intTypePromotion=3

Giáo trình cơ học kết cấu I - Tóm tắt

Chia sẻ: Nguyễn Nguyên Tuấn | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:0

0
928
lượt xem
553
download

Giáo trình cơ học kết cấu I - Tóm tắt

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
Lưu

Nội dung Text: Giáo trình cơ học kết cấu I - Tóm tắt

  1. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1 A.KHAÙI QUAÙT CHÖÔNG TRÌNH CÔ HOÏC KEÁT CAÁU 1: Goàm 4 chöông:  Chöông 0 Môû ñaàu: Cho caùi nhìn toång quaùt veà moân hoïc, hieåu muïc ñích hoïc moân cô keát caáu.......................... Trang 1  Chöông I Phaân tích caáu taïo cuûa caùc heä phaúng: Caùc quy taéc caáu taïo ñeå heä thanh coù khaû naêng chòu ñöôïc löïc.Trang 6  Chöông II Xaùc ñònh noäi löïc trong heä phaúng tónh ñònh chòu taûi troïng baát ñoäng. ........................................................... Trang 15  Chöông III Xaùc ñònh noäi löïc trong heä phaúng chòu taûi troïng di ñoäng. .......................................................................................... ...................................................................................... Trang 35 B. TOÙM TAÉT MOÃI CHÖÔNG: 0. CHÖÔNG 0: MÔÛ ÑAÀU 0.1 Ñoái töôïng, nhieäm vuï, muïc ñích moân hoïc 0.2 Caùc giaû thieát 0.3 Sô ñoà tính 0.4 Phaân loaïi sô ñoà tính Chöông 0 cung caáp caùi nhìn toång quaùt veà moân hoïc. 0.1. Ñoái töôïng, nhieäm vuï, muïc ñích cuûa cô keát caáu: 0.1.1 Ñoái töôïng nghieân cöùu: KEÁT CAÁU Keát caáu laø boä phaän chòu löïc chính cuûa coâng trình, keát caáu coù 3 daïng chuû yeáu:  Thanh: VD heä khung beâtoâng coát theùp cuûa coâng trình, heä daøn vì keøo ñôõ maùi, daàm caàu laø nhöõng heä thanh.  Taám voû: VD saøn chòu löïc, maùi voøm, thaønh moûng cuûa caùc thaùp nöôùc.  Khoái: VD moùng maùy, moùng coät ñieän. Trong Cô keát caáu 1 ta chæ nghieân cöùu ñeán keát caáu thanh. 0.1.2 Nhieäm vuï moân hoïc: Tính toaùn kieåm tra ñoä BEÀN, CÖÙNG, OÅN ÑÒNH cho keát caáu:  Beàn: khoâng bò phaù hoaïi (caét, tröôït, gaõy, ñoå,…). Tính toaùn ñieàu kieän beàn laø tính toaùn veà noäi löïc, öùng suaát. SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 1
  2. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1  Cöùng: Bieán daïng naèm trong giôùi haïn cho pheùp. Tính toaùn veà ñieàu kieän cöùng laø tính toaùn ñeán bieán daïng tuyeät ñoái, tyû ñoái.  OÅn ñònh: giöõ nguyeân daïng hình hoïc ban ñaàu. Tính toaùn ñieàu kieän oån ñònh laø tính toaùn ñeán ñoä maûnh cuûa keát caáu. Keát caáu thoâng thöôøng phaûi ñaûm baûo caû 3 ñieàu kieän treân thì môùi xem laø laøm vieäc ñöôïc.  Ví duï:  Keát caáu khoâng beàn: töôøng chòu löïc, coät, daàm nöùt, gaõy.  Keát caáu khoâng cöùng: daàm voõng quaù möùc (quaù möùc: tuøy quy phaïm VD: 1cm, 3/100,…).  Keát caáu khoâng oån ñònh: coät maûnh, taám moûng bò neùn. Khaùc vôùi Söùc beàn vaät lieäu (SBVL) chæ nghieân cöùu töøng caáu kieän rieâng leû, cô hoïc keát caáu (CHKC) tính toaùn beàn, cöùng, oån ñònh cho caû heä keát caáu (goàm nhieàu caáu kieän lieân keát laïi). 0.1.3 Muïc ñích moân hoïc: Tính noäi löïc Muoán xaùc ñònh caùc ñieàu kieän beàn, cöùng, oån ñònh ñeàu phaûi caên cöù vaøo noäi löïc trong heä. 0.2. Caùc giaû thieát: 0.2.1 Vaät lieäu lieân tuïc, ñoàng chaát, ñaúng höôùng veà maët cô hoïc.  Ví duï: khi tính toaùn boû qua kích thöôùc chaát ñoän (soûi, saïn, …) trong beâtoâng maø xem nhö moïi ñieåm trong beâtoâng coù tính chaát nhö nhau vaø khoâng giaùn ñoaïn (khoâng coù loã roãng) vaø tính chaát cô hoïc cuûa noù nhö nhau theo moïi höôùng. 0.2.2 Vaät lieäu ñaøn hoài tuyeät ñoái vaø tuaân theo ñònh luaät Hooke. Ñaøn hoài tuyeät ñoái: quan heä giöõa öùng suaát vaø bieán daïng laø tuyeán tính. 0.2.3 Bieán daïng vaø chuyeån vò beù. Vôùi 3 giaû thieát treân ta duøng ñöôïc nguyeân lyù coäng taùc duïng (nguyeân lyù ñoäc laäp taùc duïng).  Ví duï: moät coät chòu taùc ñoäng ñoàng thôøi cuûa taûi troïng baûn thaân q1 vaø taûi troïng xoâ ngang q2 ( vd: gioù). Ñeå tính toaùn trong cô hoïc keát caáu ta coù theå laàn löôït giaûi hai baøi toaùn ñoäc laäp heä chæ chòu q1 hoaëc q2 nhö hình döôùi vaø coäng caùc keát quaû. Ñieàu ñoù coù nghóa: SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 2
  3. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1 nguyeân nhaân taùc duïng naøy khoâng aûnh höôûng ñeán nguyeân nhaân taùc duïng kia (ñoäc laäp taùc duïng). q1 q2 q1 q2 Hình 0.3 0.3. Sô ñoà tính cuûa keát caáu: 0.3.1 Ñònh nghóa: Sô ñoà tính laø hình aûnh ñôn giaûn hoùa nhöng vaãn ñaûm baûo phaûn aùnh ñuùng söï laøm vieäc thöïc cuûa keát caáu.  Ví duï: Sô ñoà tính cuûa daàm ñôõ ban coâng (H 0.4), vì keøo ñôõ maùi (H 0.5) Hình 0.4 Hình 0.5 0.3.2 Caùc böôùc chuyeån keát caáu veà sô ñoà tính: (minh hoïa baèng ví duï ôû hình 0.5)  Thay caùc thanh baèng caùc ñöôøng truïc thanh.  Ví duï: Trong ví duï treân, ta thay caùc thanh cuûa vì keøo baèng caùc ñöôøng truïc thanh. SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 3
  4. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1  Thay caùc lieân keát thöïc baèng lieân keát lyù töôûng.  Ví duï: Heä vì keøo cho ôû treân coù caùc lieân keát (ñinh, haøn, buloâng,…) taïi caùc giao ñieåm caùc thanh ñöôïc lyù töôûng hoùa thaønh lieân keát khôùp.  Thay tieát dieän baèng caùc ñaëc tröng hình hoïc cuûa tieát dieän.  Ví duï: caùc thanh cuûa vì keøo ôû treân coù tieát dieän hình chöõ nhaät ñöôïc thay theá baèng caùc ñaëc tröng hình hoïc cuûa tieát dieän hình chöõ nhaät: Sx, Sy, Jx, Jxy, i, …  Thay vaät lieäu baèng caùc ñaëc tröng cuûa vaät lieäu.  Ví duï: vì keøo treân baèng theùp, vaät lieäu ñöôïc thay theá baèng caùc ñaëc tröng vaät lieäu theùp: E=2.104 kN/cm2,  =0,3, …  Dôøi caùc taûi troïng veà truïc thanh.  Ñôn giaûn caùc yeáu toá phuï khoâng aûnh höôûng ñeán noäi löïc.  Ví duï: Caùc chi tieát lieân keát ôû vì keøo treân ñöôïc ñôn giaûn hoùa, boû qua kích thöôùc. 0.4. Phaân loaïi sô ñoà tính: 0.4.1 Phaân loaïi thaønh sô ñoà phaúng vaø sô ñoà khoâng gian  Ví duï: heä daøn vì keøo trong hình 0.5 laø heä phaúng vì taát caû caùc caáu kieän cuûa heä naèm trong cuøng moät maët phaúng vaø taûi troïng do maùi taùc duïng xuoáng vì keøo thoâng qua xaø goà cuõng naèm trong cuøng maët phaúng ñoù. Heä cho ôû hình 0.6 laø heä khoâng gian vì caùc thaønh phaàn cuûa heä khoâng cuøng naèm trong moät maët phaúng. Hình 0.6 0.4.2 Phaân loaïi thaønh heä tónh ñònh vaø heä sieâu tónh Heä tónh ñònh: Noäi löïc trong heä coù theå giaûi ñöôïc baèng caùc phöông trình caân baèng tónh hoïc. SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 4
  5. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1  Ví duï: heä treân hình 0.5, hình 0.6 laø nhöõng heä tónh ñònh Heä sieâu tónh: Noäi löïc trong heä chæ coù theå giaûi ñöôïc khi theâm vaøo caùc phöông trình bieán daïng.  Ví duï: caùc heä cho treân hình 0.7 Vieäc xaùc ñònh moät heä laø sieâu tónh hay tónh ñònh, xaùc ñònh baäc sieâu tónh ñöôïc trình baøy trong phaàn 1.4.1. Ngoaøi heä sieâu tónh, tónh ñònh coøn coù heä xaùc ñònh ñoäng vaø heä sieâu ñoäng, ñoù laø nhöõng heä khi chòu chuyeån vò cöôõng böùc, caùc phöông trình ñoäng hoïc ñuû hoaëc khoâng ñuû ñeå xaùc ñònh chuyeån vò. Cô hoïc keát caáu 1 khoâng ñeà caäp ñeán caùc heä naøy. Hình 0.7 0.4.3 Phaân loaïi döïa vaøo nguyeân nhaân gaây ra noäi löïc, chuyeån vò: löïc taùc duïng, chuyeån vò cöôõng böùc, söï cheá taïo khoâng chính xaùc, söï thay ñoåi nhieät ñoä. 0.4.3.1 Noäi löïc, chuyeån vò do taûi troïng gaây ra: Tieâu chí phaân loaïi Caùc loaïi:  Ví duï: Theo thôøi gian taùc Taûi troïng laâu daøi Taûi troïng baûn thaân duïng Taûi troïng taïm thôøi Taûi troïng gioù, ñoäng ñaát Taûi troïng baát ñoäng Troïng löôïng baûn thaân, thieát bò Theo vò trí taùc duïng Taûi troïng di ñoäng Taûi troïng ñoaøn ngöôøi, xe,… Taûi troïng taùc duïng Troïng löôïng baûn thaân Theo tính chaát taùc tónh duïng Taûi troïng taùc duïng Va chaïm, taûi troïng do söï (coù vaø khoâng gaây ñoäng hoaït ñoäng cuûa maùy ra löïc quaùn tính) moùc, thieát bò,… 0.4.3.2 Do thay ñoåi nhieät ñoä gaây ra: SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 5
  6. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1 Heä tónh Söï thay ñoåi nhieät ñoä l ñònh chæ gaây ra chuyeån vò Heä sieâu Söï thay ñoåi nhieät ñoä tónh vöøa gaây ra chuyeån vò vöøa gaây ra noäi löïc l 0.4.3.3 Do chuyeån vò cöôõng böùc, cheá taïo khoâng chính xaùc:  Ví duï: thanh treo coâng xoân treân hình 0.8 khi cheá taïo bò ngaén ñi so vôùi khoaûng caùch töø ñieåm treo ñeán coâng xoân do ñoù khi laép raùp seõ gaây ra tröôùc moät noäi löïc trong keát caáu. Theùp trong beâtoâng tieàn öùng löïc cuõng ñöôïc taïo noäi löïc tröôùc baèng caùch gaây chuyeån vò cöôõng böùc (keùo tröôùc). Hình 0.8 Gaây ra caû chuyeån vò vaø noäi löïc trong heä sieâu tónh vaø chæ gaây chuyeån vò, khoâng gaây noäi löïc trong heä tónh ñònh. SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 6
  7. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1 1. CHÖÔNG 1: PHAÂN TÍCH CAÁU TAÏO HÌNH HOÏC CUÛA CAÙC HEÄ PHAÚNG: 1.1 Khaùi nieäm 1.2 Lieân keát vaø tính chaát cuûa lieân keát 1.3 Söû duïng lieân keát ñeå taïo heä baát bieán hình 1.4 Noái nhieàu mieáng cöùng vôùi nhau ñeå taïo thaønh heä baát bieán hình Chöông 1 cung caáp caùc quy taéc caáu taïo ñeå taïo ñöôïc nhöõng heä thanh chòu ñöôïc löïc (baát bieán hình). 1.1. Khaùi nieäm: 1.1.1 Heä baát bieán hình (BBH): Laø heä khoâng thay ñoåi daïng hình hoïc döôùi taùc duïng cuûa taûi troïng baát kyø neáu ta xem caùc thanh cuûa heä laø tuyeät ñoái cöùng. 