CivilAxisCivilAxis
/Tools › Column Splice Connection
☕ Ủng hộ🌐 Cộng đồng
English

Lý thuyết thiết kế mối nối cột (EN 1993-1-8)

Lý thuyết đằng sau tool tính mối nối cột này: cách kiểm tra một liên kết bản phủ bắt bu lông tạo sự liên tục giữa hai cột theo Eurocode 3 (EN 1993-1-8) cùng SCI P358 §6. Bài viết trình bày loại tựa và không tựa, kiểm tra phát sinh kéo (M_Ed so với N_Ed,G·h/2), bản phủ cánh và nhóm bu lông (kèm hệ số đệm, hệ số mối nối dài và phân biệt γM2,net = 1.1), bản ngăn cho cột khác kích thước, quy tắc khả năng tối thiểu 25% và lực neo toàn vẹn kết cấu.

🔗Mở tool tính mối nối cột tương tác→

Mối nối cột là liên kết bản phủ bắt bu lông tạo sự liên tục giữa hai cột - thường đặt ngay trên cao độ sàn để phù hợp chiều dài chế tạo, vận chuyển và lắp dựng. Nó giữ cột trên và dưới thẳng hàng, truyền lực dọc (hầu như luôn là nén), mô men do lệch tâm và lực neo toàn vẹn kết cấu. Trang này trình bày cơ học và toàn bộ công thức của các kiểm tra mà tool thực hiện theo Eurocode 3 (EN 1993-1-8) cùng SCI Publication P358 §6.

upper columnlower columndivision plate

Mối nối cột: bản phủ cánh bắt bu lông qua cả hai thân cột, bản ngăn truyền nén bằng tựa trực tiếp khi hai cột khác kích thước.

Loại tựa và không tựa

Có hai loại. Ở mối nối tựa, đầu cột được gia công (cắt vuông góc) để nén truyền bằng tựa trực tiếp - qua bản ngăn khi cột trên và dưới khác kích thước. Khi đó bản phủ chỉ cần chịu phần kéo phát sinh (do mô men), giữ thân cột thẳng hàng và đảm bảo lực neo. Đây là loại đơn giản, kinh tế và phổ biến nhất. Ở mối nối không tựa có khe vật lý và bản phủ cùng bu lông chịu toàn bộ lực dọc và mô men - kiểm tra nén (kèm mất ổn định bản cánh) và kéo.

Khung kiểm tra (loại tựa)

Kiểm traPhương trình chi phốiTham chiếu
Kiểm tra phát sinh kéoMEd>NEd,G h2⇒NEd=MEdh−NEd,G2M_{Ed} > \dfrac{N_{Ed,G}\,h}{2} \Rightarrow N_{Ed} = \dfrac{M_{Ed}}{h} - \dfrac{N_{Ed,G}}{2}SCI P358 Ck2
Bản phủ cánhNt,Rd=min⁡(Npl,Rd; Nu,Rd; Nbt,Rd)N_{t,Rd} = \min(N_{pl,Rd};\ N_{u,Rd};\ N_{bt,Rd})SCI P358 Ck3
Nhóm bu lông cánhFRd,fp=n min⁡(βpβLFFv,Rd; Fb,Rd)F_{Rd,fp} = n\,\min(\beta_p\beta_{LF}F_{v,Rd};\ F_{b,Rd})SCI P358 Ck4
Khả năng tối thiểu0.25NEd≤NRd=2AfpfyγM00.25 N_{Ed} \le N_{Rd} = \dfrac{2 A_{fp} f_y}{\gamma_{M0}}SCI P358 Ck5
NeoNEd=NEd,u2N_{Ed} = \dfrac{N_{Ed,u}}{2}SCI P358 Ck6

Có phát sinh kéo không?

Câu hỏi then chốt cho mối nối tựa là liệu mô men có thắng được lực nén thường xuyên và làm phát sinh kéo qua một cánh hay không. Kéo chỉ phát sinh nếu

MEd>NEd,G h2M_{Ed} > \dfrac{N_{Ed,G}\,h}{2}

trong đó NEd,GN_{Ed,G} là lực dọc từ tác động thường xuyên và hh là (an toàn) chiều cao cột nhỏ hơn. Nếu có, bản phủ cánh và bu lông phải chịu lực kéo NEd=MEd/h−NEd,G/2N_{Ed} = M_{Ed}/h - N_{Ed,G}/2. Khi lực kéo này gây ứng suất ở cánh cột trên vượt 10% cường độ thiết kế, cần dùng bu lông ứng suất trước; ngược lại bu lông thường trong lỗ tiêu chuẩn là đủ.

