Bảng tra khả năng chịu lực của thép hình

Thép hình là loại thép được sử dụng rất phổ biến trong ngành xây dựng. Các loại thép hình thông dụng được kể đến là thép hình H, U, I, C, V, L …. Tùy theo cấu trúc của mỗi loại công trình mà lựa chọn thép hình cho phù hợp. Ngoài ra  việc tính toán khả năng chịu lực của thép là vô cùng quan trọng để đảm bảo được sự chắc chắn của công trình. Bài viết hôm nay Thép Hùng Phát sẽ gửi đến các bạn bảng tra khả năng chịu lực của thép hình H, I, U, V cụ thể và chính xác nhất.

– Kí hiệu : Mô men (M), Lực dọc (N), Lực cắt (V)

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.

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

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 ≤ 5: c = β/(1 + α.mx), các hệ số a và b lấy theo bảng 16 – TCVN 5575:2012
+ 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

c. 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

Đối với tiết diện dầm đặc (chữ H, I), hệ số φe được lấy theo Bảng D.10, Phụ lục D, TCVN 5575:2012.

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

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)

Trên đây là 1 số tài liệu tham khảo về cách tính chịu tải của thép hình. Tùy trường hợp thực tế mà các bạn có thể tính ra các kết quả khác nhau.

CÔNG TY CỔ PHẦN THÉP HÙNG PHÁT