Kết cấu thép 1 - Chương 3: Thiết kế dầm thép
Cánh dầm Cánh dầm Bản phủ cánh dầm Cánh dầm Bản bụng dầm Bản bụng dầm Đinh tán hoặc bu lông Thép góc cánh dầm x x y y Bản bụng dầm xx xx y y y y
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Kết cấu thép 1 - Chương 3: Thiết kế dầm thép, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1
KẾT CẤU THẫP 1
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ DẦM THẫP
GV: NGUYỄN VĂN HIẾU
Tp. HCM, Thỏng 02/2013
2
Đ1. ĐẠI CƯƠNG VỀ DẦM VÀ HỆ DẦM
1. Cỏc loại dầm
1.1. Theo cấu tạo
Dầm định hỡnh
Cánh dầm
Cánh dầm
Bản phủ cánh dầm
Cánh dầm
Bản bụng dầm Bản bụng dầm
Đinh tán hoặc bu lông
Thép góc
cánh dầm
x x
y
y
Bản bụng dầm
xx xx
y
y
y
y
Dầm tổ hợp
1.2. Theo sơ đồ kết cấu
Hỡnh 3.3. Phõn loại dầm theo sơ đồ kết cấu
3
2. Hệ dầm:
2.1. Khỏi niệm: Hệ dầm là kết cấu khụng gian gồm dầm chớnh, dầm phụ
bố trớ thẳng gúc nhau.
2.2. Phõn loại: Tựy theo cỏch sắp xếp dầm ta cú 3 loại hệ dầm:
a. Hệ dầm đơn giản:Dầm làm việc như bản kờ hai cạnh, khả năng chịu lực
kộm, chỉ phự hợp với tải trọng nhỏ, chiều dài cạnh ngắn ụ sàn khụng lớn.
4
b. Hệ dầm phổ thụng :Khi tải trọng và kớch thước của sàn khụng lớn (q≤
3000daN/m2; ụ sàn≤12x36m) sử dụng hệ dầm phổ thụng cú hiệu quả kinh
tế hơn cỏc loại hệ dầm khỏc nhờ giảm lượng thộp và dễ cấu kiện hơn.
5
c. Hệ dầm phức tạp: Hệ dầm này phức tạp và tốn cụng chế tạo chỉ
thớch hợp khi tải trọng sàn cụng tỏc lớn ( q≤ 3000daN/cm2).
6
2.2. Cỏc cỏch liờn kết dầm
a. Liờn kết chồng
b. Liờn kết cựng bản mặt
c. Liờn kết thấp
Hỡnh 3.5. Cỏc cỏch liờn kết dầm
7
3. Cấu tạo và tớnh toỏn bản sàn:
3.1. Xỏc định nhịp l và chiều dày bản sàn t:
Yờu cầu : trọng lượng sàn khụng lớn, cấu tạo khụng quỏ phức tạp mà vẫn đảm
bảo khả năng chịu được tải trọng. Biểu đồ gần đỳng giỏ trị giữa nhịp lớn nhất l và
t.
tc4
o
10
q.n
E72
1.
15
n.4
t
l
(3.1)
l
n0 - độ vừng giới hạn, theo quy phạm: sàn 150n0 ;
21 1
E
E
(3.2)
Với - hệ số Poỏtxụng của thộp bản sàn
3,0thộp ;
3,01
10.1,2
E
6
3CT
261 cm/daN10.26,2E
Bề dầy sàn t được chọn theo tải trọng tiờu chuẩn nhịp sàn l.
8
3.2. Kiểm tra:
Cắt một dải bản rộng 1 cm,
sơ đồ tớnh toỏn là một dầm hai
gối tựa cố định chịu tải phõn bố
đều q.
.H
8
l
.qM
2
max
1
1
.MM 0max
Hỡnh 3.6. Sơ đồ tớnh của bản sàn
Trong đú: tỷ số giữa H và lực tới hạn ơle, được xỏc định theo phương trỡnh:
2
02
t
.3)1(
9
Kiểm tra điều kiện biến dạng, độ vừng của bản sàn do tải trọng tiờu chuẩn q
và lực kộo H gõy ra:
1
1
.0 (3.6)
Với 0 - độ vừng dầm do tải trọng tiờu chuẩn q trờn dầm;
J.E
l.q
.
