[Các ví dụ]
DR. NGUYỄN QUANG HUY
Bộ môn Cơ học kết cấu
Trường Đại hoc Xây dựng
BIỂU ĐỒ NỘI LỰC
TRONG HỆ
TĨNH ĐỊNH
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
Ví dụ 1
1. Vẽ biểu đồ lực cắt & biểu đồ mô men
uốn trong hệ dầm
đơn giản như hình vẽ
5N 5N 10N 10N 8N 8N A
B C D
E 2m 2m 3m 1m
The 5N contents
10N
in this slide are copied and reproduced
8N
for education only
A
B
HA
C D
E
2m 2m 3m 1m VA VB
▪ ▪ Xác Xác định định phản phản lực: lực: -
Hình chiếu lên phương ngang +→) ΣX = 0 →
HA = 0 - PT cân bằng mô men với điểm A:
+ )
ΣMA = 0 ↔ - VB×8 + 8×7 + 10×4 + 5×2 = 0 →
VB = 13.25 N PT cân bằng mô men với điểm B:
+ )
ΣMB = 0 ↔ - VA × 8 + 5×6 + 10×4 + 8×1 = 0 →
VA = 9.75 N Kiểm tra: +↑) ∑Y = 0 ↔ 13.25 +
9.75 – 5 – 10 – 8 = 0 OK
Lực cắt tại mặt cắt 1-1 kí hiệu là Q1-1 Lực cắt tại
mặt cắt 2-2 kí hiệu là Q2-2 ....
Q1-1 = + 9.75 N Q6-6 = - 5.25 N Q2-2 = + 9.75 N
Q7-7 = 5.25 – 8 = -13.25 N Q3-3 = + 9.75 – 5 =
4.75 N Q8-8 = -13.25 Q4-4 = + 4.75 N Q9-9 = -
13.25 +13.25 = 0 Q5-5 = +4.75 – 10 = - 5.25 N
(Kiểm tra?)
5N 1
234
10N
658N 7812
3
4
5
6
7
8
2m 2m 3m 1m VA = 9.75 N RB=13.25N
The contents in this slide are copied and reproduced for education only Tính
lực cắt
9.75N
9.75N
4.75N 4.75N
Q (N)
5.25N
5.25N
13.25N 13.25N
5N
10N
8N
2m 2m 3m 1m A
B C D E
9 75N
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
9.75N
9.75N
4.75N 4.75N
Q (N)
5.25N
5.25N
13.25N 13.25N
5N
10N
8N
2m 2m 3m 1m A
B C D E
9 75N
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
Tính mô men uốn
Giá trị mô men uốn tại A kí hiệu là MA
Giá trị mô men uốn tại B kí hiệu là MB ...
MA = 0 [ gối cố định]
MC = 9.75 × 2= 19.5 Nm MD = 9.75 × 4 –
5 × 2 = 29 Nm ME = 9.75 × 7 –5 × 5 – 10 ×
3 = 13.25 Nm MB = 9.75 × 8 –5 × 6 – 10 ×
4 –8 × 1 = 0 hoặc MB = 0 [gối di động]
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
5N
10N
8N A B
C D E 2m 2m 3m 1m
19.5Nm
29Nm
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
13.25NmM
(Nm)
5N VM-34
10N
8N
2m 2m 3m 1m A
B C D
9.75N 9.75N4.75N 4.75N Ví dụ 1
19.5Nm
SFD
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
E
BMD
5.25N 5.25N
13.25N13.25N
29Nm
13.25Nm
B A
C D
9.75N 9.75N4.75N 4.75N
M (Nm)
Q (N)
5N
10N
8N
2m 2m 3m 1m
19.5Nm
29Nm
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
E
5.25N 5.25N
13.25N13.25N
13.25Nm
Ví dụ 2
2. Vẽ biểu đồ lực cắt & biểu đồ mô men
uốn trong hệ dầm
đơn giản có đầu thừa như hình vẽ
5kN 10kN
5kN 5kN
10kN
2kN/m
C A D B E
2m
3m
3m 2m
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
5kN
10kN 5kN
2kN/m
C A D B E
2m 2m VA A
3m 3
3m 3m VVB B
2m 2m
Tính toán:
Xác định các phản lực:
Do tính chất đối xứng của dầm, tải trọng
tác dụng & gối tựa, 2 phản lực là bằng
nhau
.`. RA = RB = 1⁄2(5+10+5+2 × 6) = 16 kN
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
5kN 0132
10kN 4
5
2kN/m 6
7
5kN 98
0
1 2
3
4 5678 9VA=16kN VB B = 16kN
Tính lực cắt: Q0-0 = 0 Q1-1 = - 5kN Q6-6 =
- 5 – 6 = - 11kN Q2-2 = - 5kN Q7-7 = - 11
+ 16 = 5kN Q3-3 = - 5 + 16 = 11 kN Q8-8 =
5 kN Q4-4 = 11 –2 × 3 = +5 kN Q9-9 = 5 –
5 = 0 (kiểm tra?) Q5-5 = 5 – 10 = - 5kN
2m 3m 3m 2m
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
2m
3
3m 2m
5kN
11kN
+ 5kN 5kN +
Q (kN)
11kN 5kN 5kN
5kN
5kN
10kN 5kN
2kN/m
A B C D E
2m
3m
3m 2m
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
2m 3m 2m
RA=16kN RB = 16kN Tính mô men uốn:
MC = ME = 0 [đầu thừa không có mô men
tập trung tác dụng] MA = MB = -5 × 2 = -
10 kNm MD = -5 × 5 + 16 × 3 –2 × 3 × 1.5
= +14 kNm
5kN
10kN 5kN
2kN/m
A B C D E
2m
3m
3m 2m
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
5kN
10kN 5kN
2kN/m
A B C D E
2m 2m
3m
3m 3m 2m 2m
10kNm
10kNm
M (kNm)
14kNm
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
The 5kN 10kN contents in this 2kN/m
slide are copied and reproduced for education 5kN only
C 2m A 3m D 3m B 2m
E
Q
11kN
+ 5kN 5kN + 5kN
5kN
5kN
11kN 10kNm
10kNm
14kNm M
14kNm
Điểm 0 mô men
Điểm 0 mô men
Gọi x là k.cách theo phương ngang từ điểm 0
mô men đến gối tựa A
