7.5.3. Dàn cấu tạo với thanh dàn từ 2 thép góc

1. Nút trung gian

2. Nút gối

3. Nút khuyếch đại giữa dàn

4. Nút có nối thanh cánh.

5. Các cấu tạo khác của dàn

6. Thể hiện bản vẽ dàn

1. Nút trung gian

Là các nút trung gian thuộc cánh trên hoặc cánh dưới (hình 7.17,a, b), cấu tạo đảm bảo theo mục 7.5.1. Thanh dàn cấu tạo từ hai thép góc, tiết diện tổ hợp là chữ T, liên kết giữa hai thép góc vào bản mã bằng đư�ng hàn góc. Lực tác dụng được phân phối lên đư�ng hàn sống và mép phụ thuộc vào hình thức ghép tiết diện.
�ư�ng hàn liên kết thanh cánh vào bản mã tính chịu hiệu số nội lực �N = N2  N1 giữa hai thanh; (N2, N1 là nội lực của hai thanh cánh), nếu �N = 0 thì lấy 10% trị số nội lực của thanh để tính, �N phân phối v� đư�ng hàn sống và mép theo tỷ lệ k và (1  k).

Hình. 7.17. Nút trung gian
TrÆ°á»�ng hợp tại nút có lá»±c tập trung (thÆ°á»�ng ở nút cánh trên, do tải trá»�ng truyá»�n qua chân panen mái hoặc xà gồ đặt vào nút (hình 7.17,c) thì phải kể đến tác Ä‘á»™ng của lá»±c tập trung này (ký hiệu lá»±c tập trung là P). Lá»±c P chia Ä‘á»�u cho Ä‘Æ°á»�ng hàn sống và Ä‘Æ°á»�ng hàn mép. TrÆ°á»�ng hợp thanh cánh có Ä‘á»™ dốc i <10%, có thể coi gần đúng Ä‘Æ°á»�ng hàn sống chịu lá»±c  Ä‘Æ°á»�ng hàn mép chịu 

Ví dụ 7.5. Thiết kế nút dàn như hình 7.17c. Trên nút dàn đã xác định được tiết diện thanh dàn T1, T2 là 2L125x10, thanh xiên X1 là 2L80x6, thanh xiên X2 là 2L50x5, lực tác dụng và nội lực trong thanh như hình 7.18. Yêu cầu tính toán liên kết các thanh vào bản mã. Vật liệu thép giống ví dụ 7.1, que hàn N42.

Hình 7.18. Lực tác dụng và nội lực trong nút trung gian
Các vấn đ� cần lưu ý trước khi giải bài tập:
- Xác định cư�ng độ tính toán của các vật liệu sử dụng;
- Xác định lực tác dụng và phân phối chúng lên các mối hàn;
- Ch�n chi�u cao đư�ng hàn, tính chi�u dài đư�ng hàn;
Trình tự giải:
a) Cư�ng độ tính toán của các vật liệu (Phụ lục A, B): xem ví dụ 7.1 và ví dụ 4.4
b) Xác định lực tác dụng và phân phối chúng lên các mối hàn
Cc thanh bụng liên kết vào bản mắt bằng đư�ng hàn sống và đư�ng hàn mép, nút không nối thanh cánh. Bản mã dày 6mm.

- Liên kết thanh X1 : Lực d�c trong thanh là 609,2kN
Lực d�c cho đư�ng hàn sống N1 = k N = 0,7x609 =426 kN.
Lực d�c cho đư�ng hàn mép N1 = (1 – k) N = (1 – 0,7)x609 =182 kN.

