Khả năng chịu lực của bu lông là gì, ứng dụng thực tiễn

Trong mọi công trình cơ khí, xây dựng hay hệ thống thiết bị dân dụng bu lông là chi tiết liên kết không thể thiếu. Tuy nhiên, ít ai để ý rằng đằng sau những mối ghép tưởng chừng đơn giản ấy là cả một hệ thống tính toán liên quan đến khả năng chịu lực của bu lông. Hiểu đúng về khả năng chịu lực không chỉ giúp lựa chọn đúng loại bu lông cho từng vị trí thi công, mà còn đảm bảo tuổi thọ, độ an toàn và tính ổn định của cả hệ thống kết cấu công trình. Vậy bu lông chịu những loại lực nào, có các yếu tố nào ảnh hưởng đến khả năng chịu lực của bu lông là gì, cùng Kokentech tìm hiểu trong bài viết dưới này nhé!

Khả năng chịu lực của bu lông

1. Các dạng lực tác dụng lên bu lông trong thực tế

Bu lông trong kết cấu không chỉ chịu lực theo một phương cố định. Trên thực tế, bu lông thường phải làm việc dưới nhiều loại tải trọng đồng thời, khiến khả năng chịu lực tổng thể trở thành yếu tố sống còn cho liên kết.

1.1. Lực kéo dọc trục

Đây là loại lực xảy ra khi các cấu kiện được kéo ra xa nhau theo trục bu lông. Bu lông trong liên kết chịu kéo phải có cấp bền cao và được siết đúng mô-men để đảm bảo không bị giãn dài hoặc đứt gãy.

1.2. Lực cắt ngang trục

Lực cắt tác dụng vuông góc với thân bu lông, thường gặp trong các liên kết dầm – dầm, dầm – bản mã. Lực này gây ra hiện tượng cắt đôi bu lông nếu không được thiết kế đúng, nhất là khi liên kết chỉ sử dụng một mặt chịu cắt.

➡️ Xem thêm: 
      > Kinh nghiệm chọn mua ốc lục giác đầu dù chính hãng giá tốt
      > Mua Bu Lông Lục Giác Chìm Đầu Trụ Ở Đâu Uy Tín?
      > Mua bulong lục giác chìm đầu bằng giá tốt chọn Kokentech
  

Bu lông chịu lực xoắn

1.3. Lực xoắn và tổ hợp lực

Trong một số ứng dụng đặc biệt, bu lông còn chịu lực xoắn hoặc chịu đồng thời cả kéo – cắt – xoắn. Những loại lực tổ hợp này đòi hỏi bu lông phải có cấu trúc chắc chắn, vật liệu cao cấp và lắp đặt chính xác.

Bảng so sánh tổng quan các loại lực:
 

2. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chịu lực của bu lông

Khả năng chịu tải của bu lông không đơn thuần phụ thuộc vào kích thước. Có nhiều yếu tố từ cấu tạo, vật liệu cho đến môi trường xung quanh có thể làm thay đổi khả năng chịu lực thực tế.
 

Cấp độ bền của bu lông

2.1. Cấp bền của bu lông theo thiết kế

Cấp bền là thông số biểu thị khả năng chịu kéo và giới hạn chảy của bu lông, thường được ký hiệu như 4.6, 8.8, 10.9, 12.9. Cấp độ  bền càng cao, bu lông càng có khả năng chịu lực tốt nhưng cũng yêu cầu thi công và kiểm soát thi công cũng sẽ cao và khó hơn.

2.2. Đường kính, chiều dài và loại ren

Bu lông có đường kính lớn sẽ có mặt cắt chịu cắt và chịu kéo lớn hơn nên khả năng chịu lực của bu lông cũng sẽ tốt hơn. Chiều dài cũng ảnh hưởng đến độ ăn sâu và khả năng truyền lực của bu lông. Ngoài ra, loại ren (ren suốt hay ren lửng) cũng sẽ quyết định mức độ phân bố lực dọc theo thân bu lông và tăng khả năng chịu tải một cách đáng kể.

2.3. Chất liệu chế tạo bu lông và phương pháp chế tạo

Thép cacbon, thép hợp kim, inox 201/304/316 hoặc vật liệu phủ kẽm nhúng nóng đều có những đặc tính chịu lực khác nhau. Chọn sai vật liệu sẽ dẫn giảm khả năng chịu lực của bu lông, dễ đứt gãy hoặc ăn mòn liên kết của bu lông với vật liệu, nhất là trong môi trường làm việc khắc nghiệt.

2.4. Phương pháp lắp đặt và mô-men siết

Bu lông siết chưa đủ lực sẽ không tạo được ma sát giữa các cấu kiện, dẫn đến hiện tượng trượt hoặc tuột tải. Ngược lại, siết quá chặt có thể làm hỏng ren, biến dạng cấu trúc kiện và giảm tuổi thọ liên kết. Đặc biệt, các loại bu lông có cấp độ bền càng cao thì việc thi công càng khó khăn và đòi hỏi độ chính xác cao hơn.

