Giáo trình kết cấu thép ĐHXD 2 5 2 6 sulamviec lienket bulong

Bộ môn công trình Thép gỗ Đại học xây dựng Kết cấu thép, kết cấu thép xây dựng, đại học xây dựng, tài liệu đại học xây dựng, tài liệu kết cấu thép, tài liệu xây dựng hay nhất, kiến thức kết cấu thép, kết cấu thép 1, giáo trình kết cấu thép, giáo trình đại học xây dựng, bài giảng kết cấu thép, bài giảng đại học xây dựng, giáo trình đại học xây dựng hay nhất, tổng hợp giáo trình đại học xây dựng

Trang 1

B LIÊN KẾT BULÔNG

§ 2.5 CÁC LOẠI BULÔNG DÙNG TRONG KẾT CẤU THÉP

§2.6 SỰ LÀM VIỆC CỦA LIÊN KẾT BULÔNG VÀ KHẢ

NĂNG CHỊU LỰC CỦA MỘT BULÔNG

§2.7 CẤU TẠO CỦA LIÊN KẾT BULÔNG

§2.8 TÍNH TOÁN LIÊN KẾT BULÔNG

Trang 2

§ 2.5 CÁC LOẠI BULÔNG DÙNG TRONG KẾT CẤU THÉP

1 Cấu tạo chung của bulông

l h=0,6d

a) Thân bulông : có tiết diện hình tròn, chiều dài l và gồm 2 phần:

Phần không tiện ren: có chiều dài nhỏ hơn bề dầy của tập bản thép được

liên kết (xuyên qua) khoảng 2÷ 3 mm Đường kính thân bulông là d

Phần có tiện ren: có chiều dài là l0 ≈ 2 , 5 d

đường kính sau khi đã tiện ren:

Tuỳ theo yêu cầu sử dụng: l = 35 ÷ 300 mm ; d = 12 ÷ 48 mm; thường

sử dụng d = 20 ÷ 30 mm

d

d0 = 0 , 85

Trang 3

§ 2.5 CÁC LOẠI BULÔNG DÙNG TRONG KẾT CẤU THÉP

h=0,6d

l

S o

l h=0,6d

b) Mũ bulông:

Thường hay sử dụng hình lục giác; có các góc được mài vát

Đường kính hình tròn ngoại tiếp mũ D = 1,7 d ;

Trang 4

§2.5 CÁC LOẠI BULÔNG DÙNG TRONG KẾT CẤU THÉP

h=0,6d

l

S o

l h=0,6d

Các kích thước l0, d0, D và h đều qui định theo đường kính d; nếu d

càng lớn thì yêu cầu các kích thước đó cũng càng lớn

(tiếp 3/3)

Bulông gồm có 3

phần: Thân bulông,

Mũ bulông, và Êcu

Trang 5

a) Bulông thô, bulông thường:

Vật liệu: từ thép cacbon thường

Chế tạo: bằng cách rèn, dập => độ chính xác thấp, đường kính thân

bulông không được tròn, cần có khe hở giữa lỗ và thân bulông lớn

Đường kính lỗ: d1 = d + 2 ÷ 3 mm

Lỗ bulông: bằng cách đột hoặc khoan từng bản riêng lẻ => thành lỗ xù

xì, sai số lớn, các lỗ không trùng khít, phần thép xung quanh lỗ khoảng 2

÷ 3 mm bị giòn và biến cứng nguội => Lỗ loại C

Chất lượng thân và lỗ bulông kém Biến dạng ban đầu của liên kết lớn, khả năng chịu lực không cao

=> Sử dụng để liên kết tạm, định vị ở công trường, sử dụng khi làm việc chịu kéo

2 Phân loại bulông

Trang 6

b) Bulông tinh:

Vật liệu: từ thép cacbon thấp hoặc thép hợp kim thấp

Chế tạo: bằng cách tiện, đúc => độ chính xác cao

Đường kính lỗ: d1 = d + 0,1 ÷ 0,3 mm

Lỗ bulông: bằng cách khoan từng bản riêng rẽ hoặc khoan cả chồng bản

theo thiết kế Khi bản mỏng, có thể đột trước với đường kính lỗ nhỏ hơn thiết kế khoảng 2 ÷ 3 mm rồi mới khoan cả chồng bản => thành lỗ

nhẵn, độ chính xác cao, chất lượng cao, nhưng năng suất thấp => Lỗ loại B

Khe hở giữa thân và lỗ bulông nhỏ => liên kết chặt, biến dạng ban đầu của liên kết nhỏ, khả năng chịu lực cao

