Có thể bạn chưa biết, liên kết bu lông trong kết cấu nhà thép đóng vai trò rất quan trọng, nó được sử dụng để lắp ráp, liên kết và ghép nối các chi tiết thành hệ thống khối, khung giàn. Bài viết dưới đây, VFPRESS sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về các liên kết bulong trong kết cấu thép, môi trường làm việc cũng như khả năng chịu lực của bulong.
Cấu tạo của liên kết bu lông
Liên kết bu lông là thành phần quan trọng, không thể thiếu trong kết cấu thép, được sử dụng để lắp ráp, liên kết, ghép nối các chi tiết với nhau. Thông thường một liên kết bu lông hoàn chỉnh sẽ bao gồm 4 bộ phận chính sau:
Thân bu lông
Là đoạn thép có tiết diện tròn có kích thước từ 12÷48 mm được sử dụng trong khoảng đường kính = 20÷30 mm. Với những trường hợp đặc biệt như bulong neo đường kính thân bu lông có thể lên tới 100mm.
Đường kính trong phần bị ren được ký hiệu là do = 0.85d, đối với bu lông tiện ren lửng sẽ có chiều dài phần ren ký hiệu là lo = 2.5d, trong khi đó chiều dài phần ren chính của bu lông tiện ren suốt sẽ được ký hiệu là I và có kích thước từ 35 ÷ 300 mm.
Mũ bu lông
Mũ bu lông thường sử dụng hình lục giác có các góc được mài vát với đường kính hình tròn ngoại tiếp của bu lông được ký hiệu là D = 1.7d. Bề dày của mũ bu lông được ký hiệu là h = 0.6d và đường kính hình tròn nội tiếp của mũ bu lông được ký hiệu là S = 12, 14, 16, 18,…
Đai ốc (Ê cu)
Đai ốc thường có hình lục giác được khoan lỗ và tiện ren giống như ren của phần thân với bề dày là h ≥ 0,6d.
Vòng đệm (long đen)
Vòng đệm thường có hình tròn nhằm phân phối áp lực của đai ốc lên mặt kết cấu thép cơ bản. Thông thường các kích thước lo, do, D đều dựa theo quy định của đường kính thân bulong d, vậy nên nếu d càng lớn thì yêu cầu các kích thước đó cũng càng lớn.
Phân loại liên kết bu lông
Liên kết bu lông trong kết cấu thép bao gồm 3 loại phổ biến đó là bu lông thô – bu lông thường, bu lông tinh và bu lông cường độ cao với những đặc điểm riêng biệt như sau:
Bu lông thô, bu lông thường
Loại bu lông này thường được sản xuất từ thép Cacbon bằng cách rèn, dập nên có độ chính xác thấp, đường kính thân bu lông cũng sẽ nhỏ hơn đường kính gỗ 2÷3mm. Lỗ của bu lông thô (thường) được làm bằng cách đục hoặc từng bản riêng rẽ. Tuy nhiên nếu đục mặt lỗ sẽ không phẳng, phần ép xung quanh lỗ 2÷3 mm bị giòn vì biến cứng nguội, do đó độ chính xác sẽ không cao nên khi ghép tập bản thép các lỗ không hoàn toàn trùng khít nhau, bulong không thể tiếp xúc với thành lỗ.
Bu lông thô (thường) có giá thành rẻ, quy trình sản xuất nhanh chóng và dễ đặt vào lỗ, tuy nhiên chất lượng mang lại không quá cao, dễ bị biến dạng khi làm việc. Vậy nên khách hàng không nên dùng loại bu lông này cho các công trình trọng điểm mà chỉ nên dùng cho việc chịu kéo hoặc định hình các cấu kiện khi lắp ghép.
