Trong các công trình xây dựng bằng thép, việc lựa chọn giải pháp liên kết phù hợp đóng vai trò quyết định đến độ bền và tính an toàn. Bên cạnh hàn, liên kết bu lông trong kết cấu thép đang ngày càng được ưa chuộng nhờ tính linh hoạt, dễ thi công và khả năng chịu lực vượt trội. Vậy liên kết này có đặc điểm gì, hoạt động ra sao và được ứng dụng thế nào? Hãy cùng tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây.
Cấu tạo cơ bản của bu lông trong kết cấu thép
Một liên kết bu lông trong kết cấu thép hoàn chỉnh thường bao gồm 4 chi tiết chính, mỗi bộ phận đảm nhận một vai trò quan trọng:
Thân bulong
- Hình trụ tròn, tiện ren để bắt khớp với ê cu.
- Kích thước đường kính phổ biến từ 12 – 48 mm, thường gặp nhất là 20 – 30 mm.
- Phân loại:
- Bu lông ren lửng (DIN 931): Chỉ ren một đoạn.
- Bulong ren suốt (DIN 933): Tiện ren toàn thân, chiều dài từ 35 – 300 mm.
Mũ bu lông
- Thường có hình lục giác, dễ vặn siết và hạn chế mài mòn.
- Đường kính ngoài (D) ≈ 1,7d, bề dày mũ (h) ≈ 0,6d.
Đai ốc (ê cu)
- Hình lục giác, tiện ren đồng bộ với thân bulong.
- Độ dày thường ≥ 0,6d, đảm bảo khả năng siết chặt và giữ lực ổn định.
Vòng đệm (long đen)
-
Có dạng hình tròn, giúp phân tán lực siết, tránh làm hỏng bề mặt thép.
Khám phá các loại bulong liên kết phổ biến trên thị trường
Trong kết cấu thép, bu lông được sản xuất với nhiều cấp độ chất lượng và mục đích sử dụng khác nhau.
Bu lông thường (loại thô)
- Sản xuất từ thép cacbon, gia công rèn – dập đơn giản.
- Đường kính thân nhỏ hơn lỗ từ 2 – 3 mm.
- Ưu điểm: Giá rẻ, dễ thi công.
- Nhược điểm: Độ chính xác thấp, dễ biến dạng khi chịu tải lớn.
- Ứng dụng: Chỉ nên dùng để cố định tạm thời hoặc chịu lực nhỏ.
Bulong tinh
- Chế tạo từ thép cacbon hoặc thép hợp kim thấp, gia công chính xác cao.
- Lỗ bu lông có độ sai lệch ≤ 0,3 mm.
- Có hai loại: dùng cho lỗ khe hở và không khe hở.
- Ưu điểm: Khít chặt, chịu lực tốt, phù hợp kết cấu đòi hỏi độ ổn định cao.
Bu lông cường độ cao
- Sản xuất từ thép hợp kim, xử lý nhiệt để đạt độ cứng vượt trội.
- Khi siết, tạo lực ma sát mạnh giúp bản thép dính chặt mà không cần hàn.
- Ưu điểm: Chịu tải nặng, ít biến dạng, thay thế đinh tán và hàn trong nhiều công trình công nghiệp hiện đại.
Nguyên lý hoạt động và khả năng chịu lực của liên kết bu lông trong kết cấu thép
Để đảm bảo công trình an toàn, việc hiểu rõ cách truyền lực và tính toán khả năng chịu tải là vô cùng quan trọng.
Với loại thường và bu lông tinh
- Khi siết ê cu, bulong kéo chặt bản thép, tạo ma sát tại bề mặt tiếp xúc.
- Ban đầu, lực truyền qua ma sát. Khi tải trọng tăng, bu lông bắt đầu tỳ vào thành lỗ, chịu lực cắt.
- Trong thiết kế, tính toán dựa trên trạng thái cuối cùng – bulong chịu tải cực hạn.
Với bulong cường độ cao
- Lực siết lớn tạo ra ma sát mạnh, giúp bản thép dính chặt.
- Khả năng chịu tải phụ thuộc vào ma sát tối đa giữa các bề mặt thép.
- Các công thức chuyên ngành được dùng để tính khả năng chịu trượt và chịu ép mặt, đảm bảo an toàn trong tải trọng nặng.
Cách bố trí liên kết bu lông trong kết cấu thép chuẩn kỹ thuật
Bố trí bulong hợp lý không chỉ tăng độ bền liên kết mà còn đảm bảo sự phân bổ lực đồng đều:
- Bố trí song song: Phù hợp kết cấu phổ thông, dễ thi công.
- Bố trí so le: Tăng hiệu quả chịu lực, áp dụng cho kết cấu đặc biệt.
- Bố trí trên thép hình: Đặt bu lông tại vị trí trọng yếu để phân bổ lực hợp lý, giữ toàn bộ cấu kiện chắc chắn.
Liên kết bu lông trong kết cấu thép là một trong những giải pháp tối ưu cho công trình hiện đại – vừa bền chắc, linh hoạt, vừa dễ bảo trì và thay thế. Từ nhà dân dụng, nhà thép tiền chế cho đến cầu đường và các kết cấu công nghiệp, bulong luôn chứng minh vai trò không thể thay thế.
Nếu bạn đang tìm kiếm bu lông chất lượng, đạt chuẩn và giá thành hợp lý, hãy liên hệ ngay Bulong Hoàng Hà để được tư vấn chi tiết và nhận báo giá tốt nhất.