20. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1
SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 20
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).
Nz>0
Mx>0
Qy>0
Nz>0
Mx>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
minh baèng lieân heä vi phaân): ph tr
tr
ph
M M L
Q q.
L 2
- Kieåm tra laïi bieåu ñoà vöøa veõ baèng lieân heä vi phaân, quy taéc
böôùc nhaûy vaø quy taéc caân baèng nuùt.
21. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1
SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 21
2.2. Veõ bieåu ñoà noäi löïc cho heä daàm tónh ñònh:
2.2.1 Daàm ñôn giaûn: keát caáu thanh ñaët theo phöông
naèm ngang noái ñaát baèng lieân keát coù C0=3 vaø heä BBH.
Thöïc hieän nhö quy trình chung.
Ví duï: Veõ bieåu ñoà noäi löïc cho heä daàm ñôn giaûn treân hình 2.2.
a a aa
P1=2qa P2=5qa M=5qa
A B C D E F
VC VE
q
2
a
Hình 2.2
- Nhaän daïng: ñaây laø daàm ñôn giaûn (1 thanh ngang noái ñaát
baèng 1 goái coá ñònh C0=2 + moät goái di ñoäng C0=1) chæ chòu taûi
troïng vuoâng goùc truïc thanh neân trong daàm khoâng coù thaønh
phaàn löïc doïc Nz.
- Xaùc ñònh phaûn löïc goái:
2
C E
2
E
3a
M .q.a a.2qa a.5qa 5qa 2a.V 0
2
1 3a 21
V .q.a a.2qa a.5qa 5qa qa
2a 2 4
C
C
21
Y qa 2qa V 5qa qa 0
4
21 5
V qa 2qa 5qa qa qa (ngöôïc chieàu giaûthieát)
4 4
- Phaân ñoaïn: phaân keát caáu thaønh 5 ñoaïn: AB, BC, BC, CD, DE,
EF.
- Veõ bieåu ñoà noäi löïc cho töøng ñoaïn:
o AB: caàn 3 tieát dieän:
Thöïc hieän maët caét qua A, xeùt phaàn beân traùi: MA=0
Thöïc hieän maët caét qua B, xeùt phaàn beân traùi maët caét:
a
A B
q
Nz=0
MB
Qy
MB
2
a a
.q.a q
2 2
tra baûng:
2
AB
a
q
8
.
Töông töï nhö vaäy:
22. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1
SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 22
o Ñoaïn BC: caàn 2 tieát dieän: MB =
2
a
q
2
, MC=
2
3a qa
.q.a a.2qa
2 2
o Ñoaïn CD: caàn 2 tieát dieän: MC=
2
qa
2
, MD=
2
qa
4
o Ñoaïn DE: caàn 2 tieát dieän: MD=
2
qa
4
, ME= 2
5qa
o Ñoaïn EF: caàn 2 tieát dieän: ME= 2
5qa , MF= 0
Ta veõ ñöôïc bieåu ñoà Mx, suy ra bieåu ñoà Qy:
Treân ñoaïn AB:
2
B A
tr
a
q 0A 0M M a a2Q q. q.
B a 2 a 2 qa
Treân ñoaïn BC:
2 2
ph C B
tr
a a
q q
B 2 2M M a
Q 0. qa
C a 2 a
Töông töï nhö treân ta tìm ñöôïc caùc giaù trò Qy taïi A, B, C, D, E, F.
Vaø veõ ñöôïc bieåu ñoà noäi löïc nhö hình döôùi.
2
4
qa
2
5qa
2
qa
2
qa
2
qa
4
21qa
Mx
Qy
+
- -
-
a a aa
P1=2qa P2=5qa M=5qa
A B C D E F
VC=
q
2
4
5qa
VE=
4
21qa
2
2
qa
2
2
qa
2
8
qa
a
2.2.2 Daàm coù maét truyeàn löïc:
2.2.2.1 Khaùi nieäm:
23. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1
SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 23
Daàm coù maét truyeàn löïc laø heä coù daàm chính ñaët döôùi, daàm phuï
ñaët leân treân, ngoaïi löïc chæ taùc duïng leân daàm phuï vaø ñöôïc truyeàn
xuoáng daàm chính thoâng qua maét truyeàn löïc (hình 2.3a).
Môû roäng ra ta coù heä baát kyø coù maét truyeàn löïc: ngoaïi löïc khoâng
taùc duïng tröïc tieáp leân heä maø thoâng qua moät heä thoáng truyeàn löïc
(daàm phuï vaø maét truyeàn löïc). Taùc duïng cuûa loaïi heä naøy laø: baûo veä
heä chính, coá ñònh vò trí ñaët löïc leân heä chính.
2.2.2.2 Caùch tính:
Tìm phaûn löïc cho daàm phuï vaø truyeàn xuoáng daàm chính theo
tieân ñeà 4 cuûa tónh hoïc (xem Cô hoïc lyù thuyeát 1). Veõ bieåu ñoà noäi löïc
cho daàm chính nhö ñoái vôùi daàm ñôn giaûn.
Ví duï: veõ bieåu ñoà noäi löïc cho heä treân hình 2.3
(a)
(b)
(c)
P=3qa
M=2qa
A B C D
2
2a a aa aa
M=2qa2
q
2a/3 4a/3
P=3qaq
2
3qa
2
3qa 2qa qa qa qa
2
7qa
0 qa
A B C D
2a a aa a
VB=
8
19qa
VC=
8
17qa
8
19qa
8
9qa
Qy-
+ +
Mx
8
19qa2
2
qa
Hình 2.3
- Tính caùc daàm phu (b)ï: tính nhö daàm ñôn giaûn ta ñöôïc caùc
phaûn löïc taùc duïng leân caùc maét truyeàn löïc nhö hình treân,
24. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1
SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 24
toång hôïp caùc löïc taùc duïng leân töøng maét vaø truyeàn xuoáng
daàm chính nhö hình döôùi (c).
