Giáo trình môn Kết cấu thép - Chương 2: Liên kết

Nội dung text: Giáo trình môn Kết cấu thép - Chương 2: Liên kết

1. Chæång 2: LIÃN KÃÚT A. KHAÏI NIÃÛM CHUNG: 1.Khaïi niãûm: Theïp hçnh Liãn kãút Cáúu kiãûn Liãn kãút Cäng trçnh Theïp baín Cáúu kiãûn - Liãn kãút âoïng vai troì quan troüng trong kãút cáúu theïp (khäúi læåüng thiãút kãú vaì thi cäng låïn). Tæì theïp hçnh, theïp baín thäng qua liãn kãút thç âæåüc cáúu kiãûn vaì caïc cáúu kiãûn thäng qua liãn kãút âæåüc cäng trçnh. - Caïc loaûi liãn kãút: Liãn kãút haìn, liãn kãút buläng, liãn kãút âinh taïn, liãn kãút daïn, liãn kãút chäút, trong âoï liãn kãút haìn sæí duûng räüng raîi nháút chiãúm hån 85%. 2.Âàûc âiãøm caïc loaûi liãn kãút a.Liãn kãút haìn: -Æu: * Liãn kãút haìn tiãút kiãûm âæåüc tæì 15 ÷20% troüng læåüng theïp do tiãút diãûn cáúu kiãûn khäng bë khoeït läù, cuîng do váûy maì khaí nàng chëu læûc tàng. * Liãn kãút haìn kên, liãn tuûc Æ coï thãø thæûc hiãûn våïi caïc cäng trçnh bãø chæïa. * Khaí nàng tæû âäüng hoïa cao, êt täún cäng chãú taûo. -Nhæåüc: * Khoï kiãøm tra cháút læåüng âæåìng haìn. * Chëu taíi troüng nàûng vaì taíi troüng âäüng keïm, thæåìng sinh ra æïng suáút phuû (do co ngoït khäng âãöu vç nhiãût )Æ biãún hçnh haìn, màût khaïc khi duìng nhiãût âãø noïng chaíy theïp haìn dãù laìm theïp tråí nãn doìn Æ Khàõc phuûc: Caíi thiãûn tênh cháút que haìn bàòng caïch thãm håüp kim maìu. b.Liãn kãút âinh taïn: -Æu: * Cháút læåüng liãn kãút âaím baío, dãù kiãøm tra. * Chëu âæåüc taíi troüng nàûng vaì cháún âäüng * Sæí duûng nhiãöu våïi kãút cáúu chëu taíi troüng nàûng vaì âäüng nhæ: Dáöm cáöu chaûy, dáöm cáöu âæåìng sàõt -Nhæåüc: * Täún váût liãûu. * Tiãút diãûn theïp cå baín bë giaím yãúu (khoaíng 15%) do khoeït läù. * Chãú taûo vaì thi cäng phæïc taûp. Æ Khàõc phuûc: Thay bàòng liãn kãút bu läng cæåìng âäü cao. 27
2. c.Liãn kãút bu läng: -Æu: Thi cäng âån giaín, cho pheïp thaïo làõp dãù daìng nháút laì caïc cäng trçnh taûm thåìi, làõp caïc kãút cáúu træåïc khi haìn hay taïn, làõp caïc truû thaïp cao -Nhæåüc: * Täún váût liãûu (bu läng , baín gheïp ) * Do läù tra buläng > bu läng nãn khi chëu taíi seî coï hiãûn tæåüng biãún daûng do træåüt taûi liãn kãút. Màût khaïc, do läù tra låïn nãn caïc bu läng khäng laìm viãûc âäöng bäü Æ giaím khaí nàng chëu læûc Æ Khàõc phuûc: Duìng buäng tinh chãú, bu läng cæåìng âäü cao (laìm bàòng theïp håüp kim vaì siãút chàût bàòng maïy), læûc ma saït låïn Æ khäng coï hiãûn tæåüng træåüt taûi liãn kãút. B. LIÃN KÃÚT HAÌN ξ1.KHAÏI NIÃÛM CHUNG: 1.1.Âënh nghéa: Baín cháút cuía liãn kãút haìn laì duìng váût liãûu cuìng loaûi âãø liãn kãút nhæîng cáúu kiãûn råìi raûc thaình cáúu kiãûn måïi coï khaí nàng chëu læûc nhæ cáúu kiãûn nguyãn. 1.2.Caïc phæång phaïp haìn: Trong xáy dæûng thæåìng gàûp: haìn xç, haìn âiãûn, haìn tiãúp xuïc häö quang âiãûn maì phäø biãún nháút laì phæong phaïp häö quang âiãûn. 1.Haìn tay häö quang âiãûn: -Dæåïi taïc duûng doìng âiãûn, do chãnh lãûch âiãûn thãú nãn giæîa que haìn vaì kim loaûi cáön haìn, coï ngoün læía häö quang (nhiãût âäü lãn âãún 25000C) laìm noïng chaíy que haìn vaì theïp cå baín âäöng thåìi vuìng xung quanh häö quang sinh ra tæì træåìng. Læûc âiãûn træåìng huït nhæîng gioüt kim loaûi åí que haìn vaìo raînh haìn taûo nãn âæåìng haìn khi nguäüi. Nhåì âoï coï thãø haìn ngæåüc, raînh haìn åí trãn, que haìn åí dæåïi, gioüt kim loaûi váùn bë huït råi vaìo raînh haìn . Hçnh 2.1: - Så âäö haìn tay häö quang âiãûn - Æu: * Thiãút bë goün nheû, duìng tiãûn låüi nháút âäúi våïi caïc âæåìng haìn ngàõn, cong queo hay åí nhæîng vë trê khoï haìn. - Nhæåüc: * Cæåìng âäü doìng âiãûn nhoí nãn raînh haìn khäng sáu. 28
3. * Cháút læåüng mäúi haìn keïm do häö quang khäng äøn âënh (vç khäng âaím baío khoaíng caïch giæîa que haìn vaì theïp cå baín), täúc âäü haìn khäng âãöuÆ âæåìng haìn chäù daìy, chäù moíng. * Nàng suáút tháúp. 2.Haìn tæû âäüng häö quang âiãûn: - Nguyãn ly:ï Tæång tæû haìn tay nhæng quaï trçnh haìn thæûc hiãûn tæû âäüng bàòng maïy. Træåïc khi haìn, thuäúc haìn åí daûng bäüt vuûn âæåüc raíi trãn âæåìng haìn. Que haìn âæåüc thay bàòng cuäün dáy haìn tráön ngáûp sáu vaìo thuäúc haìn âãø tiãúp xuïc våïi theïp cå baín taûo thaình häö quang âiãûn. Dáy haìn tæû âäüng nhaí vaì dëch chuyãøn theo raînh haìn våïi täúc âäü cuía maïy haìn. Thuäúc haìn sau khi haìn âæåüc huït âæa vaìo thuìng âãø raíi tiãúp. Hçnh 2.2: - Så âäö haìn tæû âä üng häö quang âiãûn - Æu : Haìn tæû âäüng khàõc phuûc âæåüc mäüt säú haûn chãú cuía haìn tay: * Baío âaím cháút læåüng âæåìng haìn: Khoaíng caïch giæîa que haìn vaì theïp cå baín âãöu âàûn. * Täúc âäü âæåìng haìn äøn âënh, mäúi haìn âãöu, khäng coï chäù daìy, chäù moíng. * Khäng bë hiãûn tæåüng non hay quaï giaì. * Haìn nhanh 40 ÷50m/h gáúp 5÷10 láön haìn tay. * Häö quang chaïy dæåïi låïp thuäúc nãn khäng gáy haûi cho sæïc khoíe thåü haìn. -Nhæåüc: Chè haìn âæåüc nhæîng âæåìng haìn thàóng hoàûc troìn. Æ Khàõc phuûc : haìn baïn tæû âäüng (maïy haìn di chuyãøn bàòng tay). 3.Haìn xç: - Nguyãn tàõc: Duìng t0 = 32000 C do âäút chaïy oxy vaì axãtylen âãø nung noïng chaíy kim loaûi haìn. - Âàûc âiãøm: Täúc âäü cháûm, nàng suáút tháúp, thæåìng duìng âãø haìn nhæîng táúm moíng, càõt theïp. 1.3.Que haìn: - Coï caïc loaûi ∋ 42, ∋ 42A, ∋50, ∋50 A * Caïc chè säú laì æïng suáút bãön cuía mäúi haìn khi keïo âæït (Vê duû: Rb= 4200 kg/cm2). * Chæî A: Coï kim loaûi maìu âãø tàng cháút læåüng, duìng cho kãút cáúu chëu taíi troüng âäüng. 29
