Bài giảng Kết cấu thép theo Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 và AASHTO LRFD part 4

Tổng quát hơn, các lực tác dụng có thể được biểu diễn theo các thành phần vuông góc với nhau. Với mỗi bu lông, các th ành phần nằm ngang và thẳng đứng của lực do cắt trực tiếp là và trong đó, Px và Py là các thành phần theo phương x và phương y của lực tổng cộng tác dụng tại liên kết (hình 2.22). Dễ dàng chứng minh được, các thành phần nằm ngang và thẳng đứng do sự lệch tâm có thể đ ược tính bằng các công thức và và nội lực tổng cộng...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kết cấu thép theo Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 và AASHTO LRFD part 4 Bài gi ảng Kết cấu thép theo Tiêu chu ẩn 22 TCN 272-05 và AASHTO LRFD Hình 2. 21 Phân tích các thành ph ần lực của bu lông chịu lực lệch tâm Tổng quát h ơn, các lực tác dụng có thể đ ược biểu diễn theo các th ành phần vuông gócvới nhau. Với mỗi bu lông, các th ành phần nằm ngang v à thẳng đứng của lực do cắt trựctiếp là vàtrong đó, Px và Py là các thành ph ần theo ph ương x và phương y của lực tổng cộng tácdụng tại li ên kết (hình 2.22). Dễ dàng chứng minh đ ược, các th ành phần nằm ngang v àthẳng đứng do sự lệch tâm có thể đ ược tính bằng các công thức vàvà nội lực tổng cộng của bu lông l àtrong đó http://www.ebook.edu.vn 55 Bài gi ảng Kết cấu thép theo Tiêu chu ẩn 22 TCN 272-05 và AASHTO LRFD Hình 2.22 Hai thành ph ần lực vuông góc của bu lông2.8.2 Liên kết bu lông lệch tâm chịu cắt v à kéo đồng thờiTrong m ột liên kết đối với m ột công son chữ T tr ên hình 2.2 3, một lực lệch tâm gây ramột mô men, sẽ l àm tăng l ực kéo ở h àng bu lông phía trên và gi ảm lực kéo ở h àng bulông phía dư ới. Nếu cả hai h àng bu lông này đ ều không đ ược kéo tr ước thì hàng bu lôngphía trên s ẽ chịu kéo và hàng bu lông phía dư ới sẽ không chịu lực. Không phụ thuộc v àoloại bu lông, mỗi bu lông sẽ chịu một phần lực cắt chia đều. Hình 2.23 Liên kết bu lông chịu cắt v à chịu kéo Nếu các bu lông l à bu lông cư ờng độ cao th ì mặt tiếp xúc giữa cánh của cột v à cánhcủa công son sẽ chịu nén đều tr ước khi chịu tải trọng ngo ài. Ứng suất ép mặt sẽ bằng tổnglực kéo của bu lông chia cho diện tích mặt tiếp xúc. Khi lực P tác dụng từ từ, lực nén ởbên trên s ẽ giảm đi v à ở bên dưới sẽ tăng l ên (hình 2.2 4a). Khi l ực nén ở trên cùng b ị triệttiêu hoàn toàn, các b ộ phận sẽ tách khỏi nhau v à mô men Pe sẽ gây kéo bu lông v à gâynén trên mặt tiếp xúc c òn lại (hình 2.24b). Tải trọng giới hạn sẽ đ ược đạt tới khi nội lựctrong bu lông ti ến tới c ường độ chịu kéo giới hạn của chúng. Ở đây, một ph ương pháp đơn gi ản và thiên về an toàn sẽ được sử dụng. Trục trunghoà của liên kết được giả thiết l à đi qua tr ọng tâm của diện tích bu lông. Các bu lông phíatrên trục này chịu kéo và các bu lông bên dư ới trục n ày được giả thiết l à chịu nén như trênhình 2.2 4c. Mỗi bu lông đ ược giả thiết l à đạt tới giá trị giới hạn rut. Do có hai bu lông ởmỗi hàng nên m ỗi lực được biểu diễn l à 2rut . Hợp nội lực kéo v à nén là m ột ngẫu bằngvới mô men có thể chịu đ ược của li ên kết. Mô men của ngẫu n ày có th ể được xác địnhbằng tổng mô men của nội lực trong các bu lông đối với một trục bất kỳ, chẳng hạn trục http://www.ebook.edu.vn 56 Bài gi ảng Kết cấu thép theo Tiêu chu ẩn 22 TCN 272-05 và AASHTO LRFDtrung hoà. Khi mô men đư ợc chịu bởi li ên kết bằng mô men tác dụng th ì công th ức kếtquả có thể đ ược giải đối với lực kéo ch ưa biết của bu lông rut. Hình 2.24 Phân tích ứng suất trong li ên kết bu lông chịu cắt v à chịu kéo2.8.3 Liên kết hàn lệch tâm chỉ chịu cắtLiên kết hàn lệch tâm đ ược phân tích, về c ơ bản, giống nh ư cách th ức đã áp dụng cho li ênkết bu lông, ngoại trừ chiều d ài đơn vị của đường hàn sẽ thay th ế cho các bu lông ri êngbiệt trong tính toán. Cũng nh ư trong liên k ết bu lông lệch tâm chịu cắt, li ên kết hàn chịucắt có thể đ ược nghi ên cứu bằng ph ương pháp phân tích đàn h ồi hoặc ph ương pháp cư ờngđộ giới hạn. Phần sau đây tr ình bày cách tính liên k ết bu lông l ệch tâm bằng phân tích đ ànhồi. Cách tính toán theo phân tích c ường độ giới hạn có thể tham khảo t ài liệu [5].Phân tích đàn h ồiTải trọng tác d ụng lên công son trong hình 2.2 5a có thể được coi l à tác dụng trong mặtphẳng đường hàn – nghĩa là mặt phẳng hữu hiệu (có chiều rộng nhỏ nhất). Chấp nhận giảthiết này, tải trọng sẽ đ ược chịu bởi diện tích của đ ường hàn như miêu t ả trong h ình2.25b. Tuy nhiên, vi ệc tính toán sẽ đ ược đơn giản hoá nếu sử dụng chiều d ày mặt cắt hữuhiệu của đ ường hàn bằng đơn vị. Như vậy, tải trọng đ ược tính toán có thể nhân với0,707w (w là chiều dày của mối hàn) để có được tải trọng thực tế. Một lực lệch tâm trong mặt phẳng đ ường hàn gây ra c ả cắt trực tiếp v à cắt xoắn. V ìtất cả các phần tử của đ ường hàn tham gia ch ịu cắt nh ư nhau nên ứng suất cắt trực tiếp l àvới L là tổng chiều d ài các đư ờng hàn và bằng diện tích chịu lực cắt v ì ở đây, đ ã sử dụngchiều dày có hi ệu của đ ường hàn bằng đơn vị. Nếu sử dụng các th ành phần vuông góc th ì http://www.ebook.edu.vn 57 Bài gi ảng Kết cấu thép theo Tiêu chu ẩn 22 TCN 272-05 và AASHTO LRFD ...