Microsoft Word Giáo trình CÆ¡ xây dá»±ng chá»›nh sá»�a 2020 1 ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH AN GIANG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ AN GIANG GIÁO TRÌNH CƠ XÂY DỰNG NGÀNH KỸ THUẬT XÂY DỰNG Trình độ Cao đẳng (Ban hành[.]
ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH AN GIANG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ AN GIANG GIÁO TRÌNH CƠ XÂY DỰNG NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG Trình độ: Cao đẳng (Ban hành theo Quyết định số: 568 /QĐ-CĐN ngày 21tháng năm 20 18 Hiệu trưởng trường Cao đẳng nghề An Giang) Năm ban hành: 2020 LỜI GIỚI THIỆU Môn học Cơ xây dựng môn học sở chương trình đào tạo nghề kỹ thuật xây dựng tất sở dạy nghề tồn quốc, có trường cao đẳng nghề An Giang Để thực tốt chương trình đào tạo BGH trường Cao đẳng nghề An Giang phê duyệt Đồng thời, nhằm giúp cho sinh viên có tài liệu để dễ dàng cho việc học tập Tập thể khoa Xây dựng tác giả biên soạn tài liệu Cơ xây dựng Đây tài liệu biên soạn sở Chương trình chi tiết mơn học tổng hợp kiến thức kinh nghiệm giảng dạy tác giả nhằm mang tính đọng, dễ hiểu, phù hợp với yêu cầu trình độ đào tạo Giáo trình đề cập đến số nội dung sau: - Chương 1: Các khái niệm học sức bền vật liệu - Chương 2: Đặc trưng hình học tiết diện - Chương 3: Kéo (nén) tâm - Chương 4: Uốn ngang phẳng - Chương 5: Dàn tĩnh định Mặc dù cố gắng song tránh khỏi thiếu sót định, tác giả mong nhận góp ý nội dung lẫn hình thức bạn đọc để tài liệu ngày hoàn thiện An Giang, ngày tháng năm 2020 GV Biên soạn Nguyễn Thị Cát Tường MỤC LỤC ĐỀ MỤC TRANG Lời giới thiệu Mục lục CHƯƠNG 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CƠ HỌC VÀ SỨC BỀN VẬT LIỆU I/ Các khái niệm học II/ Các khái niệm sức bền vật liệu Câu hỏi tập CHƯƠNG 2: ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA TIẾT DIỆN I/ Khái niệm II/ Mơ men tĩnh hình phẳng III/ Mơ men qn tính hình phẳng Bài tập 11 Câu hỏi tập 14 CHƯƠNG 3: KÉO (NÉN) ĐÚNG TÂM I/ Khái niệm kéo (nén) 16 II/ Lực dọc biểu đồ lực dọc 17 III/ Thí nghiệm kéo (nén) vật liệu 19 Bài tập 22 Câu hỏi tập 23 CHƯƠNG 4: UỐN NGANG PHẲNG I/ Khái niệm 25 II/ Nội lực dầm chịu uốn 26 III/ Điều kiện cường độ, ba toán 35 Bài tập 37 Câu hỏi tập CHƯƠNG 5: DÀN TĨNH ĐỊNH I/ Khái niệm, cấu tạo 38 II/ Tìm nội lực theo phương pháp tách nút 40 III/ Tìm nội lực theo phương pháp mặt cắt 40 Câu hỏi tập 42 Tài liệu tham khảo 46 Phụ lục 47 CHƯƠNG CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CƠ HỌC VÀ SỨC BỀN VẬT LIỆU Mục tiêu: - Nêu khái niệm Cơ học - Trình bày nội dung phương pháp mặt cắt Nội dung chính: I/ CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CƠ HỌC 1/ Lực trạng thái cân lực a/ Định nghĩa lực : Lực đại lượng đặc trưng cho tác dụng tương hỗ vật mà kết gây nên thay đổi