Bai Giang Ket Cau Thep - 2015

Bài giảng BẢN VẼ KẾT CẤU THÉP

Bộ môn: Hình Họa – Vẽ Kỹ Thuật Trang 1

BẢN VẼ KẾT CẤU THÉP

I Khái niệm Kết cấu thép là kết cấu do các thanh thép hình và các bản thép hay vỏ mỏng kim loại

ghép lại với nhau bằng nhiều hình thức lắp nối. Kết cấu thép gồm hai loại: hệ thanh và hệ vỏ

- Hệ thanh gồm các yếu tố cơ bản như dầm, cột, dàn… được dùng làm khung nhà, nhịp cầu…

- Hệ vỏ gồm các vỏ mỏng kim loại ghép lại với nhau để làm các thùng chứa, nồi hơi, ống dẫn…

Ở nước ta, phần lớn lượng thép dùng cho kết cấu xây dựng là được áp dụng trong các nhà xưởng. Khi làm quen với bản vẽ kết cấu thép, các ví dụ được đưa ra cũng thường là kết cấu thép nhà công nghiệp. Vì vậy, chúng ta cần tìm hiểu đại cương về nhà công nghiệp bằng thép.

Kết cấu thép của nhà công nghiệp gồm những cấu kiện bằng thép tạo nên sườn chịu lực của nhà công nghiệp như: khung (cột, dàn), kết cấu mái, hệ giằng, dầm đỡ cầu trục… Nhà công nghiệp thường là nhà một tầng, với các yêu cầu đặc biệt: nhịp nhà thường rộng, chiều cao lớn, và có cầu trục hoạt động.

Kết cấu chịu lực của nhà xưởng gồm có các khung ngang cơ bản liên kết với nhau bằng các kết cấu dọc như hệ giằng, dầm cầu trục, kết cấu của mái, kết cấu đỡ tường.

Khung ngang gồm có cột và dàn Các hình dưới đây là các mô hình của 1 dạng khung nhà công nghiệp một tầng có cầu

trục:

Hình 1- Mô hình một dạng khung ngang cơ bản



Hình 2- Mô hình kết cấu cầu trục

Hình 3- Mô hình hệ giằng cánh trên



Hình 4- Mô hình hệ giằng cánh dưới

Hình 5- Mô hình hệ giằng đứng và hệ giằng cột



Một số dạng sơ đồ khung ngang 1 nhịp

Sơ đồ khung ngang nhiều nhịp



Sơ đồ Hệ giằng mái Hệ giằng cánh trên

Hệ giằng cánh dưới

Hệ giằng đứng



II Biểu diễn các loại thép hình

1 Thép góc (thép chữ L)

Thép góc có hai loại: - đều cánh: ký hiệu L b x s

- không đều cánh: ký hiệu L b1 x b2 x s

b, b1, b2: chiều rộng cánh thép

s: bề dày cánh thép

l: chiều dài thanh

n: số lượng thanh

Thường với thép góc ít khi ghi số lượng n mà thể hiện trực tiếp ký hiệu thép ở dạng nào. Ví dụ:



2 Thép hình máng (thép chữ U)

Ký hiệu: L N (với N là số hiệu của thanh thép)

hoặc L b x h Cũng tương tự như thép góc có thể không ghi n mà thể hiện dạng ghép

Ví dụ: cho dạng ghép như hình bên

3 Thép chữ I

4 Các loại thép khác Ngoài ba loại chính trên còn có các loại thép khác:

Thép chữ T : ký hiệu T



Thép chữ Z : ký hiệu L

Thép tròn đặc : ký hiệu ⌀

Thép ống : ký hiệu ⌀

Thép vuông: ký hiệu

Thép tấm, thép lá : trong đó b x h là kích thước bao ngoài, t là bề dày tấm

III Các hình thức lắp nối của kết cấu thép Có hai mối liên kết được sử dụng trong kết cấu thép

- Liên kết tháo gỡ được: lắp nối bằng bu lông

- Liên kết không tháo gỡ được: lắp nối bằng đinh tán, hàn…

t

t



1 Mối ghép bu lông và đinh tán Bu lông được sử dụng trong các kết cấu ít chịu chấn động hoặc các liên kết tạm thời. Đinh tán sử dụng trong các kết cấu chịu chấn động, các liên kết cố định. Bu lông là chi tiết có ren. Biểu diễn nguyên dạng ren rất phức tạp nên trong các bản vẽ kỹ

thuật, ren và các chi tiết có ren được biểu diễn đơn giản theo quy ước. Ví dụ: Liên kết bu lông: Liên kết đinh tán: Mũ chỏm cầu Đầu chìm