1 4 2 3 Hình 1.1  Ví duï: heä cho treân hình 1.1 laø heä BBH vì: - Giaû söû thanh 1-2 coá ñònh - Do thanh 2-3 tuyeät ñoái cöùng (TÑC), vò trí ñieåm 3 chæ coù theå naèm treân (2,2-3) (ñöôøng troøn taâm 2, baùn kính 2-3). - Do thanh 1-3 tuyeät ñoái cöùng, vò trí ñieåm 3 chæ coù theå naèm treân (1,1-3). - Do 1-3 vaø 2-3 TÑC neân 3 phaûi laø giao ñieåm (1,1-3) vaø (2,2-3) (coù 2 giao ñieåm nhöng 3 chæ coù theå ôû vò trí nhö treân hình 1.1 vì 3 khoâng theå di chuyeån khoûi vò trí ñaõ ñöôïc ñònh luùc laép ñaët) - Töông töï, 4 cuõng coù vò trí xaùc ñònh - Nhö vaäy vò trí töông ñoái cuûa caùc ñieåm 1, 2, 3, 4 laø khoâng ñoåi, hay heä khoâng thay ñoåi daïng hình hoïc  heä BBH. SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 7
  8. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1 1.1.2 Heä bieán hình (BH): Laø heä thay ñoåi daïng hình hoïc moät löôïng höõu haïn döôùi taùc duïng cuûa taûi troïng baát kyø maëc duø ta xem caùc thanh cuûa heä laø tuyeät ñoái cöùng. (Töø löôïng höõu haïn ôû ñònh nghóa treân nhaèm phaân bieät vôùi löôïng voâ cuøng beù ôû 1.1.3). 1 5 4 1' 5' 4' 6 2 3 Hình 1.2  Ví duï: heä cho treân hình 1.2 laø heä BH vì: - Giaû söû thanh 2-3 coá ñònh - Do thanh 1-3 tuyeät ñoái cöùng , vò trí ñieåm 1 chæ coù theå naèm treân (3,1-3). - Do thanh 2-4 tuyeät ñoái cöùng, vò trí ñieåm 4 chæ coù theå naèm treân (2,2-4). - Do thanh 5-6 tuyeät ñoái cöùng, vò trí ñieåm 5 chæ coù theå naèm treân (6,5-6). - Giaû söû 1 dòch chuyeån ñeán vò trí 1’, ta luoân tìm ñöôïc vò trí 5’ vaø 4’ ñeå 1’-4’=1-4 vaø 1’-5’ = 1-5 ñoù chính laø giao ñieåm cuûa ñöôøng thaúng song song vôùi 1-4 keû töø 1’ vôùi caùc ñöôøng troøn (6,5-6) vaø (2,2-4) - Nhö vaäy daïng hình hoïc cuûa heä coù theå thay ñoåi khi chòu löïc  heä BH. 1.1.3 Heä bieán hình töùc thôøi: (BHTT) Laø heä thay ñoåi daïng hình hoïc moät löôïng voâ cuøng beù döôùi taùc duïng cuûa taûi troïng baát kyø maëc duø ta xem caùc thanh cuûa heä laø tuyeät ñoái cöùng. SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 8
  9. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1 4 4' 5 5' 1 1' 3 6 2 Hình 1.3  Ví duï: heä cho treân hình 1.3 laø heä BHTT vì: - Lyù luaän töông töï nhö treân ta coù: 1, 5 vaø 4 coù xu höôùng chuyeån dòch theo phöông vuoâng goùc vôùi caùc thanh 1-3, 6-5, 2-4. Do caùc thanh naøy song song nhau neân caùc ñieåm 1, 5, 4 coù xu höôùng chuyeån dòch theo caùc phöông song song nhau  caùc ñieåm coù theå dòch chuyeån ra khoûi vò trí ban ñaàu nhöng chuyeån dòch naøy chæ coù theå laø moät ñoaïn voâ cuøng beù vì khi dòch chuyeån ra khoûi vò trí ban ñaàu, phöông dòch chuyeån cuûa caùc ñieåm ñoù khoâng coøn song song nhau (caùc thanh 1-3, 6-5, 2-4 khoâng coøn song song) neân chuyeån dòch ñoù phaûi döøng laïi. - Vaäy heä BHTT. Noäi löïc phaùt sinh trong heä BHTT raát lôùn. Trong thieát keá caàn taïo nhöõng heä BBH roõ reät. Ña soá caùc keát caáu trong xaây döïng ñeàu phaûi BBH ñeå coù theå chòu ñöôïc löïc theo moïi phöông. Ñoâi khi cuõng coù nhöõng keát caáu chæ chòu löïc theo moät phöông bieát tröôùc thì chæ caàn BBH theo phöông ñoù (daây xích). 1.1.4 Mieáng cöùng: (MC) Laø moät heä phaúng baát bieán hình. Caùc daïng MC cô baûn goàm: Thanh cong Tam giaùc khôùp Thanh thaúng Thanh gaõy khuùc SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 9
  10. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1 Thanh coù chóa Ngoaøi 5 MC cô baûn treân, muoán noùi moät keát caáu laø MC phaûi chöùng minh. 1.1.5 Baäc töï do: Laø tham soá ñoäc laäp caàn thieát (toái thieåu) ñeå xaùc ñònh vò trí cuûa moät heä trong moät heä truïc toïa ñoä.  Ví duï: trong heä truïc toïa ñoä phaúng: - Moät ñieåm caàn 2 tham soá ñeå xaùc ñònh vò trí cuûa noù (tung ñoä + hoaønh ñoä hoaëc goùc cöïc + baùn kính cöïc)  baäc töï do = 2 - Moät ñoaïn thaúng caàn 3 tham soá, 2 ñeå xaùc ñònh vò trí moät ñieåm treân ñoaïn thaúng ñoù vaø 1 ñeå xaùc ñònh phöông ñoaïn thaúng  baäc töï do = 3 - Moät mieáng cöùng cuõng caàn 3 tham soá  baäc töï do = 3 - Heä treân hình 1.4 laø heä coù 4 baäc töï do: 3 ñeå xaùc ñònh ñoaïn thaúng AB vaø 1 ñeå xaùc ñònh phöông ñoaïn BC so vôùi AB. A B C Hình 1.4 SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 10
  11. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1 1.2. Lieân keát vaø tính chaát cuûa lieân keát: Lieân keát Lieân keát ñôn giaûn: noái hai MC laïi vôùi nhau Lieân keát loaïi 1 Lieân keát loaïi 2 Lieân keát loaïi 3 (lieân keát thanh) (lieân keát khôùp) (lieân keát haøn) Lieân keát phöùc taïp: noái hôn 2 MC laïi vôùi nhau Lieân keát töïa: noái MC vôùi ñaát hoaëc moät vaät baát ñoäng nhö ñaát. Töïa loaïi 1 (töïa di Töïa loaïi 3 (ngaøm) Töïa loaïi 2 (töïa coá ñoäng) ñònh) 1.2.1 Lieân keát ñôn giaûn: Loaïi lieân keát Caùc daïng lieân keát Loaïi 1 (lk thanh): caûn 1 baäc töï do, laøm xuaát hieän 1 thaønh phaàn phaûn löïc theo phöông noái 2 khôùp. Loaïi 2 (lk khôùp): caûn 2 baäc töï do, laøm xuaát hieän 2 thaønh phaàn phaûn K löïc caét nhau taïi khôùp. K Loaïi 3 (lk haøn): caûn 3 baäc töï do, laøm xuaát hieän 3 thaønh phaàn phaûn löïc. SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 11
  12. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1 Löu yù: - Hai lieân keát thanh song song töông ñöông vôùi moät khôùp ôû voâ cuøng. - Lieân keát haøn chæ töông ñöông vôùi 3 lieân keát thanh khoâng ñoàng quy, khoâng song song hoaëc moät khôùp vaø moät thanh khoâng ñi qua khôùp. - Hai MC noái vôùi nhau baèng 3 thanh song song khoâng baèng nhau thì taïo thaønh heä BHTT, song song baèng nhau thì taïo thaønh heä BH. BHTT BH Hình 1.5 - Moät thanh ñöôïc xem nhö ñi qua moät khôùp ôû voâ cuøng khi vaø chæ khi noù coù cuøng phöông vôùi hai lieân keát thanh taïo thaønh khôùp ôû voâ cuøng ñoù. K Hình 1.6 - Ba khôùp ñeàu ôû voâ cuøng thì thaúng haøng. (Chöùng minh: veõ moät ñöôøng troøn qua 3 khôùp, cho baùn kính ñeán voâ cuøng, ñöôøng troøn tieán veà ñöôøng thaúng). SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 12
  13. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1 K2 K1 K1 K1 Hình 1.7 (Ba khôùp thaúng haøng) 1.2.2 Lieân keát phöùc taïp: noái hôn 2 MC laïi vôùi nhau Ñoä phöùc taïp: ñoä phöùc taïp cuûa moät lieân keát phöùc taïp laø soá lieân keát ñôn giaûn cuøng loaïi töông ñöông vôùi lieân keát phöùc taïp ñoù. p=D–1 p: ñoä phöùc taïp D: soá MC quy tuï taïi lieân keát phöùc taïp.  Ví duï: 1 4 1 1 2 3 Hình 1.8 Lieân keát taïi 3 vaø 4 laø lieân keát ñôn giaûn (noái 2 MC). Lieân keát taïi 1 vaø 2 laø lieân keát phöùc taïp (noái 3 MC). Ñoä phöùc taïp cuûa lieân keát taïi 1 laø : p=D–1=2 Thöïc vaäy, ta coù theå thay lieân keát taïi 1 baèng 2 lieân keát loaïi 2 nhö treân 1.8 (b) (caùc lieân keát khoâng coù kích thöôùc vaø truøng nhau taïi 1). Töông töï nhö vaäy, taïi 2 p=2 SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 13
  14. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1 1.2.3 Lieân keát töïa (goái töïa): laø lieân keát duøng ñeå noái MC vôùi ñaát hoaëc moät vaät baát ñoäng nhö ñaát. Coù 3 loaïi goái töïa: Töïa loaïi 1 (töïa di ñoäng) coù 1 thaønh phaàn phaûn löïc phöông noái 2 khôùp Töïa loaïi 2 (töïa coá ñònh) coù 2 thaønh phaàn phaûn löïc caét nhau taïi khôùp Töïa loaïi 3 (ngaøm) coù 3 thaønh phaàn phaûn löïc 1.3. Söû duïng lieân keát ñeå taïo heä BBH: Söû duïng lieân keát ñeå taïo thaønh heä BBH laø khöû taát caû baäc töï do cuûa heä. 1.3.1 Noái 1 ñieåm vaøo 1 MC (khöû 2 baäc töï do): söû duïng 2 lieân keát thanh caét nhau taïi ñieåm noái (taïo thaønh boä ñoâi).  Ví duï: döïng leàu nhoû: caàn noái caây laøm ñænh leàu vôùi phaàn ñaát beân döôùi ta duøng 2 thanh gaùc cheùo coù ñinh giöõ hoaëc coät daây (khôùp). Hình 1.9 1.3.2 Noái 2 MC vôùi nhau taïo thaønh heä BBH (khöû 3 baäc töï do): ta söû duïng 1 lieân keát haøn thöïc hoaëc töông ñöông.  Ví duï: ñeå noái caùc thanh theùp hình laïi vôùi nhau ngöôøi ta coù theå duøng caùc moái haøn hoaëc lieân keát bu loâng (nhieàu lieân keát khôùp, thöøa). SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 14
  15. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1 1.3.3 Noái 3 MC vôùi nhau ñeå heä BBH (khöû 6 baäc töï do): ta söû duïng 2 lieân keát haøn hoaëc 3 khôùp lieân hôïp khoâng thaúng haøng.  Ví duï: söû duïng 2 lieân keát haøn: ñôn giaûn. Söû duïng 3 khôùp lieân hôïp: phoå bieán trong keát caáu voøm 3 khôùp, khung 3 khôùp, …(xem 2.4): noái 3 mieáng cöùng laø 2 phaàn voøm vaø ñaát. MC1 MC2 MCøñaá t Hình 1.10 1.4. Noái nhieàu MC vôùi nhau ñeå taïo heä BBH: 1.4.1 Ñieàu kieän caàn: ñieàu kieän caàn ñeå moät heä BBH laø heä ñoù phaûi ñuû lieân keát ñeå khöû taát caû baäc töï do cuûa heä. Nguyeân taéc thieát laäp coâng thöùc: n = soá baäc töï do lieân keát coù theå khöû – soá baäc töï do cuûa heä  0 Coâng thöùc cho töøng loaïi keát caáu: H: soá lieân keát haøn K: soá lieân keát khôùp Heä baát kyø n = 3H + 2K + T – 3(D-1) T: soá lieân keát thanh D: soá MC n = 3H + 2K + C0 +T – C0: soá lieân keát töïa quy Heä noái ñaát 3D veà lieân keát ñôn giaûn Heä daøn khoâng noái T: soá thanh daøn n = (T - 1) – 2(M - 2) ñaát M: soá maét daøn C0: soá lieân keát töïa quy Heä daøn noái ñaát n = T + C0 – 2M veà lieân keát ñôn giaûn Neáu heä coù n0: heä thöøa lieân keát, coù theå BBH. Neáu BBH, heä laø heä sieâu tónh( 0.4.2). Baäc sieâu tónh = n (chính laø soá lieân keát thöøa quy veà lieân keát loaïi 1 vaø cuõng chính laø soá phöông trình bieán daïng csaàn boå sung). SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 15
  16. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1 1.4.2 Ñieàu kieän ñuû: ñieàu kieän ñuû ñeå moät heä ñuû lieân keát BBH laø caùc lieân keát phaûi ñöôïc boá trí hôïp lyù. Caùc lieân keát boá trí hôïp lyù laø tuaân theo caùc nguyeân taéc trong 1.3. Khi heä coù nhieàu hôn 3 MC phaûi ñöa veà ít hôn hoaëc baèng 3 MC ñeå khaûo saùt.  Trình töï giaûi moät baøi khaûo saùt caáu taïo hình hoïc heä phaúng: - Khaûo saùt ñieàu kieän caàn: o Quan nieäm heä laø loaïi naøo trong 4 heä keå treân o Ñeám caùc ñaïi löôïng caàn ñeå tính n. o Tính n. Keát luaän heä coù khaû naêng BBH hay khoâng Löu yù: khoâng ñöôïc boû caùc boä ñoâi khi khaûo saùt ñieàu kieän caàn. Quan nieäm trong khi khaûo saùt ñieàu kieän caàn vaø ñuû coù theå khaùc nhau. Coù nhieàu caùch quan nieäm veà moät heä nhöng neân quan nieäm theá naøo ñeå vieäc ñeám ñôn giaûn nhaát. - Neáu heä coù khaû naêng BBH, ta khaûo saùt ñieàu kieän ñuû: o Boû ñi taát caû caùc boä ñoâi coù theå boû. o Neáu heä noái ñaát, caàn xem C0 = 3 hay > 3 (C0 3: tính chaát heä phuï thuoäc vaøo lieân keát vôùi ñaát, quan nieäm ñaát laø 1 trong 3 (hay 2) mieáng cöùng caàn khaûo saùt. o Tìm caùch ñöa heä veà 2 hay 3 MC ñeå khaûo saùt döïa vaøo 1.3. Neáu heä laø noái ñaát, theo kinh nghieäm, caàn laáy ñaát laøm cô sôû ñeå xaùc ñònh caùc MC coøn laïi. o Tìm quan heä (lieân keát) giöõa caùc MC vöøa tìm vaø keát luaän lieân keát coù hôïp lyù hay khoâng, heä BH, BHTT hay BBH.  Ví duï: khaûo saùt caáu taïo hình hoïc cuûa heä treân hình 1.11(a) SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 16
  17. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1 11 8 9 7 8 9 10 MCø(I) MCø(II) 3 4 5 6 2 3 4 5 6 2 1 MCøñaá t (b) 1 (a) Hình 1.11 - Khaûo saùt ñieàu kieän caàn: o Quan nieäm heä laø heä daøn noái ñaát o T = 14, M = 9, C0=4 n = 2M – T – C0 = 2.9 – 14 – 4 = 0 o Heä ñuû lieân keát, coù theå BBH. - Khaûo saùt ñieàu kieän ñuû: o Boû laàn löôït caùc boä ñoâi: 7-11-10, 3-7-8, 9-10-6. Heä coøn laïi nhö treân hình 1.11(b) o Heä noái ñaát vôùi C0 = 4, xem ñaát laø moät MC. o Xem 2 tam giaùc khôùp 3-4-8 vaø 5-6-9 laø hai MC I vaø II. o MC(I) noái vôùi MC(II) baèng hai thanh T(89) vaø T(45) song song nhau töông ñöông vôùi khôùp K(I-II) ôû voâ cuøng. MC(I) noái vôùi MC(ñaát) baèng hai thanh T(13) vaø T(24) song song nhau töông ñöông vôùi khôùp K(I-ñaát) ôû voâ cuøng. MC(II) noái vôùi MC(ñaát) baèng hai thanh T(25) vaø T(16) song song nhau töông ñöông vôùi khôùp K(II-ñaát) ôû voâ cuøng. o Nhö vaäy, 3 MC I, II vaø ñaát lieân keát nhau baèng 3 khôùp lieân hôïp ôû voâ cuøng (thaúng haøng)  heä BHTT. SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 17
  18. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1 2. CHÖÔNG 2: XAÙC ÑÒNH NOÄI LÖÏC TRONG HEÄ PHAÚNG CHÒU TAÛI TROÏNG BAÁT ÑOÄNG: 2.1 Nhieäm vuï, ñoái töôïng vaø phöông phaùp cuûa chöông 2. 2.2 Veõ bieåu ñoà noäi löïc cho heä daàm tónh ñònh 2.3 Veõ bieåu ñoà noäi löïc cho heä khung tónh ñònh 2.4 Veõ bieåu ñoà noäi löïc cho heä ba khôùp 2.5 Veõ bieåu ñoà noäi löïc cho heä daøn Chöông 2 cung caáp caùc quy taéc veõ bieåu ñoà noäi löïc cho heä phaúng (xem 0.4.1), tónh ñònh (xem 0.4.2) chòu taûi troïng baát ñoäng (xem 0.4.3). 2.1. Nhieäm vuï, ñoái töôïng vaø phöông phaùp: 2.1.1 Nhieäm vuï: veõ bieåu ñoà noäi löïc. Bieåu ñoà noäi löïc laø hình aûnh bieåu dieãn söï bieán thieân noäi löïc trong toaøn keát caáu. Ñoái vôùi baøi toaùn veõ bieåu ñoà cho heä phaúng thì caàn veõ ñöôïc 3 bieåu ñoà: löïc doïc (Nz), löïc caét (Qy) vaø moâmen (Mx). SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 18
