Đề tài nghiên cứu khoa học: Thiết kế liên kết chân cột theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5574-2012 và Tiêu chuẩn Mỹ AISC/ LRFD 360-16

2.Tầm quan trọng và tính cấp thiết của chủ đề nghiên cứu -Mục đích: đảm bảo độ an toàn và ổn định kết cấu, vị trí liên kết chân cột là bộ phận chịu lực quan trọng; truyền tải trọng từ cộ

UBND THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HẢI PHÒNG

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

THAM GIA HỘI NGHỊ SINH VIÊN NCKH NĂM HỌC 2025

TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ LIÊN KẾT CHÂN CỘT THÉP THEO TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 5575-2012 VÀ TIÊU CHUẨN MĨ ASIC/ LRFD 360-16

Thuộc tiểu ban: ĐH CNKTXD K23

Hải Phòng, tháng 4 năm 2025

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HẢI PHÒNG

KHOA: CN& KT

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN

THAM GIA HỘI NGHỊ SINH VIÊN NCKH NĂM HỌC 2025

TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ LIÊN KẾT CHÂN CỘT THÉP THEO TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 5575-2012 VÀ TIÊU CHUẨN MĨ ASIC/ LRFD 360-16

Thuộc tiểu ban: ĐH CNKTXD K23 Sinh viên thực hiện: Vũ Viết Huy( Trưởng nhóm), Nguyễn Đình Quyêt

MỤC LỤC

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGIÊN CỨU

1 Lý do chọn đề tài nghiên cứu thiết kế liên kết chân cột theo TCVN5575-2012 và ASIC360-16………

2.Tầm quan trọng và tính cấp thiết của chủ đề nghiên cứu 3.Mục tiêu đề tài nghiên cứu 4.Phương pháp nghiên cứu đối với đề tài nghiên cứu trên 5.Phạm vi nghiên cứu và đối tượng nghiên cứu CHƯƠNG II:KHÁI NIỆM VÀ VAI TRÒ THÉP LIÊN KẾT THÉP CHÂN CỘT 1.Khái niệm của liên kết thép chân cột

2.Vai trò của liên kết thép chân cột

3.Phương pháp tính toán của TCVN 5575 – 2012 với tiêu chuẩn Mĩ ASIC/LRFD 360-16 4.So sánh tính toán thép giữa TCVN 5575-2012 với tiêu chuẩn Mĩ ASIC/LRFD 360-16 CHƯƠNG III: MỘT SỐ VÍ DỤ VÀ BÀI TOÁN THỰC TẾ 1.Ví dụ bài toán thiết kế liên kết chân cột

1.1Bài toán thiết kế liên kết tại chân cột chữ I 1.2 Đáng giá và đưa ra nhận định qua phương pháp thiết kế dựa theo 2 tiêu chuẩn thiết kết KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1.Kết luận

2.Kiến nghị

TÀI LIỆU THAM KHẢO

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGIÊN CỨU

1.Lý do chọn đề tài nghiên cứu thiết kế liên kết chân cột theo TCVN5575-2012 và 16:

ASIC360-+/Nắm vững Cơ sở lý thuyết vững chắc:

 Kiến thức nền tảng: Nghiên cứu các tiêu chuẩn này giúp sinh viên hiểu rõ các nguyên tắc cơ bản của thiết kế kết cấu thép, từ đó xây dựng nền tảng kiến thức vững chắc cho những môn học chuyên sâu hơn

 Tối ưu hóa thiết kế: Hiểu rõ phương pháp thiết kế và tính toán theo hai tiêu chuẩn sẽ giúp sinh viên học cách tối ưu hóa thiết kế kết cấu, từ đó nâng cao khả năng ứng dụng trong thực tế

*Phát triển kỹ năng thực hành cho sinh viên:

 Áp dụng kiến thức vào thực tế: Việc nghiên cứu thiết kế liên kết chân cột giúp sinh viên đã có thể áp dụng lý thuyết vào thực tiễn thông qua các tính toán cụ thể, mô phỏng và thí nghiệm

