BÀI GIẢNG CƠ HỌC KẾT CẤU - Chương 1

Chia sẻ: locnghean08dxdhutech

Hệ đơn giản: Hệ dầm: thanh thẳng, chịu uốn là chủ yếu (thường N = 0).

Bạn đang xem 10 trang mẫu tài liệu này, vui lòng download file gốc để xem toàn bộ.

Nội dung Text: BÀI GIẢNG CƠ HỌC KẾT CẤU - Chương 1

BÀI GIẢNG CƠ HỌC KẾT CẤU


CHƯƠNG 2




PGS. TS. ĐỖ KIẾN QUỐC
KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA
HỆ KẾT CẤU
1. Hệ đơn giản
 Hệ dầm: thanh thẳng, chịu uốn là chủ yếu
(thường N = 0).




Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 2
2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA
HỆ KẾT CẤU
1. Hệ đơn giản
 Hệ dầm:




Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 3
2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA
HỆ KẾT CẤU
1. Hệ đơn giản
 Hệ dầm:




Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 4
2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA
HỆ KẾT CẤU
1. Hệ đơn giản (tt)

 Hệ khung: thanh gãy khúc, nội lực gồm M, Q,
N.




Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 5
2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA
HỆ KẾT CẤU
1. Hệ đơn giản (tt)

 Hệ khung:




Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 6
2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA
HỆ KẾT CẤU
1. Hệ đơn giản (tt)

 Hệ khung:




Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 7
2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA
HỆ TĨNH ĐỊNH
1. Hệ đơn giản (tt)

 Hệ khung:




Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 8
2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA
HỆ KẾT CẤU(TT)
1. Hệ đơn giản (tt)
 Hệ dàn:
Thanh xiên Đốt Mắt Biên trên

Thanh đứng
Biên dưới


Nhịp
Hình 2.3

Trong thực tế, mắt dàn là nút cứng → hệ siêu tĩnh phức tạp.
Để đơn giản hoá, dùng các giả thiết sau:
 Mắt dàn là khớp lý tưởng.
 Tải trọng chỉ tác dụng ở mắt dàn. Nội lực chỉ có
lực dọc N ≠ 0
 Trọng lượng không đáng kể ( bỏ qua uốn thanh).
Ưu điểm: tiết kiệm vật liệu → kết cấu nhẹ, vượt nhịp lớn.
Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 9
2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA
HỆ TĨNH ĐỊNH (TT)
1. Hệ đơn giản (tt)
 Hệ dàn:




Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 10
2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA
HỆ KẾT CẤU(TT)
1. Hệ đơn giản (tt)
 Hệ dàn:




Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 11
2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA
HỆ KẾT CẤU(TT)
1. Hệ đơn giản (tt)
 Hệ dàn:




Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 12
2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA
HỆ KẾT CẤU(TT)
1. Hệ đơn giản (tt)
 Hệ 3 khớp




 Nội lực: M, Q, N; Lực dọc nén: dùng vật liệu dòn.
 Phản lực: có lực xô nên kết cấu móng bất lợi hơn.

Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 13
2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA
HỆ KẾT CẤU(TT)
1. Hệ ghép
Được nối bở các hệ đơn giản. Thường có 2 loại
trong thực tế:

Dầm tĩnh định nhiều nhịp


Khung tĩnh định nhiều nhịp




Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 14
2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA
HỆ KẾT CẤU(TT)
1. Hệ ghép (tt)
 Về cấu tạo: gồm hệ chính và phụ.
 Chính : BBH hoặc có khả năng chịu lực khi bỏ
kết cấu bên cạnh.
 Phụ : BH hoặc không có khả năng chịu lực
khi bỏ qua kết cấu bên cạnh.
Dầm tĩnh định nhiều nhịp


Khung tĩnh định nhiều nhịp




Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 15
2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA
HỆ KẾT CẤU(TT)
1. Hệ ghép (tt)
Cách tính: từ phụ → chính; truyền lực từ phụ
→ sang chính.