Bản phủ cánh và bu lông

Khi có kéo, bản phủ cánh được kiểm tra chảy dẻo tiết diện nguyên, đứt tiết diện thực và cắt khối (các số hạng tiết diện thực dùng γM2,net=1.1\gamma_{M2,net} = 1.1, không phải hệ số bu lông), và nhóm bu lông được kiểm tra cắt và ép mặt kèm hệ số đệm βp=9d/(8d+3tpa)\beta_p = 9d/(8d + 3t_{pa}) và, với mối nối dài, βLF\beta_{LF}.

Khả năng tối thiểu - quy tắc 25%

Ngay cả khi không phát sinh kéo, EN 1993-1-8 §6.2.7.1(14) yêu cầu vật liệu mối nối (bản và bu lông) truyền được ít nhất 25% lực nén lớn nhất trong cột, giữ thân cột thẳng hàng:

0.25NEd≤NRd=2Afpfy,fpγM0vaˋ0.25NEd≤2FRd,fp0.25 N_{Ed} \le N_{Rd} = \dfrac{2 A_{fp} f_{y,fp}}{\gamma_{M0}} \quad\text{và}\quad 0.25 N_{Ed} \le 2 F_{Rd,fp}

Khác kích thước - bản ngăn

Khi cột trên và dưới khác nhau, một bản ngăn ngang truyền lực tựa (phân tán tải ở góc 45 độ) và các tấm đệm bù phần chênh giữa các mặt cánh. Chiều dày bản ngăn ít nhất bằng

tdp≥(hlc−2tf,lc)−(huc−2tf,uc)2t_{dp} \ge \dfrac{(h_{lc} - 2t_{f,lc}) - (h_{uc} - 2t_{f,uc})}{2}

Không tựa và neo

Câu hỏi thường gặp

Mối nối cột là liên kết bản phủ bắt bu lông nối hai cột để tạo sự liên tục, thường đặt ngay trên cao độ sàn. Nó giữ thân cột trên và dưới thẳng hàng, truyền lực dọc (hầu như luôn là nén), mô men do lệch tâm và lực neo toàn vẹn kết cấu. Mối nối chia cột nhiều tầng thành các đoạn thuận tiện cho chế tạo, vận chuyển và lắp dựng.

Ở mối nối tựa, đầu cột được gia công (cắt vuông góc) để nén truyền bằng tựa trực tiếp - qua bản ngăn khi cột trên và dưới khác kích thước. Bản phủ chỉ chịu phần kéo phát sinh và giữ thân cột thẳng hàng; đây là loại đơn giản và phổ biến nhất. Ở mối nối không tựa có khe vật lý và bản phủ cùng bu lông chịu toàn bộ lực dọc và mô men, nên được kiểm tra cả nén (kèm mất ổn định bản cánh) lẫn kéo.

Theo Eurocode 3 (EN 1993-1-8) cùng SCI P358 §6: trước tiên kiểm tra mô men có phát sinh kéo không (có nếu M_Ed > N_Ed,G·h/2). Nếu có, bản phủ cánh được kiểm tra chảy dẻo nguyên, đứt thực và cắt khối, và nhóm bu lông được kiểm tra cắt và ép mặt (kèm hệ số đệm βp và hệ số mối nối dài βLF). Luôn luôn, mối nối phải truyền được ít nhất 25% lực nén của cột (quy tắc khả năng tối thiểu), và khi áp dụng toàn vẹn kết cấu, các kiểm tra được lặp lại với lực neo.

Kéo phát sinh ở một cánh của mối nối tựa chỉ khi mô men thắng lực nén thường xuyên, tức khi M_Ed > N_Ed,G·h/2 (h an toàn lấy bằng chiều cao cột nhỏ hơn). Bản phủ cánh và bu lông khi đó chịu N_Ed = M_Ed/h − N_Ed,G/2. Nếu lực kéo này gây ứng suất ở cánh cột trên vượt 10% cường độ thiết kế, phải dùng bu lông ứng suất trước (HSFG); ngược lại bu lông thường trong lỗ tiêu chuẩn là đủ.

Khi cột trên và dưới khác kích thước, một bản ngăn ngang được đặt giữa các đầu cột gia công để truyền lực tựa - lực nén phân tán qua nó ở khoảng 45 độ xuống tiết diện dưới lớn hơn. Các tấm đệm bù phần chênh giữa các mặt cánh để bản phủ chạy phẳng. Chiều dày bản ngăn ít nhất bằng [(h_lc − 2t_f,lc) − (h_uc − 2t_f,uc)] / 2.

Sẵn sàng kiểm tra mối nối? Chạy toàn bộ kiểm tra EN 1993-1-8 / SCI P358 cho mối nối cột loại tựa hoặc không tựa trên mô hình 3D, với các bước suy diễn chi tiết cho mọi kiểm tra.

🔗Mở tool tính mối nối cột tương tác→
Đánh giá
Chưa có đánh giá
Đăng nhập để tham gia thảo luận.
Đang tải…