Liên kết bu lông tinh
Bu lông tinh được chế tạo từ thép carbon, đây là loại thép hợp kim thấp bằng cách tiện có độ chính xác cao cùng đường kính lỗ không lớn hơn đường kính bulong quá 0.3mm. Tất cả các phần của bu lông đều được gia công cơ khí với hai loại chính là bu lông tinh lắp vào lỗ có khe hở và bu lông tin lắp vào lỗ không có khe hở. Bu lông tinh có khe hở giữa thân và lỗ bu lông nhỏ giúp liên kết chặt chẽ hơn, biến dạng ban đầu của liên kết nhỏ, khả năng chịu lực cao.
Bu lông cường độ cao
Bu lông cường độ cao được làm từ thép hợp kim, sau đó gia công nhiệt để đạt lực xiết và lực kéo theo yêu cầu nên có thể vặn Ê cu rất chặt làm thân bu lông chịu kéo và gây lực ép rất lớn lên tập bản thép liên kết. Khi chịu lực, giữa 2 mặt tiếp xúc của bu lông và bản thép sẽ có lực ma sát lớn chống lại sự trượt tương đối giữa chúng.
Bu lông cường độ cao có khả năng chịu lực lớn, liên kết ít biến dạng nên được ứng dụng rộng rãi và thay thế cho liên kết đinh tán trong kết cấu chịu tải trọng nặng và tải trọng động. Loại bu lông này có thể tạo lực kéo rất lớn trong thân bu lông để ép các bản thép lại với nhau tạo lực ma sát.
Một số loại liên kết bu lông cường độ cao mà bạn nên biết có thể kể đến như:
Liên kết chịu cắt
Khả năng chịu cắt của liên kết bu lông sẽ được hình thành dựa vào ma sát giữa các bản thép liên kết do lực ép của bu lông tạo ra. Trong liên kết chịu cắt, lực vuông góc với thân bu lông sẽ bị cắt và bản thép thành lỗ bị ép.
Ưu điểm của loại liên kết này đó là đơn giản, dễ thi công, chịu lực lượng tuy nhiên dễ bị trượt do lỗ to hơn thân bu lông. Với liên kết chịu cắt, lực xiết bu lông cường độ cáp sẽ không cần quá chặt, quá mạnh mà chỉ cần sử dụng lực xiết được tạo ra từ Cle chuẩn là đủ.
Liên kết không trượt
Với loại liên kết này, bu lông sẽ được siết chặt hết sức để gây ma sát giữa các bản thép, không cho trượt phù hợp cho những kết cấu không cho phép trượt như cầu, dầm cầu trục, kết cấu chịu lực động,… Bu lông cường độ cao trong liên kết này muốn hoạt động hiệu quả phải được siết đến độ lực căng theo quy định thiết kế.
Liên kết bu lông chịu kéo
Trong liên kết này lực sẽ phụ thuộc theo chiều dọc của bu lông và không yêu cầu siết bu lông như thế nào. Tuy nhiên theo tiêu chuẩn các nước (Mỹ, Châu Âu, Úc) khi làm việc dưới tải yêu cầu bu lông phải được siết đến lực ma sát lớn hơn lực của bu lông sẽ phải chịu, để cho các mặt bích không bị tách ra.
Cách bố trí liên kết bu lông trong kết cấu thép
Khi bố trí các bu lông trong kết cấu thép, người tiêu dùng cần lưu ý những vấn đề sau:
- Không nên bố trí các bu lông có khoảng cách quá gần sẽ làm bản théo liên kết dễ bị xé đứt do ép mặt
- Không nên bố trí các bu lông có khoảng cách xa, sẽ gây tốn vật liệu, liên kết không chặt chẽ, dễ bị gỉ, phần bản thép giữa 2 bu lông không đảm bảo ổn định khi chịu nén.
- Nên bố trí bu lông có khoảng cách nhỏ nhất để tiết kiệm vật liệu, làm cho liên kết gọn nhẹ hơn, đảm bảo đủ chịu lực.
