Tool thiết kế liên kết cột ống thép

Tool kiểm tra những gì

Liên kết dầm vào cột tiết diện ống không giống liên kết vào tiết diện hở. Không có cánh để bắt bu lông xuyên qua và không với tới được mặt sau, nên liên kết thường là bản mã đơn hàn vào thành ống - và bản thân thành ống trở thành một dạng phá hoại vốn không tồn tại với cột chữ I.

Tool này kiểm tra bản mã chịu cắt nguyên, cắt tiết diện thực, xé khối và ép mặt, mối hàn vào ống, thành ống chịu cắt cục bộ và cắt thủng, cùng biến dạng dẻo mặt ống theo quy tắc thiết kế CIDECT. Tool xử lý được cột ống tròn (CHS), vuông (SHS) và chữ nhật (RHS).

Thành ống, chứ không phải bản mã, là dạng phá hoại mới

Chạy tool với ví dụ đã công bố cho các giá trị sau. Hãy để ý chênh lệch độ lớn giữa sức kháng của bản mã và sức kháng của thành ống:

Bản mã, xé khối

516,6 kN

Bản mã, cắt nguyên

525,1 kN

Bản mã, cắt tiết diện thực

572,0 kN

Thành cột, cắt cục bộ

560,1 kN

Biến dạng dẻo mặt ống, N1,Rd

65,3 kN - CHI PHỐI trường hợp lực dọc

Biến dạng dẻo mặt ống, M1,Rd

18,28 kNm

Giới hạn cắt thủng theo chiều dày bản

7,88 mm

Độ mảnh thành cột d/t

43,3

Biến dạng dẻo mặt ống ở 65,3 kN thấp hơn mọi sức kháng của bản mã cả một bậc độ lớn. Đó là kết quả đặc trưng của liên kết tiết diện ống: thành ống bị uốn cục bộ dưới bản mã từ rất lâu trước khi bản mã chảy dẻo, và đó là lý do một cấu tạo hoàn toàn ổn với cột chữ I lại có thể hỏng nặng trên ống có cùng khả năng chịu lực danh nghĩa.

Giới hạn cắt thủng 7,88 mm là cái bẫy còn lại. Nếu bản mã dày hơn giá trị đó, bản có thể đâm thủng thành ống thay vì liên kết chảy dẻo - một dạng phá hoại giòn. Người quen làm tiết diện hở sẽ tự nhiên nghĩ tới tăng chiều dày bản khi kiểm tra không đạt, mà ở đây điều đó làm liên kết tệ hơn chứ không tốt lên.

Độ mảnh thành ống chi phối tất cả

Tỉ số d/t của cột - bằng 43,3 trong ví dụ - là tham số khống chế biến dạng dẻo mặt ống. Ống thành mỏng có sức kháng uốn cục bộ rất nhỏ, nên sức kháng giảm nhanh khi d/t tăng. Tăng gấp đôi chiều dày thành hiệu quả hơn nhiều so với tăng đường kính ống mà giữ nguyên chiều dày.

Các quy tắc CIDECT mà bước kiểm tra mặt ống tuân theo có giới hạn áp dụng về d/t, về tỉ số bề rộng bản mã trên ống, và về vật liệu. Ngoài các khoảng đó thì công thức không áp dụng được và tool báo rõ thay vì ngoại suy - liên kết nằm ngoài phạm vi đã kiểm chứng cần cách tiếp cận khác, thường là bản xuyên hoặc cấu tạo có gia cường.

Tra công thức

Giới hạn cắt thủng theo bản

$t_{p,\max} = \dfrac{f_{u,c}\,d}{1.5\,f_{u,p}}$

Bản mã, cắt nguyên

$V_{Rd,g} = \dfrac{h_p t_p}{1.27}\cdot\dfrac{f_y}{\sqrt3\,\gamma_{M0}}$

Bản mã, cắt tiết diện thực

$V_{Rd,n} = A_{v,net}\dfrac{f_u}{\sqrt3\,\gamma_{M2}}$

Xé khối

$V_{eff,Rd} = \dfrac{f_u A_{nt}}{2\gamma_{M2}} + \dfrac{f_y A_{nv}}{\sqrt3\,\gamma_{M0}}$

Độ mảnh ống chủ

$\gamma = \dfrac{d_0}{2\,t_0}$

Chiều cao tính toán mối hàn góc

$a = \dfrac{s}{\sqrt2}$

Cường độ tính toán mối hàn

$f_{vw,d} = \dfrac{f_u}{\beta_w\,\gamma_{M2}}$

Giả thiết và giới hạn

Biến dạng dẻo mặt ống tuân theo quy tắc thiết kế CIDECT, vốn mang tính thực nghiệm và có giới hạn áp dụng về các tỉ số hình học và về mác thép. Ngoài các giới hạn đó công thức không áp dụng được - tool báo trường hợp thay vì ngoại suy, và liên kết nằm ngoài phạm vi cần bản xuyên, vành gia cường hoặc cấu tạo hoàn toàn khác.

Ống được giả thiết không nhồi. Ống thép nhồi bê tông làm việc rất khác: phần nhồi giằng thành ống và biến dạng dẻo mặt ống gần như biến mất, nhưng đó là bài toán thiết kế liên hợp nằm ngoài tool này. Ứng suất dọc trục và ứng suất uốn trong ống chủ làm giảm sức kháng mặt ống qua một hàm ứng suất ống chủ - hãy kiểm tra xem tải trọng cột trong trường hợp của bạn có đòi hỏi mức chiết giảm đó không.

Tool kiểm tra vùng liên kết. Tool không kiểm tra cột như một cấu kiện, không kiểm tra dầm như một cấu kiện, không kiểm tra mỏi, chịu lửa hay cấu tạo kháng chấn.

Câu hỏi thường gặp (FAQ)