Các Loại Bu Lông Trong Kết Cấu Thép Và Cách Lựa Chọn Phù Hợp

Bu lông trong kết cấu thép được sử dụng để liên kết dầm, cột, giằng, bản mã và cố định chân cột với móng. Tùy cấu tạo, bu lông có thể tham gia chịu kéo, chịu cắt, ép mặt hoặc tạo lực siết để truyền lực giữa các bề mặt thép. Hãy cùng xem những loại bu lông phổ biến và các vấn đề cần lưu ý khi gia công, lắp dựng kết cấu thép trong phần tiếp theo của bài viết.

Bu lông trong kết cấu thép có vai trò gì?

Trong kết cấu thép, bu lông có nhiệm vụ kết nối các cấu kiện đã được gia công riêng thành một hệ hoàn chỉnh. Những vị trí thường sử dụng gồm liên kết dầm với cột, dầm với dầm, hệ giằng, bản mã, nút khung và chân cột thép.

So với việc hàn toàn bộ tại công trường, liên kết bu lông có một số thuận lợi như dễ tổ hợp cấu kiện chế tạo sẵn, thuận tiện lắp dựng và có thể kiểm tra trực tiếp số lượng, vị trí liên kết.

TCVN 5575:2024 hiện là tiêu chuẩn quốc gia về thiết kế kết cấu thép và có các quy định cụ thể đối với liên kết bu lông, liên kết ma sát, bu lông cường độ cao và bu lông móng.

Xem thêm: Gia công cơ khí theo bản vẽ từ bản vẽ đến sản phẩm hoàn thiện

Các loại bu lông trong kết cấu thép phổ biến

Có thể chia bu lông sử dụng trong kết cấu thép thành ba nhóm chính theo chức năng của liên kết.

Bu lông liên kết thông dụng

Được sử dụng tại nhiều vị trí liên kết dầm, cột, giằng và bản mã. Trong các liên kết chịu cắt và ép mặt, lực được truyền thông qua thân bu lông và bề mặt tiếp xúc giữa bu lông với lỗ và bản thép. Đường kính, cấp bền, số lượng và cách bố trí phải theo thiết kế, không chọn chỉ theo kinh nghiệm thi công.

Bu lông cường độ cao

Bu lông cường độ cao được sử dụng khi liên kết có yêu cầu chịu lực lớn hoặc cần tạo lực siết trước. Với liên kết ma sát, lực được truyền thông qua ma sát giữa các bề mặt được ép chặt. TCVN 5575:2024 quy định đối với liên kết ma sát và liên kết mặt bích thuộc phạm vi tương ứng cần sử dụng bu lông cấp bền 8.8, 10.9 hoặc 12.9 cùng đai ốc và vòng đệm phù hợp.

Bu lông neo hoặc bu lông móng

Bu lông neo dùng để liên kết bản đế chân cột thép với móng bê tông. Đây là chi tiết đặc biệt quan trọng vì thường phải được định vị ngay từ giai đoạn thi công móng. Nếu bu lông neo bị lệch vị trí, sai cao độ hoặc sai khoảng cách, bản đế cột có thể không lắp được khi dựng kết cấu.

Xem thêm: Bản vẽ gia công cơ khí cần những thông tin gì?

So sánh bu lông liên kết, bu lông cường độ cao và bu lông neo

Ba nhóm bu lông trên có chức năng khác nhau nên không thể thay thế cho nhau chỉ vì có cùng đường kính.

Loại bu lông	Vị trí sử dụng phổ biến	Đặc điểm chính
Bu lông liên kết	Dầm, cột, giằng, bản mã	Truyền lực qua bu lông và bản thép
Bu lông cường độ cao	Nút chịu lực lớn, liên kết ma sát, mặt bích	Cấp bền cao, yêu cầu kiểm soát lắp đặt
Bu lông neo/móng	Chân cột thép – móng bê tông	Cố định bản đế và truyền lực xuống móng

Khi đọc bản vẽ, cần xác định chính xác loại bu lông của từng nút liên kết thay vì chỉ nhìn ký hiệu đường kính.

