★ Hàn
Ưu điểm: Khả năng thích ứng mạnh mẽ với các hình dạng hình học; Kết cấu đơn giản; Không làm yếu mặt cắt ngang, có thể thực hiện vận hành tự động; Độ kín kết nối tốt và độ cứng kết cấu cao
Nhược điểm: Yêu cầu vật liệu cao; Trong vùng chịu ảnh hưởng nhiệt, dễ gây ra những thay đổi vật liệu cục bộ; Ứng suất dư hàn và biến dạng dư làm giảm khả năng chịu lực của các cấu kiện chịu nén; Kết cấu hàn nhạy cảm với vết nứt; Vấn đề giòn lạnh ở nhiệt độ thấp nổi bật hơn
★ Đinh tán
Ưu điểm: Truyền lực đáng tin cậy, độ bền và độ dẻo tốt, kiểm tra chất lượng dễ dàng và khả năng chịu tải trọng động tốt
Nhược điểm: Xây dựng phức tạp, chi phí thép và nhân công cao
★ Kết nối bu lông thông thường
Ưu điểm: Thuận tiện cho việc bốc xếp, trang thiết bị đơn giản
Nhược điểm: Khi độ chính xác của bu lông thấp, không thích hợp để cắt; Khi độ chính xác của bu lông cao, quá trình gia công và lắp đặt phức tạp, giá thành cao
★ Kết nối bu lông cường độ cao
Ưu điểm: Loại ma sát có biến dạng cắt nhỏ và hiệu suất đàn hồi tốt, đặc biệt thích hợp cho các kết cấu chịu tải trọng động. Khả năng chịu lực của loại áp suất cao hơn loại ma sát và kết nối nhỏ gọn.
Nhược điểm: Xử lý bề mặt ma sát, quy trình lắp đặt hơi phức tạp và chi phí hơi cao; Biến dạng cắt của các kết nối chịu áp lực lớn và không nên sử dụng trong các kết cấu chịu tải trọng động.
2, Đặc điểm của mối nối hàn và kết cấu hàn
1. Ưu điểm và nhược điểm của mối nối hàn
So với kết nối bằng đinh tán và bu lông, kết nối hàn có những ưu điểm sau:
1) Không cần đục lỗ, tiết kiệm nhân công và thời gian;
2) Có thể kết nối trực tiếp các thành phần có bất kỳ hình dạng nào, giúp cho việc kết nối trở nên thuận tiện;
3) Độ kín khí và kín nước tốt, độ cứng kết cấu cao và tính toàn vẹn tổng thể tốt.
Nhược điểm:
1) Có vùng ảnh hưởng nhiệt gần mối hàn, vật liệu trở nên giòn;
2) Ứng suất dư của quá trình hàn làm cho kết cấu dễ bị phá hoại giòn, biến dạng dư gây ra những thay đổi về hình dạng và kích thước của kết cấu;
3) Một khi vết nứt hàn xuất hiện, chúng rất dễ lan rộng.
2. Các lỗi hàn thường gặp:
Nứt, lỗ rỗng, hàn không hoàn chỉnh, lẫn xỉ, cắt lõm, cháy thủng, rỗ, sụp đổ, hàn không hoàn chỉnh.
3. Kiểm tra chất lượng hàn:
Phương pháp kiểm tra chất lượng mối hàn: kiểm tra bằng mắt thường, kiểm tra siêu âm, kiểm tra bằng tia X
Phân loại chất lượng mối hàn: Mối hàn cấp một phải vượt qua kiểm tra trực quan, thử nghiệm siêu âm và kiểm tra bằng tia X; Mối hàn cấp hai phải được kiểm tra trực quan và thử nghiệm siêu âm để đủ điều kiện; Đường hàn cấp ba phải vượt qua kiểm tra trực quan.
3, Kiểu kết nối đường hàn và kiểu đường hàn
1. Kiểu kết nối hàn
Theo vị trí tương đối của hai chi tiết hàn, chúng được chia thành mối hàn phẳng, mối hàn chồng, mối hàn chữ T (trên cùng) và mối hàn góc.
2. Kiểu mối hàn
1) Mối hàn giáp mối được phân loại theo lực và hướng hàn:
a) Đường hàn thẳng: Hướng của lực tác dụng vuông góc với hướng của đường hàn
b) Đường hàn chéo: hướng của lực tác dụng cắt chéo với hướng của đường hàn
2) Mối hàn góc được phân loại theo ứng suất và hướng hàn:
a) Đường hàn cuối: Hướng của lực vuông góc với chiều dài đường hàn
b) Đường hàn bên: Hướng của lực tác dụng song song với hướng chiều dài của đường hàn
3) Theo tính liên tục của mối hàn:
a) Đường hàn liên tục: có ứng suất tốt
b) Mối hàn gián đoạn: dễ bị tập trung ứng suất
4) Theo vị trí xây dựng:
Hàn trên, hàn đứng, hàn ngang và hàn trên cao, trong đó vị trí thi công hàn trên cao là tốt nhất, do đó chất lượng mối hàn cũng tốt nhất, trong khi hàn trên cao là kém nhất.
