Thép hình là gì? Các công bố khoa học về Thép hình
Thép hình là vật liệu xây dựng từ thép, được ưa chuộng nhờ độ bền, khả năng chịu lực cao và dễ lắp đặt. Các loại thép hình phổ biến gồm chữ I, H, U, V, mỗi loại phù hợp với mục đích sử dụng riêng như kết cấu nhà xưởng, cầu đường, cơ khí. Thép hình ứng dụng rộng rãi trong xây dựng, công nghiệp và giao thông vận tải. Lợi ích của thép hình bao gồm đảm bảo độ bền, dễ lắp đặt, và khả năng chịu lực tối ưu, góp phần vào sự phát triển ngành xây dựng và cơ khí.
Giới thiệu về Thép Hình
Thép hình là một loại vật liệu xây dựng được sản xuất từ thép, có các hình dáng và kích thước tiêu chuẩn để phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau trong xây dựng và công nghiệp. Với những đặc điểm nổi bật như độ bền cao, khả năng chịu lực tốt và dễ dàng lắp đặt, thép hình đã trở thành một trong những vật liệu không thể thiếu trong ngành xây dựng hiện đại.
Các loại Thép Hình phổ biến
Thép hình được phân thành nhiều loại khác nhau tùy thuộc vào hình dạng của chúng. Dưới đây là một số loại thép hình phổ biến nhất:
Thép hình chữ I
Thép hình chữ I có dạng mặt cắt ngang giống chữ “I”, với hai phần cạnh song song và phần giữa gọi là thân. Đặc điểm của thép hình chữ I là khả năng chịu lực tốt theo chiều đứng, nên thường được ứng dụng trong xây dựng nhà xưởng, kết cấu nhà thép tiền chế, cầu đường, và nhiều công trình khác.
Thép hình chữ H
Thép hình chữ H có hình dạng giống chữ “H” với phần thân và phần cánh có độ dày như nhau. Thép H được ưa chuộng nhờ khả năng chịu lực đồng đều và dễ dàng trong việc hàn nối và lắp đặt, thường được sử dụng trong các công trình lớn như cầu đường, kết cấu nhà cao tầng và bệ móng.
Thép hình chữ U
Thép hình chữ U có dạng hình chữ “U” với ứng dụng chủ yếu trong việc xây dựng các kết cấu hạ tầng, làm đà kiềng, thanh chịu lực và được dùng nhiều trong ngành cơ khí chế tạo.
Thép hình chữ V
Thép hình chữ V có hình dạng giống chữ “V”, thường được dùng trong việc gia cố các góc cạnh của kết cấu, chế tạo khung sườn cho tàu thuyền và các công trình khác cần đến sự bền vững.
Ứng dụng của Thép Hình
Thép hình được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực nhờ vào sự đa dạng về hình dạng và kích thước cũng như những ưu điểm nổi bật như khả năng chịu lực tốt và dễ thi công. Một số ứng dụng nổi bật của thép hình bao gồm:
- Xây dựng: sử dụng làm đà, cột, dầm và khung của các công trình nhà cửa, nhà xưởng và các kết cấu hạ tầng khác.
- Công nghiệp: sử dụng trong việc chế tạo máy móc, thiết bị và trong các ngành công nghiệp nặng.
- Giao thông vận tải: ứng dụng trong xây dựng cầu, đường và các công trình hạ tầng giao thông.
Lợi ích của việc sử dụng Thép Hình
Việc sử dụng thép hình mang lại nhiều lợi ích cho các công trình xây dựng và cơ khí. Một số lợi ích chính bao gồm:
- Độ bền cao: Thép hình có độ bền vượt trội giúp đảm bảo sự ổn định và an toàn cho công trình.
- Dễ dàng lắp đặt: Thép hình có các tiêu chuẩn kích thước nhất định giúp cho quá trình lắp đặt trở nên dễ dàng và nhanh chóng.
