Giáo trình Cơ sở tính toán chung các kết cấu kim loại máy trục

Nội dung text: Giáo trình Cơ sở tính toán chung các kết cấu kim loại máy trục

1. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - + Đoạn A’B, là một đường cong rõ rệt. Thép không còn làm việc đàn hồi nữa; mô đun đàn hồi E giảm dần đến bằng 0 ở điểm B, ứng với ứng suất chừng 2400 daN/cm 2. Giai đoạn này gọi là giai đoạn đàn hồi dẻo. + Đoạn BC, hầu như là đoạn nằm ngang ; gọi là giai đoạn chảy dẻo. Biến dạng tự động tăng trong khi ứng suất không đổi. Đoạn nằm ngang ứng với biến dạng từ ε = 0,2% đến ε = 0,25% được gọi là thềm chảy. Ứng suất tương ứng với giai đoạn chảy dẻo gọi là giới hạn chảy σc Nếu tại điểm C mà ta cất tải trọng, biểu đồ giảm tải sẽ sẽ đi theo đường cong C0’ song song với đường gia tải đàn hồi; thép có biến dạng dư : 00’. Hình 1.1 Biểu đồ kéo thép các bon thấp. + Đoạn C-D, quá giai đoạn chảy (quá trị số biến dạng ε = 0,25% đối với thép C T3), thép không chảy nữa và lại có thể chịu được lực. Thép như được gia cường, nên giai đoạn này gọi là giai đoạn củng cố. Quan hệ ứng suất – biến dạng là một đường cong thoải, biến dạng tăng nhanh theo kiểu biến dạng dẻo. Mẫu thép bị thắt lại, tiết diện bị thu nhỏ và bị kéo đứt ứng với ứng suất 2 ở điểm D, khoảng 4000 daN/cm đối với CT3. Ứng suất này gọi là giới hạn bền . Biến dạng lúc kéo đứt rất lớn εo = 20% - 25% . b) Các đặc trưng cơ học chủ yếu của thép. Biểu đồ kéo của thép cho ta các đặc trưng cơ học chủ yếu của thép, được qui định trong tiêu chuẩn đối với mỗi mác thép. Đó là: + Giới hạn tỷ lệ : σtl + Giới hạn chảy : σc – quan trọng nhất, là ứng suất trong các cấu kiện chịu lực không được phép vượt qua. + Giới hạn bền : σb + Biến dạng khi đứt : εo + Môđun đàn hồi : E Ví dụ : Thép C T3 có các đặc trưng cơ tính như sau : + Mô đun đàn hồi (khi kéo) : E = 2,10.10 6 kG/cm 2. + Khối lượng riêng : γ = 7,83 T/m 3. 6 2 + Mô đun đàn hồi trượt : G = 0,81.10 kG/cm . + Độ dãn dài khi đứt : εo = 21% 2 + Giới hạn chảy : σc = 2400 -2800 kG/cm + Độ bền cơ học đảm bảo 2 + Giới hạn bền : σb = 3800 -4200 kG/cm + Tính dẻo cao 2 + Độ dai va đập : a k = 50-100 J/cm . + Tính hàn tốt (dễ hàn). 40
2. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 1.3.2. Thép dùng làm kết cấu chịu tải trọng động – [13] Theo qui phạm chia các kết cấu xây dựng và công trình làm 4 nhóm và có hướng dẫn việc sử dụng các số hiệu thép cho mỗi nhóm. Sau đây là số hiệu thép cho nhóm 1: Phạm vi sử dụng: Các kết cấu hàn hoặc các cấu kiện của nó làm việc trong điều kiện đặc biệt nặng hay chịu tác dụng trực tiếp của tải trọng động, tải trọng rung động hoặc tải trọng di động (dầm cầu trục, dầm của sàn công tác, các cấu kiện của kết cấu bunke, các cầu bốc dỡ chịu trực tiếp tải trọng động: các bản mắt của dàn, các kết cấu nhịp và gối đỡ của hành