Hướng dẫn sử dụng KCW2005-chuơng 2

Chia sẻ: Phan Trọng Lễ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:17

Thêm vào BST

Báo xấu

220
lượt xem 75
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung chương 2 trình bày về các quy ước cơ bản. Hệ toạ độ sử dụng là hệ toạ độ đề các X-Y-Z. Đây là hệ toạ độ vuông góc theo quy tắc bàn tay phải. Hệ toạ độ tổng thể được sử dụng để xác định toạ độ của các nút và bậc tư do của nút.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Hướng dẫn sử dụng KCW2005-chuơng 2

6 Ch−¬ng II : C¸c quy −íc c¬ b¶n HÖ To¹ §é HÖ to¹ ®é sö dông lµ hÖ to¹ ®é §Ò c¸c X-Y-Z. §©y lµ hÖ to¹ ®é vu«ng gãc theo quy t¾c bµn tay ph¶i. HÖ to¹ ®é tæng thÓ ®−îc sö dông ®Ó x¸c ®Þnh to¹ ®é cña c¸c nót vµ bËc tù do cña nót. HÖ to¹ ®é ®Þa ph−¬ng ®−îc g¾n vµo mçi phÇn tö, ®−îc dïng ®Ó x¸c ®Þnh h−íng cña phÇn tö trong kh«ng gian. HÖ To¹ §é Tæng ThÓ Vµ BËc Tù Do HÖ to¹ ®é ®Þa ph−¬ng phÇn tö thanh Thanh Cã Trôc x §Þa Ph−¬ng Kh«ng Song Song Víi Trôc Y Tæng ThÓ
7 Thanh Cã Trôc x §Þa Ph−¬ng Song Song Víi Trôc Y Tæng ThÓ HÖ to¹ ®é ®Þa ph−¬ng phÇn tö tÊm HÖ To¹ §é §Þa Ph−¬ng Cña PhÇn Tö TÊm Tam Gi¸c Vµ PhÇn Tö TÊm Tø Gi¸c Nót KÕt cÊu ®−îc m« h×nh ho¸ bëi c¸c phÇn tö h÷u h¹n vµ c¸c phÇn tö h÷u h¹n nµy liªn kÕt víi nhau bëi c¸c ®iÓm nót. Mçi nót ®−îc ®¸nh sè thø tù bÊt kú vµ gi¸ trÞ nhá nhÊt lµ 1. VÞ trÝ cña nót trong kh«ng gian lµ ba to¹ ®é x, y, z ®−îc g¾n vµo hÖ to¹ ®é tæng thÓ. Mçi nót cã 6 bËc tù do bao gåm 3 thµnh phÇn chyÓn vÞ th¼ng UX, UY, UZ vµ 3 thµnh phÇn chuyÓn vÞ xoay RX, RY, RZ. §èi víi mçi d¹ng kÕt cÊu kh¸c nhau th× sè bËc tù do cña mçi nót cã thÓ nhá h¬n 6.
8 D÷ liÖu nót Gèi tùa cøng vµ gèi tùa ®µn håi. Khèi l−îng tËp trung. HÖ sè t¶i träng tËp trung. C¶n nhít t¹i nót T¶i träng nót T¶i träng tËp trung. ChuyÓn vÞ c−ìng bøc gèi tùa. T¶i träng ¸p lùc KÕt qu¶ tÝnh to¸n ChuyÓn vÞ nót Ph¶n lùc gèi tùa Gèi tùa cøng : C¸c nót ®−îc liªn kÕt cøng víi biªn lµ c¸c nót cã mét sè thµnh phÇn chuyÓn vÞ nµo ®ã b»ng kh«ng ®−îc biÕt tr−íc (hay cßn gäi lµ bÞ kho¸). Víi c¸c thµnh phÇn bÞ kho¸ kh¸c nhau, cã c¸c liªn kÕt cøng kh¸c nhau nh− ngµm, khíp cè ®Þnh, khíp di ®éng v.v… Gèi tùa ®µn håi : Gèi tùa ®µn håi lµ gèi tùa mµ trong ®ã c¸c nót liªn kÕt ®µn håi víi biªn theo c¸c thµnh phÇn chuyÓn vÞ t−¬ng øng. NÕu theo mét thµnh phÇn chuyÓn vÞ nµo ®ã mµ mét nót cã c¶ liªn kÕt cøng vµ liªn kÕt ®µn håi th× liªn kÕt ®µn håi bÞ bá qua. Gèi tùa ®µn håi cã thÓ lµ tuyÕn tÝnh, phi tuyÕn h×nh häc (cã kho¶ng hë) vµ phi tuyÕn vËt liÖu (®µn håi dÎo lý t−ëng). f f max k k k 1 d h g f min Gèi tùa ®µn håi phi tuyÕn C¸c ®Æc tr−ng cña gèi ®µn håi : k : ®é cøng fmax : c−êng ®é chÞu kÐo fmin : c−êng ®é chÞu nÐn (lÊy dÊu ©m) h : kho¶ng hë nÐn g : kho¶ng hë kÐo
9 Khèi l−îng tËp trung §−îc sö dông trong bµi to¸n ph©n tÝch dao ®éng riªng vµ dao ®éng c−ìng bøc gåm 6 thµnh phÇn (MFX, MFY,MFZ, MMX, MMY, MMZ). HÖ sè t¶i träng tËp trung t¹i nót §−îc sö dông trong bµi to¸n ph©n tÝch æn ®Þnh. C¸c t¶i träng ®−îc ®Æt t¹i nót d−íi d¹ng hÖ sè gåm cã 6 thµnh phÇn (PFX, PFY, PFZ, PMX, PMY, PMZ). VÝ dô nh− h×nh vÏ nÕu t¶i träng tíi h¹n chung cho c¶ hÖ lµ Pth th× t¶i träng tíi h¹n t¹i nót lµ αPth vµ βPth. α,β lµ gi¸ trÞ cña mét trong 6 thµnh phÇn trªn. α β C¶n nhít t¹i nót §−îc sö dông trong bµi to¸n ph©n tÝch dao ®éng c−ìng bøc gåm 6 thµnh phÇn (CFX, CFY, CFZ, CMX, CMY, CMZ). f c 1 c v C¶n nhít tËp trung t¹i nót T¶i träng tËp trung H−íng cña t¶i träng tËp trung
10 ChuyÓn vÞ c−ìng bøc gèi tùa ChØ ¸p dông cho nh÷ng nót cã ®iÒu kiÖn biªn lµ gèi tùa cøng hoÆc gèi tùa ®µn håi. ChuyÓn vÞ c−ìng bøc cña mét nót lµ chuyÓn vÞ biÕt tr−íc gåm cã 6 thµnh phÇn (UX, UY, UZ, RX, RY, RZ). Gãc xoay cã ®¬n vÞ lµ radian. T¶i träng ¸p lùc T¶i träng ¸p lùc t¹i nót lµ t¶i träng ®−îc lÊy theo ¸p lùc nót (xem phÇn hµm sè ¸p lùc) theo c«ng thøc sau : F=n.a.p Trong ®ã : n : hÖ sè; a : diÖn nhËn t¶i cña nót; p : ¸p lùc t¹i nót H−íng cña ¸p lùc nót phô thuéc vµo dÊu cña n vµ p. Trong ®ã p ®−îc tÝnh tõ hµm sè ¸p lùc cã thÓ nhËn dÊu + hoÆc -. Gi¸ trÞ n.a ®−îc nhËp vµo còng cã thÓ nhËn dÊu d−¬ng vµ ©m. F cã dÊu d−¬ng nÕu h−íng cïng chiÒu víi trôc tæng thÓ vµ ng−îc l¹i. Cã 3 thµnh phÇn t¶i träng ¸p lùc t¹i nót (FX, FY, FZ). KÕt qu¶ chuyÓn vÞ nót Gåm cã 6 thµnh phÇn chuyÓn vÞ UX, UY, UZ, RX, RY, RZ cã dÊu + nÕu cïng chiÒu víi trôc tæng thÓ vµ ng−îc l¹i. KÕt qu¶ ph¶n lùc gèi tùa Gåm cã 6 thµnh phÇn ph¶n lùc FX, FY, FZ, MX, MY, MZ cã dÊu + nÕu cïng chiÒu víi trôc tæng thÓ vµ ng−îc l¹i. PhÇn Tö Thanh PhÇn tö thanh ®−îc dïng ®Ó m« h×nh ho¸ kÕt cÊu khung, dµn hai chiÒu hoÆc ba chiÒu. PhÇn tö thanh ®−îc x¸c ®Þnh bëi nót ë hai ®Çu thanh, cã tiÕt diÖn kh«ng thay ®æi tõ ®Çu thanh ®Õn cuèi thanh. §Æc tr−ng h×nh häc vµ vËt liÖu TiÕt diÖn VËt liÖu HÖ To¹ §é §Þa Ph−¬ng PhÇn tö thanh ®Æc biÖt Thanh gi¶i phãng liªn kÕt Thanh lÖch t©m Thanh trªn nÒn ®µn håi T¶i träng T¶i träng ph©n bè – tËp trung T¶i träng b¶n th©n T¶i träng nhiÖt T¶i träng ¸p lùc
11 KÕt qu¶ tÝnh to¸n Néi lùc ChuyÓn vÞ VËt LiÖu VËt liÖu phÇn tö thanh hoÆc phÇn tö tÊm cã nh÷ng ®Æc tr−ng sau : E : M« ®un ®µn håi. P : HÖ sè Poission. W : Träng l−îng riªng. M : Khèi l−îng riªng. T : HÖ sè gi·n në nhiÖt. M« ®un ®µn håi vµ hÖ sè Poission lu«n kh¸c kh«ng. Gi¸ trÞ hÖ sè Poission trong kho¶ng tõ 0.2 ®Õn 0.5. Träng l−îng riªng vËt liÖu dïng ®Ó tÝnh t¶i träng b¶n th©n. Khèi l−îng riªng ®−îc dïng ®Ó tÝnh to¸n ma trËn khèi l−îng trong ph©n tÝch dao ®éng riªng. HÖ sè gi·n në nhiÖt ®−îc sö dông ®Ó tÝnh to¸n t¶i träng nhiÖt. TiÕt DiÖn PhÇn Tö Thanh PhÇn tö thanh cã c¸c lo¹i tiÕt diÖn sau: ZB ZB ZB Y Y YB Y YB Y YB Z YD YD YD YD Z Z ZD Z YD YB ZD ZD ZD ZD REC TEE I BOX ZD Y Y Y YD Z Z Z YB ID ZB D OD ITEE PIPE CIR USER ZB ZB D ZB ZB ZB D ZB Y YB Y YB Y YB Y YB Z Z Z Z YD YD YD YD ZD YB ZD ZD YB ZD YB ZD ZD YB C 2C L 2L ZB Y YB Z YD ZD YB ZB Z
12 Ngoµi ra ch−¬ng tr×nh cßn cho phÐp lÊy c¸c lo¹i tiÕt diÖn cã s½n trong th− viÖn. TiÕt diÖn chia lµm hai lo¹i: -Lo¹i thø nhÊt lµ tiÕt diÖn ®Þnh h×nh mµ c¸c ®Æc tr−ng h×nh häc gièng nh− tiÕt diÖn lo¹i USER bao gåm : DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang AX M«men qu¸n tÝnh xo¾n IX M«men qu¸n tÝnh uèn IY, IZ DiÖn tÝch c¾t AY, AZ M« men kh¸ng uèn WY vµ WZ -Lo¹i thø hai lµ tiÕt diÖn d¹ng: REC, TEE, I, BOX, ITEE, PIPE, CIR, C, 2C, L, 2L, Z. HÖ To¹ §é §Þa Ph−¬ng PhÇn Tö Thanh HÖ to¹ ®é ®Þa ph−¬ng lµ mét ®Æc tr−ng quan träng cña phÇn tö thanh kh«ng gian. HÖ to¹ ®é ®Þa ph−¬ng cña phÇn tö thanh ®−îc x¸c ®Þnh th«ng qua tham sè gãc Bª Ta. §¬n vÞ tÝnh cña tham sè gãc Bª Ta lµ ®é. KCW quy ®Þnh hÖ to¹ ®é ®Þa ph−¬ng nh− sau • Trôc x ®Þa ph−¬ng lu«n h−íng tõ nót ®Çu ®Õn nót cuèi cña phÇn tö thanh. • Trôc y vµ trôc z ®Þa ph−¬ng ®−îc x¸c ®Þnh theo hai tr−êng hîp Tr−êng hîp 1 : Trôc x ®Þa ph−¬ng kh«ng song song víi trôc Y tæng thÓ, gãc Bª Ta lµ gãc hîp bëi ®−êng th¼ng song song víi mÆt ph¼ng ZX vµ mÆt ph¼ng zx. Gãc Bª Ta d−¬ng khi ®−êng th¼ng song song víi mÆt ph¼ng ZX quay ng−îc chiÒu kim ®ång hå tíi mÆt ph¼ng zx khi nh×n tõ phÝa chiÒu d−¬ng trôc x. Trôc x ®−îc coi lµ song song víi trôc Y khi cosin gãc hîp bëi trôc x vµ trôc Y
