Bài giảng kết cấu thép chương 2 liên kết kết cấu thép (2 2)

LIÊN KẾT BULÔNG
I.

Các loại BL trong KCT

II. Sự làm việc của liên kết BL
và khả năng chịu lực của BL
III. Cấu tạo của liên kết BL
IV. Tính toán liên kết BL


I. CÁC LOẠI BULÔNG DÙNG TRONG KCT
1. Cấu tạo chung của bu lông
2. Bu lông thô và bu lông thường
3. Bu lông tinh
4. Bu lông cường độ cao


1. Caỏu taùo chung cuỷa bu loõng
-

Thõn bu lụng

-

M

+ Bu lụng thụ

-

ấcu (ai c)

+ Bu lụng thng

-

Long en (m)

+ Bu lụng tinh

Phõn loi bu lụng:

+ Bu lụng cng cao
+ Bu lụng neo


1. Caỏu taùo chung cuỷa bu loõng
-

Phõn loi theo bn t 4.6 10.9:
+ S u x 10 fu (daN/mm2)
+ S u x s sau fy (daN/mm2)
+ Cụng trỡnh thng nờn dựng lp bn 4.6, 4.8, 5.6

Cng tớnh toỏn chu ct v kộo ca bulụng (N/mm 2)
Trng
thỏi lm
vic

Cp bn

Ký
hiu 4.6

4.8

5.6

5.8

6.6

8.8

10.9

Ct

fvb

150

160

190

200

230

320

400

Kộo

ftb

170

160

210

200

250

400

500


2. Buloâng thoâ vaø bu loâng thöôøng
-

Dlỗ = d + (2 – 3 mm)

-

Rẻ, sản xuất nhanh và dễ đặt vào lỗ

-

Khi làm việc sẽ biến dạng nhiều



không dùng trong các công

trình quan trọng có fy > 3800 daN/cm2
-

Dùng làm việc chịu kéo, để định vị các cấu kiện khi lắp ghép


3. Bu loâng tinh
-

Dlỗ = d + 0.3 mm, tạo lỗ bằng khoan

-

Khe hở giữa bulông và lỗ nhỏ  liên kết chặt, làm việc chịu cắt

-

Do tính phức tạp khi sản xuất và lắp đặt vào lỗ  ít dùng

-

Bu lông tinh có các lớp độ bền tương tự bu lông thô và thường


4. Bu loâng cöôøng ñoä cao
-

Được làm từ thép hợp kim

-

Cường độ cao



có thể vặn êcu rất chặt



Lực ma sát lớn chống

lại sự trượt tương đối giữa chúng
-

Dễ chế tạo, khả năng chịu lực lớn

-

Dùng rộng rãi, thay thế cho liên kết đinh tán trong các kết cấu chịu
tải trọng nặng và tải trọng động

II. SỰ LÀM VIỆC CỦA LIÊN KẾT BULÔNG &
KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA BULÔNG

1. Sự làm việc của liên kết bulông thô, bulông thường và
bulông tinh
2. Sự làm việc chịu trượt của liên kết bulông cường độ cao
3. Sự làm việc của bulông khi chịu kéo


1. Sự làm việc của lk bulông thô, bulông thường và
bulông tinh
Các giai đoạn chịu lực:
-

Lực trượt < lực ma sát : các bản thép chưa bị trượt

-

Lực trượt > lực ma sát : các bản thép trượt tương đối với nhau

-

Lực trượt truyền qua liên kết = sự ép của thân bulông lên thành lỗ 
Thân bulông chịu cắt, uốn và kéo


1. Sự làm việc của lk bulông thô, bulông thường và
bulông tinh
-

Lực trượt tăng  Liên kết làm việc trong giai đoạn dẻo


Phá hoại do cắt ngang thân đinh



Phá hoại do lực ép mặt trên thành lỗ

Phá hoại do cắt và do ép mặt


1. Sự làm việc của lk bulông thô, bulông thường và
bulông tinh
a. Khả năng làm việc chịu cắt của bulông:

[N]vb = fvb × γb × A × nv
-

fvb : cường độ tính toán chịu cắt của vật liệu bu lông

−

γb : hệ số điều kiện làm việc liên kết bulông

-

A : diện tích tiết diện ngang thân bulông – phần không bị ren

-

nv : số lượng mặt cắt tính toán của bulông


1. Sự làm việc của lk bulông thô, bulông thường và
bulông tinh
Cường độ tính toán chịu cắt và kéo của bulông (N/mm 2)
Trạng
thái làm
việc