 Sử dụng phần mềm thiết kế: Sinh viên sẽ được trang bị kỹ năng sử dụng các phần mềm phân tích kết cấu như SAP2000, ETABS, giúp họ làm quen với công nghệ và công cụ hiện đại trong ngành xây dựng

*Cơ hội nghề nghiệp cho sinh viên:

 Nhu cầu ngành xây dựng: Thiết kế kết cấu thép, đặc biệt là liên kết chân cột, là một trong những yêu cầu quan trọng trong ngành xây dựng Việc nghiên cứu sẽ mở ra nhiều cơ hội nghề nghiệp cho sinh viên khi họ tốt nghiệp

 Khả năng chuyên môn cao: Nắm vững kiến thức về các tiêu chuẩn thiết kế sẽ giúp sinh viên trở thành ứng viên cạnh tranh trong thị trường lao động, có khả năng làm việc trong các dự án lớn và phức tạp

*Sự phát triển bền vững:

 Thiết kế an toàn và hiệu quả: Nghiên cứu về liên kết chân cột theo TCVN 5575:2012

và AISC 360-16 giúp sinh viên hiểu rõ quy trình thiết kế an toàn và hiệu quả, từ đó góp phần đảm bảo sự bền vững của công trình

 Đáp ứng tiêu chuẩn quốc tế: Việc nghiên cứu và hiểu biết về tiêu chuẩn AISC 360-16, một tiêu chuẩn quốc tế, giúp sinh viên có khả năng tham gia vào các dự án quốc tế và nâng cao sự hợp tác giữa các kỹ sư trong nước và quốc tế

*Đóng góp vào sáng tạo và nghiên cứu khoa học:

 Khuyến khích sáng tạo: Nghiên cứu thiết kế theo cả hai tiêu chuẩn cho phép sinh viên phát triển ý tưởng thiết kế mới, từ đó nâng cao tính sáng tạo trong cách tiếp cận vấn

đề

 Cơ hội nghiên cứu: Đề tài này mở ra cơ hội cho sinh viên tham gia vào các dự án nghiên cứu khoa học, đóng góp vào việc phát triển các tiêu chuẩn và quy định mới cho ngành xây dựng

*Hiểu biết về pháp luật và quy định:

 Tuân thủ quy định: Nghiên cứu sẽ giúp sinh viên nắm rõ các quy định pháp luật liên quan đến thiết kế kết cấu, qua đó đảm bảo rằng các công trình thiết kế và xây dựng tuân thủ đúng các quy chuẩn kỹ thuật hiện hành

2.Tầm quan trọng và tính cấp thiết của chủ đề nghiên cứu

-Mục đích: đảm bảo độ an toàn và ổn định kết cấu, vị trí liên kết chân cột là bộ phận chịu lực quan trọng; truyền tải trọng từ cột xuống móng với việc thiết kế thép tại vị trí này sẽ giúp đảm bảo sự chính xác về độ an toàn cũng như độ ổn định cho toàn bộ công trình

-Khi thiết kế liên kết thép tại ví trí chân cột không hợp lý sẽ giảm khả năng chịu lực và ảnh hưởng tới tuổi thọ của công trình dẫn đến những hư hỏng và thời gian sử dụng công trình -Ngày nay xã hội phát triển nhiều xu hướng đổi mới sẽ phổ biến và xu hướng sử dụng kết cấu thép ngày càng rộng rãi; phổ biến trong công trình dân dụng;hạ tầng và công nghiệp

-Các yêu cầu về thiết kế kết cấu thép chưa đề cập đủ và hướng dẫn chi tiết về thiết kế liên kết chân cột sẽ ít nhiều sẽ ảnh hưởng cho kỹ sư thiết kế

-Việc tính toán liên kết tại chân cột, đặc biệt là khi chịu tải trọng phức tạp đòi hỏi kiến thức chuyên sâu và phương pháp thiết kế phù hợp

-Mô hình liên kết chân cột trong phân tích kết cấu có thể đơn giản và dễ hiểu hơn so với thực

tế

-Hiện nay có rất nhiều các cách thiết kế thép phổ biến hiện nay mới nhất là TCVN

5575-2024 trong thiết kế thép và đã có nhiều sự đổi mới trong việc thiết kế cũng như hạn chế được những sai sót cũng như đã đi đúng trọng tâm vấn đề khi thiết kế thép.Ở những nước phát triển như Mĩ và Nga, Châu Âu cũng có nhiều tiêu chuẩn thiết kế thép phổ biến như

ASIC/LRFD 360-16, ASIC/LRFD 360-10, tiêu chẩn GOST của Nga và Eurocode 1,2,3 Do

đó thì chúng ta cùng nhau đi vào vấn đề chính đó chính là so sánh tính liên kết thép chân cột giữa TCVN 5575-2012 với tiêu chuẩn Mĩ ASIC/LRFD 360-16

3.Mục tiêu đề tài nghiên cứu

Mục tiêu của đề tài nghiên cứu thiết kế liên kết tại chân cột dựa trên 2 Tiêu chuẩn nghiên cứu đối với sinh viên có thể bao gồm rất nhiều mặt : có thể là kiến thức chuyên môn, kỹ năng thực hành và khả năng tư duy, cụ thể như sau :

*Đối với về mặt kiến thức chuyên ngành;chuyên môn:

 Nắm vững lý thuyết: Hiểu rõ các nguyên tắc cơ bản về thiết kế liên kết tại chân cột, bao gồm các loại liên kết (liên kết cứng, liên kết khớp, liên kết bán cứng), các trạng thái giới hạn (cường độ, ổn định, biến dạng) và các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chịu lực của liên kết

 Vận dụng tiêu chuẩn thiết kế: Nắm vững và vận dụng các tiêu chuẩn thiết kế hiện hành (ví dụ: TCVN 5575:2012, AISC 360-16) để tính toán và thiết kế các liên kết chân cột

 Hiểu biết về vật liệu và công nghệ: Nắm được các loại vật liệu (thép, bu lông, mối hàn) và công nghệ (hàn, bulong) được sử dụng trong liên kết chân cột, cũng như các đặc tính và ưu nhược điểm của chúng

*Đối với khía cạnh về kỹ năng và khả năng thực vận dụng:

 Tính toán và phân tích: Rèn luyện kỹ năng tính toán các thông số thiết kế (lực, mô men, ứng suất) và phân tích khả năng chịu lực của liên kết chân cột, bao gồm cả việc

sử dụng các phần mềm hỗ trợ thiết kế (ví dụ: SAP2000, ETABS)

 Thiết kế chi tiết: Rèn luyện kỹ năng thiết kế chi tiết các liên kết chân cột, bao gồm việc lựa chọn hình dạng, kích thước, vật liệu, phương pháp liên kết và bố trí các chi tiết (bu lông, mối hàn)

 Vẽ kỹ thuật: Rèn luyện kỹ năng vẽ các bản vẽ kỹ thuật chi tiết về liên kết chân cột, bao gồm cả việc thể hiện các thông số kỹ thuật và các yêu cầu về thi công

 Thực hành mô phỏng (nếu có): Thực hành mô phỏng hành vi của liên kết chân cột dưới tác động của tải trọng bằng các phần mềm phân tích kết cấu (FEA)

*Ngoài ra có giúp cho sinh viên phát triển tư duy và khả năng vận dụng:

 Tư duy phản biện: Rèn luyện khả năng tư duy phản biện để đánh giá các phương án thiết kế khác nhau, lựa chọn phương án tối ưu và giải quyết các vấn đề phát sinh trong quá trình thiết kế

 Khả năng sáng tạo: Khuyến khích khả năng sáng tạo trong việc đưa ra các giải pháp thiết kế mới, hiệu quả và phù hợp với điều kiện cụ thể của công trình

 Khả năng làm việc nhóm: Rèn luyện khả năng làm việc nhóm, trao đổi và chia sẻ kiến thức với các thành viên khác trong nhóm nghiên cứu

 Khả năng trình bày và báo cáo: Rèn luyện kỹ năng trình bày, báo cáo kết quả nghiên cứu một cách rõ ràng, mạch lạc và khoa học

* Tính ứng dụng thực tế:

 Ứng dụng kiến thức vào thực tế: Vận dụng các kiến thức đã học để giải quyết các vấn

đề thực tế trong thiết kế kết cấu thép, đặc biệt là thiết kế liên kết chân cột

 Nâng cao khả năng giải quyết vấn đề: Nâng cao khả năng giải quyết các vấn đề liên quan đến thiết kế kết cấu thép, bao gồm cả việc xác định, phân tích và giải quyết các sai sót trong thiết kế

 Chuẩn bị cho công việc chuyên môn: Chuẩn bị các kiến thức và kỹ năng cần thiết để đáp ứng các yêu cầu của công việc thiết kế kết cấu thép sau khi tốt nghiệp

4.Phương pháp nghiên cứu đối với đề tài nghiên cứu trên:

*Phương pháp nghiên cứu dựa trên tài liệu; tiêu chuẩn:

 Tổng hợp tài liệu: Thu thập và tổng hợp các tài liệu liên quan đến tiêu chuẩn TCVN 5575:2012, các tiêu chuẩn thiết kế quốc tế khác, sách chuyên khảo và các nghiên cứu trước đây về thiết kế kết cấu thép

 Phân tích tiêu chuẩn: Nghiên cứu chi tiết các điều khoản, quy định và hướng dẫn trong TCVN 5575:2012 liên quan đến thiết kế liên kết chân cột, xác định các yêu cầu về khả năng chịu lực, phương pháp tính toán và quy trình thiết kế

*Phương pháp tính toán; làm ví dụ thực tế:

 Tính toán cường độ: Sử dụng các công thức và phương pháp tính toán được quy định trong TCVN 5575:2012 để xác định khả năng chịu lực của liên kết chân cột, bao gồm tính toán các thông số như tải trọng, ứng suất, mô men

 Tổ hợp tải trọng: Thực hiện tổ hợp các loại tải trọng (tĩnh, động) theo quy định trong tiêu chuẩn để xác định trạng thái giới hạn và kiểm tra khả năng chịu lực của liên kết

*Phương pháp mô phỏng; sử dụng phần mềm tính toán kết cấu:

 Sử dụng phần mềm chuyên dụng: Ứng dụng các phần mềm phân tích kết cấu (như SAP2000, ETABS, ANSYS) để mô phỏng hành vi của liên kết chân cột dưới các tải trọng khác nhau, đánh giá độ ổn định và khả năng chịu lực của thiết kế

 Mô phỏng biến dạng: Phân tích biến dạng của liên kết dưới các điều kiện khai thác thực tế để đánh giá hiệu suất của thiết kế

*Phương pháp thí nghiệm và so sánh đánh giá khả năng làm việc:

 Thực hiện thí nghiệm: Nếu có điều kiện, tiến hành thí nghiệm mẫu liên kết chân cột (thí nghiệm tại hiện trường hoặc trong phòng thí nghiệm) để kiểm tra và xác minh độ bền, độ ổn định và ứng suất của thiết kế thực tế

 So sánh kết quả: Đối chiếu kết quả thực nghiệm với các kết quả tính toán để đánh giá tính chính xác của phương pháp thiết kế theo TCVN 5575:2012

*Phương pháp phân tích và đánh giá sự tối ưu:

 Phân tích so sánh:So sánh thiết kế liên kết chân cột theo TCVN 5575:2012 với các tiêu chuẩn thiết kế khác (AISC 360-16,Eurocode) để làm rõ ưu nhược điểm và tính khả thi của từng phương pháp

 Phân tích chi phí:Đánh giá chi phí và hiệu quả kinh tế của các phương án thiết kế khác nhau để chọn lựa phương án tối ưu cả về kỹ thuật và kinh tế

*Phương pháp khảo sát thực tiễn và áp dụng thực tế:

 Khảo sát thực tế: Thực hiện khảo sát các công trình đã áp dụng thiết kế liên kết chân cột theo TCVN 5575:2012 để thu thập thông tin thực tế về kết quả thi công, hiệu suất hoạt động và khả năng chịu lực của các liên kết

