Liên kết bu lông trong kết cấu thép

Liên kết bu lông là một phần quan trọng trong kết cấu thép. Nó đóng vai trò rất quan trọng trong việc giữ chắc các thành phần của kết cấu và chịu lực tác động. Trong bài viết này, hãy cùng Kim Khí Tiến Thành tìm hiểu về nguyên lý làm việc và khả năng chịu lực của các liên kết bu lông trong kết cấu thép nhé!

Nguyên lý làm việc và khả năng chịu lực của các liên kết bu lông

Dưới đây là nguyên lý làm việc và khả năng chịu lực của các liên kết bu lông trong kết cấu thép:

Đối với liên kết bu lông thô, thường, tinh

Các giai đoạn chịu lực

Vì vặn đai ốc/êcu nên phần thân bu lông chịu lực kéo, còn các bản thép bị xiết chặt lại, tạo nên lực ma sát giữa mặt tiếp xúc của các bản thép Nms. 

Dưới tác dụng của lực kéo dọc trục N, những bản thép có xu hướng trượt tương đối với nhau. Cụ thể:

• Giai đoạn 1: Khi N còn nhỏ (N < Nms): Những bản thép chưa trượt tương đối với nhau. Lực truyền giữa những bản thép thông qua ma sát. Bu lông chưa chịu lực ngoại trừ lực kéo ban đầu vì vặn êcu.
• Giai đoạn 2: Khi N đã tương đối lớn (N ≥ Nms): Các bản thép đã trượt tương đối với nhau, phần thân bu lông tỳ sát về một phía của thành lỗ. Ngoại lực tác dụng N do thân bu lông và ma sát chịu.
• Giai đoạn 3: Khi N khá lớn (N >> Nms): Lực ma sát giảm dần và bằng không. Khi đó lực tác dụng N là hoàn toàn do phần thân bu lông chịu. Đồng thời bản thép chịu ép mặt do thân bu lông tỳ lên tạo thành lỗ.
• Giai đoạn 4: Khi liên kết bị phá hoại: Có 2 khả năng phá hoại có thể xảy ra là phần thân của bu lông bị cắt đứt hoặc thép cơ bản bị phá hoại vì đứt các đầu bản thép hay đứt các bản thép ở giữa 2 lỗ bu lông (thân bu lông bị phá hoại).

Thực tế trong thiết kế, bạn chỉ cần quan tâm đến giai đoạn cuối cùng của liên kết bu lông trong kết cấu thép. Giai đoạn liên kết bị phá hoại sử dụng để tính toán khả năng chịu lực của liên kết.

Khả năng chịu lực khi bulong bị cắt đứt

[N] = A・fvb・yb・nv

Trong đó:

• A = (π・d^2)/4 : Với d là đường kính của thân bu lông
• fvb: Cường độ chịu cắt tính toán của vật liệu bu lông
• yb: Hệ số điều làm việc của liên kết bu lông, giá trị từ 1 – 0.75
• nv: Số mặt cắt tính toán trên thân bu lông
• nv = 1, 2 hoặc 3,… : Khả năng chịu lực của bu lông thay đổi tùy theo liên kết

Đối với liên kết bu lông cường độ cao

Nguyên lý làm việc

• Bu lông cường độ cao hoặc rất cao sẽ tạo ra lực xiết lớn và lực kéo trong thân bu lông lớn. 
• Tạo ra lực ma sát rất lớn trên các mặt tiếp xúc giữa các bản thép.
• Không có sự ép mặt của thân bu lông lên thành lỗ, thân bu lông chỉ chịu lực kéo vì xiết êcu.
• Ngoại lực tác dụng N truyền trong liên kết hoàn toàn thông qua ma sát.

Khả năng chịu trượt của bulong cường độ cao

Khả năng chịu trượt của bulong cường độ cao chính là lực ma sát tối đa được tạo ra trong liên kết.

Nguyên lý làm việc và khả năng chịu kéo của bulong trong liên kết

Thực tế, ngoại lực tác dụng theo phương song song với trục của bu lông và các kết cấu kiện có xu hướng tách rời xa nhau. Liên kết sẽ bị phá hoại khi bulong bị kéo đứt ngay phần tiện ren (không tính đến sự làm việc của các kết cấu thép). Do đó, lực tác dụng lên thân bulong chính bằng ngoại lực N.

Những hình thức tạo liên kết bu lông trong kết cấu thép

Những hình thức cấu tạo của liên kết bu lông

Có 2 hình thức cấu tạo của bản thép cần sự liên kết của bulong:

• Liên kết ghép chồng (số lượng bu lông thực tế cần tăng thêm 10%) gồm: Liên kết ghép chồng 2 bản thép và liên kết ghép chồng giữa thép góc với bản thép.

• Liên kết có bản ghép gồm: Liên kết 2 bản ghép có dùng 1 hay 2 bản ghép (cần bố trí số lượng bulong lên 10%) và liên kết giữa 2 thép hình (không cần tăng số lượng bulong lên 10% bởi vì độ cứng của các cấu kiện rất lớn).

Cách bố trí bulong

Khi bố trí liên kết bulong cần chú ý những điều sau:

• Nếu bố trí bu lông có khoảng cách gần quá, bản thép liên kết sẽ dễ bị xé đứt (phá hoại do ép mặt).
• Nếu bố trí bu lông có khoảng cách quá xa, tốn vật liệu và liên kết sẽ không chặt chữ, dễ bị gỉ và phần bản thép giữa hai bu lông không đảm bảo ổn định khi chịu nén.
• Nếu bố trí bu lông có khoảng cách nhỏ nhất để tiết kiệm vật liệu, liên kết sẽ gọn nhẹ nhưng vẫn đủ khả năng chịu lực.

Các cách bố trí phổ biến:

• Bố trí bulong song song
• Bố trí bulong so le
• Bố trí bulong đối với thép hình

Chọn mua bu lông chất lượng và giá tốt ở đâu?

Để đảm bảo tính an toàn và chất lượng của kết cấu thép, việc chọn mua bu lông chất lượng là rất quan trọng. Tại Kim Khí Tiến Thành, chúng tôi cung cấp các loại bu lông ốc vít chất lượng cao, đảm bảo đáp ứng được yêu cầu về tải trọng và tính an toàn của công trình.

Với nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực, chúng tôi cam kết mang đến cho khách hàng những sản phẩm chất lượng nhất, với giá cả cạnh tranh nhất trên thị trường. Ngoài ra, chúng tôi còn có đội ngũ nhân viên giàu kinh nghiệm và nhiệt tình, sẵn sàng tư vấn và hỗ trợ khách hàng trong quá trình lựa chọn và sử dụng sản phẩm. 

Liên hệ ngay với đơn vị để được tư vấn chi tiết về bảng báo giá bu lông ốc vít nhé!

Thông tin liên hệ:

CÔNG TY TNHH CÔNG NGHIỆP PHỤ TRỢ TIẾN THÀNH

• Website: https://kimkhitienthanh.com/
• Địa chỉ: Tổ 1, Khu Phố Tân Lộc, Phường Phước Hòa, Thị xã Phú Mỹ, Tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu, Việt Nam
• Hotline: 0933 937 577