Hướng dẫn Kiểm tra cột thép hình (CTH)

Công dụng

Phần mềm kiểm tra một cột (hoặc một nhóm cột cùng tiết diện) chịu đồng thời lực dọc P, mô men M₂, M₃, lực cắt V₂, V₃ và mô men xoắn T theo TCVN 5575:2024:

Bốn loại tiết diện: chữ I / chữ H, chữ C / chữ U (cánh song song hoặc cánh vát), ống thép tròn, thép hộp vuông / chữ nhật — thép cán hoặc tổ hợp hàn.
Độ bền, ổn định tổng thể, ổn định cục bộ, độ mảnh giới hạn — mỗi loại tiết diện dùng đúng nhóm điều khoản của mình.
Nhiều trường hợp nội lực dán thẳng từ bảng Element Forces - Columns của ETABS; phần mềm kiểm tra tất cả và chỉ ra trường hợp khống chế.
Hình tiết diện và đặc trưng hình học (A, I, W, i, g…) cập nhật ngay khi gõ.
Thuyết minh tính toán đầy đủ, công thức hiển thị như sách (LaTeX); lưu thông số vào tệp *.cth, xuất thuyết minh ra PDF.

Chuẩn bị

Đã kích hoạt Gnad Structure bằng License key hoặc Dùng thử 10 ngày, và mở phần mềm từ app Gnad Structure.
Microsoft Edge WebView2 Runtime — Windows 10 bản mới và Windows 11 đã có sẵn. Máy thiếu thì phần mềm báo và mở trang tải về của Microsoft.
Không cần Microsoft Excel — kể cả khi xuất PDF.
Nếu lấy nội lực từ ETABS: mở bảng Element Forces - Columns của mô hình đã chạy phân tích, chọn các dòng cần kiểm tra rồi copy (Ctrl+C).

Đơn vị nhập: kích thước mm, cường độ MPa, chiều dài cột m, lực kN, mô men kNm. Bảng ETABS phải đang để đơn vị kN, m trước khi copy.

Chọn loại tiết diện

Mở phần mềm thì hộp Chọn loại tiết diện hiện ra trước. Bấm một thẻ (hoặc phím 1 – 4) để vào trang tính:

Phím	Thẻ	Gồm
`1`	Tiết diện chữ I hoặc chữ H	Thép hình cán nóng (có góc lượn r) hoặc tổ hợp hàn từ thép tấm, đối xứng hai trục.
`2`	Tiết diện chữ C hoặc chữ U	Thép U cán nóng — cánh song song hoặc cánh vát (độ dốc i) — hoặc tổ hợp hàn; đối xứng qua trục x.
`3`	Tiết diện tròn (ống thép tròn)	Ống rỗng, kể cả kiểm tra ổn định thành ống theo mục 11.2.
`4`	Tiết diện vuông / chữ nhật (thép hộp)	Thép hộp cán / uốn nguội (góc bo) hoặc hộp tổ hợp hàn từ 4 tấm.

Dưới các thẻ còn:

📋 Thông tin dự án… — dự án, hạng mục, giai đoạn, người thiết kế, người kiểm tra, ngày (điền sẵn tháng / năm hiện tại). Chỉ in vào đầu thuyết minh, không tham gia tính toán. Bấm Xong, Enter hay Esc đều giữ những gì đã gõ.
📂 Mở tệp .cth đã lưu… — mở thông số cũ; phần mềm tự chuyển sang đúng loại tiết diện của tệp.

Trong lúc làm, nút 🔀 Đổi loại tiết diện ở góc trên bên phải mở lại hộp này, thẻ đang dùng có viền xanh lá. Đổi qua lại giữa các loại không mất kích thước đã nhập: mỗi loại giữ nguyên số liệu của mình, quay lại là thấy. Vật liệu, sơ đồ tính và bảng nội lực dùng chung cho mọi loại.

Đóng hộp chọn (Esc hoặc ✕) lúc mới mở phần mềm là thoát phần mềm. Mỗi loại tiết diện có sẵn một kích thước mẫu và một trường hợp nội lực mẫu (TH mẫu) để bạn bấm tính thử ngay.