384
5
1
4
0 (3.7)
Kiểm tra điều kiện độ bền: c
max .f
W
M
A
H
(3.8)
Trong đú:
2
2
l
EI
H (3.9)
Tớnh được chiều cao đường hàn liờn kết bản sàn và dầm chịu lực kộo H ở gối
tựa:
cmin
f
.)f.(
H
h
(3.10)
10
Đ2. CÁC KÍCH THƯỚC CHÍNH CỦA DẦM
Khi thiết kế cụ thể cần xỏc định được hai kớch thước cơ bản là chiều dài và chiều
cao của tiết diện dầm.
1. Nhịp và bước của dầm
l
h
h
L1
oL
l
L
c)
Gối tựa: - tường gạch l=L1
- cột bờ tụng, giằng bờ tụng: l=Lo+(L1-Lo)/2
- an toàn lấy l=L
11
2. Chiều cao dầm: Dựa vào:
maxmin
kt
hhh
hh
a. kth : trọng lượng thộp là min
Thể tớch một đơn vị dài của dầm:
Vd = Vf + Vw = 2.Af .l. f +Aw .l. w
Gần đỳng xem cỏnh dầm chịu toàn bộ M và:
fwd hhh
h/MN ;
h.f
M
f
N
Af ; h.tA ww
Nờn: wwfd .h.tc..
f.h
M
.2V
Với: c 1: hệ số kể đến một phần M do bụng dầm
chịu.
dV cực tiểu khi: 0
h
Vd
0
h.f
M.2
.f f2ww
Hỡnh 3.8. Kớch thước dầm
Hỡnh 3.9. Xem cỏnh chịu
toàn bộ M
12
ww
f
kt
t.f.
M..c.2
h
hoặc
w
yc
kt
t
W
kh
với:
w
f
kt
.c.2
h
: phụ thuộc hỡnh thức cấu tạo
dầm; dầm tổ hợp hàn 15,12,1k ; dầm tổ hợp
đinh tỏn 2,125,1k .
Hỡnh 3.10. Mối quan hệ
giữa V và h dầm
- Khi tớnh toỏn kth của dầm, xột sự thay đổi www t/h : 3
ycw
kt
2
W..3
h
- Ta thấy: hw lớn hơn và tw mỏng λw sẽ lớn Dầm nhẹ. Tuy nhiờn, tw khụng
được quỏ mỏng để thỏa món điều kiện ổn định cục bộ bản bụng.
- Từ (3.17): fwf
d
ww V2V.
f.h
M.c.2
.t - thể tớch dầm nhỏ nhất.
13
- Từ hỡnh (3.10): khi hd lõn cận giỏ trị kth , Vd thay đổi khụng lớn lấy hd hkt
khụng quỏ 10-20 vẫn đảm bảo yờu cầu kinh tế.
b. hmin: Xỏc định dựa vào điều kiện độ vừng.
Dầm đơn giản:
I.E
l
).pg(
384
5 4tctc (3.18)
8
l
.pgM
2
tctc (3.19)
Lại cú quan hệ 2/h.WI;W.fM
tb
min
ll
E
f
24
5
h
(3.20)
tb : hệ số vượt tải trung bỡnh
p
tc
g
tc
tctc
tb .p.g
pg1
c. hmax: Xỏc định dựa vào điều kiện xõy dựng, trỏnh làm ảnh hưởng khụng gian
sử dụng.
14
Đ3. THIẾT KẾ DẦM HèNH
1. Chọn tiết diện:
Từ sơ đồ dầm, tải trọng, hỡnh thức liờn kết gối ta tớnh được: Mmax, Vmax.
c
maxyc
x
.f
M
W
; nếu kể đến sự làm việc trong giai đoạn dẻo của thộp:
c1
maxyc
x
.f.c
M
W
1c : hệ số kể đến sự phỏt triển của biến dạng dẻo, dầm thộp thụng thường, tiết diện
khụng đổi, tải trọng tĩnh phõn bú đều, lấy 1c =1,12.
