Kiểm tra đối với giới hạn đàn hồi

Kiểm tra đối với giới hạn đàn hồi

Kiểm tra đối với giới hạn đàn hồi theo QCVN 22:2018/BGTVT quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chế tạo và kiểm tra phương tiện, thiết bị xếp dỡ:

Tính toán các ứng suất trong kết cấu- quy định về thiết kế

Kiểm tra đối với giới hạn đàn hồi

Đối với loại kiểm tra này, cần phân biệt giữa các bộ phận kết cấu thực và các mối liên kết kiểu đinh tán, kiểu bulông hoặc kiểu hàn.

1                           Các bộ phận kết cấu ngoại trừ các mối liên kết

(1)                        Các bộ phận kết cấu chịu kéo hoặc nén thuần túy

(a) Trường hợp đối với các loại thép có tỷ số giữa giới hạn đàn hồi σ_E và giới hạn bền kéo σ_R nhỏ hơn 0,7.

Ứng suất tính toán σ không được vượt quá ứng suất cho phép σ_a. Ứng suất cho phép σ_a được lấy bằng cách chia giới hạn đàn hồi σ_E cho một hệ số ν_E.

Đối với các loại thép các bon thông thường (A.37, A.42, A.52) thì ứng suất tới hạn σ_E được quy ước lấy tương ứng với độ giãn dài 0,2%.

(b) Trường hợp đối với các loại thép có giới hạn đàn hồi s_E cao (σ_E/σ_R> 0,7).

Đối với loại thép có giới hạn đàn hồi σ_E cao, việc sử dụng các hệ số ν_E sẽ không bảo đảm độ dự phòng an toàn đầy đủ.

(2) Các bộ phận kết cấu chịu cắt

σ_a – ứng suất kéo cho phép.

(3)                        Các bộ phận kết cấu chịu tải trọng kết hợp – ứng suất tương đương

σ_X, σ_Y,τ_XY – hai ứng suất pháp và ứng suất tiếp tương ứng tại điểm xem xét, cần phải kiểm tra:

(a) –          Ứng suất pháp tính toán σ_X và σ_Y phải nhỏ hơn ứng suất cho phép σ_a và ứng suất cắt tính toán τ_XY phải nhỏ hơn ứng suất cắt cho phép τ_a.

(b) – Ứng suất tương đương σ_CP phải nhỏ hơn ứng suất cho phép σ_a:

Nếu muốn tính toán chính xác hơn, thì cần phải xác định trạng thái ứng suất thực tế bất lợi nhất có thể xảy ra. Rồi thực hiện ba kiểm tra bằng cách tính toán ứng suất tương đương từ ba trạng thái ứng suất kết hợp sau đây:

σ_{x max} và các ứng suất σ_Y  và τ_XY tương ứng.

σ_{Y max} và các ứng suất σ_X  và τ_XY tương ứng.

τ_{XY MAX}  và các ứng suất σ_X  và σ_Y tương ứng.

                             Chú thích:

Cần lưu ý khi hai trong ba giá trị ứng suất xấp xỉ bằng nhau, và lớn hơn một nửa giá trị ứng suất cho phép, thì trạng thái ứng suất kết hợp ba ứng suất bất lợi nhất có thể xảy ra trong các trường hợp tải trọng khác nhau do các ứng suất đó tương ứng với giá trị lớn nhất của mỗi loại ứng suất.

Trường hợp đặc biệt: kéo (hoặc nén) kết hợp với cắt.

2                           Trường hợp các mối nối

(1)            Các mối nối bằng đinh tán

(a) Các đinh tán chịu tải trọng cắt

Xét tác dụng của lực kẹp chặt, ứng suất cắt tính toán t không được vượt quá:

τ = 0,6 σ_a           trong trường hợp cắt một bậc (cắt đơn)

và τ = 0,8 σ_a       trong trường hợp cắt 2 bậc hoặc cắt nhiều bậc.

Trong đó σ_a là ứng suất kéo cho phép của vật liệu dùng làm đinh tán.

(b)            Các đinh tán chịu tải trọng kéo

Ứng suất kéo tính toán s phải không nhỏ hơn giá trị sau:

σ = 0,2 σ_a

(c) Các đinh tán chịu tải trọng kéo và cắt

Các điều kiện sau đây cần phải được kiểm tra:

σ ≤ 0,2 σ_a

và τ ≤ 0,6 σ_a                 đối với trường hợp cắt một bậc.

hoặc τ ≤ 0,8 σ_a             đối với trường hợp cắt nhiều bậc.

(d) Giới hạn áp lực ép lên thành lỗ tán đinh

Áp lực ép lên thành lỗ tán đinh σ_n không được vượt quá:

σ_{n ≤} 1,5 σ_a          đối với trường hợp cắt một bậc.

σ_{n ≤} 2 σ_a                   đối với trường hợp cắt nhiều bậc.

(e) Các lưu ý đối với các mối liên kết bằng đinh tán

– Cần tránh để các đinh tán chịu kéo, đặc biệt đối với các bộ phận kết cấu chính.

– Tất cả các mối nối ghép cần phải có ít nhất hai đinh tán thẳng hàng theo hướng của lực.

(2) Các mối nối bằng bu lông

(a)                        Khái quát

Các mối nối bằng bulông có thể phải chịu các ứng suất do các lực tác dụng vuông góc với mối nối, do các lực tác dụng song song với các bề mặt nối, và do các lực tác dụng đồng thời vuông góc và song song với bề mặt nối.

(b)            Các mối nối bằng các bu lông chịu kéo với lực kéo được kiểm soát

1. Khái quát

Mối nối bằng bulông chịu kéo với lực kéo được kiểm soát là mối nối mà ở đó lực kéo chính theo hướng trục của bulông, đai ốc hoặc của đoạn bulông có ren và bulông phải chịu tác dụng của lực kéo kể cả khi không có tải trọng bên ngoài tác dụng. Mối nối này nên áp dụng cho các mối nối chịu tác dụng mỏi.

Cần chú ý bảo đảm các bulông được kéo chính xác và bảo đảm độ kéo không đổi (dung sai +/- 10%). Hệ số Ω = 1,1 có tính đến các dung sai độ kéo.

Trong khi áp đặt độ kéo ban đầu lên bulông, dưới tác dụng kết hợp của tải trọng kéo và xoắn thì ứng suất phát sinh không được lớn hơn 80% giới hạn đàn hồi của vật liệu làm bu lông có tính đến sự phân tán lực khi áp đặt độ kéo ban đầu.

2. Tính toán tải trọng cho phép lên các mối nối bằng bulông

a.Tính toán lực kéo ban đầu

a) Kéo có xoắn

b) Kéo không có xoắn

b. Tải trọng cho phép F₁ tác dụng lên mối nối bằng bulông

Phải thực hiện hai kiểm tra sau:

a) Dưới tác dụng của tải trọng lớn nhất có tính đến hệ số an toàn κ và κ’, không được vượt quá giới hạn đàn hồi của bulông.

b) Dưới tác dụng của tải trọng lớn nhất có tính đến các hệ số Ω, κ’ và κ” là hệ số an toàn chống tách rời các bộ phận kết cấu.

c) Kiểm tra độ bền mỏi

Kiểm tra độ bền mỏi các bulông được thực hiện riêng cho trường hợp tải trọng I.

Đối với bất kỳ loại bulông hoặc phương pháp thiết kế nào khác, thì giá trị ứng suất s_A phải bảo đảm tối thiểu mức độ an toàn tương đương về độ bền mỏi.

(c)                                     Các mối nối bằng bu lông chịu tác dụng của các lực song song với bề mặt nối

1. Các bulông chịu tác dụng cắt thuần túy

Các kiểm tra được thực hiện với giả định là các bulông ở trong điều kiện thích hợp, nghĩa là các bulông đã được lắp ráp với độ dung sai lắp ráp theo tiêu chuẩn ISO và đoạn thân bulông ép vào thành lỗ xỏ bulông theo suốt chiều dài của các bộ phận kết cấu được lắp ráp.

Các lỗ xỏ bulông phải là lỗ được gia công bằng cách khoan với độ dung sai theo tiêu chuẩn ISO.

