Bài giảng Kết cấu thép - Chương 2: Liên kết trong kết cấu thép - Đào Sỹ Đán

Trường Đại học Giao thông Vận tải
University of Transport and Communications
CHƯƠNG 2.
LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU THÉP
1.Đại cương về liên kết trong KCT
2.Liên kết bu lông
3.Liên kết hàn
4.Tính toán liên kết phức tạp
2sydandao@utc.edu.vn
2.1. ĐẠI CƯƠNG VỀ LIÊN KẾT TRONG KCT
2.1.1. Lý do phải thực hiện liên kết trong KCT 
2 lý do cơ bản:
- Do yêu cầu về cấu tạo;
- Do hạn chế về vật liệu, vận chuyển, lắp ráp,...
Vì vậy, liên kết trong KCT rất phổ biến và quan trọng. Nó 
cần được quan tâm đặc biệt.
Hình vẽ:
3sydandao@utc.edu.vn
2.1. ĐẠI CƯƠNG VỀ LIÊN KẾT TRONG KCT
2.1.2. Các loại (hình thức, phương pháp) liên kết trong KCT
Cho đến nay, người ta đã sử dụng các loại liên kết sau:
- Liên kết đinh tán hiện nay ít sử dụng;
- Liên kết bu lông;
- Liên kết hàn;
- Liên kết khác (keo dán,...).
Hình vẽ:
hiện nay được sử dụng phổ biến
4sydandao@utc.edu.vn
2.2. LIÊN KẾT BU LÔNG
2.2.1. Cấu tạo bu lông (1/2)
Có 4 loại bu lông:
- Bu lông thường (thô); 
- Bu lông tinh chế;
- Bu lông CĐC;
- Bu lông khác (neo,...).
Bu lông thường và bu lông CĐC có hình dạng giống nhau:
hiện nay được sử dụng phổ biến
ChiÒu dµi bu l«ng 
ChiÒu dµi ren r¨ng
d 
Th©n bu l«ng
§Çu (mò bu l«ng)
§ai èc (ªcu)
Long ®en (vßng ®Öm)
5sydandao@utc.edu.vn
2.2. LIÊN KẾT BU LÔNG
2.2.1. Cấu tạo bu lông (2/2)
Tuy vậy, bu lông thường và bu lông CĐC có những đặc điểm khác 
nhau như sau:
a) Bu lông thường
Được chế tạo theo ASTM A307. Thép làm bu lông là thép các bon 
thấp, Fub = 420 MPa (cấp A).
b) Bu lông CĐC
Được chế tạo theo ASTM A325/A325M hoặc A490/490M. Thép làm bu 
lông là thép CĐC. Theo A325M, Fub = 830 MPa (khi d = 16 mm đến 27 
mm) và , Fub = 725 MPa (khi d = 30 mm đến 36 mm). 
 Sự khác nhau giữa bu lông thường và bu lông CĐC.
6sydandao@utc.edu.vn
2.2. LIÊN KẾT BU LÔNG
2.2.2. Cấu tạo liên kết bu lông (1/12)
a) Yêu cầu về ĐK bu lông cho KCT cầu
- Với những bộ phận chính: dmin = 16 mm
- Với thép góc chịu lực chính thì d ≤ 1/4 chiều rộng cánh 
được liên kết. 
b) Các loại lỗ bu lông và PVSD
Để thực hiện được LKBL ta phải chế tạo các lỗ bu lông. 
Có 4 loại lỗ theo TC 05 và kt của chúng được quy định như 
sau:
7sydandao@utc.edu.vn
2.2. LIÊN KẾT BU LÔNG
2.2.2. Cấu tạo liên kết bu lông (2/12)
ĐK bu lông Lỗ chuẩn Lỗ quá cỡ Lỗ ô van ngắn Lỗ ô van dài
d (mm) h (mm) h (mm) a x b (mm) a x b (mm)
16 18 20 18 22 18 40
20 22 24 22 26 22 50
22 24 28 24 30 24 55
24 26 30 26 33 26 60
27 30 35 30 37 30 67
30 33 38 33 40 33 75
36 39 44 39 46 39 90
Kích thước lỗ bu lông lớn nhất
8sydandao@utc.edu.vn
2.2. LIÊN KẾT BU LÔNG
2.2.2. Cấu tạo liên kết bu lông (3/12)
- Lỗ chuẩn: là loại lỗ tốt nhất, được sử dụng cho mọi loại liên
kết, tuy vậy việc thi công rất khó khăn.
- Lỗ quá cỡ: có thể dùng trong liên kết bu lông chịu ma sát
(CĐC), không dùng trong liên kết chịu ép mặt.
- Lỗ ô van ngắn: có thể dùng trong liên kết chịu ma sát hoặc ép
mặt. Trong liên kết chịu chịu ép mặt, cạnh dài lỗ ô van cần
vuông góc với phương tác dụng của tải trọng.
- Lỗ ô van dài: chỉ được dùng trong 1 lớp của cả liên kết chịu ma
sát và liên kết chịu ép mặt. Trong liên kết chịu ép mặt, cạnh dài
lỗ ô van cần vuông góc với phương tác dụng của tải trọng.
9sydandao@utc.edu.vn
2.2. LIÊN KẾT BU LÔNG
2.2.2. Cấu tạo liên kết bu lông (4/12)
c) Các quy định về khoảng cách bu lông
- Các khái niệm: Xét 1 liên kết bu lông (bố trí đều hoặc so le) như sau:
Pu
g
Le S S S
h h h h Lc Lc Lc Lc
Pu
Le
P
S S S
P P P P P
hàng
Bố trí so le (hoa mai)
dãy dãy
Bố trí đều (//)
10sydandao@utc.edu.vn
2.2. LIÊN KẾT BU LÔNG
2.2.2. Cấu tạo liên kết bu lông (5/12)
c) Các quy định về khoảng cách bu lông
- Các quy định về khoảng cách:
+ Khoảng cách tối thiểu: Để thuận tiện cho việc thực hiện liên
kết và tăng sức kháng của liên kết, TC 05 quy định: amin = 3d (lỗ
chuẩn).
+ Khoảng cách tối đa: Để đảm bảo ép chặt và giảm kích thước
liên kết, TC 05 quy định:
S ≤ (100 + 4t) ≤ 175 mm (dãy bu lông sát mép)
S ≤ (100 + 4t – 3g/4) ≤ 175 mm (khoảng cách so le với hàng liền
kề có g ≥ 38 + 4t).