Màn hình chính

Cột trái là các mục nhập số liệu đánh số 0 – 4, cột phải là kết quả. Nút HDSD trên thanh tiêu đề, bên trái nút thu nhỏ (hoặc phím F1), mở lại trang hướng dẫn này.

Kiểm tra KNCL cột thép hình (chữ I/H) – TCVN 5575:2024HDSD – ☐ ✕

KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỘT THÉP — TIẾT DIỆN CHỮ I / CHỮ H 🔀 Đổi loại tiết diện 1

▶ TÍNH TOÁN📂 Mở💾 Lưu 📄 Xuất PDF📚 Thư viện 2

1. Tiết diện chữ I / chữ H 3

h 300 b 300 r 13

t_w 10 t_f 15

A = 118,45 cm² · I_x = 20 185,9 cm⁴ · g = 93,0 kg/m

2. Vật liệu · 3. Sơ đồ tính

Mác thép SS400 (t ≤ 16) L_x 4.0 L_y 4.0

4. Nội lực tính toán 4

📋 Dán từ ETABS/Excel＋ Thêm dòng🗑 Xóa dòng

✔ CỘT ĐẠT YÊU CẦU – k = 0.660 5

Bảng tổng hợp kiểm traCác trường hợp nội lựcThuyết minh tính toán 6

Hạng mục kiểm tra	Tỷ số	Kết luận
Độ bền N+Mx+My — CT (104)	0.435	ĐẠT
Ổn định ngoài mặt phẳng bụng (uốn–xoắn) — CT (110)	0.542	ĐẠT
Độ mảnh giới hạn trục y — Bảng 33	0.359	ĐẠT

Trang chữ I/H (rút gọn cho vừa trang). Ba loại còn lại chỉ khác các ô của mục 1.

#	Thành phần	Tác dụng
1	🔀 Đổi loại tiết diện	Mở lại hộp chọn — xem Chọn loại tiết diện. Dải tiêu đề ghi luôn các điều khoản TCVN áp dụng cho loại đang chọn.
2	Thanh nút	▶ TÍNH TOÁN (`F5`) kiểm tra mọi trường hợp nội lực. 📂 Mở / 💾 Lưu nạp / ghi tệp `.cth`. 📄 Xuất PDF* bấm được sau lần tính đầu. 📚 Thư viện mở Thư viện vật liệu.
3	Các mục nhập	Ô số gõ sai tô đỏ ngay. Khung xanh dưới mục 1 là đặc trưng hình học tính sẵn; hình tiết diện bên phải vẽ lại ngay khi gõ.
4	Bảng nội lực	Xem Nội lực tính toán.
5	Dòng trạng thái	Xanh ✔ CỘT ĐẠT YÊU CẦU hoặc đỏ ✘ CỘT KHÔNG ĐẠT kèm hệ số sử dụng lớn nhất k, trường hợp nội lực khống chế (khi có nhiều dòng) và số ghi chú ⚠ (đọc trong thuyết minh).
6	Khung kết quả	Ba tab — xem Đọc kết quả.

Kết quả không tự tính lại khi sửa số liệu — sửa xong bấm ▶ TÍNH TOÁN (hoặc F5). Riêng hình tiết diện và đặc trưng hình học thì luôn theo số đang gõ.

Nhập số liệu

Mục	Bạn nhập / chọn	Ghi chú
0. Thông tin cấu kiện	Tên cấu kiện (vd. `Cột C1`)	Dùng làm tên gợi ý khi lưu tệp / xuất PDF. Dòng Thông tin dự án bên dưới có nút ✏ Sửa.
1. Chữ I / chữ H	Thép hình cán nóng hoặc Tổ hợp hàn; h, b, r, t_w, t_f (mm)	h: chiều cao toàn tiết diện (h_w = h − 2t_f); b: bề rộng bản cánh; r: bán kính góc lượn bụng – cánh, chỉ dùng với thép cán.
1. Chữ C / chữ U	Như trên, thêm i (%) — độ dốc mặt trong bản cánh	b đo từ mép ngoài bản bụng; t_f đo ở giữa phần cánh vươn; i = 0 là cánh song song, thép U GOST 8240 dãy У là 10 %. Khung đặc trưng ghi thêm trọng tâm x_c, tâm uốn e và khoảng cách a_y.
1. Ống tròn	D, t (mm); ô tích Ống không có đường hàn dọc hoặc ống hàn điện	D: đường kính ngoài, t: bề dày thành. Ô tích ảnh hưởng điều kiện ổn định thành ống (11.2.2).
1. Thép hộp	Thép hộp cán / uốn nguội hoặc Hộp hàn 4 tấm; H, B, r_o, t_w, t_f (mm)	H song song trục y, B song song trục x; t_w: bề dày 2 vách đứng, t_f: 2 vách ngang; r_o: bán kính góc bo ngoài (uốn nguội ≈ 2t ÷ 3t, cán nóng ≈ 1,5t). Hộp hàn: 2 bản cánh phủ hết bề rộng B.
2. Vật liệu	Mác thép; γ_M, γ_c, E	f_y, f_u (ô xám) tự lấy theo mác thép và chiều dày trong Thư viện vật liệu, không gõ đè được. γ_M theo Bảng 3.
3. Sơ đồ tính	L_x, μ_x, L_y, μ_y	L: chiều dài hình học giữa các điểm giằng chống mất ổn định quanh trục x (khỏe) và trục y (m); μ: hệ số chiều dài tính toán (Bảng 31). Bi mô men do xoắn tính với L = max(L_x, L_y).
	Độ mảnh giới hạn λ_u (Bảng 33)	Cột chính 180 − 60α · Cột phụ 210 − 60α · 120.
4. Nội lực tính toán	Bảng nhiều trường hợp	Xem Nội lực tính toán.

Nội lực tính toán

Mỗi dòng một trường hợp: Story, Column, Output Case, P, V₂, V₃ (kN), T, M₂, M₃ (kNm). Quy ước trục như ETABS: trục 3 ≡ x (khỏe) — M₃, V₂ đi với bản bụng; trục 2 ≡ y — M₂, V₃ đi với bản cánh. P nén âm được lấy trị tuyệt đối. Ống tròn đối xứng mọi trục nên dùng M = √(M₂² + M₃²), V = √(V₂² + V₃²).

Dán từ ETABS / Excel

Copy bảng nội lực — trong ETABS mở Element Forces - Columns, chọn các dòng cần kiểm tra, Ctrl+C; hoặc copy từ Excel.
Bấm 📋 Dán từ ETABS/Excel — hoặc bấm vào bảng nội lực rồi Ctrl+V.
Chọn cách ghép nếu bảng đã có số liệu: Thay thế bảng hiện tại, Thêm vào cuối, hoặc Hủy. Bảng chỉ có dòng TH mẫu thì được thay luôn.

Nhận được các dạng bảng sau (cột cách nhau bằng Tab — copy từ ETABS / Excel là đúng):

Dạng	Các cột
Bảng ETABS đầy đủ	Story, Column, Unique Name, Output Case, Case Type, Station, P, V2, V3, T, M2, M3, … (từ 12 cột trở lên)
9 cột	Story, Column, Output Case, P, V2, V3, T, M2, M3
7 cột	Tên, P, V2, V3, T, M2, M3
6 cột	P, V2, V3, T, M2, M3 (tự đặt tên TH1, TH2…)

Dòng tiêu đề và dòng không đúng dạng được bỏ qua.

Sửa bảng

Gõ thẳng vào ô; Enter / ↓ xuống dòng cùng cột, Shift+Enter / ↑ lên dòng. Enter ở dòng cuối thêm dòng mới.
＋ Thêm dòng thêm trường hợp trống. Bấm số thứ tự đầu dòng để chọn dòng (Ctrl / Shift + bấm để chọn nhiều), rồi 🗑 Xóa dòng. Xóa hết hỏi lại trước khi xoá.
Ô để trống tính là 0; dòng toàn số 0 được bỏ qua khi tính.

Đọc kết quả

Bảng tổng hợp kiểm tra — của trường hợp khống chế (hệ số k lớn nhất): mỗi hạng mục một dòng gồm tên, công thức, giá trị, giới hạn, tỷ số và kết luận ĐẠT / KHÔNG ĐẠT. Dòng không đạt nền đỏ nhạt.
Các trường hợp nội lực — hệ số sử dụng k của từng dòng nội lực, xếp từ lớn đến nhỏ; dòng khống chế tô cam, ghi ← khống chế.
Thuyết minh tính toán — toàn bộ các bước: tiết diện, vật liệu, độ mảnh và hệ số φ, nội lực, độ lệch tâm và các hệ số, từng hạng mục kiểm tra, ghi chú / cảnh báo và kết luận. Công thức hiển thị như sách. Tích Văn bản thuần ở góc trên để xem bản chữ thẳng cột — tiện chọn và sao chép.

Các hạng mục kiểm tra

Hạng mục	Chữ I / H và chữ C / U	Ống tròn	Thép hộp
Độ bền nén uốn	CT (104) / (105), kể cả bi mô men B do xoắn	CT (104) / (105); nén đúng tâm CT (4)	CT (104) / (105)
Cắt (kể cả xoắn T)	Bản bụng, bản cánh — CT (41), (43b)	Ứng suất tiếp lớn nhất — CT (41) + xoắn	Vách đứng, vách ngang — CT (41), (43b)
Ứng suất tương đương	Mép bản bụng — CT (43a)	—	Chỗ nối bụng – cánh — CT (43a)
Ổn định tổng thể	Trong mặt phẳng bụng CT (108); ngoài mặt phẳng (uốn – xoắn) CT (110); trong mặt phẳng cánh CT (108); nén uốn hai mặt phẳng CT (115), (116); chữ I khi chỉ chịu uốn: CT (68) / (69)	Trong mặt phẳng mô men CT (108); nén đúng tâm CT (6)	Mục 9.2.10, CT (119) mặt phẳng x và CT (120) mặt phẳng y
Ổn định cục bộ	Bản bụng (9.4.2, Bảng 23), phần vươn bản cánh (9.4.7, Bảng 24)	Thành ống — 11.2.1 CT (153), 11.2.2 CT (155), hoặc miễn kiểm tra khi đủ điều kiện	Vách đứng (9.4.2), vách ngang (9.4.7)
Độ mảnh giới hạn	Trục x, trục y — Bảng 33	Bảng 33	Trục x, trục y — Bảng 33

Phần mềm kiểm tra mọi dòng của bảng nội lực và đưa trường hợp có hệ số sử dụng lớn nhất lên Bảng tổng hợp và thuyết minh. Hạng mục nào không áp dụng cho trường hợp đang xét (vd. không có mô men) thì không hiện.

Chữ C / U: lực cắt V₂ đặt tại trọng tâm, lệch tâm uốn một đoạn a_y, sinh thêm mô men xoắn V₂·a_y. Phần mềm ghi cảnh báo trong thuyết minh nhưng không tự cộng vào T — nếu cần, cộng vào cột T của bảng nội lực.

Thư viện vật liệu

Nút 📚 Thư viện mở bảng mác thép — giới hạn chảy f_y và giới hạn bền f_u theo chiều dày (SS400, Q235, Q345…).

Dòng mặc định có dấu 🔒, không sửa / xoá được. Bấm ＋ Thêm mác thép để thêm dòng của bạn, gõ thẳng vào ô, ✕ để xoá.
Bấm Đóng (hoặc Esc) là lưu; danh sách Mác thép ở mục 2 cập nhật ngay, f_y, f_u lấy lại theo thư viện.
Thư viện lưu trên máy, dùng chung cho mọi tệp.

Lưu tệp và xuất PDF

Lưu và mở

💾 Lưu (Ctrl+S) ghi loại tiết diện, kích thước, vật liệu, sơ đồ tính, bảng nội lực và thông tin dự án vào một tệp *.cth; tên gợi ý là tên cấu kiện. 📂 Mở (Ctrl+O) nạp lại tất cả và tự chuyển sang đúng loại tiết diện của tệp. Mác thép đã lưu không còn trong thư viện thì ô Mác thép để trống và giữ nguyên f_y, f_u trong tệp (thuyết minh ghi Tự nhập f_y/f_u).

Xuất PDF

📄 Xuất PDF (Ctrl+P) in thuyết minh tính toán ra PDF khổ A4, có cả hình tiết diện, công thức và kết luận. Một hộp tiến trình chạy qua các bước:

Tính lại theo số liệu hiện tại — PDF luôn khớp với những gì đang nhập, kể cả khi bạn sửa sau lần tính trước. Số liệu sai thì dừng và báo lỗi.
Dựng bản in và nạp phông công thức.
Chọn nơi lưu — tên gợi ý là tên cấu kiện. Bấm Huỷ thì thôi.
Tạo tệp PDF — xong phần mềm hỏi có mở tệp ngay không.

Không cần cài Excel hay máy in ảo. Điền Thông tin dự án trước để đầu thuyết minh có đủ tên dự án, người thiết kế, người kiểm tra. Nút 📊 Xuất Excel sẽ có ở phiên bản sau.

Phím tắt

Phím	Việc
`1` – `4`	Trong hộp chọn loại tiết diện: chọn nhanh thẻ tương ứng
`F5`	Tính toán
`Ctrl`+`S` · `Ctrl`+`O`	Lưu tệp · mở tệp `*.cth`
`Ctrl`+`P`	Xuất PDF
`F1`	Mở trang hướng dẫn này
`Esc`	Đóng hộp chọn loại tiết diện, Thông tin dự án, Thư viện vật liệu, hộp thông báo
`Enter`	Trong hộp Thông tin dự án: Xong. Trong bảng nội lực: xuống dòng (dòng cuối: thêm dòng)
`↑` `↓`	Bảng nội lực: lên / xuống dòng cùng cột
`Ctrl`+`V`	Bấm vào bảng nội lực rồi dán: dán cả bảng ETABS / Excel

Thông báo thường gặp

Thông báo	Nguyên nhân và cách xử lý
Lỗi dữ liệu: Giá trị không hợp lệ ở ô …	Ô ghi trong thông báo đang trống hoặc gõ sai (ô đó cũng đang tô đỏ). Dấu thập phân dùng chấm hay phẩy đều được.
Kích thước tiết diện phải là số dương · Đường kính D và bề dày t phải là số dương	Một kích thước ở mục 1 bằng 0 hoặc âm.
Thông số vật liệu phải là số dương · Chiều dài tính toán và hệ số μ phải là số dương	Kiểm tra lại mục 2 (γ_M, γ_c, E) hoặc mục 3 (L, μ).
Chưa có trường hợp nội lực nào …	Bảng nội lực trống, hoặc mọi dòng đều bằng 0. Dán hoặc gõ ít nhất một dòng.
Clipboard trống … · Không nhận được dòng nội lực hợp lệ nào từ clipboard.	Chưa copy, hoặc bảng copy không đúng dạng. Copy lại bảng Element Forces - Columns của ETABS, hoặc bảng có các cột P, V2, V3, T, M2, M3 cách nhau bằng Tab — xem các dạng nhận được.
Không xuất được PDF – có thể tệp đang mở trong trình đọc PDF.	Tệp PDF cùng tên đang mở — đóng nó rồi xuất lại, hoặc lưu tên khác.
Máy tính chưa cài Microsoft Edge WebView2 Runtime …	Bấm OK để mở trang tải về của Microsoft, cài xong mở lại phần mềm.
Máy này chưa kích hoạt Gnad Structure.	Mở app Gnad Structure và nhập License key một lần, sau đó chạy được trực tiếp phần mềm này.

Lưu ý

Chữ I / H tính đối xứng hai trục; chữ C / U đối xứng qua trục x, bản bụng đứng.
Phần mềm kiểm tra bản thân cột — không kiểm tra liên kết, chân cột hay mối nối.
Kết quả tính toán chỉ mang tính tham khảo; người thiết kế chịu trách nhiệm kiểm tra lại.

Kiểm tra cột thép hình