Căn cứ vào yờu cầu về hỡnh dạng tiết diện và cỏc giỏ trị tớnh được, tra bảng quy
cỏch thộp cỏn chọn ra hỡnh dạng và số hiệu thộp hỡnh, thỏa món điều kiện:
ycxx WW (3.23)
15
2. Kiểm tra tiết diện:
a. Độ bền chịu M: Theo ứng suất phỏp: c
x
.f
W
M
hoặc c
x1
.f
W.c
M
b. Độ bền chịu V: cv
wx
max .f
t.I
S.V
c. Ứng suất do tải trọng cục bộ:
c
w
cb .f
Z.t
P
với Z = b + 2.tf
Hỡnh 3.11. Ứng suất cục
bộ do tải trọng tập trung
d. Dầm chịu đồng thời cb,, : c
2
cb
2
cb
2
td .f.15,1.3.
e. Độ vừng :
ll
f. Ổn định tổng thể: học trong phần dầm tổ hợp.
16
Đ4. THIẾT KẾ DẦM TỔ HỢP
1. Chọn tiết diện
a. Xỏc định chiều dày bản bụng dầm
Xỏc định chiều cao maxmin hhh và kthh càng tốt.
tw chọn dựa vào h và Vmax: cv
wx
max .f
t.I
S.V
(3.30)
8
h
.tS
2
w
w ;
12
h.t
I
13
ww
x
Hỡnh 3.12. Dầm tổ hợp
hàn
Coi bụng dầm chịu toàn bộ lực cắt, ta cú
cvw
max
w
.f.h
V
.
2
3
t
- Thực tế thiết kế, với dầm cú chiều cao 1-2m, chịu tải thụng thường:
1000
h3
7tw , mm
17
- Theo điều kiện ổn định bản bụng, khụng dựng sườn gia cường:
E
f
5,5
h
t ww
b. Xỏc định chiều dày bản cỏnh dầm:
Xỏc định mụmen quỏn tớnh cần thiết của tiết diện:
12
h.t
2
h
.
.f
M
12
h.t
2
h
.WIII
3
ww
c
max
3
ww
xbxc
Theo SBVL cú thể xỏc định
2
h
.t.b
4
h
.t.b2
4
h
.A2I
2
f
ff
2
f
ff
2
f
fc
Ta cú:
12
h.t
2
h
.
.f
M 3ww
c
max
=
2
h
.t.b
2
f
ff ff t.b = 2
f
3
ww
c
max
h
2
12
h.t
2
h
.
.f
M
Từ đú chọn: ff t.b = Af thỏa món: - mm2412t f
- ft nờn mm30 trỏnh phỏt sinh ứng suất phụ và khú hàn.
- f/Et/b ff hay ff t30b : thỏa món điều kiện ổn định cục bộ, ứng
suất phỏp phõn bố đều trờn bản cỏnh nộn.
18
- h)5/12/1(b f ; mm180b f ; 10/hb f : đảm bảo điều kiện tổng thể
của dầm, dễ liờn kết với cấu kiện khỏc.
2. Kiểm tra tiết diện:
a. Kiểm tra độ bền:
c
x
max .f
W
M
; cv
wx
max .f
t.I
S.V
4
h
.
2
A
2
h
.AS ww
f
f ;
h
I.2
W xx
Tại vị trớ cú M và Q:
c
2
1
2
1 .f.15,13
Hỡnh 3.14. Kiểm tra tại vị trớ cú M, Q
Với
h
h
.
W
M w
x
1 ;
wx
c
1
t.I
S.V
b. Ứng suất do tải trọng cục bộ sinh ra trong bản bụng dầm: c
w
cb .f
Z.t
P
19
c. Độ vừng: nếu minhh thỡ khụng cần kiểm tra, cũn lại thỡ kiểm tra:
ll
d. Ổn định tổng thể: (phần sau)
3. Thay đổi tiết diện dầm.
Theo chiều dài dầm, M thay đổi, để
tiết kiệm thộp cần thay đổi tiết diện
dầm theo sự thay đối của M. Khi thay
đối tiết diện thỡ cụng chế tạo tăng, nờn
chỉ cần thay đối tiết diện khi L≥10m.
- Thay đối chiều cao tiết diện h (a):
- Thay đối bề dày bản cỏnh (b) :
- Thay đối đột ngột bề rộng cỏnh (c):
Hỡnh 3.15. Biểu đồ mụmen uốn của
dầm
a)
b)
20
→ tiết kiệm 10ữ12 % thộp, đơn giản.
- Thay đối từ từ bề rộng cỏnh (d): →
tiết kiệm 20% thộp.
c)
d)
Đ 5. ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ CỦA DẦM THẫP
1. Hiện tượng:
Dưới tỏc dụng tải trọng P, dầm bị uốn trong mặt
phẳng tải trọng: dầm ổn định.