4. - Que haìn coï 2 pháön: loîi kim loaûi vaì thuäúc haìn bao quanh. * Loîi kim loaûi láúp raînh haìn nãn coï tênh cháút cå lyï vaì thaình pháön tæång tæû theïpcå baín. * Thuäúc haìn bao quanh daìy 1 ÷ 1,5mm. Thaình pháön gäöm: Pháön taûo xè: phuí lãn màût âæåìng haìn: bäüt âaï, âãø caïch ly häö quang våïi khäng khê, traïnh cho nito vaì äxy khäng hoìa tan vaìo raînh haìn âang chaíy loíng laìm âæåìng haìn tråí nãn doìn âäöng thåìi âuí cho âæåìng haìn nguäüi tæì tæì, traïnh hiãûn tæåüng næït khi nguäüi âäüt ngäüt. Caïc cháút âãø caíi thiãûn cháút læåüng âæåìng haìn: bäüt caïc håüp kim. Caïc cháút tàng quaï trçnh ion hoïa: taûo häö quang äøn âënh vaì náng cao täúc âäü haìn. 1.4.Yãu cáöu khi haìn & phphaïp ktra cháút læåüng âæåìng haìn: 1.Yãu cáöu: - Træåïc khi haìn: * Caûo saûch gè trãn màût ràônh haìn. Khi haìn nhiãöu låïp, cáön caûo saûch xè nhæîng låïp haìn træåïc, træåïc khi haìn låïp sau. * Kiãøm tra khe håí, meïp raînh haìn âãø âaím baío quy âënh gia cäng meïp. * Choün que haìn phuì håüp. - Khi haìn: * Duìng cæåìng âäü doìng âiãûn håüp lyï âãø khäng coï âæåìng haìn non læía hay quaï læía. (Non læía, nhiãût âäü tháúp, raînh haìn khäng âuí chaíyÆ liãn kãút kim loaûi que haìn vaì theïp cå baín yãúuÆ cháút læåüng tháúp. Quïa læía, nhiãût âäü cao laìm äxy khäng khê loüt vaìo theïp taûo äxêt khi âäút chaïy C,Mn.Æ giaím âäü bãön âæåìng haìn.) * Choün trçnh tæû haìn håüp lyï âãø traïnh biãún hçnh vaì æïng suáút haìn quaï låïn. * Khoaíng caïch giæîa que haìn vaì mäúi haìn tæì 1 ÷ 2mm vaì giæî täúc âäü âãöu. * Giæî màût trãn cuía âæåìng haìn phàóng âãöu, khäng läùi loîm. 2.Kiãøm tra cháút læåüng âæåìng haìn: - Kiãøm tra trong khi haìn: Âæåìng haìn phàóng, tiãút diãûn âãöu, khäng ræït raûn. - Sau khi haìn : Duìng buïa goî, nãúu nghe âãöu thç täút. - Phæång phaïp váût lyï: Raíi bäüt kim loaûi trãn mäúi haìn räöi cho tæì træåìng âi qua, nãúu coï bäüt vuûn táûp trung coï thãø coï raûn næït. Hoàûc duìng maïy siãu ám, quang tuyãún (Cäng trçnh quan troüng nhæ bãø chæïa, äúng cao aïp ) 1.5.ÆÏng suáút haìn - Biãún hçnh haìn: 1.Hiãûn tæåüng: Xeït thanh theïp AB âæåüc ngaìm chàût bàòng 1 khung theïp bãn ngoaìi, khi nung noïng riãng thanh AB thç thanh AB giaîn ra, tàng chiãöu daìi, laìm khung bãn ngoaìi biãún daûng. Khi t0 > 6000C: thanh AB hoaï deîo, khäng chëu læûc âæåüc, khung bãn ngoaìi tråí vãö traûng 30
5. thaïi ban âáöu, khi âoï caïc tinh thãø trong thanh AB sàõp xãúp laûi. Sau âoï cho thanh AB nguäüi laûi nhiãût âäü ban âáöu, thanh theïp seî co laûi mäüt âoaûn ∆l, khung bãn ngoaìi giæî laûi nãn xuáút hiãûn æïng suáút keïo trong thanh vaì khung bãn ngoaìi bë biãún daûng. Hçnh 2.3: ÆÏng suáút haìn vaì biãún hçnh haìn - Quaï trçnh haìn cuîng coï hiãûn tæåüng nhæ váûy. Khi nguäüi, âæåìng haìn co ngoït, nhæng vuìng theïp lán cáûn âæåìng haìn coìn nguäüi taûo thaình ngaìm tæû nhiãn caín tråí sæû co ngoït cuía vuìng noïng chaíy quanh âæåìng haìn Æ tæì âoï sinh ra æïng suáút haìn (æïng suáút nhiãût, æïng suáút do co ngoït) Æ laìm tàng khaí nàng phaï hoaûi doìn (nháút laì trong traûng thaïi æïng suáút phàóng vaì æïng suáút khäúi, khoï biãún daûng deío). Màût khaïc, cuîng do aính hæåíng nhiãût âäü, cáúu kiãûn bë cong vãnh go üi laì biãún hçnh haìn Æ máút cäng sæía chæîa. 2.Biãûn phaïp khàõc phuûc: - Thiãút kãú âæåìng haìn væìa âuí yãu cáöu, traïnh caïc âæåìng haìn kên, táûp trung vaì càõt nhau caín tråí biãún daûng tæû do cuía váût liãûu khi haìn, khäng nãn duìng âæåìng haìn quaï daìy laìm tàng biãún hçnh haìn. - Trong chãú taûo vaì thi cäng: Choün qui trçnh haìn håüp lyï hoàûc chia nhoí caïc âoaûn cáön haìn. - Duìng biãún hçnh ngæåüc âãø sau khi haìn khäng xuáút hiãûn biãún hçnh (hçnh 2.4). Hçnh 2.4: - Biãún hçnh ngæåüc - Duìng biãún hçnh noïng nghéa laì duìng t0 âãø cho theïp nåí càng theo phæång ngæåüc laûi räöi måïi haìn. - Nung noïng vuìng xung quanh âæåìng haìn træåïc khi haìn (giaím båït sæû phán bäú khäng âãöu cuía t0 trong khu væûc haìn vaì giaím tháúp täúc âäü nguäüi laûi cuía kim loaûi) Æ phán bäø æïng suáút âãöu hån. - Haìn nhiãöu låïp våïi nhæîng âæåìng haìn låïn âãø t0 åí âæåìng haìn khäng quaï cao vaì åí mäüt pháön âæåìng haìn, æïng suáút triãût tiãu láùn nhau båït. - Duìng khuän cäú âënh cáúu kiãûn khi haìn. 31
6. ξ2.CAÏC LOAÛI ÂÆÅÌNG HAÌN - CÆÅÌNG ÂÄÜ Â.HAÌN: 2.1.Caïc loaûi âæåìng haìn: 1. Theo cáúu taûo: Coï 2 loaûi: a.Âæåìng haìn âäúi âáöu: Theïp cå baín cáön haìn âæåüc âàût âäúi âáöu nhau trãn mäüt màût phàóng räöi haìn laûi. Âæåìng haìn coi nhæ pháön keïo daìi cuía theïp cå baín nãn laìm viãûc nhæ theïp cå baín. Hçnh 2.5: - Haìn âäúi âáöu - Æu : * Truyãön læûc täút. * Tiãút kiãûm theïp vaì khäng täún theïp laìm baín gheïp. * ÆÏng suáút phán bäú âãöu âàûn, khäng coï sæû thay âäøi âäüt ngäüt tiãút diãûn åí âæåìng haìn nãn haûn chãú âæåüc æïng suáút táûp trung vaì æïng suáút nhiãöu chiãöu Æ chëu âæåüc taíi troüng âäüng vaì nàûng. - Nhæåüc: Våïi theïp coï bãö daìy δ > 10mm, khäng thãø haìn tæì trãn xuäúng maì phaíi gia cäng meïp âãø âæa que haìn xuäúng sáu âaím baío noïng chaíy trãn toaìn bäü bãö daìy Æ täún cäng chãú taûo . * Khi 10mm < δ < 20mm: Gia cäng meïp mäüt phêa: Chæî V, chæî Y vaì chæî U. * Khi 20mm < δ: Gia cäng meïp hai phêa: Chæî K, chæî X. Hçnh 2.6: - Gia cäng meïp raính haìn. b. Âæåìng haìn goïc: Hai cáúu kiãûn cáön haìn âæåüc âàût chäöng lãn nhau hay thàóng goïc våïi nhau. - Tuìy theo vë trê cuía âæåìng haìn so våïi phæång cuía læûc taïc duûng maì chia ra: * Âæåìng haìn goïc caûnh : Âæåìng haìn goïc song song våïi phæång cuía læûc Hçnh 2.7:- Âæåìng haìn goïc taïc duûng. * Âæåìng haìn goïc âáöu : Âæåìng haìn goïc vuäng våïi phæång cuía læûc taïc duûng. Hçnh 2.8: - Âh goïc caûnh, âh goïc âáöu 32
