Xem mẫu
- KẾT CẤU THÉP 1
CHƯƠNG 2: LIÊN KẾT
GV: NGUYỄN VĂN HIẾU
Tp. HCM, Tháng 02/2013
1
- thÐp h×nh liªn kÕt cÊu kiÖn liªn kÕt c«ng tr×nh
thÐp tÊm ==== cÊu kiÖn ====
Liªn kÕt trong kÕt cÊu thÐp: liªn kÕt hµn; liªn kÕt bul«ng; liªn
kÕt ®inh t¸n.
ĐẶC ĐIỂM CÁC LOẠI LIÊN KẾT
a. Liên kết hàn:
Ưu: - tiết kiệm từ 15÷20% trọng lượng thép do tiết
diện cấu kiện không bị khoét lỗ;
- kín, liên tục;
- khả năng tự động hóa cao, ít tốn công chế tạo.
Nhược: - khó kiểm tra chất lượng;
- chịu tải trọng nặng và tải trọng động kém, thường
sinh ra ứng suất phụ → biến hình hàn, thép giòn.
2
- b. Liên kết bulông:
Ưu: -thi công đơn giản, cho phép tháo lắp
dễ dàng nhất là các công trình tạm thời.
Nhược: - tốn vật liệu;
- do lỗ tra bulông > bu lông nên khi chịu tải sẽ có
hiện tượng biến dạng do trượt tại liên kết. Các bu
lông không làm việc đồng bộ → giảm khả năng chịu
lực.
c. Liên kết đinh tán:
Ưu: - chất lượng liên kết đảm bảo, dễ kiểm tra;
- chịu được tải trọng nặng và chấn động;
Nhược: - tốn vật liệu;
- tiết diện thép cơ bản bị giảm yếu;
- chế tạo và thi công phức tạp.
3
- A. LIÊN KẾT HÀN
§1. C¸c ph¬ng ph¸p hµn trong kÕt cÊu thÐp
Trong kÕt cÊu thÐp dïng ph¬ng - hµn hå quang ®iÖn b»ng tay
ph¸p hµn: - hµn hå quang ®iÖn tù ®éng vµ
nöa tù ®éng
- hµn h¬i
1. Hµn hå quang ®iÖn b»ng tay
a. Nguyªn lý
Díi t¸c dông cña dßng ®iÖn, xuÊt
hiÖn hå quang ®iÖn gi÷a hai cùc lµ kim
lo¹i cÇn hµn vµ que hµn. Hai kim lo¹i láng
hßa lÉn víi nhau, nguéi l¹i t¹o thµnh Hình- 2.1: - Sơ đồ hàn tay
®êng hµn. hồ quang điện
VËy b¶n chÊt cña ®êng hµn lµ sù liªn kÕt
gi÷a c¸c ph©n tö cña c¸c kim lo¹i bÞ nãng
ch¶y. §êng hµn cã thÓ chÞu lùc t¬ng
®¬ng nh thÐp c¬ b¶n.
4
- b. Que hµn
Hµn hå quang ®iÖn b»ng tay dïng que hµn lâi kim lo¹i cã
thuèc bäc (thuèc hµn, 80% lµ CaCO3). §êng kÝnh lâi kim lo¹i
cña que hµn tõ 1,66mm, chiÒu dµi que hµn 200450mm. Líp
thuèc bäc dµy 11,5mm cã c¸c t¸c dông sau:
- Khi ch¸y t¹o nªn líp xØ c¸ch ly kh«ng khÝ xung quanh víi
kim lo¹i láng, ng¨n c¶n oxy vµ nit¬ lät vµo kim lo¹i lµm ®êng
hµn trë nªn gißn;
- T¨ng cêng sù ion hãa kh«ng khÝ xung quanh lµm hå
quang ®îc æn ®Þnh;
- Trong thuèc hµn cßn cã bét cña mét sè hîp kim lµm t¨ng
®é bÒn cña ®êng hµn.
5
- 2. Hµn hå quang ®iÖn tù ®éng vµ nöa tù ®éng díi líp thuèc hµn
PhÔ r ¶i t huèc hµn
u èng hót t huèc hµn
VÒ nguyªn lý hµn tù ®éng D©y hµn
D©y hµn t r Çn
gièng hµn tay, chØ kh¸c lµ que Thuèc hµn
M¸ y hµn
Thuèc hµn
hµn bäc thuèc ®îc thay
H å quang ch×m
b»ng cuén d©y hµn trÇn
H×nh 2.2 S¬ ®å hµn hå quang
(®êng kÝnh 25 mm) vµ qu¸
®iÖn tù ®éng
tr×nh hµn ®îc thùc hiÖn b»ng
m¸y tù ®éng.
