Công thức đưa ra dựa trên nguyên tắc phân loại tiết diện của EC 1993-1-1:2005. Trên tiết diện loại 1, loại 2 có sự phân bố nhiệt độ không đều, khi chia tiết diện ra làm n phần, mô men uốn cho phép tại thời điểm t được xác định:
n fi ,t ,Rd i i y , ,i y ,i M , fi i 1 M A z k q f / g = =å (3.3) trong đó: Ai là diện tích phần thứ i
zi là khoảng cách từ trục trung hòa đến trọng tâm phần thứ i
ky,q,i là hệ số suy giảm giới hạn chảy của phần thứ i tương ứng với nhiệt độ q , lấy theo bảng 3.1.
fy,i là giới hạn chảy fyđược lấy giá trị dương với những phần nằm thớ
chịu nén và lấy giá trị âm với những phần nằm trong thớ chịu kéo của tiết diện.
gM,fi là hệ số điều kiện làm việc của cấu kiện thép trong điều kiện chịu lửa, lấy bằng 1.
Tại các phần có nhiệt độ khác nhau nên có giá trị giới hạn chảy khác nhau, vì vậy cần áp dụng nguyên tắc cân bằng hợp lực vùng kéo và vùng nén để tìm ra trục trung hòa, tương tự như tính toán kết cấu liên hợp.
Hình 3.4. Xác định vị trí trục trung hòa tiết diện chữ I
Quay trở lại ví dụ 1 trong chương 2, tiết diện chữ I được chia thành 14 phần (n=14), theo kết quả thu được từ DT3D, mỗi phần có một nhiệt độTi tương ứng với một giới hạn chảy ky,ify,i(hình 3.4). Vì tốc độ lan truyền nhiệt trong kết cấu thép khá nhanh nên sự chênh lệch nhiệt độ tại các phần trên tiết diện không lớn, trục trung
hòa thường có xu hướng nằm ở bản bụng. Gọi khoảng cách từ trục trung hòa đến trục trọng tâm của tiết diện là z, khi đó khoảng cách từ trọng tâm phần thứ i đến trục trung hòa zi = fi(z). zđược xác định bằng cách giải phương trình:
8 1 14 i i y ,i y ,i i i y ,i y ,i i 1 i 8 2 A z k f A z k f - = = - = å å (3.4) Giá trị lực cắt cho phép tại thời điểm t: ( ) q g g = fi ,t ,Rd y , ,w M ,l M , fi V k [V ] / (3.5)
trong đó: [V] là lực cắt cho phép khi tính toán cấu kiện trong điều kiện nhiệt độ
thường
ky,q,w là hệ số suy giảm giới hạn chảy của thép tương ứng ở nhiệt độ q trung bình của bản bụng tại thời điểm t, lấy theo bảng 3.1.
gM,l là hệ số điều kiện làm việc của cấu kiện oằn bên trong điều kiện chịu lửa, thường lấy bằng 1,1.
Trên tiết diện loại 3 có sự phân bố nhiệt độ không đều, mô men uốn cho phép tại thời điểm t được xác định: [ ]( ) q g g k k = fi ,t ,Rd y , max M ,l M , fi 1 2 M k M / / (3.6)
trong đó: [M] là mômen uốn đàn hồi cho phép khi tính toán cấu kiện trong điều kiện nhiệt độ thường
ky,q,max là hệ số suy giảm giới hạn chảy của thép tương ứng ở nhiệt độ
q lớn nhất trên tiết diện tại thời điểm t, lấy theo bảng 3.1.
k1 là hệ số điều chỉnh trong trường hợp nhiệt độ phân bố không đều trên tiết diện. k1= 1 với dầm chịu tác động của lửa cả bốn mặt; k1= 0,7 với dầm đỡ sàn không bọc bảo vệ chịu tác động của lửa ba mặt;k1
= 0,85 với dầm đỡ sàn được bọc bảo vệ chịu tác động của lửa ba mặt.
k2 là hệ số điều chỉnh trong trường hợp nhiệt độ phân bố không đều trên dọc chiều dài dầm. Tại vị trí gối của dầm siêu tĩnh k2= 0,85; các trường hợp còn lại k2= 1.
Giá trị lực cắt cho phép tại thời điểm t vẫn lấy theo công thức (3.5).