Bu lông
Bu lông được kiểm tra theo SP 16, Điều 14.2. Lực kéo và lực cắt trong mỗi bu lông được xác định bằng phân tích phần tử hữu hạn. Lực bẩy được xác định bằng phân tích phần tử hữu hạn và được tính đến. 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 Điều 14.2.9 và phải thỏa mãn:
\[ N_s \le N_{bs} = R_{bs} A_b \gamma_b \gamma_c \]
trong đó:
- Ns – lực cắt trên một mặt phẳng của bu lông
- Nbs – khả năng chịu cắt của bu lông
- Rbs – cường độ chịu cắt thiết kế của bu lông – SP 16, Bảng 5
- Ab – diện tích mặt cắt ngang nguyên của bu lông
- γb – hệ số điều kiện làm việc của liên kết bu lông – SP 16, Bảng 41 – γb = 1.0 đối với bu lông đơn và bu lông nhiều hàng với cấp chính xác A, γb = 0.9 đối với bu lông nhiều hàng và cấp chính xác B và bu lông cường độ cao (Rbun ≥ 800 MPa)
- γc – hệ số điều kiện làm việc – SP 16, Bảng 1, có thể chỉnh sửa trong Cài đặt tiêu chuẩn
| Rbyn [MPa] | Rbs [MPa] |
| \(R_{byn} \le 300 \) | \(0.42 \cdot R_{bun} \) |
| \(300 < R_{byn} \le 400 \) | \(0.41 \cdot R_{bun} \) |
| \(400 < R_{byn} \le 936 \) | \(0.40 \cdot R_{bun} \) |
| \(936 > R_{byn} \) | \(0.35 \cdot R_{bun} \) |
Mỗi mặt phẳng cắt được kiểm tra riêng lẻ.
Bu lông chịu kéo
Bu lông chịu lực kéo thiết kế được thiết kế theo SP 16, Điều 14.2.9 và phải thỏa mãn:
\[ N_t ≤ N_{bt} = R_{bt} A_{bn} \gamma_c \]
trong đó:
- Nt – lực kéo trong bu lông
- Nbt – khả năng chịu kéo của bu lông
- Rbt – cường độ chịu kéo thiết kế – SP 16, Bảng 5
- Abn – diện tích mặt cắt ngang thực của bu lông
- γc – hệ số điều kiện làm việc – SP 16, Bảng 1, có thể chỉnh sửa trong Cài đặt tiêu chuẩn
| Rbun [MPa] | Rbt [MPa] |
| \(R_{bun} < 830 \) | \(0.45 \cdot R_{bun} \) |
| \(830 \le R_{bun} < 1040 \) | \(0.54 \cdot R_{bun} \) |
| \(R_{bun} \ge 1040 \) | \(0.70 \cdot R_{bun} \) |
Bu lông chịu đồng thời cắt và kéo
Bu lông chịu đồng thời lực cắt và lực kéo được thiết kế theo SP 16, Điều 14.2.13 và phải thỏa mãn:
\[ \sqrt{\left ( \frac{N_t}{N_{bt}} \right ) ^2 + \left ( \frac{N_s}{N_{bs}} \right ) ^2} \le 1.0 \]
trong đó:
- Nt – lực kéo trong bu lông
- Nbt – khả năng chịu kéo của bu lông
- Ns – lực cắt trên một mặt phẳng của bu lông
- Nbs – khả năng chịu cắt của bu lông
Bu lông chịu ép mặt
Bản thép chịu lực ép mặt do bu lông chịu cắt được thiết kế theo SP 16, Điều 14.2.9 và phải thỏa mãn:
\[ N_s ≤ N_{bp} = R_{bp} d_b t \gamma_b \gamma_c \]
trong đó:
- Ns – lực cắt trong bu lông tác dụng lên bản thép
- Nbp – khả năng chịu ép mặt của bản thép
- Rbp – cường độ chịu ép mặt thiết kế; Rbp = 1.6 · Ru đối với cấp chính xác A và Rbp = 1.35 · Ru đối với cấp chính xác B – SP 16, Bảng 5
- Run – cường độ chịu kéo giới hạn của cấu kiện được liên kết
- db – đường kính bu lông
- t – chiều dày bản thép
- γb – hệ số điều kiện làm việc của liên kết bu lông – SP 16, Bảng 41
- γc – hệ số điều kiện làm việc – SP 16, Bảng 1, có thể chỉnh sửa trong Cài đặt tiêu chuẩn
Mỗi bản thép được kiểm tra riêng lẻ và trường hợp bất lợi nhất được hiển thị. SP 16 không quy định hệ số điều kiện làm việc của liên kết bu lông, γb, cho các trường hợp ngoài giới hạn cấu tạo. Do đó, kiểm tra ép mặt không được thực hiện cho các trường hợp đó.
