Bài giảng Cơ học kết cấu: Chương 1 - Trường Đại học Duy Tân

Bài giảng Cơ học kết cấu: Chương 1 - Đại cương về cơ học kết cấu được biên soạn bao gồm các nội dung chính sau: Đối tượng và nhiệm vụ môn học; Phương pháp nghiên cứu; Phân loại công trình; Các nguyên nhân gây ra nội lực; Các giả thiết tính toán - Nguyên lý công tác dụng. Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng!

12/01/2021 1.1 ĐỐI TƯỢNG VÀ NHIỆM VỤ CỦA CƠ HỌC KẾT CẤU 1.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.3 PHÂN LOẠI CƠNG TRÌNH 1.4 CÁC NGUN NHÂN GÂY RA NỘI LỰC 1.5 CÁC GIẢ THIẾT TÍNH TỐN- NGUN LÝ CỘNG TÁC DỤNG 1.1.1 Định nghĩa 1.1.2 Nhiệm vụ học kết cấu Cơ học kết cấu môn khoa học thực nghiệm nghiên cứu cách tính cơng trình chịu tác dụng nguyên nhân: tải trọng, thay đổi nhiệt độ chuyển vị cưỡng gối tựa …theo độ bền, độ cứng, độ ổn định 12/01/2021 Theo sức bền vật liệu, điều kiện cần bảo đảm: Độ bền Kéo (nén) tâm Xoắn N    A    Mz    WP  max     max   max  Độ cứng Uốn ngang M phẳng  max  x    Wx Độ ổn định  max  N    n A f max   f  So sánh Sức bền vật liệu Cơ học kết cấu Giống nhau: Cùng nội dung nghiên cứu: độ bền, độ cứng độ ổn định Khác nhau: Sức bền vật liệu Cơ học kết cấu Nghiên cứu cấu Nghiên cứu tồn cơng trình gồm kiện riêng lẻ: cột, dầm, nhiều cấu kiện riêng lẻ liên kết với tạo thành kết cấu có khả chịu lực nghiên cứu phương pháp tính tốn kết cấu Nhiệm vụ chủ yếu học kết cấu xác định nội lực chuyển vị cơng trình Hai tốn Bài toán kiểm tra Bài toán thiết kế Cho hình dạng, kích thước ngun nhân tác dụng lên cơng trình Cho ngun nhân tác dụng lên cơng trình u cầu xác định nội lực, biến dạng hệ Yêu cầu xác định nội lực, chọn kích thước tiết diện cấu kiện 12/01/2021 1.2.1 Giới thiệu 1.2.2 Sơ đồ cơng trình 1.2.3 Sơ đồ tính Buji Tower in Dubai cao 800m 12/01/2021 Tháp thiên niên kỷ, Busan – Hàn Quốc cao 560m Tháp Taipei Đài Bắc 101 cao 509m Tháp đôi Petronas – Malaysia cao 452m 12/01/2021 T h p T a i p e i Đ i B ắ c 1 T h p đ ô i P e t r o n a s Trung tâm tài Thượng Hải – Trung Quốc cao 492m T h p T a i p e i Đ i B ắ c 1 T h p đ ô i P e t r o n a s Tháp Sears - Chicago, Mỹ cao 442m T h p T a i p e i Đ i B ắ c 1 T h p đ ô i P e t r o n a s Tháp Jin Mao Thượng Hải - Trung Quốc cao 421m 12/01/2021 T h p T a i p e i Đ i B ắ c 1 T h p đ ô i P e t r o n a s Trung tâm tài quốc tế - Hồng Kông cao 415m T h p T a i p e i Đ i B ắ c 1 T h p đ ô i P e t r o n a s Plaza CITIC - Quảng Châu- Trung Quốc cao 391m Tháp Shun Hing – Thâm Quyến - Trung Quốc cao 384m 12/01/2021 Sơ đồ chiều cao tòa nhà chọc trời Sân vận động tổ chim – Bắc Kinh - Trung Quốc 