Sự khác biệt và ứng dụng của bu lông cường độ cao và bu lông thông thường
Bu lông cường độ cao và bu lông thông thường là hai loại ốc vít được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau.
Dưới đây là so sánh sự khác biệt và ứng dụng điển hình của chúng:
Sức mạnh: Bu lông cường độ cao được thiết kế để có độ bền kéo và độ bền cắt cao hơn đáng kể so với bu lông thông thường.Chúng được làm từ thép hợp kim và trải qua quá trình xử lý nhiệt chuyên dụng để tăng cường độ bền.Mặt khác, bu lông thông thường có độ bền thấp hơn và thường được làm từ carbon.gia công thép.
Đánh dấu: Bu lông cường độ cao thường có dấu hiệu trên đầu để biểu thị cấp độ hoặc cấp độ bền của chúng.Những dấu hiệu này giúp xác định các thông số kỹ thuật của bu lông, chẳng hạn như độ bền kéo và đặc tính vật liệu.Bu lông thông thường thường không có dấu hiệu cụ thể liên quan đến độ bền.
Cài đặt: Bu lông cường độ cao yêu cầu quy trình lắp đặt chính xác để đạt được cường độ và hiệu suất mong muốn.Chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi tính toàn vẹn của cấu trúc và khả năng chịu tải.Các phương pháp lắp đặt bu lông cường độ cao thường liên quan đến việc sử dụng cờ lê mômen xoắn đã hiệu chỉnh hoặc thiết bị căng thủy lực để đạt được tải trước quy định.Bu lông thông thường thường dễ lắp đặt hơn và không cần thiết bị chuyên dụng hoặc điều khiển mô-men xoắn.
Các ứng dụng: Bu lông cường độ cao thường được sử dụng trong xây dựng, dự án cơ sở hạ tầng, cầu, tòa nhà và các ứng dụng khác nơi dự kiến sẽ chịu tải nặng hoặc mức độ căng thẳng cao.Chúng rất cần thiết để nối các thành phần kết cấu thép, chẳng hạn như dầm, cột và vì kèo.Bu lông thông thường được sử dụng trong các ứng dụng ít đòi hỏi khắt khe hơn, bao gồmbộ phận máy móc cnclắp ráp đồ nội thất, linh kiện ô tô, kết nối phi cấu trúc và buộc chặt cho mục đích chung.
Tiêu chuẩn: Bu lông cường độ cao thường được sản xuất và quy định theo tiêu chuẩn ngành như ASTM A325 và ASTM A490 của Hoa Kỳ.Các tiêu chuẩn này xác định các yêu cầu về vật liệu, tính chất cơ học, kích thước và quy trình lắp đặt cho bu lông cường độ cao.Bu lông thông thường thường tuân theo các tiêu chuẩn chung hơn, chẳng hạn như ASTM A307, bao gồm phạm vi ứng dụng rộng hơn và yêu cầu độ bền thấp hơn.
Bu lông cường độ cao là gì?
Bu lông kẹp ma sát cường độ cao, dịch nghĩa đen tiếng Anh là: bu lông siết trước ma sát cường độ cao, viết tắt tiếng Anh: HSFG.Có thể thấy, bu lông cường độ cao được đề cập trong công trình Trung Quốc của chúng ta là viết tắt của bu lông dự ứng lực ma sát cường độ cao.Trong giao tiếp hàng ngày hai từ “Ma sát” và “Grip” chỉ được nhắc đến một cách ngắn gọn nhưng nhiều kỹ sư, kỹ thuật viên đã hiểu sai định nghĩa cơ bản về bu lông cường độ cao.
Hiểu lầm một điều:
Bu lông có cấp vật liệu trên 8,8 có phải là “bu lông cường độ cao” không?
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 áp dụng tải trước và sử dụng ma sát tĩnh để chống cắt hay không.
Trên thực tế, các bu lông cường độ cao (HSFG BOLT) được đề cập trong tiêu chuẩn Anh và tiêu chuẩn Mỹ chỉ là 8,8 và 10,9 (BS EN 14399 / ASTM-A325&ASTM-490), trong khi các bu lông thông thường bao gồm 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 “sức mạnh cao”, sức mạnh 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, chúng ta có thể thấy rằng ở cùng cấp độ, thiết kế vàdịch vụ gia công nhôm cncgiá trị độ bền kéo và độ bền cắt của bu lông thông thường cao hơn so với bu lông cường độ cao.
Vậy đâu là “mạnh” của bu lông cường độ cao?
Để trả lời câu hỏi này, cần bắt đầu từ trạng thái làm việc thiết kế của hai bu lông, nghiên cứu định luật biến dạng đàn hồi – dẻo và tìm hiểu trạng thái giới hạn tại thời điểm thiết kế bị 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 biến dạng dẻo của vít vượt quá mức cho phép thiết kế và vít bị hư hỏng do cắt.
Đối với kết nối bu lông thông thường, sự trượt tương đối sẽ xảy ra giữa các tấm kết nối trước khi lực cắt bắt đầu chịu, sau đó thanh bu lông và tấm kết nối tiếp xúc, xảy ra biến dạng đàn hồi-dẻo và lực cắt được chịu đựng.
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 khi xem xét thiết kế.
Trong 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 khả năng chống lại lực cắt thì lực ma sát tĩnh bị khắc phục và xảy ra hiện tượng trượt tương đối của tấm nối (trạng thái giới hạn).Tuy nhiên, mặc dù lúc này nó bị hư hỏng nhưng thanh bu lông vẫn tiếp xúc với tấm kết nối và nó vẫn có thể sử dụng biến dạng đàn hồi-dẻo của chính mình để chịu được lực cắt.
Hiểu lầm 2:
Khả năng chịu lực của bu lông cường độ cao cao hơn so với bu lông thông thường.Đó có phải là “sức mạnh 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 cường độ cao của nó là: trong quá trình hoạt động bình thường, các nút không được phép có bất kỳ sự trượt tương đối nào, nghĩa là biến dạng dẻo đàn hồi nhỏ và độ cứng của nút lớn.
Có thể thấy, trong trường hợp tải trọng nút thiết kế nhất định, nút được thiết kế bằng bu lông cường độ cao có thể không nhất thiết phải tiết kiệm số lượng bu lông sử dụng nhưng có biến dạng nhỏ, độ cứng cao và dự trữ an toàn cao.Nó phù hợp cho các dầm chính và các vị trí khác yêu cầu độ cứng nút cao và tuân thủ nguyên tắc thiết kế kháng chấn cơ bản “nút mạnh, cấu kiện yếu”.
Độ bền của bu lông cường độ cao không nằm ở giá trị thiết kế về khả năng chịu lực của chính nó mà ở độ cứng cao 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
Bu lông thông thường và bu lông cường độ cao rất khác nhau về phương pháp kiểm tra xây dựng do nguyên tắc thiết kế khác nhau.
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 một yêu cầu chấp nhận về năng lượng va đập nhiều hơn so với bu lông thông thường.
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 các giá trị tính toán cho giá trị mô men xoắn của bu lông cường độ cao theo tiêu chuẩn Anh và Mỹ là không giống nhau nên việc xác định bu lông của hai tiêu chuẩn cũng cần thiết.
Bu lông cường độ cao: (M24, L60, mác 8.8)
Bu lông thông thường: (M24, L60, cấp 8.8)
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 chấp nhận của chúng, có thể kết luận rằng phần cao cấp phải đảm bảo hiệu suất năng lượng va đập (độ dẻo dai) của vật liệu.
Tóm tắt
Đối với một vấn đề tưởng chừng đơn giản thì việc hiểu biết sâu sắc, toàn diện và đúng đắn về bản chất của nó không phải là chuyện đơn giản.Định nghĩa, ý nghĩa và sự khác biệt sâu sắc giữa 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.
Xem:
1) Thực tế, trong một số sách kết cấu thép đã nêu rằng bu lông cường độ cao đề cập đến các bu lông có cường độ vượt quá 8,8 cấp.Đối với quan điểm này, trước hết, các tiêu chuẩn Anh-Mỹ không ủng hộ nó và không có định nghĩa “mạnh” và “yếu” cho một mức độ sức mạnh nhất định.Thứ hai, nó không đáp ứng được “bu lông cường độ cao” được đề cập trong công trình của chúng tôi.