-Nghiên cứu và đánh giá dựa trên những ví dụ liên kết cụ thể trong thiết kế tại ví chân cột -Tổng hợp và đánh giá những liên kết thường được sử dụng tại chân cột

*Đối với đề tài thiết kế liên kết chân cột theo AISC 360-16 phương pháp nghiên cứu sẽ bao gồm nhiều phương pháp cụ thể sau đây:

-Đầu tiên nghiên cứu dựa trên tài liệu và phân tích làm việc với tiêu chuẩn thiết kế:

 Nghiên cứu tài liệu:Thu thập và nghiên cứu kỹ lưỡng các tài liệu liên quan đến AISC 360-16, bao gồm tiêu chuẩn gốc,các bình luận,hướng dẫn và các tài liệu tham khảo khác

 Phân tích tiêu chuẩn:Phân tích chi tiết các điều khoản,quy định,công thức và hướng dẫn trong AISC 360-16 liên quan đến thiết kế liên kết chân cột, đặc biệt là các chương liên quan đến thiết kế liên kết, bao gồm các loại liên kết, yêu cầu về vật liệu, phương pháp tính toán và kiểm tra

 Nghiên cứu các phiên bản trước:Nghiên cứu các phiên bản trước của AISC (nếu có)

để hiểu sự phát triển và thay đổi trong các phương pháp thiết kế

-Thứ hai dựa trên phương pháp tính toán và phân tích:

 Tính toán cường độ:Sử dụng các công thức và phương pháp tính toán được quy định trong AISC 360-16 để xác định cường độ của liên kết chân cột,bao gồm tính toán khả năng chịu lực,ứng suất,biến dạng và độ ổn định

 Chọn lựa phương pháp thiết kế: Lựa chọn phương pháp thiết kế phù hợp (LRFD hoặc ASD) và áp dụng các hệ số an toàn theo quy định của AISC 360-16

 Tổ hợp tải trọng:Thực hiện tổ hợp các loại tải trọng (tĩnh, động, gió, động đất) theo quy định của AISC 7 (Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and Other Structures) để xác định các trường hợp tải trọng bất lợi nhất và tiến hành kiểm tra

- Ứng dụng mô phỏng bằng phần mềm tính toán kết cấu:

 Lựa chọn phần mềm: Sử dụng các phần mềm phân tích kết cấu (ví dụ: SAP2000, ETABS, ANSYS) để mô phỏng hành vi của liên kết chân cột dưới tác dụng của tải trọng

 Xây dựng mô hình:Xây dựng mô hình 3D của liên kết chân cột trong phần mềm, bao gồm việc xác định hình dạng, kích thước, vật liệu, các điều kiện biên và tải trọng

 Phân tích kết quả:Phân tích kết quả mô phỏng (ứng suất, biến dạng, lực) để đánh giá

độ an toàn và hiệu quả của thiết kế

 Kiểm tra và so sánh:So sánh kết quả mô phỏng với các kết quả tính toán bằng tay để kiểm tra tính chính xác và độ tin cậy của cả hai phương pháp

* Phương pháp phân tích so sánh và đánh giá:

 So sánh các phương án thiết kế:Thiết kế và so sánh các phương án thiết kế khác nhau cho liên kết chân cột (ví dụ: liên kết ngàm,liên kết khớp) để đánh giá ưu nhược điểm của từng phương án

 Phân tích chi phí:Đánh giá chi phí vật liệu,chi phí thi công và các chi phí khác liên quan đến từng phương án thiết kế để đưa ra lựa chọn tối ưu về mặt kinh tế

*Phương pháp áp dụng vào thực tế và đánh giá

 Thiết kế ví dụ:Thiết kế một số ví dụ minh họa về liên kết chân cột theo AISC 360-16, bao gồm cả việc lựa chọn vật liệu, tính toán chi tiết và vẽ bản vẽ kỹ thuật

 Thẩm định thiết kế:Thẩm định thiết kế bằng cách so sánh kết quả với các công trình thực tế hoặc với các chuyên gia trong lĩnh vực