trạng thái động học vật b/ Các yếu tố lực : - Điểm đặt : Đặt vật mà lực tác dụng vào vật - Phương lực : Biểu thị phương chuyển động mà lực gây cho lực, gọi giá lực - Chiều lực : Đặc trưng cho chiều chuyển động vật lực gây - Độ lớn lực : đơn vị N ( KN, ) c/ Biểu diễn lực : theo vector có điểm đặt điểm đặt lực, có phương phương lực, có chiều chiều lực có độ lớn lấy theo đơn vị lực d/ Trạng thái cân lực : Một hệ lực tác dụng lên vật rắn mà không làm thay đổi trạng thái chuyển động vật gọi hệ lực cân 2/ Hình chiếu lực lên hệ trục tọa độ a/ Cho lực F, hợp với phương OX góc , tìm hình chiếu lực trục Ox, Oy ( hình 1.1) Fx = ±F.cos ( N ) Fy = ±F.sin ( N ) y Fy F O Fx x Hình 1.1 - Mang dấu (+) từ điểm chiếu gốc đến điểm chiếu mút chiều dương trục - Mang dấu (–) trường hợp ngược lại Ví dụ 1: cho lực F có trị số =10N, hợp với phương Ox góc = 300, tìm Fx, Fy vẽ hình Giải: 10 N Fy F sin 30 10 N Fx F cos 30 Ví dụ 2: Cho Fx = 10N, Fy=-20N Tìm lực F vẽ hình Có Fx, Fy tìm ngược lại F Fx2 Fy2 Giải: F 10 20 500 10 N 3/ Momen lực 1điểm a/ Định nghĩa : momen lực điểm tích số trị số lực với cánh tay đòn lực điểm M O ( F ) F a O: tâm momen a : cánh tay đòn lực + Mang dấu (+) lực F có xu hướng làm vật quay quanh O ngược chiều kim đồng hồ + Mang dấu (-) ngược lại - Đơn vị momen N.m [Lực.chiều dài] F a o P1=10N A Hình 1.2 P2=30N B b/ Ví dụ 2m A B 2m 1.3) 4m hệ sau (hình Cho tính momen điểm Giải: Hình 1.3 M A 2 P1 P2 2.10 6.30 200 Nm II/ CÁC KHÁI NIỆM VỀ SỨC BỀN VẬT LIỆU 1/ Các giả thuyết môn sức bền vật liệu a/ Giả thuyết : Vật liệu có tính liên tục, đồng chất đẳng hướng b/ Giả thuyết : Giả thuyết vật liệu làm việc giai đoạn đàn hồi tính đàn hồi vật liệu xem tuyệt đối c/ Giả thuyết : Biến dạng vật thể ngoại lực gây xem bé 2/ Các khái niệm nội lực, ngoại lực a/ Khái niệm - Ngoại lực : ngoại lực bao gồm lực tác dụng từ bên phản lực liên kết Phân loại theo cách tác dụng ngoại lực : lực tập trung lực phân bố + Lực tập trung : lực tác dụng diện tích nhỏ + Lực phân bố : lực tác dụng chiều dài hay diện tích Ví dụ trọng lượng thân dầm phân bố chiều dài dầm, đơn vị N/m Ví dụ trọng lượng thân sàn phân bố chiều dài sàn, đơn vị N/m2 Phân loại theo tính chất tác dụng : có tải trọng tĩnh tải trọng động + Nội lực Trong vật thể có lực liên kết phần tử, có ngoại lực tác dụng, lực liên kết tăng lên để chống lại ngoại lực đó, độ tăng gọi nội lực Như : “nội lực xuất có ngoại lực tác dụng’’ b/ Phương pháp mặt cắt Để xét thành phần nội lực, ta sử dụng phương pháp mặt cắt Tưởng tượng dùng mặt phẳng cắt, cắt ngang vật thể, xuất thành phần nội lực Lực dọc : Nz Lực cắt : Qx,Qy Momen uốn : Mx,My Momen xoắn : Mz Do xét mặt phẳng lực tác dụng nên xét thành phần nội lực Nz, Mx, Qy Câu hỏi ôn tập, tập: 1/ Nội lực gì? Ngoại lực gì? Khi xuất nội lực kết cấu 