Khả năng chịu cắt của bu lông
Cường độ thiết kế của bu lông, \(V_{dsb}\), theo khả năng chịu cắt được xác định theo IS 800, Điều 10.3.3:
\[ V_{sb} \le V_{dsb} \]
trong đó:
- \(V_{dsb} = V_{nsb}/\gamma_{mb}\) – khả năng chịu cắt thiết kế của bu lông
- \(V_{nsb} = \frac{f_{ub}}{\sqrt{3}} A_e\) – khả năng chịu cắt danh nghĩa của bu lông
- \(f_{ub}\) – cường độ kéo đứt của bu lông;
- \(A_e\) – diện tích chịu cắt; \(A_e = A_n\) khi mặt phẳng cắt đi qua phần ren, \(A_e = A_s\) khi mặt phẳng cắt không đi qua phần ren
- \(A_n\) – diện tích tiết diện thực chịu kéo của bu lông
- \(A_s\) – diện tích tiết diện thân bu lông
- \(\gamma_{mb} = 1.25\) – hệ số an toàn riêng cho bu lông – loại chịu ép mặt – IS 800, Bảng 5; có thể chỉnh sửa trong Cài đặt tiêu chuẩn
Khi chiều dài kẹp của bu lông \(l_g\) (bằng tổng chiều dày các bản thép được liên kết) lớn hơn \(5d\), khả năng chịu cắt thiết kế \(V_{dsb}\) được giảm bởi hệ số \(\beta_{lg}\) – IS 800, Điều 10.3.3.2:
\[ \beta_{lg} = \frac{8}{3+l_g/d} \]
Theo IS 800, Điều 10.3.3.3, khả năng chịu cắt thiết kế của bu lông truyền lực cắt qua bản đệm có chiều dày \(t_{pk} \ge 6\) mm phải được giảm bởi hệ số:
\[ \beta_{pk} = (1-0.0125 t_{pk}) \]
Mỗi mặt phẳng cắt được kiểm tra riêng biệt và kết quả bất lợi nhất được hiển thị.
Khả năng chịu ép mặt của bu lông
Cường độ ép mặt thiết kế của bu lông lên bất kỳ bản thép nào, theo khả năng chịu ép mặt được xác định theo IS 800, Điều 10.3.4:
\[ V_{sb} \le V_{dpb} \]
trong đó:
- \(V_{dpb} = V_{npb} / \gamma_{mb}\) – cường độ ép mặt thiết kế của bu lông
- \(V_{npb} = 2.5 k_b d t f_u\) – cường độ ép mặt danh nghĩa của bu lông
- \(k_b = \min \left \{ \frac{e}{3d_0}, \, \frac{p}{3d_0}-0.25, \, \frac{f_{ub}}{f_u}, \, 1.0 \right \}\) – hệ số phụ thuộc hình học liên kết và cường độ vật liệu
- \(e\) – khoảng cách từ mép đến tâm phần tử liên kết theo phương ép mặt
- \(p\) – bước khoảng cách của phần tử liên kết theo phương ép mặt
- \(f_{ub}\) – cường độ kéo đứt của bu lông
- \(f_u\) – cường độ kéo đứt của bản thép
- \(d\) – đường kính danh nghĩa của bu lông
- \(d_0\) – đường kính lỗ bu lông
- \(t\) – chiều dày bản thép
- \(\gamma_{mb} = 1.25\) – hệ số an toàn riêng cho bu lông – loại chịu ép mặt – IS 800, Bảng 5; có thể chỉnh sửa trong Cài đặt tiêu chuẩn
Ép mặt trên mỗi bản thép được kiểm tra riêng biệt và kết quả bất lợi nhất được hiển thị.
Khả năng chịu ép mặt được giảm đối với lỗ quá cỡ và lỗ dài bởi hệ số:
- 0.7 – đối với lỗ quá cỡ và lỗ dài ngắn
- 0.5 – đối với lỗ dài
Kích thước lỗ quá cỡ, lỗ dài ngắn và lỗ dài được xác định theo IS 800, Bảng 19.
Khả năng chịu kéo của bu lông
Bu lông chịu lực kéo tính toán được kiểm tra theo IS 800, Điều 10.3.5:
\[ T_b \le T_{db} \]
trong đó:
- \(T_{db} = T_{nb} / \gamma_{mb}\) – khả năng chịu kéo thiết kế của bu lông
- \(T_{nb} = \min \{ 0.9 f_{ub} A_n, \, f_{yb} A_s (\gamma_{mb} / \gamma_{m0}) \}\) – khả năng chịu kéo danh nghĩa của bu lông
- \(f_{ub}\) – cường độ kéo đứt của bu lông
- \(f_{yb}\) – giới hạn chảy của bu lông
- \(A_n\) – diện tích tiết diện thực chịu kéo của bu lông
- \(A_s\) – diện tích tiết diện thân bu lông
- \(\gamma_{mb} = 1.25\) – hệ số an toàn riêng cho bu lông – loại chịu ép mặt – IS 800, Bảng 5; có thể chỉnh sửa trong Cài đặt tiêu chuẩn
- \(\gamma_{m0} = 1.1\) – hệ số an toàn riêng cho khả năng chịu lực theo giới hạn chảy – IS 800, Bảng 5; có thể chỉnh sửa trong Cài đặt tiêu chuẩn
Bu lông chịu đồng thời cắt và kéo
Bu lông phải chịu đồng thời lực cắt thiết kế và lực kéo thiết kế phải thỏa mãn theo IS 800, Điều 10.3.6:
\[ \left( \frac{V_{sb}}{V_{db}} \right)^2 + \left( \frac{T_{b}}{T_{db}} \right)^2 \le 1.0 \]
trong đó:
- \(V_{sb}\) – lực cắt tính toán
- \(V_{db} = \min \{ V_{dsb}, \, V_{dpb} \}\) – khả năng chịu cắt thiết kế của bu lông – IS 800, Điều 10.3.2
- \(V_{dsb}\) – khả năng chịu cắt thiết kế
- \(V_{dpb}\) – khả năng chịu ép mặt thiết kế
- \(T_b\) – lực kéo tính toán
- \(T_{db}\) – khả năng chịu kéo thiết kế của bu lông