13 Thanh Cã Trôc x §Þa Ph−¬ng Song Song Víi Trôc Y Tæng ThÓ Thanh Gi¶i Phãng Liªn KÕt PhÇn tö thanh gi¶i phãng liªn kÕt ®−îc sö dông ®Ó m« h×nh ho¸ kÕt cÊu d¹ng thanh cã liªn kÕt khíp hoÆc cã liªn kÕt mÒm tuyÕn tÝnh. KÕt cÊu dµn lµ mét d¹ng kÕt cÊu thanh cã gi¶i phãng liªn kÕt. PhÇn tö thanh cã thÓ gi¶i phãng liªn kÕt bÊt kú ë hai ®Çu bao gåm: FXI, FYI, FZI, MXI, MYI, MZI, MXI, FXJ, FYJ, FZJ, MXJ, MYJ, MZJ. Khi sö dông phÇn tö thanh gi¶i phãng liªn kÕt cã thÓ x¶y ra tr−êng hîp thanh biÕn h×nh ë c¸c d¹ng sau ®©y: C¸c D¹ng Gi¶i Phãng Liªn KÕt BiÕn H×nh (Kh«ng sö dông) Liªn kÕt mÒm tuyÕn tÝnh còng lµ mét d¹ng gi¶i phãng liªn kÕt, liªn kÕt khíp lý t−ëng ®−îc thay thª b»ng liªn kÕt ®µn håi cã ®é cøng kh¸c 0. C¸c liªn kÕt mÒm kh«ng cã kÝch th−íc, träng l−îng, khèi l−îng. C¸c liªn kÕt mÒm ®−îc m« t¶ bëi c¸c lß xo bao gåm c¸c thµnh phÇn
14 C¸c Thµnh PhÇn Liªn KÕt MÒm §¬n vÞ ®é cøng cña c¸c liªn kÕt mÒm lµ (Lùc / ChuyÓn vÞ) nh− (T/m) hoÆc (T/Rad) .v.v... Thanh LÖch T©m KCW sö dông phÇn tö thanh lÖch t©m ®Ó m« h×nh ho¸ kÕt cÊu gåm dÇm vµ cét cã trôc träng t©m lÖch nhau vµ c¸c vïng cøng t¹i vÞ trÝ liªn kÕt gi÷a dÇm vµ cét. §o¹n lÖch t©m cã ®é cøng b»ng ∞ vµ ®−îc x¸c ®Þnh bëi 6 to¹ ®é (xem h×nh vÏ). M« H×nh TÝnh Tæng Qu¸t
15 ChuyÓn Tõ S¬ §å Thùc TÕ VÒ M« H×nh TÝnh Gi¸ trÞ ®é lÖch t©m theo ph−¬ng Y vµ Z lÊy theo hÖ to¹ ®é lÖch X’Y’Z’. Gi¸ trÞ ®é lÖch t©m theo ph−¬ng X lÊy b»ng hiÖu to¹ ®é theo trôc X cña nót träng t©m vµ nót lÖch t©m. Thanh Trªn NÒn §µn Håi M« h×nh nÒn ®−îc sö dông lµ m« h×nh nÒn côc bé Winkle. C¸c liªn kÕt ®µn håi bao gåm liªn kÕt däc trôc, liªn kÕt xo¾n vµ uèn. D÷ liÖu vÒ thanh trªn nÒn ®µn håi bao gåm 4 thµnh ®é cøng cña nÒn KFX, KMX, KFY, KFZ vµ 4 thµnh phÇn chiÒu réng tiÕp xóc cña thanh vµ nÒn WFX, WMX,WFY, WFZ.
16 §¬n vÞ cña hÖ sè nÒn lµ T/m3 hoÆc Kg/m3 .v.v... vµ ®¬n vÞ cña chiÓu réng tiÕp xóc lµ m .v.v... VÝ dô vÒ thanh trªn nÒn ®µn håi T¶i träng ph©n bè – tËp trung C¸c d¹ng t¶i träng trªn cã thÓ lµ lùc hoÆc m« men, cã h−íng lÊy theo hÖ to¹ ®é ®Þa ph−¬ng hoÆc hÖ to¹ ®é tæng thÓ. T¶i träng b¶n th©n T¶i träng b¶n th©n ®−îc quy vÒ t¶i träng ph©n bè ®Òu trªn toµn phÇn tö. §iÓm ®Æt cña t¶i träng b¶n th©n t¹i träng t©m phÇn tö vµ cã gi¸ trÞ W=n.ax.w Trong ®ã W : Gi¸ trÞ t¶i träng b¶n th©n n : HÖ sè t¶i träng b¶n th©n theo mçi ph−¬ng cña hÖ to¹ ®é tæng thÓ ax : DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang w : Träng l−îng riªng cña vËt liÖu