11sydandao@utc.edu.vn
2.2. LIÊN KẾT BU LÔNG
2.2.2. Cấu tạo liên kết bu lông (6/12)
+ Khoảng cách đến mép:
Khoảng cách đến mép tối đa nên ≤ 8tmin hoặc 125 mm. Khoảng cách
đến mép tối thiểu được quy định như bảng dưới đây.
d (mm) Mép cắt Mép được cán hoặc các mép được cắt bằng khí đốt
16 28 22
20 34 26
22 38 28
24 42 30
27 48 34
30 52 38
36 64 46
Khoảng cách đến mép tối thiểu (A6.13.2.6.6-1)
12sydandao@utc.edu.vn
2.2. LIÊN KẾT BU LÔNG
2.2.2. Cấu tạo liên kết bu lông (7/12)
d) Các hình thức cấu tạo của LKBL
-Liên kết giữa thép bản và thép bản:
Có 2 kiểu là: LK bằng (đối đầu)
LK chồng
Lk bằng 1 bản ghép Lk bằng 2 bản ghép
13sydandao@utc.edu.vn
2.2. LIÊN KẾT BU LÔNG
2.2.2. Cấu tạo liên kết bu lông (8/12)
Lk bằng giữa 2 bản thép có chiều dày khác nhau
Bản đệm 
được kéo 
dài ra
Lk chồng giữa 2 bản thép
14sydandao@utc.edu.vn
2.2. LIÊN KẾT BU LÔNG
2.2.2. Cấu tạo liên kết bu lông (9/12)
- Liên kết giữa thép hình và thép bản:
Lk giữa thép góc + thép bản Lk giữa thép C + thép bản
Chú ý cách sử dụng thép góc phụ.
15sydandao@utc.edu.vn
2.2. LIÊN KẾT BU LÔNG
2.2.2. Cấu tạo liên kết bu lông (10/12)
- Liên kết giữa thép góc và thép góc:
a)
c¾t gãc
b)
c)
16sydandao@utc.edu.vn
2.2. LIÊN KẾT BU LÔNG
2.2.2. Cấu tạo liên kết bu lông (11/12)
- Liên kết giữa thép I và thép I:
Coi tiết diện chữ I gồm 2 bản cánh và 1 bản bụng. Như vậy, ta
có thể dùng thép bản để liên kết từng phần tiết diện với nhau.
LK giữa thép I & thép I
17sydandao@utc.edu.vn
2.2. LIÊN KẾT BU LÔNG
2.2.2. Cấu tạo liên kết bu lông (12/12)
- Các chú ý khi thực hiện LKBL:
+ Abản ghép ≥ Abản được lk và sự phân bố của các bản thép
cũng phải tương tự như tiết diện được LK.
+ Trong 1 liên kết chỉ nên sử dụng 1 loại BL.
+ Các bu lông bố trí càng đơn giản càng tốt khoảng
cách giữa các bu lông đều nhau thành dạng // hoặc so le.
+ Số BL trên 1 dãy đinh phải ≥ 2.
18sydandao@utc.edu.vn
2.2. LIÊN KẾT BU LÔNG
2.2.3. Phân loại liên kết bu lông theo điều kiện chịu lực
LKBL chịu cắt
LKBL chịu kéo LKBL chịu cắt + kéo
19sydandao@utc.edu.vn
2.2. LIÊN KẾT BU LÔNG
2.2.4. Sự làm việc của LKBL chỉ chịu cắt (1/6)
LKBL thường chỉ chịu cắt
a) LKBL thường
- Xét sự làm việc của 1 LKBL thường đơn giản như sau:
- Cho P tăng từ 0 đến phá hoại LK làm việc qua 4 GĐ sau:
Bl th­êng T/nèi (thÐp c¬/b)Lç bu l«ng
P
P
20sydandao@utc.edu.vn
2.2. LIÊN KẾT BU LÔNG
2.2.4. Sự làm việc của LKBL chỉ chịu cắt (2/6)
+ GĐ1: P ≤ Lực ma sát chưa trượt BL chưa chịu lực.
+ GĐ2: P > Lực ma sát trượt Thân BL tỳ sát vào thành lỗ BL.
+ GĐ3: P  thân BL chịu cắt & lỗ BL chịu ép mặt.
+ GĐ4: P  tới 1 trị số nào đó LK bị phá hoại theo 2 TH:
TH1: Thân BL bị cắt đứt SK cắt của BL.
TH2: Lỗ BL bị xé rách SK ép mặt của bản thép.
21sydandao@utc.edu.vn
2.2. LIÊN KẾT BU LÔNG
2.2.4. Sự làm việc của LKBL chỉ chịu cắt (3/6)
P
P
G®1: Khi P cßn nhá
P
P
TH1: Th©n bu l«ng bÞ c¾t ®øt
P
P
P
TH2: Lç bu l«ng bÞ xÐ r¸ch
Hai TH phá hoại của LKBL thường chỉ chịu cắt
22sydandao@utc.edu.vn
2.2. LIÊN KẾT BU LÔNG
2.2.4. Sự làm việc của LKBL chỉ chịu cắt (4/6)
b) LKBL CĐC
Khác với LKBL thường, khi thực hiện LKBL CĐC ta phải xiết chặt êcu
sao cho trong thân BL có lực kéo theo quy định. Lực kéo này sẽ ép
chặt các bản thép với nhau lực ma sát giữa các bản thép rất lớn.
Lực ma sát giữa các bản thép phụ thuộc 2 yếu tố chính:
- Lực kéo trong thân BL = Lực ép các bản thép: Lực này được tạo ra
theo 3 cách:
+ PP dùng clê đo lực (M = k.P.d);
+ PP quay thêm êcu (dùng clê đo lực xiết đến khoảng 50% lực yêu
cầu, sau đó quay thêm êcu một góc theo thí nghiệm;
+ PP đo trực tiếp (dùng vòng đệm có vấu lồi);
23sydandao@utc.edu.vn
2.2. LIÊN KẾT BU LÔNG
2.2.4. Sự làm việc của LKBL chỉ chịu cắt (5/6)
24sydandao@utc.edu.vn
2.2. LIÊN KẾT BU LÔNG
2.2.4. Sự làm việc của LKBL chỉ chịu cắt (6/6)
- ĐK bề mặt giữa các bản thép. Chúng ta có thể làm sạch bề mặt các
bản thép bằng các PP như: dùng bàn chải sắt, phun cát, lửa, hóa chất.
- Vì vậy, khi tính toán LKBL CĐC, ta cần xem xét 2 TH:
+ TH1: Không cho phép các bản thép trượt lên nhau (TTGHSD) Khi
lực trượt P > Lực ma sát, thì LK phá hoại SK trượt hay ma sát của
LKBL CĐC.
+ TH2: Cho các bản thép trượt lên nhau (TTGHCĐ) LKBL thường.
P
P
Bu l«ng C§C
Ma sát giữa 
các bản thép
25sydandao@utc.edu.vn
2.2. LIÊN KẾT BU LÔNG
2.2.5. Ưu, nhược điểm và PVSD của LKBL (1/2)
a) Ưu điểm
- Tháo lắp được dễ dàng;
- Công việc, thiết bị đơn giản;
-Độ tin cậy cao.
b) Nhược điểm
- Tốn vật liệu và công chế tạo;
- Làm thu hẹp tiết diện thanh nối;
- Cấu tạo phức tạp, kích thước to;
- Là LK hở.
26sydandao@utc.edu.vn
2.2. LIÊN KẾT BU LÔNG
2.2.5. Ưu, nhược điểm và PVSD của LKBL (2/2)
c) PVSD
- LKBL thường: Thường sử dụng cho những kết cấu nhỏ,
nhẹ, tĩnh, các kết cấu tạm (tháo lắp được) và các kết cấu ở
trên cao.
- LKBL CĐC: Xuất hiện muộn hơn, nhưng có nhiều ưu
điểm ngày nay nó được sử dụng thay thế cho LK đinh
tán cho những kết cấu chịu tải trọng nặng, động, lớn.
27sydandao@utc.edu.vn
2.2. LIÊN KẾT BU LÔNG
2.2.6. Sức kháng của LKBL chỉ chịu cắt (1/9)
a) Sức kháng cắt của 1 bu lông
- Khi Llk ≤ 1270 mm (Llk = k/c giữa 2 BL xa nhất trên 1 dãy BL)
+ SK cắt danh định của 1 BL thường:
Rns1 = 0,38 Ab Fub Ns
+ SK cắt danh định của 1 BL CĐC:
Rns1 = 0,38 Ab Fub Ns (nằm trong);
Rns1 = 0,48 Ab Fub Ns (nằm ngoài);
- Khi Llk > 1270 mm: Rns1 giảm đi 20%.
- Với LKBL thường, khi tbản nối > 5d Rns1  1% cho 1,5 mm lớn hơn.
- SK cắt tính toán của 1 BL: Rrs1 = s Rns1 (s = 0,65/0,8 cho BL
thường/CĐC).
28sydandao@utc.edu.vn
2.2. LIÊN KẾT BU LÔNG
2.2.6. Sức kháng của LKBL chỉ chịu cắt (2/9)
b) Sức kháng ép mặt của bản thép cho 1 BL
- Sự ép mặt của thân BL lên bản thép được lý tưởng như sau:
 SK ép mặt danh định của bản thép cho 1 BL (lỗ chuẩn):
Rnbb1 = 1,2 Lc t Fu khi Lc ≤ 2d;
Rnbb1 = 2,4 d t Fu khi Lc > 2d.
 0.6
2
n
u c
R
F L t
29sydandao@utc.edu.vn
2.2. LIÊN KẾT BU LÔNG
2.2.6. Sức kháng của LKBL chỉ chịu cắt (3/9)
Lc = Chiều dài chịu ép mặt của bản thép;
t = Chiều dày của bản thép bị ép mặt;
Fu = Cường độ chịu kéo của bản thép bị ép mặt.
- SK ép mặt tính toán của bản thép cho 1 bu lông:
Rrbb1 = bb Rnbb1 = 0,8 Rnbb1
- Chú ý cách XĐ Lc cho mỗi bu lông:
123
h h hLc1Lc2Lc3
Le S S
30sydandao@utc.edu.vn
2.2. LIÊN KẾT BU LÔNG
2.2.6. Sức kháng của LKBL chỉ chịu cắt (4/9)
c) Sức kháng trượt (ma sát) của 1 BL CĐC
- Ở TTGHSD, SK trượt của BL CĐC phải được kiểm tra. SK trượt của
1 BL CĐC được XĐ như sau:
Rr = Rn = Kh Ks Ns Pt
Trong đó:
Kh, Ks = hệ số phụ thuộc vào kích thước lỗ BL, điệu kiện bề mặt giữa
các bản thép (tra bảng);
Ns = số mặt phẳng ma sát = số mp chịu cắt của BL;
Pt = Lực kéo tối thiểu yêu cầu (tra bảng).
31sydandao@utc.edu.vn
2.2. LIÊN KẾT BU LÔNG
2.2.6. Sức kháng của LKBL chỉ chịu cắt (5/9)
d (mm) Lực kéo tối thiểu yêu cầu trong bu lông Pt (kN)
Bu lông A325M Bu lông A490M
16 91 114
20 142 179
22 176 221
24 205 257
27 267 334
30 326 408
36 475 595
A6.13.2.8-1. Lực kéo tối thiểu yêu cầu của bu lông
32sydandao@utc.edu.vn
2.2. LIÊN KẾT BU LÔNG
2.2.6. Sức kháng của LKBL chỉ chịu cắt (6/9)
A6.13.2.8-2. Các trị số của Kh
Cho các lỗ chuẩn 1,0
Cho các lỗ quá cỡ và khía rãnh ngắn 0,85
Cho các lỗ khía rãnh dài với rãnh vuông góc
với phương của lực
0,70
Cho các lỗ khía rãnh dài với rãnh song song
với phương của lực
0,60
Cho các điều kiện bề mặt loại A 0,33
Cho các điều kiện bề mặt loại B 0,50
Cho các điều kiện bề mặt loại C 0,33
A6.13.2.8-3. Các trị số của Ks
33sydandao@utc.edu.vn
2.2. LIÊN KẾT BU LÔNG
2.2.6. Sức kháng của LKBL chỉ chịu cắt (7/9)
d) Sức kháng phá hoại cắt khối
- Khái niệm: Phá hoại cắt khối là gì? Đó là hiện tượng LK bị
p/h do 1 phần của thanh nối (1 khối) bị bật ra khỏi LK. Để
đơn giản cho tính toán, TC 05 chỉ xem xét t/hợp khối vật
liệu thanh nối bị bật ra khỏi LK do bị p/h trên các mp // và 
phương t/d của tải trọng. VD:
34sydandao@utc.edu.vn
2.2. LIÊN KẾT BU LÔNG
2.2.6. Sức kháng của LKBL chỉ chịu cắt (8/9)
S¬ ®å chÞu lùc cña liªn kÕt Th1: Ph¸ ho¹i c¾t khèi x¶y ra víi b¶n nót
B¶n nót
Thanh kÐo
Khèi bÞ bËt ra
Th2: Ph¸ ho¹i c¾t khèi x¶y ra víi thanh kÐo
Khèi bÞ bËt ra
Th3: Ph¸ ho¹i c¾t khèi x¶y ra víi thanh kÐo
Khèi bÞ bËt ra
Sơ đồ ph cắt khối cho một LKBL đơn giản
35sydandao@utc.edu.vn
2.2. LIÊN KẾT BU LÔNG
2.2.6. Sức kháng của LKBL chỉ chịu cắt (9/9)
- SK ph cắt khối danh định:
Rnbs = 0,58 Fy Avg + Fu Atn , khi Atn ≥ 0,58 Avn
0,58 Fu Avn + Fy Atg , khi Atn ≤s 0,58 Avn
- Trong đó:
Fy, Fu = cường độ chảy, chịu kéo của bản thép bị cắt khối;
Avg, Avn = diện tích nguyên, thực của mp chịu cắt;
Atg, Atn = diện tích nguyên, thực của mp chịu kéo.
