BÀI GIẢNG MÔN HỌC CƠ KẾT CẤU TÀU

BBÀÀI GI

NG MÔN HỌỌCC

giảng

Cán bộ Bộ môn: tàu Khoa: Đóng Trường: Đại học

I GIẢẢNG MÔN H CƠ KCƠ KẾẾT CT CẤẤU TU TÀÀUU Chiến. Hùng dạy: Đỗ kết cấu tàu thủy. Cơ nổi. trình & Công vận tải Tp HCM thông

thủy Giao

Cơ kết cấu tàu

1 23/10/2007

MMởở

đđầầuu

độ bền vàđộ cứng của kết cấu tàu.

(cid:122) Cơ kết cấu tàu giải quyết các bài toán về

(cid:122) Đảm bảo độ bền đồng nghĩa với việc giảm chi phí cho nguyên vật liệu, tức là giảm giá thành cho con tàu được đóng.

Cơ kết cấu tàu

2 23/10/2007

(cid:122) Khoa học, cung cấp cho người kỹ sư đóng tàu các phương pháp tính toán kết cấu vỏ tàu về độb ền vàđộ cứng, gọi là cơ kết cấu tàu thủy

đđáápp

baba

thuthuỷỷ ttààuu sausau

gigiảảii đâyđây::

ccấấuu chchíínhnh

kkếếtt đđềề

CơCơ vvấấnn (cid:122) Vấn đề nội lực: Ứng suất và biến dạng nào

xuất hiện trong kết cấu thân tàu.

dụng lên thân tàu.

(cid:122) Vấn đề ngoại lực: Ngoại lực nào có thể tác

chuyển vị nào có thể cho phép xuất hiện trên kết cấu thân tàu.

Cơ kết cấu tàu

3 23/10/2007

(cid:122) Vấn đề đánh giá độ bền: Ứng suất và

nghnghĩĩaa

CơCơ đđầầyy 1. Cơ

cho

ccấấuu kkếếtt đđủủ, , baobao kết cấu tàu các giành lực.

đổi theo thời gian (chấn

theo thuthuỷỷ, , theo ttààuu 2 2 phphầầnn: : ggồồmm thuyết lý và thuỷ đàn hồi, của vấn tĩnh toán bài nội đề tàu, giải thân động 2. Sức bền và chấn quyết đề suất (vấn về ứng các toán bài nội lực), đề ( vấn tàu thân lên dụng tác tải trọng về ngoại lực ) về đánh việc bền và về độ giá tính toán kết cấu thân tàu dưới tác dụng của tải trọng động

thay

thân

tàu).

Cơ kết cấu tàu

4 23/10/2007

đđềề

ccậậpp đđềề hhọọcc llựựcc, , baobao

vvấấnn chương:: chương

nhnhữữngng ccáácc

nnộộii

MônMôn đđếếnn ggồồmm vvềề (cid:122) Chương 1 : UỐN CÁC THANH THẲNG VÀ HỆ

THANH ĐƠN GIẢN.

(cid:122) Chương 2 : UỐN DẦM TRÊN NỀN ĐÀN HỒI. (cid:122) Chương 3 : UỐN DÀN PHẲNG. (cid:122) Chương 4 : UỐN DẦM GHÉP. (cid:122) Chương 5 : CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG QUÁT

VÀ CÁC ĐỊNH LÝ NĂNG LƯỢNG.

(cid:122) Chương 6 : UỐN PHỨC TẠP VÀ ỔN ĐỊNH CÁC

THANH VÀ DÀN PHẲNG.

Cơ kết cấu tàu

5 23/10/2007

TTÓÓM LƯM LƯỢỢCC

(cid:122) Cơ kết cấu tàu giải quyết bài toán về độ bền vàđộ cứng, thực chất là vấn đề nội lực.

quan về môn học

Cơ kết cấu tàu

6 23/10/2007

(cid:122) Chương trình học bao gồm 6 chương. (cid:122) Giới thiệu cho sinh viên hiểu biết tổng

BBÀÀI GI

NG MÔN HỌỌCC

giảng

Cán bộ Bộ môn: tàu Khoa: Đóng Trường: Đại học

I GIẢẢNG MÔN H CƠ KCƠ KẾẾT CT CẤẤU TU TÀÀUU Chiến. Hùng dạy: Đỗ kết cấu tàu thủy. Cơ nổi. trình & Công vận tải Tp HCM thông

thủy Giao

Cơ kết cấu tàu

1 23/10/2007

C THANH THẲẲNG NG

CHƯƠNG 1: U1: UỐỐN CN CÁÁC THANH TH CHƯƠNG VVÀÀ

THANH ĐƠN GIẢẢNN

&1. C&1. CÁÁC QUAN H

A LÝ CƠ BẢẢN CN CỦỦA LÝ

HHỆỆ THANH ĐƠN GI C QUAN HỆỆ CƠ B

THUYẾẾT UT UỐỐN DN DẦẦMM THUY

để mà một

trong vật thể chỉ 3 chiều của hình học gian kích hai so với thanh: Tiết diện kích ba ) Euclic thước còn lại. ngang, trọng tâm

thanh. tiết diện không đổi chính là ngang

lăng

niniệệmm:: 1. 1. KhKhááii dùng gọi Thanh: Tên - không ( trong thước của nó lớn hơn nhiều + Các phần của thành ngang, trục của tiết diện + Thanh có thẳng trụ. thanh

- Dầm: yếu uốn

Cơ kết cấu tàu

2 23/10/2007

được gọi là dầm khi làm việc chủ tải trọng ngang. của các Thanh dưới tác dụng

2. 2. CCáácc

thuyếếtt:: thuy

gigiảả

(cid:122) Thừa nhận giả thuyết tiết diện phẳng. (cid:122) Bỏ qua ứng suất pháp trên các diện tích song

song với trục dầm, vì chúng quá nhỏ.

(cid:122) Chỉ giới hạn khảo sát các dầm cứng, là dầm có

độ võng nhỏ so với chiều cao tiết diện ngang của nó và có góc xoay tiết diện ngang là nhỏ khi so với đơn vị.

(cid:122) Trạng thái ứng suất trên tiết diện ngang của dầm chỉ phụ thuộc vào chỉ phụ thuộc vào hợp lực của các ứng lực tác dụng trên tiết diện ngang mà không phụ thuộc gì vào cách thức tác dụng của tải trọng ngoài lên dầm.

(cid:122) Dầm được nghiên cứu ở đây là dầm thẳng, làm từ

vật liệu đồng chất

Cơ kết cấu tàu

3 23/10/2007

3. 3. HHệệ

là

trtrụụcc trục

còn xuyên quán tính các tâm trục Oy và Oz sẽ tâm (trục

ngang.

hợp trục dầm

các thẳng, trục hai ước Ox quy đầu dầm. Oxyz ngang đi làm

đđộộ:: ttọọaa với trục dầm Trục Ox trùng chính tính quán các chính) của tiết diện Trường qua trọng một thành

Cơ kết cấu tàu

4 23/10/2007

không tiết diện tâm tam diện thuận .

nnààyy

tuântuân

ththủủ

ccáácc

sausau

ddấấuu:: phphầầnn đâyđây

Độ

và coi

(lực chúng của trục Oz . là dương, ngang

trong làm

dọc theo trục này khi nó

nhìn

3. Qui ưướớcc 3. Qui bbààyy trtrììnhnh ccáácc ccảả TTấấtt ddấấuu:: vvềề sausau qui qui ưướớcc bố phân tải trọng - võng rải) được dương, nếu như là trùng với chiều dương tiết diện xoay Góc - nếu như theo xoay nếu chiều kim đồng hồ. trường - Moment uốn là dương hợp nó gây ra tác dụng cong dầm phía về âm của trục Oz, tức giãn thớ âm và nén dương thớ - Lực cắt có được coi là dương phần bên phải của dầm tác xoay dụng ngược chiều kim đồng từ hồ, khi của trục phía

dương Oy.

5 23/10/2007

Cơ kết cấu tàu

4. 4. CCáácc

trong trong

hhệệ

uuốốnn

ddầầmm::

quanquan (cid:122) Dựa trên giả thuyết: Độ cong của

)1.1(

−=

− αα 1 dx

dx ;

ε x Vì: α 1

α 2

dw dx

2 wd 2 dx

đường đàn hồi do uốn dầm là bé và tiết diện phẳng ta có:

)1.2 (

2 wd 2 dx

−=σ x

theo định luật Hooke :

ththứứcc ddầầmm đưđượợcc llààmm ttừừ

CôngCông ứứngng (1.2) chocho (1.2) khikhi đđổổii uuốốnn ththấấyy, , vvớớii thay thay tuytuyếếnn ttíínhnh ddọọcc vvậậtt theo theo liliệệuu chichiềềuu đđồồngng caocao phpháápp

susuấấtt Cơ kết cấu tàu chchấấtt ddầầmm 6 23/10/2007

Nếu xét dầm

không

chịu tác động

)3.1(0

dydzσ

−=

zdydz

∫∫

Kết luận: trục trung hoàđ i qua trọng

ngang

của dầm

tâm

- Moment của nội lực xuất hiện

trong

dầm, lấy

trung

hoà

sẽ

phải bằng

moment ngoại lực M

dydz

)4.1(

zdydz

−=

∫∫σ

∫∫

A Oz tính

theo

đối với trục 2 wd 2 dx cách

A tương

tự:

- Moment nội lực lấy

đối với trục

ydydz

zydydz

−=

0 =

σ x

∫∫

2 wd 2 dx

Từ

biểu thức

(1.4) ta

có

công

bản uốn dầm

∫∫ thức cơ

)5.1(

2 wd 2 dx

Cơ kết cấu tàu

7 23/10/2007

: lực dọc trục 2 wd ∫∫ 2 dx A mặt cắt

trái

bên

tại tiết diện

phân

của

tố

, tiết diện

các

lực cắt

x, có x+dx, các

yếu tố

N và nội lực là:

M &

Nếu như moment uốn M thì tại tiết diện bên phải, tiết diện dM N dx

cân + N(x)

0 =

dN dx Điều kiện [ - N(x) - M(x)

[M(x)

: bằng + dx] q(x)dx + + dx]

N(x)dx

0 =

+ q

Cho

2dx 2 có:

→

qua giới hạn, dx ( ) xq =

0 ta )7.1(

( ) xN

)9.1(

dN dx dM dx (1.8) có

Từ

(1.7) và

thể

viết:

Biểu thức tổng

quát

)8.1( 2 Md 2 dx của lực cắt và moment uốn : x

xN )(

dxxq )(

)10.1(

∫

Các

công

thức

(1.10) và

xM )( = (1.11) có x

∫ ∫ thể x

xq )( dùng

dxdx xN ( + − 0 để cách tính

Mx ) + 0 dầm tĩnh

)11.1( định

một nhịp.

Cơ kết cấu tàu

8 23/10/2007

moment uuốốnn moment

4. 4. VVíí

llựựcc vvàà

ccắắtt

trêntrên

ddầầmm

Giải:

Trên

đđịịnhnh x ≤c):

XXáácc 1 (0≤

q(x)

const.

−

−=

q ==

Theo công

ddụụ:: đoạn thứ c ⎞ ; ;0M ⎟ 0 2 l ⎠ (1.10) và

⎛ ⎜ ⎝ thức

= 0 ta

được:

−

(1.11) với x0 qx 2

c 2 l

⎛ ⎜ ⎝

⎞ ⎟ ⎠

Trên

đoạn thứ

c ⎛ ⎞ 1 ; ⎜ ⎟ 2 l ⎝ ⎠ 2 (c≤ x ≤l):

; M

q(x)

−

c l

2 qc l 2

2 qc 2

theo

các

công

⎛ ⎜ ⎝ (1.10) và

⎞ ;1 ⎟ ⎠ (1.11), tại

x = c ta

)

(

−=

−

; M x

McxN − c

có: 2 qc 2

thức 2 qc 2 l

x l

Biểu

moment uốn & lực cắt như

đồ Cơ kết cấu tàu

9 23/10/2007

TTÓÓM LƯM LƯỢỢCC

học

sinh

nắm

được:

viên này Bài (cid:122) Khái niệm thanh, dầm. (cid:122) Các giả thuyết sử dụng trong uốn dầm. (cid:122) Các qui ước dấu và hệ trục tọa độ. (cid:122) Các quan hệ cơ bản trong uốn dầm. (cid:122) Ví dụ áp dụng.

Cơ kết cấu tàu

10 23/10/2007

BBÀÀI GI

NG MÔN HỌỌCC

giảng

Cán bộ Bộ môn: tàu Khoa: Đóng Trường: Đại học

I GIẢẢNG MÔN H CƠ KCƠ KẾẾT CT CẤẤU TU TÀÀUU Chiến. Hùng dạy: Đỗ kết cấu tàu thủy. Cơ nổi. trình & Công vận tải Tp HCM thông

thủy Giao

Cơ kết cấu tàu

1 23/10/2007

VVÀÀ

TTÍÍCH PHÂN C

vi vi phânphân trình

Phương 1. 1. Phương Có thể

ddầầmm::

;

(2.4)

EIw

ý đến Chú

PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN UỐỐN DN DẦẦM M &2. &2. PHƯƠNG TRÌNH VI PHÂN U CH PHÂN CỦỦA NA NÓÓ uuốốnn trtrììnhnh (1.4) dưới dạng: viết lại phương M = EIw” (2.1) được: thu (1.9) , ta (1.8) và ) ( ( ) EIw '" ; 2.2 = )2.3 ( ) ( "" EIw q . = trụ: Đối với dầm lăng N ''' = q .

(2.5)

EIw

Cơ kết cấu tàu

2 23/10/2007

2. 2. TTííchch Tích (với giả

phânphân:: phân thiết

phương hoành trình độ

EIw

qdx

'' EIw

qdxdx

−

( xN 0

) Mx + 0

∫ ∫

(2.6)

(

)

(

)

;

' w

qdxdxdx

−

x 0

θ 0

∫ ∫ ∫

N 0 2 EI

M 0 EI

1 EI x

(

)

(

)

(

)

qdxdxdx

−

x 0

θ 0

x 0

∫ ∫ ∫ ∫

M a 2 EI

N 0 6 EI

1 EI

cách mút tuần tự, 4 lần x = x0 bên trái ''' = (2.5), một đầu ngang N 0 vi phân tiết diện x ∫

lực cắt, moment uốn, góc bên đầu ngang mút xoay trái. tiết diện - tương , f0 chuyển trọng , M0 N0 độ và Cơ kết cấu tàu , θ0 dịch ứng, là tâm 3 23/10/2007

3. 3. ĐiĐiềềuu

kikiệệnn

hay w'

.0 ' =

- -

biênbiên:: Đầu dầm tựa bản lề Đầu dầm Đầu dầm

cứng: do:

cứng: tự toàn

ngàm hoàn

; 0 w EI ' w' = = w ; 0 w' 0. = = EI w' ' 0 hay w' = ''

0 (2.7) .0 ' = )8.2(0 ''

hay w'

A.R;

(2.9)

hồi

đàn

wf = U.EIw'

(2.10)

= w ±=

và

vi phân

biên nó

Đầu dầm là đế đàn ngàm hoặc - Kết luận: Phương tính

đỡ hồi: trình đối với hàm độ

tuyến là như đối với tải trọng cũng

uốn dầm và các điều kiện các dụng

đạo hàm của dầm. lên

võng tác ngang

Cơ kết cấu tàu

4 23/10/2007

đđàànn

ccủủaa ccáácc MM11 ttạạii vvàà trtrọọngng ttảảii fw =

( ) . 2.11

θ 0

xM 0 EI 2

xN 0 EI 6

qx 24

ddụụ:: 4. 4. VVíí hhồồii đưđườờngng xxáácc đđịịnhnh ccủủaa ddụụngng ttáácc chchịịuu ddầầmm MM00 trung moment ttậậpp trung moment vvớớii ccùùngng mmúútt đđầầuu ccáácc :: đđềềuu bbốố phân ngang ngang phân = 0 . (2.6), q = const , x0 sau:

1/ w

EIw'

khi khi

: l

3/ w

EIw'

M' = 0 'M' = 1

( 2.12

)

f 1

θ 0

Từ Điều kiện biên như

lM 0 EI 2

ql 24

lN 0 EI 6

Sử dụng điều kiện biên thứ 3:

( 2.13

)

lNMM 0 0

ql 2

dụng Sử điều kiện biên thứ 4 :

−

( 2.14

)

ql 2

MM − 1 l

Cơ kết cấu tàu

5 23/10/2007

(2.13), ta có: Từ

Từ phương tìm cơ được:

−

)

=θ 0

trình f 1 ( 2.15

)

fw =

−

Thay các quan hệ (2.12), trên lM − 0 3 l EI (2.14) và sở lM 1 6 EI (2.15) vào (2.14), ta ql 24 EI (2.11), ta thu được:

21( −

32( −

x l

x 2 l

x l

x 2 l

x 3 l

) + f 1 x l lM o EI 6 lM 1 EI 6 ql 24

x l )16.2(

)

f 1

w '

−

Lấy đạo hàm hàm w, xác định theo (2.6):

61( −

( ) 2.17

)

62( − +

x l

x 3 l

ql 24

− l x l x l lM 0 EI 6

(2.17) tata (2.17) công công ththứứcc xxáácc ttạạii titiếếtt

ThayThay didiệệnn phphảảii ggóócc ởở x = l vvààoo x = l bênbên đđếế thuthu ddầầmm, , kkếếtt đưđượợcc ququảả nnààyy trtrùùngng vvớớii đđịịnhnh (2.15) ccóó (2.15) xoay xoay trêntrên..

6 23/10/2007

Cơ kết cấu tàu

::

Phương 5. 5. Phương

thamtham

(2.19)

Phương trình

(2.20)

wEI đường w w =

Biểu diễn

đđầầuu ssốố đoạn dầm : các IV q (x); = … 2 chiều dài dầm : bộ ...w δ + 2

phpháápp uốn dầm vi phân IV q (x); = 1 hồi, trên đàn δ + 1

khi

Các

= =

x > a1

một biểu bằng

Cơ kết cấu tàu

7 23/10/2007

- Kết luận: trên thức giải viết: w w ... δδ + + + 1 2 phương các trình vi phân: ⎫ ( ); xq δ 1 ⎪ ) ( ); ( xq δ 2.21 ⎬ 2 ⎪ .......... ..... ⎭ được biểu thị đoạn .

cho EIw toàn w || || + ax ax > > hoặc/và thể có . . . ta x > a2 w w w w3;w δ = + = 2 1 1 1 sung xác bổ được nhờ định đại lượng IV ( ) )( )( EI w xq xq δ − = 1 1 2 IV ( )( ) )( EI xq w xq δ − = 2 3 2 .......... .......... .......... .......... ngoài đoạn, tải trọng mỗi đến cuối từ đầu định tích, xác

6. 6. VVíí

dụng

đoạn 0 ≤ tác

dụng moment tập

= 0; fa3

một lực rải trung P , còn thể có viết như nên, δ1 cho = 0; Na2 = M; θa3 = 0; Ma3

hồi của cả đường dầm

+ θ 0

ddụụ:: a1, tác x ≤ Nếu như, trên đều q(x) , tại tiết diện x = a2 một lực tập dụng tại tiết diện ta M thì trung tác sau: x =a3 q1(x) = q; q2 q = -q; δ2 thế (x) = q4(x) = 0. Vì (x) = q3 = δ3q = 0. Ngoài ra, tại các điểm tiếp giáp còn có cácđi ều kiện sau: Na1 = P; Ma2 = 0; fa1 = 0; θa1 = 0; Ma1 = 0. = 0; Na3 = 0; fa2 = 0; θa2 đàn 2 xM 0 EI 2

)

(

)

−

( 2.22

)

ax ≥

Biểu thức xác định qx 24

axP − EI 6 thực tế, để

axM ( − 3 EI 2 đường

xN 0 EI EI 6 4 axq ) ( − 1 EI 24 các Kết luận: Trong

tính toán xác định đàn hồi của

cần phải dùngđế n phương

pháp trên đây, vì dầm một nhịp, không người ta đã lập sẵn các uốn dầm.

Cơ kết cấu tàu

bảng

8 23/10/2007

TTÓÓM LƯM LƯỢỢCC

học

này

viên

nắm

được:

sinh Bài (cid:122) Phương trình vi phân uốn dầm. (cid:122) Các tích phân của phương trình cơ bản. (cid:122) Điều kiện biên. (cid:122) Phương pháp thông số ban đầu. (cid:122) Ví dụ áp dụng.

Cơ kết cấu tàu

9 23/10/2007

BBÀÀI GI

NG MÔN HỌỌCC

giảng

Cán bộ Bộ môn: tàu Khoa: Đóng Trường: Đại học

I GIẢẢNG MÔN H CƠ KCƠ KẾẾT CT CẤẤU TU TÀÀUU Chiến. Hùng dạy: Đỗ kết cấu tàu thủy. Cơ nổi. trình & Công vận tải Tp HCM thông

thủy Giao

Cơ kết cấu tàu

1 23/10/2007

ÁÁP DP DỤỤNG QUY T NG TRONG TÍÍNH TO

NG QUY TẮẮC CC CỘỘNG TNG TÁÁC C NH TOÁÁN UN UỐỐN DN DẦẦM M

yếu tố định các của một tải trọng

&3&3-- DDỤỤNG TRONG T dung: dung: xác

uốn dầm, chịu tác dụng tải trọng các đơn giản hoặc dầm siêu một nhịp.

các thành phần

- -

được các đơn giản. tĩnh, tác dụng

tách yếu tố kết “thừa”

thành uốn dầm một nhịp, siêu được thay bằng định /hoặc võng độ một phản lực chưa biết. của góc

phát

uốn dầm, xác sinh tải trọng đã biết do cả và và phản lực chưa biết (có thể ngoài xoay lực là phản lực

phương chính trình xác các

các yếu tố định uốn của dầm khảo sát tìm được dưới dạng phản lực chưa biết. các tổng của

Cơ kết cấu tàu

2 23/10/2007

1. 1. NNộộii Để - phức tạp hoặc của một số tĩnh Tải trọng phức tạp Khi cần xác định của liên các bảng Sử dụng tiết diện dầm tại chỗ moment), do các hoặc “thừa” chưa biết gây ra. Thiết lập Các yếu tố ứng. uốn tương

ddụụ 2. 2. VVíí đưđườờngng ddầầmm phânphân đđịịnhnh XXáácc 1:1: ccủủaa hhồồii đđàànn trtrọọngng ttảảii chchịịuu ttíínhnh tuytuyếếnn bbốố

hai cho trước có thể tải trọng:

độ tại – q0

tựa tự đế lớn nhất q = q1 do với

−

moment ngàm m từ điều kiện

lq o 24 EI

ml 3 EI

Cơ kết cấu tàu

3 23/10/2007

là tổng coi Tải trọng . đều với cường q0 độ rải 1. Tải trọng với cường tam giác hình rải 2. Tải trọng phải dầm. bên mút bằng Thay kết ngàm cứng liên moment ngàm định xác trình phương đầu mút phải của dầm kết tại liên 3 qx 45

Từ đó :

(3.1)

ql 15

bằng

tổng

ra: 10

−

ml 6 EI

x l

x 3 l

⎛ ⎜⎜ ⎝

⎞ ⎟⎟ ⎠

Đường do ba lq 0 EI 24 Thay 4

x x 2 3 l l (3.1) vào 4

−

3 x 3 l

x 4 l

x 3 l

x l

lq 0 48 EI

⎞ x −⎟⎟ 5 l ⎠ được: ⎞ x )3.2 ( ⎟⎟ 5 l ⎠

x 3 l trên, ta 3 ⎛ ⎜⎜ − ⎝

lq 0 8 hồi của dầm khảo sát được xácđị nh gây phần tải trọng ⎞ ⎛ ql x +⎟⎟ ⎜⎜ 360 EI l ⎠ ⎝ biểu thức ⎞ ql +⎟⎟ 120 ⎠

m = đàn thành ⎛ x ⎜⎜ − 21 l ⎝ m từ ⎛ x ⎜⎜ l ⎝

- Kết luận: Phương

hồi của dầm chịu tải nếu ta biết cách

đàn tải trọng

đơn giản rồi kết

trọng phân hợp lại.

phức tạp hoàn toànđược xác định tích

chúng

trình thành

đường những

Cơ kết cấu tàu

4 23/10/2007

rrảảii trêntrên chchịịuu ngngààmm trtrọọngng hhồồii

bằng ttảảii đđàànn nhau, trên cơ đế

−

3. 3. VVíí đđềềuu đđếế Từ điều kiện phương sở

Ml 3 EI

)3.3 ( .

ccủủaa hhồồii đđàànn 2:2: TTììmm đưđườờngng ddụụ theo kkếếtt q , q , liênliên cưcườờngng đđộộ vvớớii theo U. U. ngngààmm mmềềmm ssốố hhệệ vvớớii ccứứngng moment tại ra đối xứng, suy (2.15): trình −=U M ddầầmm kikiểểuu là 3 ql 24

⎛ 112 ⎜ ⎝

Từ đó , có:

= ql2/12.

Trường Trường đầu dầm ngàm cứng, U = 0, và đầu dầm ngàm đàn số

)3.4 (

=χ hợp hợp

hồi, hệ M M 1 +

các Ml 6 EI 2 ql U 2 EI ⎞ ⎟ l ⎠ Mng ngàm: 1 U EI 2 l

−

−1

x l

Thay momen đầu dầm :

(2.16) Mo=M1 = Mng ⎛ χ ⎜ ⎝

thức momentt trong 4 3 ⎡ ql x x x 21 − ⎢ 2 3 24 l l l ⎣ 2

21 −

ql 24

x 2 l

x l

⎛ ⎜⎜ ⎝

⎤ ⎞ )3.5 ( . ⎟ ⎥ ⎠ ⎦ 2 ⎞ x )3.6 ( ⎟⎟ 2 l ⎠

Trường ngàm cứng :

5 23/10/2007

wng

hợp Cơ kết cấu tàu

TTÓÓM LƯM LƯỢỢCC

học

này

được:

nắm sinh Bài viên (cid:122) Phương pháp cộng tác dụng. (cid:122) Sử dụng lý thuyết vào thực hành xác định phương trình vi phân uốn dầm chịu tải trọng phức tạp.

đàn hồi.

Cơ kết cấu tàu

6 23/10/2007

(cid:122) Xác định hệ số ngàm của liên kết ngàm

BBÀÀI GI

NG MÔN HỌỌCC

giảng

Cán bộ Bộ môn: tàu Khoa: Đóng Trường: Đại học

I GIẢẢNG MÔN H CƠ KCƠ KẾẾT CT CẤẤU TU TÀÀUU Chiến. Hùng dạy: Đỗ kết cấu tàu thủy. Cơ nổi. trình & Công vận tải Tp HCM thông

thủy Giao

Cơ kết cấu tàu

1 23/10/2007

XXÁÁC ĐC ĐỊỊNH NH ỨỨNG SU

NG SUẤẤT TIT TIẾẾP TRONG U

P TRONG UỐỐN DN DẦẦMM

&4&4--

lớp vật chất dọc trục dầm đến kết luận là, sau khi

nhau, dẫn dọc và ngang trục dầm vẫn bảo

trước khi bị

tiết diện, bằng

uốn. Nói 0. ứng suất tiếp là học đương tương tĩnh suất pháp ứng các như tiết diện, với moment

đđềề:: vvấấnn 1. 1. ĐĐặặtt Giả thuyết tiết diện phẳng, các với tác tương có không phần tử uốn, các dầm bị góc giữa vuông toàn chúng như khác, biến dạng cách cắt, trên toàn thấy rằng, sự Mặt khác, dễ tồn tại của yếu tố là chính nó nhiên, vì hiển với lực cắt trên tiết diện, cũng toàn học, trên tĩnh đương tương uốn trên tiết diện.

