Trong tính toán thiết kế kết cấu thép, tiêu chuẩn BS5950-1:2000 có xét tới 4 loại tiết diện (1,2,3,4), tuỳ theo khả năng phát triển biến dạng dẻo của tiết diện cấu kiện thép.
Thiết kế khung ngang bao gồm thiết kế cột, dầm và liên kết giữa các cấu kiện. Do phơng pháp thiết kế là đàn hồi, đặc điểm cấu kiện dầm và cột trong nhà thép tiền chế là mảnh, không gia cố sờn, vì vậy khi xác định sơ bộ tiết diện ban đầu ta nên lựa chọn các cấu kiện thuộc lớp tiết diện 3 (nửa đặc chắc) và lớp tiết diên 4 (mảnh).
4.1. Thiết kế cột
Ngoài lực nén dọc trục, cột còn chịu mô men uốn do tải trọng ngang hoặc do độ lệch tâm của tải trọng đứng, hoặc do mô men nút cứng của khung. Đối với cột trong kết cấu sơ đồ tựa đơn giản, khi dầm đặt trên đỉnh cột, tải trọng dầm coi nh đặt vào mặt bên của cột về phía nhịp dầm. Trờng hợp độ lệch tâm không biết chính xác, BS5950-1:2000 kiến nghị trị số lệch tâm là 100mm tính từ mặt cột.
Cấu kiện chịu nén uốn phải đợc kiểm tra về khả năng chịu lực tại các điểm có mô men và lực nén lớn nhất (BS gọi là kiểm tra khả năng chịu lực cục bộ), ví dụ tại hai đầu. Ngoài ra cần kiểm tra ổn định tổng thể của cột.
4.1.1. Xác định chiều dài tính toán của cột
Chiều dài tính toán của cột khung có liên quan đến việc tính toán kiểm tra
ổn định. Do cột làm việc theo hai phơng nên cần xác định chiều dài tính toán theo phơng ngang nhà (trong mặt phẳng khung) và phơng dọc nhà (ngoài mặt phẳng khung). Xét hai trờng hợp là cột tiết diện không đổi và cột vát.
4.1.1.1. Với cột có tiết diện không đổi [14]
- Sự làm việc của cột phụ thuộc chủ yếu vào độ mảnh λ của nó. Độ mảnh của một cấu kiện đợc tính bằng :
r LE
=
λ
Trong đó: LE - chiều dài tính toán (hay chiều dài hữu hiệu);