 Đánh giá tính khả thi:Đánh giá tính khả thi của thiết kế trong điều kiện thực tế, bao gồm các yếu tố như khả năng thi công, tính khả dụng của vật liệu và các yêu cầu về an toàn

5.Phạm vi nghiên cứu và đối tượng nghiên cứu

*Phạm vi nghiên cứu

Trong đề tài này,chúng em sử dụng tài liệu;tiêu chuẩn thiết kế thép cũng như giáo trình Kết Cấu Thép.Để tính toán liên kết trong thép cũng như kiểm tra độ ổn định của thép giữa hai tiêu chuẩn TCVN 5575-2012 với tiêu chuẩn Mĩ ASIC/LRFD 360-16 cũng như phân tính

và đưa ra góc nhìn và cách đánh giá dựa trên phương pháp nghiên cứu cụ thể sau:

*Phạm vi về loại liên kết:

 Liên kết chân cột chịu mô men (fixed base):Tập trung vào thiết kế các liên kết có khả năng chịu cả lực dọc và mô men uốn,thường được sử dụng trong các công trình khung thép có yêu cầu độ cứng cao

 Liên kết chân cột chịu lực dọc (pinned base):Nghiên cứu các liên kết chỉ chịu lực dọc,thường dùng trong các kết cấu giàn hoặc các công trình có tải trọng ngang nhỏ

 Liên kết bán cứng (semi-rigid base):Nghiên cứu các liên kết có độ cứng trung gian giữa liên kết ngàm và liên kết khớp,cho phép một phần xoay và mô men được truyền qua

*Phạm vi về loại cột:

 Cột thép hình:Nghiên cứu thiết kế liên kết cho các loại cột thép hình phổ biến như chữ

I (I-beam),chữ H (H-beam),hộp (box section) và ống tròn (circular hollow section - CHS)

 Cột tổ hợp:Nghiên cứu thiết kế liên kết cho các loại cột được tạo thành từ nhiều cấu kiện thép khác nhau, chẳng hạn như cột có bản bụng tăng cường hoặc cột có cánh gia cường

*Phạm vi về loại nền móng:

 Móng bê tông cốt thép:Giới hạn phạm vi nghiên cứu vào thiết kế liên kết giữa cột thép

và móng bê tông cốt thép;bao gồm các loại móng đơn, móng băng và móng bè

 Nền đất:Xem xét ảnh hưởng của các loại nền đất khác nhau (đất yếu, đất trung bình, đất tốt) đến thiết kế liên kết chân cột

*Phạm vi về tải trọng:

 Tải trọng tĩnh:Tập trung vào nghiên cứu thiết kế liên kết chịu tải trọng tĩnh, bao gồm tải trọng thường xuyên (tải trọng bản thân, tải trọng sử dụng) và tải trọng tạm thời (tải trọng thi công)

 Tải trọng động:Nghiên cứu thiết kế liên kết chịu tải trọng động,bao gồm tải trọng gió, tải trọng động đất và tải trọng do máy móc gây ra

 Tải trọng tổ hợp: Xem xét các tổ hợp tải trọng khác nhau theo quy định của TCVN 2737:1995 (hoặc tiêu chuẩn thay thế) và AISC 7

*Phạm vi về điều kiện môi trường:

 Môi trường khô ráo:Nghiên cứu thiết kế liên kết trong điều kiện môi trường khô ráo,ít

 Thiết kế theo ứng suất cho phép (ASD):Nghiên cứu phương pháp thiết kế theo ứng suất cho phép, iới hạn ứng suất trong vật liệu dưới một giá trị cho phép nhất định (AISC 360-16)

CHƯƠNG II: KHÁI NIỆM VÀ VAI TRÒ LIÊN KẾT THÉP CHÂN CỘT

1 Khái niệm về cấu kiện liên kết thép tại ví trí chân cột

Cấu kiện liên kết thép tại vị trí chân cột là các thành phần kết cấu được thiết kế để truyền tải trọng từ cột thép xuống móng hoặc hệ kết cấu đỡ bên dưới Liên kết này đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sự ổn định và khả năng chịu lực của toàn bộ công trình Có hai loại liên kết chân cột chính :