=> Sử dụng cho các liên kết chịu lực lớn

2 Phân loại bulông (tiếp 2/3)

Trang 7

c) Bulông cường độ cao :

Vật liệu: từ thép hợp kim có cường độ cao hoặc rất cao: 40Cr, 38CrSi, …

Chế tạo: giống bulông thường, có độ chính xác thấp

Sau khi chế tạo chúng được gia công nhiệt nên có cường độ rất cao Có thể tạo lực kéo rất lớn trong thân bulông để ép các bản thép lại, tạo lực

ma sát => Khả năng chịu lực rất cao

2 Phân loại bulông

Lớp độ bền của bulông:

Tuỳ theo vật liệu làm bulông, chia ra các lớp độ bền sau:

4.6 4.8 5.6 5.8 6.6 8.8 10.9

Từ lớp độ bền xác định được cường độ của vật liệu bulông

Chữ số đầu x 10 = cường độ kéo đứt tức thời (daN/mm2)

Tích của 2 chữ số = cường độ chảy của vật liệu thép (daN/mm2)

Trang 8

§2.6 SỰ LÀM VIỆC CỦA LIÊN KẾT BULÔNG VÀ KHẢ NĂNG CHỊU LỰC

CỦA MỘT BULÔNG

a) Các giai đoạn chịu lực:

1 Sự làm việc của liên kết bulông thô, thường, và tinh

Do vặn ốc/êcu => thân bulông chịu kéo, các bản thép bị xiết chặt lại, tạo

thành lực ma sát giữa mặt tiếp xúc của các bản thép Nms

Dưới tác dụng của lực kéo dọc trục N, các bản thép có xu hướng trượt

tương đối với nhau (Hình a)

Giai đoạn 1 - khi N còn nhỏ (N < Nms) : các bản thép chưa trượt tương đối

với nhau Lực truyền giữa các bản thép thông qua ma sát Bulông chưa chịu lực ngoại trừ lực kéo ban đầu do vặn êcu

Giai đoạn 2 - khi N tương đối lớn (N Nms): các bản thép trượt tương đối

với nhau, thân bulông tỳ sát về một phía của thành lỗ Ngoại lực tác dụng N

do thân bulông và masat chịu (Hình b)

Trang 9

a) Các giai đoạn chịu lực:

Giai đoạn 3 - khi N khá lớn (N >> Nms): lực masat giảm dần và bằng

không Lực tác dụng N là hoàn toàn do thân bulông chịu Đồng thời bản

thép chịu ép mặt do thân bulông tỳ lên thành lỗ

Giai đoạn 4 - khi liên kết bị phá hoại: Có 2 khả năng phá hoại có thể

thép ở giữa 2 lỗ bulông (thân

bulông không bị phá hoại)

=> Trong thực tế thiết kế, chỉ cần quan tâm đến giai đoạn làm việc cuối cùng của liên kết, giai đoạn liên kết bị phá hoại => để tính khả năng chịu lực của liên kết

(tiếp 2/2)

N

N/2

Trang 10

b) Khả năng chịu cắt (chịu trượt) của 1 bulông (khi bulông bị cắt đứt):

fvb là cường độ chịu cắt tính toán của vật liệu bulông Tra bảng 1.10 Phụ

lục I phụ thuộc vào cấp độ bền của bulông (vật liệu bulông);

γb là hệ số điều làm việc của liên kết bulông, được tra Bảng 2.8 theo đặc điểm của liên kết bulông, loại bulông, và giới hạn chảy của thép cơ

A = π ⋅ với d là đường kính của thân bulông (thân bulông bị cắt đứt tại

tiết diện trùng với mặt tiếp xúc giữa các bản thép)

nv là số mặt cắt tính toán trên thân bulông

nv = 1, 2 hoặc 3, => khả năng chịu lực của bulông thay đổi tuỳ theo liên kết

Trang 11

c) Khả năng chịu ép mặt của 1 bulông (khi bản thép bị đứt):

3

σ

em σ

Ứng suất ép mặt lên thành lỗ phân bố không đều => có sự tập trung ứng

suất, trạng thái ứng suất phức tạp ở các đầu bản thép (tồn tại và )