2. Các bu lông chịu kéo – cắt kết hợp

Phải kiểm tra theo công thức sau:

σ ≤ 0,65 σ_a                                                                                                           

và τ ≤ 0,6 σ_a                đối với trường hợp cắt một bậc

hoặc τ ≤ 0,8 σ_a            đối với trường hợp cắt nhiều bậc

Ứng suất cho phép trong một bulông được giới hạn tới:

σ_a = 0,7 σ_{E (0,2)}         đối với kết cấu thông thường

σ_a = 0,8 σ_{E (0,2)}         đối với kết cấu ngăn ngừa sự trờn ren

Trong đó: σ_{E (0,2)} là ứng suất chảy của vật liệu chế tạo bulông tương ứng với độ giãn dài 0,2%.

b. Các lực vuông góc với mặt phẳng nối (ký hiệu N)

Nếu mối nối bằng bulông chịu tác dụng của mômen ngoại lực M, thì tải trọng kéo phải được xác định tại bulông chịu tải trọng lớn nhất cộng thêm tải trọng kéo hiện tại N.

c. Tải trọng kết hợp của T, N và M

Đối với các bộ phận chịu nén, ứng suất được tính toán trên mặt cắt toàn bộ (diện tích mặt cắt ngang của các lỗ bulông không bị khấu trừ).

Đối với các bộ phận chịu kéo, có 2 trường hợp:

Trường hợp thứ nhất: Các bu lông được bố trí trên 1 hàng vuông góc với hướng tác dụng của tải trọng; cần phải kiểm tra theo các điều kiện sau đây:

a) Tải trọng tổng tác dụng lên tiết diện toàn bộ.

b) 60% tải trọng tổng tác dụng lên tiết diện thực (diện tích mặt cắt ngang của các lỗ bulông bị khấu trừ).

Trường hợp thứ hai: các bu lông được bố trí thành nhiều hàng vuông góc với hướng tác dụng của tải trọng.

Phần chịu tải nặng nhất cần phải được phân tích và kiểm tra theo 2 điều kiện sau:

a) Tải trọng tổng tác dụng lên mặt cắt toàn bộ;

b) Lên mặt cắt thực được xét với tải trọng tổng từ hàng bu lông 2 và 3 (nghĩa là trong trường hợp của hình vẽ trên, 2/3 tải trọng tổng của mối nối) cộng với 60% tải trọng tác dụng lên hàng 1.

Việc kiểm tra này được giả định là tải trọng được phân chia đều cho tất cả các bulông và số hàng bulông là nhỏ, bởi vì nếu có quá nhiều hàng thì các bu lông ở hàng phía cuối sẽ chịu tải nhỏ. Vì vậy không nên bố trí nhiều hơn 2 hàng hoặc ngoại lệ 3 hàng.

e. Mối nối bằng bu lông có độ bền cao

Cần lưu ý, các tính toán ở trên dùng để kiểm tra các mối nối bằng bu lông có độ bền cao chỉ có hiệu lực khi các mối nối trong thực tế phải phù hợp với điều kiện yêu cầu về độ căng kéo và việc chuẩn bị các bề mặt tiếp xúc để đạt được các hệ số ma sát thích hợp

(3)   Các mối nối bằng hàn

Trong các mối nối bằng hàn, giả định rằng kim loại hàn tối thiểu có những đặc tính tốt như kim loại cơ bản.

Tuy nhiên đối với kiểu tải trọng nhất định, đặc biệt các ứng suất ngang trong các mối hàn thì ứng suất tương đương cho phép lớn nhất phải được giảm bớt.

Mong rằng sự tư vấn của bộ phận tư vấn an toàn sẽ giúp bạn lựa chọn phương án thích hợp nhất để giải quyết những vướng mắc của mình. Vui lòng liên hệ Tổng đài tư vấn pháp luật miễn phí 1900 0340 để nhận được ý kiến tư vấn chính xác nhất.

–

Nếu quý vị cần thêm thông tin thì vui lòng liên hệ Trung tâm ứng phó sự cố an toàn môi trường

Hotline: 1900 0340   |  Tel: 0903 063 599 (Ms Vân)

Email: trungtam@ungphosuco.vn

Các khóa học cấp chứng chỉ và tập huấn an toàn lao động