Kết cấu thép được cho là một sự lựa chọn lý tưởng cho những công trình hiện nay. Trên thực tế, chúng ta luôn biết rằng kết cấu thép đóng một vai trò quan trọng đến sự bền vững của một công trình. Ngoài ra còn ảnh hưởng đến tài sản và tính mạng con người. Do đó, chủ đầu tư cũng không thể bỏ qua nguyên tắc tính toán kết cấu thép trong bài viết dưới đây.
Thành lập sơ đồ kết cấu công trình nhà kết cấu thép
Trong nguyên tắc tính toán kết cấu thép, sơ đồ kết cấu công trình cần dựa trên những yếu tố cơ bản sau:
- Quy mô công trình: Bao gồm kích thước chính công trình, điều kiện tác dụng của tải trọng, mục đích và niên hạn sử dụng của công trình. Về cơ bản, quy mô công trình được xác định theo yêu cầu sử dụng và bố trí công nghệ;
- Điều kiện nền móng và tác dụng của môi trường;
- Tình hình cung cấp vật tư;
Khi thành lập sơ đồ công trình cần đồng thời dự kiến bố trí tiết diện kết cấu, những nút liên kết chính, điều kiện kỹ thuật, khả năng về chế tạo kết cấu, vận chuyển và dựng lắp công trình.
Mô hình thực tế và mô hình tính toán
Mô hình tính toán là mô hình được lý tưởng hóa dùng để tính toán, phản ánh trạng thái làm việc của kết cấu thép ở thực tế. Theo xu hướng hiện nay, mô hình tính toán cần đạt được những yêu cầu sau:
- Phản ánh được những trạng thái làm việc: khai thác tối đa khả năng chịu lực và trạng thái làm việc an toàn;
- Mô hình cần được đơn giản hóa để thuận lợi cho thiết kế;
Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp
Các giai đoạn tính toán kết cấu thép
Tính toán kết cấu thép sẽ được xác định dựa trên cơ sở sơ đồ đã được vạch ra. Nội dung tính toán bao gồm xác định nội lực, tiết diện của kết cấu, tính toán những chi tiết và liên kết.
Nội dung tính toán sẽ trải qua hai giai đoạn:
Giai đoạn 1: Giả định trước các thông số về tiết diện, độ cứng của kết cấu, bộ phận hoặc chi tiết.
Giai đoạn 2: Xác định nội lực và kiểm tra tiết diện đã giả định, đó là sử dụng lý thuyết tính toán kết cấu thép để kiểm tra sự làm việc của kết cấu và chi tiết theo nhóm trạng thái giới hạn.
Nguyên tắc tính toán kết cấu thép
Kết cấu thép sẽ được tính dựa trên hai nhóm trạng thái giới hạn là khả năng chịu lực và biên dạng
Đối với khả năng chịu lực:
Bao gồm các trạng thái giới hạn về độ bền và ổn định. Khi các vượt quá các giới hạn này thì kết cấu không thể sử dụng được nữa hoặc trường hợp kết cấu bị phá hỏng từ những nguyên nhân trên.
Đối với khả năng biến dạng:
Bao gồm các trạng thái giới hạn của độ võng, góc xoay và các thông số về dao động… được quy định nhằm đảm bảo các công trình hoạt động bình thường.
Tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán
Tải trọng tiêu chuẩn là tải trọng tương ứng với điều kiện sử dụng bình thường của kết cấu thép. Tải trọng tính toán là tải trọng lớn nhất có thể xảy ra trong quá trình sử dụng.
Tải trọng tính toán bằng TÍCH của tải trọng tiêu chuẩn và hệ số vượt tải. Hệ số vượt tải xét đến sự biến động (độ sai lệch ngẫu nhiên) của giá trị tải trọng so với điều kiện sử dụng bình thường.
| Phân loại tải trọng | |||
| Thường xuyên | Tạm thời | ||
| Dài hạn | Ngắn hạn | Đặc biệt | |
| Trọng lượng bản thân của kết cấu, trọng lượng và áp lực đất, lực căng trước… | Trọng lượng thiết bị cố định, trọng lượng vật chứa trong nhà kho… | Áp lực gió, tải trọng của cầu trục, tải trọng khi thi công, tác động nhiệt… | Tác động của động đất, nổ, thiết bị hư hỏng… |