Lấy cân bằng mô men tại mặt cắt x-x (xét phần
bên trái)
2 5(2 ) 16 2 0 2 x x
x M x x − = − + + − =
x = 1 or 10
chọn x = 1 m
The 5kN x
x
10kN
contents in this
2kN/m
slide are copied and reproduced for
5kN
education only C A x
D B E
2m 3m 3m x 2m
10kNm
10kNm
Ví dụ Ví dụ 3
3. Vẽ biểu đồ nội lực cho dầm đơn giản
có đầu thừa như hình
vẽ
2 kN
5kN
10kN/m
A B C D
4m 1m 2m
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
2 10kN/m kN
5kN
A B
4m VVA A V 1m VB
2m
Tính toán : Tính phản lực:
+ )
ΣMA = 0 VB × 5 – 10 × 4 × 2 –2 × 4 –5 × 7
= 0 → VB = 24.6 kN + )
ΣMB = 0
→ VA = 22.4 kN
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
VB 24.6kN Tính lực cắt:
Q0-0 = 0; Q1-1 = 22.4 kN Q5-5 = - 19.6 +
24.6 = 5 kN Q2-2 = 22.4 – 10 × 4 = -
17.6kN Q6-6 = 5 kN Q3-3 = - 17.6 – 2 = -
19.6 kN Q7-7 = 5 – 5 = 0 (Check) Q4-4 = -
19.6 kN
00
2 110kN/m 23kN 45
5kN
61
2
3
4
5
6
VA=22.4kN
4m 1m 2m
VB=24 6kN
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
77
2 10kN/m kN
5kN
A C B D
VA=22.4kN
4m 1m 2m
V VB=24.6kN 24 6kN
22.4kN
5 kN 5 kN
x = 2.24m
17.6kN Q (kN)
19.6kN 19.6kN
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
Mô men uốn lớn nhất (max.) sẽ xảy ra tại vị trí
lực cắt = 0. Dựa vào biểu đồ lực cắt có thể dễ
dàng xác định được tiết diện có giá trị mô men
uốn lớn nhất. Gọi tiết diện đó là x – x, cách gối
A một khoảng là x Lực cắt tại tiết diện x –x,
được tính là
Qx-x = 22.4 - 10. x = 0 → x = 2.24 m
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
10kN/m X2 kN
5kN
A x
X C B D
VA=22.4kN
4m 1m 2m
VB=24.6kN
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
Tính mô men uốn: MA = MD = 0
10kN/m 2 kN 5kN A C B D
RA=22.4kN
4m 1m 2m
VB=24.6kN
MA MD 0 MC = 22.4 × 4 – 10 × 4 × 2 = 9.6 kNm
MB = 22.4 × 5 – 10 × 4 × 3 – 2 × 1 = - 10kNm
(xét phần bên trái) Cách khác:
MB = -5 × 2 = -10 kNm (Xét phần bên phải) Giá
trị mô men uốn lớn nhất (tuyệt đối) tại tiết
diện X-X ,
Mmax = 22.4 × 2.24 – 10 × (2.24)2 / 2 = 25.1
kNm
2 10kN/m XkN
5kN
A x = 2.24m
X C B D
VA=22.4kN
4m 1m 2m
V VB=24.6kN 24 6kN
M (kNm)
10kNmĐiểm 0 mô men
Mmax = 25.1 kNm
9.6kNm
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
The 10kN/m
Xcontents in this slide are 2 copied kN and reproduced 5kN for
education only
A x = 2.24m
X C B D VA=22.4kN
4m 1m VB=24.6kN
2m
22.4kN
5 kN 5 kN
x = 2.24m
19.6kN SFD
17.6kN 10kNm
BMD
Điểm 0 mô men
25.1kN
9.6kNm
Tìm điểm 0 mô men:
Gọi a là khoảng cách từ điểm 0 mô men đến gối
tựa B; Lấy cân bằng mô men tại tiết diện A-A
(xét phần bên phải)
M A − A = − 5(2 + a ) + 24.6 a =
0 → → a = 0.51 m
A
10kNm
9.6kNm BMD Mmax = 25.1 kNmĐiểm 0 mô men
aA
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
Ví dụ 4
4. Vẽ biểu đồ lực cắt và mô men
uốn60kN/m
20kN/m
20kN
A B C D
3m 2m 2m
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
VTính toán: Tính phản lực:
B
ΣMA = 0 ↔ VB × 5 + 1⁄2 × 3 × 60 × (2/3) × 3
+20 × 4 × 5 + 20 × 7 = 0 - → VB =144kN
ΣMB = 0 → VA = 46kN Kiểm tra: +↑) ∑Y = 0
↔ 144 + 46 – 1⁄2 × 3 × 60 - 20 × 4 – 20 = 0
OK
60kN/m
A B
VA
3m
C D
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
20kN/m
20kN
2m 2m
Tính lực cắt:
Q0-0 = 0 ; Q1-1 = + 46 kN Q4-4 = - 84 + 144 = +
60kN Q2-2 = +46 – 1⁄2 × 3 × 60 = - 44 kN Q5-5 =
+60 – 20 × 2 = + 20 kN Q3-3 = - 44 – 20 × 2 = -
84 kN Q6-6= 20 – 20 = 0 (Check)
60kN/m
20kN/m
20kN
3m 2m 2m 01 2 4 5 6 0
1
VB = 144kN
5 6
RVAA = 46kN
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
3
2
3 4
3m V
A
= 46kN
2m 2m 46kN
Bậc 2
60kN 20kN
Q (kN)44kN 84kN
Ví dụ 4
60kN/m
1
2 3
20kN/m 4
20kN
5 6 1
2
3 4
VB = 144kN
5 6
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
Mô men uốn lớn nhất xảy ra tại mặt cắt có lực
cắt = 0. Theo biểu đồ lực
cắt Q, mặt cắt này trên đoạn AC. Gọi k.cách từ
tiết diện đó đến gối tựa
A là x (h.vẽ); xét cân bằng phần bên trái, giá trị
lực cắt được tính là:
Qx-x = 46 – 1⁄2 .x. (60/3)x = 0 → x = 2.145 m
The contents in 60kN/m this slide are copied and reproduced for
education only 3m
X
20kN/m
20kN
A x
C B
D XRB=144kN RA =46kN
2m 2m
60kN/m
3m
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
Tí h ô ố
20kN/m
20kN
A C B
D
VA =46kN
2m VB=144kN
2m
Tính mô men uốn:
MA = MD = 0; MC = 46 × 3 – 1⁄2 × 3 × 60 × (1/3
× 3) = 48 kNm [xét phần bên trái t.diện] MB = -
20 × 2 – 20 × 2 × 1 = - 80 kNm [xét phân bên
phải t.diện] Mô men uốn lớn nhất
Mmax = 46 × 2.145 – 1⁄2 × 2.145 ×(2.145 ×
60/3) × (1/3 × 2.145) = 65.74 kNm
A B
RA =46kN
C D
RB=144kN
80kNm
M
(kNm) Điểm 0 mô men Bậc 3 Bậc 2
Bậc 2
65.74kNm
a
48kNm
The contents in 60kN/m this slide are copied and reproduced for
education only 3m
20kN/m
20kN
2m 2m
Điểm 0 mô men:
Trên biểu đồ mô men uốn, điểm 0 mô
men nằm trong đoạn CB. Đặt ‘a’ là
khoảng cách từ điểm đó đến gối B.‘a’
được xác định theo:
ΣMx-x = 0
2 (2 ) 144 20( 2) 20 0 2a a a + − + − = a
= 1.095 m
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
Ví dụ 5
5. Vẽ biểu đồ lực cắt & mô men uốn
40kN
20kN/m
30kN/m
0.7m
0.5m
A B C D
E
2m 1m 1m
2m
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
0.5m
0.7m A B C D
E
1m 1m
A B C D
E
1m 1m
40kN The contents in this slide are copied and reproduced for education only
20kN/m
30kN/m
2m 2m
40x0.5=20kNm 20kN/m
30kN/m 40kN
2m 2m
Tính toán: Tính phản lực:
ΣMA = 0 - VD × 4 + 20 × 2 × 1 + 40 × 3 + 20 +
1⁄2 × 2 × 30 × (4+2/3) = 0 -→ VD =80kN ΣFy =
0
VA + 80 – 20 × 2 - 40 - 1⁄2 × 2 × 30 = 0 → VA =
30 kN
20kN/m
40kN
30kN/m
20kNm A B C D
E
VA 2m 1m 1m
VD
2m
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
1m
Tính lực cắt: Q0-0 = 0 Q1-1 = 30 kN Q5-5 = - 50
kN Q2-2 = 30 – 20 × 2 = - 10kN Q6-6 = - 50 + 80
= + 30kN Q3-3 = - 10kN Q7-7 = +30 – 1⁄2 × 2 ×
30 = 0(check) Q4-4 = -10 – 40 = - 50 kN
00
20kNm
11
20kN/m
40kN
30kN/m
23
4 5 6 7
2 3 4 5 6
7
VA =30kN 2m 1m
1m
V
D
=80kN
2m
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
30kN
30kN Parabola
x = 1.5 m
10kN 10kN Q (kN)
50kN
50kN
The 20kNm
contents in this slide are copied and reproduced for education only
11
20kN/m
40kN
30kN/m
23
4 5 6 7
2 3 4 5 6
7
VA =30kN 2m 1m
1m
V
D
=80kN
2m
Tính mô men uốn: MA = ME = 0 MX = 30 × 1.5
– 20 × 1.5 × 1.5/2 = 22.5 kNm MB= 30 × 2 – 20
× 2 × 1 = 20 kNm MC = 30 × 3 – 20 × 2 × 2 =
10 kNm (mặt cắt bên trái C)) MC = 10 + 20 = 30
kNm (mặt cắt bên phải C) MD = - 1⁄2 × 30 × 2 ×
(1/3 × 2) = - 20 kNm (xét phần bên phải)
20kN/m
40kN
30kN/m
X
20kNm
A x = 1.5 m XVA 2m VD
2m B C D
E
1m 1m
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
20kNm
x RA RD
X
A = 1.5 m XB C D
E
1m 1m
20kNm
Bậc 3
Bậc 2
M (kN.m)
Điểm 0 mô men
20kN/m
30kN/m 40kN
2m 2m
10kNm
22.5kNm
20kNm
30kNm
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
6. Vẽ biểu đồ lực cắt & mô men uốn
20kN/m
A
0.7m
3m 1m1m
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
Ví dụ 6
40kN 0.5m
300
A
1m0.7m
A
1m0.7m
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
20kN/m
40kN
3m 1m
40Sin30o
= 20kN
20kN/m
40Cos30o
=34.64kN
3m 1m
0.5m
300
0.5m
40Sin30 = 20kN
0.5m
20kN/m
0.7m
40Cos30 =34.64kN
3m 1m1m
20x0.5 – 34.64x0.7=-14.25kNm
20kN 20kN/m
34.64kN3m 1m
1m
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
20kN 20kN/m
14.25kNm
34.64kNA 3m B 1m
C 1m DVDHDMD Tính Tính phản phản
lực lực (tùy (tùy chọn): chọn):
ΣFx = 0 → HD = 34.64 kN ΣFy = 0 → VD
= 20 × 3 + 20 = 80 kN ΣMD = 0 → MD -
20 × 3 × 3.5 – 20 × 1 – 14.25 = 0
MD = 244.25kNm
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
Tính lực cắt: Q1-1 = 0 Q2-2 = -20 × 3 = - 60kN
Q3-3 = - 60 kN Q4-4 = - 60 – 20 = - 80 kN Q5-5 =
- 80 kN Q6-6 = - 80 + 80 = 0 (Check)
20kN
1
20kN/m
243 14.25kNm5 6 34.64kNHD1 3m 2
1m
3 4
1m 5 6MD VD=80kN
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
14.25kNm
1
243 34.64kN
5 6 HD
1 2
3 4
5 6MD
Q (kN)
20kN 20kN/m
3m 1m
1m VD=80kN
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
60kN 60kN80kN 80kN
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
Tính mô men uốn:
MA = 0
20kN/m
20kN
14.25kNm
A 3m 34.64kN
B 1m
C 1m D
MD
MB = - 20 × 3 × 1.5 = - 90 kNm MC = - 20 × 3 ×
2.5 = - 150 kNm (mặt cắt bên trái C) MC = - 20
× 3 × 2.5 – 14.25 = -164.25 kNm (mặt cắt bên
