Hệ số C1: khả năng chịu lực bị bỏ quên khi kiểm tra ổn định

Ổn định xoắn ngang phụ thuộc vào cách bản cánh chịu nén làm việc dọc theo chiều dài không được giằng. Khi mô men không đổi, toàn bộ bản cánh chịu nén lớn nhất từ đầu đến cuối. Khi mô men đạt cực đại tại một điểm rồi giảm dần, chỉ một phần bản cánh chịu ứng suất lớn, và dầm khó mất ổn định hơn.

C1 xuất hiện ở đâu

Với dầm đơn giản, tải đặt tại tâm cắt và không có liên kết cản vênh, mô men tới hạn đàn hồi có dạng:

$$M_{cr} = C_1\,\frac{\pi^2 E I_z}{L^2}\sqrt{\frac{I_w}{I_z} + \frac{L^2 G I_t}{\pi^2 E I_z}}$$

Phần phía sau $C_1$ là mô men tới hạn khi uốn đều. $C_1$ điều chỉnh giá trị đó theo biểu đồ mô men thực, nên $C_1 = 1.0$ ứng với mô men đều và mọi dạng khác đều cho giá trị lớn hơn 1.

Các giá trị nên nhớ

Với dầm đơn giản, hai đầu xoay tự do:

Với mô men đầu dầm và dầm liên tục, hãy lấy $C_1$ từ bảng tra đã công bố hoặc phần mềm có ghi rõ nguồn, vì có nhiều công thức gần đúng khác nhau.

Ảnh hưởng tới kiểm tra

Độ mảnh quy đổi là

$$\bar\lambda_{LT} = \sqrt{\frac{W_y f_y}{M_{cr}}}$$

nên $M_{cr}$ lớn hơn làm độ mảnh giảm theo hệ số $1/\sqrt{C_1}$: khoảng 0.94 với dầm chịu tải phân bố đều và 0.86 với tải tập trung giữa nhịp. Ở đoạn dốc của đường cong ổn định, đó là mức tăng đáng kể của hệ số giảm $\chi_{LT}$.

EN 1993-1-1 mục 6.3.2.3 còn có một điều chỉnh riêng cho thép hình cán qua hệ số $f$, sử dụng hệ số hiệu chỉnh $k_c$ trong Bảng 6.6: 1.0 với mô men đều, 0.94 với tải phân bố đều và 0.90 với tải tập trung giữa nhịp. Chỉ dùng khi Phụ lục quốc gia cho phép.

Hai lưu ý

• $C_1$ giả định tải đặt tại tâm cắt. Tải đặt trên bản cánh trên gây bất lợi và làm giảm $M_{cr}$; tải treo dưới bản cánh dưới làm tăng giá trị này. Các công thức có số hạng $C_2$ xét đến điều đó.

• $C_1$ mô tả dạng mô men giữa hai điểm giằng ngang. Thay đổi vị trí giằng thì đoạn dầm, chiều dài và $C_1$ đều thay đổi.

Điểm chính

• Mô men đều là trường hợp bất lợi nhất; phần lớn dầm thực tế tốt hơn.

• Dùng 1.13 cho dầm đơn giản chịu tải phân bố đều và 1.35 cho tải tập trung giữa nhịp.

• Chú ý cao độ đặt tải: tải trên bản cánh trên làm giảm lợi ích.

• Kiểm tra điều chỉnh $k_c$ của mục 6.3.2.3 riêng biệt và chỉ khi Phụ lục quốc gia cho phép.

#eurocode3 #ondinh