Bảng tra khả năng chịu lực của thép hình chuẩn, mới nhất

Trong ngành xây dựng và kết cấu thép, việc tính toán chính xác khả năng chịu lực của thép hình là yếu tố then chốt quyết định độ an toàn và hiệu quả của công trình. Bảng tra khả năng chịu lực không chỉ giúp kỹ sư tiết kiệm thời gian tính toán mà còn đảm bảo độ chính xác cao trong thiết kế. Bài viết này sẽ cung cấp cho bạn những thông tin mới nhất về bảng tra khả năng chịu lực thép hình chuẩn, mới nhất kèm theo hướng dẫn chi tiết cách tính toán và các yếu tố ảnh hưởng. Hãy cùng khám phá để nắm vững kiến thức quan trọng này!

Cập nhật bảng tra khả năng chịu lực của thép hình chuẩn

Tiêu chuẩn áp dụng hiện tại

Theo các quy định mới nhất, bảng tra khả năng chịu lực thép hình được xây dựng dựa trên tiêu chuẩn TCVN 5575:2018 và AISC 360-16. Những tiêu chuẩn này đã được cập nhật để phù hợp với công nghệ sản xuất thép hiện đại và yêu cầu an toàn ngày càng cao.

Các loại thép hình phổ biến

Thép hình I (Dầm I):

• Chiều cao từ 100mm đến 900mm
• Khả năng chịu moment uốn cao
• Phù hợp cho dầm chính, dầm phụ

Thép hình H (Dầm H):

• Tiết diện đối xứng cả hai phương
• Chịu lực nén và uốn tốt
• Thường dùng làm cột

Thép hình U (Thép U):

• Tiết diện hở một phía
• Khả năng chịu cắt tốt
• Dùng cho kết cấu phụ

Thép hình V (Thép  ):

• Hai cánh vuông góc
• Linh hoạt trong ứng dụng
• Giá thành hợp lý

Ngoài ra, hiện nay các công trình lớn thường ưu tiên sử dụng thép hình posco do sản phẩm của Posco có chất lượng ổn định, đáp ứng tiêu chuẩn quốc tế về độ bền và khả năng chịu lực.

Bảng tra chuẩn theo kích thước

Mỗi loại thép hình có bảng tra riêng với các thông số:

• Kích thước tiết diện (mm)
• Khối lượng riêng (kg/m)
• Moment kháng uốn Wx, Wy (cm³)
• Moment quán tính Ix, Iy (cm⁴)
• Bán kính quán tính ix, iy (cm)
• Khả năng chịu lực nén N (kN)
• Khả năng chịu moment M (kN.m)

Cập nhật theo vùng khí hậu

Đặc biệt, các bảng tra mới đã tính đến yếu tố khí hậu nhiệt đới ẩm ướt của Việt Nam. Hệ số an toàn được điều chỉnh phù hợp với điều kiện môi trường ăn mòn cao và biến động nhiệt độ lớn.

Cách tính khả năng chịu lực của thép hình

Xác định các thông số đầu vào

Trước khi tính toán, cần thu thập đầy đủ các thông số:

Tải trọng tác dụng:

• Tĩnh tải (trọng lượng bản thân kết cấu)
• Hoạt tải (người, thiết bị, gió, động đất)
• Tải trọng đặc biệt (nếu có)

Điều kiện làm việc:

• Nhiệt độ môi trường
• Độ ẩm không khí
• Môi trường ăn mòn
• Tần suất tải trọng

Vật liệu thép:

• Cấp độ bền (CT3, CT5, S235, S355…)
• Giới hạn chảy fy
• Giới hạn bền fu
• Modun đàn hồi E

Xác định hình học tiết diện

Việc xác định chính xác hình học tiết diện là bước quan trọng:

Diện tích tiết diện A: Tính toán dựa trên bản vẽ kỹ thuật hoặc tra bảng chuẩn.

Moment quán tính I:

• Ix: moment quán tính quanh trục x
• Iy: moment quán tính quanh trục y

Moment kháng uốn W:

• Wx = Ix/ymax
• Wy = Iy/xmax

Bán kính quán tính i:

• ix = √(Ix/A)
• iy = √(Iy/A)

Kiểm tra bền tiết diện

Điều kiện bền tiết diện được kiểm tra theo công thức:

• Với lực nén đúng tâm: σ = N/A ≤ [σ]
• Với moment uốn: σ = M/W ≤ [σ]
• Với tổ hợp nén và uốn: σ = N/A + M/W ≤ [σ]

Trong đó [σ] là ứng suất cho phép, phụ thuộc vào cấp thép và hệ số an toàn.

Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể

Ổn định tổng thể đảm bảo cấu kiện không bị mất ổn định dạng Euler:

• Độ mảnh: λ = l/i
• Hệ số ổn định φ: Tra bảng hoặc tính theo công thức phụ thuộc λ và cấp thép.
• Điều kiện ổn định: N ≤ φ × A × fy

Kiểm tra điều kiện độ mảnh

Độ mảnh phải nằm trong giới hạn cho phép:

• Với thanh nén: λ ≤ [λ] = 120÷150 (tùy loại kết cấu)
• Với thanh kéo: λ ≤ [λ] = 200÷400
• Với dầm: λ ≤ [λ] = 200÷250

Kiểm tra điều kiện ổn định cục bộ

Ổn định cục bộ đảm bảo các bản cánh và bản bụng không bị nhăn:

• Tỷ số b/t của bản cánh: Phải thỏa mãn điều kiện giới hạn theo tiêu chuẩn.
• Tỷ số h/tw của bản bụng: Kiểm tra theo ứng suất tác dụng và cấp thép.

Điều kiện thỏa mãn điều kiện ổn định cục bộ bản bụng

Đối với bản bụng của thép hình I và H, cần kiểm tra đặc biệt:

• Ổn định bản bụng dưới ứng suất nén: hw/tw ≤ 1.2√(E/fy)
• Ổn định bản bụng dưới ứng suất cắt: hw/tw ≤ 1.37√(E/fy)
• Với ứng suất tổ hợp: Áp dụng công thức phức tạp hơn, tính đến tương tác giữa các ứng suất.

Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chịu lực của thép hình

Yếu tố vật liệu

• Cấp độ bền thép: Thép cấp cao có khả năng chịu lực lớn hơn nhưng giá thành cao và yêu cầu thi công chính xác.
• Chất lượng hàn: Mối hàn kém chất lượng có thể giảm 20-30% khả năng chịu lực so với thiết kế.
• Độ đồng nhất vật liệu: Thép có độ đồng nhất cao sẽ có khả năng chịu lực ổn định và đáng tin cậy.

Yếu tố hình học

• Tỷ lệ kích thước: Thanh quá mảnh dễ mất ổn định, thanh quá thô không kinh tế.
• Chiều dài làm việc: Chiều dài tự do càng lớn, khả năng chịu lực nén càng giảm.
• Liên kết đầu: Liên kết ngàm có khả năng chịu lực cao hơn liên kết khớp.

Yếu tố môi trường

• Nhiệt độ: Nhiệt độ cao làm giảm giới hạn chảy, nhiệt độ thấp làm thép giòn.
• Độ ẩm: Môi trường ẩm ướt tăng tốc độ ăn mòn, giảm tiết diện làm việc.
• Hóa chất: Môi trường axit, bazơ có thể ăn mòn thép nghiêm trọng.

Yếu tố thi công

• Độ chính xác lắp dựng: Sai lệch về hình học làm giảm khả năng chịu lực đáng kể.
• Chất lượng bề mặt: Bề mặt thô ráp tạo điểm tập trung ứng suất.
• Phương pháp vận chuyển: Vận chuyển không đúng cách có thể gây biến dạng ban đầu.

Yếu tố sử dụng

• Tính chất tải trọng: Tải trọng động có tác động xấu hơn tải trọng tĩnh.
• Tần suất tải trọng: Tải trọng lặp có thể gây mỏi vật liệu.
• Thời gian sử dụng: Thời gian càng dài, khả năng chịu lực có thể giảm do ăn mòn và mỏi.

Việc nắm vững bảng tra khả năng chịu lực thép hình và phương pháp tính toán là điều cần thiết cho mọi kỹ sư kết cấu. Sử dụng đúng các bảng tra chuẩn không chỉ đảm bảo an toàn công trình mà còn tối ưu hóa chi phí và thời gian thiết kế.

Trong thực tế, ngoài việc tra bảng, kỹ sư cần kết hợp kinh nghiệm và hiểu biết sâu về các yếu tố ảnh hưởng để đưa ra quyết định thiết kế phù hợp. Việc cập nhật thường xuyên kiến thức về tiêu chuẩn mới và công nghệ thép tiên tiến cũng vô cùng quan trọng.

Hy vọng bài viết đã cung cấp cho bạn những thông tin hữu ích về bảng tra khả năng chịu lực thép hình chuẩn, mới nhất. Hãy áp dụng những kiến thức này một cách linh hoạt và cẩn thận trong công việc thiết kế của mình!

Thông tin liên hệ Công ty TNHH Sắt Thép Minh Quân:

• Website: https://satthepminhquan.com.vn
• Địa chỉ: 131/12/4A, đường Tân Chánh Hiệp 18, khu phố 8, phường Tân Chánh Hiệp, Quận 12, TP. Hồ Chí Minh, Việt Nam
• Điện thoại: 0968.973.689
• Hotline: 0949.267.789 (Mr. Bình)
• Email: hoadon.satthepminhquan@gmail.com