¦u ®iÓm:
- Tèc ®é hµn nhanh (gÊp 5 10 lÇn hµn tay)
- R·nh ch¶y s©u nªn chÊt lîng ®êng hµn tèt.
- Kim lo¹i láng ®îc phñ líp thuèc dµy nªn nguéi dÇn, t¹o
®iÒu kiÖn cho bät khÝ tho¸t ra lµm ®êng hµn ®Æc h¬n.
- Hå quang ch¸y ch×m díi líp thuèc nªn kh«ng h¹i søc kháe
6
- thî hµn.
Nhîc ®iÓm:
- ChØ hµn ®îc c¸c ®êng hµn n»m th¼ng hoÆc trßn, kh«ng
dïng ®îc cho c¸c ®êng hµn ®øng vµ ngîc hoÆc ë vÞ trÝ chËt
hÑp, trªn cao...
Trong c¸c trêng hîp ®ã dïng ph¬ng ph¸p hµn nöa tù
®éng: m¸y hµn ®îc di chuyÓn b»ng tay.
7
- 3. Hµn hå quang ®iÖn trong líp khÝ b¶o vÖ
Cuén d©y hµn
Cuén d©y hµn trÇn ®îc nh¶ tù
®éng qua thiÕt bÞ hµn d¹ng khÈu § iÖn cùc hµn K hÝ
sóng. KhÝ dÉn tõ b×nh phun ra
B× khÝ
nh
®ång thêi khi hµn sÏ b¶o vÖ kim K hÝb¶o vÖ Cöa khÝ
lo¹i láng. M ¸ y hµn
Cã hai lo¹i khÝ ®îc dïng: nÕu lµ
K im l o¹ i c¬ b¶n
khÝ tr¬ nh argon, helium th×
ph¬ng ph¸p hµn nµy gäi tªn lµ H×nh 2.3 Hµn hå quang ®iÖn
MIG (metal inert gas) nÕu dïng trong khÝ b¶o vÖ
khÝ cacbonic th× gäi lµ MAG (metal
active gas).
§èi víi thÐp th«ng thêng dïng cacbonic, hoÆc hçn hîp víi khÝ tr¬.
Ph¬ng ph¸p nµy cho hå quang æn ®Þnh, vïng ch¶y s©u, réng, tèc
®é hµn nhanh.
C¸c d©y hµn dïng theo qui ®Þnh riªng.
8
- 4. Hµn h¬i
Hµn h¬i thêng dïng ®Ó hµn nh÷ng tÊm kim lo¹i máng hoÆc ®Ó
c¾t thÐp. Hçn hîp ch¸y lµ khÝ oxy vµ axªtylen. Oxy vµ axªtylen
®îc nÐn ë hai b×nh riªng biÖt, dïng èng mÒm dÉn chóng ®Õn
má hµn. Khi hçn hîp khÝ nµy ch¸y, nhiÖt ®é lªn tíi 3200oC lµm
nãng ch¶y kim lo¹i cÇn hµn vµ thanh kim lo¹i phô (thay que
hµn ®Ó lÊp ®Çy r·nh hµn). Khi kim lo¹i láng nguéi ®i t¹o thµnh
®êng hµn.
9
- 5. C¸c yªu cÇu chÝnh khi hµn vµ ph¬ng ph¸p kiÓm tra chÊt
lîng ®êng hµn
a. C¸c yªu cÇu chÝnh khi hµn
§Ó ®¶m b¶o chÊt lîng ®êng hµn, khi hµn cÇn thùc hiÖn mét
sè qui ®Þnh chÝnh sau ®©y:
- Lµm s¹ch gØ trªn mÆt r·nh hµn;
- Cêng ®é dßng ®iÖn ph¶i thÝch hîp.
- §¶m b¶o c¸c qui ®Þnh vÒ gia c«ng mÐp b¶n thÐp;
- Cã c¸c ph¬ng ph¸p phßng ngõa biÕn h×nh hµn;
- Chän que hµn phï hîp.
10
- b. C¸c ph¬ng ph¸p kiÓm tra chÊt lîng ®êng hµn
§êng hµn cÇn ®îc kiÓm tra chÊt lîng b»ng c¸c ph¬ng
ph¸p sau:
- KiÓm tra b»ng m¾t: th«ng thêng chØ ph¸t hiÖn ®îc nh÷ng
sai sãt bªn ngoµi nh mÆt ®êng hµn kh«ng ®Òu, låi lâm, nøt
r¹n...
- Dïng c¸c ph¬ng ph¸p vËt lý ®Ó kiÓm tra nh: ®iÖn tõ,
quang tuyÕn, siªu ©m... c¸c ph¬ng ph¸p nµy cho kÕt qu¶
chÝnh x¸c h¬n, ®îc ¸p dông cho c¸c lo¹i c«ng tr×nh chÞu lùc
®Æc biÖt nh: bÓ chøa, ®êng èng cao ¸p...