7. - Sæû laìm viãûc: Hæåïng cuía âæåìng læûc trong liãn kãút thay âäøi phæïc taûp, æïng suáút phán bäú khäng âãöu Æ khäng duìng âæåìng haìn quaï daìi. Âæåìng haìn goïc caûnh chëu caí æïng suáút càõt vaì uäún; âæåìng haìn goïc âáöu chëu caí æïng suáút càõt, keïo, uäún Æ Khi tênh toaïn, coi nhæ chè chëu càõt, phaï hoaûi theo mäüt trong hai tiãút diãûn quy æåïc: * Tiãút diãûn 1: Doüc theo kim loaûi âæåìng haìn. Hçnh 2.9: - Tiãút diãûn laìm * Tiãút diãûn 2: Doüc theo biãn noïng chaíy viãûc cuía âh goïc cuía theïp cå baín. Æu: * Âån giaín, khäng täún cäng gia cäng meïp. -Nhæåüc:* Täún váût liãûu. * Âæåìng sæïc âi qua âæåìng haìn bë däön eïp vaì uäún cong do âoï sinh ra æïng suáút táûp trung vaì nhiãöu chiãöu taûi âæåìng haìn nãn chè âæåüc duìng cho kãút cáúu chëu taíi troüng ténh. Âãø giaím båït æïng suáút táûp trung, khi chëu taíi troüng âäüng, ta duìng âæåìng haìn goïc sáu hay goïc thoaíi. Hçnh 2.10: - Âæåìng haìn goïc sáu vaì âæåìng haìn goïc thoaíi - Âiãöu kiãûn cáúu taûo: Theo quy phaûm * hh min = 4 mm : âãø traïnh hiãûn tæåüng haìn khäng âæåüc sáu. * hhmax = 1,5 δmin âäúi våïi kãút cáúu chëu taíi troüng ténh. hhmax = 1,2 δmin âäúi våïi kãút cáúu chëu taíi troüng âäüng. hh ≤ 25mm. (δmin : bãö daìy nhoí nháút cuía cáúu kiãûn liãn kãút ) . * lh min = 4 hh vaì lh ≥ 40mm : traïnh aính hæåíng lãûch tám gáy uäún . * lh ≤ 60.hh.; Âæåìng haìn goïc caûnh lh ≤ 85.βh. hh : traïnh æïng suáút phán bäú khäng âãöu. 2.Phán loaûi theo caïc hçnh thæïc khaïc: - Theo âiãöu kiãûn laìm viãûc: Âæåìng haìn cáúu taûo, âæåìng haìn chëu læûc, âæåìng haìn kên - Theo chiãöu daìi : Âæåìng haìn liãn tuûc, âæåìng haìn giaïn âoaûn. - Theo âiãöu kiãûn chãú taûo: Âæåìng haìn cäng xæåíng, âæåìng haìn cäng træåìng. Âæåìng haìn cäng xæåíng cháút læåüng cao hån, laìm viãûc gáön nhæ theïp cå baín. - Theo vë trê khäng gian : Âæåìng haìn nàòm, ngang, âæïng ngæåüc. 33
8. Chuï yï: Trong kháu thiãút kãú cáön quan tám âãún cäng nghãû laìm âãø traïnh nhæîng âæåìng haìn báút låüi (âæåìng haìn ngæåüc). 3.Kyï hiãûu âæåìng haìn: 2.2.Cæåìng âäü tênh toaïn âæåìng haìn: Phuû thuäüc vaìo cháút læåüng que haìn, theïp cå baín, loaûi âæåìng haìn, phæång phaïp haìn vaì phæång phaïp kiãøm tra cháút læåüng âæåìng haìn. 1. Âæåìng haìn âäúi âáöu: Phuû thuäüc váût liãûu âæåìng haìn vaì phæång phaïp kiãøm tra cháút læåüng âæåìng haìn. Khi chëu neïn: khäng aính hæåíng båíi phæång phaïp haìn cuîng nhæ phæång phaïp h kiãøm tra. Cæåìng âäü âæåìng haìn baío âaím: Rn = R. Khi chëu keïo: - Duìng phæång phaïp váût lyï âãø kiãøm tra cháút læåüng âæåìng haìn. Cæåìng h âäü âæåìng haìn baío âaím: Rk = R. - Duìng phæång phaïp thäng thæåìng, âån giaín âãø kiãøm tra cháút læåüng h âæåìng haìn. Cæåìng âäü âæåìng haìn khäng baío âaím: Rk = 0,85R. 2. Âæåìng haìn goïc: Cæåìng âäü âæåìng haìn goïc caûnh vaì goïc âáöu laì nhæ nhau. Do âæåìng haìn goïc coï thãø bë phaï hoaûi theo 2 tiãút diãûn khaïc nhau âi qua hai miãön theïp coï âäü bãön khaïc nhau nãn coï hai cæåìng âäü tênh toaïn chëu càõt (quy æåïc) nhæ nhau. Tæång æïng våïi tiãút diãûn 1-1 (hçnh 2.9) coï cæåìng âäü tênh toaïn chëu càõt cuía theïp h âæåìng haìn: Rg (phuû thuäüc vaìo váût liãûu que haìn); Tæång æïng våïi tiãút diãûn 2-2 (hçnh 2.9) coï cæåìng âäü tênh toaïn cuía theïp cå baín trãn t biãn noïng chaíy: Rg = 0,45.Rtcb (Rtcb: cæåìng âäü tæïc thåìi tiãu chuáøn cuía theïp cå baín). h t Nãn choün que haìn sao cho Rg ≈ Rg . 34
9. ξ3.PH.PHAÏP TÊNH TOAÏN CAÏC LOAÛI ÂÆÅÌNG HAÌN: 3.1.Âæåìng haìn chëu læûc doüc truûc: 1.Âæåìng haìn âäúi âáöu thàóng goïc våïi phæång læûc: Hçnh 2.11: - Âæåìng haìn âäúi âáöu thàóng goïc våïi phæång chëu læûc - Âæåìng haìn âäúi âáöu laìm viãûc gáön giäúng theïp cå baín nhæng khaí nàng chëu læûc khi chëu keïo keïm hån chëu neïn. - Âiãöu kiãûn bãön : ÆÏng suáút trong âæåìng haìn phaíi thoía: N N h * Chëu keïo: σk = = ≤ γ. R k (2.1) Fh lh .δ h N N h * Chëu neïn: σn = = ≤ γ. R n (2.2) Fh lh .δ h Trong âoï: γ : Hãû säú âiãöu kiãûn laìm viãûc (γ = 1) N : Näüi læûc keïo hoàûc neïn taïc duûng lãn liãn kãút. δh= δmin: Chiãöu daìy tênh toaïn âæåìng haìn bàòng chiãöu daìy nhoí nháút cuía caïc cáúu kiãûn. lh = b - 2δ : Chiãöu daìi tênh toaïn âæåìng haìn. h h Rn , Rk : Cæåìng âäü tênh toaïn cuía mäúi haìn âäúi âáöu chëu neïn, keïo. Chuï yï: ÅÍ âáöu âæåìng haìn do cháút læåüng keïm (bë chaïy) nãn mäùi âáöu âæåìng haìn phaíi træì mäüt âoaûn δ Æ lh= b - 2δ Æ Âãø traïnh hiãûn tæåüng trãn coï thãø âæa thãm 2 táúm âãûm vaìo 2 âáöu, sau khi haìn thç càõt noï ra: lh = b. 2.Âæåìng haìn âäúi âáöu xiãn goïc våïi phæång læûc: Hçnh 2.12: - Âæåìng haìn âäúi âáöu xiãn goïc våïi phæång chëu læûc 35
10. Duìng âæåìng haìn xiãn goïc âãø tàng chiãöu daìi âæåìng haìn khi âæåìng haìn thàóng goïc khäng âuí chëu læûc. - Âiãöu kiãûn bãön : N N h * Chëu keïo: σk = . sin α = .sin α ≤ γ. R k (2.3) Fh lh .δ h N N h * Chëu neïn: σn = . sin α = .sin α ≤ γ. R n (2.4) Fh lh .δ h N N h * Chëu càõt: τc = . cos α = .cos α ≤ γ. R c (2.5) Fh lh .δ h Trong âoï: γ = 1 b l = − 2δ (α: Goïc giæîa phæång cuía læûc doüc va ì mäúi haìn) h sinα δh = δmin Khi: tg α = 2 Æ cæåìng âäü âæåìng haìn gáúp âäi nãn khäng cáön kiãøm tra. 3.Âæåìng haìn goïc: - Âæåìng haìn goïc caûnh vaì goïc âáöu tênh nhæ nhau. Phaï hoaûi chuí yãúu laì do càõt trãn hai tiãút diãûn quy æåïc 1 vaì 2. - Âiãöu kiãûn bãön: N * Tiãút diãûn 1: ≤ γ. Rgh (2.6) β h ⋅hh ⋅∑lh N * Tiãút diãûn 2 : ≤ γ. R (2.7) β ⋅h ⋅ l gt t h ∑ h Hçnh 2.9: - tiãút diãûn laìm βh , βt: Hãû säú chiãöu sáu noïng chaíy æïng våïi tiãút diãûn 1 viãûc cuía âæåìng haìn goïc vaì 2 Haìn tay :βh = 0,7; βt =1 Æ thæåìng bë phaï hoaûi theo tiãút diãûn 1 ∑lh: Täøng chiãöu daìi âæåìng haìn goïc. h t Rg ,Rg : Cæåìng âäü tênh toaïn chëu càõt quy æåïc cuía theïp âæåìng haìn vaì theïp cå baín. Khi thiãút kãú, nãúu choün træåïc hh dæûa vaìo chiãöu daìy δmin N Æ l = (2.8 ) ∑ h γ . β.R .h ()g min h 3.2.Âæåìng haìn chëu mämen M: 1.Âæåìng haìn âäúi âáöu: Âiãöu kiãûn bãön: M 6.M h σh = = 2 ≤ γ. R k (2.9) Wh δ h .lh Wh: Mämen chäúng uäún cuía 2 δ h .lh âæåìng haìn: Wh= 6 Hçnh 2.13: - Âæåìng haìn âäúi âáöu chëu M 36
