TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA BULONG LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU KHUNG THÉP
Trong kết cấu khung thép, các liên kết giữa các cấu kiện như cột, dầm, giằng... thường sử dụng bulong để truyền lực. Việc tính toán và kiểm tra bulong liên kết là khâu quan trọng nhằm đảm bảo an toàn, độ bền và tính ổn định tổng thể của công trình. Bulong có thể làm việc theo các cơ chế khác nhau như chịu cắt, chịu kéo hoặc kết hợp cả hai, tùy theo loại liên kết và vị trí trong hệ kết cấu.
1. Phân loại liên kết bằng bulong
1.1. Theo cơ chế truyền lực
-
Liên kết ma sát (bulong cường độ cao): Bulong truyền lực thông qua lực ma sát giữa các bản thép. Yêu cầu lực siết lớn.
-
Liên kết chịu cắt (bulong thường hoặc bulong cường độ cao không siết lực trước): Bulong chịu trực tiếp lực cắt, áp lực tiếp xúc giữa các bản thép không đáng kể.
-
Liên kết chịu kéo: Bulong chịu lực kéo theo trục do moment hoặc lực dọc gây ra.
1.2. Theo loại bulong sử dụng
-
Bulong thường (loại thường M16 – M24): Dùng cho liên kết không chịu tải trọng động lớn.
-
Bulong cường độ cao (T8, T10, T12...): Có khả năng chịu tải lớn, thường dùng trong liên kết ma sát hoặc công trình yêu cầu độ tin cậy cao.
2. Cơ sở thiết kế và tiêu chuẩn áp dụng
-
Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 5575:2012) – Kết cấu thép – Tiêu chuẩn thiết kế.
-
TCVN 1916:1995 – Bulong – Kích thước và dung sai.
-
TCVN 197:2002 – Cơ tính của bulong – Cường độ kéo, cắt.
-
Ngoài ra, có thể tham khảo thêm tiêu chuẩn quốc tế như AISC 360-16 hoặc Eurocode 3.
3. Các bước tính toán và kiểm tra bulong
3.1. Xác định nội lực tác dụng lên liên kết
-
Lực cắt ngang (V)
-
Lực kéo dọc (T)
-
Moment xoắn hoặc moment uốn tại nút (nếu có)
-
Số lượng bulong trong liên kết (n)
Lưu ý: Phân bố nội lực giữa các bulong trong tổ hợp thường giả định lực phân bố đều (nếu đối xứng), hoặc sử dụng phương pháp phân tích cơ học nếu tải trọng bất đối xứng.
3.2. Tính toán khả năng chịu lực của bulong
a. Khả năng chịu cắt
-
Với bulong thường:
Rv = (0.6×fu×Ab)/γM
-
fu: Cường độ kéo đứt của vật liệu bulong (MPa)
-
Ab: Diện tích chịu cắt của bulong (mm²)
-
γM: Hệ số an toàn (thường lấy = 1.25)
-
b. Khả năng chịu kéo
Rt=(fy×As)/γM
-
fy: Cường độ chảy của thép bulong
-
As: Diện tích chịu kéo (lõi ren hoặc thân bulong)
c. Kiểm tra kết hợp kéo - cắt
Nếu bulong vừa chịu kéo vừa chịu cắt, cần kiểm tra theo công thức tương tác:
(T/Rt)2+(V/Rv)2 ≤ 1.0
3.3. Kiểm tra bản liên kết
-
Kiểm tra ép mặt (bearing): Tải trọng phân bố lên bề mặt tiếp xúc giữa bulong và bản thép:
Rb=k×d×t×fu
-
d: Đường kính bulong
-
t: Chiều dày bản liên kết
-
k: Hệ số phụ thuộc loại liên kết (thường 2.5 – 3.0)
-
Kiểm tra khoảng cách mép, khoảng cách bulong:
-
Khoảng cách tối thiểu giữa các bulong: ≥ 2.5d
-
Khoảng cách từ tâm bulong đến mép bản thép: ≥ 1.7d
-
3.4. Số lượng bulong cần thiết
Sau khi tính được lực tác dụng và khả năng chịu tải của một bulong, số lượng bulong cần bố trí:
n=max(V/Rv, T/Rt)
-
Làm tròn lên đến số nguyên gần nhất.
