giao trinh thép 1 bu long

B. 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

Nguồn: Internet

2


B. LIÊN KẾT BULÔNG

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

2


I. CÁC LOẠI BULÔNG DÙNG TRONG KCT
1. Cấu tạo chung Bu lông
+

Thân bu lông

+

Mũ

+

Êcu (đai ốc)

+ Long đền (đệm) Phân loại

bu lông:
+ Bu lông thô
+ Bu lông thường
+ Bu lông tinh
+ Bu lông cường độ cao
+ Bu lông neo
3


I. CÁC LOẠI BULÔNG DÙNG TRONG KCT
1. Cấu tạo chung Bu lông
-

Phân loại theo độ bền từ 4.6 – 10.9:
+ Số đầu x 10  fub (daN/mm2)
+ Số đầu x số sau  fy (daN/mm2)
Cường độ chịu cắt và kéo của bulông ứng với cấp

Trạng thái làm
việc

Ký

độ bền

Kéo

kiện thép có giới hạn chảy dưới

hiệ

u

4.6; 5.6;

fvb
ftb

440 MPa
4.8; 5.8

8.8; 10.9

fvb = 0,4 fub

fvb = 0,4 fub



ftb = 0,42 fub

ftb = 0,4 fub

ftb = 0,5 fub









6.6

Cắt

Cường độ chịu ép mặt của cấu

fvb = 0,38

fub

Ép mặt
a. Bulông tinh

f





b. Bulông thô và
bulông thường

fcb

u
=  0,6  410 

f

cb



fu

4

E




I. CÁC LOẠI BULÔNG DÙNG TRONG KCT
1. Cấu tạo chung Bu lông

Cường độ tính toán chịu cắt và kéo của bulông (N/mm2)
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

5


I. CÁC LOẠI BULÔNG DÙNG TRONG KCT
1. Cấu tạo chung Bu lông

Giá trị fcb

Giới hạn bền kéo đứt của thép cấu
kiện liên kết
Bulông tinh

Bulông 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

6

I. CÁC LOẠI BULÔNG DÙNG TRONG KCT
2. Bu lông thô và thường

-

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 > 380 N/mm2

-

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

7


I. CÁC LOẠI BULÔNG DÙNG TRONG KCT
3. Bu lông 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

8


I. CÁC LOẠI BULÔNG DÙNG TRONG KCT
4. Bu lông cường độ 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

9


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

10


II. SỰ LÀM VIỆC CỦA LK BULÔNG & KN CHỊU LỰC CỦA BULÔNG

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

-

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

-

Lực trượt

>

lực ma

truyền

qua

sát

:

các

bản

thép

trượt

tương

đối

với nhau

-

Lực trượt

liên

kết

=

sự ép

của

thân

bulông

lên thành lỗ

 Thân bulông chịu cắt, uốn và kéo

11


II.SỰ LÀM VIỆC CỦA LK BULÔNG & KN CHỊU LỰC CỦA BULÔNG
1. Sự làm việc của lk bulông thô, thường và 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
12


II. SỰ LÀM VIỆC CỦA LK BULÔNG & KN CHỊU LỰC CỦA BULÔNG

1. Sự làm việc của lk bulông thô, thường và tinh
a. Khả năng làm việc chịu cắt của bulông:
[N]vb = fvb  b  A  nv

-.

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

-.

b : 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

13


II. SỰ LÀM VIỆC CỦA LK BULÔNG & KN CHỊU LỰC CỦA BULÔNG

1. Sự làm việc của lk bulông thô, thường và tinh
Bảng 38 (5575-2012) - Hệ số điều kiện làm việc b
Đặc điểm của liên kết

Giá trị b

1. Liên kết nhiều bulông khi tính toán chịu cắt và ép mặt:

-Đối với bulông tinh (độ chính xác nâng cao)
-Bulông thô và bulông độ chính xác bình thường, bulông cường

1,0
độ cao không điều chỉnh lực xiết đai ốc.

0,9

2. Liên kết có một hoặc nhiều bulông, được tính toán chịu ép mặt khi a = 1,5d và b = 2d, thép được liên kết có
giới hạn chảy:

- fy ≤ 285 MPa

0,8

- fy > 285 MPa

0,75

CHÚ THÍCH:
Các hệ số điều kiện làm việc ở mục 1 và 2 được lấy đồng thời;
a là khoảng cách dọc theo lực, từ mép cấu kiện đến trọng tâm của lỗ gần nhất; b là khoảng cách giữa trọng tâm các lỗ.
d là đường kính lỗ bulông.