- Giaûi daàm chính gioáng nhö daàm ñôn giaûn. Ñöôïc bieåu ñoà noäi
löïc cho daàm chính.
2.2.3 Tính daàm gheùp:
2.2.3.1 Caùc khaùi nieäm: (Laáy ví duï treân hình 2.5)
Heä gheùp laø heä coù theå phaân tích thaønh heä chính, heä phuï, heä vöøa
chính vöøa phuï (neáu coù). Ví duï: heä treân hình 2.5
Heä chính laø heä töï thaân noù coù theå chòu ñöôïc löïc (neáu boû ñi caùc
heä laân caän). Ví duï: daàm AB laø coâng-xoân, EG laø daàm ñôn giaûn coù
theå töï noù chòu ñöôïc löïc duø cho boû ñi caùc daàm lieân keát vôùi noù.
Heä phuï laø heä phaûi caàn ñeán taát caû nhöõng heä maø noù lieân keát thì
môùi chòu ñöôïc taûi troïng. Ví duï: daàm BC chæ chòu ñöôïc löïc neáu coù
ñaày ñuû caùc lieân keát vôùi caùc heä laân caän, neáu boû lieân keát taïi B hoaëc
taïi C thì BC seõ bieán hình.
Heä vöøa chính vöøa phuï laø heä chính ñoái vôùi heä naøy nhöng laø heä
phuï ñoái vôùi heä kia. Ví duï: daàm CE laø heä chính ñoái vôùi BC vaø laø heä
phuï ñoái vôùi EG. Neáu boû lieân keát taïi C thì CE vaãn chòu ñöôïc löïc, coøn
neáu boû lieân keát vôùi EG thì CE seõ bieán hình.
Tính chaát: löïc taùc duïng leân heä chính thì khoâng aûnh höôûng ñeán
heä phuï. Löïc taùc duïng leân heä phuï aûnh höôûng ñeán caû heä chính vaø heä
phuï.
2.2.3.2 Caùch tính heä gheùp:
- Thieát laäp sô ñoà taàng baèng caùch veõ heä phuï tröôùc, heä chính
sau.
- Tính toaùn heä phuï tröôùc, sau ñoù truyeàn löïc leân heä chính ñeå tính
toaùn heä chính.
Ví duï: Tính heä gheùp treân hình 2.5
A B C D
E
F G
M=2qa2
q
2qa
qa
2a a a a a a a
Hình 2.5
- Laäp sô ñoà taàng nhö hình 2.6.
25. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1
SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 25
- Giaûi heä phuï BC tröôùc: daàm ñoái xöùng chòu taûi ñoái xöùng, deã
daøng suy ñöôïc phaûn löïc VB= VC =qa. Truyeàn xuoáng AB vaø CE.
E
VE=
2
3qa
VF=
VG=2qa
VB=qaMA=0
VA=0
2
9qa
qa
qa
qa qa
2qa 2qa
2
3qa
2
5qa
2
qa
2qa
8
qa 22
8
qa2qa
2
2qa
2
qa
2
Qy
Mx
+
- - -
-
+
A B C D
E
F G
M=2qa2
q
2qa
qa
2a a a a a a
B C
2qa
a
aaVB=qa VC=qa
C
D
E
M=2qa q
VC=qa
aa
VE=
VD=
2
2
3qa2
qa
A
B
F G
q
qa
2a a a
Hình 2.6
- Giaûi heä vöøa chính vöøa phuï CE:
2 2
D E E
a 1 a 3
M qa a.V 2qa a.qa 0 V .qa 2qa a.qa qa
2 a 2 2
D D
3qa 3qa qa
Y qa V qa 0 V qa qa
2 2 2
- Truyeàn xuoáng heä chính EG.
- Giaûi heä chính AB: ngoaïi löïc qa vaø phaûn löïc VB=qa tröïc ñoái,
noäi löïc trong AB baèng 0.
26. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1
SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 26
- Giaûi heä chính EG:
F G G
a 3qa 1 a 3qa
M qa a. a.V 0 V qa a. 2qa
2 2 a 2 2
F F
3qa 3qa 9qa
Y qa V 2qa 0 V qa 2qa
2 2 2
Veõ bieåu ñoà noäi löïc cuûa töøng heä nhö daàm ñôn giaûn ta ñöôïc keát
quaû nhö treân hình 2.6.
2.3. Tính noäi löïc cho heä khung tónh ñònh:
2.3.1 Khung ñôn giaûn:
Goàm moät mieáng cöùng lieân keát vôùi ñaát baèng 3 lieân keát loaïi 1 sao
cho baát bieán hình. Tính toaùn khung ñôn giaûn töông töï nhö tính toaùn
daàm ñôn giaûn.