-
Tính toán lại với số lượng bulong chọn để kiểm tra an toàn.
4. Các lỗi thường gặp trong thiết kế và kiểm tra bulong
-
Bố trí số lượng bulong quá ít, không xét tổ hợp tải trọng.
-
Không kiểm tra ép mặt tại bản thép.
-
Khoảng cách mép không đảm bảo gây phá hoại sớm.
-
Không xét đúng loại liên kết (cắt – kéo – ma sát).
-
Không kiểm tra hiện tượng trượt trong liên kết ma sát.
Bulong là phần tử liên kết quan trọng trong kết cấu thép, đòi hỏi phải tính toán cẩn thận và kiểm tra đầy đủ theo cả lực kéo, lực cắt và điều kiện tổ hợp. Việc lựa chọn đúng loại bulong, số lượng, và bố trí hợp lý sẽ giúp đảm bảo an toàn, hiệu quả kinh tế và tuổi thọ công trình.
GIỚI THIỆU NHÀ CUNG CẤP DỊCH VỤ TƯ VẤN THIẾT KẾ & XÂY DỰNG UY TÍN
Tầm quan trọng của các đơn vị thi công là không thể phủ nhận, uy tín của họ sẽ đảm bảo chất lượng và tính thẩm mỹ cho công trình của bạn. Hiện nay, có rất nhiều đơn vị cung cấp dịch vụ thiết kế và thi công để đáp ứng nhu cầu xây dựng ngày càng tăng cao tại nước ta. Do đó, việc tìm kiếm một đơn vị uy tín không phải là điều dễ dàng và đòi hỏi bạn phải dành thời gian tìm hiểu. Trong quá trình lựa chọn, bạn cần tìm hiểu thật kỹ và đảm bảo rằng đơn vị đi cùng phải có chuyên môn cao, nhiều năm kinh nghiệm, có hợp đồng ký kết rõ ràng, chi phí minh bạch,... Để giúp khách hàng tiết kiệm thời gian tìm kiếm, Công ty TNHH Đầu tư Xây dựng Hưng Nghiệp Phú tự tin rằng sẽ là sự lựa chọn tốt nhất dành cho bạn.
Công ty TNHH Đầu tư Xây dựng Hưng Nghiệp Phú với sứ mệnh cung cấp các giải pháp và dịch vụ tốt nhất, xây dựng cộng đồng thịnh vượng cùng khách hàng, Hưng Nghiệp Phú đang từng bước khẳng định thương hiệu của mình thông qua sự hợp tác chân thành, với đội ngũ lãnh đạo có năng lực đạo đức, sáng tạo, chuyên môn cao và tầm nhìn chiến lược. Hưng Nghiệp Phú sở hữu đội ngũ nhân viên lành nghề, trình độ cao sẽ mang đến cho khách hàng những công nghệ chất lượng tốt nhất.
Công ty TNHH Đầu tư Xây dựng Hưng Nghiệp Phú - chuyên thi công các công trình dân dụng và công nghiệp. Chúng tôi mong muốn đồng hành cùng khách hàng trong các dự án xây dựng cũng như các thủ tục liên tục như sơ đồ quy hoạch, xin giấy phép xây dựng, hoàn thiện thủ tục, xin cấp chứng chỉ phòng cháy chữa cháy,... Nếu bạn có bất kỳ thắc mắc nào hoặc đang có nhu cầu thiết kế, hoàn thiện thủ tục, hãy liên hệ ngay với chúng tôi để được tư vấn miễn phí!
>>> Xem thêm:
_____________________
THÔNG TIN LIÊN HỆ HỢP TÁC:
Facebook: Công ty TNHH Đầu tư Xây dựng Hưng Nghiệp Phú (興業富)
Đường dây nóng: 1800.3368 (miễn phí)
Trang web: xaydunghungnghiepphu.com
Gmail: kinhdoanh01@xaydunghungnghiepphu.com
Địa chỉ: Số 2034D, tổ 22, Ấp Phước Thái, P. Thái Hòa, TP.Tân Uyên, Tỉnh Bình Dương
------
Nguồn: Tổng hợp từ Internet