- Khả năng chịu lực tốt: Với thiết kế chuyên biệt, thép hình có khả năng chịu lực tối ưu theo nhiều chiều hướng khác nhau.
Kết luận
Thép hình là một trong những vật liệu không thể thiếu trong ngành xây dựng hiện đại. Với sự đa dạng về chủng loại, kích thước và ứng dụng, thép hình không chỉ đáp ứng được các nhu cầu khắt khe của các công trình xây dựng mà còn đóng góp vào sự phát triển bền vững của ngành công nghiệp xây dựng và cơ khí.
Danh sách công bố khoa học về chủ đề "thép hình":
Tính toán, thiết kế và sản xuất máy biến áp có lõi thép bằng vật liệu vô định hình công suất nhỏ
Máy biến áp lõi thép vô định hình (MBAVĐH) có ưu điểm vượt trội là giảm tổn hao không tải lên đến 70%. Nhờ vào thành phần và cấu trúc vi mô đặc biệt, đó là lực kháng từ nhỏ, độ dày lá thép rất nhỏ và điện trở suất lớn. Nên khi sử dụng làm mạch từ cho MBA, đã giảm tổn hao không tải đáng kể so với MBA có lõi thép silic chất lượng cao. Bài báo này nhóm tác giả thực hiện tính toán thiết kế và sản xuất một MBA ba pha lõi thép VĐH công suất 3kVA, điện áp 380/127V. Các kết quả đo đạc thực nghiệm ở chế độ làm việc không tải và ngắn mạch như: dòng điện, điện áp, tổn thất được so sánh với kết quả mô phỏng bằng phần mềm Ansys Maxwell. Kết quả chứng minh, tổn hao không tải của MBA lõi thép VĐH giảm nhiều so với MBA lõi thép silic. Kết quả đã mở ra hướng tiết kiệm điện năng khi dùng MBAVĐH công suất nhỏ và trung bình cho thiết bị trường học, nhà máy xí nghiệp hay trong sinh hoạt khu dân cư.
#thiết kế #máy biến áp #vô định hình #tổn hao không tải #Ansys Maxwell
Sử dụng thép vô định hình cải thiện ảnh hưởng của lực xuyên tâm trong động cơ từ trở
Động cơ từ trở là động cơ có nhiều ưu điểm nhưng nhiều ứng dụng của nó bị hạn chế bởi tiếng ồn. Một trong những nguồn gốc của tiếng ồn là do rung động của các lá thép trên gông stator, gây ra bởi lực xuyên tâm trong động cơ. Sự rung động càng mạnh và tiếng ồn càng lớn khi xảy ra cộng hưởng giữa tần số của lực xuyên tâm và tần số tự nhiên của stator. Vì vậy, bài báo tiến hành phân tích, tính toán, đánh giá vai trò và ảnh hưởng của lực xuyên tâm trong động cơ từ trở. Đồng thời, nhóm tác giả thảo luận phương pháp thay đổi hình dạng gông stator và đề xuất giải pháp mới là sử dụng vật liệu vô định hình chế tạo stator thay thế thép Silic nhằm cải thiện rung động trong động cơ, giảm tiếng ồn.
#động cơ từ trở #lực xuyên tâm #vật liệu vô định hình #SRM #tần số cộng hưởng
Mô hình giàn ảo cho dầm cao có lỗ mở - thiết kế và thực nghiệm
Mô hình giàn ảo (strut and tie model) là công cụ tính toán thiết kế hữu hiệu, được thừa nhận và áp dụng tại nhiều nước trên thế giới để phân tích các hư hỏng hay thiết kế mới kết cấu bê tông cốt thép, đặc biệt là các khu vực chịu lực cục bộ, các khu vực không liên tục về mặt hình học hay tải trọng. Hiện nay, phương pháp này đã được đưa vào trong các tiêu chuẩn thiết kế như EuroCode 2, ACI, AASHTO, v.v. Ở Việt Nam là tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN-272-01. Tuy nhiên, hiện các tiêu chuẩn vẫn chưa có hướng dẫn cụ thể cho việc thiết kế dầm cao khoét lỗ cũng như xác thực giữa thiết kế dầm cao khoét lỗ theo mô hình giàn ảo với các kết quả thí nghiệm. Bài viết này sẽ cung cấp một trình tự thiết kế cho dầm cao có lổ mở theo mô hình giàn ảo, từ đó thực hiện tính toán và thí nghiệm để đánh giá kết quả thiết kế.