Ví duï: veõ bieåu ñoà noäi löïc cho heä khung treân hình 2.7
M=2qa qa
2qa
q
aa
a a
a
A
B C E
D
G
F
VG=H 6
qa
VD=qa
VA=
6
17qa
I 2
Hình 2.7
- Tính phaûn löïc goái:
2
H A
2
A
5a a
M 3a.V 2qa 2qa a.qa qa 0
2 2
1 5a a 17qa
V 2qa 2qa a.qa qa
3a 2 2 6
D DY V qa 0 V qa
28. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1
SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 28
o Ñoaïn AI: caàn 2 tieát dieän:
MA=0, MI =
2
a 17qa 17qa
2 6 12
Qy=tg =
2
17qa 2 17qa
0
12 a 6
Nz=0
o Ñoaïn IB: caàn 2 tieát dieän:
MI =
2
17qa
12
,
MB=
2
17qa a 11qa
a. 2qa
6 2 6
Qy=tg =
2 2
17qa 11qa
12 6 5qa
a 6
2
Nz=0
o Ñoaïn BC: caàn 2 tieát dieän:
MB=
2
11qa
6
, MC=
2
11qa
6
Qy=tg =0
Nz=
17qa 5qa
2qa
6 6
o Ñoaïn CD: caàn 2 tieát dieän:
MC=0, MD= 0
Qy=tg =0
Nz= qa
o Ñoaïn CE: caàn 2 tieát dieän:
MC=
2
qa 3a qa
2a a.qa qa
6 2 6
,
ME=
2
qa 3a 7qa
2a qa
6 2 6
Qy=tg =
2
7qa qa
6 6
qa
a
Nz=
qa 5qa
qa
6 6
o Ñoaïn EF: caàn 2 tieát dieän:
ME=
2
7qa
6
, MF=
2
qa a qa
a qa
6 2 3
M=2qa qa
2qa
q
aa
a a
a
A
B C E
D
G
F
VG=
6
qa
VD=qa
VA=
6
17qa
I
6
qa
6
5qa
6
17qa
6
5qa qa
Qy
2
+
+
12
-17qa2
6
-11qa2
+
-
+
Mx
Nz
6
qa2
6
7qa
2
6
5qa
6
5qa
6
qa
3
qa
2
8
qa
2
+
-
-
29. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1
SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 29
Qy=tg =
2 2
qa 7qa
3 6 5qa
a 6
Nz=0
o Ñoaïn FG: caàn 3 tieát dieän:
MF=
2
qa
3
, MG=0,
2
FG
qa
8
F
yQ =
a
tg q
2
=
2
qa
0
3 qa 5qa
a 2 6
G
yQ =
a
tg q
2
=
2
qa
0
3 qa qa
a 2 6
Nz=0
Ta ñöôïc bieåu ñoà noäi löïc nhö hình beân. Kieåm tra laïi baèng caùc quy
taéc caân baèng nuùt, böôùc nhaûy, lieân heä vi phaân, …
2.3.2 Tính khung gheùp:
Khung gheùp laø heä khung coù theå phaân ra thaønh heä chính, heä phuï
vaø heä vöøa chính vöøa phuï (neáu coù).
Tính khung gheùp gioáng nhö tính daàm gheùp.
Ví duï: Veõ bieåu ñoà noäi löïc cho khung gheùp treân hình 2.8
A
qa
qa
q
B
C D
E
aa2a
a a F
30. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1
SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 30
Hình 2.8
- Phaân tích: Heä gheùp treân coù heä chính laø AC, heä phuï laø CF. Laäp
sô ñoà taàng.
- Giaûi heä phuï CF:
C F
F
M a.2qa a.2qa 2a.H 0
H 0
C CY V 2qa 0 V 2qa
C CX H 2qa 0 H 2qa
- Giaûi heä chính:
Truyeàn phaûn löïc VC, HC sang heä
chính AC.
A A
2 2 2
A
M M a.2qa 2a.2qa 0
M 4qa 2qa 2qa
A AY V qa 2qa 0 V 3qa
A AX H 2qa 0 H 2qa
- Veõ bieåu ñoà noäi löïc cho heä:
Phaân ñoaïn: AB, BC, CD, DE, EF.
o Ñoaïn AB: MA = 2qa2
,
2 2
BM 2qa 2a.2qa 2qa
2 2
y
2qa ( 2qa )
Q 2qa
2a
Nz=3qa
o Ñoaïn BC: MB= -2qa2
, MC=0
2
y
0 ( 2qa )
Q 2qa
a
Nz=2qa
o Ñoaïn CD: MC= 0, MD =a.2qa =
2qa2
2
y
2qa 0
Q 2qa
a
Nz=2qa
o Ñoaïn DE: MD= 2qa2
, ME =a.0 = 0
2
y
0 2qa
Q 2qa
a
DN 2qa , EN qa
o Ñoaïn EF: ME= 0, MF = 0
yQ 0
A
qa
qa
q
B
C D
E
aa2a
a a
2qa
q
A
qa
B
HC=2qa
VC=2qa
HE=0
HC=2qa
VC=2qa
F
C D
E
F
C
MA=2qa
2
VA=3qa HA=2qa
31. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1
SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 31
EN qa , FN 0
Veõ ñöôïc bieåu ñoà noäi löïc cuûa heä:
Heä ba khôùp laø heä goàm hai mieáng cöùng lieân keát vôùi nhau vaø lieân
keát vôùi ñaát baèng ba khôùp lieân hôïp sao cho BBH.
-
2qa
2
2qa
2
2qa
+
2qa
2qa
3qa
+
+
2qa
2
+
Qy
Mx
Nz
+
+
2qa
2qa
-
2qa
A
qa
qa
q
B
C D
E aa2a
a a F
2.4. Tính noäi löïc cho heä ba khôùp:
Chæ tính noäi löïc cho khung ba khôùp, phaàn daøn ba khôùp tham
khaûo 2.5, khoâng ñeà caäp ñeán voøm ba khôùp.
2.4.1 Ñònh nghóa, phaân loaïi:
Heä ba khôùp laø heä goàm hai mieáng cöùng lieân keát vôùi nhau vaø lieân
keát vôùi ñaát baèng ba khôùp lieân hôïp sao cho BBH.
32. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1
SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 32
Phaân loaïi theo hình daïng:
Khung ba khôùp Voøm ba khôùp
Daøn ba khôùp
Chæ tính khung ba khôùp.
Phaân loaïi theo caùch tính toaùn:
- Khung ba khôùp coù cao trình baèng nhau: 2 khôùp noái ñaát naèm
treân cuøng moät ñöôøng naèm ngang hoaëc thaúng ñöùng.
- Khung ba khôùp coù cao trình khoâng baèng nhau: ñoaïn thaúng
noái hai khôùp noái ñaát khoâng naèm ngang cuõng khoâng thaúng
ñöùng.
2.4.2 Tính khung ba khôùp coù cao trình baèng nhau:
A
B
CHA
VA
HC
VC
A
B
HA
VA
HB
VB
- Thieát laäp phöông trình caân
baèng moâmen taïi moät khôùp
noái ñaát (phöông trình chæ
chöùa 1 aån laø 1 phaûn löïc
goái, coù theå giaûi ngay
ñöôïc). Ví duï: trong hình
beân ta laáy moâmen taïi C,
tính ñöôïc VA
- Thöïc hieän maët caét qua
khôùp noái 2 MC, xeùt caân
33. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1
SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 33
baèng moâmen phaàn
chöùa phaûn löïc vöøa tìm ñöôïc, tính ñöôïc phaûn löïc coøn laïi taïi goái ñoù.
Ví duï: xeùt caân baèng MC AB, laáy moâmen taïi B, tính ñöôïc HA.
- Xeùt caân baèng caû heä, duøng 2 phöông trình hình chieáu ñeå tìm 2
phaûn löïc goái coøn laïi. Ví duï: HC, VC
Ví duï: tính noäi löïc cho heä ba khôùp cho treân hình 2.9
- Xeùt caân baèng toaøn heä:
2
A C C
3a 1 9qa 3qa
M .3qa 3a.V 0 V
2 3a 2 2
- Xeùt caân baèng MC BC:
2 2
B C C
a 3qa 1 qa 3qa qa
M .qa a. 3a.H 0 H
2 2 3a 2 2 3
- Xeùt caân baèng toaøn heä:
A A
qa qa
X H H
3 3
A A
3qa 3qa 9qa
Y V 3qa 3qa V 3qa 3qa
2 2 2
A
B
CHA=
VA=
HC=
VC=
3a
2a a
P=3qa
q
B
CHC=
VC=
3a
a
q
HB
VB
2
3qa
2
3qa
3
qa
3
qa
3
qa
2
9qa
D E
Hình 2.9
- Phaân ñoaïn: AD, DB, BE, EC
o Ñoaïn AD: MA=0, MD= 2qa
3a. qa
3
,
34. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1
SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 34
2
y
qa 0 qa
Q
3a 3
, z
9qa
N
2
o Ñoaïn DB: MD=-qa2
, MB=0,
2 2
DB
q(2a) qa
8 2
, z
qa
N
3
2
D
0 qa 2a 3qa
Q q
2a 2 2
,
2
B
0 qa 2a qa
Q q
2a 2 2
o Ñoaïn BE: MB=0, ME= 2qa
3a. qa
3
,
2
DB
qa
8
, z
qa
N
3
2
B
qa 0 a qa
Q q
a 2 2
,
2
E
qa 0 a 3qa
Q q
a 2 2
o Ñoaïn EC: ME=-qa2
, MC=0, z
3qa
N
2
2
y
qa 0 qa
Q
3a 3
Ta veõ ñöôïc bieåu ñoà noäi löïc nhö hình döôùi, kieåm tra laïi bieåu ñoà.
2
qa
2
qa2
8
qa2
A
B
CHA=
VA=
HC=
VC=
3a
2a a
P=3qa
q
2
3qa
3
qa
3
qa
2
9qa
D E
3
qa
2
9qa
- -
2
3qa
2
qa
2
3qa
-
+
+
3
qa
-
-
2
3qa
3
qa
Qy
Mx
Nz
35. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1
SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 35
2.4.3 Tính khung ba khôùp coù cao trình khoâng baèng
nhau.
A
B
C
HA
VA
HC
VC
A
B
HA
VA
HB
VB
- Thieát laäp phöông trình
caân baèng moâmen taïi moät
khôùp noái ñaát (phöông
trình chöùa 2 aån laø 2 phaûn
löïc goái coøn laïi). Ví duï:
trong hình beân ta laáy
moâmen taïi C, tính ñöôïc
f(VA, HA).
- thöïc hieän maët caét qua
khôùp noái 2 MC, xeùt caân
baèng moâmen phaàn chöùa
2
phaûn löïc vöøa laäp ñöôïc phöông trình Ví duï: xeùt caân baèng MC AB,
laäp ñöôïc g(VA, HA). Töø f vaø g tính ñöôïc VA, HA.
- Xeùt caân baèng caû heä, duøng 2 phöông trình hình chieáu ñeå tìm 2
phaûn löïc goái coøn laïi. Ví duï: HC, VC
Ví duï: tính noäi löïc cho heä ba khôùp cho treân hình 2.10
A
B
C
HA=
VA= HC=
VC=
3a
2a a
P=3qa
q
B
CHC=
VC=
3a
a
q
HB
VB
8
13qa
8
13qa
8
3qa
8
3qa
8
3qa
8
35qa
D E
2a
Hình 2.9
- Xeùt caân baèng toaøn heä:
A C C C C
3a 9qa
M .3qa 3a.V a.H 0 3V H (1)
2 2
- Xeùt caân baèng MC BC:
B C C C C
a qa
M .qa a.V 3a.H 0 V 3H (2)
2 2
36. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1
SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 36
(1)&(2) C C
13qa 3qa
V ,H
8 8
- Xeùt caân baèng toaøn heä:
A A
3qa 3qa
X H H
8 8
- A A
13qa 13qa 35qa
Y V 3qa 3qa V 3qa 3qa
8 8 8
- Phaân ñoaïn: AD, DB, BE, EC
o Ñoaïn AD: MA=0, MD=
2
3qa 3qa
2a.