17 T¶i träng nhiÖt phÇn tö thanh T¶i träng nhiÖt phÇn tö thanh cã ba gi¸ trÞ : Gi¸ trÞ thø nhÊt lµ ®é t¨ng nhiÖt ®é däc trôc x ®Þa ph−¬ng , gi¸ trÞ thø hai vµ thø ba lµ biÕn thiªn nhiÖt ®é theo hai trôc ®Þa ph−¬ng y, z cña phÇn tö. BiÕn thiªn nhiÖt ®é lµ d−¬ng khi ®é t¨ng nhiÖt ®é theo chiÒu d−¬ng cña trôc to¹ ®é. T¶i träng ¸p lùc T¶i träng ¸p lùc : lµ t¶i träng ph©n bè tuyÕn tÝnh trªn phÇn tö, gi¸ trÞ t¶i träng t¹i mçi nót tÝnh theo c«ng thøc sau : Fi=ni.di.pi Fj=nj.dj.pj Trong ®ã : n i, nj: hÖ sè; di, dj : diÖn nhËn t¶i cña phÇn tö t¹i nót i vµ j; pi, pj : ¸p lùc nót t¹i nót i vµ nót j. Fi, Fj : gi¸ trÞ t¶i träng ¸p lùc t¹i nót i vµ nót j. Nh− vËy ®©y lµ t¶i träng ph©n bè tuyÕn tÝnh. TÝch sè n.d lµ gi¸ trÞ nhËp. Néi lùc Néi lùc phÇn tö thanh lÊy theo hÖ to¹ ®é ®Þa ph−¬ng víi trôc x lµ trôc träng t©m. MÆt c¾t xuÊt néi lùc trªn thanh cã thÓ t¹i hai ®Çu thanh hoÆc t¹i vÞ trÝ bÊt kú do ng−êi sö dông chØ ra. Trong tr−êng hîp t¹i vÞ trÝ mÆt c¾t xuÊt néi lùc cã lùc hoÆc m« men tËp trung th× mÆt c¾t ®ã n»m ë bªn ph¶i vÞ trÝ cña lùc hoÆc m« men tËp trung. Quy −íc dÊu cña néi lùc phÇn tö thanh ChuyÓn vÞ ChuyÓn vÞ phÇn tö thanh lÊy theo hÖ to¹ ®é ®Þa ph−¬ng víi trôc x lµ trôc träng t©m. MÆt c¾t xuÊt kÕt qu¶ chuyÓn vÞ trªn thanh cã thÓ t¹i hai ®Çu thanh hoÆc t¹i vÞ trÝ bÊt kú do ng−êi sö dông chØ ra. ChuyÓn vÞ lµ d−¬ng nÕu cïng chiÒu víi trôc ®Þa ph−¬ng vµ ng−îc l¹i. PhÇn Tö TÊm PhÇn tö tÊm ®−îc dïng ®Ó m« h×nh ho¸ : KÕt cÊu vá ba chiÒu KÕt cÊu tÊm chÞu lùc trong mÆt ph¼ng hai hoÆc ba chiÒu KÕt cÊu tÊm chÞu uèn hai hoÆc ba chiÒu
18 PhÇn tö tÊm th«ng th−êng cã bèn nót (tÊm tø gi¸c) hoÆc cã ba nót (tÊm tam gi¸c). C¸c thµnh phÇn ®é cøng cña tÊm lµ tæ hîp ®é cøng cña tÊm c¨ng ph¼ng vµ ®é cøng cña tÊm uèn. TÊm c¨ng ph¼ng lµ tÊm ®¼ng tham sè cã chøa c¸c thµnh phÇn ®é cøng trong mÆt ph¼ng tÊm vµ thµnh phÇn ®é cøng xoay theo ph−¬ng ph¸p tuyÕn víi mÆt ph¼ng tÊm (drilling rotate). Thµnh phÇn ®é cøng xoay theo ph−¬ng ph¸p tuyÕn ®−îc thªm vµo ®Ó ®¶m b¶o bµi to¸n tÊm kh«ng gian kh«ng suy biÕn. TÊm uèn chøa c¸c thµnh phÇn ®é cøng xoay trong mÆt ph¼ng tÊm vµ thµnh phÇn ®é cøng theo ph−¬ng ph¸p tuyÕn víi mÆt ph¼ng tÊm. PhÇn tö tÊm uèn sö dông m« h×nh tÊm kh«ng t−¬ng thÝch kh«ng kÓ ®Õn ¶nh h−ëng cña biÕn d¹ng tr−ît. PhÇn tö tÊm tø gi¸c suy biÕn kh«ng sö dông ®−îc cã d¹ng nh− sau : §Æc tr−ng h×nh häc vµ vËt liÖu VËt liÖu ChiÒu dµy HÖ to¹ ®é ®Þa ph−¬ng T¶i träng T¶i träng ph©n bè ®Òu T¶i träng b¶n th©n T¶i träng nhiÖt T¶i träng ¸p lùc ChiÒu Dµy PhÇn Tö TÊm PhÇn tö tÊm cã chiÒu dµy kh«ng thay ®æi. ChiÒu dµy cña tÊm c¨ng ph¼ng vµ chiÒu dµy cña tÊm uèn lµ nh− nhau. ChiÒu dµy phÇn tö tÊm ®−îc sö dông ®Ó x¸c ®Þnh ma trËn ®é cøng, ma trËn khèi l−îng vµ t¶i träng b¶n th©n. HÖ To¹ §é §Þa Ph−¬ng PhÇn Tö TÊm PhÇn tö tÊm cã hai hÖ to¹ ®é ®Þa ph−¬ng. HÖ to¹ ®é ®Þa ph−¬ng thø nhÊt x’y’z’ ®−îc dïng ®Ó thiÕt lËp to¹ ®é trong mÆt ph¼ng tÊm cña c¸c nót vµ lËp ma trËn ®é cøng. HÖ to¹ ®é ®Þa ph−¬ng thø hai xyz ®−îc dïng ®Ó x¸c ®Þnh néi lùc vµ lùc nót. HÖ to¹ ®é ®Þa ph−¬ng x’y’z’ ®−îc x¸c ®Þnh nh− sau
19 • Trôc x’ trïng víi c¹nh ij • Trôc z’ vu«ng gãc víi mÆt ph¼ng tÊm cã h−íng sao cho nh×n tõ ®Ønh c¸c nót ®−îc ®¸nh sè theo thø tù ijkl (ijk) ng−îc chiÒu kim ®ång hå. • Trôc y’ ®−îc x¸c ®Þnh bëi Vy’=Vz’.Vx’ (vÐc t¬ Vx’, Vy’, Vz’ lÇn l−ît trïng ph−¬ng vµ h−íng víi c¸c trôc x’, y’,z’). HÖ to¹ ®é ®Þa ph−¬ng xyz ®−îc x¸c ®Þnh bëi tham sè gãc Bª Ta hoÆc tõ vÐc t¬ Vn. Gãc Bª Ta lµ gãc hîp bëi hai vec t¬ Vx’ vµ Vx (nh− h×nh vÏ). VÐc t¬ Vn song song víi c¸c trôc to¹ ®é cña hÖ to¹ ®é tæng thÓ vµ cã h−íng xu«i chiÒu hoÆc ng−îc chiÒu. Tõ vÐc t¬ Vn, hÖ trôc xyz ®−îc x¸c ®Þnh nh− sau • Vx=Vn.Vz • Vy=Vz.Vx Trong ®ã trôc Vz x¸c ®Þnh t−¬ng tù trôc Vz’. Tham sè gãc Bª Ta tù ®éng ®−îc tÝnh to¸n. HÖ To¹ §é §Þa Ph−¬ng Cña PhÇn Tö TÊm Tam Gi¸c Vµ PhÇn Tö TÊm Tø Gi¸c Cã thÓ thay ®æi h−íng mÆc ®Þnh cña trôc z vµ h−íng tÝnh to¸n cña trôc x, khi ®ã trôc y ®−îc tÝnh to¸n nh− sau • Khi thay ®æi h−íng trôc z vµ trôc x X¸c ®Þnh trôc x theo tham sè gãc Bª Ta hoÆc vÐc t¬ Vn vµ trôc z ban ®Çu §æi h−íng trôc z §æi h−íng trôc x TÝnh vÐc t¬ Vy=Vz.Vx T¶i träng ph©n bè ®Òu T¶i träng t¸c dông lªn phÇn tö tÊm lµ lùc ph©n bè ®Òu cã h−íng lÊy theo hÖ to¹ ®é ®Þa ph−¬ng hoÆc hÖ to¹ ®é tæng thÓ. T¶i träng b¶n th©n T¶i träng b¶n th©n ®−îc quy vÒ t¶i träng ph©n bè ®Òu trªn toµn phÇn tö. T¶i träng b¶n th©n cã ®iÓm ®Æt t¹i träng t©m phÇn tö, cã h−íng lÊy theo hÖ to¹ ®é tæng thÓ vµ cã gi¸ trÞ W=n.th.w Trong ®ã W : Gi¸ trÞ t¶i träng b¶n th©n n : HÖ sè t¶i träng b¶n th©n theo mçi ph−¬ng cña hÖ to¹ ®é tæng thÓ th : ChiÒu dµy phÇn tö tÊm w : Träng l−îng riªng cña vËt liÖu
