Tính toán Dầm thép hình chữ H, I theo TCVN
Gửi các bạn bảng Excel tính toán, kiểm tra cấu kiện Dầm thép hình (tiết diện đặc chữ H, I). Nội lực tác dụng gồm: Mô men (M), Lực dọc (N), Lực cắt (V).
Download bảng tính: Bảng Excel tính toán Dầm thép hình theo TCVN
+ Lý thuyết tính toán dầm thép hình
1. Các thông số đầu vào
- Vật liệu sử dụng (mác thép)
- Nội lực tính toán (M, N, V)
- Các hệ số
- Kích thước tiết diện Dầm (h x bf x tw x tf)
- Chiều dài tính toán của dầm. Các bạn xem thêm bài viết: Xác định chiều dài tính toán Cột, Dầm thép Nhà công nghiệp
2. Xác định đặc trưng hình học tiết diện
- Diện tích tiết diện A, diện tích bản cánh AW, diện tích bản bụng Af
- Mô men quán tính IX, IY
- Mô men kháng uốn WX
- Mô men tĩnh Sf, SX
- Bán kính quán tính iX, iY
- Độ mảnh λX, λY, …
3. Kiểm tra bền tiết diện
+ Kiểm tra khả năng chịu nén uốn
Công thức kiểm tra: σ = N/A + M/Wx ≤ f.γc
trong đó:
- f: cường độ tính toán của thép
- γc: hệ số phụ thuộc điều kiện làm việc của kết cấu thép
+ Kiểm tra khả năng chịu cắt
Công thức kiểm tra: τmax = (V.SX) / (IX.tw) ≤ fv.γc
trong đó:
- fv: cường độ tính toán chịu cắt của thép
+ Kiểm tra khả năng chịu uốn cắt đồng thời
Công thức kiểm tra:
Với: σ1 = hw.σ / h
τ1 = (V.Sf) / (IX.tw)
trong đó:
- hw : là chiều cao tính toán của bản bụng. hw = h – 2.tf
Download bảng tính: Bảng Excel tính toán Dầm thép hình theo TCVN
4. Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể
a. Xác định các thông số:
+ Độ lệch tâm tương đối: mx = (M.A)/(Wx.N)
+ Độ lệch tâm tính đổi: me = η.mx
Trong đó:
- η: hệ số ảnh hưởng hình dạng tiết diện. Tiết diện đặc (chữ H, I) lấy theo Sơ đồ 5, Bảng D.9, Phụ lục D, TCVN 5575:2012
Với:
- Af: diện tích một bản cánh
- Aw: diện tích bản bụng
Chú ý: Khi dầm chịu kéo (N+) hoặc khi chịu nén (N-) có (me > 20, mx > 20) thì kiểm tra ổn định tổng thể của dầm theo công thức sau: M/(φb.Wx) ≤ f.γc
b. Điều kiện ổn định tổng thể ngoài mặt phẳng uốn
Công thức kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể ngoài mặt phẳng uốn theo mục 7.4.2.4 – TCVN 5575:2012 : N/(c.φy.A) ≤ f.γc
- φy : là hệ số lấy theo mục 7.3.2.1, xem thêm mục 4, bài viết Tính toán cột thép chịu nén đúng tâm theo TCVN để xác định hệ số φy
- c: là hệ số lấy theo mục 7.4.2.5
+ Khi mx ≥ 10: c = 1/(1+mx.φy/φb), với φb là hệ số lấy theo mục 7.2.2.1, xác định theo phụ lục E – TCVN 5575:2012
+ Khi 5 < mx < 10: c = c5.(2 – 0,2.mx) + c10.(0,2.mx – 1)
- c5: được tính theo các công thức của trường hợp mx ≤ 5 với mx = 5
- c10 : được tính theo các công thức của trường hợp mx ≥ 10 với mx = 10
b. Trong mặt phẳng uốn
Công thức kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể trong mặt phẳng uốn theo mục 7.4.2.2 – TCVN 5575:2012 : N/(φe.A) ≤ f.γc
5. Kiểm tra điều kiện độ mảnh
a. Khi dầm chịu nén
Độ mảnh giới hạn của dầm theo Bảng 25 – TCVN 5575-2012:
λmax ≤ [λ] = 180 – 60.α , với α = N / (φ.A.f.γc)
trong đó:
- λmax = (λx, λy)
- φ: là hệ số uốn dọc đã xác định ở mục 4. Giá trị của φ lấy không nhỏ hơn 0,5.
b. Khi dầm chịu kéo
Độ mảnh giới hạn của dầm theo Bảng 26 – TCVN 5575-2012:
λmax ≤ [λ] = 400
Download bảng tính: Bảng Excel tính toán Dầm thép hình theo TCVN
6. Kiểm tra điều kiện ổn định cục bộ
+ Điều kiện ổn định cục bộ bản cánh
Công thức kiểm tra theo mục 7.6.3 – TCVN 5575:2012: bo / tf ≤ [bo / tf]
trong đó:
- bo : là chiều rộng tính toán của bản cánh, bằng khoảng cách từ biên của bản bụng đến mép của bản cánh. bo = (b – tw)/2
- Tỉ số bo/tf không được lớn hơn các giá trị xác định theo các công thức trong Bảng 34:
+ Điều kiện ổn định cục bộ bản bụng
Công thức kiểm tra theo mục 7.6.1 – TCVN 5575:2012: hw / tw ≤ [hw / tw]
trong đó:
- hw : là chiều cao tính toán của bản bụng. hw = h – 2.tf
7. Điều kiện bố trí gia cường sườn ngang khi không thỏa mãn điều kiện ổn định cục bộ bản bụng
Theo mục 7.6.1.1 – TCVN 5575:2012, khi bản bụng của dầm có hw/tw > 3,2√(E/f) thì phải gia cường bằng các sườn cứng ngang đặt cách nhau một khoảng từ 2,0.hw.
Kích thước của các sườn cứng ngang lấy theo mục 7.6.1.1:
- khi bố trí cặp sườn đối xứng, chiều rộng của sườn bs ≥ hw/30 + 40mm
- khi bố trí sườn một bên, chiều rộng của sườn bs ≥ hw/24 + 50mm
- chiều dày của sườn ts ≥ 2.bs.√(f/E)