Chòu eùp maët vaø caét khoâng toát, bò BD nhieàu khi laøm vieäc ñaëc bieät laø KC caàu chòu moûi chòu tröôït 37 38
11. CHÖÔNG 2: LIEÂN KEÁT DUØNG TRONG KCT  ĐK bu lông chịu lực không nhỏ hơn 12mm  Đối với các thép góc chịu lực chính thì đường kính bu lông sử dụng không được lơn hơn 1/4 chiều rộng của cánh được liên kết.
12. CHÖÔNG 2: LIEÂN KEÁT DUØNG TRONG KCT Moät soá qui ñònh ñoái vôùi loã bu loâng c. Boá trí lieân keát bu loâng  Để thực hiện liên kết bu lông, ta phải chế tạo các lỗ bu lông. TC  Yeâu caàu : Ñaûm baûo truyeàn löïc toát, Caáu taïo ñôn giaûn, Deã cheá 05 quy định có 4 loại lỗ bu lông là lỗ chuẩn, lỗ quá cỡ, lỗ ôvan taïo ngắn và lỗ ô van dài. Kích thước tối đa của các loại lỗ này  Qui öôùc : được quy định như trong bảng 2.1 dưới đây:  Caùc ñinh naèm treân cuøng 1 ñöôøng thaúng : ñöôøng ñinh  Caùc ñ.ñinh Ssong phöông cuûa löïc taùc duïng : daõy ñinh  Caùc ñ.ñinh  phöông cuûa löïc taùc duïng : haøng ñinh  KC 2 ñinh caïnh nhau treân ñöôøng ñinh : böôùc ñinh  Qui ñònh veà khoaûng caùch  Khoaûng caùch min: ñaûm baûo ñoä beàn cuûa baûn theùp khoâng bò khoeùt loã quaù nhieàu vaø khoâng gian toái thieåu ñeå vaën eâcu (hoaëc ñeå taùn ñinh)  Khoaûng caùch max: Ñaûm baûo oån ñònh cuûa phaàn baûn theùp giöõa 2 buloâng, Ñoä chaët cuûa LK, traùnh khoâng cho buïi, hôi, nöôùc loït vaøo trong gaây aên moøn theùp.  Vôùi lieân keát chòu löïc : neân boá trí theo khoaûng caùch min ñeå lieân keát goïn vaø ñôõ toán theùp 46 Min 2d 3d 3d 3d Max 4d 8d 8d 8d 1.5d 4d 3d 8d 3d 8d 1.5d 4d Min Max Hình 2.26a Boá trí song song Min 2d 3d 3d 3d Max 4d 8d 8d 8d 1.5d 4d 3d 8d 3d 8d 1.5d 4d Min Max Hình 2.26b Boá trí so le 47
13. CHÖÔNG 2: LIEÂN KEÁT DUØNG TRONG KCT b 150 b e2 e1 Hình 2.27 Lieân keát theùp goùc 50 Caâu 12. söï laøm vieäc cuûa LK bu loâng  Khi chòu löïc doïc truïc: sau khi sieát chaët eâcu, löïc N chöa ñuû thaéng löïc ma saùt giöõa caùc baûn theùp thì LK laøm vieäc nhö moät khoái thoáng nhaát. Khi N ñuû thaéng löïc ma saùt thì giöõa caùc baûn theùp seõ coù söï tröôït töông ñoái.  Thaân buloâng tì saùt vaøo thaønh loã, baûn theùp coù theå bò tröôït (eùp maët) eùp maët xaûy ra taïi choã tieáp xuùc giöõa thaân buloâng vaø thaønh loã, TCB coù theå bò xeù raùch. Coi maët eùp maët qua ñöôøng kính thaân buloâng.  