Biểu diễn đơn giản các chi tiết lắp xiết: (ISO 5845-1: 1995) Để biểu diễn các lỗ, bu lông, và đinh tán trên các mặt phẳng chiếu vuông góc với các trục của chúng, hình biểu diễn được vẽ bằng nét liền đậm. Vị trí các chi tiết lắp xiết được chỉ dẫn bằng dấu chữ thập.

Biểu diễn bằng ký hiệu các lỗ, bu lông và đinh tán lắp trong các lỗ

Lưu ý: Để phân biệt bu lông và dinh tán với các lỗ, cần phải ghi ký hiệu của lỗ hoặc chi tiết xiết theo với tiêu chuẩn quốc tế liên quan. Ví dụ: Ký hiệu của lỗ có đường kính 13mm là φ13, ký hiệu của bu lông có ren hệ mét, đường kính 12mm và chiều dài 50mm là M12x50, ký hiệu của đinh tán có đường kính 12mm và chiều dài 50mm là φ 12x50.



Biểu diễn bằng ký hiệu các lỗ, bu lông và đinh tán lắp trong các lỗ trên các hình chiếu song song với trục:

2 Ghép bằng hàn

a Các ký hiệu cơ bản của mối nối

Các ký hiệu bổ sung:

Ví dụ: mối hàn góc lõm



b Biểu diễn và ký hiệu quy ước các mối ghép bằng hàn

Về hình biểu diễn: Mối hàn thấy được biểu diễn liên tục. Mối hàn khuất biểu diễn trên phần gạch của nét đứt.

Các hình biểu diễn vẽ đơn giản nhằm giải thích mà không có tính chất bắt buộc

Về ký hiệu quy ước (ISO 2553: 1992) Nếu không cần chỉ định cụ thể mà chỉ cần diễn tả nói chung một mối nối sẽ được thực

hiện bằng cách hàn thì phải dùng ký hiệu như sau (theo phương pháp chiếu góc thứ ba):

Lưu ý:

1. Nên đặt đường ghi chú dẫn song song với cạnh dưới của bản vẽ, nếu không được thì đặt vuông góc

2. Vị trí của ký hiệu hàn được đặt ở phía trên hoặc phía dưới đường ghi chú dẫn với quy tắc như sau:

Đặt ký hiệu ở phía bên nét liền của đường ghi chú dẫn nếu mối hàn (mặt hàn) ở phía mũi tên của mối nối.

Đặt ký hiệu ở phía bên nét đứt của đường ghi chú dẫn nếu mối hàn (mặt hàn) ở phía bên kia của mối nối.

Ví dụ:

Phía bên kia của mối nối Phía mũi tên của mối nối

Nếu biểu diễn theo phương pháp chiếu góc thứ nhất, dùng ký hiệu sau:



Trường hợp mối hàn đối xứng: không cần vẽ nét 2b - đường nhận dạng (nét đứt)

Hàn theo chu vi:

Ghi kích thước: Nguyên tắc chung: những kích thước chủ yếu liên quan đến mặt cắt ngang ghi bên trái ký hiệu mối nối, những kích thước dọc được ghi bên phải. Ví dụ:

Ký hiệu quy ước các mối ghép bu-lông, đinh tán, hàn (TCVN 4613-1988)

STT Tên gọi Ký hiệu quy ước 1 Dấu lỗ khoan

2 Lỗ ô-van (bầu dục)

3 Lỗ tròn có đầu lõm ở một bên hoặc

cả hai bên (để lắp ráp)

4 Đinh tán mũ chìm

5 Đinh tán mũ nổi

6 Bu lông cố định



7 Bu lông tạm thời để lắp ráp

8 Mối hàn đối đầu khi lắp ráp Phía thấy Phía khuất

9 Mối hàn đối đầu khi chế tạo Phía thấy Phía khuất

10 Mối hàn chập khi lắp ráp Phía thấy Phía khuất

11 Mối hàn chập khi chế tạo Phía thấy Phía khuất

IV Bản vẽ kết cấu thép Trình tự thành lập bản vẽ kết cấu thép gồm các bước: 1. Vẽ sơ đồ hình học (TL 1:50, 1:100, 1:200, 1:500) 2. Hình thể hiện cấu tạo của kết cấu (TL 1:20,1:50,1:100) 3. Hình thể hiện chi tiết (TL 1:5, 1:10, 1:20); đối với chi tiết quá nhỏ được dùng tỉ lệ