phải C) MD = - 20 × 3 × 3.5 -14.25 – 20 × 1 = -
244.25 kNm (mặt cắt bên trái D) MD = -244.25
+244.25 = 0 (mặt cắt bên phải D)
20kN 20kN/m
14.25kNm
A 3m 34.64kN
B 1m
C 1m D
244.25kNm
164.25kNm150kNm
M
(kNm)
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
90kNm
The contents in this slide are copied and reproduced for education only Bài
tập bắt buộc
1. Vẽ biểu đồ nội lực trong hệ. Xác định
giá trị mô men uốn
lớn nhất & tiết diện tương ứng; điểm 0 mô
men
5kNm
20kN/m 10kN
15kN/m
3m 1m 1m 2m 1m 1m
[ĐA: Mmax = 60.625 kNm ]
Bài tập
2. Vẽ biểu đồ nội lực trong hệ. Xác định
giá trị mô men uốn
lớn nhất & tiết diện tương ứng; điểm 0 mô
men
10kN 4kN/m 16kNA 6060
0
B
B
1m 1m 2m 1m [ĐA: Abs. Mmax =
22.034kNm
vị trí cách gối bên trái 3.15m]
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
1m
Bài tập
3. Vẽ biểu đồ nội lực trong hệ. Xác định
giá trị mô men uốn
lớn nhất & tiết diện tương ứng; điểm 0 mô
men
25kN/m 10kN/m
10kNm A
1m 1m
3m
B
2m
[ĐA : điểm 0 mô men cách gối bên phải =
0.375m]
50kN
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
Bài tập
4. Vẽ biểu đồ nội lực trong hệ. Xác định
giá trị mô men uốn
lớn nhất & tiết diện tương ứng; điểm 0 mô
men
8kN
4kN/m 4kN/m
16kN
8kN
A
B 2m 2m 2m 2m [ĐA : điểm không mô
men ở giữa nhịp]
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
Bài tập 5. Vẽ biểu đồ nội lực trong hệ.
Xác định giá trị lớn nhất của mô
men âm và mô men dương & tiết diện
tương ứng; vị trí điểm
0 mô men
4kN/m
2kN/m
2kN/m
A
B 2m 6m
[ĐA: Max. mô men dương tại tiết diện cách gối
trái 2.89 m; giá trị = 37.57 kNm ]
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
Bài tập
6. Vẽ biểu đồ lực cắt & mô men uốn. Xác
định vị trí lực cắt
& mô men uốn lớn nhất
10kN
2kN/m
20kN
B
A
1m 1m 1m
5kN
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
Bài tập
7. Vẽ biểu đồ nội lực trong hệ. Xác định
giá trị lớn nhất của mô men âm và mô men
dương & tiết diện tương ứng; vị trí điểm 0
mô men
200N 30N/m
100N
A B
4m
[ĐA: Max. mô men âm = 735 kNm]
3m
4m
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
Bài tập
8. Vẽ biểu đồ nội lực trong hệ. Xác định
giá trị lớn nhất của
mô men âm và mô men dương & tiết diện
tương ứng; lực cắt lớn nhất
10kN 0.5m 8kN 5kN
[ĐA : Max. lực cắt = 20.5kN, Max mô
men = 71kNm]
5kN
300
B A 2m 2m 2m
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
600
VM-81 Bài tập
9. Vẽ biểu đồ nội lực trong hệ. Xác định
giá trị lớn nhất của mô men âm và mô men
dương, lực cắt & tiết diện tương ứng; vị trí
điểm 0 mô men
14kN
40kN/m
20kN/m
[ĐA : Max. mô men dương = 49.06 kNm
B
2m
10kNm
1m
A
4m
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
Bài tập
10. Vẽ biểu đồ nội lực trong hệ. Xác định giá trị
lớn nhất của mô men âm và mô men dương &
tiết diện tương ứng; vị trí điểm 0 mô men
0.5m
24kN
6kN/m
4kN/m
1m 1m 3m 2m 3m
[ĐA: Max. mô men dương = 41.0 kNm
The contents in this slide are copied and reproduced for education only
ĐẠI HỌC
XÂY DỰNG
02
.......
.....
.....
....
.....
....
.......
.......
.....
.....
....
.....
....
.......
.
D
.......
.....
.....
....
.....
....
.......
......
.......
........
........
....
.......
..
....
.
.......
.....
.......
.......
.....
......
.......
.......
.....
.....
....
.....
....
.......
......
.......
........
........
....
.......
.......
.....
.......
.......
.....
......
.......
...
...
THANK YOU...
.
.......
.....
.......
.......
.....
......
.......
....
..........
ODERBORUROBOROBOROBOROBOROBOBOBOBOBO :0:0:0
BOBOBOBOBOBOBOBOBOBOBOBOBOBOBOBOBOBOBOBOBOBORONOODOOD
R
B
...........
...:
.......
.....
.....
....
.....
....
.......
...............M
B UR
......

structure design

  • 1.
    [Các ví dụ] DR.NGUYỄN QUANG HUY Bộ môn Cơ học kết cấu Trường Đại hoc Xây dựng BIỂU ĐỒ NỘI LỰC TRONG HỆ TĨNH ĐỊNH The contents in this slide are copied and reproduced for education only Ví dụ 1 1. Vẽ biểu đồ lực cắt & biểu đồ mô men uốn trong hệ dầm đơn giản như hình vẽ 5N 5N 10N 10N 8N 8N A B C D E 2m 2m 3m 1m
  • 2.