Tăng P đến lỳc dầm vừa bị uốn vừa chịu, xoắn và
vờnh ra khỏi mặt phẳng chịu lực: gõy ra My và momen
xoắn ngoài mặt phẳng uốn. Dầm mất ổn định tổng thể.
Lực làm cho dầm từ trạng thỏi ổn định sang trạng
21
thỏi mất ổn định gọi là lỳc tới hạn: crP
→ Điều kiện ổn định của dầm:
Hỡnh 3.17. Mất ổn
định tổng thể
crPP crMM cr
2. Cụng thức kiểm tra ổn định tổng thể:
/1I.E.I.G
l
c
M 2yt
0
cr (3.44)
: hệ số xột đến dạng biều đồ momen, phụ thuộc vào cỏch đặt tải theo chiều dài
dầm;
c- hệ số xột đến liờn kết của dầm trờn gối tựa và cỏch đặt tải lờn cỏnh trờn hay
cỏnh dưới dầm;
E, G - mụ đun đàn hồi về uốn và cắt của vật liệu
)1(2
E
G
tI : momen quỏn tớnh xoắn, với I tổ hợp:
3
)t.ht.b2(25,1
I
3
ww
3
ff
t
22
: hệ số poỏtxụng, với thộp =0,3;
Ứng suất tới hạn:
2
0x
ycr
cr
l
h
I
I
B
W
M
(3.45)
Với
/1.
h
l
.EG.
I
I
2
c
B 20
y
t
Hỡnh 3.18. lo
Hỡnh 3.19
Kiểm tra ổn định tổng thể của dầm tổ hợp:
cr
W
M
viết lại f.bcr (3.46) hay c
b
.f
W.
M
Trong đú: b - hệ số ổn định tống thể, để xỏc định b cần tớnh giỏ trị của hệ số
1 :
f
E
l
h
I
I
2
ox
y
1
(3.47)
23
Trong đú giỏ trị của lấy theo bảng 3.2 và 3.3 phụ thuộc vào đặc điểm tải
trọng và thụng số .
- hệ số:
2
0
y
t
h
l
I.E
I.G
4
(3.48)
dầm tổ hợp I:
3
ff
3
w
2
ff
f0
t.b
t.a
1
b.h
t.l
8 (3.49) với fh5,0a ;
dầm định hỡnh
2
0
y
x
h
l
J
J
.54,1
(3.50)
Giỏ trị thM phụ thuộc vào hỡnh dạng, đặc trưng hỡnh học của tiết diện dầm, vị
trớ tải trọng tỏc dụng, liờn kết dầm với gối tựa, cỏch bố trớ liờn kết ngăn cản
24
chuyển vị ngang của cỏnh nộn. Vỡ vậy dầm cú một trong cỏc điều kiện sau thỡ
khụng cần kiểm tra ổn định tổng thể:
- cú bản sàn BTCT hoặc bản sàn thộp đủ cứng liờn kết chắc chắn với cỏnh
nộn của dầm;
- khi tỷ số nhịp tớnh toỏn với chiều rộng bản cỏnh nộn f0 b/l thỏa món biểu
thức:
f
E
h
b
t
b
016,073,0
t
b
0032,041,0
b
l
f
f
f
f
f
f
f
0
(3.51)
nếu 15
b
l
f
0 , dựng 15
b
l
f
0 để tớnh.
3. Biện phỏp tăng cường ổn định tổng thể:
- Tăng yW , bằng cỏch tăng tiết diện cỏnh nộn.
25
- Giảm 0l bằng cỏch bố trớ hệ giằng hay thanh chống trong mặt phẳng cỏnh
nộn.
Đ6. ỔN ĐỊNH CỤC BỘ
1. Khỏi niệm:
Cỏnh và bụng dầm tổ hợp là những bản thộp mỏng khi chịu
ứng suất phỏp, ứng suất tiếp, cỏnh hoặc bụng dầm cú thể bị
vờnh từng vựng trước khi dầm mất ổn định tống thể: Dầm mất
ổn định cục bộ.
Phần dầm bị cong vờnh khụng tham gia chịu lực được nữa
nờn dầm mất tớnh đối xứng, tõm uốn thay đổi. Khi đú, phần
dầm tham gia chịu lực bị thu hẹp → phõn bố lại ứng suất, phần
tiết diện cũn lại chịu lực lớn hơn → dầm dễ bị mất ổn định tống
Hỡnh 3.20. Mất
ổn định cục bộ
26
thể.
Mất ổn định cục bộ là một trong những nguyờn nhõn gõy mất ổn định tống
thể.
Biện phỏp tăng cường ổn định cục bộ: - t : Tốn thộp
- Gia cố sườn: phức tạp
Hợp lý đối với dầm tổ hợp: - Chọn ft đủ ổn định cục bộ;
- Chọn wt mỏng rồi gia cường sườn.
2. Tớnh toỏn ổn định cục bộ:
27
Theo lý thuyết ổn định, ứng suất tới hạn của bản:
22
2
2
cr
a
t
.k
a
t
)1(12
E..c
(3.52)
Trong đú: t, a - Chiều dày và rộng của bản;
c, k – hệ số phụ thuộc vào loại, kớch thước của ụ bản và dạng ứng
suất.
2.1. Ổn định cục bộ cỏnh nộn
Liờn kết giữa cỏnh và bụng coi là
khớp, ứng suất tới hạn cho cỏnh chịu
nộn của dầm:
2
f0
f
cr
b
t
.E25,0
;
2/)tb(b wff0 .
Quan niệm, sự mất ổn định xảy ra
đồng thời với mất cường độ bền,
28
fcr .
Hỡnh 3.21. Mất ổn định cục bộ của
cỏnh dầm
Điều kiện kiểm tra:
f
E
.5,0
t
b
f
f0
theo quy phạm: thộp CT3, cỏnh khụng mất
ổn định cục bộ khi: 15
t
b
t
b
0
0
0
0
.
2.2. Ổn định cục bộ bản bụng:
Bản bụng cú thể mất ổn định do tỏc dụng ứng suất phỏp, ứng suất tiếp hoặc do
cả hai loại ứng suất trờn.
29
a. Chịu ứng suất tiếp:
Khi khụng cú sườn gia cường, khụng kể
đến sự ngàm đàn hồi giữa bụng và cỏnh,
ứng suất tới hạn:
2
w
w
2
2
cr
h
t
)1(12
Ek
k - hệ số phụ thuộc tỷ số cạnh ngắn
trờn cạnh dài của ụ bản, phụ thuộc vào
tải trọng tỏc dụng lờn dầm.
Hỡnh 3.22. Mất ổn định cục bộ
của cỏnh dầm do ứng suất
tiếp
Xột đến ngàm đàn hồi của hai cạnh dài đối diện:
2
b
th
f
3,10
30
Với:
E
f
.
t
h
w
w
w
Từ điều kiện chịu lực hợp lý, cho vcr f . Giới hạn độ mảnh quy ước:
2,33,10b ; dầm chịu tải trọng động : 2,2w
Điều kiện kiểm tra: ww
Nếu khụng thỏa món, phải gia cường bản
bụng bằng cỏc sườn đứng ở hai bờn bụng
dầm.
Cấu tạo sườn đứng:
- Chiều cao: ws hh ;
Hỡnh 3.23. Gia cường sườn
đứng cho bụng dầm
31
- Chiều dày:
E
f
.b.2 ss
- Chiều rộng mm40
30
h
b ws sườn đối xứng
mm50
24
h
b ws bố trớ sườn một bờn bản bụng
- Khoảng cỏch giữa 2 sườn: a ≤ 2hw khi: w > 3,2; a ≤ 2,5hw khi: w ≤
3,2
Đường hàn liờn kết sườn vào bụng dầm hf= 5mm.
Sau khi được gia cường, độ ổn định của bản bụng tăng lờn, giỏ trị ứng suất tới
hạn tăng lờn:
2
w0
v
2cr
f76,0
13,10
32
Trong đú: - tỷ số cạnh dài/ cạnh ngắn ụ bản
w0 - độ mảnh quy ước ụ bản,
E
f
t
d
w
w0
d – cạnh ngắn hơn trong hai cạnh của ụ
Nếu bố trớ sườn đứng với khoảng cỏch tối đa theo quy định a=2hw→ =2, khi
đú w0 = w thỡ 2
w
v
cr
f
26,12
Quan niệm như trờn, cho vcr f , ta cú 5,3w0 khi dầm khụng chịu tải
trọng tập trung.
Khi cú lực tập trung đặt trờn cỏnh nộn dầm thỡ: 5,2w0
b. Mất ổn định cục bộ của bản bụng dầm dưới tỏc dụng của ứng suất phỏp.