lang băng tải, các cột hàn đặc biệt của hệ thống đường dây điện (ĐDK) vượt qua nhịp lớn và có chiều cao hơn 60 m; các dầm đỡ cầu trục của các công trình thủy công (bảng 1.2) Bảng 1.2 - Cường độ tiêu chuẩn và cường độ tính toán của một số thép cán, (Bảng 50 -[13]). Chiều Cường độ tiêu chuẩn Cường độ tính toán Loại dày Mpa (kG/cm 2) Mpa (kG/cm 2) Stt Mác thép ГОСТ hoặc TY thép thép Giới hạn Giới hạn Giới hạn Giới hạn cán cán chảy σσσ bền σσσ chảy σσσ bền σσσ (mm) c b c b 01 18C П ГОСТ 23570 –79 Tấm 4-20 235(2400) 370(3800) 230(2350) 360(3650) 02 18 ГПC ГОСТ 23570 –79 Tấm 21-30 225(2300) 370(3800) 220(2250) 360(3650) 03 18 ГCП ГОСТ 23570 –79 Tấm 31-40 235(2400) 390(4000) 230(2350) 380(3850) 04 BC T3ПC ГОСТ 380 - 71 Tấm 21-40 225(2300) 370(3800) 215(2200) 350(3550) 05 BC T3ГПC ГОСТ 380 - 71 Tấm 21-40 225(2300) 370(3800) 215(2200) 350(3550) 06 BC T3CП ГОСТ 380 – 71 Ống 10 225(2300) 370(3800) 215(2200) 350(3550) 07 BC TTПC ГОСТ 14367-79 Tấm 10-40 295(3000) 430(4400) 280(2850) 410(4200) 09 09 Г2C ГОСТ 19281-73 Hình 4-9 345(3500) 490(5000) 330(3350) 465(4750) 10 09 Г2C ГОСТ 19281-73 Hình 10-20 325(3300) 470(4800) 310(3150) 450(4600) 11 09 Г2C ГОСТ 19281-73 Ống 21-32 305(3100) 460(4700) 290(2950) 440(4500) 12 10 Г2C1 ГОСТ 19281-73 Tấm 4 355(3600) 490(5000) 340(3450) 465(4750) 13 10 Г2C1 ГОСТ 19281-73 Tấm 5-9 345(3500) 490(5000) 330(3350) 465(4750) 14 10 Г2C1 ГОСТ 19281-73 Hình 10-20 335(3400) 480(4900) 320(3250) 455(4650) 15 10 Г2C1 ГОСТ 19281-73 Hình 21-32 325(3300) 470(4800) 310(3150) 450(4600) 16 10 Г2C1 ГОСТ 19281-73 Hình 33-60 325(3300) 450(4600) 310(3150) 430(4400) 17 10 Г2C1 ГОСТ 19281-73 Hình 61-100 295(3000) 430(4400) 280(2850) 410(4200) 18 15XCH Д ГОСТ 19281-73 Tấm 4-32 350(3560) 500(5110) 333(3389) 475(4842) 19 14 Г2A Ф TY-14-1-1217-75 Tấm 4-50 390(4000) 540(5500) 370(3750) 515(5250) 20 15 Г2A ФДПC ГОСТ 19282-73 Tấm 4-32 390(4000) 540(5500) 355(3600) 490(5000) 21 10XCH ГОСТ 19282-73 Tấm 4-32 390(4000) 530(5400) 355(3600) 480(4900) 22 16 Г2A Ф ГОСТ 19282-73 Tấm 4-32 440(4500) 590(6000) 400(4100) 535(5400) 23 16 Г2A Ф ГОСТ 19282-73 Tấm 33-50 410(4200) 570(5800) 375(3800) 520(5300) 24 18 Г2A ФПC ГОСТ 19282-73 Tấm 4-32 440(4500) 590(6000) 400(4100) 535(5400) §1.4 QUI CÁCH THÉP CÁN DÙNG LÀM KẾT CẤU THÉP, [08], [13]. Kết cấu thép được chế tạo từ các thép tấm, thép hình có nhiều loại kích thước khác nhau. Nước ta đã ban hành tiêu chuẩn quốc gia về thép cán nóng TCVN 1650 – 75 đến TCVN 1657 – 75 bao gồm các thép tròn, thép ray, thép chữ [, thép chữ I, thép góc ∟,v.v Về cơ bản, các loại thép cán của tiêu chuẩn Việt Nam có kích thước giống như các loại thép cán theo tiêu chuẩn Liên Xô ГОСТ năm 1972. Hiện nay Liên Xô đã sử dụng tiêu chuẩn mới loại 72* (Ví dụ ГОСТ 8510-72*) là sửa đổi của tiêu chuẩn năm 1972. Các qui cách thép hình theo TCVN năm 1975, 41
3. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - tương ứng với ГОСТ năm 1972. Đối với các loại thép chưa có trong tiêu chuẩn Việt Nam thì dùng các tiêu chuẩn mới nhất của Liên Xô. 1.4.1.Thép hình. a) Thép góc : (Hình 1.2.a) Thép góc có hai loại : - Thép góc đều cạnh, theo TCVN 1656 –75 ; - Thép góc không đều cạnh, theo TCVN 1657 –75, với tỷ lệ 2 cạnh khoảng 1:1,6. Ký hiệu thép góc như sau, ví dụ : - Thép góc đều cạnh : ∟40x40x4 hoặc ∟40x4 - Thép góc không đều cạnh : L63x40x4 ,trong đó hai số trên là bề rộng cánh, số sau cùng là bề dày cánh. Thép góc đều cạnh gồm 67 loại từ tiết diện nhỏ nhất là ∟20x3 đến lớn nhất là ∟250x20. Thép góc không đều cạnh gồm 47 loại từ tiết diện nhỏ nhất là L25x16x3 đến lớn nhất là L250x160x20. Đặc điểm của tiết diện thép góc là : cánh có hai mép song song nhau, tiện cho việc cấu tạo liên kết. Chiều dài thanh thép góc được sản xuất từ 4 đến 13 m. Thép góc được dùng làm : - Thanh chịu lực như hệ thanh bụng, thanh biên của kết cấu giàn; ngoài ra ta có thể ghép hai thép góc thành chữ T, chữ thập, chữ nhật v.v (hình 1.2.b) - Cấu kiện liên kết các kết cấu khác như ghép các bản thép thành tiết diện chữ I, liên kết dầm với cột. Thép góc là loại thép cán được dùng nhiều nhất trong kết cấu thép. b)Thép chữ I: Theo TCVN 1655-75, gồm có 23 loại tiết diện, chiều cao từ 100 đến 600 mm. Ký hiệu, ví dụ : I30, ở đây 30 là chiều cao tính ra cm . Từ các số hiệu 18 đến 30, còn có thêm hai tiết diện phụ, cùng chiều cao nhưng cánh rộng và dày hơn, ký hiệu thêm chữ “a”, ví dụ: I22a. Chiều dài được sản xuất từ 4 đến 13 m. Thép chữ I chủ yếu làm dầm chịu uốn. Độ cứng của dầm chữ I theo phương trục x-x rất lớn so với phương trục y-y. Cũng có thể dùng thép chữ I làm cột, khi Hình 1.2 Thép góc và ứng dụng đó nên tăng độ cứng đối với trục y-y bằng cách mở rộng thêm cánh, hoặc ghép hai thép I lại. Một bất lợi của thép chữ I là cánh ngắn và vát chéo nên khó liên kết. Trong trường hợp dùng thép chữ I làm ray treo cho cầu trục, cổng trục, cầu chuyển tải, nên dùng thép chữ I chuyên dùng. Ở đây cho số liệu thép chữ I chuyên dùng làm ray treo theo ГОСТ 5157-53* ( Bảng 1.3) c) Thép chữ [[[ Theo TCVN 1654-75, gồm có 22 loại tiết diện, từ số hiệu 5 đến 40, Số hiệu chỉ chiều cao tính bằng cm của tiết diện. Ký hiệu : [ kèm theo số hiệu, ví dụ : [22. Từ số hiệu 14 đến 24 42
4. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - cũng có thêm loại tiết diện phụ “a”, cánh rộng và dày hơn, ví dụ: [22a. Chiều dài từ 4 đến 13 m. Thép chữ [co ù một mặt bụng phẳng và các cánh vươn rộng nên tiện liên kết với các cấu kiện khác. Thép chữ [thường được ghép thành thanh tiết diện đối xứng như hình vẽ (Hình 1.5). Hình 1.3 Thép chữ I và ứng dụng. Bảng 1.3 – Dầm chữ I dùng làm ray treo – ГОСТ 5157-53* - (tr.78 – [10]). Diện Trục x-x Trục y-y Khối tích Ký h b d t R r tiết lượng Jx Wx ix Sx Jy Wy iy hiệu diện kg/m 2 mm cm cm 4 cm 3 cm cm 3 cm 4 cm 3 cm 18M 25,8 180 90 7 12 9 3,5 32,9 1760 196 7,31 112 132 29,3 2,00 24M 38,3 240 110 8,2 14 10,5 4 48,7 4630 386 9,75 220 280 60,9 2,40 30M 50,2 300 130 9 15 12 6 63,9 9400 627 12,02 360 490 75,4 2,77 36M 57,9 360 130 9,5 16 14 6 73,7 15 300 850 14,40 486 527 81,0 2,67 45M 77,6 450 150 10,5 18 16 7 98,7 31 900 1420 17,98 808 908 121,0 3,03 Hình 1.4 Thép chữ I Hình 1.5 Thép chữ [ và các kích thước và các ứng dụng d) Các loại thép hình khác : Ngoài 3 loại chính vừa nêu, thép cán định hình còn có nhiều loại tiết diện khác, thích hợp cho từng công dụng riêng, ví dụ: - Thép I cánh rộng, có tỷ lệ bề rộng cánh trên bề cao là: 1:1 đến 1:2, kích thước tiết diện hxb từ 200x100 đến 100x320 (hình 1.6.a). Cánh có mép song song nên thuận tiện liên kết, cấu kiện dùng làm dầm hay làm cột đếu tốt. Giá thành cao vì phải cán trên những máy cán lớn. - Thép ống không hàn, có kích thước (đường kính ngoài x bề dày) từ 42x2,5 đến 500x15 mm (hình 1.6.b) 43
5. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 1.4.2.Thép tấm. Thép tấm được dùng rộng rãi vì tính chất vạn năng, có thể tạo ra các loại tiết diện có hình dạng và kích thước bất kỳ. Đặc biệt trong kết cấu bản thì hầu như là toàn bộ là dùng thép tấm. Thép tấm có các loại sau: - Thép tấm phổ thông : có bề dày 4 ÷ 60 mm , rộng 600 ÷ 2500 mm, chiều dài 2 ÷ 8m. Thép tấm phổ thông có 4 cạnh phẳng nên sử dụng rất thuận tiện. - Thép tấm dày , có bề dày 63 ÷ 160 mm , bề rộng từ 600 ÷ 3000 mm , dài 3,5 ÷ 7,0 m. - Thép tấm mỏng , có bề dày 0,2 ÷ 4 mm , bề rộng từ 160 ÷ 1050 mm , dài 1,2 ÷ 4 m, dùng để dập các thanh thành mỏng v.v Hình 1.6 – Các loại tiết diện thép Ngoài ra, còn có loại thép tấm khác như: thép giải, rộng hình khác. dưới 200 mm , thép tấm có vân, thép tấm hình sóng. a) Thép chữ I cánh rộng; b) Thép ống. Hình 1.7. Một số tiết diện của thép hình dập nguội. 1.4.3.Thép hình dập nguội. Đây là loại thép hình mới so với thép cán. Từ các thép tấm mỏng, thép giải, dày 2-16 mm , mang dập nguội mà thành. Có các loại tiết diện theo tiêu chuẩn ( ГОСТ 8276-57 đến ГОСТ – 8283-57 v.v ) như: thép góc đều cạnh, thép góc không đều cạnh, thép chữ [, thép tiết diện hộp ngoài ra còn rất nhiều tiết diện theo yêu cầu riêng (hình 1.7). Thép hình dập có vành mỏng nên nhẹ nhàng hơn nhiều so với thép cán. Nó được dùng chủ yếu cho các loại kết cấu thép nhẹ, cho những cấu kiện chịu lực nhỏ nhưng có độ cứng lớn. Một khuyết điểm của thép hình dập nguội là có sự cứng nguội ở những góc bị uốn; chống gỉ kém hơn. 44
6. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - 1.4.4. Số liệu kích thước thép tấm. a) Thép tấm cacbon thường (ΓOCT 500-58) Thép tấm cacbon thường còn gọi là thép tấm đen thường, sản xuất bằng thép cacbon thường ký hiệu MCTO, MCT2, MCT3, MCT4, MCT5 (thép sôi – KΠ, thép lắng và nửa lắng ΠC). Kích thước của thép tấm cacbon thường ghi ở bảng 1.4 (chiều dày từ 4 đến 60 mm ). Ngoài ra theo yêu cầu riêng còn có thể sản xuất thép tấm có chiều dày trên 60 mm đến 160 mm (theo ΓOCT 5681-57), chiều rộng tới 3600 mm và chiều dài tới 12000 mm . Thép tấm sản xuất bằng máy liên hoàn tự động có thể cuộn thành từng cuộn. Khi kiểm tra chiều dày thép tấm phải đo cách góc tấm thép trên 100 mm và cách cạnh tấm thép trên 40 mm . Có thể sản xuất tấm thép có chiều dài lớn nhất ghi ở bảng 1.5. b) Thép tấm cacbon tốt cán nóng (ΓOCT 500-58), có kích thước như bảng 1.4 chiều dày từ 4 đến 60 mm. Ký hiệu thép các bon tốt cán nóng : 08K Π, 10 KΠ – 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 15 Γ, 20 Γ, 30 Γ, 40 Γ, 50 Γ, 60 Γ, 65 Γ, 70 Γ, 10 Γ2, 30Γ2, 35 Γ2, 40 Γ2, 45 Γ2, 5 0Γ2, Cơ tính thép tấm cacbon tốt cán nóng xem thêm bảng 277a.[15] Bảng 1.4 – Kích thước thép tấm , mm (Ký hiệu δ - chiều dày; B – chiều rộng; L – chiều dài), (B.275).[15] δδδ B L 600, 710, 1000 2000 1000, 1250 2500 4,5 1400 2800 – 4 4 1000, 1250, 1400, 1500, 1600 3000, 3500, 4200, 4500, 5000, 5500, 6000 1400, 1500, 1600 7000, 7500 1250 2500 1400 2800 5,5 1250, 1400, 1500, 1600 3000, 3500 – 5 5 1250, 1400, 1500, 1600 4200, 4500, 5000, 5500, 6000 1400, 1500, 1600, 1700 6500, 7000, 7500, 8000 1400 2800 7 1200, 1400, 1500 3000, 3500, 4200 – 6 6 1600 4200 1250, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800 4500, 5000, 5500, 6000, 6500, 7000, 8000 1400 2800 1250, 1400, 1500 3000, 3500 8 1250, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800 4200 1250, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 1900, 2000 4500, 5000, 5500, 6000, 6500, 7000 1250, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 1900, 2000, 2100, 2220 7500, 8000 1400 2800 10 10 1250, 1400, 1500 3000, 3500 – 9 9 1250, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800 4200 1250, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 1900, 2000, 2100, 2200 4500, 5000, 5500, 6000, 6500, 7000, 7500, 8000 1400 2800, 3500 1250, 1400, 1500 4200 11 1250, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 1900, 2000, 2100, 2200 4500, 5000, 5500, 6000, 6500, 7000 1250, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 1900, 2000, 2100, 2200, 2300 7500, 8000 45
7. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Bảng 1.4 – Kích thước thép tấm , mm (tiếp theo) (Ký hiệu δ - chiều dày; B – chiều rộng; L – chiều dài), (B.275).[15] δδδ B L 1400 4200 12, 13, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 1900, 2000, 4500, 5000, 5500, 6000, 6500, 7000, 14, 15 2100, 2200, 2300 8000 16, 17,18, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 1900, 2000, 4500, 5000, 5500, 6000, 6500, 7000, 19, 20 2100, 2200, 2300, 2400 8000 21, 22, 24, 25, 26, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 1900, 2000, 4500, 5000, 5500, 6000, 6500, 7000, 28, 30, 32 2100, 2200, 2300, 2400, 2500 8000 34, 36, 38, 40, 42, 1500, 1600, 1700, 1800, 1900, 2000, 2100, 4500, 5000, 5500, 6000, 6500, 7000, 45, 50, 52, 53, 55, 2200, 2300, 2400, 2500 8000 56, 58, 60 63, 65, 70, 75, 80, 1500, 1600, 1700, 1800, 1900, 2000, 2100, 4000, 4500, 5000, 5500, 6000, 6500, 85, 90, 95, 100 2200, 2300, 2400, 2500, 2600, 2700, 7000 2800, 2900, 3000 105, 110, 120, 125, 1500, 1600, 1700, 1800, 1900, 2000, 2100, 4000, 4500, 5000, 5500, 6000 130 2200, 2300, 2400, 2500, 2600, 2700, 2800, 2900, 3000 140, 150, 160 1500, 1600, 1700, 1800, 1900, 2000, 2100, 3500, 4000, 4500, 5000 2200, 2300, 2400, 2500, 2600, 2700, 2800, 2900, 3000 c) Thép tấm và thép dẹt rộng bản làm bằng thép hợp kim chế tạo loại tốt (ΓOCT 500-58), Thép tấm và thép dẹt rộng bản cán nóng dày từ 4 – 60 mm và thép tấm cán nguội dày 4 – 6 mm có kích thước xem thêm bảng 71.[15] (đối với thép dẹt rộng bản) và bảng 1.4 (thép tấm). Ký hiệu một số thép tấm và thép dẹt rộng bản làm bằng thép hợp kim chế tạo loại tốt (ΓOCT 500 – 58): 25 ΧΓСΑ, 30 ΧΓСΑ, 30 ΧΓСHΑ, 12 Χ2HB ΦΑ , 12 Χ2HB ΦMΑ, 23 Χ2HB ΦΑ . 46
8. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - This document was created with Win2PDF available at The unregistered version of Win2PDF is for evaluation or non-commercial use only. This page will not be added after purchasing Win2PDF.
9. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Chương 5 KẾT CẤU VÀ TÍNH TOÁN DẦM §5.1.CHỌN KÍCH THƯỚC DẦM TỔ HỢP. 5.1.1 – Giới thiệu chung về kết cấu dầm. Dầm là một loại cấu kiện cơ bản được sử dụng rất rộng rãi trong kết cấu công trình, trong chế tạo kết cấu thép của các loại máy trục. Về mặt chịu lực thì dầm chủ yếu chịu uốn. Theo đặc điểm cấu tạo tiết diện của dầm người ta chia dầm làm 2 loại: dầm hình và dầm tổ hợp. a) Dầm hình : Hình 5.1 – Dầm hình. a, b – thép cán phổ thông; c – thép cán chữ I Là dầm làm từ các cánh rộng; d, e – thép hình thành mỏng dập. thép hình, thường là các loại thép chữ I, chữ [, v.v chế tạo từ cán hay dập. Dầm hình có ưu điểm là cấu tạo đơn giản, chi phí thấp nên giá thành dầm hình thấp hơn giá thành dầm tổ hợp (xem hình 5.1). b) Dầm tổ hợp : Dầm tổ hợp là loại dầm chế tạo từ các loại thép tấm hoặc từ các thép tấm kết hợp với các thép hình liên kết lại với nhau bằng phương pháp hàn hoặc tán đinh. Hình 5.2 – Một vài loại tiết diện dầm tổ hợp. a – Dầm 1 thành kết cấu hàn; b – Dầm 1 thành kết cấu tán đinh; c – Dầm 2 thành kết cấu hàn; d – Dầm 2 thành kết cấu tán đinh. Nếu dùng liên kết hàn để liên kết các cấu kiện của dầm thì gọi dầm đó là dầm tổ hợp