    The 5N contents 10N inthis slide are copied and reproduced 8N for education only A B HA C D E 2m 2m 3m 1m VA VB ▪ ▪ Xác Xác định định phản phản lực: lực: - Hình chiếu lên phương ngang +→) ΣX = 0 → HA = 0 - PT cân bằng mô men với điểm A: + ) ΣMA = 0 ↔ - VB×8 + 8×7 + 10×4 + 5×2 = 0 → VB = 13.25 N PT cân bằng mô men với điểm B: + ) ΣMB = 0 ↔ - VA × 8 + 5×6 + 10×4 + 8×1 = 0 →
  • 3.
    VA = 9.75N Kiểm tra: +↑) ∑Y = 0 ↔ 13.25 + 9.75 – 5 – 10 – 8 = 0 OK Lực cắt tại mặt cắt 1-1 kí hiệu là Q1-1 Lực cắt tại mặt cắt 2-2 kí hiệu là Q2-2 .... Q1-1 = + 9.75 N Q6-6 = - 5.25 N Q2-2 = + 9.75 N Q7-7 = 5.25 – 8 = -13.25 N Q3-3 = + 9.75 – 5 = 4.75 N Q8-8 = -13.25 Q4-4 = + 4.75 N Q9-9 = - 13.25 +13.25 = 0 Q5-5 = +4.75 – 10 = - 5.25 N (Kiểm tra?) 5N 1 234 10N 658N 7812 3 4 5 6 7 8
  • 4.
    2m 2m 3m1m VA = 9.75 N RB=13.25N The contents in this slide are copied and reproduced for education only Tính lực cắt 9.75N 9.75N 4.75N 4.75N Q (N) 5.25N 5.25N 13.25N 13.25N 5N 10N 8N 2m 2m 3m 1m A B C D E 9 75N The contents in this slide are copied and reproduced for education only
  • 5.
    9.75N 9.75N 4.75N 4.75N Q (N) 5.25N 5.25N 13.25N13.25N 5N 10N 8N 2m 2m 3m 1m A B C D E 9 75N The contents in this slide are copied and reproduced for education only Tính mô men uốn Giá trị mô men uốn tại A kí hiệu là MA Giá trị mô men uốn tại B kí hiệu là MB ... MA = 0 [ gối cố định] MC = 9.75 × 2= 19.5 Nm MD = 9.75 × 4 –
  • 6.
    5 × 2= 29 Nm ME = 9.75 × 7 –5 × 5 – 10 × 3 = 13.25 Nm MB = 9.75 × 8 –5 × 6 – 10 × 4 –8 × 1 = 0 hoặc MB = 0 [gối di động] The contents in this slide are copied and reproduced for education only 5N 10N 8N A B C D E 2m 2m 3m 1m 19.5Nm 29Nm The contents in this slide are copied and reproduced for education only 13.25NmM (Nm) 5N VM-34 10N 8N 2m 2m 3m 1m A
  • 7.
    B C D 9.75N9.75N4.75N 4.75N Ví dụ 1 19.5Nm SFD The contents in this slide are copied and reproduced for education only E BMD 5.25N 5.25N 13.25N13.25N 29Nm 13.25Nm B A C D 9.75N 9.75N4.75N 4.75N M (Nm) Q (N) 5N 10N 8N
  • 8.
    2m 2m 3m1m 19.5Nm 29Nm The contents in this slide are copied and reproduced for education only E 5.25N 5.25N 13.25N13.25N 13.25Nm Ví dụ 2 2. Vẽ biểu đồ lực cắt & biểu đồ mô men uốn trong hệ dầm đơn giản có đầu thừa như hình vẽ 5kN 10kN 5kN 5kN 10kN 2kN/m C A D B E 2m 3m 3m 2m The contents in this slide are copied and reproduced for education only
  • 9.
    5kN 10kN 5kN 2kN/m C AD B E 2m 2m VA A 3m 3 3m 3m VVB B 2m 2m Tính toán: Xác định các phản lực: Do tính chất đối xứng của dầm, tải trọng tác dụng & gối tựa, 2 phản lực là bằng nhau .`. RA = RB = 1⁄2(5+10+5+2 × 6) = 16 kN The contents in this slide are copied and reproduced for education only 5kN 0132 10kN 4 5 2kN/m 6
  • 10.
    7 5kN 98 0 1 2 3 45678 9VA=16kN VB B = 16kN Tính lực cắt: Q0-0 = 0 Q1-1 = - 5kN Q6-6 = - 5 – 6 = - 11kN Q2-2 = - 5kN Q7-7 = - 11 + 16 = 5kN Q3-3 = - 5 + 16 = 11 kN Q8-8 = 5 kN Q4-4 = 11 –2 × 3 = +5 kN Q9-9 = 5 – 5 = 0 (kiểm tra?) Q5-5 = 5 – 10 = - 5kN 2m 3m 3m 2m The contents in this slide are copied and reproduced for education only 2m 3 3m 2m 5kN
  • 11.
    11kN + 5kN 5kN+ Q (kN) 11kN 5kN 5kN 5kN 5kN 10kN 5kN 2kN/m A B C D E 2m 3m 3m 2m The contents in this slide are copied and reproduced for education only 2m 3m 2m RA=16kN RB = 16kN Tính mô men uốn: MC = ME = 0 [đầu thừa không có mô men tập trung tác dụng] MA = MB = -5 × 2 = - 10 kNm MD = -5 × 5 + 16 × 3 –2 × 3 × 1.5 = +14 kNm
  • 12.
    5kN 10kN 5kN 2kN/m A BC D E 2m 3m 3m 2m The contents in this slide are copied and reproduced for education only 5kN 10kN 5kN 2kN/m A B C D E 2m 2m 3m 3m 3m 2m 2m 10kNm 10kNm M (kNm) 14kNm The contents in this slide are copied and reproduced for education only The 5kN 10kN contents in this 2kN/m slide are copied and reproduced for education 5kN only
  • 13.
