Cường độ chịu ộp mặt khụng phụ thuộc vào loại bu lụng vỡ ứng suất được xem xột là trờn bộ phận được liờn kết chứ khụng phải trờn bu lụng. Do vậy, cường độ chịu ộp mặt cũng như cỏc yờu cầu về khoảng cỏch bu lụng và khoảng cỏch tới mộp đầu cấu kiện, là những đại lượng khụng phụ thuộc vào loại bu lụng, sẽ được xem xột trước khi bàn về cường độ chịu cắt và chịu kộo của bu lụng.
Cỏc quy định của Tiờu chuẩn AISC về cường độ chịu ộp mặt cũng như tất cả cỏc yờu cầu đối với bu lụng cường độ cao cú cơ sở là cỏc quy định của tiờu chuẩn RCSC, 2000 (Hội đồng nghiờn cứu về liờn kết trong kết cấu). Phần trỡnh bày sau đõy giải thớchcơ sở của cỏc cụng thức cho cường độ chịu ộp mặt trong Tiờu chuẩn AISC cũng như AASHTO LRFD.
Một trường hợp phỏ hoại cú thể xảy ra do ộp mặt lớn là sự xộ rỏch tại đầu một cấu kiện được liờn kết như được minh hoạ trờn hỡnh 2.9a. Nếu bề mặt phỏ hoại được lýtưởng hoỏ như
biểu diễn trờn hỡnh 2.9b thỡ tải trọng phỏ hoại trờn một trong hai mặt sẽ bằng ứng suất phỏ hoại cắt nhõn với diện tớch chịu cắt, hay
0, 6 2 n u c R F L t Trong đú
0,6Fu ứng suất phỏ hoại cắt của cấu kiện được liờn kết
Lc khoảng cỏch từ mộp lỗ tới mộp cấu kiện được liờn kết
t chiều dày của cấu kiện được liờn kết Cường độ tổng cộng là
2(0, 6 ) 1, 2
n u c u c
R F L t F L t (2.6)
Hỡnh 2.9 Sự xộ rỏch tại đầu cấu kiện
Sự xộ rỏch này cú thể xảy ra tại mộp của một cấu kiện được liờn kết, như trong hỡnh vẽ, hoặc giữa hai lỗ theo phương chịu lực ộp mặt. Để ngăn ngừa biến dạng quỏ lớn của lỗ, một giới hạn trờn được đặt ra đối với lực ộp mặt được cho bởi cụng thức 2.6. Giới hạn trờn này là tỷ lệ thuận với tớch số của diện tớch chịu ộp mặt và ứng suất phỏ hoại, hay
diện tích ép mặt n u u R C F CdtF (2.7) Trong đú C hằng số D đường kớnh bu lụng
T chiều dày cấu kiện được liờn kết
Tiờu chuẩn AISC sử dụng cụng thức 2.6 cho cường độ chịu ộp mặt với giới hạn trờn được cho bởi cụng thức 2.7. Nếu cú biến dạng lớn, mà điều này thường xảy ra, thỡ C được lấy bằng 2,4. Giỏ trị này tương ứng với độ gión dài của lỗ bằng khoảng ẳ inch. Như vậy
1, 2 2, 4
n u c u
Theo Tiờu chuẩn thiết kế cầu 22 TCN 272-05 (cũng như AASHTO LRFD), cường độ chịu ộp mặt của liờn kết bu lụng, về bản chất, được xỏc định trờn cơ sở phõn tớch trờn. Tuy nhiờn, quy định về cỏc trường hợp của sức khỏng ộp mặt danh định thể hiện khỏc biệt về hỡnh thức, cụ thể như sau:
Đối với cỏc lỗ chuẩn, lỗ quỏ cỡ, lỗ ụ van ngắn chịu tỏc dụng lực theo mọi phương và lỗ ụ van dài song song với phương lực tỏc dụng:
Khi khoảng cỏch tĩnh giữa cỏc lỗ bu lụng khụng nhỏ hơn 2d và khoảng cỏch tĩnh đến đầu thanh khụng nhỏ hơn 2 d:
Rn = 2,4.d.t.Fu (2.8)
Khi khoảng cỏch tĩnh giữa cỏc lỗ bu lụng nhỏ hơn 2 d hoặc khoảng cỏch tĩnh đến đầu thanh nhỏ hơn 2 d:
Rn = 1,2.Lc.t.Fu (2.9)
Đối với cỏc lỗ ụ van dài vuụng gúc với phương lực tỏc dụng:
Khi khoảng cỏch tĩnh giữa cỏc lỗ bu lụng khụng nhỏ hơn 2 d và khoảng cỏch tĩnh đến đầu thanh khụng nhỏ hơn 2 d:
Rn = 2,0.d.t.Fu (2.10)
Khi khoảng cỏch tĩnh giữa cỏc lỗ bu lụng nhỏ hơn 2 d hoặc khoảng cỏch tĩnh đến đầu thanh nhỏ hơn 2d:
Rn = Lc.t.Fu (2.11)
trong đú,
Lc khoảng cỏch trống, theo phương song song với lực tỏc dụng, từ mộp của lỗ bu lụng tới mộp của lỗ gần kề hoặc tới mộp của cấu kiện (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
t chiều dày cấu kiện được liờn kết
d đường kớnh bu lụng
Fu ứng suất kộo giới hạn của cấu kiện được liờn kết (khụng phải của bu lụng)
Trong tài liệu này, biến dạng được xem xột là trờn gúc độ thiết kế. Cường độ chịu ộp mặt tớnh toỏn của một bu lụng đơn, do vậy, cú thể được tớnh bằng Rn, với là hệ số sức khỏng đối với ộp mặt của bu lụng lờn thộp cơ bản
0, 75
theo AISC 0,80
theo AASHTO LRFD (1998) trong đú,
Lc khoảng cỏch trống, theo phương song song với lực tỏc dụng, từ mộp của lỗ bu lụng tới mộp của lỗ gần kề hoặc tới mộp của cấu kiện
t chiều dày cấu kiện được liờn kết
Hỡnh 2.10 miờu tả khoảng cỏch Lc. Khi tớnh toỏn cường độ ộp mặt cho một bu lụng, sử dụng khoảng cỏch từ bu lụng này đến bu lụng liền kề hoặc đến mộp theo phương lực tỏc dụng vào cấu kiện liờn kết. Đối với trường hợp trong hỡnh vẽ, lực ộp mặt sẽ tỏc dụng trờn phần bờn trỏi của mỗi lỗ. Do vậy, cường độ cho bu lụng 1 được tớnh với Lc bằng khoảng cỏch giữa hai mộp lỗ và cường độ cho bu lụng 2 được tớnh với Lc bằng khoảng cỏch tới mộp cấu kiện được liờn kết.
Hỡnh 2.10 Xỏc định Lc
Cho cỏc bu lụng gần mộp, dựng Lc Leh/ 2. Cho cỏc bu lụng khỏc, dựng Lc s h, trong đú
Le khoảng cỏch từ tõm lỗ tới mộp
s khoảng cỏch tim đến tim của lỗ
h đường kớnh lỗ
Khi tớnh khoảng cỏch Lc, cần sử dụng đường kớnh lỗ thực tế (tức là rộng hơn 1/16 inch so với đường kớnh thõn bu lụng, theo AISC)
1 in. 16
hd
hay đơn giản 2 mm
hd cho bu lụng cú d≤24mm và h=d+3mm cho bu lụng cú d>24mm
Khoảng cỏch bu lụng và khoảng cỏch tới mộp
Yờu cầu về khoảng cỏch tối thiểu giữa cỏc bu lụng và từ bu lụng tới mộp cú liờn quan đến xộ rỏch thộp cơ bản . Khoảng cỏch giữa cỏc bu lụng và khoảng cỏch từ bu lụng tới mộp, ký hiệu tương ứng là s và Le, được minh hoạ trờn hỡnh 2.11.
Hỡnh 2.11 Định nghĩa cỏc khoảng cỏch bu lụng và khoảng cỏch tới mộp
2.3.3 Cường độ chịu ma sỏt của liờn kết bu lụng cường độ cao