2) Để thuận tiện cho việc so sánh, ứng suất của các nhóm bu lông phức tạp không được xét đến ở đây.
3) Lực chịu áp của trục vít cũng được xét đến trong thiết kế bu lông cường độ cao chịu áp, sẽ được giới thiệu chi tiết ở phần “So sánh bu lông cường độ cao loại chịu áp và ma sát”.
Bạn biết bao nhiêu về bu lông cường độ cao?
Tên đầy đủ của bu lông cường độ cao trong sản xuất được gọi là cặp kết nối bu lông cường độ cao và thường không được gọi tắt là bu lông cường độ cao.
Theo đặc điểm lắp đặt, nó được chia thành: bu lông đầu lục giác lớn và bu lông cắt xoắn.Trong số đó, loại cắt xoắn chỉ được sử dụng ở cấp độ 10.9.
Theo cấp hiệu suất của bu lông cường độ cao, nó được chia thành: 8,8 và 10,9.Trong số đó chỉ có loại bu lông cường độ cao lục giác cỡ lớn cấp 8.8.Trong phương pháp đánh dấu, số trước dấu thập phân biểu thị độ bền kéo sau khi xử lý nhiệt;số sau dấu thập phân biểu thị tỷ lệ năng suất, nghĩa là tỷ lệ giữa giá trị đo được của cường độ năng suất với giá trị đo được của độ bền kéo cuối cùng..Cấp 8,8 có nghĩa là độ bền kéo của trục bu lông không nhỏ hơn 800MPa và hệ số chảy là 0,8;Cấp 10,9 có nghĩa là độ bền kéo của trục bu lông không nhỏ hơn 1000MPa và hệ số chảy là 0,9.
Đường kính của bu lông cường độ cao trong thiết kế kết cấu thường bao gồm M16/M20/M22/M24/M27/M30, nhưng M22/M27 là dòng lựa chọn thứ hai và M16/M20/M24/M30 là lựa chọn chính trong những trường hợp bình thường.
Về thiết kế chịu cắt, bu lông cường độ cao được chia thành: loại bu lông cường độ cao chịu lực và loại ma sát bu lông cường độ cao theo yêu cầu thiết kế.
Khả năng chịu lực của loại ma sát phụ thuộc vào hệ số chống trượt của bề mặt ma sát truyền lực và số lượng bề mặt ma sát.Hệ số ma sát rỉ sét đỏ sau khi phun cát (bắn) là cao nhất nhưng bị ảnh hưởng rất nhiều bởi trình độ thi công trong điều kiện vận hành thực tế.Nhiều đơn vị giám sát đều nêu vấn đề có thể hạ tiêu chuẩn xuống để đảm bảo chất lượng công trình hay không.
Khả năng chịu lực của loại chịu lực phụ thuộc vào giá trị nhỏ nhất của khả năng chịu cắt của bu lông và khả năng chịu lực của bu lông.Trong trường hợp chỉ có một bề mặt kết nối, khả năng chịu cắt của loại ma sát M16 là 21,6-45,0 kN, trong khi khả năng chịu cắt của loại chịu áp M16 là 39,2-48,6 kN và hiệu suất tốt hơn so với loại M16. loại ma sát.
Về mặt lắp đặt, quy trình loại chịu áp lực đơn giản hơn và bề mặt kết nối chỉ cần được làm sạch dầu và rỉ sét nổi.Khả năng chịu kéo dọc theo phương trục rất được quan tâm trong mã kết cấu thép.Giá trị thiết kế của loại ma sát bằng 0,8 lần lực căng trước và giá trị thiết kế của loại áp suất bằng diện tích hiệu dụng của trục vít nhân với giá trị thiết kế của độ bền kéo của vật liệu.Có vẻ như có sự khác biệt lớn, trên thực tế, hai giá trị này về cơ bản là giống nhau.