Cơ kết cấu tàu

2 23/10/2007

2. 2. ỨỨngng

Ta khảo sát một tiết diện hở, thành

titiếếpp::

susuấấtt suất tiếp

dụng

tác

suất này hướng

Ứng tiết diện dọc có pháp tuyến trục toạ độnào chiều dương

của một trong hai trục còn lại.

mỏng: trên nó khi được qui ước là dương với chiều của một trùng ngoài theo bản thânứ ng

trục Ox

của phân tố

Phương

theo

đó, còn bằng dx τδ

cân T +−

)4.1 ( ,0= MS

Tính

−=

đến

trình dT dx (1.6), ta biểu thức của

Thay

(4.1): )4.2 (

có: T vào SN x y δ y

Cơ kết cấu tàu

3 23/10/2007

thưthườờngng

3. 3. ỨỨngng

ggặặpp::

ccắắtt

titiếếpp

susuấấtt 3.1. Đối với tiết diện

trong trong ngang

mmộộtt thành

mmặặtt ssốố mỏng

h 2

−

∫

N I

h 2

hở:

⎞ ⎟ ⎠

⎡ b δ ⎢ 1 ⎣

−

h 2 ∫ τδ 2 h 2

h 2

⎛ ⎜ ⎝ ⎞ δ ⎟ 2 ⎠ h 1 ⎛ ⎜ 22 ⎝ ⎤ dz ⎥ ⎦

Sau khi thực hiện tích phân trên, ta thu được :

bh 2

⎡ ⎢ ⎣

R ( )4.3 δ 1 N I 3 h δ 2 12 ⎤ =⎥ ⎦

là, hợp lực các ứng vậy

Cơ kết cấu tàu

4 23/10/2007

ngang của tiết diện thanh ngang, tương học bản cánh nằm thành đương Như thành có với lực cắt trên tiết diện. suất tiếp trên bản mỏng, tĩnh

tiết diện ngang đối xứng qua trục

là đơn giản nhất. Tâm

cách

3.2. Khi ngang: nằm trên tính Phép nằm trên trục đoạn một đứng đối xứng e, xác uốn sẽ thành điều kiện:

( QQ + Q e 2

lực pháp tuyến

này và định theo h ⎞ ⎛ ) )4.4 ( , ⎟ ⎜ 23 ⎠ ⎝ ứng ngang; pháp lực ứng ngang, xác Q2 của tiết diện trên Q1 – là hợp lực dải nằm của tiết diện công = Nx – là hợp lực của thành Q3 và thức (4.2):

( yb −

δ 1

∫

N I

tuyến trên theo định x = ) QQ = 3

h 2

2 hb δ 1 4

2 δ 2 hb 1 I 4

Thay Q1, Q2, Q3 phương trình (4.4), suy ra :

KL: Tâm uốn nằm về phía lưng của tiết diện

5 23/10/2007

Cơ kết cấu tàu

ngang không tiết diện đối xứng

trên

Q = S dọc của

3.3. Khi qua trục nằm ngang: suất tiếp trên diện ngangđượ c Việc tính ứng đưa vào một mặt cắt dọc tiến hành bằng cách đó trên chu tuyến. nào điểm bất kỳ tại một Ứng dụng lực tiếp tuyến, tác bất kỳ sδτ+ s

( , 4.6

)

s ∫

Chuyển vị bằng

Q s ds δ s

mặt cắt dọc )4.5 ( Q 0 điểm A đối với mép cắt sẽ 1 G

điều kiện liên

)

: ( 0 4.7

Thay (4.5) vào được:

Q 0

)4.8 ( .

Cơ kết cấu tàu

6 23/10/2007

tục của biến dạng Q s ∫ = δ s biểu thức (4.7), tìm ∫−= τ s ds ∫ δ s

TTÓÓM LƯM LƯỢỢCC

học

này

viên

sinh

nắm được: Bài (cid:122) Tại sao có sự xuất hiện ứng suất tiếp. (cid:122) Xác định ứng suất tiếp trong tiết diện hở. (cid:122) Trong trường hợp tiết diện thành mỏng-kín-phức hợp, khi bên trong đường bao tiết diện chứa không phải một mà là một số miền rỗng, như trường hợp tiết diện ngang tàu có một một số vách dọc, tiết diện ngang ụ nổi . v.v ., cần tiến hành với nhiều mặt cắt dọc bổ sung để biến tiết diện ngang khảo sát thành hở hoàn toàn. Tại mỗi mặt cắt dọc nói trên, đặt một cặp ứng lực tiếp tuyến siêu tĩnh , đồng thời, để xác định các lực này, có thể viết điều kiện liên tục biến dạng tại mỗi một mặt cắt bổ sung.

Cơ kết cấu tàu

7 23/10/2007

BBÀÀI GI

NG MÔN HỌỌCC

giảng

Cán bộ Bộ môn: tàu Khoa: Đóng Trường: Đại học

I GIẢẢNG MÔN H CƠ KCƠ KẾẾT CT CẤẤU TU TÀÀUU Chiến. Hùng dạy: Đỗ kết cấu tàu thủy. Cơ nổi. trình & Công vận tải Tp HCM thông

thủy Giao

Cơ kết cấu tàu

1 23/10/2007

VÕNG DẦẦM DO C VÕNG D

M DO CẮẮTT

XXÁÁC ĐC ĐỊỊNH ĐNH ĐỘỘ

&5&5--

1. 1. ĐĐặặtt

chiều cao và cả

theo theo suất tiếp theo chiều cao

chiều cao của dầm

đđềề:: vvấấnn Ứng suất tiếp tuyến thayđổ i dầm . chiều rộng đổi điểm của sự biến ứng Đặc bản cánh. có không và của dầm, có đổi biến Sự theo suất tiếp dọc ứng dầm bị ngang thiết diện cho làm

vênh.

Cơ kết cấu tàu

2 23/10/2007

2. 2. ĐĐộộ

ccủủaa Ta khảo sát một phân tố

võng võng

γ =

)5.1 ( ,

zτ G

Góc do cắt các vị trí dọc theo tiết diện ngang:

γ tb

∫=

h 1 τ z Gh 0

Góc trung bình này có thể xác định theo công thức

)5.2 (

Theo công thức (4.3), khi dầm có bản cánh :

γ tb =⇒ γ tb

τ tb G

Cơ kết cấu tàu

3 23/10/2007

không N Gh

Vì có độ võng bổ có thể viết:

sung do cắt, ta dw γ=2 tb dx

của lực cắt dương xoay do

−=

γ tb

N G ω

Dưới tác dụng âm cắt sẽ góc )5.3 (

)4.5(

Vì: '2 w = ( ) x

( ) xq

)5.5 ( dxdxdxdx .

( ) xη

EIw '''1 x x x x

∫ ∫ ∫ ∫

N = 1 EI

0 0 0 0

w '

Trên cơ sở thể (5.3)

''' −= viết lại biểu thức ]0 ( ) Nx +

Cơ kết cấu tàu

4 23/10/2007

(5.4), có 1 [ EI G ω

−=

thực hiện Từ đó, sau phép tích phân, ta được:

( ) xNx +

w 2

'' η )5.6 ( a ] o +

EIw 1

sở trên biểu thức (2.6):

cơ ( ) '' MxNx η 0

khi 1 [ EI G ω được xác định Moment uốn ( ) ( ) xM x (5.6) dưới dạng viết lại thể Có

)5.7 (

w 2

: −=

)( xM ωG được xác định 2

Độ võng tổng cộng theo

−

( )5.8

www 1 2

3 xN 0 6 EI góc

xM 0 2 EI quay của

+ = = của dầm ( ) x θ 0

biểu thức sau: ( ) xM G ω hồi, còn đàn định các đường

xoay ’’’. và ’’

w’ như qua các xác tiết diện góc biểu thức của - w1 ’, EIw1

5 23/10/2007

yếu tố ngang, moment uốn và lực cắt- EIw1 Đại lượng khác uốn định xác Cơ kết cấu tàu

3. 3. VVíí

do trên hai cứng :

đế có:

hằng và , θ0

ddụụ:: dầm tựa tự Xét Đối với dầm như M0 = f0 định Xác hai nhờ

θ 0

trên, ta = 0; M(l) = w(l) = 0. số trình

'' η

hai phương

hệt như khi

đến

chưa biết là N0 : lN ( ) 0 l η + 6 EI ( ) lNl + 0 giống cắt. phương tính là không

trình Các ảnh không Lực cắt trên suốt chiều dài dầm đổi:

N =0

này hưởng m l khi ngang tiết diện đó có góc xoay bổ

N 0 G ω

Các sung không đổi ' w δ −= −= )5.9 (

Cơ kết cấu tàu

6 23/10/2007

m lG ω

sung vào tiết diện xoay

−=

với mỗi một moment uốn, cần bổ ngang do cắt một lượng

)

) ν

( 12 ( 5.10 bằng: w ' δ

góc m lE ω = q = 0, dùng thức công lần,

Sử với và , ta góc :

−

= f1 (5.10) hai xoay

) ν

θ 0

f0 (2.15), khi biểu thức xác định có ( 112

I l ω

⎤ −⎥ ⎦

⎡ 1 ⎢ ⎣

−=

−

( ) 0'

ψ 1

ψ 2

lM 1 6 EI dụng m= -M0 m = M1 lM ⎡ ) ( 0 161 ν −= + + ⎢ 3 EI ⎣ ⎤ ( ) 5.11 ⎥ ⎦

)

( ) lw '

ψ 2

ψ 1

I l ω lM 0 EI 3 lM 0 EI 6

lM 1 EI 6 lM 1 EI 3

⎫ ⎪ ( 5.12 ⎬ ⎪ ⎭

( 161

) + ν

ψ 1

Góc xoay tại các tiết diện đế tựa :

1 −=

( 112

I l ω ) ν

ψ 2

I l ω

⎫ ⎪⎪ ( )13.5 ⎬ ⎪ ⎪ ⎭

Cơ kết cấu tàu

7 23/10/2007

trong đó:

TTÓÓM LƯM LƯỢỢCC

học

này

sinh

được:

viên

nắm Bài (cid:122) Sự xuất hiện độ võng do cắt. (cid:122) Xác định độ võng do cắt. (cid:122) Giá trị độ võng do cắt lớn xuất hiện trong

những trường hợp nào.