Dầm tĩnh định nhiều nhịp


Khung tĩnh định nhiều nhịp




Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 16
2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA
HỆ KẾT CẤU(TT)
1. Hệ liên hợp (Xem sách)
Liên hợp các dạng kết cấu khác nhau như dầm
– vòm, dầm – dây xích, dàn – vòm …




Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 17
2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA
HỆ KẾT CẤU(TT)

1. Hệ liên hợp




Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 18
2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA
HỆ KẾT CẤU(TT)

1. Hệ liên hợp




Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 19
2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA
HỆ KẾT CẤU(TT)

1. Hệ liên hợp




Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 20
2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA
HỆ KẾT CẤU(TT)
1. Hệ có mắt truyền lực
Mắt truyền lực có tác dụng cố định vị trí tải
trọng tác dụng vào kết cấu chính.

Hệ thống dầm truyền lực Mắt truyền lực




Nhịp



Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 21
2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA
HỆ KẾT CẤU(TT)
1. Hệ có mắt truyền lực




Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 22
2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA
HỆ KẾT CẤU(TT)
1. Hệ có mắt truyền lực




Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 23
2.1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA
HỆ KẾT CẤU(TT)
1. Hệ có mắt truyền lực




Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 24
2.2 NỘI LỰC TRONG HỆ DẦM & KHUNG ĐƠN GIẢN.

1. Nội lực:
M, Q, N
 M : vẽ theo thớ căng.
 Q & N : ghi dấu ( qui ước như SBVL).
M
N

Q
Hình 2.7




Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 25
2.2 NỘI LỰC TRONG HỆ DẦM & KHUNG ĐƠN GIẢN (TT)

1. Phương pháp vẽ:
 Phương pháp mặt cắt :
 Tính phản lực.
 Chia đoạn (phụ thuộc q, P, trục thanh).
 Lập biểu thức từng đoạn.
 Vẽ




Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 26
2.2 NỘI LỰC TRONG HỆ DẦM & KHUNG ĐƠN GIẢN (TT)
1. Phương pháp vẽ (tt):
 Phương pháp đặc biệt :
 Tính phản lực.
 Chia đoạn.
 Nhận xét dạng biểu đồ & điểm đặc biệt.
 Tính điểm đặc biệt và vẽ biểu đồ.




Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 27
2.2 NỘI LỰC TRONG HỆ DẦM & KHUNG ĐƠN GIẢN (TT)
1. Thí dụ:
Cho hệ có liên kết và chịu lực như hình vẽ. Hãy
vẽ biểu đồ M, Q, N.
q
P= qa
qa 2
2 a




a




Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 28
2.2 NỘI LỰC TRONG HỆ DẦM & KHUNG ĐƠN GIẢN (TT)
q
1. Thí dụ (tt): qa 2 P= qa
Phản lực: 2
HA = P = qa a

HA = qa


VA = 0 VD = qa
a
Nội lực:
Chú ý: nút
qa2 qa cân bằng
2
qa qa 2 qa 2
qa
2 2
2
qa 2
qa
8 2
M Q N qa
qa
qa qa
qa P = qa
Hình 2.10

Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 29
2.3 TÍNH TOÁN HỆ DÀN (TT)
1. Phương pháp tách mắt:
 Nội dung:
 Lần lượt tách mắt và viết phương trình
cân bằng lực để thu được các phương
trình đủ để tìm nội lực.
P
3
N2
h
1 α
N1 2
A B
d d d d



Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 30
2.3 TÍNH TOÁN HỆ DÀN (TT)
1. Phương pháp tách mắt (tt):
 Trình tự & thủ thuật:
 Trình tự: tách mắt sao cho mỗt mắt chỉ có
2 lực dọc chưa biết.
 Thủ thuật: lập 1 phương trình chứa 1 ẩn:
loại bỏ lực kia bằng cách chiếu lên
phương trình vuông góc với nó.
P
y N2
3
x
N2
h α
1 N1
1 α
N1 2 A
A B
d d d d


Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 31
2.3 TÍNH TOÁN HỆ DÀN (TT)
1. Phương pháp tách mắt (tt):
 Thí dụ:
Cho hệ dàn có liên kết và chịu tải trọng như
hình vẽ. Hãy xác định nội lực thanh N1, N2
P
3
N2
h
1 α
N1 2

d d d d




Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 32
2.3 TÍNH TOÁN HỆ DÀN (TT)
1. Phương pháp tách mắt (tt):
 Thí dụ (tt): Giải
A P
∑ Y = 0: N sinα + A = 0 ⇒ N = - = -
2 2 sinα 2sinα
P
∑ X = 0: N1 + N 2 cosα = 0 ⇒ N1 = -N 2 cosα = - cotgα
2
P
3 y N2
N2 x
h
α
1 α 1 N1
N1 2 P
A B A=
2
d d d d



Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 33
2.3 TÍNH TOÁN HỆ DÀN (TT)
1. Phương pháp tách mắt (tt):
 Nhận xét:
 Mắt có 2 thanh, không có tải trọng:
N1=N2=0.
 Mắt có 3 thanh: N1 = N2 = 0; N3 = 0

N1 N3

α
N2 N1 N2


 Nhược điểm:
Dễ bị sai số truyền


Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 34
2.3 TÍNH TOÁN HỆ DÀN (TT)
1. Phương pháp mặt cắt đơn giản
 Nội dung:
Cắt dàn ( không nhiều hơn 3 thanh). Lập 3
phương trình cân bằng → giải 3 ẩn.

J

h

PI
A= P B
2
d d d d
P




Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 35
2.3 TÍNH TOÁN HỆ DÀN (TT)
1. Phương pháp mặt cắt đơn giản (tt)
 Thủ thuật:
Lập phương trình chứa 1 ẩn, bằng cách loại đi
2 lực chưa cần tìm.
 Nếu 2 thanh song song: chiếu lên phương
vuông góc.
 Nếu 2 thanh cắt nhau: lấy mômen với điểm
cắt. J

h

P I
A= P B
d2 d d d
P




Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 36
2.3 TÍNH TOÁN HỆ DÀN (TT)
1. Phương pháp mặt cắt đơn giản (tt)
 Thí dụ:
Cho hệ dàn có liên kết và chịu tải trọng như
hình vẽ. Hãy xác định nội lực trong thanh N1,
N2, N3.
J


h


I
P
d d d d
P




Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 37
2.3 TÍNH TOÁN HỆ DÀN (TT)
1. Phương pháp mặt cắt đơn giản (tt)
 Thí dụ: (Giải)
Ad M Id
∑ MI = 0 ⇒ N = − =−
3 h h Nhận xét:
M
A.2d MJd
- Thanh biên : dấu và trị số ∼ d
∑ M J = 0 ⇒ N1 = =− h
h h - Thanh xiên : dấu và trị số ∼
A Q Qd
∑Y = 0 ⇒ N2 = − =− d
sin α sin α
J

h

I
A= P P
B
d2 d d d
P




Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 38
2.3 TÍNH TOÁN HỆ DÀN (TT)
1. Phương pháp mặt cắt phối hợp
 Nội dung:
Khi số ẩn lớn hơn 3 dùng 1 số mặt cắt phối
hợp để tạo đủ số phương trình. Trong thực tế
thường dùng nhiều lắm là 2 mặt cắt.
P
1

α
2-2



P 1
A= B
2


Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 39
2.3 TÍNH TOÁN HỆ DÀN (TT)
1. Phương pháp mặt cắt phối hợp (tt)
Thí dụ:
Cho hệ dàn có liên kết và chịu tải trọng như hình
vẽ. Hãy xác định nội lực trong thanh N1, N2, N3
P
1

α
2-2



1




Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 40
2.3 TÍNH TOÁN HỆ DÀN (TT)
1. Phương pháp mặt cắt phối hợp (tt)
Thí dụ (tt): Giải P
1

α
2-2



P 1
A= B
2
A P
M/c 1-1: ∑ Y = 0 ⇒ N1cosα − N 2cosα + A = 0 ⇒ N 2 − N1 = cosα = 2cosα
M/c 2-2 (tách mắt): ∑ X = 0 ⇒ N1sinα + N 2sinα = 0 ⇒ N 1 = − N 2
P P
→ N1 = − N2 =
4cosα 4cosα


Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 41
2.4 TÍNH TOÁN HỆ 3 KHỚP
1. Tính phản lực
Phân tích phản lực như hình vẽ. Mỗi phương
trình cân bằng chỉ chứa 1 ẩn: P3
P2 C
∑ MB = 0 ⇒ VA
d
P1
∑ MA =0 ⇒ VB
d
B Z
B

∑M
Trai
C = 0 ⇒ ZA A B
A β H
∑M
Phai
C = 0 ⇒ ZA ZH V
V
V
A


V
Sau đó, có thể phân tích phản lực theo phương
đứng và ngang. Nếu tải trọng thẳng đứng thì:
HA = HB = H – Lực xô của hệ 3 khớp

Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 42
2.4 TÍNH TOÁN HỆ 3 KHỚP (TT)
1. Tính nội lực
-Vòm 3 khớp: thiết lập biểu thức nội lực theo tọa
độ z. Biểu đồ M,Q, N vẽ theo trục chuẩn năm
ngang. Riêng vòm thì qui ước N>0 là nén.
-Khung 3 khớp: vẽ biểu đồ nội lực theo điểm đặc
biệt. P3
C
P2
P1
B Z
B

A B
A β H
ZH V
V
V
A


V
Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 43
2.4 TÍNH TOÁN HỆ 3 KHỚP (TT)
1. Thí dụ:
Cho hệ có liên kết và chịu tải trọng như hình vẽ.
Hãy vẽ biểu đồ M, Q, N
q

C

a

A B

a a




Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 44
2.4 TÍNH TOÁN HỆ 3 KHỚP (TT)
1. Thí dụ (tt): Giải qa 2 qa 2
q
2 2
C C
a M
H= qa/2
H A B A B
qa qa
a a
qa/2
qa
qa
C C

Q N

A B A B
qa qa
qa/2 qa/2
Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 45
2.5 TÍNH TOÁN HỆ GHÉP
 Trình tự tính
 Tách hệ ghép ra các hệ đơn giản.
 Tính hệ phụ.
 Truyền lực từ hệ phụ sang chính và tính hệ
chính.
 Ghép các biểu đồ lại.




Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 46
2.5 TÍNH TOÁN HỆ GHÉP (TT)
 Thí dụ:
Cho hệ ghép có liên kết và chịu tải trọng như hình
vẽ. Hãy vẽ biểu đồ M, Q

P = 40 kN q = 10 kN/m



3 3 2 8m




Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 47
2.5 TÍNH TOÁN HỆ GHÉP (TT)
 Thí dụ: P = 40 kN q = 10 kN/m



3 3 2 8m
P = 40 kN

q = 10 kN/m
20 kN 20 kN
20 kN

40
60 80
M
(kN/m)
60
20 45
Q
20 35 (kN)

Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 48
2.5 TÍNH TOÁN HỆ GHÉP (TT)
 Thí dụ (tt)
 So sánh với dầm đơn giản:
P = 40 kN q = 10 kN/m



3 3 2 8m
40
60 80
M
(kNm)
60
40 kN q = 10 kN/m




75 80
Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 49
2.5 TÍNH TOÁN HỆ CÓ MẮT TRUYỀN LỰC
 Trình tự tính
 Truyền lực từ dầm phụ xuống dầm chính.
 Tính dầm chính.
 Thí dụ:
q




Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 50
Đề thi vào lớp 10 môn Toán |  Đáp án đề thi tốt nghiệp |  Đề thi Đại học |  Đề thi thử đại học môn Hóa |  Mẫu đơn xin việc |  Bài tiểu luận mẫu |  Ôn thi cao học 2014 |  Nghiên cứu khoa học |  Lập kế hoạch kinh doanh |  Bảng cân đối kế toán |  Đề thi chứng chỉ Tin học |  Tư tưởng Hồ Chí Minh |  Đề thi chứng chỉ Tiếng anh
Theo dõi chúng tôi
Đồng bộ tài khoản