8 4
,
2
y
3qa
0
4 3qa
Q
2a 8
, z
35qa
N
8
o Ñoaïn DB: MD=
2
3qa
4
, MB=0,
2 2
DB
q(2a) qa
8 2
, z
3qa
N
8
2
D
3qa
0
4 2a 11qa
Q q
2a 2 8
,
2
B
3qa
0
4 2a 5qa
Q q
2a 2 8
o Ñoaïn BE: MB=0, ME=
2
3qa 9qa
3a.
8 8
,
2
DB
qa
8
, z
3qa
N
8
2
B
9qa
0
8 a 5qa
Q q
a 2 8
,
2
E
9qa
0
8 a 13qa
Q q
a 2 8
o Ñoaïn EC: ME
2
9qa
8
, MC=0, z
13qa
N
8
2
y
9qa
0
8 3qa
Q
3a 8
Ta veõ ñöôïc bieåu ñoà noäi löïc nhö hình döôùi, kieåm tra laïi bieåu ñoà.
37. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1
SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 37
2
qa2
8
qa2
8
3qa
8
35qa
- -
8
11qa
8
5qa
8
13qa
-
+
+-
-
8
13qa
8
3qa
Qy
Mx
Nz
A
B
C
HA=
VA= HC=
VC=
3a
2a a
P=3qa
q
8
13qa
8
3qa
8
3qa
8
35qa
D E
2a
4
3qa2
8
9qa2
8
3qa
2.5. Tính heä daøn:
2.5.1 Ñònh nghóa vaø caùc giaû thieát:
Heä daøn laø keát caáu goàm caùc thanh thaúng noái vôùi nhau baèng caùc
khôùp lyù töôûng ôû hai ñaàu moãi thanh.
3 giaû thieát:
-
- Löïc chæ ñöôïc taùc duïng taïi maét daøn
- Boû qua troïng löôïng baûn thaân cuûa heä daøn khi tính toaùn.
Thoûa maõn 3 giaû thieát treân, noäi löïc trong heä daøn chæ coù löïc doïc.
2.5.2 Caùc phöông phaùp tính heä daøn:
2.5.2.1 Phöông phaùp taùch maét: duøng 1 maët caét
taùch moät maét daøn ra khoûi daøn, xeùt caân baèng maét
ñoù ta tính ñöôïc noäi löïc trong caùc thanh.
Chuù yù: caàn taùch sao cho ôû moãi maét taùch ra chæ coù toái ña 2 löïc
doïc chöa bieát.
38. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1
SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 38
Nhaän xeùt:
- Taïi maét chæ coù 2 thanh khoâng thaúng haøng vaø khoâng coù
löïc taùc duïng taïi maét thì löïc doïc trong 2 thanh ñoù baèng 0
(boä ñoâi). Ví duï: treân hình 2.11: maét 1 vaø maét 2. (caùc
thanh ñaùnh cheùo coù noäi löïc baèng 0)
- Taïi maét coù 3 thanh trong ñoù coù 2 thanh thaúng haøng baèng
nhau, löïc doïc trong thanh khoâng thaúng haøng baèng 0.
Ví duï: maét 3, maét 12, maét 15.
C
P
3P
A
14
3 4 5 6 7
2
1
121110
9
8
13
15 16B
Hình 2.11
Löu yù: ñoái vôùi heä daøn ba khôùp (heä ba khôùp coù caùc mieáng cöùng laø
daøn), tröôùc heát ta tìm caùc phaûn löïc goái theo 2.4, sau ñoù tính noäi löïc
trong caùc thanh baèng caùc phöông phaùp cuûa 2.5.
Ví duï: tính löïc doïc trong thanh 4-9 cho heä daøn ba khôùp treân H 2.11
baèng phöông phaùp taùch maét.
a a a
aaa
C
P
3P
A
14
3 4 5 6 7
2
1
121110
9
8
13
15 16B
VA=4P VC=3P
HA=2P HC=P
C
3P
5 6 7
2
1
1211
15 16
VC=3P
HC=P
HB=-2P
B
VB=3P
a
Hình 2.11
39. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1
SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 39
- Tính phaûn löïc goái (nhö heä ba khôùp coù cao trình baèng
nhau):
o Xeùt caân baèng toaøn heä:
A C CM 3a.3P 3aV V 3P
o Xeùt caân baèng MC beân phaûi:
B C CM 3a.H a.3P 0 H P
B BX H 3P P 0 H 2P
B BY V 3P 0 V 3P
o Xeùt caân baèng toaøn heä:
A AX H P 3P 0 H 2P
A AY V P 3P 0 V 4P
- Taùch maét ñeå tính N4-9:
o Taùch maét A:
A 4 A 4
2
X 2P N . 0 N 2 2P
2
A 3
A 3
2
Y 4P 2 2P N 0
2
N 4P 2P 2P
o Taùch maét 10:
4 10 4 10
2
Y 3P N 0 N 3 2P
2
9 10 9 10
2
X N 3 2P 0 N 3P
2
A
VA=4P
HA=2P
NA-3 NA-4
10N9-10
N4-10
VA=3P
C
P
3P
A
14
3 4 5 6 7
2
1
121110
9
8
13
15 16B
VA=4P VC=3P
HA=2P HC=P
a a a a
aaa
(I)
(I)
2P
NB-11
N16-11
N16-12
4
N4-10
NA-4
N4-9N4-8
U
40. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1
SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 40
o Taùch maét 4:
A 4 4 10 4 9
4 9 4 10 A 4
2
U N N N 0
2
N 2 N N 2 3 2P 2 2P 2P
Vaäy ta tìm ñöôïc N4-9 = 2P
2.5.2.2 Phöông phaùp maët caét ñôn giaûn:
Thöïc hieän 1 maët caét qua thanh caàn tính noäi löïc vaø toái ña laø 2
thanh khaùc ñeå maët caét chia daøn laøm 2 phaàn rôøi nhau. Xeùt caân baèng
1 trong 2 phaàn, ta tính ñöôïc löïc doïc.