11. 2.Âæåìng haìn goïc caûnh: Mämen gáy ra càûp ngáùu læûc: M N = . M h Âiãöu kiãûn bãön : N τ = M ≤ γ .R h (2.10) 1M g β h .hh .∑ lh Hçnh 2.14: - Âh goïc caûnh chëu M N M t τ2M= ≤ γ .Rg (2.11) β t .hh .∑ lh 3. Âæåìng haìn goïc âáöu: ÆÏng suáút trãn âæåìng haìn laì æïng suáút tiãúp phán bäú dæåïi daûng æïng suáút phaïp do mämen taïc duûng. Âiãöu kiãûn bãön : M h τ1M= ≤ γ .Rg (2.12) W h g Hçnh 2.15: - Âh goïc âáöu chëu M M t τ2M= t ≤ γ .Rg (2.13) Wg ()β .h .l 2 Wh: Mämen chäúng uäún cuía âæåìng haìn trãn tiãút diãûn 1: W h = h h h g g 6 2 t t ()β t .hh .lh Wg : Mämen chäúng uäún cuía theïp cå baín trãn tiãút diãûn 2: Wg = 6 3.3.Âæåìng haìn chëu mämen M, læûc càõt Q vaì læûc doüc N: - Nguyãn tàõc: Tênh æïng suáút cho mäùi loaûi näüi læûc räöi duìng nguyãn lyï cäüng taïc duûng âãø kiãøm tra bãön. 1.Âæåìng haìn âäúi âáöu: Q N σN = Fh M σ = M W Q h Q Hçnh 2.16: - Âh âäúi âáöu chëu M,N,Q τQ = Fh 2 2 h Æ σtâ = (σ N +σ M )+ 3.τ Q ≤ 1,15. γ .R k (2.14) Våïi: Fh = δh.lh 2 Wh = δh.l h/6 37
12. 3.Âæåìng haìn goïc âáöu: M τM = Wh Q τ = Q F h τ = τ 2 + τ 2 ≤ γ .R h Hçnh 2.17:- Âh goïc âáöu chëu M, Q Æ tâ M Q g (2.15) ξ4.PHÆÅNG PHAÏP TÊNH TOAÏN LIÃN KÃÚT HAÌN: 4.1. Liãn kãút âäúi âáöu: - Duìng âæåìng haìn âäúi âáöu (thàóng goïc hay xiãn goïc) - Duìng âãø näúi caïc theïp baín + theïp baín. - Caïc bæåïc tênh (khi chëu læûc doüc truûc N ) * Kiãøm tra theïp cå baín: N N h σcb = = ≤ γ . R k,n (2.16) Fcb δ.b * Choün âæåìng haìn: δh = δ; lh = b - 2δ * Kiãøm tra âæåìng haìn: N h σh = ≤ γ . R k,n (2.17) δ h .lh Nãúu khäng thoía thç duìng âæåìng haìn âäúi âáöu xiãn goïc hay âæåìng haìn häùn håüp. Khi theïp cå baín coï bãö räüng khaïc nhau phaíi càõt vaït âãø haûn chãú æïng suáút táûp trung. Hçnh 2.18:-Liãn kãút âäúi âáöu 4.2. Liãn kãút chäöng duìng âæåìng haìn goïc: - Duìng âãø näúi theïp baín + theïp baín; theïp baín + theïp hçnh. 1.Näúi theïp baín våïi theïp baín: - Âæåìng haìn goïc âáöu: Coï chiãöu räüng theïp baín b Æ Σlh = 2(b - 1) Æ hh Hçnh 2.19: - Lk chäöng duìng âh goïc âáöu 38
13. - Âæåìng haìn goïc caûnh: Choün: hh = δmin Æ Σlh Hçnh 2.20: Lk chäöng duìng âh goïc caûnh 2.Näúi theïp hçnh våïi theïp baín: - Khi liãn kãút theïp goïc våïi theïp baín, âæåìng haìn goïc åí säúng theïp goïc chëu læûc nhiãöu hån âæåìng haìn goïc åí meïp. Goüi k laì hãû säú phán phäúi læûc cho âæåìng haìn säúng e '' k = e ' + e '' Hãû säú k phuû thuäüc theïp goïc âãöu hay Hçnh 2.21: -Lk näúi theïp hçnh + baín khäng âãöu caûnh. Hçnh 2.22: Hãû säú phán phäúi læûc cho âæåìng haìn säúng k Choün træåïc chiãöu cao âæåìng haìn âæåìng haìn säúng: ’ h h ≤ 1,2δmin Æ Chiãöu daìi âæåìng haìn säúng: k.N l ' = +1 (2.18) h γ.h' . β.R h ()g min Choün træåïc chiãöu cao âæåìng haìn âæåìng haìn meïp: ’’ h h = δg - (1÷2)mm Æ Chiãöu daìi âæåìng haìn meïp: k.N l '' = +1 (2.19) h γ.h'' . β.R h ()g min 4.3. Liãn kãút duìng baín gheïp: Duìng âãø näúi theïp baín + theïp baín; theïp hçnh + theïp hçnh. 39
14. 1. Näúi theïp baín våïi theïp baín: Coï caïc caïch: Hçnh 2.23: -Lk âäúi âáöu duìng âh goïc âáöu Hçnh 2.24: -Lk âäúi âáöu duìng âh goïc caûnh Hçnh 2.25: -Lk âäúi âáöu duìng âh voìng 50 mm khäng haìn: Âãø traïnh æïng suáút haìn. 10 mm: Traïnh chãú taûo khäng chênh xaïc. Baín gheïp vaït goïc âãø traïnh æïng suáút táûp trung. - Caïc bæåïc tênh toaïn: N * Kiãøm tra theïp cå baín: σ = ≤ R (2.20) Fcb * Choün baín gheïp: Âæåìng haìn goïc âáöu : choün bãö räüng baín gheïp bbg = b. Âæåìng haìn goïc caûnh: choün bãö räüng baín gheïp bbg = b -(20 ÷30)mm (âuí bäú trê âæåìng haìn). Æ Choün bãö daìy baín gheïp δbg theo âiãöu kiãûn: ΣFbg ≥ Fcb (2.21) * Tênh âæåìng haìn: Âæåìng haìn 1 næía baín gheïp chëu toaìn bäü læûc N. Âæåìng haìn goïc âáöu: Coï Σlh Æ Chiãöu cao âæåìng haìn hh Âæåìng haìn goïc caûnh, âæåìng haìn voìng: Choün chiãöu cao âæåìng haìn hh ≤ δbg. Æ Tênh chiãöu daìi âæåìng haìn Σlh . Æ Chiãöu daìi baín gheïp Lbg. - Chuï yï: Coï thãø duìng 1 hay 2 baín gheïp. Loaûi 1 baín gheïp coï hiãûn tæåüng lãûch tám nãn êt duìng 40
15. 2. Näúi theïp hçnh våïi theïp hçnh: Hçnh 2.26: -Lk theïp hçnh vaì theïp hçnh duìng baín gheïp hoàûc theïp goïc. 4.4. Liãn kãút häùn håüp: Khi âæåìng haìn âäúi âáöu thàóng goïc khäng âuí khaí nàng chëu læûc, gia cæåìng thãm baín gheïp liãn kãút våïi theïp cå baín bàòng âæåìng haìn goïc Æ Liãn kãút häùn håüp . Hçnh 2.27: Liãn kãút häùn håüp - Æu : Tàng khaí nàng chëu læûc. - Nhæåüc: ÆÏng suáút táûp trung låïn, täún cäng chãú taûo (sau khi haìn âäúi âáöu phaíi gia cäng nguäüi laìm phàóng màût räöi måïi haìn caïc baín gheïp) Æ chè duìng khi tháût cáön thiãút. - ÆÏng suáút trong âæåìng haìn âäúi âáöu vaì trong baín gheïp bàòng nhau: N N h σ = = ≤ Rk (2.22) Fcb + ∑ Fbg Fh + ∑ Fbg Fh : Diãûn têch âæåìng haìn âäúi âáöu = Fcb : Diãûn têch theïp cå baín. Täøng diãûn têch baín gheïp: N ∑ Fbg= h - Fh (2.23) Rk Choün bãö räüng baín gheïp bbg = b -(20 ÷30)mm (âuí bäú trê âæåìng haìn). Æ Tênh chiãöu daìy baín gheïp: δbg. - Læûc truyãön qua baín gheïp: Nbg= σh. Fbg - Choün chiãöu cao âæåìng haìn hh ≤ δbg. - Täøng chiãöu daìi cáön thiãút cuía âæåìng haìn goïc âãø liãn kãút mäüt baín gheïp åí mäüt phêa liãn kãút: N bg Σl = (2.24) h γ .h . β.R h (g )min 41