20 T¶i träng nhiÖt phÇn tö tÊm T¶i träng nhiÖt phÇn tö tÊm cã hai gi¸ trÞ : Gi¸ trÞ thø nhÊt lµ ®é t¨ng nhiÖt ®é t¹i mÆt ph¼ng trung hoµ cña tÊm, gi¸ trÞ thø hai lµ biÕn thiªn nhiÖt ®é theo trôc ®Þa ph−¬ng z cña phÇn tö. BiÕn thiªn nhiÖt ®é lµ d−¬ng khi ®é t¨ng nhiÖt ®é theo chiÒu d−¬ng cña trôc to¹ ®é. T¶i träng ¸p lùc T¶i träng ¸p lùc lµ t¶i träng ph©n bè tuyÕn tÝnh trªn phÇn tö, gi¸ trÞ t¶i träng t¹i mçi nót tÝnh theo c«ng thøc sau : F=n.p Trong ®ã : n : hÖ sè; p : ¸p lùc t¹i mçi nót cña ph©n tö tÊm; F : gi¸ trÞ t¶i träng t¹i mçi nót. n lµ gi¸ trÞ nhËp. Néi lùc Néi lùc phÇn tö tÊm ®−îc tÝnh to¸n t¹i c¸c nót theo hÖ to¹ ®é ®Þa ph−¬ng gåm cã c¸c thµnh phÇn nh− h×nh vÏ : Quy −íc dÊu cña néi lùc phÇn tö tÊm Hµm sè ¸p lùc Hµm sè ¸p lùc lµ hµm sè ®−îc sö dông ®Ó tÝnh to¸n gi¸ trÞ ¸p lùc t¹i nót. Cã hai d¹ng hµm sè ¸p lùc lµ hµm sè ¸p lùc th«ng th−êng vµ hµm sè ¸p lùc giã. Hµm sè ¸p lùc th«ng th−êng : Gi¸ trÞ ¸p lùc t¹i mét nót lµ : V=A.X+B.Y+C.Z+D Trong ®ã A, B, C, D x¸c ®Þnh theo ®iÒu kiÖn biªn. X, Y, Z lµ to¹ ®é cña c¸c nót Hµm sè ¸p lùc giã : Gi¸ trÞ ¸p lùc giã t¹i mét nót lÊy theo c«ng thøc cña TCVN2737-1995 : V=k.W0 Trong ®ã : k : hÖ sè tÝnh ®Õn sù thay ®æi ¸p lùc giã theo ®é cao. W0 : gi¸ trÞ cña ¸p lùc giã. C¸c gi¸ trÞ k vµ W0 ch−¬ng tr×nh tù tÝnh to¸n. Khi nhËp gi¸ trÞ t¶i träng ¸p lùc cho nót, phÇn tö thanh vµ phÇn tö tÊm, cÇn ®−a vµo hÖ sè n hÖ sè khÝ ®éng c.
21 Hµm thêi gian Hµm thêi gian ®−îc sö dông ®Ó ph©n tÝch dao ®éng c−ìng bøc. Hµm thêi gian cã thÓ lµ hµm lùc hoÆc hµm gia tèc. T¶i träng theo hµm thêi gian t¸c dông vµo nót ®−îc tÝnh to¸n dùa trªn hµm thêi gian. NÕu hµm thêi gian lµ hµm lùc : gi¸ trÞ t¶i träng theo hµm thêi gian lµ : F=Fs.Fj Trong ®ã : Fs : hµm thêi gian; Fj : hÖ sè t¶i träng t¹i nót NÕu hµm thêi gian lµ hµm gia tèc : gi¸ trÞ t¶i träng theo hµm thêi gian lµ : F=M.Fs.Fj Trong ®ã : M: khèi l−îng tËp trung t¹i nót; Fs : hµm thêi gian; Fj : hÖ sè t¶i träng t¹i nót. Tæ Hîp Néi Lùc C¸c tr−êng hîp t¶i träng cã thÓ ®−îc ®Þnh nghÜa theo mét trong c¸c d¹ng sau : TÜnh t¶i : Lu«n ®−îc kÓ ®Õn trong c¸c tæ hîp Ho¹t t¶i : ChØ kÓ ®Õn khi lµm t¨ng gi¸ trÞ cña tæ hîp Ho¹t t¶i xung kh¾c : ChØ mét trong sè c¸c tr−êng hîp t¶i xung kh¾c nguy hiÓm nhÊt ®−îc kÓ ®Õn khi lµm t¨ng gi¸ trÞ cña tæ hîp TrÞ tuyÖt ®èi : ®−îc tæ hîp tr−íc theo trÞ tuyÖt ®èi, sau ®ã tæ häp nh− ho¹t t¶i C¨n bËc hai : ®−îc tæ hîp tr−íc theo c¨n bËc hai, sau ®ã tæ häp nh− ho¹t t¶i Phô thuéc : ChØ ¸p dông cho t¶i träng lµ Ho¹t t¶i vµ Ho¹t t¶i xung kh¾c. T¶i träng