Bài học thiết kế kết cấu thép tính toán mối hàn đối đầu (mối hàn giáp mối)

Bài hoc cho kỹ sư thiết kế kết cấu thép dùng hàn đối đẩu, mối hàn thay thế cho kim loại cơ bản của cấu kiện ở chỗ nối. Thiết kế tính toán mối hàn đối đầu chỉ so sánh ứng suất với cường độ tính toán của mối hàn R_h mà không so sánh với cường độ tính toán của kim loại cơ bản R. Những giá trị cường độ tính toán của mối hàn đối với kết cấu thép nêu trong bảng 4.2.

Bảng 4.2, Cường độ tính toán R^h,kN/cm2 của mối hàn

Hàn đối đầu dạng trạng thái ứng suất nén ký hiệu R^h_n;

Ứng với giá trị cường độ thiết kế tính toán của mối hàn trong kết cấu bằng thép, loại:

C38/23; R^h_n = 21. C44/29; R^h_n =26. C46/33; R^h_n = 29, C52/40; R^h_n = 34. C60/45; R^h_n = 38. C70/60; R^h_n = 44. C85/75 R^h_n = 53.

Hàn đối đầu dạng trạng thái ứng suất kéo ký hiệu R^h_k;

a)   Hàn tự động; bán tự động và hàn tay có sự kiểm tra vật lý chất lượng mối hàn

+ Ứng với giá trị cường độ thiết kế tính toán của mối hàn trong kết cấu bằng thép, loại:

C38/23; R^h_k = 21. C44/29; R^h_k =26. C46/33; R^h_k = 29, C52/40; R^h_k = 34. C60/45; R^h_k = 38. C70/60; R^h_k = 44. C85/75 R^h_k = 53.

b) Hàn bản tự đông và hàn tay có kiểm tra chất lượng mối hàn bàng mắt

+ Ứng với giá trị cường độ thiết kế tính toán của mối hàn trong kết cấu bằng thép, loại:

C38/23; R^h_k = 18. C44/29; R^h_k =22. C46/33; R^h_k = 25.

Hàn góc dạng trạng thái ứng suất cắt ký hiệu R^h_c;

+ Ứng với giá trị cường độ thiết kế tính toán của mối hàn trong kết cấu bằng thép, loại:

C38/23; R^h_k = 13. C44/29; R^h_k =15. C46/33; R^h_k = 17, C52/40; R^h_k = 20. C60/45; R^h_k = 23. C70/60; R^h_k = 26. C85/75 R^h_k = 31.

Hàn góc dạng trạng thái ứng suất cắt ký hiệu R^h_g;

+ Ứng với giá trị cường độ thiết kế tính toán của mối hàn trong kết cấu bằng thép, loại:

C38/23; R^h_k = 15. C44/29; R^h_k =18. C46/33; R^h_k = 20, C52/40; R^h_k = 22. C60/45; R^h_k = 24. C70/60; R^h_k = 28. C85/75 R^h_k = 34.

Bài học thiết kế kết cấu thép; Đối với những bộ phận bằng thép loại khác nhau, thì cường độ tính toán của mối nối hàn đối đầu được lấy bằng cường đồ tính toán của mối nối đối đầu đối với thép có cường độ nhỏ hơn.

Để tiết diện (diện tích) ở chỗ mối nối không bị giảm yếu mối hàn cán phải có chất lượng đầy đù không có vết cắt và hàn không thấu. Trong trường hợp hàn một phía cần phải tiến hành hàn chân mối hàn hay hàn trên tấm đệm (bên đêm) (hình 4.3).

Khi có tác dụng của lực dọc trục (hình 4.4, a) thì bài học thiết kế kết cấu thép tính toán giá trị ứng suất ở mối nối đối đầu thẳng được kiểm tra theo công thức:

σ_h = N/F_h = N/(l_h δ ) ≤  R^k_h

chịu uốn

Để tăng khả năng chịu lực của mối hàn đối dầu (trong trường hợp cần thiết) thì có thể thực hiện đường hàn đòi đầu xiên (hình 4.4, b). Trong trường hợp này, ứng suất ở mối hàn:

σ_h = N/F_h = Nsin α /(l_h δ ) ≤  R^k_h

Thực tế, những mối hàn này được thực hiện với độ xiên 1:2 (tg α = 2); trong trường hợp đó nó có độ bền đều với các bộ phận nối và không cần phải tính toán nó.

Khi có tác dụng của momen uốn (hình 4.4, c), ứng suất ở mối hàn:

σ_h = M/W_h = M/W ≤  R^k_h

trong đó:

W_h = W - mômen kháng uốn của mối hàn, bằng mômen kháng uốn của các bộ phận nối;

Khi có tác dụng dóng thời của lực dọc trục và của mômen uốn, thì ứng suất ở mối hàn sẽ là:

σ_h = N/F_h  + M/W_h ≤  R^k_h

Bảng 4.3. Gia công mép đề hàn

Nếu mối nối hàn đối đầu làm việc chịu cắt, thì xác định ở nó ứng suất tiếp τ_h và so sánh với cường độ tính toán chịu cắt R^h_c của mối hàn đối đầu

Trong những mối hàn đối đầu, làm việc đồng thời chịu uốn và chịu cắt, thì cần phải kiêm tra ứng suất tính đổi theo công thức:

σ^td = √ (σ_t²  + 3 τ_h² )  ≤  1.15R^k_h

trong dó: σ^td  - ứng suất pháp ở mối hàn do uốn, xác định theo công thức 4.3;

τ_h = Q /(l_h δ )  - ứng suất liếp trung bình do lưc cất Q, xác đinh từ điều kiên phân bố đều cho mối hàn đối đầu.