16. C. LIÃN KÃÚT ÂINH TAÏN ξ1. KHAÏI NIÃÛM CHUNG: 1.1.Khaïi niãûm: 1.Âinh taïn: Laìì âoaûn theïp troìn mäüt âáöu taûo muî sàôn, mäüt âáöu taïn thaình muî sau khi tra âinh vaìo liãn kãút. Chãú taûo: Duìng theïp càõt thaình tæìng âoaûn räöi duìng phæång phaïp dáûp hay reìn âãø chãú taûo muî âinh. 2.Cáúu taûo âinh: - Chiãöu daìi cuía âinh: Gäöm 2 pháön: Hçnh 2.28: Liãn kãút âinh taïn * Pháön láúp âáöy läù âinh sau khi taïn xong. * Pháön taûo muî. lâ = 1,12.∑δ +1,4.d (mm) (2.25) - Âæåìng kênh lä:ù d = d0 + ( 1÷1,5) (mm) (2.26) Våïi: do: Âæåìng kênh âinh. do 12 14 16 18 20 22 24 27 30 d 13 15 17 19 21 23 25 28,5 31,5 (Kãút cáúu nheû) (Kãút cáúu væìa) (Kãút cáúu nàûng) Âæåìng kênh liãn kãút âinh taïn laì âæåìng kênh läù goüi laìì âæåìng kênh tênh toaïn. Khi tênh toaïn cho pheïp láúy d=dläù - Váût liãûu laìm âinh: Phaíi coï tênh cháút cå lyï tæång âæång theïp cå baín nhæng deío hån. Thæåìng duìng laì theïp CT3â (tênh cháút cå lyï giäúng theïp CT3 nhæng deío hån). 3.Caïc loaûi âinh taïn: Âinh taïn gäöm caïc loaûi: Hçnh 2.29:Caïc loai âinh taïn - Âinh âáöu baïn cáöu: Duìng phäø biãún nháút - Âinh âáöu chçm: Duìng cho nhæîng kãút cáúu yãu cáöu phàóng màût (caïnh trãn cuía dáöm cáöu chaûy). - Âinh âáöu næía chçm: Duìng khi khäng gian phêa âáöu âinh bë haûn chãú . 42
17. - Âinh âáöu cao: Duìng khi täøng bãö daìy caïc baín theïp Σδ > 5d âãø traïnh bë sæït muî âinh . 1.2.Caïc phæång phaïp taûo läù: Coï 3 phæång phaïp 1.Phæång phaïp âäüt: Kyï hiãûu loaûi C - Æu: Nhanh, giaï thaình haû. - Nhæåüc: Chè âäüt âæåüc theïp baín coï chiãöu daìy δ ≤ 25 mm vaì âæåìng kênh låïn nháút 26,5mm. Âäüt tæìng táúm gheïp laûi nãn thiãúu chênh xaïc. Thaình läù khäng nhàôn, xung quanh vuìng läù tæì 2 ÷3mm coï hiãûn tæåüng cæïng nguäüi theïp doìn Æ khaí nàng chëu taíi troüng âäüng vaì chëu æïng suáút Hçnh 2.30: phæång phaïp âäüt táûp trung keïm. 2.Phæång phaïp khoan: Kyï hiãûu läù loaûi C - Æu: * Mæïc âäü chênh xaïc cuía liãn kãút cao hån. * Khàõc phuûc nhæåüc âiãøm coï hiãûn tæåüng cæïng nguäüi xung quanh thaình läù. * Duìng cho moüi bãö daìy vaì moüi âæåìng kênh våïi nhiãöu loaûi theïp khaïc nhau. - Nhæåüc: Nàng suáút tháúp (cháûm hån âäüt khoaíng 4 ÷5 láön). 3.Phæång phaïp âäüt räöi khoan: Kyï hiãûu läù loaûi B - Âäüt läù nhoí hån, âæåìng kênh thiãút kãú tæì 2÷3mm, sau âoï âënh vë caïc baín theïp räöi khoan theo âæåìng kênh yãu cáöu. Phæång phaïp naìy haûn chãú nhæåüc âiãøm vaì giæî âæåüc æu âiãøm cuía 2 phæång phaïp trãn nãn thæûc tãú thæåìng sæí duûng. 1.3.Kyî thuáût taïn âinh: Coï 2 caïch: Taïn noïng vaì taïn nguäüi 1.Taïn noïng: - Nung âinh âãún nhiãût âäü t0 = 7000 ÷8000C, láúy âinh ra vaì âàût vaìo läù, tç chàût âáöu coï muî sàôn, räöi duìng buïa taïn âáöu kia. Khi taïn thç thán âinh phçnh ra láúp kên läù. Khi nguäüi thán âinh co laûi taûo khe håî tæì 0,05 ÷ 0,2mm (khe caìng nhoí liãn kãút caìng chàût). Chiãöu daìi âinh cuîng co laûi nhæng do bë caïc baín theïp giæî nãn thán âinh chëu keïo (æïng suáút taûi thán âinh âaût âãún 1200 ÷ 1500kg/cm2) coìn caïc baín theïp bë xiãút chàût laìm tàng læûc ma saït giæîa caïc màût liãn kãút Æ sæû truyãön læûc giæîa caïc táúm theïp âãöu. - Màût khaïc, âinh taïn bë nung noïng vaì nguäüi cháûm nãn deío, liãn kãút coï âäü dai låïn. Nhåì tênh chàût vaì tênh dai cuía liãn kãút nãn coï khaí nàng chëu taíi troüng âäüng vaì taíi troüng nàûng. 43
18. 2.Taïn nguäüi: Chè duìng khi âæåìng kênh nhoí, duìng åí xæåíng cå khê coï buïa maïy låïn. Âãø âinh khäng bë cong khi taïn, täøng bãö daìy liãn kãút Σδ ≤ 5d. Thán âinh vaì läù khêt våïi nhau nhæng æïng suáút ban âáöu nhoí tæì 200 ÷ 600 kg/cm2. ξ2.CÁÚU TAÛO LIÃN KÃÚT ÂINH TAÏN: 2.1.Caïc hçnh thæïc liãn kãút âinh taïn: 1.Näúi theïp baín: - Liãn kãút chäöng: Âån giaín nhæng trong liãn kãút coï hiãûn tæåüng lãûch tám nãn chè duìng trong træåìng håüp coï taíi troüng nhoí. - Liãn kãút âäúi âáöu 01 baín gheïp: Âån giaín, âæåüc duìng khi khäng gian bë haûn chãú. Cuîng coï hiãûn tæåüng lãûch tám nãn chè duìng khi taíi troüng khäng låïn. - Liãn kãút âäúi âáöu 02 baín gheïp: Truyãön læûc âãöu âàûn, chëu læûc täút. Hçnh 2.31: Liãn kãút chäöng Hçnh 2.32: Liãn kãút däúi âáöu duìng baín gheïp - Chuï yï: Khi näúi 02 theïp cå baín khäng cuìng bãö daìy thç phaíi âãûm thãm theïp baín âãø cuìng bãö daìy, baín âãûm naìy keïo daìi ra khoíi baín gheïp âãø âuí taïn 1 haìng âinh liãn kãút baín âãûm våïi theïp cå baín . - Yãu cáöu: * Âiãöu kiãûn diãûn têch cuía baín gheïp: ∑ Fbg ≥ Fcb (2.27) * Bäú trê âinh phaíi thuáûn tiãûn cho chãú taûo vaì thi cäng, Âãø âinh chëu læûc täút, tám thán âinh phaíi truìng våïi tám muî âinh. Nãn choün mäüt loaûi âinh âãø traïnh phæïc taûp vaì nháöm láùn. * Våïi liãn kãút coï hiãûn tæåüng lãûch tám (liãn kãút chäöng, liãn kãút 01 baín gheïp) Æ phaíi tàng thãm 10% säú læåüng âinh cáön thiãút. 44