Ví duï: Duøng phöông phaùp maët caét ñôn giaûn tính noäi löïc trong
thanh 11-16 trong heä daøn cho treân hình 2.11.
- Duøng maët caét I-I nhö hình veõ chia heä laøm 2 phaàn rôøi nhau.
- Xeùt caân baèng phaàn beân treân maët caét, laáy toång moâmen
vôùi ñieåm 7
7 16 11 16 11
1
M 2a.2P 2a3P a 2N N 4P 6P 2P
2
2.5.2.3 Phöông phaùp maët caét phoái hôïp:
Khi khoâng duøng ñöôïc phöông phaùp maët caét ñôn giaûn ta duøng
phöông phaùp maët caét phoái hôïp: duøng nhieàu maët caét khaùc nhau
qua thanh caàn tìm noäi löïc ñeå vieát phöông trình theo nguyeân taéc soá
phöông trình laäp ñöôïc phaûi baèng soá aån phaùt sinh.
Neáu heä löïc khoâng ñoàng quy thì treân 1 maët caét ta laäp ñöôïc 3
phöông trình.
Ví duï: Duøng phöông phaùp maët caét phoái hôïp tính noäi löïc cho
thanh 4-9 vaø 4-8 treân heä daøn hình 2.11.
Duøng maët caét I-I chia heä daøn laøm 2 phaàn rôøi nhau, xeùt caân baèng
phaân beân döôùi maët caét (töông ñöông vôùi taùch nuùt 4).
4
(I)
(I)
N4-A
N4-10
N4-9
N4-8
U
4 8 4 9 4 9 4 8
2
U N N 0 2N 2N 0 (1)
2
41. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1
SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 41
Duøng maët caét II-II chia heä daøn laøm 2 phaàn rôøi nhau, xeùt caân
baèng phaân beân treân maët caét.
aaa
aa
HC=P
VC=3P
1615
10 11 12
2
76
3P
C
aa
HA=2P
VA=4P
A
N4-9
N4-8
N8-3
N9-10
P
14
3 4 5
1
9
8
13
B
(II)
2P
8 4 9 4 9M a.2P a.N 0 N 2P
Töø (1)& (2) ta coù: 4 9 4 8N 2P,N 2P
Vaäy ta tính ñöôïc noäi löïc caàn tìm.
3. CHÖÔNG 3: XAÙC ÑÒNH NOÄI LÖÏC TRONG HEÄ PHAÚNG CHÒU TAÛI
TROÏNG DI ÑOÄNG:
2.1 Nhieäm vuï, ñoái töôïng vaø phöông
phaùp cuûa chöông 3.
2.2 Veõ ñah cho daàm ñôn giaûn
2.3 Veõ ñah cho daàm gheùp
2.4 Veõ ñah cho daàm coù maét truyeàn löïc
2.5 Veõ ñah cho heä khung ñôn giaûn
2.6 Veõ ñah cho heä daøn
2.7 Söû duïng ñah tính caùc ñaïi löôïng
nghieân cöùu.
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 di ñoäng (xem
0.4.3).
3.1. Nhieäm vuï, ñoái töôïng vaø phöông phaùp:
3.1.1 Nhieäm vuï:
Khaûo saùt söï bieán thieân cuûa ñaïi löôïng nghieân cöùu Sk töông öùng
vôùi moïi vò trí cuûa taûi troïng, töø ñoù seõ xaùc ñònh ñöôïc vò trí cuûa taûi troïng
gaây ra giaù trò lôùn nhaát cuûa Sk vaø coù theå tính ñöôïc giaù trò lôùn nhaát ñoù.
42. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1
SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 42
3.1.2 Ñoái töôïng: caùc heä phaúng tónh ñònh (nhö 2.1.2)
3.1.3 Phöông phaùp nghieân cöùu: söû duïng phöông
phaùp ñöôøng aûnh höôûng.
Ñöôøng aûnh höôûng (ñah): cuûa ñaïi löôïng nghieân cöùu Sk laø ñoà thò
bieåu dieãn söï bieán thieân ñaïi löôïng Sk theo vò trí cuûa 1 löïc ñôn vò coù
höôùng khoâng ñoåi treân keát caáu.
Ví duï: vôùi ñah cho treân hình 3.1 ta ñoïc ñöôïc: luùc P=1 ñaët taïi A
thì giaù trò löïc caét taïi tieát dieän 1 (Q1) coù ñoä lôùn baèng tung ñoä bieåu ñoà
ñah taïi A (theo tyû leä).
P=1
A
GiaùtròQk luùc P=1 ñaët taïi A
1
ñahQ1
Hình 3.1
Caùch veõ ñah:
Böôùc 1: Boû taát caû caùc löïc taùc duïng leân keát caáu.
Böôùc 2: Ñaët leân keát caáu moät löïc P=1 coù höôùng khoâng ñoåi
di ñoäng treân keát caáu. Vò trí cuûa löïc P=1 ñöôïc xaùc ñònh
thoâng qua toïa ñoä z. Goác toïa ñoä ñöôïc choïn tuøy yù.
Böôùc 3: Vieát bieåu thöùc cuûa ñaïi löôïng nghieân cöùu Sk theo vò
trí cuûa löïc P=1 (theo z).