2.5. Điều kiện môi trường

Nhiệt độ cao, độ ẩm, muối biển hay hóa chất đều ảnh hưởng tới độ bền của bu lông. Trong môi trường ăn mòn, cần dùng bu lông inox hoặc có lớp bảo vệ chuyên dụng. Việc lựa chọn bu lông có chất liệu phù hợp với môi trường thi công cung giúp tăng cường khả năng chịu lực của bu lông và độ bền của liên kết.

➡️ Xem thêm:
      > Cấp độ bền của bu lông là gì? Bảng tra Đầy đủ, Chi tiết
      > Tìm hiểu về liên kết bu lông trong kết cấu thép chuẩn kỹ thuật
      > Khả năng chịu lực của bu lông nở (Tắc kê nở) trong thi công xây dựng
 

3. Phân loại bu lông theo khả năng chịu lực

Dựa vào khả năng làm việc và tải trọng thiết kế, bu lông được chia thành nhiều loại để phù hợp với từng nhu cầu sử dụng.

Bu lông chịu lực cơ bản

3.1. Bu lông chịu lực ở mức thông thường

Thường có cấp bền 4.6 – 5.6, dùng trong các liên kết phụ, ít chịu tải trọng hoặc chỉ chịu tải tĩnh. Ưu điểm là giá rẻ, dễ gia công, thi công đơn giản nhưng không phù hợp với kết cấu chính. Hơn nữa, độ bền của liên kết cũng sẽ kém hơn nên không phù hợp với những liên kết yêu cầu tải trọng lớn.

3.2.  Bu lông cường độ cao

Gồm các loại từ cấp 8.8 trở lên, có khả năng chịu kéo và chịu cắt tốt. Đây là lựa chọn phổ biến trong kết cấu thép, nhà xưởng, giàn thép hoặc thiết bị công nghiệp nặng. Ưu điểm là độ bền cao, chịu lực lớn, ít biến dạng. Nhược điểm là độ khó thi công cao không phải ai cũng có thể thực hiện chuẩn xác.

Bu lông thép cường độ cao

3.3.  Bu lông hóa chất, bu lông nở – chịu tải chuyên biệt

Dùng cho các ứng dụng lắp đặt lên nền bê tông, gạch hoặc tường không có sẵn lỗ ren. Bu lông hóa chất sử dụng keo liên kết để tăng khả năng neo giữ, còn bu lông nở tạo liên kết cơ học nhờ cơ chế bung ép. Cùng với lớp ngoài được sản xuất đặc biệt nhằm hạn chế tình trạng bị ăn mòn hoặc oxy hóa trong quá trình sử dụng thực tế.

➡️ Xem thêm:
      > Bu lông liên kết là gì, vai trò và ứng dụng của nó trong kết cấu thép
      > Cường độ chịu cắt của bu lông là gì? Cách tính và các yếu tố ảnh hưởng

4. Khả năng chịu lực của bu lông và ứng dụng trong thực tế

Tùy theo yêu cầu tải trọng và tính chất công trình, bu lông sẽ được lựa chọn sao cho phù hợp với từng lĩnh vực cụ thể:

- Kết cấu thép – cầu đường: Dùng bu lông cấp 8.8 – 10.9 trở lên, bố trí đối xứng và chịu lực kéo/cắt đồng thời.

- Cơ khí – công nghiệp nặng: Sử dụng bu lông cường độ cao, chịu rung động và mỏi lớn, thường kết hợp thêm long đen chống trượt.

- Thiết bị dân dụng – nội thất – điện cơ: Bu lông cấp thấp hoặc bu lông nở, đáp ứng yêu cầu lắp đặt nhanh, tải nhẹ và thẩm mỹ cao.

​​➡️  KHÁM PHÁ:  CÁC LOẠI BULONG CHỊU LỰC

Khả năng chịu lực của bu lông là yếu tố then chốt trong mọi thiết kế kết cấu – từ những công trình công nghiệp quy mô lớn đến ứng dụng nhỏ trong đời sống hàng ngày. Không chỉ đơn thuần chọn theo kích thước, người thi công cần hiểu sâu về cấp bền, loại lực tác động, vật liệu nền và môi trường sử dụng để lựa chọn đúng loại bu lông phù hợp. Nếu bạn đang cần tư vấn lựa chọn bu lông phù hợp với dự án của mình, hãy liên hệ ngay với Kokentech để được tư vấn miễn phí và mua bu lông chất lượng với giá tốt nhất!

​​➡️  KHÁM PHÁ CÁC LOẠI BU LÔNG KHÁC: 
> CÁC LOẠI BULONG LỤC GIÁC CHÌM
> CÁC LOẠI BULONG LIÊN KẾT
> CÁC LOẠI BULONG NỞ
> CÁC LOẠI BULONG NEO MÓNG