1. cương môn h c
CƠ H C K T C U 1
(04 vht)
1. i tư ng: dành cho Sinh viên các ngành Xây d ng dân d ng và Công nghi p,
C u ư ng, Th y l i.
2. Môn h c trư c: S c b n v t li u 1
3. M c ích: Môn h c này là môn h c k thu t cơ s , nh m trang b cho sinh viên
nh ng phương pháp tính toán và phân tích các k t c u thư ng dùng trong ngành
xây d ng. Môn Cơ h c k t c u 1 s nghiên c u các h k t c u tĩnh nh.
4. N i dung:
Chương 1: M u
1.1. i tư ng và nhi m v nghiên c u
1.2. Sơ tính k t c u
1.3. Phân lo i k t c u
1.4. Các nguyên nhân gây ra n i l c và chuy n v trong k t c u
1.5. Các gi thi t và nguyên lý c ng tác d ng
Chương 2: Phân tích c u t o hình h c c a h ph ng
2.1. Các khái ni m
2.2. Các lo i liên k t
2.3. Cách n i các mi ng c ng thành h b t bi n hình
2.4. Áp d ng
Chương 3: Cách xác nh n i l c trong h ph ng ch u t i b t ng
3.1. Phương pháp gi i tích xác nh n i l c
3.2. Bi u n il c
3.3. Tính toán các k t c u tĩnh nh
3.3.1. H d m
3.3.2. H dàn
3.3.3. H khung
3.3.4. H ghép
3.3.5. H có m t truy n l c
3.3.6. H 3 kh p
Chương 4: Cách xác nh n i l c trong h ph ng ch u t i di ng
4.1. Thí d m u
4.2. Lý thuy t v ư ng nh hư ng
4.3. ư ng nh hư ng trong h d m
4.4. ư ng nh hư ng trong h ghép
4.5. ư ng nh hư ng trong h có m t truy n l c
4.6. Xác nh n i l c theo phương pháp ư ng nh hư ng
4.7. Xác nh v trí b t l i c a oàn t i tr ng
Chương 5: Cách xác nh chuy n v c a h thanh àn h i tuy n tính
5.1. Khái ni m v bi n d ng và chuy n v
2. 5.2. Các nguyên lý v năng lư ng c a h àn h i
5.3. Công th c tính chuy n v c a Maxwell-Morh
5.4. Phương pháp nhân bi u Vêrêxaghin
5.5. Áp d ng
5. Phân ph i th i gian
Chương Ti t lý thuy t Ti t bài t p Ghi chú
Chương 1 5
Chương 2 5
Chương 3 10 10
Chương 4 5 5
Chương 5 5
T ng 30 15
T ng c ng : 45 ti t
6. Giáo trình, tài li u tham kh o:
6.1. Tài li u chính:
- [1] L u Th Trình, Cơ h c k t c u t p 1 - h tĩnh nh, NXB Khoa h c
và k thu t, 1998.
- [2] L u Th Trình, Bài t p Cơ h c k t c u t p 1 - h tĩnh nh, NXB
Khoa h c và k thu t, 1998.
6.2. Tài li u tham kh o:
- [3] Vũ M nh Hùng, Cơ h c và k t c u công trình, NXB Xây d ng,
1999.
- [4] R.C. Coates, M.G. Coutie, F.K. Kong, Structural Analysis, ELBS,
1972.
7. ánh giá k t qu h c t p:
Ki m tra gi a kỳ : 0%
Ki m tra cu i kỳ : 100%
Hình th c : Thi vi t
---oOo---
3. CHÖÔNG 1: PHAÂN TÍCH CAÁU TAÏO HÌNH HOÏC
I/ Heä phaúng:
1. Caùc khaùi nieäm:
a) Heä baát bieán hình (BBH): laø heä coù khaû naêng giöõ döôïc hình daùng ban ñaàu neáu xem
chuyeån vò vaø bieán daïng cuûa heä laø raát beù.
VD:
Ñònh nghóa khaùc: Neáu ta xem caùc caáu kieän cuûa heä laø tuyeät ñoái cöùng thì ta chæ coù theå
döïng ñöôïc 1 daïng hình hoïc duy nhaát.
b) Heä bieán hình (BH): laø heä khoâng coù khaû naêng giöõ ñöôïc hình daùng ban ñaàu maëc duø ta
xem caùc caáu kieän cuûa heä laø tuyeät ñoái cöùng .
VD:
c) Heä bieán hình töùc thôøi (BHTT): laø heä maø ngay thôøi ñieåm ban ñaàu coù theå thay ñoåi
hình daùng nhöng sau khi thay ñoåi xong thì hình daùng cuûa heä khoâng thay ñoåi ñöôïc.
(heä bieán hình töùc thôøi laø 1 tröôøng hôïp trung gian giöõa traïng thaùi BBH vaø traïng thaùi
BH)
VD:
d) Mieáng cöùng: laø 1 caáu kieän hoaëc 1 boä phaän cuûa heä baát bieán hình 1 caùch roõ reät.