1:1 để thuận tiện cho việc gia công chế tạo. Hình thể hiện chi tiết thường có: a. Hình vẽ tách nút b. Hình vẽ tách bản mã

4. Lập bảng thống kê

1 Vẽ sơ đồ hình học - Được vẽ ở chỗ rõ nhất trên bản vẽ đầu tiên của kết cấu đó (thường là ở góc trên bên trái). - Sơ đồ vẽ bằng nét liền đậm tượng trưng cho đường trục của thanh.

- Nếu kết cấu đối xứng được phép thể hiện sơ đồ một nửa kết cấu (thường vẽ quá nửa,

dùng nét lượn sóng giới hạn phần biểu diễn). - Trên sơ đồ hình học cần ghi: Các kích thước tổng quát của kết cấu (ví dụ đối với dàn là nhịp và độ dốc, hay nhịp và

chiều cao đỉnh dàn) Đối với dàn còn ghi:

+ Kích thước chiều dài từng đoạn thanh (ghi trực tiếp trên thanh) và giá trị nội lực (ghi ở dưới thanh). + Đánh số các nút kết cấu sẽ được vẽ tách trên bản vẽ (thực chất là ký hiệu của hình trích) trong vòng tròn 7mm, đặt tên nút bằng chữ số la mã theo một trình tự nhất định (ví dụ theo thứ tự cùng hay ngược chiều kim đồng hồ, hoặc theo trình tự trêndưới – tráiphải).

Sinh viên hãy hoàn tất kích thước chiều dài từng đoạn thanh trên ½ sơ đồ bên phải và đánh số nút trên ½ sơ đồ bên trái.



- Nếu kết cấu quá lớn không thể tách tất cả các nút trên một bản vẽ mà phải dùng nhiều bản vẽ thì có thể thực hiện theo hai cách:

1. Mỗi bản vẽ đều có sơ đồ hình học. Khi đó vẽ tách nút nào thì đánh số nút đó. Ví dụ: sơ đồ dưới đây cho biết trên bản vẽ này chỉ vẽ tách nút số III, IV và V

2. Chỉ vẽ sơ đồ hình học cho bản vẽ đầu tiên. Khoanh tất cả các nút sẽ vẽ tách.

Đánh số thứ tự đó trong vòng tròn. Vòng tròn này chia hai nửa, nửa trên ghi số thứ tự của nút, mắt liên kết; nửa dưới ghi số ký hiệu của bản vẽ có nút, mắt liên kết đó.

Ví dụ: Cũng dàn trên, nút I, II tách ở bản vẽ KC1 nút III, IV, V tách ở bản vẽ KC2 nút VI, VII tách ở bản vẽ KC3

thì sơ đồ hình học của bản vẽ KC1 sẽ được đánh số nút như sau:

2 Hình thể hiện cấu tạo Thể hiện chi tiết hơn cho kết cấu (như các thanh trong dàn sử dụng loại thép gì, có mối liên kết như thế nào…) Có thể biểu diễn theo hai cách: 1) Nếu kết cấu nhỏ, có thể biểu diễn thật chi tiết cho hình biểu diễn cấu tạo. Như vậy, sẽ có

rất ít nút phải vẽ tách (ví dụ như nút đầu dàn liên kết với cột, nút đỉnh dàn, nút giữa dàn, hay chân cột)

2) Bỏ qua bước vẽ hình thể hiện cấu tạo mà sẽ vẽ tách cho tất cả các nút của kết cấu. Cách này rất thường dùng cho các kết cấu có kích thước lớn vì sẽ khó thể hiện đủ hình cấu tạo của các kết cấu này trên một bản vẽ.