Lựa chọn bu lông kết cấu thép cần dựa vào những yếu tố nào?

Không nên lựa chọn bu lông kết cấu thép theo cảm tính hoặc chỉ dựa vào kinh nghiệm của thợ lắp dựng. Loại bu lông cần xuất phát từ tính toán và bản vẽ kết cấu.

Các yếu tố cần xem xét như:

• Loại liên kết.
• Tải trọng tác dụng.
• Cấp bền.
• Đường kính.
• Số lượng bu lông.
• Kích thước và chiều dày bản mã.
• Khoảng cách giữa các lỗ.
• Khoảng cách đến mép thép.
• Điều kiện môi trường.
• Yêu cầu chống ăn mòn.
• Khả năng tiếp cận để lắp và siết bu lông.

Đặc biệt với liên kết ma sát và liên kết cường độ cao, không thể chỉ lắp đủ số bu lông rồi siết theo cảm giác. Lực siết, vòng đệm và tình trạng bề mặt tiếp xúc có thể ảnh hưởng trực tiếp tới khả năng làm việc của nút liên kết..

Tiêu chuẩn liên quan đến bu lông trong kết cấu thép

Hai tiêu chuẩn quan trọng đối với nhà và công trình kết cấu thép thông dụng là TCVN 5575:2024 và TCVN 12002:2020.

TCVN 5575:2024 – Thiết kế kết cấu thép quy định về tính toán và cấu tạo kết cấu thép, bao gồm các yêu cầu đối với liên kết bu lông, bu lông cường độ cao, liên kết ma sát, mặt bích và bu lông móng.

TCVN 12002:2020 – Kết cấu thép xây dựng – Chế tạo và kiểm tra chất lượng áp dụng cho công tác chế tạo tại nhà máy và kiểm tra chất lượng kết cấu thép trong nhà, công trình công nghiệp, nhà ở và công trình công cộng. Tiêu chuẩn có các yêu cầu liên quan đến tạo lỗ, lắp ráp thử và kiểm soát liên kết bằng bu lông.

Trong thực tế, công trình chuyên ngành có thể sử dụng thêm các tiêu chuẩn riêng. Vì vậy, không nên lấy yêu cầu của một loại công trình đặc thù áp dụng máy móc cho mọi nhà thép hoặc nhà xưởng. Căn cứ cuối cùng vẫn phải là hồ sơ thiết kế, tiêu chuẩn được dự án áp dụng và yêu cầu kỹ thuật đã được phê duyệt.

Câu hỏi thường gặp về lựa chọn bu lông kết cấu thép

Bu lông cường độ cao khác bu lông thông thường như thế nào?

Bu lông cường độ cao có yêu cầu cao hơn về cơ tính và được sử dụng trong các liên kết phù hợp với thiết kế. Đối với liên kết ma sát, ngoài bu lông còn phải kiểm soát lực siết và bề mặt tiếp xúc.

Cấp bền 8.8 và 10.9 của bu lông có ý nghĩa gì?

Đây là ký hiệu liên quan đến đặc tính cơ học của bu lông. Cấp bền càng cao không có nghĩa có thể tùy ý thay thế cho loại thấp hơn; việc lựa chọn phải theo thiết kế của nút liên kết.

Có thể tự thay bu lông cấp 8.8 bằng 10.9 không?

Không nên tự ý thay đổi. Cấp bền, đường kính và cấu tạo của bu lông phải phù hợp với bản vẽ và tính toán kết cấu. Nếu cần thay đổi, cần được xem xét và thống nhất về kỹ thuật trước khi thi công.

Xem ngay: Dự án cơ khí tiêu biểu thi công bởi Việt Cường

Mọi chi tiết xin liên hệ

Hotline – Zalo: 0966.723.488

Website: cokhivietcuong.com

Email: cskh@vietcuonggroup.vn

Facebook: https://fb.com/cokhivietcuongmienbac

Youtube: https://youtube.com/@vietcuonggroup

Địa chỉ: Số 72, đường Dương Đức Hiền, xã Thuận An, Tp Hà Nội