Tool tính cường độ mối hàn

Tool kiểm tra những gì

Tool này kiểm tra mối hàn góc, mối hàn giáp mép hoặc nhóm mối hàn theo Eurocode 3 (EN 1993-1-8), AISC 360 hoặc TCVN 5575 - bạn chọn tiêu chuẩn, và các bước kiểm tra thay đổi theo, vì mỗi tiêu chuẩn định nghĩa sức kháng mối hàn theo cách riêng chứ không phải diễn đạt lại cùng một quy tắc.

Với mối hàn góc theo EN 1993-1-8, tool chạy đồng thời phương pháp định hướng (mục 4.5.3.2) và phương pháp đơn giản (mục 4.5.3.3), rồi báo mức huy động chi phối giữa hai phương pháp. Cả hai đều được tiêu chuẩn cho phép, và phương pháp đơn giản thiên về an toàn hơn, nên xem cả hai cùng lúc cho biết phương pháp định hướng thu lại được bao nhiêu khả năng chịu lực.

Số liệu bạn nhập

Mác thép

S235, S275, S355 hoặc S460 - quyết định f_u và hệ số tương quan beta_w

Cạnh mối hàn s

Cạnh mối hàn góc, mm; chiều cao tính toán a = s / sqrt(2)

Chiều dài tính toán

Chiều dài một đường hàn, mm, kèm hàn một phía hay hai phía

Nội lực thiết kế

Lực dọc N_Ed (kN), lực cắt V_Ed (kN) và mô men trong mặt phẳng M_Ed (kNm)

Nội lực thiết kế lấy ở trạng thái giới hạn cường độ - tool không tự nhân hệ số tải trọng, nên hãy tổ hợp tải trọng trước (tool tổ hợp tải trọng làm việc này theo EN 1990).

Kết quả nhận được

Mức huy động chi phối, kết quả đạt hoặc không đạt của từng bước kiểm tra, và lời giải từng bước với đầy đủ phép thay số: chiều cao tính toán, diện tích tiết diện hàn, mô đun chống uốn của mối hàn, các ứng suất trên tiết diện hàn và cường độ tính toán f_vw,d. Kết quả xuất ra Excel (.xlsx) và PDF.

Ví dụ tính toán - mối hàn góc 6 mm hai phía, thép S275

Một bản mã được hàn bằng mối hàn góc 6 mm ở cả hai phía trên chiều dài liên kết 200 mm, thép S275, chịu lực dọc 30 kN, lực cắt 50 kN và mô men trong mặt phẳng 4 kNm. Đây chính là bộ số liệu tool mở sẵn, nên bạn có thể kiểm chứng lại mọi con số dưới đây mà không cần nhập gì.

Chiều cao tính toán a = s / sqrt(2)

6 / 1,414 = 4,24 mm

Tổng chiều dài tính toán

200 mm x 2 phía = 400 mm

Diện tích tiết diện hàn A_w

4,24 x 400 = 1697 mm2

Mô đun chống uốn W_w

56 569 mm3

Ứng suất pháp do N_Ed

12,5 N/mm2

Ứng suất pháp do M_Ed

50,0 N/mm2

Ứng suất vuông góc sigma_perp

62,5 N/mm2

Ứng suất tiếp song song tau_par

29,5 N/mm2

Cường độ tính toán f_vw,d = f_u / (beta_w x gamma_M2)

430 / (0,85 x 1,25) = 404,7 N/mm2

Phương pháp định hướng, tổ hợp

135,0 <= 404,7 N/mm2, mức huy động 0,33

Phương pháp định hướng, giới hạn sigma_perp

62,5 <= 309,6 N/mm2, mức huy động 0,20

Phương pháp đơn giản, trên một đơn vị dài

146,2 <= 1717,0 N/mm, mức huy động 0,09

Mức huy động chi phối

0,33 - mối hàn đạt

Ở đây mô men chi phối: 50 trong tổng 62,5 N/mm2 ứng suất vuông góc đến từ M_Ed, không phải từ lực dọc. Đó là quy luật thường thấy với bản mã, và cũng là lý do rút ngắn đường hàn gây bất lợi nhiều hơn hẳn so với giảm lực dọc - mô đun chống uốn tỉ lệ với bình phương chiều dài.

Tra công thức

Hệ số tương quan beta_w

S235 0,80; S275 0,85; S355 0,90; S460 1,00

Chiều cao tính toán, mối hàn góc

$a = \dfrac{s}{\sqrt2}$

Diện tích tiết diện hàn

$A_w = a\,L_{eff}$

Mô đun chống uốn, mỗi phía

$W_w = \dfrac{a\,L^{2}}{6}$

Cường độ tính toán mối hàn

$f_{vw,d} = \dfrac{f_u}{\beta_w\,\gamma_{M2}}$

Phương pháp định hướng, tổ hợp

$\sqrt{\sigma_\perp^{2} + 3(\tau_\perp^{2} + \tau_\parallel^{2})} \le f_{vw,d}$

Phương pháp định hướng, giới hạn pháp

$\sigma_\perp \le \dfrac{0.9\,f_u}{\gamma_{M2}}$

Phương pháp đơn giản

$F_{w,Ed} \le F_{w,Rd} = f_{vw,d}\,a$

gamma_M2 lấy 1,25 theo giá trị khuyến nghị của EN 1993-1-8. Trang lý thuyết dẫn giải từng biểu thức đến từ đâu và vì sao phương pháp định hướng phân lực vuông góc thành hai thành phần sigma_perp và tau_perp bằng nhau.

Giả thiết và giới hạn

Mối hàn được giả thiết đủ tiết diện trên toàn bộ chiều dài tính toán đã khai báo, không trừ phần lõm đầu và cuối đường hàn; nếu cấu tạo thực tế không bảo đảm điều đó, hãy giảm chiều dài nhập vào. Ứng suất trên tiết diện hàn lấy phân bố đều, đây là cơ sở của cả hai phương pháp trong EN 1993-1-8.

Tool chỉ kiểm tra mối hàn. Tool không kiểm tra bản thép cơ bản về ép mặt, xé khối hay tiết diện thực, cũng không kiểm tra cấu kiện mà bản mã liên kết vào - các tool liên kết thép đảm nhiệm phần đó. Tool cũng giả thiết tình huống thiết kế tĩnh: mỏi theo EN 1993-1-9 nằm ngoài phạm vi, điều này quan trọng với mối hàn trong cần trục, cầu và bệ máy.

Với mô men quán tính cực dùng cho nhóm mối hàn, tool áp dụng lý tưởng hóa "mối hàn như một đường" - xem trang lý thuyết để biết khi nào lý tưởng hóa này không còn hợp lý.

Câu hỏi thường gặp (FAQ)