33
Hỡnh 3.24. Mất ổn định cục bộ của bản bụng dầm dưới tỏc dụng của ứng suất
phỏp
Tại những vựng chịu M lớn, vựng nộn của bản bụng dầm phỡnh ra khỏi mặt
phẳng uốn thành súng vuụng gúc mặt phẳng uốn. Giỏ trị tới hạn của ứng suất
phỏp phụ thuộc vào sự phõn bố ứng suất phỏp trờn tiết diện bản bụng và mức độ
ngàm đàn hồi của bụng và cỏnh dầm
2
w
crcr
f
c
34
crc tra bảng và phụ thuộc vào hệ số
3
w
f
w
f
t
t
h
b
; hệ số tra bảng.
Coi mức độ ngàm đàn hồi của bụng vào cỏnh dầm nhỏ nhất crc = 30, mất ổn
định cục bộ đồng thời với mất khả năng chịu lực về bền, fcr , cú:
5.5
f
30f w2
w
;
f
E
5.5
t
h
5.5
E
f
t
h
w
w
w
w
w
Khi tỷ số ww t/h vượt quỏ giỏ trị trờn, bản bụng dầm bị mất ổn định dưới tỏc
dụng của riờng ứng suất phỏp. Cần đặt thờm sườn dọc cỏch biờn bụng vựng nộn
của bản bụng đoạn wh)25,02,0(
Hỡnh 3.25: Sườn đứng và ngang trong dầm tố hợp hàn
35
c. Chịu ứng suất phỏp và ứng suất tiếp
Tại vị trớ vừa cú M lớn vừa cú V lớn, tỏc dụng đồng thời cú thể làm cho bản
bụng bị mất ổn định cục bộ sớm hơn so với khi chỉ cú một loại ứng suất tỏc dụng
- Khi khụng cú lực tập trung tỏc dụng cục bộ trờn cỏnh nộn của dầm và
65,3 w
Cụng thức kiểm tra: c
2
cr
2
cr
Với: crcr , tớnh theo 2
w
crcr
f
c
;
2
w0
v
2cr
f76,0
13,10
36
cr
ww
cr
w
th
V
;
h
h
W
M
;
khi wha : M, V lấy giỏ trị tại tiết diện giữa ụ;
Hỡnh 3.26: Tiết diện kiểm
tra ổn định cục bộ
khi wha lấy giỏ trị M, V tại giữa ụ hỡnh vuụng cạnh wh kể về phớa cú nội
lực lớn.
- Khi cú lực tập trung tỏc dụng cục bộ trờn cỏnh nộn và 65.2 w
Cụng thức kiểm tra: c
2
cr
2
cr,c
c
cr
cr,ccr , : Xỏc định tựy thuộc tỷ số wh/a .
37
a) khi 8,0h/a w , 2
w
cr
cr
f.c
;
2
a
1
cr,c
fc
E
f
t
a
w
a , 1c - tra bảng phụ thuộc tỷ số wh/a và hệ số .
b) khi 8,0h/a b , tỷ số /c lớn hơn giỏ trị trong bảng thỡ 2
w
2
cr
fc
2c - tra bảng ; 2
a
1
cr,c
fc
, nếu wh/a >2 thỡ lấy wh2a để tớnh.
c) khi 8,0h/a w , tỷ số /c khụng lớn hơn giỏ trị trong bảng thỡ
2
b
th
th
R.c
;
2
a
1
cr,c
fc
nhưng đặt a/2 thay cho a.
38
Đ 7. CẤU TẠO VÀ TÍNH TOÁN CÁC CHI TIẾT CỦA DẦM
1. Liờn kết giữa cỏnh và bụng dầm:
Hỡnh 3.27. Hiện tượng trượt giữa cỏnh và bụng dầm
Liờn kết để chống trượt gia cỏnh và bụng dầm do lực cắt gõy ra. Gọi là ứng
suất trượt ở biờn bụng dầm. Thỡ lực trượt trờn 1 đơn vị dài: wt.1.T =
x
c
I
S.V
39
Dầm tổ hợp hàn
Khả năng cỏc đường hàn gúc (theo 1 đơn vị dài) cần phải lớn hơn lực trượt T:
Tfh2 cminwf ta cú cxminw
f
f
If2
VS
h
Khi cú lực tập trung P tỏc dụng lờn cỏnh dầm mà tại
đú khụng cú sườn đứng thỡ đường hàn liờn kết chịu
thờm ứng suất cục bộ:
cminw
2
z
2
x
f
f
f2
l
P
I
VS
h
; lZ –
chiều dài phõn bố lực tập trung. fZ t2bl
Hỡnh 3.28.