2/ Phản lực có phải ngoại lực khơng? Tại 3/ Mô men lực điểm? Cách xác định? Quy ước dấu âm, dương? CHƯƠNG ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA TIẾT DIỆN Mục tiêu: - Xác định hệ trục quán tính trung tâm hình phẳng - Tính tốn mơ men qn tính hình phẳng Nội dung chính: I/ KHÁI NIỆM - Đặc trưng hình học gồm : tiết diện, momen tĩnh, momen quán tính, mo đun chống cắt P P x (a) Z Y X (b) Z Y Hình 2.1 (Phân tích khả chịu lực hình trên) II/ MOMEN TĨNH CỦA HÌNH PHẲNG - Momen tĩnh hình phẳng có diện tích F trục X, ký hiệu Sx - Momen tĩnh hình phẳng có diện tích F trục Y, ký hiệu Sx Sx y.dF yc F F Sy x.dF xc F F , đơn vị Sx, Sy [chiều dài]3, thường m3, cm3 Trong đó, xc, yc tọa độ trọng tâm C hình phẳng ( có mang dấu) Từ công thức trên, suy tọa độ trọng tâm SX yc F x SY c F , đơn vị cm, m Chú ý : hình phẳng có dạng phức tạp, chia hình nhiều hình đơn giản sau lấy tổng giá trị đại số hình III/ CÁC MOMEN QN TÍNH CỦA HÌNH PHẲNG 1/ Các định nghĩa momen quán tính - Momen quán tính hỉình phẳng có diện tích F trục Ox Jx - Momen qn tính hình phẳng có diện tích F trục Ox Jx - Momen qn tính ly tâm hình phẳng có diện tích F Jxy Có : J X y dF F JY x dF F J xy.dF XY F đơn vị tính [chiều dài]4, thường m4, cm4 Chú ý : hình phẳng có dạng phức tạp, chia hình nhiều hình đơn giản sau lấy tổng giá trị đại số hình 2/ Trục quán tính trung tâm - Hệ trục quán tính ( hay gọi hệ trục ) hệ trục có Jxy =0 - Hệ trục có gốc trùng với trọng tâm C hình phẳng hệ trục quán tính trung tâm J XY S X SY Có : x h/ h h/ dF dy - Momen qn tính hình phẳng trục quan tính trung tâm gọi momen quán tính trung tâm 3/ Momen qn tính số hình đơn giản a/ Hình chữ nhật Cho hình chữ nhật có cạnh bxh, có XCY trục qn tính trung tâm ( hình 2.2) y Hình 2.2 b h/2 y3 2 J y dF y b dy b X F h / h/2 hb3 2 J x dF x b dy Y 12 F h / J XY xy.dF F h / h / b h3 h3 bh3 dy ( ) 8 12 b/ Hình tam giác: (hình 2.3) x h 3h C 2/ 3h dy y b Hình 2.3 Tương tự tính J X c/ Hình trịn: (hình 2.4) bh3 36 y x c D Hình 2.4 Tương tự có J X JY R4 0.05 D 4/ Momen quán tính với trục song song - Gọi trục XCY trục quán tính trung tâm hình 10 ... THIỆU Môn học Cơ xây dựng mơn học sở chương trình đào tạo nghề kỹ thuật xây dựng tất sở dạy nghề tồn quốc, có trường cao đẳng nghề An Giang Để thực tốt chương trình đào tạo BGH trường Cao đẳng nghề... viên có tài liệu để dễ dàng cho việc học tập Tập thể khoa Xây dựng tác giả biên soạn tài liệu Cơ xây dựng Đây tài liệu biên soạn sở Chương trình chi tiết môn học tổng hợp kiến thức kinh nghiệm giảng... CHƯƠNG CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CƠ HỌC VÀ SỨC BỀN VẬT LIỆU Mục tiêu: - Nêu khái niệm Cơ học - Trình bày nội dung phương pháp mặt cắt Nội dung chính: I/ CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CƠ HỌC 1/ Lực trạng