Thiết kế liên kết RFIs – Gia cố liên kết thép hiện hữu

Bài viết này là một phần trong loạt bài "Connection Design RFIs."
Đọc tất cả các bài viết trong loạt bài.

Gia cố – là gì và khi nào

Có nhiều lý do để đánh giá các kết cấu thép hiện hữu. AISC đã mô tả rất rõ những lý do phổ biến nhất trong hội thảo trực tuyến AISC của họ vài năm trước: 

1. Tải trọng tĩnh hoặc hoạt tải thay đổi

   • Mở rộng công trình 
   • Thay đổi công năng sử dụng
   • Thiết bị mới trong công trình
   • Tái cơ cấu khung: mở lỗ mới, tháo dỡ cột
2. Sửa chữa

   • Hư hỏng do hỏa hoạn hoặc va chạm
   • Ăn mòn 
   • Gia cố kháng chấn

Tuy nhiên, trong bài viết này, chúng tôi sẽ tập trung vào cách ứng dụng IDEA StatiCa Connection có thể hỗ trợ đánh giá lại mức độ phù hợp của các liên kết thép hiện hữu trước những thay đổi. 

Quy trình gia cường một liên kết thép bao gồm: tính toán tải trọng mới tác dụng lên liên kết, xem xét vật liệu hiện tại, và tính toán hoặc xác định khả năng chịu lực hiện tại. Kỹ sư phải quyết định cách gia cường liên kết nếu nó không đủ khả năng chịu lực. Một số giải pháp được đề xuất trong AISC Design Guide 15: Rehabilitation and Retrofit (Xuất bản lần 2) có thể là: 

• Thay đinh tán bằng bu lông
• Bổ sung gia cường bằng hàn 
• Bổ sung liên kết gối có sườn tăng cứng bằng hàn/bu lông 
• Bổ sung bản gia cường

Tại sao sử dụng IDEA StatiCa

Trong IDEA StatiCa, có thể thiết kế bất kỳ liên kết nào, bất kể độ phức tạp về hình học, và bạn có thể kiểm tra các giải pháp được AISC khuyến nghị trong mô hình của mình. 

Khả năng chịu lực của liên kết
Chạy phân tích khả năng chịu lực của nút liên kết để xác định khả năng chịu lực tối đa của liên kết với thiết kế hiện tại. Điều này sẽ giúp bạn đánh giá liệu liên kết có thể chịu được tải trọng mới hay không và liệu có cần gia cường hay không. 

Mô hình đinh tán
Điều chỉnh cấp độ bu lông trong IDEA StatiCa để mô phỏng đinh tán trong liên kết hiện tại.

Mô hình tiết diện và vật liệu lịch sử
Điều chỉnh thuộc tính vật liệu để mô hình hóa các vật liệu cũ như ASTM 9. Sử dụng cơ sở dữ liệu tiết diện để chọn các cấu hình như dầm cánh rộng dạng chữ S. 

Bổ sung gia cường bằng hàn
Sử dụng thao tác hàn để thêm mối hàn bất cứ khi nào cần thiết nhằm gia cường liên kết.

Bổ sung liên kết gối
Sử dụng thao tác cấu kiện tăng cứng để thêm tiết diện thép góc nhằm gia cường thiết kế liên kết.

Bổ sung bản tăng cứng vào bất kỳ bộ phận nào của mô hình
Thêm bản để gia cường liên kết gối hoặc bản hàn để gia cường các cấu kiện gần liên kết.

Tóm tắt

IDEA StatiCa là giải pháp linh hoạt cho thiết kế kết cấu mới và hiện hữu. Connection application dễ dàng mô hình hóa và nhanh chóng đánh giá các giải pháp được AISC đề xuất. Nhờ đó, việc gia cố liên kết thép với IDEA StatiCa có thể tiết kiệm hàng giờ tính toán thủ công.