Đường hàn liờn
kết cỏnh và bụng
dầm
40
2. Cấu tạo và tớnh mối nối dầm:
- Dầm định hỡnh khụng đủ dài, phải nối dầm tại nhà mỏy (mối nối cụng
xưởng).
- Dầm cú chiều dài, trọng lượng vượt quỏ giới hạn cho phộp của phương tiện
vận chuyển nờn phải dựng mối nối lắp ghộp (mối nối cụng trường).
2.1. Nối dầm định hỡnh:
Dựng liờn kết hàn theo 1 trong 3 cỏch sau:
a. Nối đối đầu: chỉ dựng để nối dầm ở những vị trớ
tiết diện cú maxM85,0M
Để giảm ứng suất hàn và biến hỡnh hàn theo thứ tự
nối bụng trước, cỏnh sau.
Nếu maxM85,0M dựng thờm cỏch nối:
Hỡnh 3.31. Nối đối đầu
41
dầm định hỡnh
- Hàn đối đầu và ghộp cỏnh (thờm bản nối cho mỗi cỏnh dầm)
Đường hàn đối đầu nối cỏnh, nối bụng cựng bản nối cỏnh chịu toàn bộ mụmen
tại tiết diện nối. Khả năng chịu lực của mối nối:
bnw MMM hay bnbncwtf h.N.f.WM ;
cwtfbn .f.WMM
bnM phõn thành ngẫu lực tỏc dụng vào bản nối,
cbn
bn
c
bn
bn
.fh
M
.f
N
A
; mm)2012(hhbn ;
mm)2016(bb fbn
→ bnbnbn b/At chọn ≥ 4mm
Hỡnh 3.32. Nối đối đầu
và ghộp cỏnh dầm định
hỡnh
Chiều dài đường hàn liờn kết 1/ 2 bản ghộp với cỏnh dầm chịu lực
bnbnbn h/MN .
→
cfminw
bn
h
.h.)f.(
N
l
42
Nờn chọn trước chiều cao đường hàn gúc nối bản nối với cỏnh dầm: bnf th
- Dựng đường hàn gúc, ghộp cỏnh và ốp bụng:
Cú ứng suất tập trung lớn ở mối nối, nờn dựng cho
dầm chịu tải trọng tĩnh, nhiệt độ bỡnh thường.
Bản nối cỏnh chịu: bnN do M gõy ra:
bn
bn
h
M
N →
c
bn
bn
.f
N
A
Đường hàn gúc liờn kết bản nối bụng và bụng dầm
chịu lực cắt Q:
Ứng suất trờn đường hàn:
cwf
fff
wf f
lh2
V
Ứng suất trờn biờn thộp núng chảy:
cws
ffs
ws f
lh2
V
Hỡnh 3.33. Ghộp
cỏnh và ốp bụng
dầm
43
Thường chọn mm180100bbn ; wbn tt
2.2. Cấu tạo và tớnh toỏn mối nối dầm tổ hợp hàn:
Thụng dụng nhất là dựng liờn kết đối đầu nối bụng
và nối cỏnh dầm, vị trớ mối nối cỏnh và nối bụng được
bố trớ so le để trỏnh ứng suất hàn.
Độ bền chịu nộn đường hàn đối đầu khụng nhỏ hơn
thộp cơ bản nờn đường hàn nối cú thể dựng đường hàn
thẳng gúc và nối trờn một tiết diện.
Hỡnh 3.34. Nối cụng
xưởng dầm tổ hợp hàn
Độ bền chịu kộo đường hàn đối đầu bằng khoảng 85% độ bền chịu kộo thộp
làm dầm nờn chỉ cú thể dựng đường hàn đối đầu thẳng gúc nối cỏnh chịu kộo ở
những tiết diện cú maxM85,0M . Trong cỏc trường hợp cũn lại cần dựng
đường hàn đối đầu xiờn gúc ( 00 6045 ) để nối cỏnh chịu kộo của dầm.
44
Mối nối lắp ghộp:
Mối nối lắp ghộp của dầm tổ hợp
hàn đư