AISC-Steel Quiz-Nov_2018

Như đã đăng trong các mục trước, MSC có một mục là "Steel quiz". Từ giờ trở đi thì mình sẽ đăng các quiz hằng tháng cho các bạn và một chút giải thích theo ý hiểu của mình. Thực sự thì mình cũng nhiều cái không hiểu hết nên mình mong các bạn có ý kiến gì thì đóng góp thêm.



Rồi, đây là câu hỏi của "Steel Quiz" tháng 11.
Cho 2 đường hàn song song, a=5/16 in. EX70 như hình vẽ. Tính khả năng chịu lực của đường hàn fR_n theo 4 cách:
1. Tra bảng 8-4
2. Phương pháp tâm quay tức thời
3. Phương pháp đàn hồi
4. Phương pháp dẻo

Đấy, đề bài này yêu cầu giải thích theo Manual 15th edition nhưng mình chỉ có 14th edition thôi nên chỉ làm theo tài liệu mình có thôi nhé - Chắc không khác gì đâu :)
1. Tra bảng 8.4 thì có công thức này:

R_n=CC₁Dl        f=0.75

Trường hợp này lực Rn không nằm trong mặt phẳng của đường hàn nên tra bảng với k=0 và a=ex/l=0.667 có C=f(a,k)=1.84
C1=1 cho đường hàn EX70
l=9"
D=5
=> fRn=0.75x1.84x1x5x9=62.1 (kips)

3. Phương pháp tâm quay tức thời có hơi phức tạp nên mình làm phương pháp đàn hồi trước nhé
Tính toán như thông thường
Mô men quán tính của nhóm đường hàn:

Iw=2*a*L³/12=2*(5/16)*9³/12=37.97 (in⁴)

Aw=2*9*5/16=5.6 (in²)

√((fR_n/A)²+(fR_n*e*c/I_w)²)=0.75*0.6F_EXX

Kết quả là fR_n=44 (kips)

Đấy là kết quả đấy, bé hơn quá nhiều so với kết quả tính theo phương pháp 1 phải không? 70% chứ có phải ít đâu à. AISC cũng bảo thế đấy: "The elastic method is simplified, but may be excesively conservative because it neglects the ductility of the wel group and the potential load increase."

4. Phương pháp dẻo

Phương pháp này thì mình chưa thấy bao giờ, nhưng mà cứ làm vậy! Nguyên tắc của phương pháp này là tổng căn bình phương của ứng suất pháp và tiếp bé hơn ứng suất đường hàn:

Tính cho 1 đường hàn:

f_w=√(f_v²+(f_a+f_b)²)=0.75*0.6F_EXX

f_v=fR_n/A

f_a=0

f_b= fR_n*e/Z

Giá trị A-effective area of weld ở đây của cả 2 trường hợp elastic và plastic là như nhau nhưng thay vì "Sx" là "Z=a*l²/4"

Thay vào phương trình trên ta có

1.025*fR_n=31.5   => fR_n=30.7 (kips)

Cho 2 đường hàn fR_n=61.4 (kips) khá giống kết quả của phương pháp 1 phải không?

Mình xin có 1 số nhận xét như sau: Đây là cách tính của mình và không áp dụng hoàn toàn theo AISC Manual, các công thức nếu theo AISC thì sẽ không kể đến chiều cao đường hàn mà sẽ kể đến vào trong công thức khả năng chịu lực = f*a*0.6F_EXX
Vì vậy kết quả của mình có khác (lớn hơn) với kết quả của MSC Steel quiz.
Ngoài ra, AISC còn 1 chú ý nữa là khi tính phương pháp dẻo chưa đề cập đến cường độ đường hàn bởi phương ứng suất - The directional strength increase - Chả biết dịch thế đúng không.

Giá trị tăng lên = [1.0+0.50sin1.5(q)]=1.4; thế là kết quả của mình đi tiêu rồi.
Thế đấy, phương pháp còn lại mình sẽ viết trong một bài khác hé.

P/S: Viết mấy công thức trong blog chán bỏ xừ, lần sau viết trong word rồi cắt dán vậy!