Liên kết kiểu ma sát
Đối với liên kết kiểu ma sát, yêu cầu hạn chế và kiểm tra trượt theo SP 16, Điều 14.3. Các bu lông này cũng cần được kiểm tra theo kiểu ép mặt đối với trạng thái giới hạn cực hạn sau khi xảy ra trượt. Bu lông chịu lực cắt phải thỏa mãn:
\[ N_s \le N_{bf} = Q_{bh} \gamma_b \gamma_c \]
trong đó:
- Ns – lực cắt tác dụng lên một bu lông được kéo căng trước và một mặt phẳng ma sát
- Nbf – khả năng chịu trượt của một bu lông được kéo căng trước và một mặt phẳng ma sát
- Qbh = Rbh Abn μ / γh – khả năng chịu trượt thiết kế của một bu lông được kéo căng trước và một mặt phẳng ma sát
- Rbh = 0.7 · Rbun – lực căng trước thiết kế trong bu lông được kéo căng trước – SP 16, Điều 6.7
- Rbun – khả năng chịu kéo giới hạn của bu lông
- Abn – diện tích chịu kéo
- μ – hệ số ma sát cho bu lông được kéo căng trước – SP 16, Bảng 42, có thể chỉnh sửa trong Cài đặt tiêu chuẩn
- γh – hệ số trong trường hợp siết chặt bu lông – SP 16, Bảng 42
- Lỗ thông thường: tải trọng tĩnh, Δ ≤ 4 mm; tải trọng động, Δ ≤ 1 mm:
- γh = 1.12 khi μ ≥ 0.42
- γh = 1.17 khi 0.35 ≤ μ < 0.42
- γh = 1.30 khi μ < 0.35
- Lỗ quá khổ: tải trọng tĩnh, Δ > 4 mm; tải trọng động, Δ > 1 mm:
- γh = 1.70 khi μ < 0.35
- γh = 1.35 khi μ ≥ 0.35
- Δ – hiệu số giữa đường kính lỗ bu lông và đường kính bu lông
- γb – hệ số điều kiện làm việc của liên kết ma sát – SP 16, Điều 14.3.4
- γc – hệ số điều kiện làm việc – SP 16, Bảng 1, có thể chỉnh sửa trong Cài đặt tiêu chuẩn
Tải trọng tĩnh hoặc động có thể được thiết lập trong Cài đặt tiêu chuẩn.
| Số lượng bu lông n | \( \gamma_b \) |
| \( n < 5 \) | 0.8 |
| \( 5 \le n < 10 \) | 0.9 |
| \( n \ge 10 \) | 1.0 |
Số mặt phẳng tiếp xúc hiệu quả, κ, luôn bằng 1, vì mỗi mặt phẳng tiếp xúc được kiểm tra riêng lẻ.
Theo SP 16, Điều 14.3.6, đối với bu lông trong liên kết kiểu ma sát chịu đồng thời cắt và kéo, hệ số điều kiện làm việc của liên kết ma sát, γb, được nhân với:
\[ \gamma_b = \gamma_b \cdot \left ( 1 - \frac{N_t}{P_b} \right ) \]
trong đó:
- Nt – lực kéo trong bu lông
- Pb = Rbh Abn – lực căng trước trong bu lông
- Rbh = 0.7 · Rbun – lực căng trước thiết kế trong bu lông được kéo căng trước – SP 16, Điều 6.7
- Abn – diện tích chịu kéo
Liên kết kiểu ma sát cũng cần được kiểm tra đối với trạng thái giới hạn cực hạn. Loại bu lông cần được chuyển sang kiểu ép mặt – tương tác kéo/cắt, tải trọng tăng lên phù hợp và liên kết cần được kiểm tra lại.