ÖÙng suaát eùp maët thöïc teá coù daïng hình quaït. Ñeå ñôn giaûn trong tính toaùn, ta xem öùng suaát caét phaân boá ñeàu treân dieän tích eùp maët.  Ñoàng thôøi buloâng bò TCB caét ñöùt, xem raèng ÖS caét phaân boá ñeàu treân taát caû caùc maët caét, cuõng nhö treân töøng maët caét thaân buloâng.  Khi liªn kÕt bul«ng chÞu t¸c dông cña lùc däc N ®i qua träng t©m chÞu kÐo cña liªn kÕt th× lùc ph©n phèi lªn c¸c bul«ng coi nh­ ®Òu nhau  Khi P taùc duïng doïc thaân buloâng, Kieåm tra buloâng theo ñieàu kieän chòu keùo 51
14. CHÖÔNG 2: LIEÂN KEÁT DUØNG TRONG KCT  KN chòu löïc tính toaùn cuûa 1 BL Bảng 38 – HÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc b  ChÞu c¾t: [N]vb = fvbbA nv Gi¸ trÞ  §Æc ®iÓm cña liªn kÕt b 1. Liªn kÕt nhiÒu bul«ng khi tÝnh to¸n chÞu c¾t vµ Ðp mÆt:  ChÞu Ðp mÆt: [N]cb = fcb b.d.t - Đèi víi bul«ng tinh (®é chÝnh x¸c n©ng cao) 1,0 - Bul«ng th« vµ bul«ng ®é chÝnh x¸c binh th­êng, bul«ng c­êng ®é 0,9 cao kh«ng ®iÒu chØnh lùc xiÕt ®ai èc.  ChÞu kÐo: [N] = f A tb tb bn 2. Liªn kÕt cã mét hoÆc nhiÒu bul«ng, ®­îc tÝnh to¸n chÞu Ðp mÆt khi Trong ñoù: a = 1,5d vµ b = 2d, thÐp ®­îc liªn kÕt cã giíi h¹n chảy: - f 285 N/mm2 0,8  f , f , f - lÇn l­ît lµ c­êng ®é tÝnh to¸n chÞu c¾t, chÞu Ðp mÆt vµ chÞu kÐo y vb cb tb - f > 285 N/mm2 0,75 cña bul«ng; (Tra bảng) y  d - ®­êng kÝnh ngoµi cña bul«ng;  A = d2/4 - diÖn tÝch tiÕt diÖn tÝnh to¸n cña th©n bul«ng; Ghi chó: C¸c hÖ sè ®iÒu kiªn lµm viÖc ë môc 1 vµ 2 ®­îc lÊy ®ång thêi; a – khoảng c¸ch däc theo lùc, tõ mÐp cÊu kiÖn ®Õn träng t©m cña lç gÇn nhÊt;  Abn - diÖn tÝch tiÕt diÖn thùc cña th©n bul«ng, lÊy `theo b¶ng B.4, phô lôc B; b – khoảng c¸ch gi÷a träng t©m c¸c lç.  t - tæng chiÒu dµy nhá nhÊt cña c¸c b¶n thÐp cïng tr­ît vÒ mét phÝa; d – ®­êng kÝnh lç bu l«ng.  nv - sè l­îng c¸c mÆt c¾t tÝnh to¸n;  b - hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña liªn kÕt bul«ng, lÊy theo b¶ng 38 [1] 54  Boá trí buloâng theo haøng toái ña ñeå truyeàn löïc ñeàu theo chieàu Trình töï tính toaùn LK buloâng chòu löïc taùc duïng ngang caáu kieän N vuoâng goùc thaân buloâng  Kieåm tra LK :  f  Xaùc ñònh löïc taùc duïng leân LK vaø döï kieán caáu taïo LK An  An : DT thu heïp cuûa maët caét ngang cuûa baûn theùp sau khi khoeùt loã.  