Bu lông cường độ cao dùng trong kết cấu thép: Phân loại, tiêu chuẩn và ứng dụng

Trong các công trình kết cấu thép, nhà thép tiền chế, nhà xưởng và công trình công nghiệp, bu lông là một trong những chi tiết quan trọng tạo nên liên kết giữa các cấu kiện. Đặc biệt, tại những vị trí chịu tải trọng lớn, bu lông cường độ cao thường được lựa chọn nhằm đáp ứng yêu cầu về khả năng chịu lực và độ tin cậy của liên kết.

Các loại phổ biến trên thị trường gồm bu lông 8.8, 10.9 và 12.9. Tuy nhiên, không phải công trình nào cũng sử dụng cùng một cấp bền. Việc lựa chọn cần căn cứ vào bản vẽ thiết kế, tải trọng, tiêu chuẩn áp dụng và yêu cầu thi công.

Bu lông cường độ cao dùng trong kết cấu thép

1. Bu lông cường độ cao là gì?

Bu lông cường độ cao là cách gọi phổ biến đối với các loại bu lông có cấp tính chất cơ học cao, được sử dụng trong những liên kết yêu cầu khả năng chịu lực lớn.

Một số cấp phổ biến:

• Bu lông 8.8.
• Bu lông 10.9.
• Bu lông 12.9.

Trong kết cấu thép, cấp 8.8 và 10.9 thường được quan tâm nhiều.

Ví dụ, theo cách ký hiệu cấp tính chất cơ học:

• Cấp 8.8 có độ bền kéo danh nghĩa khoảng 800 MPa.
• Cấp 10.9 có độ bền kéo danh nghĩa khoảng 1.000 MPa.

Cần lưu ý rằng 8.8 hay 10.9 là cấp tính chất cơ học, không phải tên tiêu chuẩn sản phẩm.

2. Vì sao kết cấu thép cần sử dụng bu lông cường độ cao?

Kết cấu thép thường phải chịu nhiều loại tải trọng như:

• Tải trọng bản thân.
• Hoạt tải.
• Tải trọng gió.
• Tải trọng máy móc.
• Tải trọng động.
• Các tác động trong quá trình sử dụng.

Tại các vị trí liên kết, bu lông có nhiệm vụ truyền lực giữa các cấu kiện.

Nếu thiết kế yêu cầu bu lông cường độ cao, việc sử dụng đúng cấp bền sẽ giúp liên kết đáp ứng yêu cầu cơ tính được tính toán.

Tuy nhiên, khả năng chịu lực của một liên kết không chỉ phụ thuộc vào cấp bền bu lông mà còn phụ thuộc vào đường kính, số lượng bu lông, bố trí lỗ, chiều dày bản thép, vật liệu và phương pháp liên kết.

Bu lông cường độ cao dùng trong kết cấu thép

3. Bu lông 8.8 trong kết cấu thép

Bu lông 8.8 là một trong những loại được sử dụng phổ biến.

Theo cách xác định cấp tính chất cơ học:

8 × 100 = 800 MPa

là độ bền kéo danh nghĩa.

Tỷ lệ giới hạn chảy danh nghĩa là 0,8, do đó giá trị danh nghĩa tương ứng là:

800 × 0,8 = 640 MPa.

Bu lông 8.8 có thể được sử dụng trong nhiều liên kết kết cấu thép nếu đáp ứng yêu cầu của thiết kế.

Các kích thước phổ biến có thể gồm:

M16, M20, M22, M24, M27, M30, M36...

>>>Xem chi tiết: Bu lông cường độ cao 8.8 là gì?

4. Bu lông 10.9 trong kết cấu thép

Bu lông 10.9 có cấp tính chất cơ học cao hơn 8.8.

Độ bền kéo danh nghĩa:

10 × 100 = 1.000 MPa.

Tỷ lệ giới hạn chảy danh nghĩa là 0,9, tương ứng:

1.000 × 0,9 = 900 MPa.

Bu lông 10.9 có thể được lựa chọn cho những liên kết yêu cầu cấp cơ tính cao hơn theo thiết kế.

Tuy nhiên, không nên tự ý thay bu lông 8.8 bằng 10.9 chỉ vì nghĩ rằng cấp bền cao hơn sẽ luôn tốt hơn.

Bu lông cường độ cao 10.9

5. Tiêu chuẩn của bu lông cường độ cao

Bu lông kết cấu thép có thể được sản xuất và kiểm soát theo nhiều hệ tiêu chuẩn.