Bố trí bu lông song song
- Xác định vị trí của các bu lông: Đầu tiên, bạn cần xác định vị trí của các liên kết bu lông trên bề mặt mà bạn muốn bố trí chúng. Vị trí của từng bu lông cần phải được đánh dấu với độ chính xác cao để đảm bảo các bu lông được bố trí đúng vị trí.
- Bố trí bu lông: Sau khi xác định vị trí của các bu lông, bạn có thể bắt đầu bố trí chúng. Để bố trí bu lông song song, bạn cần đảm bảo rằng các bu lông được đặt cách đều nhau và có khoảng cách giữa chúng bằng nhau. Điều này có thể được đạt được bằng cách sử dụng kẹp hoặc dụng cụ định vị đặc biệt.
- Xác định lực căng bu lông: Sau khi bố trí các bu lông, bạn cần xác định lực căng cho từng bu lông. Lực căng phụ thuộc vào loại bu lông và độ dày của vật liệu mà bạn muốn gắn bu lông vào. Bạn cần đảm bảo rằng lực căng của từng bu lông đều như nhau để đảm bảo sự ổn định và độ bền của kết cấu.
- Thắt chặt bu lông: Cuối cùng, bạn có thể thắt chặt các bu lông. Bạn cần sử dụng dụng cụ thắt chặt bu lông đúng cách để đảm bảo rằng các bu lông được thắt chặt đúng mức lực căng cần thiết. Sau khi thắt chặt, bạn cần kiểm tra lại các bu lông để đảm bảo rằng chúng đã được thắt chặt đúng cách và đủ mức lực căng.
Bố trí bu lông so le
- Xác định vị trí của các bu lông: Đầu tiên, bạn cần xác định vị trí của các liên kết bu lông trên bề mặt mà bạn muốn bố trí. Vị trí của từng bu lông cần phải được đánh dấu với độ chính xác cao để đảm bảo các bu lông được bố trí đúng vị trí.
- Bố trí bulong: Sau khi xác định vị trí của các bu lông, bạn có thể bắt đầu bố trí chúng. Để bố trí bu lông số lẻ, bạn cần đặt một bu lông ở giữa và các bu lông còn lại sẽ được bố trí đối xứng xung quanh nó. Bạn cần đảm bảo rằng các bu lông được đặt cách đều nhau và có khoảng cách giữa chúng bằng nhau.
- Xác định lực căng bu lông: Sau khi bố trí các bu lông, bạn cần xác định lực căng cho từng bu lông. Lực căng phụ thuộc vào loại bu lông và độ dày của vật liệu mà bạn muốn gắn bu lông vào. Bạn cần đảm bảo rằng lực căng của từng bu lông đều như nhau để đảm bảo sự ổn định và độ bền của kết cấu.
- Thắt chặt bu lông: Cuối cùng, bạn có thể thắt chặt các bu lông. Bạn cần sử dụng dụng cụ thắt chặt bu lông đúng cách để đảm bảo rằng các bu lông được thắt chặt đúng mức lực căng cần thiết. Sau khi thắt chặt, bạn cần kiểm tra lại các bu lông để đảm bảo rằng chúng đã được thắt chặt đúng cách và đủ mức lực căng.
Bố trí bu lông đối với thép hình
Đối với cách bố trí này, vị trí các dãy bulong sẽ được quy định sẵn theo kích thước của từng loại thép hình, cụ thể đối với thép góc sẽ như sau:
- Nếu bề rộng cách b < 100 mm: bố trí 1 hàng bu lông
- Nếu bề rộng cách b > 100 mm: bố trí 2 hàng bu lông
Trên đây là một số thông tin quan trọng cần biết về liên kết bu lông một thành phần không thể thiếu trong kết cấu nhà thép tiền chế. Hy vọng sẽ mang đến cho khách hàng những thông tin hữu ích, giúp bạn lựa chọn được loại bu lông liên kết phù hợp với nhu cầu sử dụng của mình.