6.4.3. Cột rỗng

 6.4.3. Cột rỗng

Giống như cột đặc, tiết diện cột lựa chọn có thể đối xứng hoặc không đối xứng. Cột được tính toán với các cặp nội lực mômen là lực dọc nguy hiểm nhất. Tùy thực thế cột có thể chịu một hoặc hai cặp nội lực nguy hiểm (mômen ngược dấu gây nguy hiểm cho mỗi nhánh cột).
Do tính chất làm việc của cột rỗng giống giàn cánh song song (xem chương 7) nên mômen uốn và lực dọc trong cột đều gây nội lực dọc trong nhánh cột. Để tìm nội lực dọc trong nhánh:

Trong đó h0 : khoảng cách trọng tâm hai nhánh cột ; y – khoảng cách từ trọng tâm tiết diện đến trọng tâm nhánh đối diện với nhánh đang xét.

a. Tính toán về bền
Phải tính toán kiểm tra theo điều kiện bền đối với cột rỗng chịu nén lệch tâm khi trên nhánh cột có giảm yếu tiết diện hoặc khi cột có độ lệch tâm tương đối m>20. Việc tính toán này thực hiện riêng cho từng nhánh.
Cột rỗng thanh giằng chịu nén lệch tâm, các nhánh được điểm tra bền như một cột đặc chịu nén đúng tâm với lực dọc N f hoặc N f ,1 , N f ,2 .



Cột rỗng bản giằng chịu nén lệch tâm có mômen uốn quanh trục ảo, các nhánh

được kiểm tra về bền như một cột đặc nén lệch tâm theo công thức với nội lực

b. Tính toán về ổn định
Tính toán với trục ảo: Đối với cột rỗng chịu nén lệch tâm, khi các thanh giằng hoặc bản giằng nằm trong các mặt phẳng song song với các mặt phẳng uốn, kiểm tra ổn định của cả thanh (trong và ngoài mặt phẳng) theo công thức (6.54) , phụ thuộc độ mảnh tương đương qui ước 0 và độ lệch tâm tương đối m:

Trong đó: a là khoảng cách từ trục chính vuông góc với mặt phẳng uốn của tiết diện đến trọng tâm của nhánh chịu nén lớn nhất, nhưng không nhỏ hơn khoảng cách đến trục của bản bụng nhánh;
e= M/N là độ lệch tâm; giá trị của lực dọc N và mômen uốn M ở trong cùng một tổ hợp tải trọng và khi đó M được lấy như sau:
+ Với cột tiết diện không đổi của hệ khung, là mômen lớn nhất trong chiều dài cột;
+ Với cột bậc, là mômen lớn nhất ở đoạn cột có tiết diện không đổi;
+ Với cột dạng công xôn, là mômen ở ngàm nhưng không nhỏ hơn mômen tại tiết diện cách ngàm một đoạn bằng 1/3 chiều dài cột;
Tính toán với trục thực và trục bản thân của nhánh: Đối với trục thực, các nhánh cột xem như làm việc độc lập, vì các thanh giằng hoặc bản giằng và các vách cứng trong cột không đủ độ cứng đảm bảo cột là một khối thống nhất khi làm việc quanh trục thực. Do đó các nhánh cột cần được kiểm tra ổn định như một cột đặc chịu nén đúng tâm hay nén lệch tâm theo trục tiết diện của nó với các chiều dài tính toán tương ứng.
Cột rống thanh giằng, các nhánh được kiểm tra ổn định tổng thể như một cột
đặc chịu nén đúng tâm theo công thức (6.7).
Các nhánh của thanh rỗng chịu nén lệch tâm, có các bản giằng, được kiểm tra ổn định như cấu kiện chịu nén lệch tâm, khi đó phải kể thêm lực nén NM do mômen và sự uốn cục bộ của nhánh do lực cắt thực tế hoặc qui ước (như cánh của giàn không thanh xiên, lực cắt qui ước lấy theo công thức (6.45).

Chú ý lực dọc trong mỗi nhánh cần phải kể thêm lực nén NM do mômen gây ra. Giá trị của NM khi uốn trong mặt phẳng vuông góc với trục y-y (bảng 6.5) như sau: NM = M/b đối với tiết diện loại 1 và 3;
NM = M/2b đối với tiết diện loại 2;
Với tiết diện loại 3 khi uốn trong mặt phẳng vuông góc với trục x-x, NM = 1,16M/b (b là khoảng cách giữa trục các nhánh).