    C 2m A3m D 3m B 2m E Q 11kN + 5kN 5kN + 5kN 5kN 5kN 11kN 10kNm 10kNm 14kNm M 14kNm Điểm 0 mô men Điểm 0 mô men Gọi x là k.cách theo phương ngang từ điểm 0 mô men đến gối tựa A Lấy cân bằng mô men tại mặt cắt x-x (xét phần bên trái) 2 5(2 ) 16 2 0 2 x x x M x x − = − + + − = x = 1 or 10
  • 14.
    chọn x =1 m The 5kN x x 10kN contents in this 2kN/m slide are copied and reproduced for 5kN education only C A x D B E 2m 3m 3m x 2m 10kNm 10kNm Ví dụ Ví dụ 3 3. Vẽ biểu đồ nội lực cho dầm đơn giản có đầu thừa như hình vẽ 2 kN 5kN 10kN/m A B C D
  • 15.
    4m 1m 2m Thecontents in this slide are copied and reproduced for education only 2 10kN/m kN 5kN A B 4m VVA A V 1m VB 2m Tính toán : Tính phản lực: + ) ΣMA = 0 VB × 5 – 10 × 4 × 2 –2 × 4 –5 × 7 = 0 → VB = 24.6 kN + ) ΣMB = 0 → VA = 22.4 kN The contents in this slide are copied and reproduced for education only VB 24.6kN Tính lực cắt: Q0-0 = 0; Q1-1 = 22.4 kN Q5-5 = - 19.6 + 24.6 = 5 kN Q2-2 = 22.4 – 10 × 4 = - 17.6kN Q6-6 = 5 kN Q3-3 = - 17.6 – 2 = -
  • 16.
    19.6 kN Q7-7= 5 – 5 = 0 (Check) Q4-4 = - 19.6 kN 00 2 110kN/m 23kN 45 5kN 61 2 3 4 5 6 VA=22.4kN 4m 1m 2m VB=24 6kN The contents in this slide are copied and reproduced for education only 77 2 10kN/m kN 5kN A C B D VA=22.4kN
  • 17.
    4m 1m 2m VVB=24.6kN 24 6kN 22.4kN 5 kN 5 kN x = 2.24m 17.6kN Q (kN) 19.6kN 19.6kN The contents in this slide are copied and reproduced for education only Mô men uốn lớn nhất (max.) sẽ xảy ra tại vị trí lực cắt = 0. Dựa vào biểu đồ lực cắt có thể dễ dàng xác định được tiết diện có giá trị mô men uốn lớn nhất. Gọi tiết diện đó là x – x, cách gối A một khoảng là x Lực cắt tại tiết diện x –x, được tính là Qx-x = 22.4 - 10. x = 0 → x = 2.24 m The contents in this slide are copied and reproduced for education only 10kN/m X2 kN 5kN A x X C B D VA=22.4kN
  • 18.
    4m 1m 2m VB=24.6kN Thecontents in this slide are copied and reproduced for education only Tính mô men uốn: MA = MD = 0 10kN/m 2 kN 5kN A C B D RA=22.4kN 4m 1m 2m VB=24.6kN MA MD 0 MC = 22.4 × 4 – 10 × 4 × 2 = 9.6 kNm MB = 22.4 × 5 – 10 × 4 × 3 – 2 × 1 = - 10kNm (xét phần bên trái) Cách khác: MB = -5 × 2 = -10 kNm (Xét phần bên phải) Giá trị mô men uốn lớn nhất (tuyệt đối) tại tiết diện X-X , Mmax = 22.4 × 2.24 – 10 × (2.24)2 / 2 = 25.1 kNm 2 10kN/m XkN 5kN A x = 2.24m
  • 19.
    X C BD VA=22.4kN 4m 1m 2m V VB=24.6kN 24 6kN M (kNm) 10kNmĐiểm 0 mô men Mmax = 25.1 kNm 9.6kNm The contents in this slide are copied and reproduced for education only The 10kN/m Xcontents in this slide are 2 copied kN and reproduced 5kN for education only A x = 2.24m X C B D VA=22.4kN 4m 1m VB=24.6kN 2m 22.4kN 5 kN 5 kN
  • 20.
    x = 2.24m 19.6kNSFD 17.6kN 10kNm BMD Điểm 0 mô men 25.1kN 9.6kNm Tìm điểm 0 mô men: Gọi a là khoảng cách từ điểm 0 mô men đến gối tựa B; Lấy cân bằng mô men tại tiết diện A-A (xét phần bên phải) M A − A = − 5(2 + a ) + 24.6 a = 0 → → a = 0.51 m A 10kNm 9.6kNm BMD Mmax = 25.1 kNmĐiểm 0 mô men aA The contents in this slide are copied and reproduced for education only Ví dụ 4
  • 21.
    4. Vẽ biểuđồ lực cắt và mô men uốn60kN/m 20kN/m 20kN A B C D 3m 2m 2m The contents in this slide are copied and reproduced for education only VTính toán: Tính phản lực: B ΣMA = 0 ↔ VB × 5 + 1⁄2 × 3 × 60 × (2/3) × 3 +20 × 4 × 5 + 20 × 7 = 0 - → VB =144kN ΣMB = 0 → VA = 46kN Kiểm tra: +↑) ∑Y = 0 ↔ 144 + 46 – 1⁄2 × 3 × 60 - 20 × 4 – 20 = 0 OK 60kN/m A B
  • 22.
    VA 3m C D The contentsin this slide are copied and reproduced for education only 20kN/m 20kN 2m 2m Tính lực cắt: Q0-0 = 0 ; Q1-1 = + 46 kN Q4-4 = - 84 + 144 = + 60kN Q2-2 = +46 – 1⁄2 × 3 × 60 = - 44 kN Q5-5 = +60 – 20 × 2 = + 20 kN Q3-3 = - 44 – 20 × 2 = - 84 kN Q6-6= 20 – 20 = 0 (Check) 60kN/m 20kN/m 20kN 3m 2m 2m 01 2 4 5 6 0 1 VB = 144kN 5 6 RVAA = 46kN The contents in this slide are copied and reproduced for education only
  • 23.
    3 2 3 4 3m V A =46kN 2m 2m 46kN Bậc 2 60kN 20kN Q (kN)44kN 84kN Ví dụ 4 60kN/m 1 2 3 20kN/m 4 20kN 5 6 1 2 3 4 VB = 144kN
  • 24.