Kí hieäu:
60. CHÖÔNG 4: CAÙCH TÍNH HEÄ CHÒU TAÛI TROÏNG DI ÑOÄNG.
I. VD môû ñaàu:
− Baøi toaùn taûi troïng di ñoäng:
Tìm ñöôïc vò trí baát lôïi nhaát cuûa ñaïi löôïng S cuûa ñoaøn taûi troïng.
Tìm ñöôïc Smax = ?
P=1
z
P di ñoäng : 0 ≤ z ≤ L
A B
∑ M/A = 0 => VB * L = P*z
L VB = ( P*z )/L
VB
Z = 0 => VB = 0
P Z = L => VB = P
“VB”
+ 1
II. Lyù thuyeát veà ñöôøng aûnh höôûng :
∑M/B = 0 =>VA * L = 1*( L – z )
VA = 1- z/L
+
“VA” Z = 0 =>VA = 1
1
Z= L => VA= 0
Ñònh nghóa : ñöôøng aûnh höôûng laø 1 ñoà thò bieåu dieãn söï thay ñoåi giaù trò cuûa 1 ñaïi löôïng
nghieân cöùu ‘ S ‘ naøo ñoù ( phaûn löïc, noäi löïc, chuyeån vò, …) theo vò trí cuûa löïc P = 1 co
phöông vaø chieàu khoâng ñoåi, dao ñoäng treân keát caáu.
61. Qui öôùc veõ ÑAH :
− Kí hieäu : ‘S’ hoaëc ÑAH S
− Ñöôøng chuaån : choïn song song truïc thanh hoaëc vuoâng goùc löïc dao ñoäng P =1.
− Tung ñoä cuûa ÑAH ñöôïc döïng vuoâng goùc ñöôøng chuaån.
− Tung ñoä döông, song song cuøng chieàu P = 1, treân bieåu ñoà luoân ñieàn daáu.
Bieåu ñoà noäi löïc
Taûi troïng baát kì,
baát ñoäng.
Bieåu dieãn söï thay
ñoåi noäi löïc töø tieát dieän naøy sang
tieát dieän khaùc öùng vôùi 1 taûi troïng
coá ñònh cho tröôùc.
Tung ñoä bieåu ñoà
noäi löïc öùng vôùi noäi löïc taïi ñieåm
ñoù.
Ñöôøng aûnh höôûng
Chæ coù löïc P = 1 di ñoäng, coù phöông
vaø chieàun khoâng ñoåi.
Chæ thaáy ñöôïc söï thay ñoåi cuûa ‘S’,
nhöng tìm ñöôïc vò trí baát lôïi nhaát
cuûa ‘S’ öùng vôùi P =1 di ñoäng.
Tung ñoä ñöôøng aûnh höôûng S theå
hieän giaù trò cuûa ‘S’ öùng vôùi löïc P =
1 ñaët taïi ñieåm ñoù.
62.
63. III. öôøng aûnh höôûng trong heä tónh ñònh :
a. Trong heä daàm :
C P=1 Choïn goác A : -L ≤ z ≤ L+L2
z D
A B
∑M/B = 0 =>VA * L = 1*(L-z)
K1
L1 L L2
VA = 1 – z/L
Z = 0 => VA = 1
(-)
“VA”
1
Z = L => VA = 0
+ + ∑M/A = 0 => VB * L = 1* z
(-)
VB = z/L
1
“VB” Z = 0 =>VB =0
+
+
Z = L => VB =1
(+) (-)
1
a
/L Nhaän xeùt :
“Q1”
1 Ñoái vôùi caùc phaûn löïc (VA, VB) trong daàm
thì ÑAH luoân laø 1 ñöôøng thaúng => chæ caàn
a
(- ) xaùc ñònh 2 tung ñoä baát kì.
/L( L – a)
“M1”
a L-a
(+)
Xeùt tieát dieän K1 thuoäc nhòp : ( M1 vaø Q1)
P = 1 naèm beân traùi K1 :-L1 ≤ z ≤ a
Q1
∑ Y= 0 => Q1 + VB = 0
M1
VB
=> Q1 = -VB = - z/L
L-a L2 ∑M/ o = 0 => M1 = VB (L –a) = z/L (L –a)
Z = 0 => Q1 = 0 ; M1 = 0
Z = a => Q1 = - a/L ; M1 = a/L (L – a)
• P = 1 naèm beân phaûi K1 : a ≤z ≤ L + L2
M1
∑ Y = 0 => Q1 = 1- z/L
VB
Q1
∑M/o = 0 => M1 = VA*a = a*(1 – z/L)
L1 a
Z = a => Q1 = 1 – a/L ; M1 = a ( 1-a/L)
Z = L => Q1 = 0 ; M1 = 0
63/70
64. Caùch veõ thöïc haønh ‘ Q1’:
Töø A döïng 1 tung ñoä +1 => noái B => ñöôøng döôùi
Töø B döïng 1 tung ñoä -1 => noái A => ñöôøng treân
Töø K1 veõ ñöôøng vuoâng goùc caét 2 ñieåm.
