Tính cột thép chịu nén lệch tâm

20/12/2021
quantri

Excel tính toán cột thép chịu nén đúng tâm theo đúng với TCVN dễ sử dụng, dễ hiểu.

Tính toán kết cấu của các cấu kiện trong xây dựng luôn là một công việc đòi hỏi độ chính xác rất cao và rất nhiều thời gian. Khi tính toán bằng tay có thể dẫn đến các lỗi cơ bản nhất như là viết nhầm, tính nhầm hoặc có thể là sai công thức. Hiểu được tâm lý đó thì chúng tôi đã tìm hiểu và thu thập được các file excel chuyên dụng để tính toán các kết cấu trong xây dựng nhanh và chuẩn xác nhất. Theo tiếp tục về chuyên mục các bảng tính excel thì hôm nay mình xin chia sẻ cho các bạn một “Excel tính toán cột thép chịu nén đúng tâm” chuẩn xác nhất lấy theo các tiêu chuẩn đúng với TCVN như Tiêu chuẩn quốc qua TCVN 5575 : 2012 Kết cấu thép mà đã được chúng mình chia sẻ. Nào mình cùng tìm hiểu rõ hơn dưới đây nhé:

Hướng dẫn sử dụng excel

1. Điền thống số đầu vào để tính toán.

Các bạn cần điền đầy đủ chính xác các thông số cần thiết là các chữ màu đỏ trong bảng excel trên là các đại lượng:

Mác của Thép: (Hình trên là CCT34)
Nội lực tính toán trong cột (Lực dọc N và lực ngang V) theo đơn vị KN
Hệ số phụ thuộc điều kiện làm việc của cột: γc
Đặc trưng hình học của tiết diện cốt: h x bf x tw x tf
Chiều dài tính toán theo 2 phương của cột: Lx, Ly (cm)

2. Xác định các đặc trưng hình học tiết diện

Sai khi các bạn điền thông số đầy đủ excel sẽ tính toán theo đúng các công thức đã được học trong quá trình học tập và được các thông số:

Diện tích tiết diện, bản cánh, bản bụng: A, Aw, Af.
Mô men quán tính chính trung tâm: Ix, Iy
Mô men kháng uốn Wx
Mô men tĩnh Sf, SX.
Bán kính quán tính: ix, iy.
Và cuối cùng là độ mảnh λ

3. Kiểm tra tiết diện theo điều kiện bền.

Vận dụng đúng theo công thức tiêu chuẩn thì kiếm tra được khả băng chịu né và khả năng chịu cắt.

Công thức kiểm tra khả năng chịu nén: σ = N/A <= f.γc

Công thức kiểm tra khả năng chịu cắt: τmax = (V.Sx) / (Ix.tw) <= fv.γc

Các số liệu đều được nhập sẵn và sẽ ra được các kết quả và kiểm tra nếu thoả mãn sẽ hiện “Đảm bảo” còn không sẽ hiện “Không đảm bảo”.

4. Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể.

Theo đúng công thức của TCVN thì để kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể phải thoả mãn công thức:

N / (φ.A) ≤ f.γc

Với φ phụ thuộc vào độ mảnh theo bảng D.8 phụ lục D đã được chèn vào tab Data ở bảng excel

5. Kiểm tra điều kiện độ mảnh.

Kiểm tra điều kiện độ mảnh

Kiểm tra điều kiện này theo công thức:

λmax ≤ [λ] = 180 – 60.α , với α = N / (φ.A.f.γc) và λmax = (λx, λy)

Trong đó hệ số α được xác định theo bảng 25 trong excel

Bảng 25 – Độ mảnh giới hạn của các thanh chịu nén

6. Kiểm tra điều kiện ổn định cục bộ

Điều kiện này kiểm tra theo 2 mục:

Kiểm tra điều kiện ổn định cục bộ bản cánh theo công thức: bo / tf ≤ [bo / tf], với bo = (b – tw)/2

khi mà 0,8 < λ < 4 thì [bo / tf] không được lớn hơn các giá trị trong bảng 35 trong excel

Khi mà 0,8 > λ hoặc λ > 4 thì các công thức trong bản trên tương ứng với λ = 0,8 hoặc λ = 4.

Kiểm tra điều kiện ổn định cục bộ bản cánh theo công thức: hw / tw ≤ [hw / tw], với hw = h – 2.tf

Đối với tiết diện chữ I thì [hw / tw] không được lớn hơn các giá trị xác định theo công thức trong bảng 33:

7. Điều kiện bố trí sườn ngang

Theo tiêu chuẩn về kết cấu thép thì, khi bản bung của cột đặc có hw/tw ≥ 2,3√(E/f) thì chúng ta phải gia cường bằng các sườn cứng ngang đặt cách nhau 2,5.hw đến 3.hw. Kích thước sườn ngang lấy theo TCVN 5575:2012

Khi bố đối sứng, chiều rộng sường bs ≥ hw/30 + 4 cm
Khi bố trí 1 bên thì bs ≥ hw/24 + 5 cm
Chiều dày sườn là ts ≥ 2.bs.√(f/E)

8. Kiểm tra đường hàn liên kết bản cánh với bản bụng

Công thức để kiểm tra điều kiện này là: hf ≥ hf,yc = V.Sf / (2.(β.fw)min.Ix.γc)

Trong đó:

hf: chiều cao của đường hàn liên kết bản cánh và bản bụng
hf,yc: chiều cao đường hàn cần đạt được
Sf: M tĩnh một bản cánh với trục X-X
(β.fw)min = min(βf.fwf,βs.fws): Cường độ tính toán đường hàn
βf, βs: Hệ số độ sâu nóng chảy của đường hàn
fwf, fws: Cường độ tính toán chịu cắt của thép và thép đường hàn cơ bản trên biên nóng chảy

Bảng tra hệ số độ sâu nóng chảy của đường hàn là bảng 37 trong excel

Đến đây là đã hết các bước làm để kiếm tra và tính toán sức chịu nén đúng tâm của cột thép mà có thể sẽ rất nhiều các bạn sinh viên cần thiết. Để có thể sở hữu trọn vẹn bản chuẩn hãy tải ở link duy nhất dưới đây nhé: