Tiểu Luận Kết cấu hàn

1.Yêu cầu cơ bản khi thiết kế kết cấu:
Kết cấu làm việc phải đảm bảo yêu cầu khi được đảm bảo:
-Độ bền -Kết cấu gọn nhẹ nhất
-Độ ổn định -Lắp đặt đơn giản nhất và nhanh nhất
-Độ cứng vững -Giá thành hạ
Trong tính toán bền và thiết kế kết cấu hàn người ta thường áp dụng 3 phương pháp tính toán:
-Phương pháp tính toán theo tải trọng phá huỷ.
-Phương pháp tính toán theo ứng suất cho phép.
-Phương pháp tính toán theo trạng thái giới hạn.
1.1.Phương pháp tính toán theo tải trọng phá huỷ:
-Xác định tải trọng nhỏ nhất làm cho kết cấu bị phá huỷ từ đó so sánh tải trọng này với tải trọng dự kiến ,thiết kế mà kết cấu sẽ phải chịu khi làm việc.
-Thể hiện bằng công thức:

Trong đó:
Pmax :Tải trọng lớn nhất tác động lên công trình.
[P] :tải trọng cho phép
Pth :Tải trọng phá huỷ
N : Hệ số an toàn về bền (>1-chọn theo tiêu chuẩn của từng loại,dạng kết cấu)
1.2.Phương pháp tính toán theo ứng suất cho phép.
-Phương pháp tính toán :Ứng suất sing ra trong kết cấu phải nhỏ hơn các giới hạn chịu lực của vật liệu (ứng suất nguy hiểm)
-Thể hiện bằng công thức:

Trong đó:
[] :Ứng suất cho phép
0 :Ứng suất nguy hiểm
Đối với vật liệu dẻo lấy 0= giới hạn chảy
Đối với vật liệu giòn lấy 0= giới hạn bền
N : Hệ số an toàn
Khi lấy hệ số an toàn phải căn cứ vào :
-Tính chất của vật liệu sử dụng chế tạo vật liệu.
-Điều kiện làm việc và phương pháp tính toán ,yêu cầu về mức độ tính toán.
-Tính chất quan trọng của kết cấu và yêu cầu tuổi thọ.
-Tính chất của tải trọng tác động (Tĩnh hay Động) và mức độ phản ánh chính xác.
1.3.Phương pháp tính toán theo trạng thái giới hạn.
Trạng thái mà kết cấu không còn thảo mãn các yêu cầu sử dụng :
-Mất khả năng chống lại tác dụng của ngoại lực.
-Biến dạng quá mức cho phép.
-Phá huỷ cục bộ.
-Mất ổn định cục bộ quá mức cho phép.
Có hai nhóm trạng thái giới hạn :
-Nhóm 1 :Thiết lập với mục đích tận dụng khả chịu tải (bền ,ổn định,mỏi ),nhóm này thường được áp dụng cho tính toán cho hầu hết các loại kết cấu.
-Nhóm 2 : Nhóm trạng thái gây khó khăn cho việc sử dụng bình thường hoặc làm giảm tuổi thọ hay tạo ra các rung động không cho phép.
Qua các phương pháp tính toán trên ta thấy xuất hiện khái niệm hệ số an toàn,vậy hệ số an toàn là gì?
Hệ số an toàn đó là một thông số mà người chế tạo cho vào để đảm bảo an toàn cho kết cấu khi sử dụng.Đó có thể là phần bù vào cho kết cấu để kết cấu có thể làm việc bình thường,đảm bảo yêu cầu khi sử dụng.
Hệ số an toàn đặc biệt quan trọng vì nếu trong các kết cấu nhỏ thì có khả năng nó không thể hiện nhiều vai trò của mình nhưng với các kết cấu lớn,các kết cấu quan trọng thì việc chọn hệ số an toàn không phù hợp có thể dẫn đến giảm tuổi thọ của kết cấu,giảm khả năng làm việc của kết cấu.Khi đó người ta sẽ phải chi phí sửa chữa và làm tăng chi phí cho kết cấu.
Với các kết cấu giàn khoan ngoài biển do chịu tác động thường xuyên của tải trọng đó là sự tác động của nước biển thì nó sẽ làm giảm tuổi thọ của kết cấu nếu ta không chọn đúng hệ số an toàn,chưa kể đến ảnh hưởng của sự ăn mòn hoá hóc do nước biển có chứa muối.Khi đó có thể làm giảm tuổi thọ của giàn khoan,làm tăng chi phí hoặc thậm chí phải làm mới hoàn toàn hệ thống giàn khoan.
Với các kết cấu lớn khác như các kết cấu dầm ,giàn trong các cầu lớn thì việc chọn hệ số an toàn không đúng có thể làm cho cầu không thể chịu tải trọng do các phương tiên tham gia giao thong gây ra,khi đó nó có thể làm cho cầu bị hỏng như nứt hoặc có thể nghiêm trọng hơn đó là làm hỏng cầu.Khi đó sẽ mất rất nhiều chi phí để sửa chữa và làm mới,gây tốn kém cho nền king tế quốc dân.Ngoài ra nó thể thể gây nguy hiểm tới tính mạng của mọi người.
Các xác định hệ số an toàn phụ thuộc vào vật liệu,tính chất làm việc của kết cấu,và hình dạng của kết cấu cũng như tính chất quan trọng của kết cấu.


Những yêu cầu cơ bản đối với kết cấu thép
1.Yêu cầu sử dụng
- Thoả mãn những yêu cầu chịu lực quy định bởi điều kiện sử dụng: kết cấu phải an toàn đủ độ bền, độ cứng vững và ổn định
- Thoả mãn yêu cầu kiến trúc thoả mãn dây chuyền công năng ,hình thức gọn đẹp hài hoà,thoả mãn yêu cầu thông gió chiếu sáng .