#ACI318-11 #dầm cao #mô hình giàn ảo #dầm cao có lỗ mở #dầm bê tông cốt thép
Tính toán khả năng chịu lực của cột bê tông cốt thép có tiết diện hình chữ nhật sử dụng mô hình phi tuyến vật liệu theo TCVN 5574:2018
Cấu kiện cột bê tông cốt thép đóng vai trò quan trọng để truyền tải trọng công trình xuống móng. Trong bài viết này, tác giả lập trình tính toán khả năng chịu tải của cột nén lệch tâm xiên có tiết diện hình chữ nhật dựa trên biểu đồ tương tác sử dụng mô hình phi tuyến của vật liệu theo TCVN 5574:2018. Ứng suất nén của bê tông được tính toán theo sơ đồ ba đoạn thẳng và ứng suất trong cốt thép được xác định từ biến dạng theo sơ đồ hai đoạn thẳng. Lập trình VBA trong Excel được sử dụng để tính toán và thể hiện các mặt phẳng đứng của biểu đồ tương tác. Một số ví dụ được triển khai và so sánh với dữ liệu từ ETABS phiên bản 2019 để đánh giá độ chính xác của chương trình.
#Cột bê tông cốt thép #Khả năng chịu lực #Biểu đồ tương tác #Mô hình phi tuyến của vật liệu #Mặt cắt ngang hình chữ nhật
Xây dựng quan hệ giữa bán kính cong với ứng suất lực trên dây quấn của máy biến áp lõi thép vô định hình
Máy biến áp lõi thép bằng vật liệu vô định hình (MBAVĐH) có cấu trúc đặc biệt của lõi thép và cuộn dây là hình chữ nhật nên phân bố ứng suất lực trên cuộn dây không đồng đều như cuộn dây tròn của MBA lõi silic. Đặc biệt, tại góc vuông dây quấn lại chịu ứng suất lực là rất lớn. Do đó, việc đánh giá quan hệ giữa bán kính cong tại góc dây quấn và ứng suất lực là rất cần thiết. Bài báo đã sử dụng phần mềm Ansys Maxwell 3D để mô phỏng MBAVĐH 3 pha 630 kVA-22/0,4 kV khi bị sự cố ngắn mạch. Thực hiện mô phỏng 7 trường hợp với các kích thước bán kính góc dây quấn khác nhau nhằm mục đích xây dựng mối quan hệ giữa giá trị ứng suất lực ngắn mạch với bán kính dây quấn. Kết quả này, giúp cho các nhà thiết kế và chế tạo MBAVĐH, lựa chọn bán kính góc dây quấn một cách hợp lý, mà vẫn thỏa mãn hai yếu tố kinh tế và kỹ thuật.
