Tool thiết kế liên kết dầm bản mã

Tool kiểm tra những gì

Liên kết bản mã đơn là liên kết chịu cắt đơn giản giữa dầm với cột hoặc dầm với dầm: một bản thép hàn vào cấu kiện đỡ và bắt bu lông vào bụng dầm được đỡ. Tool này kiểm tra mọi dạng phá hoại mà EN 1993-1-8 yêu cầu và báo dạng chi phối - nhóm bu lông chịu cắt kể cả hiệu ứng lệch tâm, ép mặt bu lông lên cả bản mã và bụng dầm, bản mã chịu cắt nguyên, cắt trên tiết diện thực, xé khối và chịu uốn, bụng dầm chịu cắt và tương tác, mối hàn vào cấu kiện đỡ, và cắt thủng cánh cấu kiện đỡ.

Bản mã đơn được xem là liên kết khớp danh nghĩa, nhưng hàng bu lông nằm cách mặt cấu kiện đỡ một đoạn lệch tâm, nên nhóm bu lông chịu cả mô men lẫn lực cắt. Chính độ lệch tâm đó làm việc kiểm tra bản mã đơn phức tạp hơn tra bảng sức chịu bu lông, và cũng là lý do nhóm bu lông rất thường chi phối.

Dạng nào chi phối, và vì sao thường là bu lông

Chạy tool với ví dụ trong Design Guide đã công bố cho các sức kháng sau, và quy luật này điển hình cho bản mã đơn thực tế:

Nhóm bu lông chịu cắt (kể lệch tâm)

172,4 kN - CHI PHỐI

Nhóm bu lông chịu ép mặt

214,7 kN

Bụng dầm, tương tác cắt

327,2 kN

Bản mã chịu uốn

464,7 kN

Bản mã, xé khối

508,9 kN

Bản mã, cắt tiết diện thực

565,8 kN

Bản mã, cắt tiết diện nguyên

581,0 kN

Cấu kiện đỡ, cắt cục bộ

796,9 kN

Nhóm bu lông chi phối ở 172,4 kN, chỉ bằng khoảng một phần ba các sức kháng của bản mã. Sức chịu cắt của một bu lông là 94,1 kN, nhưng cả nhóm không cho bội số đơn giản của giá trị đó: hệ số giảm do lệch tâm ra 0,51, tức gần như giảm một nửa hiệu quả của nhóm. Hệ số đó chính là lý do bản mã đơn được định cỡ theo bu lông.

Hệ quả thực tế là tăng chiều dày bản hiếm khi cứu được một bản mã đơn không đạt. Thêm một hàng bu lông, hoặc giảm độ lệch tâm bằng cách đưa hàng bu lông gần cấu kiện đỡ hơn, mới là cách làm thay đổi giá trị chi phối.

Cấu tạo mà các bước kiểm tra phụ thuộc vào

Bản mã đơn chỉ làm việc như khớp nếu nó xoay được. Bản phải đủ ngắn và nhóm bu lông đủ gọn để liên kết nhả mô men thay vì hút mô men về, và tool phân loại bản là ngắn hay dài vì bản mã dài cần thêm một bước kiểm tra mất ổn định uốn xoắn mà bản ngắn không cần.

Khoảng cách tới đầu và tới mép quyết định trực tiếp sức kháng ép mặt và xé khối - tool nhận e1 và e2 trên cả bản mã lẫn bụng dầm, và bộ nhỏ hơn trong hai sẽ chi phối ép mặt. Cánh của cấu kiện đỡ cũng cần kiểm tra cắt thủng: nếu bản dày hơn giới hạn cắt thủng thì mối hàn có thể xé rách cánh thay vì liên kết phá hoại theo dạng dẻo.

Tra công thức

Cắt bu lông mỗi mặt

$F_{v,Rd} = \dfrac{\alpha_v f_{ub} A_s}{\gamma_{M2}}$

Nhóm bu lông kể lệch tâm

$V_{Rd} = \dfrac{n\,F_{v,Rd}}{\sqrt{(1+\alpha n)^2 + (\beta n)^2}}$

Ép mặt

$F_{b,Rd} = \dfrac{k_1 \alpha_b f_u d t}{\gamma_{M2}}$

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

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

Giới hạn cắt thủng cấu kiện đỡ

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

Giả thiết và giới hạn

Liên kết được xem là khớp danh nghĩa, chịu lực cắt cộng mô men do lệch tâm của hàng bu lông. Đây không phải liên kết chịu mô men và tool không kiểm tra độ cứng chống xoay hay phân loại nút - nếu phân tích khung giả thiết nút khớp thì cấu tạo phải cho phép xoay đúng như phân tích ngụ ý.

Cấu kiện đỡ được giả thiết tự nó đã đủ khả năng: tool kiểm tra cắt cục bộ và cắt thủng cánh của cấu kiện đỡ nhưng không kiểm tra toàn bộ cột, không kiểm tra cắt panel bụng, không kiểm tra sườn gia cường. Dầm được đỡ chỉ kiểm tra tại vị trí liên kết, không kiểm tra uốn hay mất ổn định uốn xoắn của bản thân dầm.

Kết quả cho tình huống thiết kế tĩnh lâu dài với bu lông không xiết trước trong lỗ khe hở thường. Mỏi, chịu lửa, cấu tạo kháng chấn và liên kết chống trượt nằm ngoài phạm vi.

Câu hỏi thường gặp (FAQ)