hàn. Nếu dùng đinh tán hoặc bu lông để liên kết các cấu kiện của dầm thì gọi dầm đó là dầm tổ hợp đinh tán hoặc dầm tổ hợp bulông. So với dầm đinh tán thì dầm hàn tốn ít vật liệu hơn, chi phí chế tạo dầm ít hơn, chế tạo đơn giản nên được dùng phổ biến hơn. Dầm đinh tán chịu tải trọng động và ảnh hưởng của chấn động tốt hơn dầm hàn nên thường dùng làm dầm của các cần trục loại tải trọng lớn với chế độ làm việc nặng hoặc rất nặng. Trên hình 5.2 giới thiệu một vài loại tiết diện dầm tổ hợp. 101
10. Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - Trong kết cấu dầm để đánh giá tính hợp lý của tiết diện về khối lượng vật liệu khi chịu uốn người ta xác định tỷ số: W k = (5.01) F 3 ở đây W – mômen chống uốn của tiết diện. F – diện tích tiết diện. Tiết diện sử dụng vật liệu hợp lý là tiết diện mà ứng với 1 diện tích vật liệu F cho trước tiết diện đạt được mômen chống uốn W lớn (so sánh tiết diện dầm có công dụng chung). Dầm tổ hợp có sự phân bố vật liệu trên tiết diện dầm là hợp lý hơn nên có tính kinh tế hơn so với dầm hình. 5.1.2 – Xác định các kích thước dầm tổ hợp. a) Xác định chiều cao của dầm tổ hợp h. Chiều cao của dầm tổ hợp có ảnh hưởng lớn đến độ bền, độ cứng, độ ổn định và tính kinh tế của nó. Khi chiều cao của dầm tăng thì trọng lượng tấm thành (bản bụng) có tăng, song trọng lượng của tấm biên (bản cánh) lại được giảm đi tương ứng để đảm bảo mômen chống uốn của dầm giữ nguyên. Khi đó dầm sẽ có nhiều ưu điểm hơn dầm có cùng môđun chống uốn nhưng chiều rộng bản cánh lớn. Chiều cao lớn nhất của dầm h max hạn chế bởi điều kiện để nhận được khối lượng dầm là nhỏ nhất G min . Chiều cao nhỏ nhất của dầm h min hạn chế bởi điều kiện độ võng của dầm (f) và thời gian tắt dao động (t). Chiều cao tối ưu của dầm có thể xác định bằng tính toán. Để sử dụng hoàn toàn vật liệu của dầm : căn cứ vào mômen uốn dầm do tải trọng gây ra M để xác định môđun chống uốn cần thiết của tiết diện dầm. M W ≥ (5.02) [σ ] (Khi đó chiều cao dầm sẽ đạt tính kinh tế h ) kt Hình 5.3 – Xác định chiều cao của da àm để khối lượng – Chiều cao của dầm h xác định theo điều kiện khối lượng max dầm là nhỏ nhất. của dầm là nhỏ nhất nhưng vẫn đảm bảo nhận được mômen chống uốn của tiết diện W cần thiết: Đặt trọng lượng của một đơn vị chiều dài dầm là g, khi đó (5.1).[01]: g = (g t + g b). β ; (kG/m) (5.03) ở đây gt = δt.h. γ – trọng lượng 1 mét chiều dài bản thành dầm. gb = 2F b.γ – trọng lượng 1 mét chiều dài 2 tấm biên của dầm. γ – trọng lượng riêng của vật liệu chế tạo dầm. β – hệ số kết cấu phụ thuộc vào trọng lượng các gân tăng cứng và các bản ngăn tăng cứng của dầm. β = 1,2 khi dầm chỉ có gân đứng (gân cơ bản); β = 1,3 khi dầm có thêm 1 cặp gân dọc. Mômen quán tính của tiết diện (xem hình 5.3): 3 2 δ t .ht  h  J = J t + J b = + 2F b.  (5.04) 12  2  102