#Ansys Maxwell #ngắn mạch #bán kính dây quấn #ứng suất #máy biến áp #vô định hình
Tính toán ứng suất lực ngắn mạch tổng hợp trên dây quấn của máy biến áp lõi thép vô định hình
Máy biến áp (MBA) khi bị sự cố ngắn mạch, dòng điện và từ thông tản tăng lớn, sinh ra lực điện từ lớn và nhiệt độ cao tác động lên dây quấn MBA. Hiện tượng này gây ra lực cơ khí nguy hiểm, nó có thể uốn cong, xê dịch, phá hủy cuộn dây và thậm chí làm nổ MBA. Bài báo này tính toán ứng suất điện từ tác dụng lên dây quấn cao áp và hạ áp của MBA 3 pha có lõi thép bằng vật liệu vô định hình công suất 630 kVA, điện áp 22/0,4 kV, trong trường hợp ngắn mạch sự cố đồng thời 3 pha phía hạ áp bằng phương pháp phần tử hữu hạn với phần mềm Ansys Maxwell theo miền thời gian. Sau đó, tính ứng suất tổng hợp bao gồm ứng suất do lực điện từ; ứng suất do độ chênh lệch nhiệt độ giữa dây quấn và epoxy; và ứng suất do phân bố nhiệt độ không đồng đều ở lớp epoxy. Qua đó giúp nhà thiết kế đặt vị trí gá nẹp trên cuộn dây MBA một cách phù hợp.
#ngắn mạch #nhiệt độ #dây quấn #ứng suất #máy biến áp #vô định hình #phần tử hữu hạn
Nghiên cứu sự sụp đổ lũy tiến của khung bê tông cốt thép toàn khối chịu tải trọng nổ gần và đề xuất một số giải pháp kháng sập
Việc tính toán công trình chịu tác dụng của tải trọng nổ là yêu cầu bắt buộc với các công trình an ninh quốc phòng và công trình đặc biệt. Tuy nhiên, kết quả tính toán bài toán nổ còn rất phức tạp, có sai số lớn. Ở Việt Nam, phương pháp phổ biến hiện nay là phương pháp tải trọng tĩnh tương đương. Phương pháp đó cho kết quả phù hợp với một số trường hợp nhất định và không phản ánh được phản ứng động và quá trình quá hủy cấu kiện do tải trọng nổ gây ra. Bài báo tập trung vào sử dụng mô phỏng số để phân tích sự sụp đổ lũy tiến của khung bê tông cốt thép toàn khối khi chịu tác dụng nổ gần. Kết quả mô phỏng được so sánh với dữ liệu thực nghiệm và đạt được sự phù hợp. Từ đó, bài báo đề xuất một số giải pháp kháng sập lũy tiến cho công trình đặc biệt chịu tải trọng nổ gần.
#Sụp đổ lũy tiến #Kháng sập lũy tiến #Nổ gần #Phá hủy bê tông cốt thép #Mô hình holmquist-johnson-cook #Mô hình johnson-cook
Nghiên cứu độ bền công trình bê tông theo mô hình hóa học
Ăn mòn cốt thép do ion clo và an mòn sulfat bên ngoài ảnh hưởng tới độ bền và khả năng chịu lực của công trình bê tông, công trình bê tông cốt thép trong môi trường nước biển và đặc biệt đối với các công trình bê tông tiếp xúc thường xuyên với nguồn nước có chứa ion sulfat với nồng độ cao. Trong bài báo này một ví dụ cụ thể về ảnh hưởng của ăn mòn Sulfat ngoài đối với đập bê tông Mequinenza và ảnh hưởng của các loại bê tông đến quá trình khuyếch tán các ion clo đối đã được nêu ra. Việc hình thành khoáng thaumasite có hại cho tính chất cơ học của bê tông. Mô phỏng quá trình ăn mòn Sulfat ngoài đối với đập bê tông được tiến hành nhờ sự giúp đỡ của mô hình địa hóa học. Mô hình đã thành công trong việc khẳng định sự hình thành khoáng thaumasite ở lóp vỏ của bê tông cùng với tăng độ rỗng từ đó làm bong tróc lớp vỏ bê tông đã được quan sát trong công trình thực tế. Mô hình ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình khếch tán các ion clo trên cơ sở nồng độ clo trong bê tông. Dựa trên các kết quả này, mô hình giúp dự đoán được độ bền công trình theo thời gian. Cũng như các số liệu ăn mòn cốt thép do ion clo và Sulfat gây ra đối với các công trình thực tế được so sánh với kết quả mô hình.