Choïn loaïi buloâng vaø ñ.k buloâng Khi c¸c lç xÕp th¼ng hµng th× diÖn tÝch gi¶m yÕu b»ng tæng lín nhÊt cña  Trong 1 CK neân duøng 1 loaïi Ñk diÖn tÝch c¸c lç t¹i mét tiÕt diÖn ngang bÊt kú vu«ng gãc víi chiÒu cña øng suÊt trong cÊu kiÖn. Khi c¸c lç xÕp so le th× diÖn tÝch gi¶m yÕu lÊy  Trong 1 CT neân haïn cheá soá buloâng coù ÑK khaùc nhau theo 5.1.2 [1]  Xaùc ñònh KNCL tính toaùn cuûa 1 buloâng  Kieåm tra laïi caùc ñieàu kieän caáu taïo khoaûng caùch meùp tôùi loã  Tính soá löôïng buloâng bulong ñaàu tieân vaø khoaûng caùch giöõa caùc bulong N  Khi t¸c dông cña m«men g©y tr­ît c¸c cÊu kiÖn ®­îc liªn kÕt n th× lùc ph©n phèi cho c¸c bul«ng tû lÖ víi kho¶ng c¸ch tõ N min  c träng t©m cña liªn kÕt ®Õn bul«ng kh¶o s¸t.  Bul«ng chÞu c¾t vµ kÐo ®ång thêi ®­îc kiÓm tra chÞu c¾t vµ  [N]min - gi¸ trÞ nhá nhÊt trong c¸c kh¶ n¨ng chÞu lùc cña mét bul«ng kÐo riªng biÖt.  Boá trí vaø kieåm tra LK  Bul«ng chÞu c¾t do t¸c dông ®ång thêi cña lùc däc vµ m«men  Chieàu roäng vaø c.daøi cuûa baûn gheùp laáy theo ñieàu kieän ñuû boá trí ®­îc kiÓm tra theo hîp lùc cña c¸c néi lùc thµnh phÇn. soá buloâng. Khi choïn chuù yù:  Khi c¸c cÊu kiÖn ®­îc liªn kÕt víi nhau qua cÊu kiÖn trung gian, hoÆc khi dïng b¶n nèi ë mét phÝa th× sè l­îng bul«ng  AAb g 55 ph¶i t¨ng lªn 10% so víi tÝnh to¸n. 56
15. CHÖÔNG 2: LIEÂN KEÁT DUØNG TRONG KCT Tính toaùn LK bulong chòu keùo khi chòu M Tröôøng hôïp LK chịu lực phức tạp, momen quay laøm Khi LK chòu M laøm bu loâng bu loâng caét vaø eùp maët chòu keùo. Ta xem raèng bu loâng chòu keùo (M) toaøn boä lieân keát quay quanh taâm O truøng vôùi truïc meùp theùp laøm bung lieân M keát. Khi ñoù löïc do M phaân phoái leân caùc bu loâng tæ leä r5 vôùi khoaûng caùch töø noù tôùi r3 r4 taâm quay O, bu loâng caøng r2 xa taâm quay chòu löïc caøng r1 lôùn. Löïc keùo lôùn nhaát trong o taâm quay haøng bu loâng xa nhaát : Mrmax Rmax 2 k ri  Ñk bu loâng theo ñieàu kieän chòu keùo tính theo coâng thöùc sau : Abn=Rmax/ftb;  Neáu coù theâm löïc doïc N qua troïng taâm cuûa haøng bulong thì: N Mrmax Rmax 2 nb k r i 57 Bảng 10 – C­êng ®é tÝnh to¸n chÞu c¾t vµ kÐo cña bul«ng: đ¬n vÞ tÝnh: N/mm2 CÊp ®é bÒn Ta cã c«ng thøc x¸c ®Þnh lùc c¾t trong bu l«ng xa nhÊt Ký Tr¹ng th¸i hiÖu 4.6 4.8 5.6 5.8 6.6 8.8 10.9 cã d¹ng như sau: lµm viÖc C¾t fvb 150 160 190 200 230 320 400 KÐo ftb 170 