Lực trong bu lông bao gồm lực bẩy được xác định bằng phân tích phần tử hữu hạn. Khả năng chịu lực của bu lông được kiểm tra theo các quy định của tiêu chuẩn.
Bu lông
Bu lông được kiểm tra theo Chương 9.2 Thiết kế bu lông. Lực kéo và lực cắt trong mỗi bu lông được xác định bằng phân tích phần tử hữu hạn. Lực bẩy được tính đến theo đề xuất của Điều 9.1.8. Lực bẩy được xác định bằng phân tích phần tử hữu hạn. Mỗi mặt phẳng cắt được kiểm tra riêng lẻ. Bản thép chịu ép mặt được kiểm tra theo tổng lực cắt tại các mặt phẳng lân cận.
Bu lông chịu cắt
Bu lông chịu lực cắt thiết kế được thiết kế theo Cl. 9.2.2.1 và phải thỏa mãn:
\[ V_f^* \le \phi V_f \]
trong đó:
- Vf* – lực cắt thiết kế
- ϕ = 0.8 – hệ số khả năng chịu lực (Bảng 3.4) có thể chỉnh sửa trong Cài đặt tiêu chuẩn
- Vf = 0.62 fuf A – khả năng chịu cắt danh nghĩa của bu lông
- fuf – cường độ kéo tối thiểu của bu lông theo quy định tại Bảng 9.2.1
- A – diện tích bu lông bằng Ac hoặc Ao, lần lượt là diện tích tiết diện đường kính nhỏ của bu lông theo định nghĩa trong AS 1275 hoặc diện tích thân trơn danh nghĩa của bu lông. Mỗi mặt phẳng cắt được kiểm tra riêng lẻ.
Giá trị Ac trong phần mềm được xấp xỉ bằng hàm số:
Ac = 0.0000163 · As2 + 0.91682 · As − 0.85375
Sai số tối đa là 0.8 mm2 hoặc 0.5 %.
Hệ số giảm theo Bảng 9.2.2.1 để tính đến chiều dài liên kết chồng bu lông bằng 1.0. Việc giảm được áp dụng tự động bằng cách kiểm tra từng bu lông riêng lẻ.
Theo Cl. 9.2.2.5, đối với các liên kết có bản đệm dày hơn 6 mm, khả năng chịu cắt danh nghĩa của bu lông phải giảm 15 %. Đối với liên kết nhiều mặt phẳng cắt, việc giảm được áp dụng cho tất cả các mặt phẳng cắt.
Bu lông chịu kéo
Bu lông chịu lực kéo thiết kế được thiết kế theo Cl. 9.2.2.2 và phải thỏa mãn:
\[ N_{tf}^* \le \phi N_{tf} \]
trong đó:
- Ntf* – lực kéo thiết kế
- ϕ = 0.8 – hệ số khả năng chịu lực (Bảng 3.4) có thể chỉnh sửa trong Cài đặt tiêu chuẩn
- Ntf = As fuf – khả năng chịu kéo danh nghĩa của bu lông
- As – diện tích chịu ứng suất kéo của bu lông theo quy định trong AS 1275
- fuf – cường độ kéo tối thiểu của bu lông theo quy định tại Bảng 9.2.1
Bu lông chịu đồng thời cắt và kéo
Bu lông phải chịu đồng thời lực cắt thiết kế và lực kéo thiết kế được thiết kế theo Cl. 9.2.2.3 và phải thỏa mãn:
\[ \left ( \frac{V_f^*}{\phi V_f} \right ) ^2 + \left ( \frac{N_{tf}^*}{\phi N_{tf}} \right ) ^2 \le 1.0 \]
trong đó:
- ϕ = 0.8 – hệ số khả năng chịu lực (Bảng 3.4) có thể chỉnh sửa trong Cài đặt tiêu chuẩn
Bản thép chịu ép mặt
Bản thép chịu lực ép mặt thiết kế do bu lông chịu cắt được thiết kế theo Cl. 9.2.2.4 và phải thỏa mãn:
\[ V_b^* \le ϕ V_b \]
trong đó:
- ϕ = 0.9 – hệ số khả năng chịu lực (Bảng 3.4) có thể chỉnh sửa trong Cài đặt tiêu chuẩn
- \( V_b = 3.2 d_f t_p f_{up} \le a_e t_p f_{up} \) – khả năng chịu ép mặt danh nghĩa của bản thép
- df – đường kính bu lông
- tp – chiều dày bản thép
- fup – cường độ kéo của bản thép
- ae – khoảng cách tối thiểu từ mép lỗ đến mép bản thép, đo theo phương của thành phần lực, cộng thêm nửa đường kính bu lông. Mép bản thép được coi là bao gồm cả mép lỗ bu lông liền kề
Liên kết kiểu ma sát
Đối với liên kết kiểu ma sát, sự trượt ở trạng thái giới hạn sử dụng cần được hạn chế và thiết kế theo Cl. 9.2.3. Các bu lông này cũng cần được kiểm tra theo kiểu ép mặt cho trạng thái giới hạn cường độ. Bu lông chịu lực cắt phải thỏa mãn:
\[ V_{sf}^* \le ϕ V_{sf} \]
trong đó:
- ϕ = 0.7 – hệ số khả năng chịu lực (Chương 3.5.5) có thể chỉnh sửa trong Cài đặt tiêu chuẩn
- Vsf = μ Nti kh – khả năng chịu cắt danh nghĩa của bu lông
- μ = 0.35 – hệ số trượt theo quy định tại Điều 9.2.3.2, có thể chỉnh sửa trong Cài đặt tiêu chuẩn
- Nti – lực căng bu lông tối thiểu khi lắp đặt theo quy định tại Điều 15.2.2.2
| Đường kính danh nghĩa của bu lông | Lực căng trước tối thiểu của bu lông [kN] |
| M16 | 95 |
| M20 | 145 |
| M24 | 210 |
| M30 | 335 |
| M36 | 490 |
| Khác | \(A_s \cdot 600\) MPa |
- k h – hệ số cho các loại lỗ khác nhau, theo quy định tại Điều 9.2.3.1 và 14.3.2
- k h = 1 đối với lỗ tiêu chuẩn (+2 mm khi d f ≤ 24 mm, +3 mm trong các trường hợp khác)
- k h = 0.85 đối với lỗ dài ngắn (chiều dài lỗ ≤ max(1.33 d f, d f + 10 mm)) và lỗ quá cỡ
- k h = 0.70 đối với lỗ dài
Số mặt tiếp xúc hiệu quả, nei, luôn bằng 1, vì mỗi mặt tiếp xúc được kiểm tra riêng lẻ.
Bu lông trong liên kết kiểu ma sát chịu đồng thời cắt và kéo phải thỏa mãn:
\[ \left ( \frac{V_{sf}^*}{ϕ V_{sf}} \right ) + \left ( \frac{N_{tf}^*}{ϕ N_{tf}} \right ) \le 1.0 \]
trong đó:
- Vsf* – lực cắt thiết kế trên bu lông trong mặt phẳng các mặt tiếp xúc
- Ntf* – lực kéo thiết kế trên bu lông
- ϕ = 0.7 – hệ số khả năng chịu lực (Chương 3.5.5) có thể chỉnh sửa trong Cài đặt tiêu chuẩn
- Vsf – khả năng chịu cắt danh nghĩa của bu lông
- Ntf = Nti – khả năng chịu kéo danh nghĩa của bu lông bằng lực căng bu lông tối thiểu khi lắp đặt
Liên kết kiểu ma sát cũng cần được kiểm tra theo trạng thái giới hạn cường độ. Loại bu lông cần được chuyển sang kiểu ép mặt – tương tác kéo/cắt, tải trọng tăng lên phù hợp và nút liên kết cần được kiểm tra lại.