Khi chịu lực cắt và lực kéo theo phương của trục thanh cùng lúc, loại ma sát yêu cầu tỉ số giữa lực cắt do bu lông sinh ra và khả năng chịu cắt cộng với tổng tỉ số ứng suất của lực dọc trục sinh ra. bởi vít nên khả năng chịu kéo nhỏ hơn 1,0 và loại áp suất yêu cầu Nó là tổng bình phương của tỷ lệ lực cắt với khả năng cắt của bu lông cộng với bình phương của tỷ lệ lực dọc trục với khả năng chịu kéo của vít nhỏ hơn 1,0, nghĩa là dưới cùng một tổ hợp tải trọng, cùng đường kính của ổ trục. Dự trữ an toàn của thiết kế bu lông cường độ cao cao hơn so với bu lông cường độ cao loại ma sát .
Xét rằng dưới tác động lặp đi lặp lại của động đất mạnh, bề mặt ma sát liên kết có thể bị hỏng, khả năng chịu cắt lúc này vẫn phụ thuộc vào khả năng cắt của bu lông và khả năng chịu áp lực của tấm.Vì vậy, luật địa chấn quy định khả năng chịu cắt cực hạn của bu lông cường độ cao theo công thức tính toán khả năng chịu lực.
Mặc dù loại chịu áp có ưu điểm về giá trị thiết kế nhưng do thuộc loại hư hỏng do cắt do nén nên lỗ bu lông là loại lỗ rỗng tương tự như bu lông thông thường và biến dạng khi chịu tải lớn hơn nhiều so với loại bu lông thông thường. loại ma sát, do đó bu lông cường độ cao chịu áp lực. Loại này chủ yếu được sử dụng cho các kết nối thành phần không địa chấn, kết nối thành phần tải trọng không động và kết nối thành phần không lặp lại.
Trạng thái giới hạn dịch vụ thông thường của hai loại này cũng khác nhau:
Kết nối kiểu ma sát đề cập đến độ trượt tương đối của bề mặt ma sát kết nối dưới sự kết hợp tải trọng cơ bản;
Kết nối chịu áp lực đề cập đến độ trượt tương đối giữa các bộ phận kết nối dưới sự kết hợp tiêu chuẩn tải trọng;
Bu lông thông thường
1. Bu lông thông thường được chia thành ba loại: A, B và C. Hai loại đầu tiên là bu lông tinh chế, ít được sử dụng.Nói chung, bu lông thông thường đề cập đến bu lông thông thường cấp C.
2. Trong một số kết nối tạm thời và kết nối cần tháo rời, bu lông thông thường cấp C thường được sử dụng.Bu lông thông dụng thường dùng trong kết cấu xây dựng là M16, M20, M24.Một số bu lông thô trong ngành cơ khí có thể có đường kính tương đối lớn và được sử dụng cho những mục đích đặc biệt.
Bu lông cường độ cao
3. Chất liệu của bu lông cường độ cao khác với bu lông thông thường.Bu lông cường độ cao thường được sử dụng cho các kết nối cố định.Thường được sử dụng là M16 ~ M30.Hiệu suất của bu lông cường độ cao quá khổ là không ổn định và nên thận trọng khi sử dụng.
4. Liên kết bu lông của các bộ phận chính của kết cấu tòa nhà thường được kết nối bằng bu lông cường độ cao.
5. Bu lông cường độ cao do nhà máy cung cấp không được phân loại thành loại chịu áp lực hoặc loại ma sát.
6. Đó là bu lông cường độ cao loại ma sát hay bu lông cường độ cao chịu áp lực?Trên thực tế có sự khác biệt trong phương pháp tính toán thiết kế:
1) Đối với bu lông cường độ cao loại ma sát, độ trượt giữa các tấm được coi là trạng thái giới hạn của khả năng chịu lực.
2) Đối với bu lông cường độ cao chịu áp lực, sự trượt giữa các tấm được coi là trạng thái giới hạn trong sử dụng bình thường và sự cố liên kết được coi là trạng thái giới hạn của khả năng chịu lực.