phô thuéc cã thÓ phô thuéc vµo sù cã mÆt trong tæ hîp cña mét hoÆc nhiÒu tr−êng hîp t¶i träng ®éc lËp. Néi lùc ®−îc tæ hîp theo tiªu chuÈn ViÖt Nam bao gåm tæ hîp tæ hîp c¬ b¶n 1 vµ tæ hîp c¬ b¶n 2. Tæ hîp c¬ b¶n 1 lµ tæ hîp cña c¸c tr−êng hîp tÜnh t¶i víi mét tr−êng hîp ho¹t t¶i nguy hiÓm nhÊt. Tæ hîp c¬ b¶n 2 lµ tæ hîp cña c¸c tr−êng hîp tÜnh t¶i víi c¸c tr−êng hîp ho¹t t¶i nguy hiÓm nhÊt vµ mét tr−êng hîp t¶i xung kh¾c. Mçi kiÓu tæ hîp gåm cã 12 thµnh phÇn néi lùc tæ hîp : Fxmax vµ c¸c thµnh phÇn néi lùc t−¬ng øng. Fymax vµ c¸c thµnh phÇn néi lùc t−¬ng øng. Fzmax vµ c¸c thµnh phÇn néi lùc t−¬ng øng. Mxmax vµ c¸c thµnh phÇn néi lùc t−¬ng øng. Mymax vµ c¸c thµnh phÇn néi lùc t−¬ng øng. Mzmax vµ c¸c thµnh phÇn néi lùc t−¬ng øng. Fxmin vµ c¸c thµnh phÇn néi lùc t−¬ng øng. Fymin vµ c¸c thµnh phÇn néi lùc t−¬ng øng. Fzmin vµ c¸c thµnh phÇn néi lùc t−¬ng øng. Mxmin vµ c¸c thµnh phÇn néi lùc t−¬ng øng. Mymin vµ c¸c thµnh phÇn néi lùc t−¬ng øng. Mzmin vµ c¸c thµnh phÇn néi lùc t−¬ng øng.
22 ThiÕt KÕ CÊu KiÖn B.T.C.T CÊu kiÖn bª t«ng cèt thÐp dÇm, cét ®−îc tÝnh to¸n theo T.C.V.N 5574-91. DiÖn tÝch cèt thÐp däc vµ cèt thÐp ®ai ®−îc tÝnh to¸n cho tÊt c¶ c¸c kiÓu tæ hîp. Cèt thÐp däc vµ cèt thÐp ®ai ®−îc tÝnh to¸n theo hai mÆt ph¼ng cña hÖ to¹ ®é ®Þa ph−¬ng xy vµ xz. Cèt thÐp däc theo mÆt ph¼ng xy tÝnh theo 4 cÆp néi lùc FXmax - MZt− FXt− - MZmax FXmin - MZt− FXt− - MZmin Cèt thÐp däc theo mÆt ph¼ng xz tÝnh theo 4 cÆp néi lùc FXmax - MYt− FXt− - MYmax FXmin - MYt− FXt− - MYmin Cèt thÐp ®ai theo mÆt ph¼ng xy tÝnh theo lùc c¾t FYmax vµ FYmin. Cèt thÐp ®ai theo mÆt ph¼ng xz tÝnh theo lùc c¾t FZmax vµ FZmin. Kho¶ng c¸ch cèt thÐp ®ai lÊy theo tÝnh to¸n. Trong tr−êng hîp tiÕt diÖn ®ñ kh¶ n¨ng chÞu lùc c¾t th× kh«ng cÇn tÝnh to¸n cèt thÐp ®ai, khi ®ã kho¶ng c¸ch cèt ®ai lÊy theo cÊu t¹o (CT). Ch−¬ng tr×nh kh«ng tÝnh to¸n cho tr−êng hîp cÊu kiÖn cét chÞu kÐo cèt thÐp bè trÝ ®Òu. Trong tr−êng hîp nµy,kÕt qu¶ tÝnh to¸n cét thÐp lÊy theo cÊu t¹o. §Ó tÝnh to¸n chÝnh x¸c cho tr−êng hîp nµy, cÇn chuyÓn sang lùa chän cÊu kiÖn cét chÞu kÐo cèt thÐp bè trÝ kh«ng ®Òu. Trong tr−êng hîp tiÕt diÖn tÝnh to¸n kh«ng tho¶ m·n ®iÒu kiÖn h¹n chÕ khi tÝnh to¸n cèt thÐp däc vµ cèt thÐp ®ai th× ch−¬ng tr×nh sÏ th«ng b¸o cô thÓ. VÞ trÝ diÖn tÝch cèt thÐp däc theo h×nh vÏ y z FAT FAT x x FAD FAD Cèt thÐp dÇm x x FAT FAD FAT FAD y z Cèt thÐp cét