Công cụ Tính toán Tính toánCông cụ Kỹ thuật Kỹ thuậtCông cụ Toán học Toán học

Tính Ổn Định Cột (Buckling)

Tính ổn định cột thép miễn phí: tải tới hạn Euler, độ mảnh KL/r và khả năng chịu nén thiết kế φPn theo AISC 360. Có sẵn tiết diện IPE, hiện đủ các bước giải.

Ncr = π²·E·I / (K·L)²

Công cụ Tính Ổn Định Cột là gì?

Công cụ kiểm tra cột thép theo điều kiện mất ổn định uốn dọc. Nó tính chiều dài tính toán KL theo điều kiện liên kết, độ mảnh KL/r, tải tới hạn Euler Ncr = π²EI/(KL)² và khả năng chịu nén thiết kế φPn theo đường cong AISC 360 E3 — kết hợp mượt giữa mất ổn định ngoài đàn hồi (cột ngắn/trung bình) và mất ổn định đàn hồi Euler (cột mảnh). Chọn tiết diện IPE từ bảng EN 10365 có sẵn (trục yếu quyết định) hoặc nhập tay diện tích và mô men quán tính — mọi giá trị trung gian đều được hiển thị từng bước.

Tính năng

  • 4 điều kiện liên kết chuẩn với hệ số chiều dài tính toán K (1.0, 0.5, 0.7, 2.0)
  • Bảng tiết diện IPE 80–600 (EN 10365) có sẵn, dùng trục yếu quyết định
  • Chế độ nhập tay cho tiết diện bất kỳ: nhập trực tiếp A và Imin
  • Tải và ứng suất tới hạn Euler, độ mảnh KL/r và giới hạn 4.71√(E/Fy)
  • Ứng suất tới hạn theo AISC 360-16 E3: 0.658^(Fy/Fe)·Fy hoặc 0.877·Fe
  • Khả năng thiết kế φPn (LRFD, φ = 0.90) và kiểm tra ĐẠT/KHÔNG ĐẠT theo tải trọng
  • Hiện đầy đủ các bước giải để kiểm chứng và học tập

Cách dùng

  1. Chọn điều kiện liên kết — khớp–khớp (K = 1.0) là phổ biến nhất
  2. Nhập chiều dài cột theo mét
  3. Chọn tiết diện IPE, hoặc chuyển sang nhập tay A (cm²) và Imin (cm⁴)
  4. Điều chỉnh E và Fy nếu cần (mặc định: 200 000 MPa, thép S355)
  5. Nhập tải trọng P (tùy chọn) để được kiểm tra ĐẠT/KHÔNG ĐẠT
  6. Bấm Tính toán và xem bảng kết quả cùng các bước giải
Tính Ổn Định Cột (Buckling) — Tính ổn định cột thép miễn phí: tải tới hạn Euler, độ mảnh KL/r và khả năng chịu nén thiết kế φPn theo AISC 360. Có sẵn
Tính Ổn Định Cột (Buckling)

Ứng dụng

  • Chọn tiết diện cột thép cho gác lửng, mái che, khung nhà
  • Kiểm tra cột hiện hữu khi tăng tải
  • Bài tập sức bền vật liệu, ổn định công trình: bài toán Euler
  • So sánh ảnh hưởng của liên kết hai đầu (hệ số K) đến khả năng chịu lực

Lưu ý kỹ thuật

  • Cột luôn mất ổn định quanh trục có KL/r lớn nhất — với cột IPE tự do cả hai phương đó là trục yếu (z), công cụ dùng trục này
  • Giá trị K khuyến nghị là lý thuyết; khi độ cứng liên kết không chắc chắn, tiêu chuẩn khuyên dùng giá trị thiết kế cao hơn một chút
  • Nên giữ KL/r ≤ 200 cho cấu kiện chịu nén theo thông lệ tiêu chuẩn
  • Công cụ xét mất ổn định uốn dọc của tiết diện đối xứng kép; mất ổn định xoắn và cục bộ cần kiểm tra riêng

Câu hỏi thường gặp

Đường cong cột AISC 360-16 E3. Đầu tiên tính Fe = π²E/(KL/r)². Nếu KL/r ≤ 4.71√(E/Fy) thì cột mất ổn định ngoài đàn hồi với Fcr = 0.658^(Fy/Fe)·Fy; ngược lại mất ổn định đàn hồi với Fcr = 0.877·Fe. Khả năng thiết kế φPn = 0.90·Fcr·A (LRFD).

K quy đổi chiều dài thật của cột về chiều dài mất ổn định tương đương hai đầu khớp: 1.0 cho khớp–khớp, 0.5 cho ngàm–ngàm, 0.7 cho ngàm–khớp và 2.0 cho công-xôn. Tải Euler có (KL)² ở mẫu số nên K ảnh hưởng bậc hai đến khả năng chịu lực.

Cột không được giằng khác nhau theo hai phương luôn mất ổn định quanh trục có độ mảnh lớn hơn — với tiết diện chữ I đó là trục yếu (z) có bán kính quán tính nhỏ hơn. Nếu cột của bạn được giằng theo trục yếu, hãy dùng chế độ nhập tay với đặc trưng trục khỏe.

Không. Tải Euler là giới hạn đàn hồi lý thuyết cho cột hoàn hảo. Cột thật có ứng suất dư và độ cong ban đầu nên đường cong AISC giảm khả năng chịu lực — hãy dùng φPn, không dùng Ncr, để thiết kế.

Phần Euler thì được — đặt E cho nhôm, gỗ... Nhưng đường cong AISC E3 được hiệu chỉnh cho thép cán nóng; vật liệu khác cần dùng tiêu chuẩn thiết kế tương ứng.
Xem thêm
Máy tính kỹ thuậtMáY TíNH Kỹ THUậT43
WuToolsWUTOOLS