Ch�n chi�u cao đư�ng hàn sống hf ,1 = 8 mm. Ch�n chi�u cao đư�ng hàn sống hf ,2 = 5 mm.
Chi�u dài đư�ng hàn sống theo (4.16):
lw1 = 426/(2.0,7.0,8.18.1.1) = 21,1cm <lw,max = 85 βf hf =85.0,7.0,8 = 47,6 cm;
Chi�u dài thực tế của đư�ng hàn (thêm 10 mm do chất lượng mối hàn không tốt ở đầu và cuối đư�ng hàn):
l1 = lw1 + 1 = 21,1 + 1 = ch�n 23 cm. Chi�u dài đư�ng hàn mép theo (4.16):
lw2 = 182/(2.0,7.0,5.18.1.1) = 14,5 cm < lw,max85 βf hf =85.0,7.0,5 = 29,7 cm;
Chi�u dài đư�ng hàn thực tế: l2 = lw2 + 1 = 14,5 + 1 = ch�n 16 cm
- Thanh cánh T1, T2: Nội lực tính toán:
T1 = 170.4 kN; T2 = - 704.7 kN
�N = 570.3 kN P = 105 kN
i = 12% suy ra sin� = 0.1192,

Thay số vào tính được R1=204,4kN, R2=92,4kN Ch�n chi�u cao đư�ng hàn sống hf ,1 = 8 mm. Ch�n chi�u cao đư�ng hàn sống hf ,2 = 5 mm.
Chi�u dài đư�ng hàn sống theo (4.16):
lw1 = 204/(2.0,7.0,8.18.1.1) = 10,1cm <lw,max = 85 βf hf =85.0,7.0,8 = 47,6 cm;
Chi�u dài thực tế của đư�ng hàn: l1 = lw1 + 1 = 10,1 + 1 = ch�n 12cm. Chi�u dài đư�ng hàn mép theo (4.16):
lw2 = 92,4/(2.0,7.0,5.18.1.1) = 7,3 cm < lw,max= 85 βf hf =85.0,7.0,5 = 29,7 cm;
Chi�u dài đư�ng hàn thực tế: l2 = lw2 + 1 = 7,3 + 1 = ch�n 9 cm Tương tự tính cho thanh xiên X2.

2. Nút gối
Tùy theo liên kết dàn với cột mà cấu tạo nút gối cho phù hợp. Trên hình 7.18 giới thiệu một số hình thức nút gối khi dàn liên kết khớp với cột (đặt trực tiếp lên đỉnh cột).
Bản đế được tiến hành tính toán như bản đế ở chân cột nén đúng tâm, chú ý rằng chi�u dày bản đế không lớn hơn 30 mm.

Khi chi�u dày bản đế tính ra lớn hơn 30mm, nên gia cư�ng sư�n bổ sung (hình 7.19), lúc này bản đế được chia thành các ô có kích thước nh� và mômen trong các ô sẽ nh�, chi�u dày bản đế giảm xuống.
�ư�ng hàn liên kết bản mã, thanh đứng (hoặc sư�n gia cư�ng) vào bản đế tính chịu phản lực đầu dàn V. �ư�ng hàn liên kết các thanh vào bản mã được tính chịu nội lực của thanh đó (xem công thức tính lw trong chương 4).

Hình 7.19. Nút gối: a- liên kết ở cánh dưới; b – liên kết ở cánh trên; 1– Bản mã ; 2– Bản đế ; 3– Sư�n gia cư�ng

3. Nút khuyếch đại giữa dàn 
Trong thá»±c tế, dàn được chế tạo thành từng Ä‘oạn để phù hợp vá»›i Ä‘iá»�u kiện vận chuyển, việc nối dàn (khuếch đại) được tiến hành ở hiện trÆ°á»�ng, khi dàn được chế tạo vá»›i hai ná»­a dàn thì nút khuếch đại là hai nút ở cánh trên (đỉnh), cánh dÆ°á»›i (đáy) dàn (hình 7.20).
Thanh cánh trên được nối với nhau qua bản ghép số 2 uốn gãy hoặc thẳng theo độ dốc thanh b) cánh, các đư�ng hàn liên kết bản ghép với thanh cánh cũng như bản 1mã được thực hiện ở hiện trư�ng. Hai sư�n số 3 gia cố cho bản ghép và bản nối, đồng th�i có tác 2 3 dụng là vị trí liên kết với thanh 3 1
chống d�c nhà ở đỉnh dàn. Còn lại các cấu tạo khác của nút đ�u phải th�a mãn các nguyên tắc chung.

