2.2 CẤU TẠO LIÊN KẾT BU LÔNG
2.2.1 Cấu tạo , phân loại bu lông
Bu lông được phân thành hai loại : Bu lông thường và bu lông cường độ cao ; 2.2.1.1 Bu lông thường
Bu lông thường được làm bằng thép ít các-bon ASTM A307 có cường độ chịu kéo 420 MPa. Bu lông A307 có thể có đầu dạng hình vuông, lục giác hoặc đầu chìm(hình 2.2). Bu lông thép thường không được phép sử dụng cho các liên kết chịu mỏi.
2.2.1.2 Bu lông cường độ cao
Bu lông cường độ cao phải có cường độ chịu kéo nhỏ nhất 830 MPa cho các đường kính d
= 16 27 mm và 725 MPa cho các đường kính d = 30 36 mm. Bu lông cường độ cao có thể dùng trong các liên kết chịu ma sát hoặc liên kết chịu ép mặt.
Hình 2.2 Bu lông thép ít các bon A307 cấp A. Đầu bu lông do nhà sản xuất quy định a. Đầu và đai ốc hình lục lăng ; b. Đầu và đai ốc hình vuông ; c. Đầu chìm
Liên kết chịu ép mặt chịu được tải trọng lớn hơn nhưng gây biến dạng lớn khi chịu ứng suất đổi dấu nên chỉ được dùng trong những điều kiện cho phép. Trong cầu, mối nối bu lông chịu ép mặt không được dùng cho các liên kết chịu ứng suất đổi dấu.
Liên kết bu lông cường độ cao chịu ma sát thường dùng trong kết cấu cầu chịu tải trọng thường xuyên gây ứng suất đổi dấu hoặc khi cần tránh biến dạng trượt của mối nối. Liên kết bu lông cường độ cao chịu ép mặt chỉ được dùng hạn chế cho các bộ phận chịu ứng suất một dấu và cho các bộ phận thứ yếu.
Trong xây dựng cầu, cả liên kết bu lông cường độ cao và liên kết hàn đều có thể được sử dụng cho các mối nối ngoài công trường song liên kết bu lông cường độ cao được dùng là chủ yếu. Liên kết hàn chỉ được sử dụng trong các liên kết thứ yếu, không chịu hoạt tải, dùng để liên kết các tấm mặt cầu hoặc các bộ phận không chịu lực chính.
Trong thực tế, thường sử dụng hai loại bu lông cường độ cao A325 và A490 với đầu mũ và đai ốc theo tiêu chuẩn ASTM như trên hình 2.3.
Thân đinh
Đai ốc
Đầu Ren
Chiều dài
Chiều dài Đầu
ẵ đường kớnh
Đai ốc
Hình 2.3 Bu lông cường độ cao
Trong các liên kết bằng bu lông cường độ cao chịu ma sát, các bản nối được ép vào nhau nhờ lực xiết bu lông. Lực xiết bu lông cần đủ lớn để khi chịu cắt, ma sát giữa các bản thép đủ khả năng chống lại sự trượt. Liên kết chịu ma sát yêu cầu bề mặt tiếp xúc của các bản nối phải được làm sạch khỏi sơn, dầu mỡ và các chất bẩn. Cũng có thể dùng liên kết trong đó bu lông bị ép mặt, sự dịch chuyển của các bản nối được ngăn cản bởi thân bu lông.
Bảng 2.1 Chiều dài đường ren của bu lông CĐC Đường kính bu
lông (mm)
Chiều dài ren danh đinh (mm)
Độ lệch ren (mm)
Chiều dài tổng cộng ren (mm) 12.7
15.9 19.0 22.2 25.4 28.6 31.8 35.0 38.1
25.4 31.8 35.0 38.1 44.5 50.8 50.8 57.2 57.2
4.8 5.6 6.4 7.1 7.9 8.6 9.7 11.2 11.2
30.2 37.3 41.4 45.2 52.3 59.4 60.5 68.3 68.3 Bước ren
Các kích thước lỗ bu lông không được vượt quá các trị số trong bảng 2.2.
Bảng 2.2 Kích thước lỗ bu lông lớn nhất Đường kính
bu lông Lỗ chuẩn Lỗ quá cỡ Lỗ ô van ngắn Lỗ ô van dài
d (mm) Đường kính Đường kính Rộng x Dài Rộng x Dài
16 18 20 18 22 18 40
20 22 24 22 26 22 50
22 24 28 24 30 24 55
24 26 30 26 33 26 60
27 30 35 30 37 30 67
30 33 38 33 40 33 75
36 39 44 39 46 39 90
Lỗ quá cỡ có thể dùng trong mọi lớp của liên kết bu lông cường độ cao chịu ma sát. Không dùng lỗ quá cỡ trong liên kết kiểu ép mặt.
Lỗ ô van ngắn có thể dùng trong mọi lớp của liên kết chịu ma sát hoặc ép mặt. Trong liên kết chịu ma sát, cạnh dài lỗ ô van được dùng không cần chú ý đến phương tác dụng của tải trọng, nhưng trong liên kết chịu ép mặt, cạnh dài lỗ ô van cần vuông góc với phương tác dụng của tải trọng.
Lỗ ô van dài chỉ được dùng trong một lớp của cả liên kết chịu ma sát và liên kết chịu ép mặt. Lỗ ô van dài có thể được dùng trong liên kết chịu ma sát không cần chú ý đến phương tác dụng của tải trọng, nhưng trong liên kết chịu ép mặt, cạnh dài lỗ ô van cần vuông góc với phương tác dụng của tải trọng.
Trong xây dựng cầu, đường kính bu lông nhỏ nhất cho phép là 16 mm, tuy nhiên không được dùng bu lông đường kính 16 mm trong kết cấu chịu lực chính.