Máy Tính Độ Bền Mối Hàn Góc

Tính khả năng chịu cắt và mức sử dụng của mối hàn góc có cạnh bằng nhau (AWS D1.1 / AISC ASD). Định kích thước mối hàn góc có cạnh bằng nhau theo thiết kế ứng…

Định kích thước mối hàn góc có cạnh bằng nhau theo thiết kế ứng suất cho phép AISC: chiều dày họng mối hàn hiệu dụng (0.707 × leg), diện tích mối hàn, ứng suất cắt cho phép (0.30 × cường độ que hàn FEXX), khả năng chịu tải, mức sử dụng và cạnh mối hàn tối thiểu cần thiết để chịu tải của bạn. Phiên bản v1 chỉ áp dụng cho mối hàn góc 90° cạnh bằng nhau trong kim loại mối hàn — xem các ghi chú bên dưới về giới hạn phạm vi.

Độ Bền Mối Hàn Góc Được Tính Như Thế Nào?

Mối hàn góc chịu tải qua chiều dày họng hiệu dụng — khoảng cách ngắn nhất từ chân mối nối đến mặt mối hàn. Đối với mối hàn góc cạnh bằng nhau, chiều dày họng bằng 0.707 × kích thước cạnh, vì chiều dày họng chính là đường cao của tam giác vuông cân 45°. Diện tích chịu cắt của mối hàn bằng chiều dày họng đó nhân với chiều dài hiệu dụng và số lượng mối hàn.

Thiết kế ứng suất cho phép (AISC ASD) giới hạn ứng suất cắt trên chiều dày họng ở mức 0.30 × FEXX, trong đó FEXX là cường độ kéo tối thiểu của que hàn. Do đó, một que hàn E70 (FEXX = 483 MPa / 70 ksi) cho phép ứng suất cắt 0.30 × 483 ≈ 145 MPa (21 ksi). Nhân ứng suất cho phép với diện tích chiều dày họng cho ra khả năng chịu tải của mối hàn.

Mức sử dụng là tải tác dụng chia cho khả năng chịu tải đó: dưới 1.0 thì mối hàn đủ khả năng chịu tải, trên 1.0 thì bị quá ứng suất. Máy tính cũng giải bài toán ngược — cạnh mối hàn tối thiểu cần thiết để chịu một tải cho trước — để bạn có thể định kích thước mối hàn trực tiếp thay vì phỏng đoán rồi kiểm tra.

Formula: t = 0.707 × leg Aw = t × L × n Fw = 0.30 × FEXX Pallow = Fw × Aw util = P / Pallow

Ví Dụ Tính Toán

Một mối hàn góc cạnh bằng nhau 6 mm, dài 100 mm, một lượt hàn, que hàn E70. Chiều dày họng = 0.707 × 6 = 4.24 mm; diện tích = 4.24 × 100 = 424 mm². Ứng suất cắt cho phép = 0.30 × 483 = 145 MPa, do đó khả năng chịu tải = 145 × 424 ≈ 61.5 kN. Tải cắt 50 kN cho mức sử dụng 50/61.5 ≈ 0.81 (81%) — đủ khả năng chịu tải.

Khi Nào Nên Dùng Máy Tính Này

Các Sai Lầm Thường Gặp Cần Tránh

Cách Diễn Giải Kết Quả

Tiêu Chuẩn & Tài Liệu Tham Khảo Liên Quan

Câu hỏi thường gặp

Tại sao chiều dày họng bằng 0.707 lần kích thước cạnh?

Mối hàn góc cạnh bằng nhau có tiết diện ngang hình tam giác với hai cạnh bằng nhau gặp nhau ở 90°. Chiều dày họng hiệu dụng là khoảng cách vuông góc từ góc chân mối hàn đến cạnh huyền (mặt mối hàn), đối với tam giác vuông cân 45° bằng leg × sin(45°) = leg × 0.707. Tải được giả định cắt qua mặt phẳng họng này, nên chính nó — chứ không phải cạnh mối hàn — quyết định độ bền của mối hàn.

Giá trị cho phép 0.30 × FEXX xuất phát từ đâu?

Thiết kế ứng suất cho phép AISC (ASD) đặt ứng suất cắt cho phép trên họng mối hàn ở mức 0.30 lần cường độ kéo tối thiểu FEXX của que hàn. Nó gộp cường độ danh nghĩa của mối hàn (0.60 × FEXX) với hệ số an toàn khoảng 2.0. Đối với E70 thì đó là 0.30 × 70 = 21 ksi (≈145 MPa), khớp với ví dụ tính toán tiêu chuẩn của AISC.

Điều này có tính đến hướng tác dụng của tải không?

Không — phiên bản v1 dùng giá trị dọc trục thiên về an toàn 0.30 × FEXX cho mọi hướng. AISC cho phép tăng tới 1.5× đối với mối hàn chịu tải ngang trục của chúng (0.30 × FEXX × (1.0 + 0.5·sin^1.5 θ)). Bỏ qua nó là an toàn (bạn nhận được nhiều khả năng chịu tải hơn so với tính toán), đó là lý do hầu hết các máy tính cơ bản đều lược bỏ. Hãy xem kết quả như một ngưỡng sàn thiên về an toàn.

Kim loại cơ bản có được kiểm tra không?

Không. Máy tính này chỉ kiểm tra kim loại mối hàn. Một thiết kế hoàn chỉnh còn phải kiểm tra rằng kim loại cơ bản được liên kết không bị phá hoại do cắt hoặc kéo dọc theo mối hàn, và rằng mối hàn không vượt quá các giới hạn chiều dày của kim loại cơ bản. Hãy dùng công cụ này làm bước kiểm tra kim loại mối hàn và kiểm tra kim loại cơ bản riêng.