Böôùc 4: Veõ ñoà thò cuûa haøm Sk=f(z) theo quy öôùc sau:
ñöôøng chuaån vuoâng goùc vôùi löïc P=1, tung ñoä döïng vuoâng
goùc vôùi ñöôøng chuaån, chieàu döông laø chieàu löïc P=1.
Ví duï: veõ ñöôøng aûnh höôûng löïc caét taïi tieát dieän giöõa nhòp cho
daàm ñôn giaûn treân hình 3.2a:
- Boû caùc ngoaïi löïc vaø ñaët löïc ñôn vò ta ñöôïc hình 3.2a
- Khi P=1 ôû toïa ñoï z thì caùc phaûn löïc goái coù giaù trò nhö treân 3.2b
- Khi P=1 di chuyeån beân traùi C, ta thöïc hieän maët caét taïi C, xeùt
phaàn beân phaûi C C B
z
Q V
l
(hình 3.2c)
- Khi P=1 di chuyeån beân phaûi C, ta thöïc hieän maët caét taïi C, xeùt
phaàn beân traùi C C A
l z
Q V
l
(hình 3.2d)
43. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1
SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 43
- Veõ ñöôøng aûnh höôûng cho daàm nhö treân hình 3.2e, tung ñoä
vuoâng goùc truïc thanh, chieàu döông cuøng chieàu P=1 (höôùng
xuoáng).
A BC
P=1
A BC
P=1
z
VB=
l
z
VA=
l
l-z
l
BC
VB=
l
z
QC
C
QC
A
VA=
l
l-z
a)
b)
c)
d)
e)
2
1
ñahQc
Hình 3.2
3.2. Veõ ñöôøng aûnh höôûng cho daàm ñôn giaûn:
3.2.1 Veõ ñah cho caùc phaûn löïc goái töïa trong daàm
ñôn giaûn:
Ñeå veõ ñah cho phaûn löïc ôû goái töïa naøo ta laáy tung ñoä baèng 1
öùng döôùi goái töïa caàn veõ, laáy tung ñoä 0 ôû goái coøn laïi. Noái 2 tung ñoä
vöøa veõ vaø keùo daøi veà 2 phía ta ñöôïc ñah caàn veõ.
Ví duï: veõ ñah VA cho daàm treân hình 3.3a
a)
b) ñahVA
A B
1
A BC
P=1
44. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1
SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 44
Hình 3.3
- Treân ñöôøng chuaån, taïi A, laáy tung ñoä baèng 1 (chieàu
döông theo P=1)
- Noái tung ñoä ñoù vôùi tung ñoä 0 taïi B, keùo daøi sang 2 phía ta
ñöôïc ñahVA treân 3.3b
3.2.2 Veõ ñah cho noäi löïc ôû tieát dieän giöõa hai goái töïa.
Ñeå veõ ñah moâmen Mx taïi tieát dieän K cho daàm ñôn giaûn töïa treân
2 goái A, B (A naèm beân traùi B) ta laøm nhö sau:
- Ngay döôùi goái töïa A döïng tung ñoä laø a (khoaûng caùch töø
tieát dieän caàn veõ ñah K ñeán goái A).
- Noái tung ñoä naøy vôùi tung ñoä 0 öùng döôùi goái töïa B ta
ñöôïc ñöôøng phaûi. Ñöôøng phaûi caét ñöôøng thaúng gioùng
thaúng ñöùng K taïi K’. Noái K’ vôùi tung ñoä 0 öùng döôùi goái töïa
A ta ñöôïc ñöôøng traùi. Ñöôøng traùi vaø ñöôøng phaûi phaân
bieät nhau bôûi ñöôøng gioùng thaúng ñöùng qua K.
Ñeå veõ ñah löïc caét Qy taïi tieát dieän K cho daàm ñôn giaûn ta laøm
nhö sau:
- Qua 2 goái töïa veõ nhöõng ñöôøng thaúng song song caùch
nhau 1 ñôn vò theo phöông ñöùng sao cho ñöôøng traùi naèm
treân ñöôøng phaûi. Veõ ñöôøng gioùng thaúng ñöùng qua K ñeå
xaùc ñònh phaïm vi thích duïng cuûa ñöôøng traùi vaø ñöôøng
phaûi.
Ví duï: veõ ñah taïi tieát dieän C giöõa nhòp cho daàm ñôn giaûn treân
hình 3.4a
C'a
C
ñöôøng traùi
ñöôøng phaûi
1
ñahQc
c)
ñöôøng traùi
ñöôøng phaûi
A BC
a
a)
b) ñahMc
2a
Hình 3.4
3.2.3 Veõ ñah cho noäi löïc ôû tieát dieän ñaàu thöøa:
- Ñaàu thöøa beân traùi:
45. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1
SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 45
Khi P= 1 ôû beân traùi tieát dieän K: Mk=-z, Qk=-1
Khi P=1 ôû beân phaûi tieát dieän K: Mk=0, Qk=0
- Ñaàu thöøa beân phaûi:
Khi P= 1 ôû beân traùi tieát dieän K: Mk=0, Qk=0
Khi P=1 ôû beân phaûi tieát dieän : Mk=-zk=1
Ví duï: veõ ñah taïi tieát dieän K1 vaø K2 treân daàm ñôn giaûn treân hình
3.5a
a)
K1 K2
ñahQ2
ñahM2
e)
d)
ñahQ1
ñahM1
c)
b)
a
1
a b
b
1
Hình 3.5
3.3. Ñöôøng aûnh höôûng trong daàm gheùp:
Cho löïc P=1 di ñoäng trong ñoaïn daàm coù chöùa ñaïi löôïng caàn veõ
ñah, veõ ñah trong tröôøng hôïp naøy nhö veõ ñah cho daàm ñôn giaûn.