Caùch veõ thöïc haønh ‘M1’:
Töø A döïng 1 tung ñoä +a => noái B => ñöôøng gioáng
Tuø K1 keû ñöôøng vuoâng goùc caét ñöôøng gioáng taïi 1 ñieåm.
b. Heä coù maét truyeàn löïc :
P=1 Caùch veõ :
D E F G
B Cho löïc P = 1 chaïy ôû heä döôùi (ABC) => veõ
A K
ÑAH cuûa ‘S’ nhö heä ñaõ bieát.
C
a a a a a a Giöõ laïi caùc tung ñoä ngay vò trí cuûa caùc maét
truyeàn löïc vaø caùc tung ñoä = 0 taïi caùc maét noái
a
a
/2 ñaát.
“MK” Noái caùc tung ñoä => ÑAH cuûa ‘S’ khi P = 1
( -)
chaïy ôû heä treân.
Tr
“Q K ”
1
/2
1 ( +)
Ph
“Q K ”
( +)
1
VD: /2
C P=1 D E F
A B
K
3 3 3 2 4
+ (-)
3
c. Trong heä gheùp:
P=1
B 2
D
A
1 C
64/70
a a 2a a
65. Caùch veõ :
− Taùch heä chöùa ñaïi löôïng ‘S’ coù ÑAH nhö
trong heä daàm.
− Cho P = 1 chaïy treân caùc heä coøn laïi
Neáu heä ñoù laø heä chính cuûa heä ñang
xeùt, ñöôøng thaúng y = 0.
Neáu heä ñoù laø heä phuï, ÑAH laø
ñöôøng thaúng.
=> chæ caàn xaùc ñònh tung ñoä cuûa 2 ñieåm.
(chuù yù: vò trí noái ñaát vaø vò trí noái giöõa 2 heä).
VD1: veõ ÑAH VC, noäi löïc 1,2,3.
B P=1 E
A C F G
1 2 D
a a a a a a a 2a
“VC”
+
a 1
3
/2
(-)
“M1”
a
/2
1
/2
(- )
“Q1”
1 + a
(-) /2
a
/2
“M2”
+
a
1
/2
“Q2”
1 (- )
1
/2
65/70
66. VD2: veõ ÑAH MK, QK, NK vôùi P=1 chaïy töø A ñeán F.
P=1 NK + 1*sinα = 0 => NK = -sinα
QK + 1*cosα = 0 => QK = -cosα
∑ M/o = MK + 1* a3 = 0 => MK = - a3
K
α
MK
QK
NK
P=1
B C D E I F
A
K
α
a3
a4
“MK”
+ (-)
a1 +
cosα
(-) (-)
“QK”
sinα
(-) (-)
“NK”
VD3: P=1 C
B
1 D E F G
A
2
2 4 4 3 2 2
4
(-)
“M1”
1 66/70
(-)
“Q1”
67. IV. Duøng ÑAH xaùc ñònh noäi löïc :
Neáu treân keát caáu coù löïc taäp trung (löïc ñaët tónh):
P1 P2 S = ∑Pi yi
Pi >0 : song song cuøng chieàu P= 1 di ñoäng.
“S” Yi laáu theo daáu cuûa ÑAH.
y1
y2
VD: Tính VB, VC, M1, Q1?
2P P 3P
VB = 2*P (3/2) + P (1/2) + 3*P ( -1/2) = 2*P
1
VB VC
∑M/C =0 => VB*2 + 3*Pa = 3a * 2P + Pa
3
/2
“VB” 1
/2 => VB = 2P
( +) (-)
VC = 2P*(-1/2) + P*(1/2) + 3P*(3/2) = 4P
“Vc” M1 = 2P*(-a/2) + P*(a/2) + 3P*(-a/2) = -2Pa
( +)
Q1tr = 2P*(1/2) + 3P*(-1/2) + P*(1/2) = 0
3
/2
1
a
/2
Q1ph = 2P*(1/2) + 3P*(-1/2) + P*(-1/2) = 2P*(-1/2)
“M1”
a (-)
(+)
(-) 1
/2
“Q1”
1
1
(+)
(+) /2
67/70
68. Neáu coù löïc phaân boá q(z):
q(z)
dS = q(z)*y*dz.
a dz
b
S = a∫b q(z)*y*dz
“S”
y
Neáu q(z) = q = const
S = q a∫b y*dz = q* q
Wq
Qui öôùc daáu :
q(z) > 0 : song song cuøng chieàu P = 1.
q : laáy theo daáu ÑAH.
Moment taäp trung :
P M P
P = M/ z
S = lim z→0 [ Py*( z + z) – Py(z)]
z
= lim z→0 M [ ( y*(z + z) – y(z) )/ z ]
“S”
= M* tgα
y(z) α
y(z+ z)
Qui öôùc daáu :
M > 0 neáu quay theo chieàu kim ñoàng hoà.
Tgα > 0 neáu ÑAH ñoàng bieán.
VD :
Veõ ÑAH VC, M1, Q1 khi cho P = 1 chaïy töø A → F ?
Tính VC, M1, Q1 khi chòu taûi troïng nhö hình veõ ?
68/70