Hiệu ứng bậc hai trong RCS application

Thiết kế cấu kiện chịu nén có thể là một nhiệm vụ phức tạp, đòi hỏi phải xem xét nhiều yếu tố và thông số. Đặc biệt, các sai lệch hình học và hiệu ứng bậc hai có thể có tác động đáng kể đến nội lực thiết kế, và phải được tính đến để đảm bảo kết cấu an toàn và hiệu quả.

Hai phương pháp được tích hợp trong ứng dụng:

• Độ cứng danh nghĩa
• Độ cong danh nghĩa

Cả hai đều theo EN 1992-1-1 điều 5.8.7 và 5.7.8. Loại cấu kiện phải được đặt là Compression Member để truy cập chức năng này. 

Để biết thêm thông tin về các loại cấu kiện có thể đặt trong ứng dụng, xem bài viết Loại tiết diện và cấu kiện trong RCS application. 

Sau khi đã tạo, tải và bố trí cốt thép cho tiết diện, vào Navigator -> Design Member và chọn Imperfections, 2nd order. Tại đây bạn có thể đặt chiều dài tính toán và tất cả các thông số cần thiết để tính toán nội lực thiết kế. 

Chiều dài tính toán có thể được tính tự động theo các liên kết đầu vuông góc với trục "y" hoặc trục "z". Điều này được thực hiện theo EN 1992-1-1 Hình 5.7, trong đó l₀ là Chiều dài của cấu kiện chịu nén trong ứng dụng.

Hoặc, nếu bạn đã biết chiều dài tính toán, bạn có thể nhập trực tiếp dưới dạng User input. 

Nếu bạn chọn Effect of imperfections and 2'nd order là Calculated, bạn sẽ phải đặt các thông số cho sai lệch hình học và hiệu ứng bậc hai trong bảng. 

Hãy cùng xem qua các cài đặt và tìm hiểu về chúng.

Sai lệch hình học

Sai lệch hình học được tính theo EN 1992-1-1 điều 5.2.

Trước tiên, bạn phải quyết định xem muốn áp dụng sai lệch chỉ cho ULS hay SLS hay cho cả ULS và SLS. 

Lưu ý rằng đối với SLS chỉ áp dụng sai lệch e_i. Không cần áp dụng độ lệch tâm e₂ do hiệu ứng bậc hai cho SLS theo tiêu chuẩn. 

Sau khi chọn tổ hợp tương ứng, bạn phải đặt ô gọi là Effect considered. Có hai tùy chọn cho chức năng này: 

• Cấu kiện đơn lẻ 
• Hệ giằng

Bạn có thể tìm giải thích trong EN 1992-1-1 5.2(6). 

Theo đoạn của tiêu chuẩn, các thông số cho Cấu kiện đơn lẻ như sau:

l (chiều dài) = chiều dài thực của cấu kiện

m (số cấu kiện đứng) = 1

Các thông số cho Hệ giằng là:

l = chiều cao công trình

m = số cấu kiện đứng tham gia vào lực ngang tác dụng lên hệ giằng theo cả hai phương

Một cài đặt quan trọng khác là Phương của sai lệch. Có ba tùy chọn: 

1. From code setting

Điều này có nghĩa là tùy chọn được đặt trong cài đặt tiêu chuẩn sẽ được sử dụng để tính toán.

2. Moment resultant

M_i,Ed,y/z = N_Ed * e_i,y/z    

trong đó: 

N_Ed là lực dọc thiết kế

e_i,y/z là sai lệch hình học

M_i,Ed,y/z là mô men uốn gây ra bởi sai lệch

M_i,Ed,y = M_0,y + M_i,Ed,y/z * cos (α)    

trong đó: 

M_0,y là mô men uốn bậc nhất quanh trục "z"

α là góc được thể hiện trong hình dưới đây

M_i,Ed,y là mô men uốn bậc nhất quanh trục "z", bao gồm hiệu ứng của sai lệch

• Đọc bài viết sau để tìm hiểu Cách tính độ lệch tâm bậc nhất tổng hợp trên cấu kiện chịu nén

3. Bigger slenderness 

Tùy chọn này áp dụng toàn bộ sai lệch hình học theo phương có độ mảnh lớn hơn. Ví dụ, chỉ M_i,Ed,y sẽ được xét cho tiết diện thể hiện trong hình dưới đây.

Hiệu ứng bậc hai

Ở phần dưới của bảng, bạn có thể đặt phân tích hiệu ứng bậc hai. Trước khi chọn phương pháp tính toán, cần biết cấu kiện của bạn có được giằng hay không và theo phương nào.

Cài đặt này ảnh hưởng đến việc tính toán tiêu chí độ mảnh cho cấu kiện đơn lẻ theo EN 1992-1-1 điều 5.8.3.1 (1). 

Để tính hệ số tỷ số mô men r_m, bạn cần đặt các mô men đầu cấu kiện bậc nhất M₀₁ và M₀₂. Điều này có thể thực hiện trong Navigator -> Second Order Effect.

Hai phương pháp phân tích được tích hợp trong phần mềm: 

• Độ cứng danh nghĩa
• Độ cong danh nghĩa

Độ cứng danh nghĩa

Đối với độ cứng danh nghĩa, bạn phải xác định hệ số c₀. Mô tả có thể tìm thấy trong EN 1992-1-1 điều 5.8.7.2 (2)(3).

Tất cả các kết quả trung gian có thể xem trong Navigator -> Second Order Effect. Kết quả cuối cùng là mô men thiết kế quanh trục "y" và "z" tương ứng.

Độ cong danh nghĩa

Đối với độ cong danh nghĩa, bạn phải đặt hệ số c. Mô tả có thể tìm thấy trong EN 1992-1-1 điều 5.8.8.2 (3)(4).

Tương tự như phương pháp trước, tất cả các kết quả trung gian có thể xem trong Navigator -> Second Order Effect. Kết quả cuối cùng là mô men thiết kế quanh trục "y" và "z" tương ứng.

Lưu ý rằng đối với kiểm tra SLS, giả thiết M_Ed = M_0Ed là hợp lệ. Điều này có nghĩa là không có hiệu ứng bậc hai nào được đưa vào cho SLS. Tức là, chỉ có sai lệch hình học được tính đến.

Uốn hai phương

Không cần kiểm tra thêm nếu các tỷ số độ mảnh thỏa mãn hai điều kiện được tô sáng trong hình dưới đây.

Tức là, ứng dụng sẽ không xét mô men M_2,y/z nếu các điều kiện kiểm tra được thỏa mãn.