Ví dụ:



Trình tự thực hiện hình thể hiện cấu tạo:

Ví dụ minh họa dưới đây chỉ vẽ cho 1 nút kết cấu (nút VI), giả sử nút này có số liệu thiết kế như sau:

- Thanh cánh trên 1: 80x8; liên kết sử dụng đường hàn sống và mép có lh=250

- Thanh bụng (đứng) 5: 50x5; liên kết sử dụng đường hàn sống và mép có lh=80 - Thanh bụng (xiên) 6: 50x5; liên kết sử dụng đường hàn sống và mép có

lh=80 1. Vẽ trục của các thanh thép. Các trục này phải song song với đường trục thanh trên sơ

đồ hình học và cắt nhau tại một điểm gọi là mắt của các nút. Trong ví dụ này, nút kết cấu sử dụng liên kết hàn thì đường trục vẽ bằng nét gạch dài 2 chấm mảnh.

Bước 1- Vẽ trục của các thanh thép

2. Vẽ đường bao của các thanh thép dựa theo kích thước mặt cắt của thanh. Khi thực hiện cần lưu ý có hai trường hợp: - Nếu nút có liên kết hàn thì đường trục thanh trên sơ đồ sẽ trùng với đường trục hình

học của thanh (đi qua trọng tâm tiết diện). Trong bảng tra thép hình, kích thước khoảng cách từ trọng tâm đến mặt ngoài cánh thép thể hiện ở trị số Z0 (cho thép



góc đều cánh và thép chữ U), và trị số X0, Y0 (cho thép góc không đều cánh). Khi tra bảng, cho phép lấy tròn các trị số với sai số 5mm.

- Nếu dùng liên kết bu-lông hay đinh tán thì để tiện cho việc gia công, ta vẽ cho đường trục trên sơ đồ sẽ trùng với đường tâm của hàng bu lông hay đinh tán. Trong bảng tra thép hình, khoảng các này thể hiện ở trị số a. Nếu nút có hai hàng đinh cho một thanh thì quy ước vẽ trục của thanh thép trùng với đường tâm của hàng đinh thứ nhất. Khoảng cách giữa hai hàng đinh được thể hiện bằng ký hiệu a1 trong bảng tra thép định hình

Bước 2- Vẽ sống thép của thanh 1

Bước 3- Vẽ mép thanh thép của thanh 1



Bước 4- Vẽ bề dày cánh thép của thanh 1

Bước 5- Vẽ tương tự cho các thanh bụng 5 và 6



Bước 6- Xác định đầu thanh, lưu ý khoảng cách giữa các đầu thanh bụng và thanh cánh trong dàn có bản

mã lấy không nhỏ hơn a (a = 6t -20 mm) nhưng không lớn hơn 80mm (t: chiều dày bản mã, mm)

3. Bố trí các mối hàn cho nút (số liệu về mối ghép hàn do người thiết kế tính: chiều dài

đường hàn lh =; chiều cao đường hàn hh=; và các thông tin khác), hoặc bố trí vị trí các đinh (bu lông) nếu cấu kiện có liên kết bu lông hay đinh tán. Trong ví dụ này, cấu kiện sử dụng liên kết hàn nên ta đánh dấu vị trí bắt đầu và kết thúc của đường hàn cho phù hợp với chiều dài đường hàn theo số liệu thiết kế.

Bước 7- Bố trí các mối hàn cho nút

4. Dựa vào liên kết đã bố trí, vẽ bản mã (chứa đủ liên kết)



Bước 8- Vẽ bản mã sao cho có thể chứa đủ liên kết

5. Ghi ký hiệu cho các thanh thép và bản mã. Nếu nút nào đã vẽ đủ chi tiết (không cần

tách nữa) thì phải ghi rõ các số liệu về liên kết và các kích thước để gia công thanh thép, các kích thước gia công bản mã.

Chú ý: Khi ghi ký hiệu cho bản mã ( _ b x h ) thì giá trị b x h là kích thước đường bao ngoài của hình chữ nhật ban đầu chưa bị cắt xén

3 Vẽ tách nút Sau khi vẽ hình cấu tạo, nút nào chưa biểu diễn rõ sẽ được vẽ tách với tỉ lệ lớn hơn (TL

1:5, 1:10, 1:20). Trình tự vẽ cũng giống như hình thể hiện cấu tạo. Ví dụ tách nút số VI với các số liệu thiết kế:

- Thanh cánh trên 1: 80x8; liên kết sử dụng 5 đinh tán Ø16

- Thanh đứng 2: 50x5; liên kết sử dụng 3 đinh tán Ø16 - Thanh xiên 3: 50x5; liên kết sử dụng 3 đinh tán Ø16