#công trình bê tông cốt thép #đập bê tông #cầu #ion clo #ăn mòn Sulfat.
Tính toán khảo sát chọn tiết diện hợp lý cho cấu kiện hệ sườn tường nhà công nghiệp dùng thép thành mỏng, tạo hình nguội theo AS/NZS 4600:2005
Kết cấu thép nhẹ, thành mỏng, tạo hình nguội với những ưu điểm có tiết diện mảnh, trọng lượng nhẹ, cường độ cao, công nghệ sản xuất tiên tiến với năng suất cao, thi công nhanh và hiệu quả đã và đang được nghiên cứu, ứng dụng rộng rãi trong công trình xây dựng. Tuy nhiên, sự làm việc và tính toán thiết kế khá phức tạp đòi hỏi phải đảm bảo các điều kiện về cường độ, ổn định và biến dạng, đặc biệt trong điều kiện Việt Nam vẫn chưa ban hành tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép thành mỏng; ngoài một số ít tài liệu nước ngoài và catalogue sản phẩm của các nhà sản xuất chưa có nhiều nghiên cứu, tài liệu hướng dẫn tính toán.
Bài báo giới thiệu kết quả nghiên cứu phân tích sự làm việc, phương pháp tính toán, khảo sát lựa chọn tiết diện hợp lý cho các phần tử (cánh, bụng và sườn biên) để ứng dụng hiệu quả trong cấu kiện (dầm, cột) hệ sườn tường nhà công nghiệp theo tiêu chuẩn AS/NZS 4600:2005 (Australian-Newzealand)
#kết cấu thép thành mỏng #tạo hình nguội #sự oằn uốn xoắn #sự oằn vặn bên #dầm sườn tường #cột sườn tường #sườn biên #tiết diện hữu hiệu #AS/NZS 4600:2005
Phân tích tĩnh phi tuyến hình học và vật liệu cấu kiện dầm-cột ống thép tròn nhồi bê tông
Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng (TCKHCNXD) - ĐHXDHN - Tập 18 Số 1V - Trang 13-25 - 2024
Dầm-cột ống thép tròn nhồi bê tông (CFST) là cấu kiện kết cấu có nhiều đặc điểm nổi trội cho kết cấu nhà nhiều tầng do có cường độ, độ cứng và độ dẻo dai cao hơn những loại cấu kiện thông thường trong khi có hình dáng kiến trúc thanh mảnh, có khả năng chống cháy tốt và thuận tiện cho thi công. Bài báo này phát triển một chương trình phân tích phi tuyến bằng ngôn ngữ lập trình Matlab để dự đoán ứng xử kết cấu của cấu kiện dầm-cột CFST cường độ cao dưới tác dụng của tải trọng nén lệch tâm có kể đến tác động bó lõi bê tông của ống thép và sự không hoàn hảo ban đầu về hình học của cấu kiện dầm-cột. Tiết diện liên hợp của cấu kiện dầm-côt được chia ̣thành nhiều điểm thớ thép và bê tông và trạng thái của tiết diện được cập nhật trong suốt quá trình phân tích để kể đến tác động phi đàn hồi kết hợp với sự xem xét tác động phi tuyến hình học giữa hai đầu cấu kiện. Những kết quả phân tích số đạt được từ chương trình phát triển được so sánh với các kết quả của các nghiên cứu khác chứng tỏ rằng nó là một công cụ mô phỏng khá hiệu quả và tương đối chính xác trong việc dự đoán khả năng chiu lư c của cấu kiện dầm-cột CFST tròn nhồi bê tông cường độ cao chịu tải trọng tĩnh trong nghiên cứu và thiết kế kỹ thuật.
#Dầm-cột ống thép nhồi bê tông #phi tuyến hình học #phi tuyến vật liệu #tác động bó #phương pháp thở
Tổng số: 53
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6