Bài giảng kết cấu thép theo tiêu chuẩn 22TCN272-05- Đào Văn Dinh 2011 61
Hình 2.19 Mối hàn rãnh
Hình 2.19a- Mặt cắt mói hàn góc
Các mặt cắt khuyết tật
Các mặt cắt lý tưởng
Các mặt cắt chấp nhận
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
Bài giảng kết cấu thép theo tiêu chuẩn 22TCN272-05- Đào Văn Dinh 2011 62

Hình 2.19b Mặt cắt mối hàn rãnh
2.5.1.3 Giới hạn kích thước của mối hàn góc
Theo Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22 TCN 272-05, chiều dày lớn nhất của mối hàn góc dọc theo
cạnh của cấu kiện liên kết được lấy bằng
•

Chiều dày bản nối, nếu bản nối mỏng hơn 6 mm
•

Chiều dày bản nối trừ đi 2 mm nếu bản nối dày hơn hoặc bằng 6 mm.
Chiều dày nhỏ nhất của mối hàn góc được quy định như trong bảng 2.6.
Bảng 2.7 Chiều dày nhỏ nhất của đường hàn góc (Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22 TCN 272-05 )
Chiều dày chi tiết liên kết mỏng hơn

u kéo của thép cơ bản.
1exx
0, 6
re
R F
φ
=
(2.19)
trong đó
exx
F
cường độ phân loại của thép đường hàn
1e
φ
h ệ số sức kháng đối với đối với thép hàn (bảng 1.1)
b) Mối hàn rãnh ngấu cục bộ
Chịu lực dọc trục
Sức kháng tính toán của các liên kết hàn rãnh ngấu cục bộ chịu kéo hoặc chịu nén song
song với trục đường hàn hoặc chịu nén trực giao với diện tích hữu hiệu được lấy như sức kháng
tính toán của thép cơ bản.
Sức kháng tính toán của các liên kết hàn rãnh ngấu cục bộ chịu kéo trực giao với diện tích
hữu hiệu được lấy theo trị số nhỏ hơ
n hoặc cho bởi công thức 2.20 hoặc sức kháng tính toán
chịu kéo của thép cơ bản.
1exx
0, 6
re
R F
φ
=

φ
=
(2.22)
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
Bài giảng kết cấu thép theo tiêu chuẩn 22TCN272-05- Đào Văn Dinh 2011 64 trong đó
exx
F
cường độ phân loại của thép đường hàn
2e
φ
h ệ số sức kháng đối với đối với thép hàn (bảng 1.1)
Sức kháng có hệ số của vật liệu liên kết trong liên kết chịu cắt được quy định nhằm đảm
bảo không xảy ra phá hoại cắt chảy đối với cấu kiện liên kết (hình 2.20), phải được lấy theo
công thức 2.23.
rvn
R R
φ
=
(2.23)
0,58
ngy
R AF=
(2.24)
trong đó, A
g
là diện tích nguyên chịu cắt của cấu kiện liên kết, F
y

485 MPaF =
. Sử dụng thép kết cấu loại M270, cấp 250. Giả thiết rằng cường độ chịu kéo
của thanh kéo là được đảm bảo. Hãy xác định cường độ thiết kế của liên kết hàn.

Hình 2.22 Hình cho ví dụ 2.4
Lời giải
Do đường hàn được bố trí đối xứng với trục dọc của cấu kiện, liên kết được xem là một
liên kết đơn giản và không có tải trọng bổ sung do lệch tâm.
Chiều dày tính toán của đường hàn là (0,707
×
6)
Khả năng chịu cắt trên một đơn vị chiều dài (1 mm) đường hàn là
2exx
0,6 .0,707 0,6.0,8.485.0,707.6 987, 6 N/mm
re
RFw
φ
== =

Khả năng chịu cắt trên một đơn vị chiều dài của thanh nối mỏng hơn (bản nút) là
.(0,58 ) 1, 0.0,58.8.250 1160 N/mm
vn v y
RtF
φ φ
== =

→ Cường độ đường hàn là quyết định. Khả năng chịu lực của toàn liên kết là
987, 6.(100 100) 197520 N 197,52 kN
r
R =+==

φ φ
== =

→ Cường độ đường hàn là quyết định.
Chiều dài đường hàn cần thiết là
3
210.10
213 mm
987, 6
L ==

thoả mãn yêu cầu về chiều dài tối thiểu của đường hàn là 4w = 24 mm và 40 mm.
Đáp số
Vậy, sử dụng hai đường hàn song song bằng nhau, mỗi đường hàn dài 110 mm.
2.5.3 Liên kết hàn lệch tâm chỉ chịu cắt
Liên kết hàn lệch tâm được phân tích, về cơ bản, giống như cách thức đã áp dụng cho
liên kết bu lông, ngoại trừ chiều dài đơn vị của đường hàn sẽ thay thế cho các bu lông riêng biệt
trong tính toán. Cũng như trong liên kết bu lông lệch tâm chịu cắt, liên kết hàn chịu cắt có thể
được nghiên cứu bằng phương pháp phân tích đàn hồi hoặc phương pháp cường độ giới hạn.
Phần sau đây trình bày cách tính liên kết bu lông lệch tâm bằ
ng phân tích đàn hồi. Cách tính
toán theo phân tích cường độ giới hạn có thể tham khảo tài liệu [5].
Phân tích đàn hồi
Tải trọng tác dụng lên công son trong hình 2.24a có thể được coi là tác dụng trong mặt
phẳng đường hàn – nghĩa là mặt phẳng hữu hiệu (có chiều rộng nhỏ nhất). Chấp nhận giả thiết
này, tải trọng sẽ được chịu bởi diện tích của đường hàn như miêu tả trong hình 2.23b. Tuy
nhiên, việc tính toán sẽ được đơn giản hoá nếu sử dụng chiều dày mặt cắt hữu hiệu của đường
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
Bài giảng kết cấu thép theo tiêu chuẩn 22TCN272-05- Đào Văn Dinh 2011 67


x
và P
y
là các thành phần của lực tác dụng theo trục x và trục y. Ứng suất cắt
do mô men sinh ra có thể được tính bằng công thức tính xoắn
2
Md
f
J
=

trong đó
d khoảng cách từ trọng tâm của diện tích chịu cắt đến điểm cần tính ứng suất
J mô men quán tính cực của diện tích này

Hình 2.24 Đường hàn góc chịu lực lệch tâm

Hình 2.25 biểu diễn ứng suất này tại góc trên cùng bên phải của đường hàn đã cho. Biểu
diễn theo các thành phần vuông góc
2 x
My
f
J
=
và
2 y
Mx
f
J
=

trong hình 2.26. Tải trọng có hệ số bằng 260 kN. Tấm công son làm bằng thép M270 cấp 250,
cột chữ I làm bằng thép M270 cấp 345. Sử dụng que hàn E70XX có cường độ
exx
485 MPaF =
.

Hình 2.26 Hình cho ví dụ 2.6

Lời giải
Lực tác dụng lệch tâm có thể được thay thế bằng một lực và một mô men như trong
hình 2.26. Trước hết, tính toán với chiều cao đường hàn bằng đơn vị. Ứng suất cắt trực tiếp,
tính bằng N/mm, là như nhau trên toàn bộ diện tích đường hàn và bằng
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -