AISC 360-27

Đặc trưng hình học tiết diện tổ hợp chữ I

Tiết diện và thép
Thông số chung
Weight (kg/m) d (cm) A (cm2) Flange Web

Flang (cánh):
Web (bụng):

Đặc trưng tiết diện
I (cm4) S (cm3) r (cm) Z (cm3)
Trục x
Trục y
Đặc trưng xoắn
rts (cm) ho (cm) J (cm4) Cw (cm6)


Đặc trưng hình học tiết diện tổ hợp chữ I

Tiết diện chữ I tổ hợp hàn đối xứng kép, trục x là trục vuông góc bụng (trục mạnh).

Hình học và đặc trưng tiết diện

  • d = hw + 2tf, ho = d − tf
  • A = 2bftf + hwtw
  • Ix = [bfd3 − (bf − tw)hw3] / 12, Sx = Ix / (d/2)
  • Iy = (2tfbf3 + hwtw3) / 12, Sy = Iy / (bf/2)
  • Zx = bftf(d − tf) + twhw2/4, Zy = tfbf2/2 + hwtw2/4
  • r = √(I / A)

Đặc trưng xoắn

  • J = (2bftf3 + hwtw3) / 3
  • Cw = Iyho2 / 4
  • rts2 = √(IyCw) / Sx, công thức (F2-7)

Phân loại độ mảnh

Theo Bảng B4.1b: bản cánh Case 11, bản bụng Case 16a, hcy = hp = hw

  • Mp = FyZx, Myc = FySx, aw = hwtw / (bftf)
  • Bản cánh: λ = bf / 2tf, λp = 0.38√(E/Fy), λr = 1.14√(kcE/Fy), kc = 4/√(h/tw) giới hạn trong [0.35; 0.76]
  • Bản bụng: λ = hw / tw, λr = cr√(E/Fy) với cr = 3.1 + 5/aw giới hạn trong [4.6; 5.7]
  • λp bản bụng = √(E/Fy) / (0.54Mp/Myc − 0.09)2, không vượt quá λr
  • λ ≤ λp: Compact (C); λp < λ ≤ λr: Noncompact (NC); λ > λr: Slender (S)

Ký hiệu

  • C, NC, S - Compact, Noncompact, Slender (Table F1.1)
  • hw, tw (mm) - chiều cao thông thủy (h) giữa hai bản cánh và chiều dày bản bụng
  • bf, tf (mm) - bề rộng và chiều dày bản cánh
  • Fy (MPa) - cường độ chảy đặc trưng của thép
  • E (MPa) - mô đun đàn hồi của thép, bằng 200000 MPa
  • ρ (kg/m3) - khối lượng riêng của thép, bằng 7850 kg/m3
  • d (cm) - chiều cao toàn bộ tiết diện, bằng hw + 2tf
  • ho (cm) - khoảng cách giữa trọng tâm hai bản cánh, bằng d − tf
  • Weight (kg/m) - khối lượng trên một mét dài, bằng A × ρ
  • A (cm2) - diện tích tiết diện
  • Ix, Iy (cm4) - mô men quán tính quanh trục x (trục mạnh) và trục y (trục yếu)
  • Sx, Sy (cm3) - mô đun chống uốn đàn hồi của tiết diện
  • Zx, Zy (cm3) - mô đun chống uốn dẻo của tiết diện
  • rx, ry (cm) - bán kính quán tính quanh trục x và trục y
  • rts (cm) - bán kính quán tính hiệu dụng dùng cho mất ổn định xoắn ngang (LTB)
  • J (cm4) - hằng số xoắn St. Venant
  • Cw (cm6) - hằng số vênh (warping constant)
  • Mp (kNm) - mô men dẻo, bằng FyZx
  • Myc (kNm) - mô men chảy tại thớ chịu nén ngoài cùng, bằng FySx
  • aw - tỉ số diện tích bản bụng trên diện tích bản cánh nén
  • kc - hệ số độ mảnh của bản cánh, theo ghi chú [a] Bảng B4.1b
  • cr - hệ số xác định λr của bản bụng, theo ghi chú [b] Bảng B4.1b
  • λ - tỉ số bề rộng trên chiều dày của bản cánh (bf/2tf) hoặc bản bụng (hw/tw)
  • λp - giới hạn độ mảnh của tiết diện compact
  • λr - giới hạn độ mảnh của tiết diện noncompact