TCVN 5575:2024 về thiết kế kết cấu thép - so sánh điểm mới và hướng dẫn áp dụng

TCVN 5575:2024 về thiết kế kết cấu thép mới nhất sẽ được ban hành trong thời gian tới, chúng có nhiều điểm mới so với TCVN 5575:2012 kết cấu thép - tiêu chuẩn thiết kế hiện hành. Tiêu chuẩn TCVN 5575:2024 được biên soạn dựa trên Tiêu chuẩn cùng tên của Liên bang Nga SP 16.13330.2017, ngoài ra còn bổ sung nhiều nội dung của SP 294.1325800.2017. 

1. Một số điểm mới trong TCVN 5575:2024 về thiết kế kết cấu thép như sau:

- Tiêu chuẩn mới rõ ràng hơn, cụ thể trong phần thuật ngữ điều 3.1.3 có nhiều khái niệm và ký hiệu rõ ràng hơn.

- Tiêu chuẩn mới có đơn vị đo của các đặc trưng hình học, đặc trưng vật liệu, đặc trưng về lực, mô men, ứng suất trong khi tiêu chuẩn cũ không có đơn vị đo.

- Bổ sung thêm về lực bi mô men (B), tọa độ quạt.

- Điều 4.32. khi tính toán kết cấu và liên kết, cần kể đến ba hệ số tin cậy (Hệ số tin cậy về tầm quan trọng liên quan cấp hậu quả công trình, hệ số tin cậy liên quan cường độ tínht oán theo giới hạn bền, hệ số điều kiện làm việc của cấu kiện và liên kết)

- Bổ sung thêm về một số loại thép nước ngoài ở phụ lục M.

- Điều 4.2.7 Phân ra ba cấp cấu kiện phụ thuộc vào trạng thái ứng suất - biến dạng của tiết diện tính toán (cấp 1 - trạng thái đàn hồi của tiết diện, cấp 2 - trạng thái đàn dẻo của tiết diện, cấp 3 - trạng thái dẻo của tiết diện, khớp dẻo quy ước)

- Điều 8.1 Tính toán cấu kiện chịu uốn:

+ Tùy thuộc vào công năng sử dụng và điều kiện sử dụng của kết cấu,

+ Việc tính toán cấu kiện chịu uốn (dầm) cần được thực hiện không kể đến hoặc có kể đến biến dạng dẻo phù hợp với việc phân chia cấu kiện thành ba cấp theo 4.2.7.
+ Dầm cấp 1 được sử dụng cho tất cả các loại tải trọng và được tính toán trong giới hạn biến dạng đàn hồi; các dầm cấp 2 và cấp 3 được sử dụng cho tải trọng tĩnh và được tính toán có kể đến sự phát triển biến dạng dẻo.

+ Dầm đỡ cầu trục cho cầu trục thuộc các nhóm chế độ làm việc từ A1 đến A8 theo TCVN 8590-1:2010 (ISO 4301-1:1986) khi tính toán độ bền cần được xếp vào cấp 1.

+ Dầm hai loại thép cần được xếp vào cấp 2 và được tính toán có kể đến biến dạng dẻo hạn chế trong bản bụng.

+ Giá trị biến dạng dẻo hạn chế cần được xác định tại thời điểm khi ứng suất đạt tới cường độ tính toán fyf trong các bản cánh làm bằng thép có cường độ cao hơn cường độ của thép làm bản bụng.

- Điều 8.4.1 Tính toán ổn định tổng thể của dầm cấp 1 có tiết diện chữ I, cũng như dầm cấp 2 hai loại thép thỏa mãn các yêu cầu trong 8.2.1 và 8.2.8 khi uốn trong hai mặt phẳng chính (và có bi mô men) cần được thực hiện theo các công (69), tức là xuất hiện nội lực bi mô men (B).

+ Trích dẫn từ TCCN 5575:2024 về thiết kế kết cấu thép

" - Khi có tác dụng của các mô men trong hai mặt phẳng chính (và khi có bi mô men) vàKhi có tác dụng đồng thời của mô men và lực cắt trong bản bụng dầm"

 

- Cập nhật các tiêu chuẩn quốc gia về thép kết cấu, vật liệu hàn, thi công và nghiệm thu.

