CivilAxisCivilAxis
/Tools › Steel Section Check
☕ Ủng hộ🌐 Cộng đồng
English

Kiểm tra khả năng chịu lực tiết diện thép theo EN 1993-1-1 - Lý thuyết

Lý thuyết đằng sau Tool: cách phân loại một tiết diện thép cán chữ I hoặc H (Loại 1-4), và cách tính khả năng chịu uốn, mất ổn định xoắn ngang, mất ổn định nén (uốn và xoắn) và cắt theo Eurocode 3, rồi so sánh với nội lực thiết kế để cho ra mức huy động và kết luận ĐẠT/KHÔNG ĐẠT.

🔩Mở Tool kiểm tra tiết diện thép tương tác→

Chạy phương pháp này trong công cụ miễn phí và xuất kết quả ra Excel (.xlsx) hoặc PDF.

Phân loại tiết diện

Mỗi kiểm tra bắt đầu bằng phân loại tiết diện (Loại 1 đến 4) từ tỷ số bề rộng trên chiều dày của cánh chịu nén và bụng, so với giới hạn tỷ lệ theo hệ số vật liệu ε=235/fy\varepsilon = \sqrt{235/f_y}. Loại tiết diện là giá trị bất lợi hơn giữa loại bụng và loại cánh. Loại 1 và 2 đạt mô men dẻo; Loại 3 đạt mô men đàn hồi; Loại 4 mất ổn định cục bộ trước và cần đặc trưng tiết diện hiệu quả (không tính ở đây).

Khả năng chịu lực tiết diện (§6.2)

Khả năng chịu nén, uốn và cắt của tiết diện nguyên:

Npl,Rd=AfyγM0,Mc,Rd=WfyγM0,Vpl,Rd=Avfy3 γM0N_{pl,Rd} = \dfrac{A f_y}{\gamma_{M0}}, \qquad M_{c,Rd} = \dfrac{W f_y}{\gamma_{M0}}, \qquad V_{pl,Rd} = \dfrac{A_v f_y}{\sqrt{3}\,\gamma_{M0}}

với W=WplW = W_{pl} cho Loại 1-2 và W=WelW = W_{el} cho Loại 3, vàAvA_v là diện tích chịu cắt. Theo Phụ lục quốc gia AnhγM0=γM1=1.0\gamma_{M0} = \gamma_{M1} = 1.0.

Mất ổn định xoắn ngang (§6.3.2)

Dầm uốn quanh trục chính và không được giằng ngang có thể mất ổn định sang ngang và xoắn. Mô men khả năng chịu mất ổn định giảm khả năng chịu uốn theo χLT\chi_{LT}:

Mb,Rd=χLT WfyγM1,λˉLT=WfyMcrM_{b,Rd} = \chi_{LT}\, W \dfrac{f_y}{\gamma_{M1}}, \qquad \bar{\lambda}_{LT} = \sqrt{\dfrac{W f_y}{M_{cr}}}

Mô men tới hạn đàn hồi McrM_{cr} phụ thuộc chiều dài không giằng và hệ số biểu đồ mô menC1C_1 (1,00 cho mô men đều, cao hơn với biểu đồ nhọn - 1,13 cho tải phân bố đều, 1,35 cho tải tập trung giữa, tối đa 2,70). Chiều dài không giằng ngắn làm χLT→1.0\chi_{LT} \to 1.0 nên khả năng chịu lực tiết diện chi phối.

Mất ổn định uốn và xoắn (§6.3.1)

Cấu kiện chịu nén mất ổn định quanh trục có khả năng thấp hơn. Hệ số giảm χ\chi theo đường cong mất ổn định của độ mảnh quy đổi λˉ=(Lcr/i)/(93.9 ε)\bar{\lambda} = (L_{cr}/i)/(93.9\,\varepsilon):

Nb,Rd=χ AfyγM1=min⁡(Nb,y,Rd, Nb,z,Rd, Nb,T,Rd)N_{b,Rd} = \chi\, \dfrac{A f_y}{\gamma_{M1}} = \min(N_{b,y,Rd},\ N_{b,z,Rd},\ N_{b,T,Rd})

Mức huy động và kết luận

Mỗi nội lực chia cho khả năng tương ứng cho ra mức huy động; tiết diện đủ khả năng khi mọi mức huy động - và tương tác tuyến tính đồng thời khi có từ hai nội lực trở lên - không vượt quá 1,0.

