Tính toán Cột thép chịu nén lệch tâm, nén uốn theo TCVN

Gửi các bạn bảng Excel tính toán, kiểm tra cấu kiện Cột thép chịu nén lệch tâm (tiết diện đặc chữ H, I, chân cột liên kết cứng với móng). Nội lực tác dụng gồm: Mô men (M), Lực dọc (N), Lực cắt (V).

Download Bảng Excel tính toán, kiểm tra Cột thép chịu nén lệch tâm – Price 50K

+ Lý thuyết tính toán cột thép chịu nén lệch tâm

1. Các thông số đầu vào

• Vật liệu sử dụng (mác thép)
• Nội lực tính toán (M, N, V)
• Các hệ số
• Kích thước tiết diện Cột (h x b_f x t_w x t_f)
• Chiều dài tính toán của cột. Các bạn xem thêm bài viết: Xác định chiều dài tính toán Cột, Dầm thép Nhà công nghiệp

2. Xác định đặc trưng hình học tiết diện

• Diện tích tiết diện A, diện tích bản cánh A_f, diện tích bản bụng A_w
• Mô men quán tính I_X, I_Y
• Mô men kháng uốn W_X
• Mô men tĩnh S_f, S_X
• Bán kính quán tính i_X, i_Y
• Độ mảnh λ_X, λ_Y, …

3. Kiểm tra bền tiết diện

+ Kiểm tra khả năng chịu nén uốn

Công thức kiểm tra: σ = N/A + M/W_x ≤ f.γ_c

trong đó:

• f: cường độ tính toán của thép
• γ_c: hệ số phụ thuộc điều kiện làm việc của kết cấu thép

+ Kiểm tra khả năng chịu cắt

Công thức kiểm tra:    τ_max = (V.S_X) / (I_X.t_w) ≤ f_v.γ_c

trong đó:

• f_v: cường độ tính toán chịu cắt của thép

+ Kiểm tra khả năng chịu uốn cắt đồng thời

Công thức kiểm tra:

Với:    σ₁ = h_w.σ / h

          τ₁ = (V.S_f) / (I_X.t_w)

trong đó:

• h_w : là chiều cao tính toán của bản bụng. h_w = h – 2.t_f

Download Bảng Excel tính toán, kiểm tra Cột thép chịu nén lệch tâm – Price 50K

4. Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể

a. Xác định các thông số:

+ Độ lệch tâm tương đối: m = (M.A)/(W_x.N)

+ Độ lệch tâm tính đổi: m_e = η.m

Trong đó:

• η: hệ số ảnh hưởng hình dạng tiết diện. Tiết diện cột đặc (chữ H, I) lấy theo Sơ đồ 5, Bảng D.9, Phụ lục D, TCVN 5575:2012

Với:

• A_f: diện tích một bản cánh
• A_w: diện tích bản bụng

+ Độ lệch tâm tương đối: m_x = (M_x.A)/(W_x.N)

trong đó:

• M_x : là giá trị mô men tính toán lớn nhất giữa 1/2 mô men lớn nhất để tính toán cột và mô men có giá trị lớn nhất trong đoạn 1/3 giữa cột.
  M_x = max(M_max /2; M_1/3)

Chú ý: Khi hoặc (m > 20, m_e > 20, m_x > 20) thì kiểm tra ổn định tổng thể của cột theo công thức sau: M/(φ_b.W_x) ≤ f.γ_c

b. Điều kiện ổn định tổng thể ngoài mặt phẳng uốn

Công thức kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể ngoài mặt phẳng uốn theo mục 7.4.2.4 – TCVN 5575:2012 : N/(c.φ_y.A) ≤ f.γ_c

• φ_y : là hệ số lấy theo mục 7.3.2.1, xem thêm mục 4, bài viết Tính toán cột thép chịu nén đúng tâm theo TCVN để xác định hệ số φ_y
• c: là hệ số lấy theo mục 7.4.2.5

+ Khi m_x ≤ 5: c = β/(1 + α.m_x), các hệ số α và β lấy theo bảng 16 – TCVN 5575:2012

+ Khi m_x ≥ 10: c = 1/(1+m_x.φ_y/φ_b), với φ_b là hệ số lấy theo mục 7.2.2.1, xác định theo phụ lục E – TCVN 5575:2012

+ Khi 5 < m_x < 10: c = c₅.(2 – 0,2.m_x) + c₁₀.(0,2.m_x – 1)

• c₅: được tính theo các công thức của trường hợp m_x ≤ 5 với m_x = 5
• c₁₀ : được tính theo các công thức của trường hợp m_x ≥ 10 với m_x = 10

c. Trong mặt phẳng uốn

Công thức kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể trong mặt phẳng uốn theo mục 7.4.2.2 – TCVN 5575:2012 : N/(φ_e.A) ≤ f.γ_c

Đối với tiết diện cột đặc (chữ H, I), hệ số φ_e được lấy theo Bảng D.10, Phụ lục D,
TCVN 5575:2012.

5. Kiểm tra các điều kiện khác

• điều kiện độ mảnh
• điều kiện ổn định cục bộ
• điều kiện bố trí gia cường sườn ngang khi không thỏa mãn điều kiện ổn định cục bộ bản bụng
• kiểm tra đường hàn liên kết bản bụng và bản cánh

Lần lượt xem các mục 5, 6, 7, 8 của bài viết: Tính toán Cột thép chịu nén đúng tâm theo TCVN

Cảm ơn các bạn đã quan tâm. Có ý kiến đóng góp gì các bạn hãy để lại comment nhé!

Download Bảng Excel tính toán, kiểm tra Cột thép chịu nén lệch tâm → Price: 50K