Lý thuyết thiết kế tiết diện rỗng - CHS, SHS, RHS (Eurocode 3)

Tiết diện kín và xoắn

Một tiết diện kín (rỗng) cứng hơn rất nhiều khi xoắn so với một tiết diện hở cùng kích thước - gấp nhiều bậc độ lớn. Điều này khiến tiết diện rỗng là lựa chọn tự nhiên ở bất cứ đâu xoắn hoặc tải hai phương quan trọng, và nghĩa là mất ổn định xoắn ngang hiếm khi tới hạn với chúng.

Hiệu năng chịu nén

Tiết diện rỗng vuông và tròn có bán kính quán tính bằng (hoặc gần bằng) quanh cả hai trục, nên không có trục yếu - khả năng chịu mất ổn định như nhau theo mọi hướng. Kết hợp với độ cứng xoắn cao của chúng, điều này khiến SHS/CHS là các cột rất hiệu quả, và chúng được dùng rộng rãi về mặt kiến trúc vì vẻ ngoài sạch sẽ.

Cán nóng và tạo hình nguội

Tiết diện rỗng cán nóng (EN 10210) có đặc trưng đồng nhất và hình học góc sắc nét hơn; tạo hình nguội (EN 10219) được tạo hình ở nhiệt độ thường, với góc bo tròn hơn, biến cứng do gia công và các tham số thiết kế hơi khác. Tool liệt kê cả hai - kiểm tra tiêu chuẩn nào dự án quy định.

Nén kết hợp uốn (tương tác)

Dầm-cột tiết diện rỗng được kiểm tra bằng tương tác tiết diện (§6.2.9), nơi lực dọc $n=N_{Ed}/N_{pl,Rd}$ giảm khả năng chịu mô men còn $M_{N,Rd}$, và kiểm tra ổn định cấu kiện (§6.3.3). Cả hai Biểu thức (6.61) và (6.62) phải được thỏa mãn:

Vì tiết diện kín không nhạy với biến dạng xoắn, các hệ số Phụ lục B lấy dạng Bảng B.1 đơn giản hơn ($k_{zy}=0.6\,k_{yy}$), và dạng $k_{zz}$ cho RHS dùng $C_{mz}\,[1+(\bar\lambda_z-0.2)\,n_z]$ thay vì biểu thức của tiết diện chữ I. Với SHS và CHS không có mất ổn định xoắn ngang, nên $M_{b,Rd}=M_{c,Rd}$ trong các phương trình trên. Ví dụ tính toán đánh giá các hệ số và cả hai biểu thức cho một tiết diện đại diện.