11
- §2. C¸c lo¹i ®êng hµn vµ cêng ®é tÝnh to¸n
1. C¸c lo¹i ®êng hµn
a) c)
1.1. §êng hµn ®èi ®Çu
a. CÊu t¹o: §êng hµn ®èi ®Çu
liªn kÕt trùc tiÕp hai cÊu kiÖn b)
cïng n»m trong mét mÆt ph¼ng.
§êng hµn ®èi ®Çu cã thÓ H×nh 2.4. ®êng hµn ®èi
th¼ng gãc hoÆc xiªn gãc víi trôc ®Çu
cña cÊu kiÖn.
Khi hµn c¸c b¶n thÐp dµy (t > 8 mm, ®èi
víi hµn tay), cÇn gia c«ng mÐp cña b¶n.
R·nh h×nh ch÷ X hoÆc K ®îc hµn ë hai
phÝa. Víi r·nh h×nh ch÷ V hay ch÷ U cÇn Gia công mép
hµn thªm ë mÆt sau ®Ó tr¸nh hiÖn tîng rãnh hàn
kh«ng hµn ®Çy.
12
- b. Sù lµm viÖc vµ cêng ®é tÝnh to¸n cña ®êng hµn ®èi ®Çu.
u ®iÓm ®êng hµn ®èi ®Çu lµ truyÒn lùc tèt, ®êng lùc kh«ng
bÞ dån Ðp uèn cong, nªn øng suÊt tËp trung rÊt nhá. Khi ®ã c-
êng ®é tÝnh to¸n cña ®êng hµn ®èi ®Çu ®îc lÊy nh sau:
- chÞu nÐn, kh«ng phô thuéc vµo ph¬ng ph¸p kiÓm tra chÊt
lîng ®êng hµn: f wc f .
- chÞu kÐo, nÕu dïng c¸c ph¬ng ph¸p vËt lý kiÓm tra chÊt
lîng ®êng hµn: f wt f ;
b»ng c¸c ph¬ng ph¸p th«ng thêng ®¬n gi¶n:
f wt 0 ,85 f .
- chÞu c¾t: f wv f v .
VÝ dô: ®èi víi thÐp CCT34 cã f wc = 2100 daN / cm 2 ; f wt = 1800
daN / cm 2 ; f wv = 1200 daN / cm 2 .
13
- 1.2. §êng hµn gãc
a.CÊu t¹o. §êng hµn gãc n»m a) b) t
ë gãc vu«ng t¹o bëi hai cÊu
f
h
t
t
f
h
kiÖn cÇn hµn, tiÕt diÖn lµ mét
t
h f
tam gi¸c vu«ng c©n, h¬i phång
H×nh 2.5. §êng hµn gãc
ë gi÷a, c¹nh cña tam gi¸c gäi lµ
chiÒu cao ®êng hµn.
a) b)
Khi chÞu t¶i träng ®éng, ®Ó
f
f
h
h
f
f
gi¶m øng suÊt tËp trung trong
f
h
®êng hµn gãc ®Çu dïng ®êng h f 1,5h f
hµn lâm hoÆc ®êng hµn tho¶i H×nh 2.6. §êng hµn lâm vµ
víi tû sè gi÷a hai c¹nh cña ®- ®êng hµn tho¶i
êng hµn lµ 1:1,5 (h×nh 2.6b).
14
- ChiÒu cao h f 1,2tmin ; h f h f min .
B¶ng 2.3. ChiÒu cao nhá nhÊt cña ®êng hµn gãc h f min , mm
hf min khi chiÒu dµy cña b¶n thÐp dµy
tmax mm
6 - 11 - 17 - 23 - 33 - 41 -
4-6
10 16 22 32 40 80
Tay 4 5 6 7 8 9 10
Tù ®éng, nöa
3 4 5 6 7 8 9
tù ®éng
lw
Tïy theo vÞ trÝ cña ®êng hµn a) b)
N N N N
so víi ph¬ng cña lùc t¸c
lw
dông mµ chia ra:
H×nh 2.7. C¸c lo¹i ®êng hµn
- §êng hµn gãc c¹nh.
gãc
- §êng hµn gãc ®Çu. a) ®êng hµn gãc c¹nh; b)
15
- ®êng hµn gãc ®Çu.