    5 6 The contentsin this slide are copied and reproduced for education only Mô men uốn lớn nhất xảy ra tại mặt cắt có lực cắt = 0. Theo biểu đồ lực cắt Q, mặt cắt này trên đoạn AC. Gọi k.cách từ tiết diện đó đến gối tựa A là x (h.vẽ); xét cân bằng phần bên trái, giá trị lực cắt được tính là: Qx-x = 46 – 1⁄2 .x. (60/3)x = 0 → x = 2.145 m The contents in 60kN/m this slide are copied and reproduced for education only 3m X 20kN/m 20kN A x C B D XRB=144kN RA =46kN 2m 2m
  • 25.
    60kN/m 3m The contents inthis slide are copied and reproduced for education only Tí h ô ố 20kN/m 20kN A C B D VA =46kN 2m VB=144kN 2m Tính mô men uốn: MA = MD = 0; MC = 46 × 3 – 1⁄2 × 3 × 60 × (1/3 × 3) = 48 kNm [xét phần bên trái t.diện] MB = - 20 × 2 – 20 × 2 × 1 = - 80 kNm [xét phân bên phải t.diện] Mô men uốn lớn nhất Mmax = 46 × 2.145 – 1⁄2 × 2.145 ×(2.145 × 60/3) × (1/3 × 2.145) = 65.74 kNm
  • 26.
    A B RA =46kN CD RB=144kN 80kNm M (kNm) Điểm 0 mô men Bậc 3 Bậc 2 Bậc 2 65.74kNm a 48kNm The contents in 60kN/m this slide are copied and reproduced for education only 3m 20kN/m 20kN 2m 2m Điểm 0 mô men: Trên biểu đồ mô men uốn, điểm 0 mô men nằm trong đoạn CB. Đặt ‘a’ là
  • 27.
    khoảng cách từđiểm đó đến gối B.‘a’ được xác định theo: ΣMx-x = 0 2 (2 ) 144 20( 2) 20 0 2a a a + − + − = a = 1.095 m The contents in this slide are copied and reproduced for education only Ví dụ 5 5. Vẽ biểu đồ lực cắt & mô men uốn 40kN 20kN/m 30kN/m 0.7m 0.5m A B C D E 2m 1m 1m 2m The contents in this slide are copied and reproduced for education only
  • 28.
    0.5m 0.7m A BC D E 1m 1m A B C D E 1m 1m 40kN The contents in this slide are copied and reproduced for education only 20kN/m 30kN/m 2m 2m 40x0.5=20kNm 20kN/m 30kN/m 40kN 2m 2m Tính toán: Tính phản lực: ΣMA = 0 - VD × 4 + 20 × 2 × 1 + 40 × 3 + 20 + 1⁄2 × 2 × 30 × (4+2/3) = 0 -→ VD =80kN ΣFy =
  • 29.
    0 VA + 80– 20 × 2 - 40 - 1⁄2 × 2 × 30 = 0 → VA = 30 kN 20kN/m 40kN 30kN/m 20kNm A B C D E VA 2m 1m 1m VD 2m The contents in this slide are copied and reproduced for education only 1m Tính lực cắt: Q0-0 = 0 Q1-1 = 30 kN Q5-5 = - 50 kN Q2-2 = 30 – 20 × 2 = - 10kN Q6-6 = - 50 + 80 = + 30kN Q3-3 = - 10kN Q7-7 = +30 – 1⁄2 × 2 × 30 = 0(check) Q4-4 = -10 – 40 = - 50 kN 00 20kNm
  • 30.
    11 20kN/m 40kN 30kN/m 23 4 5 67 2 3 4 5 6 7 VA =30kN 2m 1m 1m V D =80kN 2m The contents in this slide are copied and reproduced for education only 30kN 30kN Parabola x = 1.5 m 10kN 10kN Q (kN) 50kN 50kN The 20kNm contents in this slide are copied and reproduced for education only 11 20kN/m 40kN
  • 31.
    30kN/m 23 4 5 67 2 3 4 5 6 7 VA =30kN 2m 1m 1m V D =80kN 2m Tính mô men uốn: MA = ME = 0 MX = 30 × 1.5 – 20 × 1.5 × 1.5/2 = 22.5 kNm MB= 30 × 2 – 20 × 2 × 1 = 20 kNm MC = 30 × 3 – 20 × 2 × 2 = 10 kNm (mặt cắt bên trái C)) MC = 10 + 20 = 30 kNm (mặt cắt bên phải C) MD = - 1⁄2 × 30 × 2 × (1/3 × 2) = - 20 kNm (xét phần bên phải) 20kN/m 40kN 30kN/m X 20kNm A x = 1.5 m XVA 2m VD 2m B C D
  • 32.
    E 1m 1m The contentsin this slide are copied and reproduced for education only 20kNm x RA RD X A = 1.5 m XB C D E 1m 1m 20kNm Bậc 3 Bậc 2 M (kN.m) Điểm 0 mô men 20kN/m 30kN/m 40kN 2m 2m 10kNm 22.5kNm 20kNm 30kNm
  • 33.
    The contents inthis slide are copied and reproduced for education only 6. Vẽ biểu đồ lực cắt & mô men uốn 20kN/m A 0.7m 3m 1m1m The contents in this slide are copied and reproduced for education only Ví dụ 6 40kN 0.5m 300 A 1m0.7m A 1m0.7m The contents in this slide are copied and reproduced for education only 20kN/m 40kN 3m 1m 40Sin30o = 20kN
  • 34.
    20kN/m 40Cos30o =34.64kN 3m 1m 0.5m 300 0.5m 40Sin30 =20kN 0.5m 20kN/m 0.7m 40Cos30 =34.64kN 3m 1m1m 20x0.5 – 34.64x0.7=-14.25kNm 20kN 20kN/m 34.64kN3m 1m 1m The contents in this slide are copied and reproduced for education only 20kN 20kN/m 14.25kNm 34.64kNA 3m B 1m
  • 35.
    C 1m DVDHDMDTính Tính phản phản lực lực (tùy (tùy chọn): chọn): ΣFx = 0 → HD = 34.64 kN ΣFy = 0 → VD = 20 × 3 + 20 = 80 kN ΣMD = 0 → MD - 20 × 3 × 3.5 – 20 × 1 – 14.25 = 0 MD = 244.25kNm The contents in this slide are copied and reproduced for education only Tính lực cắt: Q1-1 = 0 Q2-2 = -20 × 3 = - 60kN Q3-3 = - 60 kN Q4-4 = - 60 – 20 = - 80 kN Q5-5 = - 80 kN Q6-6 = - 80 + 80 = 0 (Check) 20kN 1 20kN/m 243 14.25kNm5 6 34.64kNHD1 3m 2 1m 3 4 1m 5 6MD VD=80kN The contents in this slide are copied and reproduced for education only 14.25kNm 1 243 34.64kN
  • 36.
    5 6 HD 12 3 4 5 6MD Q (kN) 20kN 20kN/m 3m 1m 1m VD=80kN The contents in this slide are copied and reproduced for education only 60kN 60kN80kN 80kN The contents in this slide are copied and reproduced for education only Tính mô men uốn: MA = 0 20kN/m 20kN 14.25kNm A 3m 34.64kN B 1m C 1m D
  • 37.
    MD MB = -20 × 3 × 1.5 = - 90 kNm MC = - 20 × 3 × 2.5 = - 150 kNm (mặt cắt bên trái C) MC = - 20 × 3 × 2.5 – 14.25 = -164.25 kNm (mặt cắt bên phải C) MD = - 20 × 3 × 3.5 -14.25 – 20 × 1 = - 244.25 kNm (mặt cắt bên trái D) MD = -244.25 +244.25 = 0 (mặt cắt bên phải D) 20kN 20kN/m 14.25kNm A 3m 34.64kN B 1m C 1m D 244.25kNm 164.25kNm150kNm M (kNm) The contents in this slide are copied and reproduced for education only 90kNm The contents in this slide are copied and reproduced for education only Bài
  • 38.
    tập bắt buộc 1.Vẽ biểu đồ nội lực trong hệ. Xác định giá trị mô men uốn lớn nhất & tiết diện tương ứng; điểm 0 mô men 5kNm 20kN/m 10kN 15kN/m 3m 1m 1m 2m 1m 1m [ĐA: Mmax = 60.625 kNm ] Bài tập 2. Vẽ biểu đồ nội lực trong hệ. Xác định giá trị mô men uốn lớn nhất & tiết diện tương ứng; điểm 0 mô men
  • 39.
    10kN 4kN/m 16kNA6060 0 B B 1m 1m 2m 1m [ĐA: Abs. Mmax = 22.034kNm vị trí cách gối bên trái 3.15m] The contents in this slide are copied and reproduced for education only 1m Bài tập 3. Vẽ biểu đồ nội lực trong hệ. Xác định giá trị mô men uốn lớn nhất & tiết diện tương ứng; điểm 0 mô men 25kN/m 10kN/m 10kNm A 1m 1m 3m
  • 40.
    B 2m [ĐA : điểm0 mô men cách gối bên phải = 0.375m] 50kN The contents in this slide are copied and reproduced for education only Bài tập 4. Vẽ biểu đồ nội lực trong hệ. Xác định giá trị mô men uốn lớn nhất & tiết diện tương ứng; điểm 0 mô men 8kN 4kN/m 4kN/m 16kN 8kN A B 2m 2m 2m 2m [ĐA : điểm không mô men ở giữa nhịp] The contents in this slide are copied and reproduced for education only
  • 41.
    Bài tập 5.Vẽ biểu đồ nội lực trong hệ. Xác định giá trị lớn nhất của mô men âm và mô men dương & tiết diện tương ứng; vị trí điểm 0 mô men 4kN/m 2kN/m 2kN/m A B 2m 6m [ĐA: Max. mô men dương tại tiết diện cách gối trái 2.89 m; giá trị = 37.57 kNm ] The contents in this slide are copied and reproduced for education only Bài tập 6. Vẽ biểu đồ lực cắt & mô men uốn. Xác định vị trí lực cắt & mô men uốn lớn nhất
  • 42.
    10kN 2kN/m 20kN B A 1m 1m 1m 5kN Thecontents in this slide are copied and reproduced for education only Bài tập 7. Vẽ biểu đồ nội lực trong hệ. Xác định giá trị lớn nhất của mô men âm và mô men dương & tiết diện tương ứng; vị trí điểm 0 mô men 200N 30N/m 100N A B 4m [ĐA: Max. mô men âm = 735 kNm]
  • 43.
    3m 4m The contents inthis slide are copied and reproduced for education only Bài tập 8. Vẽ biểu đồ nội lực trong hệ. Xác định giá trị lớn nhất của mô men âm và mô men dương & tiết diện tương ứng; lực cắt lớn nhất 10kN 0.5m 8kN 5kN [ĐA : Max. lực cắt = 20.5kN, Max mô men = 71kNm] 5kN 300 B A 2m 2m 2m The contents in this slide are copied and reproduced for education only 600
  • 44.
    VM-81 Bài tập 9.Vẽ biểu đồ nội lực trong hệ. Xác định giá trị lớn nhất của mô men âm và mô men dương, lực cắt & tiết diện tương ứng; vị trí điểm 0 mô men 14kN 40kN/m 20kN/m [ĐA : Max. mô men dương = 49.06 kNm B 2m 10kNm 1m A 4m The contents in this slide are copied and reproduced for education only Bài tập 10. Vẽ biểu đồ nội lực trong hệ. Xác định giá trị lớn nhất của mô men âm và mô men dương & tiết diện tương ứng; vị trí điểm 0 mô men 0.5m 24kN
  • 45.
    6kN/m 4kN/m 1m 1m 3m2m 3m [ĐA: Max. mô men dương = 41.0 kNm The contents in this slide are copied and reproduced for education only ĐẠI HỌC XÂY DỰNG 02 ....... ..... ..... .... ..... .... ....... ....... ..... ..... .... ..... .... ....... . D ....... ..... ..... .... ..... .... ....... ...... ....... ........ ........ .... ....... .. .... . ....... ..... ....... ....... ..... ...... ....... ....... ..... .....
  • 46.