- Phân cấp cấu kiện theo trạng thái ứng suất - biến dạng của tiết diện tính toán

- Phân nhóm kết cấu thép theo công năng sử dụng, điều kiện làm việc và sự có mặt của liên kết hàn

- Tính toán và cấu tạo liên kết mặt bích

- Các yêu cầu tính toán cho kết cấu thép ống, thép hộp; các yêu cầu tính toán và cấu tạo đối với giàn, giằng làm bằng thép định hình uốn hàn và các yêu cầu đối với dầm bụng mảnh; các yêu cầu tính toán và cấu tạo đối với bu lông móng, bu lông neo, .v.v.

- Có hệ số độ tin cậy về ổn định tổng thể để thuận tiện và rút ngắn quá trình tính toán và điều chỉnh hệ số chiều dài tính toán khi sử dụng phần mềm chuyên dụng để tính toán hệ các kết cấu thanh không gian.

- Có đưa thêm hệ số độ tin cậy về tầm quan trọng của công trình và được lấy theo chỉ dẫn trong TCVN 2737:2023 phụ thuộc vào cấp hậu quả của công trình.

- Có cập nhật các tiêu chuẩn nước ngoài về thép kết cấu tương đương hoặc gần tương đương với thép kết cấu theo các tiêu chuẩn quốc gia của Việt Nam giúp cho việc lựa chọn vật liệu kết cấu và liên kết được thuận tiện hơn trong thực hành thiết kế.

Chi tiết TCVN 5575:2024: https://icci.vn/vi/tai-lieu/tcvn-5575-2024-thiet-ke-ket-cau-thep.html

 

2. Hướng dẫn áp dụng TCVN 5575:2024 thiết kế kết cấu thép xác định chiều dài tính toán cấu kiện kết cấu thép 

Theo Tạp chí khoa học Kiến trúc và Xây dựng số 53-2024 - tác giả Nguyễn Thanh Tùng

- Việc xác định chiều dài tính toán (hoặc hệ số chiều dài tính toán) cho cấu kiện cột, cột bậc trong khung một tầng và cho thanh cánh của giàn. Dùng cho bài toán tính toán ổn định tổng thể đối với cấu kiện chịu nén khi tiết diện thanh không thay đổi hoặc thay đổi dọc theo chiều dài cấu kiện.

- Đồng thời, thực hiện ví dụ số xác định hệ số chiều dài tính toán đối với cột thép trong khung một tầng và nhiều tầng có một nhịp hoặc nhiều nhịp, cũng như đối với cột khung nhà một tầng có tiết diện thay đổi dạng cột bậc.

- Ngoài ra thực hiện ví dụ số đối với việc xác định chiều dài tính toán đối với thanh cánh của giàn phẳng, nhằm làm sáng tỏ các bước xác định hệ số chiều dài tính toán cho cấu kiện chịu nén theo TCVN 5575:2024 thiết kế kết cấu thép.

- Việc xác định chiều dài tính toán thông qua xác định hệ số chiều dài tính toán đối với cấu kiện tiết diện không đổi hoặc thay đổi (dạng cột bậc) chịu nén áp dụng cho bài toán tính toán ổn định tổng thể cho các cột khung một tầng và nhiều tầng, có một nhịp hoặc nhiều nhịp khi cột có tiết diện không thay đổi, cột khung một tầng có tiết diện thay đổi dạng bậc, cũng như cho các thanh cánh của giàn phẳng.

- Mục 4.2.4 trong TCVN 5575:2024 có đề cập đến sơ đồ hệ kết cấu thép, hệ kết cấu có liên kết chặn chuyển vị ngang (gọi là hệ không tự do) và không có liên kết chặn chuyển vị ngang (gọi là hệ tự do). Bên cạnh đó, trong TCVN 5575:2024 có đề cập đến chiều dài tính toán ở các mục 10.1.2 cho thanh cánh trên của giàn và mục 10.3.4 cho cột tiết diện không đổi trong mặt phẳng khung tự do với tải trọng tác dụng như nhau vào các nút nằm trên cùng một mức cao độ, hoặc mục 10.3.7 cho các đoạn cột bậc trong mặt phẳng khung có kể đến điều kiện thực tế về liên kết các đầu cột.

Chi tiết xác định chiều dài tính toán cấu kiện kết cấu thép theo TCVN 5575:2024: https://icci.vn/vi/tai-lieu/xac-dinh-chieu-dai-tinh-toan-cau-kien-ket-cau-thep-theo-tcvn-5575-2024.html

Trên đây là một số thông tin về TCVN 5575:2024 thiết kế kết cấu, ICCI rất mong các thông tin trên hữu ích được phần nào và đóng góp ý kiến xây dựng nội dung hoàn chỉnh.