- SK ph cắt khối tính toán:
Rrbs = bs Rnbs = 0,8 Rnbs
36sydandao@utc.edu.vn
2.2. LIÊN KẾT BU LÔNG
2.2.7. Một số dạng bài toán (1/12) 
a) Bài toán tính duyệt (kiểm tra)
Cho chi tiết kích thước 1 LKBL, loại thép, loại BL, ĐK BL và (tải trọng
tác dụng). Yêu cầu tính duyệt LK? Hoặc
XĐ cường độ tkế của LK?;
XĐ SK của LK?
XĐ k/năng chịu lực của LK?
XĐ tải trọng lớn nhất LK có thể chịu được?
b) Bài toán thiết kế
Cho dạng 1 LKBL, (loại thép, loại BL, ĐK BL) và tải trọng tác dụng. Yêu
cầu XĐ số bu lông và bố trí cho LK?
37sydandao@utc.edu.vn
2.2. LIÊN KẾT BU LÔNG
2.2.7. Một số dạng bài toán (2/12)
VD1: Cho 1 LK như h/vẽ. Thép k/c dùng loại M270M cấp 250. BL dùng
loại A307 cấp A, có d = 22 mm. Lực dọc tác dụng có hệ số ở TTGHCĐ
là Pu = 100 kN. Hãy tính duyệt LK theo cắt, ép mặt và cắt khối?
10
12x150
uP = 100 kN
35 70 70 35
38sydandao@utc.edu.vn
2.2. LIÊN KẾT BU LÔNG
2.2.7. Một số dạng bài toán (3/12)
a) XĐ SK của LK theo cắt
- Tính cho 1 BL:
Rrs1 = s Rns1 = 0,65 (0,38 Ab Fub Ns) = 0,65 (0,38. . 420. 1)
= 39,4. 103 N = 39,4 kN.
- Tính cho cả LK:
Rrs = 3.Rrs1 = 3. 39,4 = 118,2 kN.
b) XĐ SK của LK theo ép mặt
- N/xét: Ta thấy chiều dài chịu ép mặt (Lc) của thanh kéo và bản nút
giống nhau, nhưng tbn = 10 mm < ttk = 12 mm SK ép mặt của LK =
SK ép mặt của bản nút.
- Tính cho 1 bu lông sát mép:
 Lc = Le – h/2 = 35 – 24/2 = 23 mm < 2d = 2.22 = 44 mm.
4
3,14.222
39sydandao@utc.edu.vn
2.2. LIÊN KẾT BU LÔNG
2.2.7. Một số dạng bài toán (4/12)
 Rrbb1 = bb Rnbb1 = 0,8 (1,2 Lc t Fu) = 0,8. (1,2. 23. 10. 400)
= 88,3. 103 N = 88,3 kN.
- Tính cho 1 BL khác:
 L’c = S – h = 70 – 24 = 46 mm > 2d = 2.22 = 44 mm.
 R’rbb1= bb R’nbb1 = 0,8 (2,4 d t Fu) = 0,8. (2,4. 22. 10. 400)
= 168,9. 103 N = 168,9 kN.
- Tính cho cả LK:
 Rrbb = 1. Rnbb1 + 2. R’nbb1 = 1. 88,3 + 2. 168,9 = 426,1 kN.
c) XĐ SK của LK theo cắt khối
- Sơ đồ p/h cắt khối bất lợi nhất của LK như sau.
40sydandao@utc.edu.vn
2.2. LIÊN KẾT BU LÔNG
2.2.7. Một số dạng bài toán (5/12)
- Từ h.vẽ, ta có:
Avg = (70 + 70 + 35). 12 = 2100 mm2;
Avn = (70 + 70 + 35 – 2,5. 24). 12 = 1138 mm2;
Sơ đồ PHCK của LK
35 70 70
175
75
41sydandao@utc.edu.vn
2.2. LIÊN KẾT BU LÔNG
2.2.7. Một số dạng bài toán (6/12)
Atg = 75. 12 = 900 mm2;
Atn = (75 – 24/2). 12 = 756 mm2.
 0,58 Avn = 0,58. 1380 = 800,4 mm2 > Atn = 756 mm2.
 Rrbs = 0,8 (0,58 Fu Avn + Fy Atg)
= 0,8. (0,58. 400. 1380 + 250. 900) = 436 103 N = 436 kN.
Vậy SK của LK theo cắt, ép mặt và cắt khối là:
Rr = min(Rrs, Rrbb,Rrbs) = min (118,2; 426,1; 436) ...  tạo của LK hàn (3/7)
-PL theo chiều dài ĐH
ĐH liên tục;
ĐH không liên tục (gián đoạn).
- PL theo vị trí trong không gian
ĐH nằm (tốt nhất);
ĐH ngược;
ĐH đứng;
- PL theo vị trí chế tạo
ĐH nhà máy (công xưởng);
ĐH công trường.
56sydandao@utc.edu.vn
2.3. LIÊN KẾT HÀN
2.3.2. Cấu tạo của LK hàn (4/7)
c) Cấu tạo của ĐH rãnh và ĐH góc
 ) ĐH rãnh (đối đầu)
- Chiếm khoảng 15%. Nó được sử dụng để nối 2 tấm thép trong cùng 1
mp (ĐH rãnh đối đầu) hoặc theo kiểu chữ T (ĐH rãnh chữ T).
- Để nâng cao chất lượng ĐH phải gia công mép cấu kiện trước khi
hàn. Có nhiều kiểu gia công mép, chúng được đặt tên theo hình mép
được gia công.
Hai kiểu ĐH rãnh
§­êng hµn r·nh ®èi ®Çu §­êng hµn r·nh ch÷ T
57sydandao@utc.edu.vn
2.3. LIÊN KẾT HÀN
2.3.2. Cấu tạo của LK hàn (5/7)
- Nếu không gia công mép (hoặc gia công mép không đúng cách) 
ngấu không hoàn toàn (từng phần) kém.
Các kiểu gia công mép
Th¼ng gãc V¸t ®¬n Ch÷ V
Ch÷ X Ch÷ K Ch÷ U ®¬n
Ch÷ U kÐp
J ®¬n
NgÊu tõng phÇn (ngÊu kh«ng hoµn toµn)
58sydandao@utc.edu.vn
2.3. LIÊN KẾT HÀN
2.3.2. Cấu tạo của LK hàn (6/7)
 ) ĐH góc
- Chiếm khoảng 80%. Loại này rất phổ biến trong thực tế do dễ chế tạo
Các kiểu ĐH góc
59sydandao@utc.edu.vn
2.3. LIÊN KẾT HÀN
2.3.2. Cấu tạo của LK hàn (7/7)
- MCN ĐH góc thường có dạng tam giác vuông cân. Cạnh của tam
giác gọi là kích thước (chiều cao, chiều dày) đường hàn, ký hiệu là w.
MCN ĐH góc
TiÕt diÖn ngang thùc tÕ TiÕt diÖn quy ­íc
w
w
60sydandao@utc.edu.vn
2.3. LIÊN KẾT HÀN
2.3.3. Giới hạn kích thước của ĐH góc
a) Kích thước lớn nhất và nhỏ nhất yêu cầu
wmax = t , khi t < 6 mm;
= t – 2 mm , khi t ≥ 6 mm;
wmin = 6 mm , khi t ≤ 20 mm;
= 8 mm , khi t > 20 mm.
b) Diện tích có hiệu của ĐH góc
- Diện tích có hiệu = chiều dài x chiều dày có hiệu
w
w
Gãc ®­êng hµn
w
w
45
ChiÒu dµy cã hiÖu
 = w.cos 45 = 0,707w
L
MÆt ph¸ ho¹i
40mm4w 
61sydandao@utc.edu.vn
2.3. LIÊN KẾT HÀN
2.3.4. Sự phá hoại của ĐH góc chỉ chịu cắt
Khi chất lượng ĐH được đảm bảo ĐH sẽ bị phá hoại trên MP hữu
hiệu như sau:
§èi víi ®­êng hµn mÐp §èi víi ®­êng hµn ®Çu
Sự PH của ĐH góc chỉ chịu cắt
62sydandao@utc.edu.vn
2.3. LIÊN KẾT HÀN
2.3.5. Ưu, nhược điểm và PVSD của LK hàn
a) Ưu điểm
- Giảm công chế tạo và tiết kiệm vật liệu;
- Hình thức LK đơn giản, nhỏ;
- Không làm triết giảm mặt cắt thanh nối;
- LK kín.
b) Nhược điểm
- Không tháo lắp được;
- Công việc và thiết bị phức tạp;
- Độ tin cậy không cao do khó kiểm tra chất lượng;
- Gây US hàn và BD hàn.
c) PVSD
Đây là hình thức LK chủ yếu trong KCT. Nó được sử dụng nhiều trong
các công trình nhà cửa và các cấu kiện được chế tạo trong nhà máy.
63sydandao@utc.edu.vn
2.3. LIÊN KẾT HÀN
2.3.6. Sức kháng của liên kết hàn góc
a) Sức kháng cắt của đường hàn góc
- Sức kháng cắt của ĐH góc, Rrv được xác định như sau:
Rrv = min Rrw = sức kháng cắt của KL đường hàn;
Rrb = sức kháng cắt của KL cơ bản.
- SK cắt của 1 mm chiều dài KL đường hàn:
Rrw1 = e2 Rnw1 = 0,8. (0,6. Fexx. 0,707. w. 1) = 0,8. (0,6. Fexx. 0,707. w)
- SK cắt của 1 mm chiều dài KL cơ bản:
Rrb1 = v Rnb1 = 1,0. (0,58. Fy. t. 1) = 1,0. (0,58. Fy. t)
e2, v = hệ số sk khi KL que hàn, KL cơ bản chịu cắt (tra bảng);
Fexx = cường độ chịu kéo của KL que hàn (tra bảng);
Fy = cường độ chảy của KL cơ bản (tra bảng);
t = chiều dày của KL cơ bản = chiều dày của tấm mỏng hơn.
b) Sức kháng PHCK của LK hàn góc (Tương tự LK bu lông).
64sydandao@utc.edu.vn
2.3. LIÊN KẾT HÀN
2.3.7. Một số dạng bài toán
a) Bài toán tính duyệt
Cho chi tiết kích thước 1 LK hàn góc, loại que hàn (Fexx), kt đường hàn
(w), loại thép kc (Fy), tải trọng tác dụng (Pu). Tính duyệt LK theo sức
kháng cắt, sức kháng PHCK của LK?
b) Bài toán thiết kế
Cho dạng1 LK hàn góc, (loại que hàn, loại thép kc), tải trọng tác dụng
(Pu). Xác định kích thước ĐH và bố trí?
65sydandao@utc.edu.vn
2.3. LIÊN KẾT HÀN
2.3.8. Các ví dụ (1/9)
Ví dụ 1
Cho LK hàn góc như hình vẽ. Thanh kéo dùng loại M270M cấp 485W,
bản nút dùng loại M270M cấp 250. ĐH có chiều dày 6 mm, que hàn
loại E70XX. Xác định sức kháng của LK theo sk cắt, cắt khối?