  19. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1 2.1.2 Ñoái töôïng: caùc heä phaúng, tónh ñònh: Heä tónh ñònh Heä ñôn giaûn Heä daàm: 1MC noái ñaát vôùiù C0 = 3 Daàm tónh ñònh ñôn giaûn Khung tónh ñònh Daøn daàm tónh ñònh Heä ba khôùp: 2 MC cuøng vôùi ñaát noái nhau baèng 3 khôùp lieân hôïp taïo thaønh heä BBH. Voøm ba khôùp Heä gheùp Khung ba khôùp Daøn voøm ba khôùp Heä coù heä thoáng truyeàn löïc 2.1.3 Phöông phaùp veõ bieåu ñoà: Ñeå veõ bieåu ñoà noäi löïc caàn xaùc ñònh noäi löïc taïi moïi tieát dieän cuûa keát caáu. Coù nhieàu phöông phaùp veõ bieåu ñoà noäi löïc. 2.1.3.1 Phöông phaùp giaûi tích: vieát phöông trình noäi löïc trong töøng ñoaïn keát caáu theo bieán laø vò trí maët caét (z), veõ ñoà thò haøm noäi löïc chính laø bieåu ñoà noäi löïc caàn tìm (xem Söùc beàn vaät lieäu 1). Ñaây laø phöông phaùp chính xaùc nhaát. 2.1.3.2 Phöông phaùp duøng lieân heä vi phaân: duøng lieân heä vi phaân giöõa löïc phaân boá, löïc caét, moâmen vaø caùc quy taéc böôùc nhaûy ñeå veõ (SBVL1). Phöông phaùp naøy thöôøng duøng kieåm tra laïi bieåu ñoà ñaõ veõ. 2.1.3.3 Phöông phaùp thöïc haønh: chæ caàn xaùc ñònh noäi löïc taïi moät soá tieát dieän caàn thieát (tuøy vaøo daïng ngoaïi löïc), sau ñoù döïa vaøo daïng ngoaïi löïc bieát ñöôïc daïng bieåu ñoà vaø noái tung ñoä noäi löïc taïi SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 19
  20. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1 nhöõng tieát dieän vöøa tìm cho hôïp lyù ta ñöôïc bieåu ñoà noäi löïc caàn tìm. Ñaây laø phöông phaùp duøng chuû yeáu trong Cô keát caáu 1 (nhanh vaø ñôn giaûn). 2.1.3.4 Phöông phaùp hoïa ñoà – giaûn ñoà Maxwell- Cremona: duøng phöông phaùp veõ ñeå giaûi baøi toaùn, ñoä chính xaùc phuï thuoäc ñoä chính xaùc vaø quy moâ baûn veõ. Trong taát caû caùc phöông phaùp treân ta ñeàu caàn xaùc ñònh noäi löïc taïi ít nhaát moät tieát dieän cuûa keát caáu. Muoán tìm ñöôïc, ta phaûi söû duïng phöông phaùp maët caét: Thöïc hieän maët caét qua tieát dieän caàn tìm noäi löïc hoaëc lieân keát caàn tìm phaûn löïc sao cho maët caét chia heä laøm hai phaàn rôøi nhau. Xeùt caân baèng cuûa moät trong hai phaàn, thay theá phaàn coøn laïi baèng caùc thaønh phaàn noäi löïc hoaëc phaûn löïc töông öùng theo quy öôùc. (N>0: höôùng ra khoûi maët caét. Q>0: xoay cuøng chieàu kim ñoàng hoà. M>0: caêng thôù döôùi). Qy>0 Mx>0 Mx>0 Nz>0 Nz>0 Qy>0 Hình 2.1 Trong chöông 2 naøy ta chæ quan taâm ñeán phöông phaùp thöïc haønh. 2.1.4 Quy trình veõ noäi löïc cho moät keát caáu: - Nhaän daïng keát caáu. - Xaùc ñònh caùc phaûn löïc goái. - Phaân ñoaïn keát caáu: moãi ñoaïn phaûi lieân tuïc, khoâng coù khôùp, khoâng coù ñieåm gaõy, khoâng coù löïc taäp trung hay momen taäp trung giöõa ñoaïn, ñaïo haøm löïc phaân boá lieân tuïc. - Treân moãi ñoaïn, xaùc ñònh moâmen Mx vaø löïc doïc Nz ôû caùc tieát dieän caàn thieát. Veõ bieåu ñoà moâmen vaø löïc doïc. - Töø bieåu ñoà moâmen suy ra bieåu ñoà löïc caét vôùi quy taéc (chöùng M  Mtr L minh baèng lieân heä vi phaân): Qtr  ph  q. ph L 2 - Kieåm tra laïi bieåu ñoà vöøa veõ baèng lieân heä vi phaân, quy taéc böôùc nhaûy vaø quy taéc caân baèng nuùt. SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản