Cột thép hộp – Tính toán và kiểm tra

Download Bảng Excel tính toán kiểm tra cột thép hộp → Price: 50K

1. Thông số kích thước tiết diện cột thép hộp

• kích thước cạnh: H, B
• chiều dày: T_w, T_f
• diện tích tiết diện: A
• mô men quán tính: I_x, I_y
• bán kính quán tính: i_x, i_y
• mô men tĩnh: S_x, S_f
• mô đun kháng uốn: W_x, W_c

2. Chiều dài tính toán

Chiều dài tính toán:

• theo phương X: L_x → độ mảnh: λ_x = L_x/i_x
• theo phương Y: L_y → độ mảnh: λ_y = L_y/i_y

Kiểm tra điều kiện độ mảnh: max(λ_x,λ_y) ≤ [λ] = 180 – 60.α

* Cách xác định α xem bảng 25 – TCVN 5575:2012

3. Kiểm tra độ bền tiết diện cột thép hộp

+ Kiểm tra khả năng chịu nén uốn theo công thức:

σ = N/A + M/W_x ≤ f.γ_c

+ Kiểm tra khả năng chịu cắt theo công thức:

τ_max = (V.S_x) / (2.I_x.T_w) ≤ f_v.γ_c

+ Kiểm tra khả năng chịu uốn cắt đồng thời theo công thức:

σ₁ = σ.H_w / H

τ₁ = (V.S_f) / (2.I_x.T_w)

σ_td = sqrt(σ₁² + 3τ₁²) ≤ 1,15.f.γ_c

trong đó:

• f, f_v: cường độ tính toán chịu nén và chịu cắt của thép
• γ_c: hệ số điều kiện làm việc của kết cấu thép

4. Kiểm tra điều kiện ổn định

Xác định độ lệch tâm tương đối:

m_x = (M.A) / (W_x.N)

Xảy ra các trường hợp:

a. Khi m_x > 20

Kiểm tra điều kiện ổn định theo công thức:

M / (φ_b.W_c) ≤ f.γ_c

với:

+ φ_b = 1: hệ số ảnh hưởng đối với tiết diện kín (theo mục 7.4.2.5, TCVN 5575-2012).

+ W_c: mô men kháng uốn của thớ cánh chịu nén

b. Khi m_x ≤ 20

Cần kiểm tra ổn định trong và ngoài mặt phẳng uốn:

xxx. Ổn định trong mặt phẳng uốn

Kiểm tra theo công thức:

N/(A.φ_e) ≤ f.γ_c

Theo mục 7.4.2.2: hệ số φ_e lấy theo bảng D.10, phụ lục D phụ thuộc vào độ mảnh quy ước λ_x,qư và độ lệch tâm tính đổi m_e = η.m_x

• λ_x,qư = λ_x.sqrt(f/E)
• η: hệ số ảnh hưởng hình dạng, lấy theo sơ đồ 4, bảng D.9, phụ lục D

xxx. Ổn định ngoài mặt phẳng uốn

Kiểm tra theo công thức:

N/(A.c.φ_y) ≤ f.γ_c

• φ_y: hệ số uốn dọc theo phương Y lấy theo bảng D.8, phụ lục D phụ thuộc vào độ mảnh λ_y và cường độ tính toán của vật liệu thép

Xác định hệ số c theo mục 7.4.2.5 như sau:

+ khi m_x ≤ 5: công thức (C1)

c = β / (1 + α.m_x)

• α, β: hệ số lấy theo bảng 16

khi m_x ≥ 10: công thức (C2)

c = 1 / (1 + m_x.φ_y/φ_b)

+ khi 5 < m_x < 10:

c = c₅.(2 – 0,2.m_x) + c₁₀.(0,2.m_x – 1)

• c₅: xác định theo công thức (C1) với m_x = 5
• c₁₀: xác định theo công thức (C2) với m_x = 10

Khi λ_y > λ_c = π.sqrt(E/f) thì lấy c = 1.

5. Kiểm tra điều kiện ổn định cục bộ

+ Ổn định cục bộ bản cánh (theo mục 7.6.3 – TCVN 5575:2012):

B_o / T_f ≤ [B_o / T_f]

+ Ổn định cục bộ bản bụng (theo mục 7.6.2 – TCVN 5575:2012):

H_w / T_w ≤ [H_w / T_w]