10
C 200x28
300
66sydandao@utc.edu.vn
2.3. LIÊN KẾT HÀN
2.3.8. Các ví dụ (2/9)
a) Xác định sk cắt của LK
Sk cắt của 1 mm chiều dài KL que hàn (đường hàn):
Rrw1 = e2 Rnw1 = 0,8. (0,6. Fexx. 0,707. w)
= 0,8. (0,6. 485. 0,707. 6) = 987,5 N/mm
Sk cắt của 1 mm chiều dài KL cơ bản:
Rrb1 = v Rnb1 = 1,0. (0,58. Fy. t)
= min Rrb1 (bn) = (0,58. 250. 10) = 1450 N/mm
Rrb1 (tk) = (0,58. 485. 12,4)
= 1450 N/mm.
Sk cắt của 1 mm chiều dài ĐH là:
Rrv1 = min (Rrw1, Rrb1) = 987,5 N/mm.
Sk cắt của LK là:
Rrv = 2. 300. Rrv1 = 2. 300. 987,5 = 651. 103 N = 651 kN.
67sydandao@utc.edu.vn
2.3. LIÊN KẾT HÀN
2.3.8. Các ví dụ (3/9)
b) Xác định sk PHCK của LK
- Nhận xét: Sơ đồ PHCK bất lợi nhất như sau:
- Từ HV, ta có:
Avg = Avn = 300.10. 2 = 6000 mm2;
Atg = Atn = 203.10 = 2030 mm2.
10
300
20
3
68sydandao@utc.edu.vn
2.3. LIÊN KẾT HÀN
2.3.8. Các ví dụ (4/9)
 0,58 Avn = 0,58. 6000 = 3480 mm2 > Atn = 2030 mm2 Sức kháng
PHCK của Lk là:
Rrbs = bs Rnbs = 0,8.(0,58 Fu Avn + Fy Atg)
= 0,8. (0,58. 400. 6000 + 250. 2030) = 1519. 103 N = 1519 kN.
Vậy SK của LK theo cắt và cắt khối là:
Rs = min(Rrv, Rrbs) = 651 kN.
69sydandao@utc.edu.vn
2.3. LIÊN KẾT HÀN
2.3.8. Các ví dụ (5/9)
Ví dụ 2
Cho 1 LK hàn góc có dạng như hình vẽ. Tải trọng ở TTGHCĐ là Pu =
500 kN. Thép kc sử dụng loại M270M cấp 250, que hàn loại E70XX.
Hãy thiết kế LK trên theo theo sk cắt & cắt khối?
10
2 C130x13
70sydandao@utc.edu.vn
2.3. LIÊN KẾT HÀN
2.3.8. Các ví dụ (6/9)
Giải:
- Chọn chiều dày ĐH w = 6 mm. Giả sử bố trí 2 ĐH song song, dọc
theo 2 mép thanh kéo Ta phải đi xác định chiều dài ĐH?
- Sk cắt của 1 mm chiều dài KL que hàn:
Rrw1 = e2 Rnw1 = 0,8. (0,6. Fexx. 0,707. w)
= 0,8. (0,6. 485. 0,707. 6. 2) = 1975 N/mm
- Sk cắt của 1 mm chiều dài KL cơ bản:
Rrb1 = v Rnb1 = 1,0. (0,58. Fy. t)
= min Rrb1 (bn) = (0,58. 250. 10) = 1450 N/mm
Rrb1 (tk) = (0,58. 250. 8,1. 2)
= 1450 N/mm.
71sydandao@utc.edu.vn
2.3. LIÊN KẾT HÀN
2.3.8. Các ví dụ (7/9)
 Sk cắt của 1 mm chiều dài ĐH là:
Rrv1 = min (Rrw1, Rrb1) = 1450 N/mm.
 Chiều dài cần thiết của ĐH theo cắt là:
Lct = Pu/Rrv1 = 500.103/1450 = 345 mm Chọn mỗi ĐH có chiều dài L
= 180 mm và bố trí như hình vẽ bên dưới L = 2L = 360 mm > Lct =
345 mm (Đạt)
10
2 C130x13
180
72sydandao@utc.edu.vn
2.3. LIÊN KẾT HÀN
2.3.8. Các ví dụ (8/9)
- Kiểm tra lại LK theo sức kháng PHCK:
Nhận xét: Sơ đồ PHCK bất lợi nhất của LK như sau:
- Từ HV, ta có:
Avg = Avn = 180.10. 2 = 3600 mm2;
Atg = Atn = 127.10 = 1270 mm2.
10
180
12
7
73sydandao@utc.edu.vn
2.3. LIÊN KẾT HÀN
2.3.8. Các ví dụ (9/9)
 0,58 Avn = 0,58. 3600 = 2088 mm2 > Atn = 1270 mm2 Sức kháng
PHCK của Lk là:
Rrbs = bs Rnbs = 0,8.(0,58 Fu Avn + Fy Atg)
= 0,8. (0,58. 400. 3600 + 250. 1270) = 922. 103 N = 922 kN >
Pu = 500 kN (Đạt)
Vậy liên kết đã chọn có L =180 mm, w = 6 mm như hình vẽ trên là thỏa
mãn yêu cầu của bài toán đã cho.
74sydandao@utc.edu.vn
2.4. TÍNH TOÁN LIÊN KẾT PHỨC TẠP
2.4.1. Phân loại LK theo vị trí tác dụng của tải trọng
Tùy theo vị trí tác dụng của tải trọng, LK được chia thành 2 loại:
- Liên kết đơn giản: là Lk có lực tác dụng đi qua trọng tâm của LK (LK
chịu lực đúng tâm);
- Liên kết phức tạp: là Lk có lực tác dụng không đi qua trọng tâm của
LK (LK chịu lực lệch tâm);
75sydandao@utc.edu.vn
2.4. TÍNH TOÁN LIÊN KẾT PHỨC TẠP
2.4.1. Phân loại LK theo vị trí tác dụng của tải trọng
a) Liªn kÕt ®¬n gi¶n
b) Liªn kÕt phøc t¹p
Phân loại liên kết
76sydandao@utc.edu.vn
2.4. TÍNH TOÁN LIÊN KẾT PHỨC TẠP
2.4.2. Tính toán LK bu lông phức tạp chỉ chịu cắt (1/5)
0
x
y
P yP
xP
P
y
Px
maxx
maxy
e
PO
M
Bu l«ng bÊt lîi nhÊt
O = trọng tâm của LK;
= tải trọng tác dụng lệch 
tâm;
e = độ lệch tâm của .
Mục tiêu: Xác định lực cắt tác 
dụng vào mỗi bu lông Lực 
cắt trong bu lông bất lợi nhất?
P
P
77sydandao@utc.edu.vn
2.4. TÍNH TOÁN LIÊN KẾT PHỨC TẠP
2.4.2. Tính toán LK bu lông phức tạp chỉ chịu cắt (2/5)
P
- Đưa về trọng tâm O : có P/C như HV, P0 = P;
: có P/C như HV, M = P.e.
- Dưới tác dụng của , giả thiết các BL chịu lực như nhau và có hướng
của . Gọi là lực cắt trong 1 BL do gây ra có hướng của ,
độ lớn: fp = P0/N = P/N (N = tổng số BL).
- Dưới tác dụng của , giả thiết:
+ LK làm việc trong gđ đàn hồi;
+ Các bản nối là tuyệt đối cứng và khi chịu t/d của , sẽ quay quanh O
 Lực cắt t/d lên mỗi BL sẽ TLT với k/c từ nó đến đến O, có phương 
k/c đó và chiều theo chiều quay của .
M
P
M
pf
0P
0P
pf
0P
0P
M
M
0P
78sydandao@utc.edu.vn
2.4. TÍNH TOÁN LIÊN KẾT PHỨC TẠP
2.4.2. Tính toán LK bu lông phức tạp chỉ chịu cắt (3/5)
- Ta có:
  
2
1
1
2211
1
1
2
2
1
1
..........
....
i
m
imiimimm
i
m
mi
i
mimm
r
r
f
rfrfrfrfM
r
r
f
f
r
f
r
f
r
f
0
P0
0
M
fp fp
fpfp
fmi
ri
Sự phân bố lực cắt trong mỗi bu lông
79sydandao@utc.edu.vn
2.4. TÍNH TOÁN LIÊN KẾT PHỨC TẠP
2.4.2. Tính toán LK bu lông phức tạp chỉ chịu cắt (4/5)
. Tương tự, ta có:
Vậy, lực cắt tổng cộng (do và ) gây trong BL xa nhất là:
Chú ý: Để đơn giản, ta đặt hệ x0y như hình vẽ, ta có:

2
1
1
.
i
m r
rM
f

2
max
max
.
i
m r
rM
f
maxmaxmax ffff mp 
0P
M
pypx
y
x
yx
xPyPePM
PP
PP
PPP
...
sin
cos
80sydandao@utc.edu.vn
2.4. TÍNH TOÁN LIÊN KẾT PHỨC TẠP
2.4.2. Tính toán LK bu lông phức tạp chỉ chịu cắt (5/5)
 2max2maxmax
maxmaxmaxmax
22
max
max
22
max
max
maxmaxmax .
.
;
/
/
y
mpy
x
mpx
y
m
x
mpypxmp
ii
y
m
ii
x
m
y
m
x
mm
ypy
xpx
pypxp
fffff
fffffff
yx
xM
f
yx
yM
f
fff
NPf
NPf
fff


fmmax
fp
fmax
fp
fpx
fpy
fmmax
fmmax
x
fmmax
y
fmax
fxmax = fpx + fmmax
x
fymax = fpy + fmmax
y
Biết fmax, ta sẽ ktra 
được LK
81sydandao@utc.edu.vn
2.4. TÍNH TOÁN LIÊN KẾT PHỨC TẠP
2.4.3. Tính toán LK hàn phức tạp chỉ chịu cắt (1/5)
O = trọng tâm của LK;
= tải trọng tác dụng lệch 
tâm;
e = độ lệch tâm của .
Mục tiêu: Xác định lực cắt tác 
dụng vào mỗi mm chiều dài 
ĐH Lực cắt trong mỗi mm 
chiều dài ĐH bất lợi nhất?
P
P
0
x
y
P yP
xP
P
y
Px
maxx
maxy
e
PO
M
§iÓm bÊt lîi nhÊt
82sydandao@utc.edu.vn
2.4. TÍNH TOÁN LIÊN KẾT PHỨC TẠP
2.4.3. Tính toán LK hàn phức tạp chỉ chịu cắt (2/5)
P
- Đưa về trọng tâm O : có P/C như HV, P0 = P;
: có P/C như HV, M = P.e.
- Dưới tác dụng của , giả thiết mỗi mm chiều dài ĐH sẽ chịu lực như
nhau và có hướng của . Gọi là lực cắt trong 1 mm chiều dài ĐH do
gây ra có hướng của , độ lớn: fp = P0/L = P/L (L = tổng
chiều dài các ĐH).
- Dưới tác dụng của , giả thiết:
+ LK làm việc trong gđ đàn hồi;
+ Các bản nối là tuyệt đối cứng và khi chịu t/d của , sẽ quay quanh O
 US cắt tại mỗi điểm trên ĐH sẽ TLT với k/c từ nó đến đến O, có
phương  k/c đó và chiều theo chiều quay của .
M
P
M
pf
0P
0P
M
0P
pf
0P
M
0P
83sydandao@utc.edu.vn
2.4. TÍNH TOÁN LIÊN KẾT PHỨC TẠP
2.4.3. Tính toán LK hàn phức tạp chỉ chịu cắt (3/5)
- Ta có:
0
1
12
1
1
1
1
2
2
1
1
..
....
I
r
dAr
r
dArM
r
rrrr
AA





Sự phân bố lực cắt trong mỗi mm chiều dài ĐH
0
P0
0
M
fp fp
fpfp
fmi
ri
0
P0 M
0,707w
= 1mm
0,707w
= 1mm
84sydandao@utc.edu.vn
2.4. TÍNH TOÁN LIÊN KẾT PHỨC TẠP
2.4.3. Tính toán LK hàn phức tạp chỉ chịu cắt (4/5)
. Tương tự, ta có:
Vậy, lực cắt tổng cộng (do và ) gây trong 1 mm c/d ĐH xa nhất là:
Chú ý: Để đơn giản, ta đặt hệ x0y như hình vẽ, ta có:
0
1
1
.