Cho P=1 do ñoäng ra xa daàn daàm coù chöùa ñaïi löôïng caàn veõ
ñah, luùc naøy coù 2 tröông hôïp xaûy ra:
- Neáu daàm laân caän laø daàm chính ñoái vôùi daàm chöùa ñaïi
löôïng caàn veõ ñah thì ñah trong ñoaïn daàm naøy baèng 0
- Neáu daàm laân caän laø daàm phuï ñoái vôùi daàm chöùa ñaïi
löôïng caàn veõ ñah thì ñah seõ laø ñoaïn thaúng ñöôïc xaùc
ñònh bôûi 2 ñieåm:
o Ñieåm1: tung ñoä ñah baèng nhau taïi ñieåm noái 2 daàm
o Ñieåm 2: tung ñoä ñah baèng 0 taïi ñieåm noái ñaát hoaëc
noái vôùi daàm khaùc.
Ví duï: veõ ñah taïi caùc tieát dieän K1 vaø K2 cho daàm gheùp treân
hình 3.6a
46. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1
SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 46
E
K1K2
ñahM1
ñahQ1
ñahM2
ñahQ2
a
a
1
b
b
1
a)
b)
c)
d)
e)
Hình 3.6
3.4. Ñöôøng aûnh höôûng trong daàm gheùp:
Ñeå veõ ñah trong daàm coù maét truyeàn löïc:
- Veõ ñah trong heä daàm chính khi giaû söû P=1 di chuyeån tröïc tieáp
treân daàm chính.
- Giöõ caùc tung ñoä taïi caùc ñieåm coù maét truyeàn löïc, noái chuùng laïi
vôùi nhau ta seõ ñöôïc ñah khi P=1 di chuyeån treân daàm phuï.
Ví duï: veõ ñah cho heä daàm coù maét truyeàn löïc treân H3.7a
ñahM1
ñahQ1
ñahQ1
ñahM2
ñahQ2
E K1K2
a
a
1
b
b
1
a)
b)
c)
e)
f)
tr
1d)
ph
Hình 3.7
47. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1
SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 47
CHUÙ YÙ:
- Khi ñah coù daïng nhö hình
beân thì giaù trò SK luùc P=1 ñaët taïi K
khoâng xaùc ñònh maø chæ xaùc ñònh
trong laân caän cuûa K.
- Trong ví duï treân thì Q1 khoâng
xaùc ñònh luùc P=1 ñaët taïi K1 do
ñoù ta phaûi
ñahSK
K
Sk luùc P=1 ôûlaân caän beân traùi K
Sk luùc P=1 ôûlaân caän beân phaûi K
veõ tr ph
1 1Q vaøQ .
tr
1Q : löïc caét treân tieát dieän naèm laân caän beân traùi K1 (P=1 ñaët taïi K1
do ñoù naèm beân phaûi tieát dieän naøy, laáy phaàn ñah beân phaûi).
ph
1Q : löïc caét treân tieát dieän naèm laân caän beân phaûi K1 (P=1 ñaët taïi K1
do ñoù naèm beân traùi tieát dieän naøy, laáy phaàn ñah beân traùi).
3.5. Veõ ñöôøng aûnh höôûng cho heä khung ñôn giaûn:
- Ñeå veõ ñöôøng aûnh höôûng cho heä khung tónh ñònh ñôn giaûn ta
döïa vaøo daïng ñah: trong moãi ñoaïn thanh thaúng cuûa khung:
o Ñah Sk laø 1 ñoaïn thaúng neáu ñoaïn thanh khoâng chöùa
tieát dieän K
o Ñah Sk laø 2 ñoaïn thaúng phaân bieät nhau bôûi tung ñoä
qua K trong tröôøng hôïp ngöôïc laïi
- Thoâng thöôøng ta veõ ñah cho caùc phaûn löïc goái tröôùc ñeå laøm
cô sôû veõ ñah noäi löïc taïi caùc tieát dieän.
Ví duï: veõ ñah cho khung ñôn giaûn treân hình 3.8a
48. Toùm taét chöông trình Cô hoïc keát caáu 1
SV: Nguyeãn Baùch Khoa Trang 48
a) KA
B
VA
1
ñahVA
VB
HB
ñahVA
1
ñahVB
ñahVB
1
ñahHB
ñahHB
aa
a
ñahMk
a
ñahMk
a
ñahQk
VA
aVA
1
1 1
ñahQk
1
-VB
aVA VA
aHB
Hình 3.8
- Veõ ñah phaûn löïc goái:
Khi P=1 di chuyeån treân ñöôøng naèm ngang, ñah VA vaø VB ñöôïc
veõ nhö daàm ñôn giaûn.
Khi P=1 di chuyeån treân ñöôøng thaúng ñöùng:
Khi P=1 ñaët taïi B, B AM 0 V 0
Khi P=1 ñaët taïi A, K A BM 0 V H 1
Noái 2 tung ñoä vöøa tìm ñöôïc ñah VA
Ñoàng thôøi B AY 0 V V ñah VB = -ñah VA
HB =1. Ta veõ ñöôïc ñah cuûa caùc phaûn löïc goái.
- Veõ ñah noäi löïc tieát dieän K:
Khi P di chuyeån treân ñöôøng naèm ngang:
Khi P di chuyeån beân traùi K, xeùt caân baèng phaàn beân phaûi:
k BQ V , k BM a.H .
Khi P di chuyeån beân phaûi K, xeùt caân baèng phaàn beân traùi:
k AQ V , k AM a.V
Khi P di chuyeån treân ñöôøng thaúng ñöùng: k AQ V , k AM a.V
Ta veõ ñöôïc ñah noäi löïc tieát dieän taïi K nhö hình döôùi.