Các bước vẽ theo trình tự như sau: a) Vẽ đường trục thanh trùng với đường tâm của hàng đinh và song song với đường trục trên

sơ đồ (liên kết dùng trong nút kết cấu là đinh tán nên trục vẽ bằng nét gạch dài chấm mảnh)



b) Vẽ đường bao ngoài của các thanh thép (trình tự: sống thép-mép thanh thép-bề dày cánh, lưu ý khoảng cách từ trục đến sống thép)

c) Xác định các đầu thanh (lưu ý khoảng cách s)



d) Đưa liên kết vào, lưu ý các khoảng cách: khoảng cách từ tâm bu lông đến mép cấu kiện

(e) nhỏ nhất dọc theo lực là 2d, lớn nhất là 4d hoặc 8t; khoảng cách giữa hai bu lông theo hướng bất kỳ (l) nhỏ nhất là 2.5d, lớn nhất là 12d hoặc 16t (d: đường kính thân bu lông hay đinh tán, t: chiều dày mỏng hơn của các cấu kiện ngoài)

e) Vẽ bản mã (chứa đủ liên kết)



f) Ghi kích thước (kích thước độ lớn, kích thước định vị) g) Vẽ mặt cắt ngang cho các thanh trong cấu kiện.

h) Ghi các ghi chú cần thiết:

Cường độ chịu kéo, cắt của các loại thép dùng làm kết cấu phương pháp hàn, loại que hàn hoặc dây hàn, vị trí và thứ tự hàn của các mối hàn

(khi dùng liên kết hàn) hoặc phương pháp gia công bề mặt các bản thép (khi dùng bu lông cướng độ cao)

Những điểm cần chú ý khi gia công cấu kiện và khi thicông lắp dựng



Sự liên quan giữa các tờ bản vẽ

4 Vẽ tách bản mã Với nút sử dụng liên kết hàn, do kích thước bản mã đã ghi rõ khi vẽ hình thể hiện cấu

tạo hay khi vẽ tách nút nên không cần vẽ tách bản mã. Chỉ khi nào hình dáng nút phức tạp thì cần vẽ tách để ghi rõ kích thước gia công

Với nút sử dụng liên kết đinh tán hay bu lông thì phải vẽ tách để ghi rõ các kích thước gia công bản mã (các kích thước của lỗ khoan trên bản mã)

Hình vẽ tách bản mã của nút nên đặt kế nút để dễ đọc

Cho phép vẽ hình đã xoay hay vẽ đúng vị trí làm việc Ví dụ tách bản mã số 11

5 Lập bảng thống kê - Bảng thống kê thường được đặt ngay trên khung tên - Nếu kết cấu được thể hiện trên nhiều bản vẽ thì bảng thống kê được đặt ở bản vẽ cuối

cùng - Hình thức trình bày bảng thống kê và bảng phân loại các loại thép theo TCVN 4613 – 88

(só liệu ghi trong bảng thống kê là số liệu giả sử)



V Một số lưu ý khi thể hiện bản vẽ kết cấu thép - Các hình chiếu của kết cấu thép thường được biểu diễn theo phương pháp

chiếu góc thứ nhất. Tuy nhiên trong một số trường hợp, có thể biểu diễn theo phương pháp chiếu góc thứ ba. Khi đó cần có ký hiệu cho phương pháp góc chiếu mà bản vẽ đang thể hiện.

- Trên hình chiếu và hình cắt chỉ cần vẽ những nét khuất của chính chi tiết ta đang thể hiện. Những chi tiết nằm sâu bên trong được phép không biểu diễn. Trên hình chiếu cho phép không vẽ một số chi tiết không cần thiết, nhất là khi các chi tiết này che khuất những chi tiết quan trọng khác cần dược biểu diễn hơn.

- Để cho hình biểu diễn được rõ ràng, các mặt cắt không gạch ký hiệu vật liệu. Nếu tỷ lệ của hình biểu diễn nhỏ thì tô đen mặt cắt và chừa một khoảng trắng giữa các chi tiết



BÀI TẬP Cho sơ đồ của một dàn thép và hình chiếu chính của một nút dàn. Sịnh viên hãy:

- Vẽ lại sơ đồ dàn, có ghi đầy đủ kích thước khoảng cách mắt dàn - Vẽ lại nút kết cấu đã được vẽ tách - Vẽ hình chiếu theo hướng chiếu G - Vẽ hình cắt A-A

Documents

Bai Giang Ket Cau Thep - 2015