I
rM
  max
0
max
max
.
mfI
rM
 
maxmaxmax ffff mp 
0P
M
pypx
y
x
yx
xPyPePM
PP
PP
PPP
...
sin
cos
85sydandao@utc.edu.vn
2.4. TÍNH TOÁN LIÊN KẾT PHỨC TẠP
2.4.3. Tính toán LK hàn phức tạp chỉ chịu cắt (5/5)
 2max2maxmax
maxmaxmaxmax
max
max
max
max
maxmaxmax .
.
;
/
/
y
mpy
x
mpx
y
m
x
mpypxmp
yx
y
m
yx
x
m
y
m
x
mm
ypy
xpx
pypxp
fffff
fffffff
II
xM
f
II
yM
f
fff
LPf
LPf
fff


fmmax
fp
fmax
fp
fpx
fpy
fmmax
fmmax
x
fmmax
y
fmax
fxmax = fpx + fmmax
x
fymax = fpy + fmmax
y
Biết fmax, ta sẽ ktra 
được LK
86sydandao@utc.edu.vn
2.4. TÍNH TOÁN LIÊN KẾT PHỨC TẠP
2.4.4. Các ví dụ (1/9)
Ví dụ 1: Tính duyệt LK sau theo cắt và ép mặt, biết: Thép kết
cấu dùng loại M270M cấp 250. Bu lông dùng loại A 307 cấp A, d 
= 22 mm.
87sydandao@utc.edu.vn
2.4. TÍNH TOÁN LIÊN KẾT PHỨC TẠP
2.4.4. Các ví dụ (2/9)
Giải: 
- Đặt hệ trục x0y như hình vẽ:
x
y
0
BL bất lợi nhất 5
88sydandao@utc.edu.vn
2.4. TÍNH TOÁN LIÊN KẾT PHỨC TẠP
2.4.4. Các ví dụ (3/9)
 kNf
kN
yx
yM
f
kN
N
P
fkN
N
P
f
mmkNxPyPM
kNPPkNPP
fffff
ii
x
m
y
py
x
px
pypx
yx
y
mpy
x
mpx
7,119189,1045,13
9,104
2.75
2
75
2
75
752/75.26235.
18
4
72
;5,13
4
54
.26235250.72)2/757540.(54..
725/4.90sin.;545/3.90cos.
22
max
2222
max
max
2
max
2
maxmax

- Lực cắt trong bu lông bất lợi nhất được XĐ như sau:
89sydandao@utc.edu.vn
2.4. TÍNH TOÁN LIÊN KẾT PHỨC TẠP
2.4.4. Các ví dụ (4/9)
- Xác định sức kháng cắt của 1 BL:
Rrs1 = s Rns1 = 0,65 (0,38 Ab Fub Ns)
= 0,65 [0,38. (3,14. 222/4). 420. 1] = 39,4. 103 N
= 39,4 kN < fmax = 119,7 kN Không Đạt!
- Xác định sức kháng ép mặt của LK ứng với 1 bu lông:
Lcmin = 40 – 24/2 = 28 mm < 2d = 44 mm 
Rrbb1 = bb Rnbb1 = 0,8 (1,2 Lc Fu t) = 0,8 (1,2. 28. 400. 10)
= 107,5. 103 N = 107,5 kN < fmax = 119,7 kN Không Đạt!
Vậy LK đã cho Không đủ khả năng chịu lực theo cắt và ép mặt!
90sydandao@utc.edu.vn
2.4. TÍNH TOÁN LIÊN KẾT PHỨC TẠP
2.4.4. Các ví dụ (5/9)
Ví dụ 2: Tính duyệt LK sau theo SK cắt của ĐH, biết: Thép kết
cấu dùng loại M270M cấp 250. Que hàn dùng loại E70XX, w = 
12 mm.
91sydandao@utc.edu.vn
2.4. TÍNH TOÁN LIÊN KẾT PHỨC TẠP
2.4.4. Các ví dụ (6/9)
Giải: 
- Đặt hệ trục x0y như hình vẽ:
x
y
0
Điểm bất lợi 
nhất
x0
92sydandao@utc.edu.vn
2.4. TÍNH TOÁN LIÊN KẾT PHỨC TẠP
2.4.4. Các ví dụ (7/9)
 mmN
L
P
f
L
P
f
mmkNxPyPM
kNPPPP
fffff
y
py
x
px
pypx
yx
y
mpy
x
mpx
/357
2.200300
10.250
;0
.98250)57200250.(2500..
250sin.;0cos.
3
2
max
2
maxmax

- Xác định vị trí của O:
x0 = (Li.xi)/Li = (300. 0 + 2. 200. 200/2)/(300+2.200) = 57 mm
- XĐ lực cắt trên 1 mm chiều dài ĐH tại vị trí bất lợi nhất (tính với
chiều dày hữu hiệu của ĐH 0,707 w = 1 mm):
93sydandao@utc.edu.vn
2.4. TÍNH TOÁN LIÊN KẾT PHỨC TẠP
2.4.4. Các ví dụ (8/9)
 mmNf
mmN
II
xM
f
mmN
II
yM
f
mmI
mmI
yx
y
m
yx
x
m
y
x
/168998235710300
/9821.
10.048,325,11
57200.10.98250
1.
.
/10301.
10.048,325,11
2/300.10.98250
1.
.
10.048,32.57
2
200
200.1
12
200.1
57).300.1(
12
1.300
10.25,112.
2
300
.200.1
12
1.200
12
300.1
22
max
6
3
max
max
6
3
max
max
46
23
2
3
46
233
94sydandao@utc.edu.vn
2.3. LIÊN KẾT HÀN
2.4.4. Các ví dụ (9/9)
- Sk cắt của 1 mm chiều dài KL que hàn (đường hàn):
Rrw1 = e2 Rnw1 = 0,8. (0,6. Fexx. 0,707. w)
= 0,8. (0,6. 485. 0,707. 12) = 1975 N/mm
- Sk cắt của 1 mm chiều dài KL cơ bản:
Rrb1 = v Rnb1 = 1,0. (0,58. Fy. t)
= min Rrb1 (tb) = (0,58. 250. 14) = 2030 N/mm
Rrb1 (th) = (0,58. 250. 28,1)
= 2030 N/mm.
Sk cắt của 1 mm chiều dài ĐH là:
Rrv1 = min (Rrw1, Rrb1) = 1975 N/mm > fmax = 1689 N/mm Đạt!
Vậy LK đã cho đủ khả năng chịu lực theo sk cắt của ĐH!