14

II. SỰ LÀM VIỆC CỦA LK BULÔNG & KN CHỊU LỰC CỦA BULÔNG

1. Sự làm việc của lk bulông thô, thường và tinh
Cường độ tính toán chịu cắt và kéo của bulông (N/mm2)
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

16

18

20

22

24

27

30

36

42

48

2

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

Bước
ren


II. SỰ LÀM VIỆC CỦA LK BULÔNG & KN CHỊU LỰC CỦA BULÔNG

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

[N]cb = d  (t)min  fcb  b

-

(t)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

17


II. SỰ LÀM VIỆC CỦA LK BULÔNG & KN CHỊU LỰC CỦA BULÔNG

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

Giới hạn bền kéo đứt của thép cấu kiện

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

được liên kết

BL tinh

BL thô và thường

340

435

395

380

515

465

420

600

540

18


II. SỰ LÀM VIỆC CỦA LK BULÔNG & KN CHỊU LỰC CỦA BULÔNG

2. Sự làm việc của lk bulông cường độ cao
Khả năng chịu trượt của 1 bulông: [N]b = fhb  Abn  b1
(b2)min nf

•

fhb : cường độ chịu kéo tính toán vật liệu bu lông,

fhb=0,7fub

•

Abn : diện tích thực thân bu lông

•

b1 : hệ số điều kiện làm việc của liên kết bu lông

•

 : hệ số ma sát

•

b2 : hệ số độ tin cậy

•

nf : số lượng mặt phẳng tính toán
18


II. SỰ LÀM VIỆC CỦA LK BULÔNG & KN CHỊU LỰC CỦA BULÔNG

2. Sự làm việc của lk bulông cường độ cao
Bảng B.5 (5575-2012) - Đặc trưng cơ học của bulông cường độ cao

Đường kính

danh

nghĩa của ren, mm

Mác thép

40Cr
38CrSi;
40CrVA

Độ bền kéo

Đường kính

nhỏ nhất fub,

danh nghĩa của

MPa

ren, mm

1 100

Độ bền kéo nhỏ
Mác thép

nhất fub, MPa

40Cr

750

30Cr3MoV

1 100

40Cr

650

30Cr3MoV

1 000

40Cr

600

30Cr3MoV

900

36
1 350

Từ 16 đến 27
30Cr3MoV
1 350

42

30Cr2NiMoVA
40Cr
30

950

30Cr3MoV;

48
1 200

35Cr2AV

19


II. SỰ LÀM VIỆC CỦA LK BULÔNG & KN CHỊU LỰC CỦA BULÔNG

2. Sự làm việc của lk bulông cường độ cao

b1là hệ số điều kiện làm việc của liên kết, phụ thuộc số lượng bulông chịu lực na trong liên kết, giá trị
của b1lấy như sau:
b1= 0,8 nếu na <5;
b1= 0,9 nếu 5 ≤ na < 10;
b1= 1,0 nếu na  10.

20

II. SỰ LÀM VIỆC CỦA LK BULÔNG & KN CHỊU LỰC CỦA BULÔNG

2. Sự làm việc của lk bulông cường độ cao
Bảng 39 (5575-2012) - Hệ số ma sát  và hệ số độ tin cậy b
2
Hệ số b2khi tải trọng và độ dung sai giữa đường kính bulông và
Phương pháp làm sạch mặt phẳng của các cấu
kiện được liên kết

Phương pháp điều
chỉnh lực xiết

Hệ số ma

lỗ ,

sát

mm

bulông


Động và  = 3  6;
Tĩnh và  = 5  6

Động và  = 1;
Tĩnh và  = 1  4

Theo M

0,58

1,35

1,12

Theo 

0,58

1,2

1,02

2. Phun cát hoặc bột kim loại sau đó phun sơn

Theo M

0,5

1,35

1,12

kẽm hoặc nhôm.

Theo 

0,5

1,2

1,02

3. Bằng ngọn lửa hơi đốt, không có lớp bảo vệ mặt kim

Theo M

0,42

1,35

1,12

loại.

Theo 

0,42

1,2

1,02

4. Bằng bàn chải sắt, không có lớp sơn bảo vệ.

Theo M

0,35

1,35

1,17

Theo 

0,35

1,25

1,06

Theo M

0,25

1,7

1,3

Theo 

0,25

1,5

1,2

1. Phun cát thạch anh hoặc bột kim loại.

5. Không gia công bề mặt

21


II. SỰ LÀM VIỆC CỦA LK BULÔNG & KN CHỊU LỰC CỦA BULÔNG

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

Bulông chịu kéo khi ngoại lực tác dụng có phương //
bulông:
[N]tb = Abn

-

:

Abn

diện

ftb
tích

thực

của

tính

toán

tiết

diện

thân bu lông
-

ftb

:

cường

độ

của

vật

liệu bu lông khi chịu kéo

22

III. CẤU TẠO LIÊN KẾT BULÔNG

1.

Các hình thức cấu tạo liên kết bulông

2.

Bố trí bulông

23


III. CẤU TẠO LIÊN KẾT BULÔNG
1. Các hình thức cấu tạo liên kết bulông

+ Liên kết đối đầu có bản ghép

+ Liên kết ghép chồng

24


III. CẤU TẠO LIÊN KẾT BULÔNG
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 

LỆCH

truyền lực Tốt

TÂM
 số BL

+ Liên kết ghép chồng

cần
tăng
10%

Số bulông phía bản đệm tăng
10%

26