160 210 200 250 400 500 2 Bảng 11 – C­êng ®é tÝnh to¸n chÞu Ðp mÆt cña bul«ng fcb: đ¬n vÞ tÝnh: N/mm Gi¸ trÞ f Trong ®ã: cb Giíi h¹n bÒn kÐo ®øt cña thÐp cÊu Bul«ng tinh Bul«ng th« vµ th­êng  N = Sè bu l«ng ë mçi bªn mèi nèi (bu l«ng); kiÖn ®­îc liªn kÕt 340 435 395  M, V, H = M«men, lùc c¾t vµ lùc ngang thiÕt kÕ t¸c dông lªn 380 515 465 mèi nèi (N); 400 560 505 420 600 540  xi, yi = Kho¶ng c¸ch tõ ®inh thø i ®Õn trôc y, x cña hÖ trôc 440 650 585 täa ®é xoy ®Æt t¹i träng t©m cña nhãm bu l«ng ë mçi bªn mèi 450 675 605 nèi (mm); 480 745 670 500 795 710  xmax, ymax = Täa ®é cña bu l«ng xa nhÊt ®èi víi hÖ trôc x0y 520 850 760 (mm). 540 905 805
16. CHÖÔNG 2: LIEÂN KEÁT DUØNG TRONG KCT 2.4. NT taéc laøm vieäc vaø tính toaùn cuûa LK bu loâng Cñoä cao.  Xaùc ñònh löïc caêng ban ñaàu : Pb=0.7Abnfub  Öu nhöôïc ñieåm cuûa buloâng Cñoä cao so vôùi buloâng thöôøng: P n    Khaéc phuïc ñöôïc nhöôïc ñieåm cuûa bu loâng thöôøng vì chaët hôn vaø coù b f b1  KNCL cuûa 1 buloâng : N theå thay theá LK ñinh taùn khi chòu TT ñoäng.  b  b2  Thi coâng ñoøi hoûi thôï laønh ngheà vaø maùy moùc hieän ñaïi. N  Laøm baèng theùp hôïp kim hoaëc theùp C.ñoä cao, coù : fub = 1000 – 1500  Soá löôïng buloâng chòu löïc : n N/mm2, sau ñoù cho gia coâng nhieät. Caùch saûn xuaát gioáng buloâng a N  thöôøng  b c  Nguyeân taéc laøm vieäc :  Boá trí : nhö LK ñinh taùn, ôû nhöõng choã coù khoaûng caùch min = 3d  Vặn chặt e6cu baèng côø leâ ño löïc ñeå thöïc hieän sao cho trong thaân thay min=3,5d BL phaûi coù 1 löïc keùo toái thieåu; Löïc keùo naøy seõ eùp chaët caùc baûn noái trong ®ã: laïi vôùi nhau vaø laøm cho giöõa caùc baûn noái coù moät löïc ma saùt raát lôùn;  fub - c­êng ®é chÞu kÐo đứt cña bul«ng c­êng ®é cao  Neáu löïc taùc duïng < löïc ma saùt thì LK seõ laøm vieäc nhö 1 khoái thoáng nhaát ñaøn hoài vaø khoâng coù HT eùp maët hay caét thaân bu loâng.   - hÖ sè ma s¸t, lÊy theo b¶ng 39 [1];  Khi löïc taùc duïng ñuû lôùn, seõ laøm caùc taám theùp tröôït leân nhau vaø LK  b2 - hÖ sè ®é tin cËy, lÊy theo b¶ng 39 [1]; bò phaù hoaïi. Söùc khaùng choáng laïi söï tröôït cuûa baûn theùp goïi laø söùc  A - diÖn tÝch tiÕt diÖn thùc cña bul«ng, lÊy theo b¶ng B.4, phô lôc B [1] khaùng ma saùt cuûa BL CÑC. bn  b1 - hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña liªn kÕt, phô thuéc sè l­îng bul«ng chÞu lùc na  Liªn kÕt bul«ng c­êng ®é cao ®­îc tÝnh to¸n víi gi¶ thiÕt lµ néi lùc trong liªn kÕt, gi¸ trÞ cña  lÊy nh­ sau: trong liªn kÕt ®­îc truyÒn b»ng ma s¸t n¶y sinh trªn mÆt tiÕp xóc cña b1 c¸c cÊu kiÖn ®­îc nèi do lùc xiÕt bul«ng  b1 = 0,8 nÕu na < 5;  Ñeå ñaûm baûo KNCL cuûa LK buloâng cöôøng ñoä cao, caàn gia coâng maët  b1 = 0,9 nÕu 5 na < 10; caùc CK lieân keát ñeå taêng tính ma saùt  b1 = 1,0 nÕu na 10.  nf - sè l­îng mÆt ma s¸t cña liªn kÕt. 61 62  KiÓm tra bÒn c¸c b¶n thÐp ®­îc liªn kÕt theo tiÕt diÖn gi¶m yÕu bëi lç bul«ng ®­îc tiÕn hµnh khi coi nh­ mét nöa lùc ®i qua mçi bul«ng ®· ®­îc truyÒn Bảng 39 – Hệ số ma sat  vµ hÖ sè ®é tin cËy b2 b»ng lùc ma s¸t. Do ®ã diÖn tÝch cña tiÕt diÖn gi¶m yÕu ®­îc tÝnh nh­ sau: HÖ sè khi t i träng vµ ®é dung  Khi chÞu t¶i träng ®éng: b»ng diÖn tÝch thùc An ; b2 ả Ph­¬ng sai giữa ®­êng kÝnh bul«ng vµ  Khi chÞu t¶i träng tÜnh: b»ng diÖn tÝch tiÕt diÖn nguyªn A nÕu A 0,85A; HÖ sè n Ph­¬ng ph¸p lµm s¹ch mÆt ph¸p ®iÒu lç , mm  ma s¸t b»ng diÖn tÝch qui ­íc Ac = 1,18An nÕu An< 0,85A ph¼ng cña c¸c cÊu kiÖn ®­îc chØnh lùc   Khi dïng bu l«ng c­êng ®é cao, trong thiÕt kÕ ph¶i ghi râ ph­¬ng ph¸p gia liªn kÕt xiÕt bul«ng §éng vµ  = 3  6; §éng vµ  =1; c«ng bÒ mÆt c¸c b¶n thÐp TÜnh vµ  = 5  6 TÜnh vµ  =1  4 Bảng B.5 –ĐÆc tr­ng c¬ häc cña bul«ng c­êng ®é cao 1. Phun c¸t th¹ch anh hoÆc bét Theo M 0,58 1,35 1,12 kim lo¹i. Theo 0,58 1,2 1,02 Đé bÒn kÐo Đ­êng kÝnh Đé bÒn kÐo Đ­êng kÝnh 2. Phun c¸t hoÆc bét kim lo¹i 0,5 1,35 1,12 M¸c thÐp nhá nhÊt f , danh nghÜa M¸c thÐp nhá nhÊt Theo M danh nghÜa ub sau ®ã phun s¬n kÏm hoÆc 0,5 1,2 1,02 N/mm2 cña ren, mm f , N/mm2 Theo cña ren, mm ub nh«m. 3. B»ng ngän löa h¬i ®èt, kh«ng Theo M 0,42 1,35 1,12 40Cr 1100 40Cr 750 36 cã líp bảo vÖ mÆt kim lo¹i. Theo 0,42 1,2 1,02 38CrSi; 40CrVA 1350 30Cr3MoV 1100 Tõ 16 ®Õn 27 4. B»ng bµn chải s¾t, kh«ng cã Theo M 0,35 1,35 1,17 30Cr3MoV 40Cr 650 líp s¬n bảo vÖ. Theo 0,35 1,25 1,06 1350 42 30Cr2NiMoVA 30Cr3MoV 1000 5. Kh«ng gia c«ng bÒ mÆt Theo M 0,25 1,7 1,3 40Cr 950 40Cr 600 Theo 0,25 1,5 1,2 30 30Cr3MoV; 48 Ghi chó: Ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh theo M tøc lµ theo m«men xo¾n; theo tøc lµ theo gãc quay cña 1200 30Cr3MoV 900 35Cr2AV ªcu.