Một số tiêu chuẩn thường gặp gồm:

• ISO 898-1: liên quan đến yêu cầu cơ tính của nhiều loại chi tiết ren ngoài bằng thép carbon hoặc thép hợp kim.
• DIN 931: bu lông đầu lục giác với cấu hình phần ren theo tiêu chuẩn.
• DIN 933: bu lông đầu lục giác ren suốt.
• ISO 4014: bu lông đầu lục giác theo cấu hình tiêu chuẩn.
• ISO 4017: bu lông đầu lục giác ren suốt.

Đối với các công trình kết cấu thép, cần sử dụng đúng tiêu chuẩn được quy định trong hồ sơ thiết kế.

>>>Xem thêm: Tiêu chuẩn bu lông DIN 933 là gì

6. Quy cách bu lông cường độ cao dùng trong kết cấu thép

Khi đặt mua bu lông, không nên chỉ ghi "bu lông 8.8" hoặc "bu lông 10.9".

Cần xác định đầy đủ:

• Đường kính.
• Chiều dài.
• Cấp bền.
• Tiêu chuẩn.
• Vật liệu.
• Bề mặt.
• Đai ốc.
• Vòng đệm.

Ví dụ:

Bu lông M24 × 100 – cấp bền 8.8 – theo tiêu chuẩn thiết kế – mạ kẽm nhúng nóng.

Một số quy cách thường gặp:

• M20 × 80.
• M20 × 100.
• M22 × 80.
• M24 × 100.
• M24 × 120.
• M30 × 100.
• M30 × 120.

Kích thước thực tế phải căn cứ vào bảng thống kê vật tư và bản vẽ.

>>>Xem chi tiết: Tiêu chuẩn bu lông kết cấu thép

7. Ứng dụng của bu lông cường độ cao trong kết cấu thép

Bu lông cường độ cao có thể được sử dụng trong nhiều vị trí liên kết như:

Liên kết cột

Dùng để liên kết các cấu kiện cột hoặc bản mã theo thiết kế.

Liên kết dầm

Được sử dụng tại các vị trí liên kết dầm với cấu kiện khác.

Liên kết kèo

Trong nhà thép tiền chế, bu lông có thể được sử dụng để liên kết các bộ phận của khung kèo.

Liên kết bản mã

Bản mã thường được sử dụng để truyền lực giữa các cấu kiện thép.

Liên kết giằng

Tùy thiết kế, bu lông cường độ cao có thể được sử dụng cho các hệ giằng chịu lực.

Bu lông cường độ cao dùng trong kết cấu thép

8. Bu lông đen và bu lông mạ kẽm

Bu lông cường độ cao dùng trong kết cấu thép có thể được cung cấp với nhiều dạng bề mặt.

Bu lông đen

Phù hợp với môi trường và yêu cầu chống ăn mòn theo thiết kế.

Bu lông mạ kẽm điện phân

Có lớp kẽm bảo vệ bề mặt, phù hợp với điều kiện sử dụng tương ứng.

Bu lông mạ kẽm nhúng nóng

Thường được lựa chọn khi công trình yêu cầu khả năng chống ăn mòn cao hơn.

Đối với bu lông cường độ cao, lớp phủ bề mặt cần được lựa chọn đồng bộ với tiêu chuẩn, cấp bền và yêu cầu kỹ thuật.

Bu lông cường độ cao mạ kẽm nhúng nóng

9. Lưu ý khi thi công bu lông cường độ cao

Chất lượng của liên kết không chỉ phụ thuộc vào chất lượng bu lông mà còn phụ thuộc vào quá trình thi công.

Cần chú ý:

Thứ nhất: sử dụng đúng chủng loại theo bản vẽ.

Thứ hai: kiểm tra đường kính và chiều dài trước khi lắp đặt.

Thứ ba: sử dụng đai ốc và vòng đệm phù hợp.

Thứ tư: thực hiện phương pháp siết theo yêu cầu kỹ thuật.

Thứ năm: kiểm tra liên kết sau khi hoàn thành.

Đối với những liên kết yêu cầu kiểm soát lực siết, cần sử dụng thiết bị và quy trình phù hợp với tiêu chuẩn dự án.

10. Không nên tự ý thay đổi cấp bền

Một trong những sai lầm thường gặp là cho rằng:

Bu lông 10.9 luôn tốt hơn bu lông 8.8 nên có thể thay thế cho nhau.

Thực tế không đơn giản như vậy.

Thiết kế liên kết có thể được tính toán dựa trên:

• Cấp bền.
• Đường kính.
• Số lượng bu lông.
• Ma sát.
• Lực siết.
• Đặc tính của bản thép.
• Phương pháp thi công.