Hình 7.20. Nút giữa dàn: 1– bản nối; 2– bản ghép; 3– sư�n gia cư�ng

Khi tính toán nút có khuếch đại và nối thanh cánh bằng bản ghép, lực dùng để tính toán (Nt) lấy bằng 1,2 lần nội lực thanh cánh. Diện tích chịu lực Nt gồm diện tích của bản ghép và một phần bản mã với b� rộng được qui ước bằng hai lần b� rộng bản cánh hàn với bản mã của thép góc cánh.
Các đư�ng hàn liên kết bản ghép vào thanh cánh tính chịu lực thực tế truy�n qua bản ghép.
Ngh = �tAgh, (7.12)
�t – ứng suất ở diện tích qui ước (xem Nt đặt ở tr�ng tâm diện tích qui ước);
Các đư�ng hàn liên kết thanh cánh vào bản mã tính chịu lực còn lại Nc = Nt 
Ngh nhưng không nh� hơn một nửa lực Nt
Hai đư�ng hàn liên kết bản nối với nửa bản mã tính chịu Nc.
Bốn đư�ng hàn nằm ngang liên kết sư�n với bản ghép tính chịu lực Nđ – hợp lực của Ngh ở hai phía điểm gãy (hình 7.19).
Nút đáy dàn. Trình tự tính toán được tiến hành như nút đỉnh, chỉ khác là khi có thanh xiên liên kết vào nút thì hai đư�ng hàn liên kết bản nối với nửa bản mã tính chịu lực còn lại trừ đi thành phần ngang của nội lực thanh xiên (nội lực thanh xiên được tăng 1,2 lần).
G�i nội lực trong bản nối Nbn: Nbn = Nc  1,2. N. cos�, (7.13) trong đó: N – nội lực trong thanh xiên.
Các đư�ng hàn liên kết thanh bụng vào nút tính chịu nội lực của thanh đó.

4. Nút có nối thanh cánh. Sử dụng trong trư�ng hợp thanh dàn quá dài, hoặc giảm tiết diện thanh vì lý do kinh tế.
Cấu tạo: đầu thanh lớn vượt quá tim nút một đoạn từ 300 mm đến 500 mm (hình 7.21). �iểm hội tụ (tim) của các trục thanh tại nút thuộc v� trục thanh lớn nếu khoảng cách giữa hai trục thanh (lớn và nh�) nhở hơn hoặc bằng 1,5% b� rộng cánh thép góc lớn, nếu không th�a mãn thì cho hội tụ tại trục trung bình giữa hai trục.

Hình 7.21. Nút nối thanh cánh có tiết diện

Dùng hai bản ghép để nối thanh cánh, tiết diện các bản ghép ch�n sao cho lớn hơn hoặc bằng diện tích cánh thép góc (phần cánh có liên kết với bản ghép). Khoảng cách giữa hai đầu thanh lấy bằng 50 mm (hình 7.21).

Lực tính toán Nt = 1,2N1 (N1 là nội lực thanh nh�), diện tích chịu lực qui ước được xác dịnh tương tự như ở công thức nút khuyếch đại.
Các đư�ng hàn liên kết thanh lớn vào bản mã tính chịu lực

(N2 là nội lực thanh lớn).
Các đư�ng hàn liên kết thanh bụng vào bản mã tính chịu nội lực của thanh đó.
Nếu là nút ở cánh trên, vì có lực tập trung tại nút nên khi tính đư�ng hàn liên kết thanh lớn vào bản mã phải kể đến lực này. Cách tính tương tự như tính nút trung gian cánh trên.