=> Coi một phần của bản thép cơ bản bị trượt theo chiều dài l

x

σ σ y

Trang 12

Khả năng chịu ép mặt của 1

bulông chính là khả năng chống

ép mặt (chống trượt) của các bản

thép được liên kết

2 2

3

σ

em σ

fv là cường độ chịu cắt tính toán của thép

cơ bản: (theo thuyết bền 3)

Trang 13

d là đường kính thân bulông

là tổng chiều dầy nhỏ nhất của các bản thép cùng trượt về một phía

phụ thuộc vào : - vật liệu thép cơ bản

- Phương pháp tạo lỗ bulông;

- cấu tạo (sử dụng khoảng cách min)

(tiếp 3/3)

là cường độ tính toán ép mặt qui ước của bulông

Trang 14

a) Sự làm việc chịu trượt của bulông CĐC:

2 Sự làm việc chịu trượt của liên kết bulông cường độ cao

Bulông được làm bằng

vật liệu cường độ cao

hoặc rất cao => tạo lực

xiết lớn, lực kéo trong

Không có sự ép mặt của thân bulông lên thành lỗ, thân bulông chỉ chịu lực kéo do xiết êcu

Ngoại lực tác dụng N truyền trong liên kết hoàn toàn thông qua ma sát

Trang 15

b) Khả năng chịu trượt của 1 bulông cường độ cao:

Khả năng chịu trượt của bulông cường độ cao chính là lực masat tối đa

được tạo ra trong liên kết

Lực kéo tối đa trong 1 bulông CĐC:

hb

bn f A

Abn là diện tích thực của tiết diện thân bulông (bulông bị kéo đứt ở phần

có ren);

fhb là cường độ chịu kéo tính toán của vật liệu bulông, lấy fhb = 0,7fub

với fub là cường độ kéo đứt tức thời của bulông, được tra bảng Phụ

lục 1.12

Trang 16

b) Khả năng chịu trượt của 1 bulông cường độ cao:

: hệ số ma sát, được tra Bảng 2.10, phụ thuộc vào phương pháp tạo

nhám bề mặt tiếp xúc giữa các cấu kiện liên kết, khoảng 0,25 ~ 0,58 : hệ số độ tin cậy của liên kết, được tra Bảng 2.10, phụ thuộc vào

phương pháp làm sạch bề mặt, khe hở giữa thân và lỗ bulông

: hệ số điều kiện làm việc của liên kết, phụ thuộc vào số lượng bulông: 0,8 ~ 1 :

f b

γ γ

µ γ

γ µ

Trang 17

a) Sự làm việc:

3 Sự làm việc chịu kéo của bulông trong liên kết

N/2 N/2

N

Ngoại lực tác dụng theo phương song song

với trục của bulông

Các cấu kiện có xu hướng tách rời xa nhau

Liên kết bị phá hoại khi bulông bị kéo đứt tại

phần tiện ren (không xét đến sự làm việc

của các cấu kiện liên kết)

=> Lực tác dụng lên thân bulông chính bằng

π ftb là cường độ chịu kéo tính toán của vật liệu bulông

Khi sử dụng bulông cường độ cao thì ftb được lấy bằng fhb.

Abn là diện tích tiết diện thực của tiết diện thân bulông

Trang 18

§2.7 CẤU TẠO CỦA LIÊN KẾT BULÔNG

Trang 19

Cần tăng số lượng bulông lên 10%

Trang 20

16d 24t

4d 8d

12t 8t

24t

18t 16d18t

4d 8t 12t8d

2d 2,5d 2,5d 2,5d 2d 2,5d 2,5d

Nếu bố trí các bulông có khoảng cách gần quá, bản thép liên kết dễ bị xé đứt (phá hoại do ép mặt)

Nếu bố trí các bulông có khoảng cách xa quá, tốn vật liệu, liên kết không

chặt, dễ bị gỉ, phần bản thép giữa 2 bulông không đảm bảo ổn định khi chịu nén

Nên bố trí bulông có khoảng cách nhỏ nhất (khoảng cách min) để tiết kiệm vật liệu, liên kết gọn nhẹ, nhưng vẫn đảm bảo đủ chịu lực

d là đường

kính của

thân bulông

Trang 21

16d 24t

4d 8d

12t 8t

24t

18t 16d18t

4d 8t

8d 12t 2d 2,5d 2,5d 2,5d 2d 2,5d 2,5d

Vị trí các dãy bulông đựoc qui định sẵn theo kích thước của từng loại thép hình

Đối với thép góc, khi bề rộng cánh mm : bố trí 1 hàng bulông

Định dạng
Số trang	21
Dung lượng	277 KB