Liên kết ngàm:Liên kết này truyền cả lực dọc, lực cắt và mô men uốn từ cột xuống móng Liên kết ngàm tạo ra sự liên kết cứng giữa cột và móng, giúp tăng độ ổn định cho công trình, đặc biệt là đối với các công trình cao tầng hoặc chịu tải trọng gió lớn

Liên kết khớp:Liên kết này chỉ truyền lực dọc và lực cắt, không truyền mô men uốn Liên kết khớp cho phép cột xoay tự do tại vị trí chân, thường được sử dụng trong các công trình công nghiệp một tầng hoặc các công trình có hệ giằng để đảm bảo ổn định

Các yếu tố cần xem xét khi thiết kế cấu kiện liên kết thép tại vị trí chân cột bao gồm:

Tải trọng:Xác định chính xác các loại tải trọng tác dụng lên cột (tĩnh tải, hoạt tải, tải trọng gió,tải trọng động đất )

Vật liệu:Lựa chọn loại thép phù hợp với cường độ và độ dẻo dai đáp ứng yêu cầu thiết kế

Hình dạng và kích thước:Thiết kế hình dạng và kích thước của các bản mã, bulong, gân tăng cường để đảm bảo khả năng chịu lực và độ ổn định của liên kết

Chi tiết cấu tạo:Đảm bảo các chi tiết cấu tạo (khoảng cách bulong, chiều dày bản mã, kích thước đường hàn ) tuân thủ các tiêu chuẩn và quy phạm hiện hành

Độ cứng: Đánh giá độ cứng của liên kết để đảm bảo phù hợp với sơ đồ tính toán và mô hình làm việc của công trình

2.Vai trò:

-Truyền tải trọng: Liên kết chân cột có vai trò chính là truyền tải trọng từ cột xuống móng hoặc kết cấu đỡ bên dưới Tải trọng này bao gồm lực dọc, lực cắt và mô men uốn (đối với liên kết ngàm)

-Đảm bảo ổn định: Liên kết chân cột góp phần quan trọng vào việc đảm bảo sự ổn định tổng thể của công trình, đặc biệt là khả năng chống lại các tác động từ gió, động đất và các tải trọng ngang khác

-Liên kết các cấu kiện: Liên kết chân cột tạo ra sự liên kết giữa cột và móng, đảm bảo sự làm việc đồng bộ của các cấu kiện trong hệ kết cấu

-Ảnh hưởng đến sơ đồ tính toán: Loại liên kết chân cột (ngàm hay khớp) ảnh hưởng trực tiếp đến sơ đồ tính toán và phân tích kết cấu của công trình

Nhà cao tầng: Liên kết ngàm là lựa chọn phổ biến để đảm bảo độ cứng và ổn định cho hệ kết cấu, đặc biệt là khi chịu tải trọng gió và động đất

Nhà tiền chế: Liên kết chân cột được thiết kế để dễ dàng lắp dựng và tháo dỡ, phù hợp với phương pháp xây dựng nhanh của nhà tiền chế

3 Phương pháp tính toán của TCVN 5575 – 2012 với tiêu chuẩn Mĩ ASIC/LRFD 360-16

* Tính toán liên kết thép chân cột TCVN 5575-2012

 Xác định tải trọng tác dụng và nội lực tại chân cột :

- Dựa theo tiêu chuẩn TCVN 2737:1995 , xác định các tổ hợp tải trọng ( lực dọc cắt ,

mô men ) được truyền từ cột xuống bản đế qua liên kết

- Phân tích sự phân bố lực và mô men tại điểm nối giữa cột và móng

 Phân loại liên kết chân cột:

- Phân loại giữa liên kết “ cứng “ – truyền cả lực dọc , cắt và mô men và liên kết khớp – chỉ truyền lực dọc và cắt

- Tuỳ theo đặc điểm kết cấu và yêu cầu của công trình mà chọ liên kết phù hợp

- Liên kết cứng : chịu momen lớn , có thể sử dụng bulong cường độ cao , bản đế và gân tang cứng

- Liên kết khớp : chỉ chịu lực dọc và cắt

 Tính toán các thành phần của liên kết :