5. Các cấu tạo khác của dàn
Khi b� dày cánh thép góc (tg) của cánh trên m�ng, dưới tác dụng của lực tập trung tại vị trí nút dàn cánh thép góc dễ bị uốn cong. Khi tg <10 mm, tại nút dàn phải được gia cư�ng thêm một bản thép (hình 7.22). Bản mã của nút phải đặt thụt xuống để tạo phẳng khi đặt bản thép gia cư�ng.
�ể liên kết với xà gồ, hàn thép góc hoặc bản thép với cánh trên. Xà gồ liên kết với chúng bằng bu lông (hình 7.22).
�ể hai thép góc của thanh dàn cùng làm việc trong m�i trư�ng hợp, cần đặt các bản thép đệm (tấm đệm) giữa hai thép góc (hình 7.23).

Hình 7.22. Tấm thép đệm trong thanh dàn

 Hình 7.23. Tấm thép đệm trong thanh dàn

B� dày tấm đệm lấy bằng b� dày bản mã, chi�u rộng lấy trong khoảng 50 mm đến 100 mm, chi�u dài lấy vượt ra kh�i b� rộng thanh dàn mỗi đầu từ 10 mm đến 15 mm để đủ chỗ hàn, khoảng cách a giữa các tấm đệm được lấy như sau:
– Với thanh nén a  40i1; – Với thanh kéo a  80i1
Với i1 là bán kính quán tính lấy với trục riêng 1-1 song song với mặt phẳng dàn. Khoảng cách a đối với thanh nén nh� hơn đối với thanh kéo vì độ mảnh giới hạn của thanh kéo lớn hơn so với thanh nén. Trong mỗi thanh dàn đặt không ít hơn hai tấm đệm.

6. Thể hiện bản vẽ dàn
1. Trước tiên vẽ đư�ng trục dàn với tỷ lệ 1:20, 1:25, ít nhất là 1:50 (hình 7.24,a). Tỷ lệ được ch�n tùy thuộc vào kích thước hình h�c dàn, kích thước tiết diện, thanh bụng. Khi vẽ, trục thanh dàn đồng quy tại một điểm. Tiếp theo, vẽ các phần tử dàn (có thể vẽ phi tỷ lệ, tỷ lệ tiết diện thanh dàn lớn hơn tỷ lệ chi�u dài thanh 1- 2 lần).

Hình 7.24. Sơ đồ dàn

2. Từ đặc trưng hình h�c tiết diện đã ch�n, xác định khoảng cách từ trục thép đến mép sống và và bụng thép (giá trị này thư�ng là zo được làm tròn tới 5mm để dễ gia công, chế tạo) – xác định được hình thức thanh cánh, bụng trên sơ đồ dàn (hình 7.24,b). Chú ý khi xoay hướng thép góc, chú ý thanh cánh trên xoay sống thép lên trên, còn thanh cánh hạ - ngược lại để thuận tiện liên kết với xà gồ, giằng. Các thanh bụng xoay sống thép hướng ra ngoài.
3. Tiếp theo, cấu tạo nút dàn. Khoảng cách từ mép thanh cánh tới mút thanh bụng lấy 4050 mm. Khoảng cách này hạn chế sự tập trung ứng suất hàn.

 Hình 7.25. Cách vẽ mắt dàn

4. Chi�u dày bản mã xác định theo bảng 7.4. Kích thước bản mã đảm bảo chứa đủ các đư�ng hàn liên kết các thanh vào nó. Từ mút thép xác định chi�u dài đư�ng hàn đã được tính toán, được các điểm hình (7.25,a, b, c, d). Các điểm đó là giới hạn của bản mã. ở cánh trên và dưới, bản mã nhô ra kh�i sống thép khoảng 10, 20mm để đảm bảo chứa được đư�ng hàn liên kết.