Cấp độ bền
Ký
hiệu 4.6

4.8

5.6

5.8

6.6

8.8

10.9

Cắt

fvb

150

160

190

200

230

320

400

Kéo

ftb

170

160

210

200

250

400

500

Diện tích tiết diện của bulông A, Abn (cm2)
d

16

Bước
2
ren

18

20

22

24

27

30

36

42

48

2,5

2,5

2,5

3

3

3,5

4

4,5

5

A

2,01 2,54

3,14

3,80

4,52

5,72

7,06

10,17 13,85 18,09

Abn

1,57 1,92

2,45

3,03

3,52

4,59

5,60

8,16

11,20 14,72


1. Sự làm việc của lk bulông thô, bulông thường và
bulông tinh
b. Khả năng làm việc chịu ép mặt của bulông:

[N]cb = d × (Σt)min × fcb × γb
-

(Σt)min : tổng chiều dày nhỏ nhất của các bản thép cùng trượt về một
phía

-

fcb : cường độ ép mặt tính toán của bulông

-

d : đường kính thân bu lông


1. Sự làm việc của lk bulông thô, bulông thường và
bulông tinh

Giới hạn bền kéo đứt của
thép cấu kiện được liên kết

Cường độ tính toán chịu ép mặt fcb
(N/mm2) của BL
BL tinh

BL thô và thường

340

435

395

380

515

465

400

560

505

420

600

540

440

650

585

450

675

605

480

745

670

500

795

710

520

850

760

540

905

805


2. Sự làm việc của lk bulông cường độ cao
Khả năng chịu trượt của 1 bulông:
[N]cb = fhb × Abn × γb1 (µ/γb2)min× nf
•

fhb : cường độ chịu kéo tính toán vật liệu bu lông, fhb=0,7fub

•

Abn : diện tích thực thân bu lông

•

γb1 : hệ số điều kiện làm việc của liên kết bu lông

•

µ : hệ số ma sát

•

γb2 : hệ số độ tin cậy

•

nf : số lượng mặt phẳng tính toán


3. Sự làm việc của lk bulông khi chịu kéo
-

Bulông chịu kéo khi ngoại lực tác dụng có
phương // bulông:

[N]tb = Abn× ftb
-

Abn : diện tích thực của tiết diện thân bu lông

-

ftb : cường độ tính toán của vật liệu bu lông
khi chịu kéo


III. CẤU TẠO LIÊN KẾT BULÔNG

1.

Các hình thức cấu tạo liên kết bulông

2.

Bố trí bulông


1. Các hình thức cấu tạo liên kết bulông
+ Liên kết đối đầu có bản ghép

+ Liên kết ghép chồng


1. Các hình thức cấu tạo liên kết bulông
Đối với Thép Tấm:

+ Liên kết đối đầu có 2 bản ghép hay 1 bản ghép

Đối xứng 
truyền lực Tốt

+ Liên kết ghép chồng

Số bulông phía bản
đệm tăng 10%

LỆCH
TÂM
 số
BL
cần
tăng
10%


1. Các hình thức cấu tạo liên kết bulông
Đối với Thép Hình – LK đối đầu:
+ Nối bằng các Bản Ghép

+ Nối bằng Thép Góc

Thép hình
cứng, độ
lệch tâm ít
ảnh hưởng


KHÔNG
CẦN
TĂNG SỐ
BULÔNG


1. Các hình thức cấu tạo liên kết bulông
Đối với thép hình - Liên kết CHỒNG
+ Đối xứng: làm việc tốt hơn

+ Không đối xứng: cấu kiện mềm  tăng 10% số lượng BL


2. Bố trí bulông
Quy ước:

Bố trí song song

+ Đường Đinh:
các BL trên 1
đường thẳng
+ DÃY ĐINH:
song song lực
+ HÀNG ĐINH:
vuông góc lực
+ BƯỚC ĐINH:
khoảng cách 2 BL
trên đường đinh

Hàng đinh

Bố trí so le


2. Bố trí bulông
-

Khoảng cách min nhằm:
+ Đảm bảo độ bền của bản thép
+ Đảm bảo không gian tối thiểu để vặn êcu

Đối với các liên kết chịu lực, nên bố trí theo kcách MIN để gọn, tiết kiệm


2. Bố trí bulông
-

Khoảng cách max:
+ Đảm bảo độ ổn định của bản thép (đối với cấu kiện chịu nén)
+ Đảm bảo độ chặt của liên kết, tránh không cho nước, hơi, bụi bẩn lọt vào
trong liên kết gây ăn mòn thép.


2. Bố trí bulông
-

Đối với thép Hình, vị trí các dãy bulông (a, a 1, a2, n) được quy định sẵn theo kích thước
tương ứng của từng loại thép hình