19. 2.Näúi theïp hçnh: Thæåìng duìng liãn kãút âäúi âáöu coï baín gheïp hoàûc theïp goïc gheïp laì theïp cuìng säú hiãûu, goüt boí båït säúng goïc. Hçnh 2.33: Näúi theïp hçnh 2.2.Bäú trê âinh: 1.Khaïi niãûm: * Âæåìng âinh: Caïc âinh nàòm trãn mäüt âæåìng thàóng trong liãn kãút. * Daîy âinh : Âæåìng âinh song song våïi phæång læûc taïc duûng. * Haìng âinh: Âæåìng âinh vuäng goïc våïi phæång læûc taïc duûng * Khoaíng caïch min: Khoaíng caïch täúi thiãøu giæîa caïc âinh trong liãn kãút âaím baío âiãöu kiãûn thi cäng vaì âiãöu kiãûn eïp màût cho caïc baín theïp. Thæåìng duìng cho khoaíng caïch giæîa 2 haìng âinh âãø liãn kãút goün, êt täún theïp. * Khoaíng caïch max: Khoaíng caïch täúi âa giæîa caïc âinh trong liãn kãút âaím baío âãø caïc baín theïp cuìng laìm viãûc âæåüc våïi nhau. Thæåìng duìng bäú trê cho caïc liãn kãút khäng chëu læûc vaì khoaíng caïch cuía caïc daîy âinh. 2.Bäú trê âinh - Bäú trê âinh trãn theïp baín vaì trãn theïp hçnh phaíi âaím baío âiãöu kiãûn vãö chëu læûc vaì thuáûn tiãûn chãú taûo. Coï 02 caïch bäú trê âinh: * Bäú trê song song : Âån giaín nãn duìng nhiãöu. * Bäú trê so le: Phæïc taûp, nhæng tiãút kiãûm baín gheïp. Hçnh 2.34: Bäú trê âinh song song Hçnh 2.35: Bäú trê âinh song song 45
20. - Yãu cáöu: * Khoaíng caïch giæîa haìng âinh ngoaìi cuìng âãún meïp biãn vuäng goïc våïi phæång chëu læûc: min 2d; max (4d; 8δ ) * Khoaíng caïch giæîa daîy âinh ngoaìi cuìng âãún meïp biãn song song våïi phæång chëu læûc: min 1,5d; max (4d; 8δ ) * Khoaíng caïch giæîa caïc âinh trong liãn kãút: min 3d; max (8d; 12δ ) Våïi: δ: bãö daìy moíng nháút trong caïc baín theïp liãn kãút. * Khi thiãút kãú caïc khoaíng caïch, bæåïc âinh nãn laìm troìn 5mm mäüt âãø dãù gia cäng. * Bäú trê âinh trãn theïp goïc thç tuìy kêch thæåïc bãö räüng b cuía caïnh theïp goïc âãø bäú trê mäüt hoàûc hai haìng âinh so le hay song song. b 150mm : Bäú trê 2 haìng song song * Theïp chæî I vaì U: Caïch bäú trê âinh cuîng âæåüc qui âënh nhæ âäúi våïi theïp goïc. ξ3.TÊNH TOAÏN LIÃN KÃÚT ÂINH TAÏN 3.1.Sæû laìm viãûc cuía liãn kãút âinh taïn Trong baín thán âinh taïn khi khäng coï læûc taïc duûng cuîng âaî coï æïng suáút træåïc trong thán âinh Nct do quaï trçnh taïn âinh. Khi chëu læûc, liãn kãút laìm viãûc qua 3 giai âoaûn: - Giai âoaûn 1: (Giai âoaûn âaìn häöi) Khi coï ngoaûi læûc N taïc duûng seî xuáút hiãûn læûc ma saït Nms giæîa caïc baín theïp do coï læûc càng træåïc Nct. Hçnh 2.36: Sæû laìm viãûc cuía liãn kãút âinh taïn Khi N ≤ Nms= f. Nct (f: Hãû säú ma saït phuû thuäüc bãö màût tiãúp xuïc giæîa giæîa caïc baín theïp) Æ læûc truyãön tæì baín theïp naìy sang baín theïp kia nhåì ma saït. ÅÍ mäùi baín theïp, æïng suáút taûi âáöu A låïn nháút räöi giaím dáön, âãún âáöu B seî triãût tiãu (1) Æ Âinh chæa chëu taïc duûng ngoaûi læûc N. - Giai âoaûn 2: Khi N ≤ Nms= f. Nct, thán âinh chëu taïc duûng ngoaûi læûc N bë eïp chàût vaìo thaình läù. Thán âinh chëu æïng suáút eïp màût hoàûc chëu læûc càõt giæîa hai táúm. Coï hiãûn tæåüng træåüt giæîa caïc baín theïp vaì æïng suáút trong caïc thán âinh phán bäú khäng âãöu. Caïc âinh ngoaìi cuìng chëu læûc låïn hån âinh åí giæîa (2) - Giai âoaûn 3: (Giai âoaûn deîo). ÆÏïng suáút trong caïc thán âinh phán bäú âãöu (3) 46
21. - Giai âoaûn 4: (Giai âoaûn phaï hoaûi) Âinh bë phaï hoaûi do bë eïp màût hay bë càõt khi æïng suáút âaût cæåìng âäü chëu càõt hoàûc cæåìng âäü chëu eïp màût cuía âinh. 3.2.Khaí nàng chëu læûc cuía âinh taïn: 1.Khaí nàng chëu càõt: Âãún traûng thaïi giåïi haûn, nãúu thán âinh mãöm hån theïp cå baín Æ âinh coï thãø bë phaï hoaûi do càõt hay bë uäún. Caïc hiãûn tæåüng trãn goüi laì hiãûn tæåüng càõt cuía âinh. Hçnh 2.37: Khaí nàng chëu càõt cuía âinh taïn Âãún traûng thaïi giåïi haûn æïng suáút càõt trong caïc âinh vaì trong tæìng màût càõt nhæ nhau, nãn khaí nàng chëu càõt cuía 1 âinh: π 2 [N ]â = n . .Râ (2.28) c c 4 c nc: Säú màût càõt trãn mäüt thán âinh â R c: Cæåìng âäü chëu càõt cuía âinh (phuû thuäüc theïp cå baín, váût liãûu âinh, phæång phaïp taûo läù). d: Âæåìng kênh âinh sau khi taïn. 2.Khaí nàng chëu eïp màût: Dæåïi taïc duûng cuía læûc vuäng goïc våïi thán âinh, thán âinh seî bë eïp saït thaình läù. ÆÏng suáút eïp màût σem phán bäú khäng âãöu trãn thán âinh, âãún â TTGH seî âaût cæåìng âäü chëu eïp màût cuía âinh R em. Khaí nàng chëu eïp màût cuía mäüt âinh : â â [N ] em = d. ∑δ .R em (2.29) ∑δ : Täøng bãö daìy nhoí nháút cuía theïp cå baín cuìng chëu keïo vãö mäüt phêa. Hçnh 2.38: Khaí nàng chëu eïp màût â cuía âinh taïn R em: Cæåìng âäü tênh toaïn chëu eïp màût cuía âinh (phuû thuäüc âäü nhàôn thaình läù, phæång phaïp taïn âinh vaì tênh cháút cå hoüc cuía theïp cå baín) 47
22. 3.3.Tênh toaïn liãn kãút âinh taïn: 1.Trçnh tæû tênh toaïn: * Xaïc âënh læûc taïc duûng lãn liãn kãút. Dæû kiãún cáúu taûo liãn kãút. * Xaïc âënh khaí nàng chëu læûc cuía 1 âinh. * Tênh säú læåüng âinh cáön thiãút vaì bäú trê. * Kiãøm tra liãn kãút. 2.Tênh liãn kãút âinh taïn chëu læûc doüc truûc: a. Xaïc âënh læûc taïc duûng lãn liãn kãút: - Âäúi våïi kãút cáúu væìa vaì nheû: Tênh liãn kãút theo näüi læûc do taíi troüng ngoaìi gáy ra. - Âäúi våïi kãút cáúu nàûng: Tênh lk theo diãûn têch (theo khaí nàng chëu læûc cuía kãút cáúu) Näüi læûc tênh toaïn : N = Fth .R= 0,85.F.R ( 2.30) R: Cæåìng âäü chëu læûc cuía theïp cå baín. Fth: Diãûn têch tiãút diãûn thu heûp: Diãûn têch theïp cå baín sau khi træì läù âinh. F: Tiãút diãûn nguyãn. Âiãöu kiãûn: Khaí nàng cl cuía liãn kãút ≥ khaí nàng cl cuía theïp cå baín b.Xaïc âënh khaí nàng chëu læûc cuía 1 âinh: ÅÍ TTGH, âinh seî bë phaï hoaûi theo khaí nàng chëu læûc nhoí nháút: â â â [N ] min = min ([N ] c, [N ] em) â â [N ] c, [N ] em xaïc âënh theo (2.28) vaì (2.29). Âäúi våïi theïp CT3: â â * Khi Σδ 0,65 d Æ [N ] c > [N ] em Æ Âinh bë phaï hoaûi do càõt. π.d 2 d.π R â d.π 1800 â â Æ c Chæïng minh: d .Σδ. R em = . R c Σδ = . â = . = 0,65 d 4 4 Rem 4 4200 c.Tênh säú læåüng âinh: Goüi N laì læûc taïc duûng lãn liãn kãút thç säú læåüng âinh cáön coï trong liãn kãút: N ≥ n â (2.31 ) [N]min Æ Choün säú læåüng âinh nguyãn, phuì håüp hçnh thæïc liãn kãút. d.Kiãøm tra theïp cå baín: N σ = ≤ R (2.32 ) Fth Fth : Diãûn têch tiãút diãûn thu heûp cuía theïp cå baín. - Bäú trê song song: Fth = Fng - Flä ù = δ . b - n1. δ. D Hçnh 2.39: Diãûn têch tiãút diãûn thu heûp = δ. (b - n1.d ) (2.33 ) n1: Säú âinh åí haìng âáöu tiãn. 48
