Introduction to composite construction of buildings LIÊN KẾT BULÔNG Caùc loaïi BL trong KCT Söï laøm vieäc cuûa lieân keát BL vaø khaû naêng chòu löïc cuûa BL Caáu taïo cuûa lieân keát BL Tính toaùn l.
LIÊN KẾT BULƠNG I Các loại BL KCT II Sự làm việc liên kết BL khả chịu lực BL III Cấu tạo liên kết BL IV Tính toán liên kết BL I CÁC LOẠI BULƠNG DÙNG TRONG KCT Cấu tạo chung bu lông Bu lông thô bu lông thường Bu lông tinh Bu lông cường độ cao Cấu tạo chung bu lông - Thân bu lông Phân loại bu lông: - Mũ + Bu lông thô - Êcu (đai ốc) + Bu lông thường - Long đen (đệm) + Bu lông tinh + Bu lông cường độ cao + Bu lông neo Cấu tạo chung bu lông - Phân loại theo độ bền từ 4.6 – 10.9: + Số đầu x 10 fu (daN/mm2) + Số đầu x số sau fy (daN/mm2) + Công trình thường nên dùng lớp độ bền Cường độ tính tốn chịu cắt kéo bulơng (N/mm2) 4.6, 4.8, 5.6 Trạng thái làm việc Cấp độ bền Ký hiệu 4.6 4.8 5.6 5.8 6.6 8.8 10.9 Cắt fvb 150 160 190 200 230 320 400 Kéo ftb 170 160 210 200 250 400 500 Buloâng thoâ bu lông thường - Dlỗ = d + (2 – mm) - Rẻ, sản xuất nhanh dễ đặt vào lỗ - Khi làm việc biến dạng nhiều không dùng công trình quan trọng có fy > 3800 daN/cm2 - Dùng làm việc chịu kéo, để định vị cấu kiện lắp ghép Bu lông tinh - Dlỗ = d + 0.3 mm, tạo lỗ khoan - Khe hở bulông lỗ nhỏ liên kết chặt, làm việc chịu cắt - Do tính phức tạp sản xuất lắp đặt vào lỗ dùng - Bu lông tinh có lớp độ bền tương tự bu lông thô thường Bu lông cường độ cao - Được làm từ thép hợp kim - Cường độ cao vặn êcu chặt Lực ma sát lớn chống lại trượt tương đối chúng - Dễ chế tạo, khả chịu lực lớn - Dùng rộng rãi, thay cho liên kết đinh tán kết cấu chịu tải trọng nặng tải trọng động II SỰ LÀM VIỆC CỦA LIÊN KẾT BULƠNG & KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA BULƠNG Sự làm việc liên kết bulông thô, bulông thường bulông tinh Sự làm việc chịu trượt liên kết bulông cường độ cao Sự làm việc bulông chịu kéo Sự làm việc lk bulông thô, bulông thường bulông tinh Các giai đoạn chịu lực: - Lực trượt < lực ma sát : thép chưa bị trượt - Lực trượt > lực ma sát : thép trượt tương - Lực trượt truyền qua liên kết = ép thân bulông lên thành lỗ cắt, uốn kéo Thân bulông chịu Sự làm việc lk bulông thô, bulông thường bulông tinh - Lực trượt tăng Liên kết làm việc giai đoạn dẻo Phá hoại cắt ngang thân đinh Phá hoại lực ép mặt thành lỗ Phá hoại cắt ép mặt Tính liên kết bulông chịu lực dọc trục Tính toán số lượng bulông: a) Đối với bulông thô, thường tinh (chịu CẮT ÉP MẶT) : N + Số lượng bulông cần thiết tính theo: n≥ [ N ] b γ c đó: [N]minb = ([N]vb, [N]cb) - [N]vb : cường độ chịu cắt bu lông - [N]cb : cường độ chịu ép mặt bu lông Tính liên kết bulông chịu lực dọc trục + Kiểm tra cấu kiện bị giảm yếu loã N ≤ f γ bl γ c An bulông: : An - diện tích tiết diện thực thép γ bl - hệ số điều kiện làm việc, cho phép kể liên kết làm việc dẻo Tính liên kết bulông chịu lực dọc trục + Tính toán diện tích thực giảm yếu lỗ bulông: An = A – A1 : A1 = Max (A1,51, A1,2,3,4,51 – n× s2t/4u) Tính liên kết bulông chịu lực dọc trục b) Đối với bulông chịu kéo + Số lượng bulông cần thiết tính theo: n≥ N [ N ] tb γ c [N]tb : khả chịu kéo bu lông + Kiểm tra bền thép bị giảm yếu lỗ bulông Tính liên kết bulông chịu mômen lực cắt H À N G DÃY - Giả thiết gần ñuùng: M = ∑ N i Li = N1 L1 + N L2 + + N i Li đó: Ni – lực tác dụng lên dãy đinh thứ i Li – cánh tay đòn cặp ngẫu lực Ni Tính liên kết bulông chịu mômen lực cắt - Các lực Ni tính qua N1 : N i Li Ni = L1 N1 M = ÷( L1 + L22 + + L2i ) L1 - Từ xác định lực lớn N1: N1 = N max MLmax = ∑ Li Tính liên kết bulông chịu mômen lực cắt - Lực lớn tác dụng lên bulông M gaây ra: ML N blM = max i m∑ L Tính liên kết bulông chịu mômen lực cắt - Điều kiện bền: N blM MLmax = ≤ [ N ] b γ c m∑ L1 [N]minb = ([N]vb, [N]cb) [N]minb = [N]b : BL cường độ cao [N]vb = fvb × γ b × A × nv [N]cb = d (Σt)min× fcb × γ b [N]b = fhb ì Abn ì b1 (à/ b2)min× nf Tính liên kết bulông chịu mômen lực cắt - Liên kết bulông chịu Q: N blQ Q = n đó: n – số lượng bulông nửa liên kết [ ] b 2 - Kiểm tra N bền liên kết bulông chịu = N + N γ c đồng thời bl blM blQ ≤ N M Q: Khả chịu lực bulông Trạng thái chịu lực Bulơng Cắt − - [N]vb = fvb × γ b × A × nv [N]cb = d (Σt)min× fcb × Ép mặt γb fvb : cường độ tính toán chịu cắt vật liệu BL [N]tb = Abn× ftb Kéo γ b : hệ số điều kiện làm việc liên kết BL A : diện tích tiết diện ngang thân BL – phần không bị ren nv : số lượng mặt cắt tính toán BL - (Σt)min : tổng chiều dày nhỏ thép trượt phía - fcb : cường độ ép mặt tính toán BL - d : đường kính thân bu lông n – số BL phía LK Nbl ≤ [N]bl γ c N M Kéo (hoặc nén) lệch tâm (M N) Q N = N N + N M max Uốn cắt (M Q) N = N +N Q M max N NN = n N M max MLmax = m∑ L2i Q NQ = n Kéo (hoặc nén), uốn cắt (N, M, Q) N = N + ( N M max + N N ) Q Ví dụ: Thiết kế đầu nối mép thép có tiết diện 260x14mm, chịu lực kéo N=500kN, dùng BL thơ nhóm 4.6, thép CCT34 Chọn BL thơ, đường kính d = 20mm, có Abl = 3,14cm2; fvb=1500daN/cm2; fu = 3400daN/cm2 Chọn ∂ bghai = 8bản mm ghép, dày Diện tích hai ghép: Abg = 2.26.0,8 = 41, 6cm Diện tích tiết diện thép2cơ bản: A = 26.1, = 36, 4cm Abg = 41, 6cm > A = 36, 4cm ghép đủ bền Khả chịu cắt BL: [ N ] vb = f vb γ b Ab nv = 1500.0,9.3,14.2 = 8478daN Xác định khả chịu ép mặt BL: [ N ] cb = d (Σδ )min f cb γ b = 2.1, 4.3950.0,9 = 9954daN [ N ] b = [ N ] vb = 8478daN N 50000 n= = = 5,9 [ N ] b γ c 8478.1 Lấy n=6 bulong Kiểm tra bền thép giảm yếu: N 50000 ≤ f γ bγ c ⇒ = 1840,9daN ≤ 2100.1,1 = 2310daN An ( 26 − 3.2, ) 1, Bản thép đủ bền LIÊN KẾT ĐINH TÁN - Đinh tán : đoạn thép tròn, đầu tạo mũ sẵn, đầu tán thành mũ lắp đinh vào liên kết ... CẤU TẠO LIÊN KẾT BULƠNG Các hình thức cấu tạo liên kết bulông Bố trí bulông Các hình thức cấu tạo liên kết bulông + Liên kết đối đầu có ghép + Liên kết ghép chồng Các hình thức cấu tạo liên kết. .. Đối với Thép Hình – LK đối đầu: + Nối Bản Ghép + Nối Thép Góc Thép hình cứng, độ lệch tâm ảnh hưởng KHÔNG CẦN TĂNG SỐ Các hình thức cấu tạo liên kết bulông Đối với thép hình - Liên kết CHỒNG... Đối với Thép Tấm: + Liên kết đối đầu có ghép hay ghép Đối xứng truyền lực Tốt + Liên kết ghép chồng Số bulông phía đệm tăng LỆC H TÂM số BL cần tăng 10% Các hình thức cấu tạo liên kết bulông