Ví dụ tính toán liên kết bu lông năm 2024
|
Khung thép, liên kết, bu lông, cấp độ bền, cường độ chịu kéo, cường độ chịu ép mặt, cường độ chịu cắt, bản mã, lắp dựng. Tóm tắtCùng với sự phát triển của ngành Xây dựng, kết cấu thép được sử dụng làm kết cấu chịu lực chính trong công trình nhà dân dụng ngày càng trở lên phổ biến vì những ưu điểm nổi bật như: Khả năng chịu lực lớn, độ tin cậy cao, tiến độ thi công nhanh, dễ kiểm soát chất lượng, giảm nhân công xây dựng thủ công… Khung kết cấu thép đặc biệt phù hợp với các công trình cần thi công trong thời gian ngắn để chủ đầu tư sớm đưa công trình vào sử dụng như quán cà phê, gara ô tô, nhà văn phòng, trung tâm tiệc cưới… Với các dạng công trình như vậy, việc cấu tạo các liên kết cần đảm bảo khả năng chịu lực, dễ cấu tạo để gia công và lắp dựng. Bài báo này trình bày nội dung tính toán kiểm tra một số dạng liên kết bu lông điển hình được sử dụng trong khung thép nhà dân dụng thấp tầng Trong các công trình xây dựng nhà xưởng kết cấu thép luôn sử dụng các bu lông kết nối. Đối với liên kết bu lông cường độ cao giữa móng lẫn kết nối các cấu kiện với nhau bu lông được hình thành thông qua ma sát giữa chúng. Bu lông cường độ cao có thể là bu lông cấp độ bền 8.8; 10.9 hoặc các loại bu lông có khả năng chịu lực tốt hơn nữa. Trong quá trình lắp đặt sự xiết chặc tạo nên lực căng trước trong bu lông, dẫn tới các bản thép được liên kết ép chặt lên nhau và tạo ra lực ma sát lớn kháng lại lực cắt trong liên kết Lực kháng mà mỗi mặt ma sát của những cấu kiện thép được liên kết có thể chịu được khi xiết bu lông cường độ cao được tính toán như sau Trong đó
Số bu lông trong liên kết khi phải chịu lực dọc N được xác định theo công thức Trong đó nf là số mặt ma sát của liên kết, γc = 1 Lực kéo trong thân bu lông do xiết ecu P = fhb*Abn Các bảng traMô men xiếtGiá trị mô men xiết phụ thuộc vào đường kính bu lông, lực căng trong thân bu lông, được xác định như sau: M = k * P * D Trong đó P và D là lực căng trong thân bu lông (xem phía trên) và đường kính của bu lông. k là hệ số thực nghiệm = 0.12 đến 0.2 Mô men xiết có thể được kiểm soát bằng Cờ lê chuyên dụng (cờ lê lực) Trường hợp cột chịu mô men M và cắt Q: - lực cắt Q bạn có thể chia đều cho số lượng bu lông, mỗi thằng chịu một phần. - mô ment uốn: cái này khá phức tạp, tùy thuộc vào tiết diện cột, cách bố trí bulong, chiều dày bản mã chân cột, cách gia cường bản mã xung quanh vị trí bu lông,... Trường hợp điển hình cột tiết diện chữ H chịu uốn trong mặt phẳng bụng: bạn phải tìm diện tích vùng nén lên bê tông chân cột, cân bằng với lực kéo trong bu lông, sau đó xác định cánh tay đòn rồi tìm mô men chống uốn. Phương pháp này cần phải giải phương trình bậc 3 để tìm diện tích vùng nén của bản đế lên móng bê tông. Nếu bạn giả thiết cánh tay đòn là từ tâm cột đến hàng bu lông chịu nén thì giả thiết này thường thiên về an toàn, không tiết kiệm. Cần chú ý đến chiều dày của bản mã nữa, nếu bản mã mỏng và không được gia cường hợp lý thì sẽ bị biến dạng nhiều, xuất hiện hiệu ứng cánh tay đòn của bê tông tác dụng lên bản mã -> làm tăng lực kéo trong bu lông... Nói chung vấn đề không hề đơn giản, bạn nên đọc thêm tài liệu tham khảo nước ngoài để rõ hơn. Sau khi xác định được lực cắt và kéo trong bulong thì kiểm tra theo điều kiện trong TCVN. Về lý thuyết thì như bạn NBG nói và AISC cũng làm như vậy và tôi cũng theo AISC. Theo TCVN: -Bu lông móng không chịu cắt Theo TC 1 số nước khác: (ví dụ như Mỹ) thì bulong mong chịu cả lực cắt và lực kéo. - Nếu bạn thang 0407 làm theo AISC thì search design Guide 1 của AISC, giải phương trình bậc 3 và tìm ra nghiệm vị trí trục trung hòa. - Nếu làm theo TCVN thì bạn làm theo cách của sách đồ án thép, đỡ phải tranh luận nhiều. Cả 2 cách trên đều phải làm theo các công thức trong sách, khá dài, không thể nói tỉ mỉ được trên diễn đàn. Bạn nên tìm sách đọc rồi làm theo, bạn sẽ thấy được nhiều điều khác nữa. Việc bố trí bulong phải đảm bảo các yêu cầu về truyền lực tốt, cấu tạo đơn giản và cả việc dễ chế tạo nữa! 1. Khoảng cách giữa trọng tâm của 2 bu lông hay đinh tán theo phương bất kỳ lấy như sau: 1.1. Nhỏ nhất + Bu lông: 2,5d + Đinh tán: 3d 1.2. Lớn nhất, trong các đường đinh ở biên khi không có thép góc viền đối với các cấu kiện chịu kéo và nén là 8d hay 12t |
