Những hiểu lầm giữa bu lông cường độ cao và bu lông thông thường

Bu lông kẹp ma sát cường độ cao, dịch nghĩa đen tiếng Anh là: bu lông tải trước ma sát cường độ cao , viết tắt tiếng Anh: HSFG.

Có thể thấy, bu lông cường độ cao mà chúng tôi nhắc đến trong xây dựng là viết tắt của bu lông dự ứng lực ma sát cường độ cao . Trong giao tiếp hàng ngày, các từ “ma sát” và “kẹp” được sử dụng một cách đơn giản, điều này khiến nhiều nhân viên kỹ thuật, công trường hiểu định nghĩa cơ bản về bu lông cường độ cao và dẫn đến hiểu lầm.

Sai lầm 1: Bu lông có cấp vật liệu trên 8,8 là "bu lông cường độ cao"

Sự khác biệt cốt lõi giữa bu lông cường độ cao và bu lông thông thường không phải là độ bền của vật liệu được sử dụng mà là dạng lực. Bản chất là có tác dụng lực đặt trước và dùng ma sát tĩnh để chống cắt hay không.

Trên thực tế, các loại bu lông cường độ cao (HSFG BOLT) được đề cập trong tiêu chuẩn Anh và Mỹ chỉ có cấp 8.8 và cấp 10.9 (BS EN 14399 / ASTM-A325&ASTM-490), trong khi các loại bu lông thông thường bao gồm cấp 4.6.5.6, 8.8, 10.9 , 12.9, v.v... (BS 3692 11 Bảng 2), có thể thấy độ bền của vật liệu không phải là yếu tố then chốt để phân biệt bu lông cường độ cao với bu lông thông thường.

Hiểu đúng về “cường độ cao” và sức mạnh nằm ở đâu?

Theo GB50017, tính toán độ bền kéo và độ bền cắt của một bu lông thông thường (Loại B) cấp 8,8 và bu lông cường độ cao cấp 8,8.

Qua tính toán có thể thấy, dưới cùng một cấp độ, các giá trị thiết kế về độ bền kéo và độ bền cắt của bu lông thông thường đều cao hơn so với bu lông cường độ cao.

Vậy đâu là “mạnh” ở bu lông cường độ cao?

Để trả lời câu hỏi này, chúng ta phải bắt đầu từ điều kiện làm việc thiết kế của hai bu lông, nghiên cứu định luật biến dạng đàn hồi-dẻo của chúng và hiểu trạng thái giới hạn khi thiết kế bị hư hỏng.

Đường cong ứng suất - biến dạng của bu lông thông thường và bu lông cường độ cao trong điều kiện làm việc

Trạng thái giới hạn khi thiết kế bị lỗi

Bu lông thông thường: Bản thân vít bị biến dạng dẻo vượt quá mức cho phép của thiết kế và vít bị cắt.

Trong các kết nối bu lông thông thường, sự trượt tương đối xảy ra giữa các tấm kết nối trước khi chúng bắt đầu chịu lực cắt, sau đó thanh bu lông và tấm kết nối tiếp xúc với nhau, gây ra biến dạng đàn hồi-dẻo và chịu lực cắt.

Bu lông cường độ cao: Ma sát tĩnh giữa các bề mặt ma sát hiệu quả được khắc phục và xảy ra sự dịch chuyển tương đối của hai tấm thép, được coi là hư hỏng về mặt thiết kế.

Trong các liên kết bu lông cường độ cao, lực ma sát trước tiên chịu lực cắt, khi tải trọng tăng đến mức lực ma sát không đủ để chống lại lực cắt thì lực ma sát tĩnh bị khắc phục và các tấm liên kết trượt tương đối với nhau. khác (trạng thái giới hạn). Tuy nhiên, mặc dù lúc này đã bị hư hỏng nhưng thanh bu lông vẫn tiếp xúc với tấm kết nối và vẫn có thể sử dụng biến dạng đàn hồi dẻo của chính nó để chịu lực cắt.

Sai lầm 2: Khả năng chịu tải của bu lông cường độ cao cao hơn bu lông thông thường nên được gọi là “cường độ cao”.

Qua tính toán một bu lông có thể thấy rằng cường độ thiết kế của bu lông cường độ cao khi chịu kéo và cắt thấp hơn so với bu lông thông thường. Bản chất của độ bền cao của nó là trong quá trình hoạt động bình thường, các nút không cho phép bất kỳ sự trượt tương đối nào, nghĩa là biến dạng dẻo đàn hồi nhỏ và độ cứng của nút lớn .

Có thể thấy, dưới tải trọng nút thiết kế nhất định, các nút được thiết kế bằng bu lông neo cường độ cao có thể không nhất thiết phải tiết kiệm số lượng bu lông sử dụng nhưng chúng có biến dạng nhỏ, độ cứng cao và dự trữ an toàn cao. Nó phù hợp cho dầm chính và các vị trí khác yêu cầu độ cứng khớp lớn hơn và tuân thủ nguyên tắc thiết kế kháng chấn cơ bản “nút mạnh, bộ phận yếu”.

Độ bền của bu lông cường độ cao không nằm ở giá trị thiết kế về khả năng chịu tải của chính nó mà ở độ cứng của các nút thiết kế, hiệu suất an toàn cao và khả năng chống hư hỏng mạnh.

So sánh bu lông cường độ cao và bu lông thông thường

Yêu cầu về hiệu suất cơ học của bu lông thông thường cùng loại cao hơn một chút so với bu lông cường độ cao, nhưng bu lông cường độ cao có nhiều yêu cầu về khả năng chấp nhận năng lượng va chạm hơn so với bu lông thông thường .

So sánh phong cách logo

Việc đánh dấu bu lông thông thường và bu lông cường độ cao là phương pháp cơ bản để nhận biết tại chỗ các bu lông cùng loại. Do tiêu chuẩn Anh và tiêu chuẩn Mỹ có các giá trị tính toán giá trị mô men xoắn của bu lông cường độ cao khác nhau nên việc xác định bu lông của hai tiêu chuẩn cũng là điều cần thiết.

So sánh giá

Có thể thấy giá bu lông thông thường chỉ bằng khoảng 70% giá bu lông cường độ cao , kết hợp với việc so sánh các yêu cầu nghiệm thu của chúng, có thể kết luận rằng phần cao cấp phải đảm bảo hiệu suất năng lượng va đập (độ dẻo dai) của bu lông vật liệu.

Tìm hiểu thêm: Báo giá bu lông neo

Đối với một vấn đề tưởng chừng đơn giản, để hiểu nó một cách sâu sắc, toàn diện và chính xác lại không phải là điều dễ dàng. Sự khác biệt giữa định nghĩa, ý nghĩa và ý nghĩa của bu lông cường độ cao và bu lông thông thường là tiền đề cơ bản để chúng ta hiểu đúng, sử dụng bu lông cường độ cao và thực hiện quản lý thi công.