23. - Bäú trê so le: Ngoaìi viãûc kiãøm tra cho haìng âinh âáöu coìn phaíi kiãøm tra tiãút diãûn thu heûp theo màût càõt chæî chi. 2 2 Fth = δ .[2.e1 + (n2 -1) a + e - n2.d ] (2.34) n2: Säú âinh âi qua âæåìng chæî chi. e e1 a Hçnh 2.40: Màût càõt chæî chi. - Âiãöu kiãûn: Sau khi bäú trê âinh Fth > 0,7 Fng 3.Mäüt säú daûng chëu læûc khaïc cuía âinh taïn: a.Liãn kãút âinh taïn chëu keïo: - Khi ngoaûi læûc coï phæång song song våïi thán âinh taïc duûng lãn liãn kãút laìm taïch råìi caïc phán täú cuía liãn kãút laìm taïch råìi caïc phán täú cuía liãn kãút gáy cho âinh taïn chëu keïo. Khaí nàng chëu keïo cuía 1 âinh taïn: π.d 2 Hçnh 2.41: Liãn kãút âinh [N ]â = . Râ (2.35) k 4 k taïn chëu keïo â Rk: Cæåìng âäü tinh toaïn chëu keïo cuía âinh. b.Liãn kãút âinh taïn chëu M, Q: M.emax *Chëu M: N = (2.36) max m. e 2 ∑ i Q *Chëu Q: T = (2.37) n *Cäng thæïc kiãøm tra: 2 2 â N max + T ≤ [N ]min (2.38) n: Säú âinh trãn liãn kãút m: Säú âinh trãn 1 daîy ngoaìi cuìng. Chæïng minh: Coi M cán bàòng våïi caïc càûp ngáùu læûc taïc duûng lãn nhæîng daîy âinh âäúi xæïng qua truûc liãn kãút : M=Σ Ni.ei = N1.e1 + N2.e2+ +Ni.ei+ N N N N Coï: 1 2 i Æ 1 = = = = N i = .ei e1 e 2 e i e1 ⎛ N N ⎞ Hçnh 2.42: Liãn kãút âinh taïn Æ ⎜ 1 2 1 2 ⎟ M = m⎜ N1.e1 + .e2 + + .ei + ⎟ ⎝ e1 e1 ⎠ chëu M,Q M.e Æ N = max max 2 m.∑ ei 49
24. D. LIÃN KÃÚT BULON ξ 1.KHAÏI NIÃÛM CHUNG : 1.1.Khaïi niãûm: Bu läng laì âoaûn theïp troìn d= 12÷48mm. Buläng neo dÆ100mm. Chiãöu daìi buläng l=35 ÷300mm. Pháön thán khäng ren nhoí hån täøng chiãöu daìy cáúu kiãûn tæì 2÷3 m. Pháön ren l0 = 2,5d. Muî vaì ãcu (âai äúc), long âen Æ phán phäúi aïp læûc âai äúc lãn theïp cå baín. Hçnh 2.43: Cáúu 1.2.Phán loaûi: taûo bulon 1.Buläng thä: dBL < d läù tæì 2÷3 mm. Saín xuáút tæì theïp C bàòng caïch reìn, dáûp Æ êt chênh xaïc, cháút læåüng khäng cao, biãún daûng nhiãöu khi laìm viãûc Æ duìng buläng thä, thæåìng âãø chëu keïo hoàûc âënh vë cáúu kiãûn làõp gheïp, khäng duìng chëu læûc cäng trçnh quan troüng. 2.Buläng tinh: dBL < d läù tæì 0,3 mm. Saín xuáút tæì theïp C, theïp håüp kim bàòng caïch tiãûn hay khoan läù Æ chênh xaïc, liãn kãút khêt, chàût nhæng khoï làõp raïp. 3.Buläng thæåìng: Duìng phäø biãún. Coï caïc loaûi âæåìng kênh: d=10,12,14,16,18,20,22,24,27,30 4.Buläng cæåìng âäü cao: Saín xuáút tæì theïp håüp kim sau âoï gia cäng nhiãût. Âäü chênh xaïc tæång tæû nhæ buläng thæåìng nhæng nhåì laìm bàòng theïp cæåìng âäü cao nãn coï khaí nàng xiãút chàût ãcu, thán buläng chëu keïo taûo nãn læûc eïp låïn lãn caïc baín theïp. Khi chëu læûc, giæîa caïc màût tiãúp xuïc cuía caïc baín theïp seî coï læûc ma saït låïn chäúng laûi sæû træåüt giæîa caïc baín theïp. Thiãút kãú säú læåüng âinh thoía maîn âãø ngoaûi læûc < læûc ma saït Æ liãn kãút laìm viãûc nhæ thãø thäúng nháút, khäng bë eïp màût vaì càõt, êt biãún daûng, chëu âæåüc taíi troüng âäüng, taíi troüng nàûng duìng cho caïc cäng trçnh quan troüng thay cho liãn kãút âinh taïn. Âãø âaím baío khaí nàng chëu læûc cuía liãn kãút cáön gia cäng màût caïc cáúu kiãûn âãø tàng âäü ma saït. Khaïc våïi liãn kãút âinh taïn (sau khi taïn noïng, âinh nguäüi vaì co laûi, thán âinh chëu keïo gáy nãn læûc ma saït giæîa caïc baín theïp) trong liãn kãút buläng, thán âinh chëu keïo gáy nãn ma saït giæîa caïc baín theïp laì nhåì læûc xiãút buläng. 5.Buläng neo: Âãø neo caïc bäü pháûn laûi våïi nhau. Vê duû: Neo cäüt vaìo moïng. Mäüt âáöu chän vaìo bã täng, mäüt âáöu bàõt chàût vaìo kãút cáúu. 50
25. ξ 2.CÁÚU TAÛO LIÃN KÃÚT BULÄNG: Hçnh thæïc liãn kãút vaì caïch bäú trê liãn kãút buläng khäng khaïc máúy so våïi liãn kãút âinh taïn. 2.1.Hçnh thæïc liãn kãút: a. Näúi theïp baín: * Liãn kãút âäúi âáöu 02 baín gheïp âäúi xæïng Æ truyãön læûc täút. * Liãn kãút âäúi âáöu 01 baín gheïp, liãn kãút gheïp chäöng: Coï hiãûn tæåüng lãûch támÆ Chëu thãm mämen phuû Æ tàng thãm 10% buläng so våïi tênh toaïn. * Liãn kãút 2 baín theïp khaïc chiãöu daìy Æ duìng baín âãûm âãø chiãöu daìy 2 baín theïp bàòng nhau Æ tàng thãm 10% buläng åí phêa coï baín âãûm. b.Näúi theïp hçnh: * Liãn kãút âäúi âáöu näúi bàòng baín gheïp hay theïp goïc gheïp. Khi duìng 1 baín gheïp, coï hiãûn tæåüng lãûch tám, nhæng do theïp hçnh cæïng nãn êt aính hæåíng Æ khäng cáön tàng thãm buläng. * Liãn kãút gheïp chäöng: Liãn kãút khäng âäúi xæïng âäúi våïi cáúu kiãûn mãöm Æ tàng 10% buläng. 2.2.Bäú trê buläng: -Yãu cáöu: Truyãön læûc täút, âån giaín, dãù chãú taûo. - Bäú trê buläng: Tæång tæû nhæ liãn kãút âinh taïn, cuîng bäú trê theo 2 caïch : song song hoàûc sole dæûa vaìo khoaíng caïch min, max: * Khoaíng caïch min: Âaím baío âäü bãön baín theïp vaì khoaíng caïch täúi thiãøu âãø vàûn ãcu (âai äúc) * Khoaíng caïch max: Âaím baío äøn âënh pháön baín theïp giæîa 2 buläng (cáúu kiãûn chëu neïn), âäü chàût liãn kãút, khäng cho håi næåïc buûi báøn loüt vaìo àn moìn liãn kãút. Liãn kãút chëu læûc thæåìng bäú trê theo khoaíng caïch min âãø goün vaì êt täún theïp. Caïc khoaíng caïch min, max tæång tæû liãn kãút âinh taïn chè khaïc khoaíng caïch min giæîa 2 buläng laì 2,5d. - Tuìy theo bãö räüng theïp goïc b maì bäú trê 1 hay 2 daîy buläng song song hay sole trãn caïnh theïp goïc nhæ liãn kãút âinh taïn. ξ 3.TÊNH TOAÏN LIÃN KÃÚT BULÄNG: 3.1.Sæû laìm viãûc cuía liãn kãút buläng: 1.Buläng thæåìng, thä, tinh: Khi vàûn ãcu buläng Æ buläng chëu keïo, caïc baín theïp bë xiãút chàût taûo ra læûc ma saït giæîa caïc baín theïp. Khi chëu læûc træåüt, coï 4 giai âoaûn: - Giai âoaûn 1: Læûc træåüt < læûc ma saït: Caïc baín theïp chæa træåüt, buläng chæa chëu taíi ngoaìi læûc keïo ban âáöu. 51