Do đó, nếu thiết kế yêu cầu 8.8, không nên tự ý chuyển sang 10.9; và càng không được thay 10.9 bằng cấp thấp hơn nếu chưa có sự chấp thuận phù hợp.

11. Cách chọn bu lông cường độ cao cho kết cấu thép

Có thể áp dụng quy trình sau:

Bước 1: Kiểm tra bản vẽ kết cấu.

Bước 2: Xác định đường kính.

Bước 3: Xác định chiều dài.

Bước 4: Xác định cấp bền.

Bước 5: Xác định tiêu chuẩn.

Bước 6: Xác định bề mặt.

Bước 7: Kiểm tra đai ốc và vòng đệm.

Bước 8: Kiểm tra chứng chỉ nếu dự án yêu cầu.

Nguyên tắc quan trọng nhất là:

Đúng thiết kế trước, sau đó mới tối ưu về giá và nguồn cung.

>>>Xem thêm bài viết: Cách chọn bu lông cường độ cao đúng chuẩn

12. Mua bu lông cường độ cao kết cấu thép ở đâu?

Khi mua bu lông cho công trình, nên lựa chọn nhà cung cấp có khả năng cung cấp rõ ràng về:

• Quy cách.
• Cấp bền.
• Tiêu chuẩn.
• Bề mặt.
• Nguồn gốc.
• Hồ sơ chất lượng.

Bulong Lộc Phát cung cấp các dòng bu lông cường độ cao dùng trong kết cấu thép, phục vụ nhà thép tiền chế, nhà xưởng, công trình công nghiệp và cơ khí.

Các nhóm sản phẩm có thể gồm:

• Bu lông 8.8.
• Bu lông 10.9.
• Bu lông kết cấu thép.
• Bu lông liên kết.
• Bu lông DIN 931.
• Bu lông DIN 933.
• Bu lông mạ kẽm.
• Bu lông mạ kẽm nhúng nóng.

Khách hàng nên cung cấp bản vẽ hoặc bảng thống kê vật tư nếu có để nhà cung cấp tư vấn đúng quy cách.

13. Kết luận

Bu lông cường độ cao dùng trong kết cấu thép đóng vai trò quan trọng trong việc tạo các liên kết giữa những cấu kiện thép.

Các cấp 8.8 và 10.9 được sử dụng phổ biến trong nhiều ứng dụng, nhưng mỗi công trình có yêu cầu khác nhau. Việc lựa chọn bu lông cần căn cứ vào thiết kế, cấp bền, kích thước, tiêu chuẩn, bề mặt và phương pháp thi công.

Đặc biệt cần nhớ:

8.8 và 10.9 là cấp tính chất cơ học, không phải tiêu chuẩn sản phẩm.

Một sản phẩm hoàn chỉnh cần được xác định bằng nhiều thông số, chẳng hạn:

M24 × 100 + cấp 8.8 + tiêu chuẩn phù hợp + bề mặt phù hợp.

Nếu kiểm soát tốt từ khâu lựa chọn, cung cấp đến thi công, bu lông sẽ đáp ứng tốt yêu cầu của các liên kết kết cấu thép và góp phần đảm bảo chất lượng công trình.

Công ty Lộc Phát chuyên Sản xuất, nhập khẩu và phân phối các sản phẩm Bu lông chính hãng như:

- Bu lông liên kết cấp bền 4.8, 5,6, 8.8, 10.9, 12.9

- Bu lông neo (bu lông móng) cấp bền 4.6, 5.6, 8.8, 10.9 thép C45, 40Cr

- Bu lông inox 201, 304, 316, 316L

- Bu lông lục giác đầu trụ, đầu bằng, đầu cầu chìm thép, INOX

- Thanh ren (ty ren) - Guzong (Gu dông) - Ubolt

- Bu lông nở (tắc kê nở) thép, INOX; Bu lông hóa chất (thanh ren hóa chất)

- Vít gỗ, Vít Pake, Vít bắn tôn, Vít tự khoan INOX các loại

- Các loại Đai ốc (Ecu) - vòng đệm

- Gia công - Sản xuất Bu lông theo yêu cầu
 

CÔNG TY TNHH SẢN XUẤT VÀ XNK THƯƠNG MẠI LỘC PHÁT

Số 75 ngõ 1295 đường Giải Phóng - Hoàng Mai - TP Hà Nội

ĐT: 0975 45 85 80 / 0979.13.14.80