b) Sù lµm viÖc cña ®êng hµn gãc
A B A-A B-B
§êng hµn gãc c¹nh khi
truyÒn lùc th× híng cña ®êng N N
lùc trong liªn kÕt thay ®æi phøc A B
t¹p. øng suÊt ph©n bè kh«ng
®Òu theo chiÒu réng, chiÒu dµi H×nh 2.8. Sù ph©n bè øng suÊt
cña b¶n thÐp còng nh däc trong ®êng hµn gãc c¹nh
a) b)
2
f hf
theo ®êng hµn. Hai mót cña N
1
s h f
®êng hµn chÞu max . §Ó gi¶m N
h f
bít sù ph©n bè kh«ng ®Òu cña H×nh 2.9. D¹ng ph¸ ho¹i vµ
øng suÊt, kh«ng ®îc dïng tiÕt diÖn lµm viÖc cña ®êng
®êng hµn qu¸ dµi. Thùc chÊt hµn
®êng hµn gãc c¹nh chÞu ®ång a) d¹ng ph¸ ho¹i cña ®êng
16
- thêi c¶ øng suÊt c¾t vµ uèn. hµn gãc c¹nh; b) c¸c tiÕt diÖn
lµm viÖc
§êng hµn gãc ®Çu truyÒn
lùc ®Òu theo bÒ réng cña liªn
kÕt nhng trong ®êng hµn lùc
bÞ uèn cong vµ dån Ðp ë phÝa
ch©n ®êng hµn, v× vËy t¹i ®©y
øng suÊt tËp trung rÊt lín.
Khi lµm viÖc, ®êng hµn gãc ®Çu chÞu ®ång thêi c¶ c¾t, kÐo,
uèn.
Trong tÝnh to¸n coi nh ®êng hµn gãc ®Çu vµ gãc c¹nh chØ
chÞu c¾t qui íc vµ ph¸ ho¹i theo mét trong hai tiÕt diÖn däc
theo kim lo¹i ®êng hµn (TD 1) hoÆc theo biªn nãng ch¶y cña
17
- thÐp c¬ b¶n (TD 2).
c) Cêng ®é tÝnh to¸n cña ®êng hµn gãc. øng víi tiÕt diÖn 1
cêng ®é tÝnh to¸n chÞu c¾t cña thÐp ®êng hµn lµ f wf , øng víi
tiÕt diÖn 2 cêng ®é chÞu c¾t tÝnh to¸n cña thÐp c¬ b¶n trªn
biªn nãng ch¶y lµ f ws =0,45 f u .
B¶ng 2.4 - Cêng ®é kÐo ®øt tiªu chuÈn f wun vµ cêng ®é tÝnh
to¸n f wf cña kim lo¹i hµn trong mèi hµn gãc
Lo¹i que hµn Cêng ®é kÐo ®øt
Cêng ®é tÝnh to¸n
theo TCVN tiªu chuÈn f wun (
f wf ( daN / cm 2 )
3223:1994 daN / cm 2 )
N42, N42 - 6B 4100 1800
N46, N46 - 6B 4500 2000
N50, N50 - 6B 4900 2150
Ký hiÖu que hµn trong b¶ng 2.4 nh sau: ch÷ N ë ®Çu chØ lo¹i
18
- que hµn. Nhãm hai ch÷ sè sau chØ ®é bÒn kÐo thÊp nhÊt cña
mèi hµn ( daN / mm 2 ). Sau g¹ch ngang lµ ch÷ sè chØ dßng ®iÖn,
ch÷ c¸i cuèi cïng chØ nhãm thuèc bäc (axit, baz¬...)
1.3. C¸c c¸ch ph©n lo¹i ®êng hµn kh¸c
- Theo c«ng dông cã ®êng IV
II
hµn chÞu lùc vµ ®êng hµn
I
III
kh«ng chÞu lùc.
- Theo vÞ trÝ trong kh«ng gian.
H×nh 2.11. VÞ trÝ ®êng hµn
- Theo ®Þa ®iÓm chÕ t¹o cã
trong kh«ng gian
®êng hµn nhµ m¸y vµ ®êng
I- ®êng hµn n»m; II- ®êng
hµn c«ng trêng.
hµn ®øng; III- ®êng hµn
ngîc; IV- ®êng hµn ngang.
- Theo tÝnh liªn tôc cña ®êng hµn. Trong ®êng hµn kh«ng
liªn tôc kho¶ng c¸ch amax gi÷a hai ®êng hµn nh sau:
19
- amax ≤ 15.tmin ®èi víi c¸c cÊu kiÖn chÞu nÐn; amax ≤ 30.tmin ®èi
víi c¸c cÊu kiÖn chÞu kÐo .
B¶ng 2.5. Ký hiÖu c¸c lo¹i ®êng hµn
Tªn gäi §êng hµn nhµ §êng hµn c«ng
m¸y trêng
§êng hµn ®èi ®Çu
§êng hµn gãc
§êng hµn gãc ®øt a a a a a a a a
®o¹n
20
nguon tai.lieu . vn