7. Bu lông cường độ cao loại ma sát không thể phát huy hết tiềm năng của bu lông.Trong ứng dụng thực tế, nên sử dụng bu lông cường độ cao loại ma sát cho các kết cấu rất quan trọng hoặc các kết cấu chịu tải trọng động, đặc biệt khi tải trọng gây ra ứng suất ngược.Tại thời điểm này, điện thế bu-lông chưa sử dụng có thể được sử dụng làm nguồn dự trữ an toàn.Ở những nơi khác, nên sử dụng bu lông cường độ cao chịu áp lực để giảm chi phí.
Sự khác biệt giữa bu lông thông thường và bu lông cường độ cao
8. Bu lông thông thường có thể được tái sử dụng, nhưng bu lông cường độ cao không thể được tái sử dụng.
9. Bu lông cường độ cao thường được làm bằng thép cường độ cao (thép số 45 (8,8s), 20MmTiB (10,9S), là loại bu lông dự ứng lực. Loại ma sát sử dụng cờ lê lực để tác dụng ứng suất trước được chỉ định và loại áp lực tháo đầu hoa mận. Bu lông thông thường thường được làm bằng thép thông thường (Q235) và chỉ cần siết chặt.
10. Bu lông thông thường thường có cấp 4.4, cấp 4.8, cấp 5.6 và cấp 8.8.Bu lông cường độ cao thường có cấp 8,8 và cấp 10,9, trong đó cấp 10,9 chiếm đa số.
11. Lỗ bắt vít của bu lông thông thường không nhất thiết phải lớn hơn lỗ bắt vít của bu lông cường độ cao.Trên thực tế, bu lông thông thường có lỗ vít tương đối nhỏ.
12. Các lỗ vít loại A và B của bu lông thông thường thường chỉ lớn hơn 0,3 ~ 0,5mm so với bu lông.Lỗ vít loại C thường lớn hơn bu lông 1,0 ~ 1,5mm.
13. Bu lông cường độ cao loại ma sát truyền tải trọng bằng ma sát nên chênh lệch giữa thanh vít và lỗ vít có thể đạt tới 1,5-2,0mm.
14. Đặc tính truyền lực của bu lông cường độ cao chịu áp lực là đảm bảo trong quá trình sử dụng bình thường, lực cắt không vượt quá lực ma sát, tương tự như lực cắt của bu lông cường độ cao loại ma sát.Khi tải tăng trở lại, độ trượt tương đối sẽ xảy ra giữa các tấm kết nối và kết nối phụ thuộc vào khả năng chống cắt của vít và áp suất của thành lỗ để truyền lực, giống như lực của bu lông thông thường, do đó, sự khác biệt giữa vít và lỗ vít nhỏ hơn một chút, 1,0-1,5mm.
Anebon tuân thủ nguyên lý “Trung thực, cần cù, dám nghĩ dám làm, sáng tạo” để liên tục tìm ra các giải pháp mới.Anebon coi triển vọng, thành công là thành công của cá nhân mình.Hãy để Anebon chung tay xây dựng tương lai thịnh vượng cho các bộ phận gia công bằng đồng thau và các bộ phận/phụ kiện dập titan phức tạp.Anebon hiện có nguồn cung cấp hàng hóa toàn diện cũng như giá bán là lợi thế của chúng tôi.Chào mừng bạn đến hỏi về sản phẩm của Anebon.
Sản phẩm thịnh hành Bộ phận gia công CNC và Bộ phận chính xác của Trung Quốc, thực sự nếu bất kỳ mặt hàng nào trong số này được bạn quan tâm, vui lòng cho chúng tôi biết.Anebon sẽ vui lòng cung cấp cho bạn báo giá khi nhận được thông số kỹ thuật chi tiết của bạn.Anebon có các kỹ sư R&D chuyên nghiệp riêng của chúng tôi để đáp ứng bất kỳ yêu cầu nào.Anebon rất mong sớm nhận được câu hỏi của bạn và hy vọng có cơ hội hợp tác với bạn trong thời gian tới.Chào mừng bạn đến tham quan tổ chức Anebon.
Thời gian đăng: Jun-01-2023