Liên kết bu lông trong kết cấu thép là thành phần không thể thiếu trong kết cấu nhà thép nó sử dụng để lắp ráp, liên kết, ghép nối các chi tiết thành hệ thống khối, khung giàn. Bu lông làm việc dựa trên nguyên lý ma sát giữa các vòng ren của bu lông và đai ốc (ê cu) để kẹp chặt các chi tiết lại với nhau. Để hiểu rõ hơn về loại liên kết này cũng như môi trường làm việc, khả năng chịu lực của bulong trong kết cấu thép bạn cần nắm rõ các kiến thức DNVcons chia sẻ dưới đây
Bu lông liên kết là gì?
Bu lông liên kết hay còn gọi là Connection bolt là loại bu lông được ứng dụng để liên kết các chi tiết với nhau, dùng để lắp ráp các chi tiết cơ khí, xây dựng thành hệ thống khối – khung giàn nhà công nghiệp hiện đại ngày nay.
Cấu tạo chung của Bu lông liên kết
Một liên kết bu lông trong kết cấu thép hoàn chỉnh thường gồm có 4 chi tiết là:
- Thân bu lông
- Mũ bu lông
- Đai ốc (Ê cu)
- Vòng đệm (long đền)
Thân bu lông
Là đoạn thép có tiết diện hình tròn có đường kính được kí kiệu là d và có kích thước từ 12÷48 mm. Thường sử dụng nhất là trong khoảng d = 20÷30 mm. Trường hợp đặc biệt với bu lông neo đường kính thân bu lông có thể lên tới 100mm.
Đường kính trong phần bị ren được kí hiệu là do (do = 0,85d). Đối với bulong tiện ren lửng (DIN 931): Chiều dài của phần ren kí hiệu là lo (lo ≈ 2,5d). Chiều dài của phần không tiện ren phải nhỏ hơn bề dày của tập bản thép khi lắp liên kết bu lông xuyên qua từ 2÷3mm.
Đối với bulong tiện ren suốt (DIN 933): Chiều dài của phần ren chính là chiều dài bu lông, được kí hiệu là l, có kích thước từ 35 ÷ 300 mm.
Mũ bu lông
Mũ bu lông thường sử dụng có hình lục giác có các góc được mài vát.
Đường kính hình tròn ngoại tiếp của mũ bu lông được kí hiệu là D (D = 1,7d). Bề dày của mũ bulong được kí hiệu là h (h = 0,6d). Đường kính hình tròn nội tiếp của mũ bu lông kí hiệu là S, thường là số chẵn: S = 12, 14, 16, 18,…
Đai ốc (Ê cu)
Ê cu cũng thường có hình dạng lục giác được khoan lỗ và tiện ren giống như ren của phần thân (bước ren giống nhau). Bề dày của đai ốc: h ≥ 0,6d
Vòng đệm (long đền)
Có hình tròn để phân phối áp lực của êcu lên mặt kết cấu thép cơ bản.
Các bạn có thể thấy rằng: Các kích thước lo, do, D và h đều quy định theo đường kính thân bu lông d; nếu d càng lớn thì yêu cầu các kích thước đó cũng càng lớn.
Phân loại bu lông liên kết thường gặp
Bu lông thường gặp có 3 loại như sau:
- Bu lông thô, bu lông thường
- Bu lông tinh
- Bu lông cường độ cao
1. Bu lông thô, bu lông thường
Loại này được sản xuất từ thép Cacbon bằng cách rèn, dập. Độ chính xác thấp nên đường kính thân bu lông phải làm nhỏ hơn đường kính gỗ 2÷3mm. Lỗ của loại bu lông này được làm bằng cách đột hoặc khoan từng bản riêng rẽ. Đột thì mặt lỗ không phẳng, phần thép xung quanh lỗ 2÷3 mm bị giòn vì biến cứng nguội.
Do độ chính xác không cao nên khi ghép tập bản thép các lỗ không hoàn toàn trùng khít nhau, bu lông không thể tiếp xúc chặt với thành lỗ.
2. Bu lông tinh
Bu lông tinh được chế tạo từ thép carbon, thép hợp kim thấp bằng cách tiện, độ chính xác cao. Đường kính lỗ không lớn hơn đường kính bulông quá 0,3mm. Tất cả các phần đều phải được gia công cơ khí.
Có hai loại bulông tinh: loại thường lắp vào lỗ có khe hở và loại lắp vào lỗ không có khe hở, loại thứ hai có đường kính phần ren nhỏ hơn đường kính phần không ren.
Khe hở giữa thân và lỗ bulông nhỏ => Liên kết chặt, biến dạng ban đầu của liên kết nhỏ, khả năng chịu lực cao.
3. Bu lông cường độ cao – Liên kết bu lông trong kết cấu thép nhà xưởng tốt nhất
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. Bu lông cường độ cao được làm bằng thép cường độ cao nên có thể vặn êcu rất chặt làm thân bulông chịu kéo và gây lực ép rất lớn lên tập bản thép liên kết.
Khi chịu lực, giữa mặt tiếp xúc của các bản thép có lực ma sát lớn chống lại sự trượt tương đối giữa chúng. Như vậy lực truyền từ cấu kiện này sang cấu kiện khác chủ yếu do lực ma sát.
Bu lông cường độ cao có khả năng chịu lực lớn, liên kết ít biến dạng nên được dùng rộng rãi và thay thế cho liên kết đinh tán trong kết cấu chịu tải trọng nặng và tải trọng động nhất là trong khung kèo thép nhà xưởng. Sau khi chế tạo chúng được gia công nhiệt nên có cường độ rất cao. Có thể tạo lực kéo rất lớn trong thân bu lông để ép các bản thép lại, tạo lực ma sát => Khả năng chịu lực rất cao.
Cách bố trí liên kết bu lông trong kết cấu thép nhà xưởng
- Nếu bố trí các bulong có khoảng cách gần quá, bản thép liên kết dễ bị xé đứt (phá hoại do ép mặt).
- Nếu bố trí các bulong có khoảng cách xa quá, tốn vật liệu, liên kết không chặt chẽ, dễ bị gỉ, phần bản thép giữa 2 bulong không đảm bảo ổn định khi chịu nén.
- Nên bố trí bulong có khoảng cách nhỏ nhất để tiết kiệm vật liệu, liên kết gọn nhẹ, nhưng vẫn đảm bảo đủ chịu lực
Trên đây là một số thông tin về liên kết bu lông trong kết cấu thép cho nhà xưởng, nhà công nghiệp hiện đại mà đội ngũ tư vấn DNVcons mong muốn gửi đến các bạn đọc. Hy vọng sẽ mang lại những thông tin hữu ích để các bạn áp dụng tốt vào công việc.