Cơ kết cấu tàu

8 23/10/2007

BBÀÀI GI

NG MÔN HỌỌCC

giảng

Cán bộ Bộ môn: tàu Khoa: Đóng Trường: Đại học

I GIẢẢNG MÔN H CƠ KCƠ KẾẾT CT CẤẤU TU TÀÀUU Chiến. Hùng dạy: Đỗ kết cấu tàu thủy. Cơ nổi. trình & Công vận tải Tp HCM thông

thủy Giao

Cơ kết cấu tàu

1 23/10/2007

VÕNG DẦẦM DO C VÕNG D

M DO CẮẮTT

XXÁÁC ĐC ĐỊỊNH ĐNH ĐỘỘ

&5&5--

1. 1. ĐĐặặtt

chiều cao và cả

theo theo suất tiếp theo chiều cao

chiều cao của dầm

đđềề:: vvấấnn Ứng suất tiếp tuyến thayđổ i dầm . chiều rộng đổi điểm của sự biến ứng Đặc bản cánh. có không và của dầm, có đổi biến Sự theo suất tiếp dọc ứng dầm bị ngang thiết diện cho làm

vênh.

Cơ kết cấu tàu

2 23/10/2007

2. 2. ĐĐộộ

ccủủaa Ta khảo sát một phân tố

võng võng

γ =

)5.1 ( ,

zτ G

Góc do cắt các vị trí dọc theo tiết diện ngang:

γ tb

∫=

h 1 τ z Gh 0

Góc trung bình này có thể xác định theo công thức

)5.2 (

Theo công thức (4.3), khi dầm có bản cánh :

γ tb =⇒ γ tb

τ tb G

Cơ kết cấu tàu

3 23/10/2007

không N Gh

Vì có độ võng bổ có thể viết:

sung do cắt, ta dw γ=2 tb dx

của lực cắt dương xoay do

−=

γ tb

N G ω

Dưới tác dụng âm cắt sẽ góc )5.3 (

)4.5(

Vì: '2 w = ( ) x

( ) xq

)5.5 ( dxdxdxdx .

( ) xη

EIw '''1 x x x x

∫ ∫ ∫ ∫

N = 1 EI

0 0 0 0

w '

Trên cơ sở thể (5.3)

''' −= viết lại biểu thức ]0 ( ) Nx +

Cơ kết cấu tàu

4 23/10/2007

(5.4), có 1 [ EI G ω

−=

thực hiện Từ đó, sau phép tích phân, ta được:

( ) xNx +

w 2

'' η )5.6 ( a ] o +

EIw 1

sở trên biểu thức (2.6):

cơ ( ) '' MxNx η 0

khi 1 [ EI G ω được xác định Moment uốn ( ) ( ) xM x (5.6) dưới dạng viết lại thể Có

)5.7 (

w 2

: −=

)( xM ωG được xác định 2

Độ võng tổng cộng theo

−

( )5.8

www 1 2

3 xN 0 6 EI góc

xM 0 2 EI quay của

= + = của dầm ( ) x θ 0

biểu thức sau: ( ) xM G ω hồi, còn đàn định các đường

xoay ’’’. và ’’

w’ như qua các xác tiết diện góc biểu thức của - w1 ’, EIw1

5 23/10/2007

yếu tố ngang, moment uốn và lực cắt- EIw1 Đại lượng khác uốn định xác Cơ kết cấu tàu

3. 3. VVíí

do trên hai cứng :

đế có:

hằng và , θ0

ddụụ:: dầm tựa tự Xét Đối với dầm như M0 = f0 định Xác hai nhờ

θ 0

trên, ta = 0; M(l) = w(l) = 0. số trình

'' η

hai phương

hệt như khi

đến

chưa biết là N0 : lN ( ) 0 l η + 6 EI ( ) lNl + 0 giống cắt. phương tính là không

trình Các ảnh không Lực cắt trên suốt chiều dài dầm đổi:

N =0

này hưởng m l khi ngang tiết diện đó có góc xoay bổ

N 0 G ω

Các sung không đổi ' w δ −= −= )5.9 (

Cơ kết cấu tàu

6 23/10/2007

m lG ω

sung vào tiết diện xoay

−=

với mỗi một moment uốn, cần bổ ngang do cắt một lượng

)

) ν

( 12 ( 5.10 bằng: w ' δ

góc m lE ω = q = 0, dùng thức công lần,

Sử với và , ta góc :

−

= f1 (5.10) hai xoay

) ν

θ 0

f0 (2.15), khi biểu thức xác định có ( 112

I l ω

⎤ −⎥ ⎦

⎡ 1 ⎢ ⎣

−=

−

( ) 0'

ψ 1

ψ 2

lM 1 6 EI dụng m= -M0 m = M1 lM ⎡ ) ( 0 161 ν −= + + ⎢ 3 EI ⎣ ⎤ ( ) 5.11 ⎥ ⎦

)

( ) lw '

ψ 2

ψ 1

I l ω lM 0 EI 3 lM 0 EI 6

lM 1 EI 6 lM 1 EI 3

⎫ ⎪ ( 5.12 ⎬ ⎪ ⎭

( 161

) + ν

ψ 1

Góc xoay tại các tiết diện đế tựa :

1 −=

( 112

I l ω ) ν

ψ 2

I l ω

⎫ ⎪⎪ ( )13.5 ⎬ ⎪ ⎪ ⎭

Cơ kết cấu tàu

7 23/10/2007

trong đó:

TTÓÓM LƯM LƯỢỢCC

học

này

sinh

được:

viên

nắm Bài (cid:122) Sự xuất hiện độ võng do cắt. (cid:122) Xác định độ võng do cắt. (cid:122) Giá trị độ võng do cắt lớn xuất hiện trong

những trường hợp nào.

Cơ kết cấu tàu

8 23/10/2007