NEdNpl,Rd+My,EdMc,y,Rd+Mz,EdMc,z,Rd≤1.0\dfrac{N_{Ed}}{N_{pl,Rd}} + \dfrac{M_{y,Ed}}{M_{c,y,Rd}} + \dfrac{M_{z,Ed}}{M_{c,z,Rd}} \le 1.0

Câu hỏi thường gặp

Tiết diện cán chữ I hoặc H trước tiên được phân loại (Loại 1 đến 4) từ độ mảnh của bụng và cánh. Sau đó tính khả năng chịu lực tiết diện: uốn M_c,Rd = W·fy/gM0 (mô đun dẻo cho Loại 1-2 hoặc mô đun đàn hồi cho Loại 3), nén N_pl,Rd = A·fy/gM0, và cắt V_pl,Rd = Av·fy/(căn3·gM0). Nếu có chiều dài cấu kiện, tính thêm khả năng chịu mất ổn định xoắn ngang M_b,Rd và mất ổn định uốn/xoắn N_b,Rd theo các đường cong tương ứng. Mỗi nội lực chia cho khả năng tương ứng cho ra mức huy động, và tiết diện đạt khi mọi mức huy động không vượt quá 1,0.

Phân loại cho biết tiết diện có thể đạt mô men dẻo, chỉ đạt mô men đàn hồi, hay mất ổn định cục bộ trước. Loại 1 hình thành khớp dẻo có khả năng xoay; Loại 2 đạt mô men dẻo nhưng xoay hạn chế; Loại 3 đạt mô men đàn hồi (chảy); Loại 4 mất ổn định cục bộ trước khi chảy và cần đặc trưng tiết diện hiệu quả. Loại tiết diện là giá trị bất lợi hơn giữa loại bụng và loại cánh, mỗi loại xác định từ tỷ số bề rộng trên chiều dày so với giới hạn tỷ lệ theo epsilon = căn(235/fy).

Dầm uốn quanh trục chính có thể mất ổn định sang ngang và xoắn trước khi đạt khả năng chịu uốn trong mặt phẳng - đó là mất ổn định xoắn ngang. Khả năng giảm M_b,Rd = chi_LT·W·fy/gM1 phụ thuộc độ mảnh quy đổi, tăng theo chiều dài không được giằng giữa các điểm giằng ngang. LTB chi phối với dầm dài không được giằng ngang; nhịp ngắn hoặc giằng dày (chiều dài LTB nhỏ) làm chi_LT tiến tới 1,0 nên khả năng chịu uốn tiết diện chi phối. Nhập chiều dài LTB trong Tool để bao gồm kiểm tra này.

Tool tải đúng đặc trưng Blue Book cho tiết diện bạn chọn, nên kiểm tra khi chưa chỉnh sẽ khớp bảng tra. Khi thay đổi một kích thước - chiều cao, bề rộng, chiều dày bụng hoặc cánh, hay bán kính lượn - diện tích, mô men quán tính, mô đun tiết diện, bán kính quán tính, hằng số xoắn và hằng số vênh được tính lại từ hình học (kể cả đoạn lượn chân) để bạn kiểm tra tiết diện chữ I được cắt gọt, tổ hợp hoặc phi tiêu chuẩn không có trong danh mục. Hằng số xoắn được tính gần đúng, chỉ ảnh hưởng đến các kiểm tra mất ổn định.

Tool này áp dụng cho tiết diện cán chữ I và H - dầm phổ thông (UB), cột phổ thông (UC) và cọc chịu tải - với cấp thép S275 và S355, theo BS EN 1993-1-1 với Phụ lục quốc gia Anh (gM0 = gM1 = 1,0). Thép U, tiết diện rỗng và thép góc dùng mô hình khác và chưa được hỗ trợ ở đây.

Sẵn sàng kiểm tra? Chọn UB hoặc UC, chỉnh mọi kích thước, nhập nội lực và nhận phân loại, khả năng chịu lực và mức huy động kèm sơ đồ trực quan.

🔩Mở Tool kiểm tra tiết diện thép tương tác→
Đánh giá
Chưa có đánh giá
Đăng nhập để tham gia thảo luận.
Đang tải…