26. - Giai âoaûn 2: Tàng taíi troüng ngoaìi, læûc træåüt > læûc ma saït : Caïc baín theïp træåüt tæång âäúi våïi nhau, thán buläng tç saït thaình läù. - Giai âoaûn 3: Tiãúp tuûc tàng taíi troüng ngoaìi, buläng eïp saït thaình läù truyãön læûc cho liãn kãút. Thán buläng chëu càõt, uäún ,keïo do muî buläng caín tråí sæû uäún tæû do cuía thán. - Giai âoaûn 4: Læûc træåüt caìng låïn, âäü chàût liãn kãút giaím, ma saït yãúu dáön. Liãn kãút bë phaï hoaûi do càõt ngang thán âinh hay âæït caïc baín theïp giæîa hai buläng do eïp màût trãn thaình läù gáy ra. 2.Buläng cæåìng âäü cao: Nhåì theïp laìm buläng coï cæåìng âäü cao nãn coï thãø xiãút chàût ãcu taûo nãn læûc ma saït låïn giæîa caïc baín theïp tiãúp nháûn hoaìn toaìn læûc træåüt do ngoaûi læûc gáy ra. Buläng chè chëu keïo do xiãút ãcu. 3.2.Khaí nàng chëu læûc cuía buläng: 1.Buläng thæåìng, thä, tinh: a.Khaí nàng chëu càõt: Khi âæåìng kênh buläng nhoí, baín theïp daìy, buläng coï thãø bë phaï hoaûi do càõt ngang thán. Khaí nàng chëu càõt cuía 1 buläng: c c [N ] BL = R BL. γBL. FBL. nC (2.39) c R BL: Cæåìng âäü tênh toïan chëu càõt cuía buläng. γBL : Hãû säú âiãöu kiãûn laìm viãûc. Buläng thæåìng, thä γBL= 0,9 ; Buläng tinh γBL= 1 2 FBL : Tiãút diãûn buläng = π.d /4 nC : Säú màût càõt tênh toaïn. b.Khaí nàng chëu eïp màût: Khi khoaíng caïch tæì läù buläng âãún meïp baín theïp ngàõn Æ buläng bë phaï hoaûi càõt âæït theo caïc âæåìng træåüt do eïp màût cuía buläng lãn thaình läù. Khaí nàng chëu eïp màût cuía 1 buläng: em em [N ] BL = d. (Σδ )min . R BL (2.40) (Σδ )min : Täøng chiãöu daìy caïc baín theïp cuìng træåüt vãö 1 phêa láúy trë säú nhoí. em R BL : Cæåìng âäü tênh toaïn eïp màût cuía buläng phuû thuäüc váût liãûu liãn kãút,ì phæång phaïp taûo läù 2.Buläng cæåìng âäü cao: - Læûc træåüt do ngoaûi læûc gáy nãn hoaìn toaìn do læûc ma saït giæîa caïc baín theïp tiãúp nháûn Æ khaí nàng chëu træåüt cuía buläng cæåìng âäü cao phuû thuäüc læûc ma saït chëu aính hæåíng båíi læûc eïp màût lãn baín theïp cuîng chênh laì læûc keïo buläng do xiãút ãcu Æ Khaí nàng chëu træåüt cuía buläng chênh laì khaí nàng chëu eïp màût cuía caïc baín theïp hay laì khaí nàng chëu keïo cuía buläng do xiãút ãcu. k - Læûc keïo P cuía buläng do xiãút ãcu: P = R BL . Fth BL - Khaí nàng chëu træåüt cuía mäüt buläng cæåìng âäü cao: k [N ]BLC = R BL. Fth BL. γBL. (µ/ γTC ).k (2.41) 52
27. k k tc R BL : Cæåìng âäü tênh toïan chëu keïo. R BL = 0,7.R BL tc R BL: Cæåìng âäü tæïc thåìi tiãu chuáøn buläng Fth BL: Diãûn têch thu heûp buläng do ren Æ tra baíng. γBLC: Hãû säú âiãöu kiãûn laìm viãûc khi chëu taíi troüng âäüng hoàûc do sai lãûch âuåìng kênh läù. µ : Hãû säú ma saït γTC : Hãû säú tin cáûy cuía liãn kãút Æ tra baíng. k : Säú màût phàóng ma saït tênh toaïn. 3.3.Tênh toaïn liãn kãút buläng: 1.Buläng chëu læûc truûc: a.Choün âæåìng kênh buläng d vaì caïc baín gheïp δ: - Cäng trçnh thæåìng: d = 20 ÷24mm; cäng trçnh nàûng: d = 24÷30mm. - Âiãöu kiãûn baín gheïp: ΣFbg ≥ F (2.42) Fbg: Täøng diãûn têch tiãút diãûn caïc baín gheïp. F: Diãûn têch tiãút diãûn cáúu kiãûn liãn kãút. - Chiãöu räüng baín gheïp bàòng chiãöu räüng baín theïp cå baín. b.Tênh säú buläng cáön thiãút: * Buläng thæåìng, thä, tinh: N ≥ n BL (2.43) [N]min BL c em Våïi: [N ] min= min ([N ] BL, [N ] BL). * Buläng cæåìng âäü cao: N n ≥ (2.44) [N]BLC .γ γ : Hãû säú âiãöu kiãûn laìm viãûc c.Kiãøm tra liãn kãút: * Kiãøm tra bãön baín theïp giaím yãúu: N Buläng thæåìng, thä, tinh: σ = ≤ R .γb (2.45) Fth Fth = Fng - Fgy= Fng - n1.δ.d (2.46) Våïi: γb : Hãû säú âiãöu kiãûn laìm viãûc. n1 : säú buläng trãn mäüt haìng. N Buläng cæåìng âäü cao: σ = ≤ R .γBL (2.47) Fth Taíi troüng ténh: Nãúu Fth ≥ 0,85 Fng Æ Fth = Fng Nãúu Fth ≤ 0,85 Fng Æ Fqu = 1,18Fth Taíi troüng âäüng: Duìng Fth âãø tênh toaïn. 2.Buläng chëu keïo: 53
28. - Khi ngoaûi læûc coï phæång song song våïi thán buläng taïc duûng lãn liãn kãút seî taïch råìi caïc baín theïp laìm buläng chëu keïo. Khi taíi troüng ngoaìi N ≥ Ntr (læûc keïo ban âáöu trong thán buläng do xiãút ãcu), buläng måïi chëu keïo do taíi troüng ngoaìi vaì seî bë phaï hoaûi khi æïng suáút trong thán buläng âaût cæåìng âäü chëu keïo cuía váût liãûu laìm buläng. - Khaí nàng chëu keïo cuía mäüt buläng: K K [ N ] BL= Fth. R BL (2.48) π.d 2 F = 0 : Diãûn têch tiãút diãûn buläng chäù coï ren Æ tra baíng. th 4 K R BL: Cæåìng âäü tênh toaïn cuía váût liãûu buläng khi chëu keïo Æ tra baíng. - Säú buläng cáön thiãút: N ≥ n K (2.49 ) [N]BL .γ γ: Hãû säú âiãöu kiãûn laìm viãûc. 3.Buläng chëu mämen M, læûc càõt Q: Tæång tæû nhæ liãn kãút âinh taïn: 2 2 BL NBL= N BL()M + N BL(Q )≤ γ. [ N ] min (2.50) M .l max Våïi: NBL(M) = 2 (2.51) m.∑ li Q N = (2.52) BL(Q) n n : Säú buläng trãn liãn kãút. lmax: Khoaíng caïch giæîa 2 daîy buläng ngoaìi cuìng 3.4.Kyï hiãûu buläng, âinh taïn: a) b) c) d) e) f) Hçnh 2.44: Kyï hiãûu âinh taïn, bulon. a) Âinh taïn âáöu baïn cáöu. b) Läù âinh taïn, läù bulon. c) Läù bulon hçnh báöu duûc. d) Bulon vénh cæíu. e) Bulon taûm. f) Bulon cæåìng âäü cao. 54