Yêu cầu về bố trí và thi công bu lông
1. Yêu cầu phải đáp ứng đối với việc bố trí bu lông
1) Yêu cầu về lực lượng:
Khi khoảng cách cuối của bu lông theo hướng lực quá nhỏ, có khả năng thép bị cắt hoặc rách (khoảng cách cuối Lớn hơn hoặc bằng 2d0). Khi khoảng cách giữa mỗi hàng bu lông và khoảng cách đường quá nhỏ, linh kiện có thể bị hỏng theo đường đứt hoặc đường thẳng. Đối với các linh kiện bị nén, khi khoảng cách bu lông theo hướng tác động quá lớn, hiện tượng phồng và mở dễ xảy ra giữa các tấm được kết nối.
2) Yêu cầu về kết cấu: Để ngăn ngừa sự ăn mòn do ngâm nước sau khi cong vênh của tấm ván và hạn chế mô-men xoắn cực đại trong lỗ vít;
3) Yêu cầu về kết cấu: Để dễ dàng siết chặt bu lông, hãy để khoảng cách thích hợp (các dụng cụ khác nhau có yêu cầu khác nhau).
2. Bố trí bu lông
Tính toán bu lông thông thường
1. Hiệu suất làm việc của bu lông
Phân loại theo khả năng chịu ứng suất: bu lông cắt, bu lông kéo và bu lông cắt chịu kéo.
Bu lông chống cắt: chịu áp lực lên thành lỗ và truyền lực cắt thông qua vít;
Bulông căng: dựa vào bu lông để tạo lực căng;
Bulông cắt: đồng thời dựa vào bu lông để truyền lực cắt và lực kéo
Chế độ hỏng bu lông
a) Cắt bu lông;
b) Hỏng nén thành lỗ tấm thép;
c) Tấm thép có diện tích mặt cắt ngang ròng dễ bị gãy do lỗ vít yếu;
d) Tấm thép bị cắt do khoảng cách giữa các đầu lỗ vít hoặc tâm lỗ vít quá nhỏ (khoảng cách giữa các đầu e3 Lớn hơn hoặc bằng 2d0);
e) Vít có thể bị cong hoặc cắt do quá dài hoặc lỗ vít lớn hơn đường kính vít (độ dày chồng vít nhỏ hơn hoặc bằng 5d);
Trong đó, hai loại thiệt hại sau được đảm bảo thông qua quá trình xây dựng, còn ba loại thiệt hại đầu cần phải được tính toán và đảm bảo.
Hiệu suất của các kết nối bu lông cường độ cao
1. Mức hiệu suất và vật liệu
Mức hiệu suất: Bu lông cường độ cao có mức hiệu suất là 8,8 và 10,9. Vật liệu: Thép dùng cho cấp 8,8 bao gồm thép 40B, thép 45 và thép 35, trong khi thép dùng cho cấp 10,9 bao gồm thép 20MnTiB và thép 35VB. Số trước dấu thập phân của cấp chia là độ bền kéo tối thiểu của bu lông sau khi xử lý nhiệt và số sau dấu thập phân là tỷ lệ giới hạn chảy. Độ bền kéo tối thiểu của thép cấp 8,8 là fu=800N/mm2, fy/fu=0.8; Cấp 10,9 là fu=1000N/mm2, fy/fu=0.9. Các lỗ được sử dụng là lỗ Loại II
2. Hiệu suất lực
Kết nối bu lông cường độ cao được chia thành kết nối loại ma sát, kết nối loại nén và kết nối bu lông cường độ cao chịu được lực căng dựa trên đặc tính ứng suất của chúng. Cấu trúc bu lông và lắp đặt về cơ bản là giống nhau.
Bulông cường độ cao loại ma sát: Tải trọng được truyền qua ma sát, và khả năng chịu lực cực đại dựa trên lực cắt bằng lực ma sát. Do đó, chênh lệch giữa vít và lỗ vít có thể đạt tới 1.5-2.0mm. Kết nối của bu lông cường độ cao loại ma sát có ít biến dạng hơn, khả năng chịu lực thấp hơn và khả năng chịu mỏi và tải trọng động tốt hơn so với bu lông cường độ cao loại áp suất.
Bulông chịu áp lực cường độ cao: Kết nối dựa vào khả năng chịu cắt của vít và áp lực lên thành lỗ để truyền lực, và khả năng chịu lực cuối cùng được xác định bởi sự cố của bu lông hoặc tấm thép. Hình thức hỏng hóc có thể xảy ra giống như bu lông chịu lực thông thường, do đó sự khác biệt giữa vít và lỗ vít nhỏ hơn một chút, dao động từ 1.0 đến 1,5mm. Kết nối bu lông chịu áp lực cường độ cao có khả năng chịu lực cao nhưng biến dạng cắt lớn, do đó chúng thường chỉ được sử dụng cho các kết nối trong các kết cấu chịu được tải trọng tĩnh và tải trọng động gián tiếp.
Bu lông cường độ cao chịu được lực căng: Kết nối dựa vào bu lông để chịu lực bên ngoài khi chịu lực căng và cần đảm bảo rằng chồng tấm luôn bị nén chứ không bị kéo ra ngoài khi ở trạng thái khả năng chịu lực cuối cùng
Lực căng trước của bu lông cường độ
Các phương pháp ứng dụng căng trước: phương pháp mô-men xoắn, phương pháp góc và phương pháp cắt xoắn
Phương pháp góc: Xác định góc cần thiết để đáp ứng các yêu cầu về lực căng trước thông qua thử nghiệm quy trình và sử dụng góc cố định trong kỹ thuật thực tế, điều này không chính xác;