12/01/2021 Sân vận động tổ chim – Bắc Kinh - Trung Quốc Sân vận động lượng mặt trời World Games – Đài Loan - Khi xác định nội lực cơng trình, kể đến cách xác đầy đủ yếu tố hình học cấu kiện tốn phức tạp - Cơ học kết cấu dùng phương pháp trừu tượng khoa học để thay cơng trình thực sơ đồ tính - Sơ đồ tính cơng trình hình ảnh đơn giản hóa mà đảm bảo làm việc thực tế cơng trình Để đưa cơng trình thực sơ đồ tính ta thực theo trình tự sau: Cơng trình thực Sơ đồ cơng trình Sơ đồ tính 12/01/2021 - Thay trục - Thay mỏng mặt trung gian( mặt trung gian mặt phẳng chia bề dày mỏng thành hai phần nhau) - Thay tiết diện đại lượng đặc trưng diện tích A, mơmen qn tính I, - Thay thiết bị tựa liên kết tựa lý tưởng( khơng có ma sát) - Đưa tải trọng tác dụng bề mặt cấu kiện trục cấu kiện - Bằng cách loại bỏ thêm số tính chất đóng vai trị thứ yếu làm việc cơng trình Việc lựa chọn sơ đồ tính ảnh hưởng lớn đến tính tốn cơng trình P1 P2 12/01/2021 CƠNG TRÌNH THỰC 1.3.1 Theo sơ đồ tính 1.3.2 Theo phương pháp tính 1.3.3 Theo khả thay đổi hình học 1.3.4 Theo kích thước cấu kiện 1.3.1.1 Hệ phẳng:  Tất cấu kiện tải trọng tác dụng nằm mặt phẳng chứa trục 10 12/01/2021 1.3.1.2 Hệ không gian:  Các cấu kiện không nằm mặt phẳng nằm mặt phẳng tải trọng tác dụng mặt phẳng cơng trình 1.3.2.1 Hệ tĩnh định:  Là hệ chịu tải trọng phương trình cân tĩnh học ta xác định tất phản lực nội lực hệ 1.3.2.2 Hệ siêu tĩnh:  Là hệ chịu tải trọng phương trình cân tĩnh học ta xác định tất phản lực nội lực hệ 11 12/01/2021 1.3.3.1 Hệ bất biến hình (BBH)  Xem tuyệt đối cứng 1.3.3.2 Hệ biến hình tức thời: (BHTT)  Thay đổi hình dạng nhỏ 1.3.3.3.Hệ biến hình:(HBH)  Khi chịu nghuyên nhân bên ngồi hệ thay đổi hình dạng cách hữu hạn 1.3.4.1 Thanh  Hệ có kích thước chiều lớn, chiều cịn lại có kích thước nhỏ nhiều 1.3.4.2 Bản (tấm)  Hệ có kích thước chiều lớn, chiều cịn lại có kích thước nhỏ nhiều 1.3.4.3 Khối Hệ có kích thước chiều 1.4.1 Tải trọng 1.4.2 Sự thay đổi nhiệt độ 1.4.3 Sự chuyển vị cưỡng liên kết tựa, công nghệ chế tạo… 12 12/01/2021 Tải trọng gây phản lực, nội lực, biến dạng chuyển vị hệ tĩnh định hệ siêu tĩnh 1.4.1.1 Phân loại theo thời gian tác dụng:  Tải trọng lâu dài (tĩnh tải): Là tải trọng tác dụng suốt q trình làm việc cơng trình.( tải trọng cơng trình sụp đổ)  Tải trọng tạm thời (hoạt tải): Là tải trọng tác dụng thời gian ngắn so với toàn thời gian làm việc cơng trình Tải trọng gây phản lực, nội lực, biến dạng chuyển vị hệ tĩnh định hệ siêu tĩnh 1.4.1.2 Phân loại theo vị trí tác dụng:  Tải trọng bất động : Là tải trọng có vị trí khơng thay đổi q trình làm việc cơng trình  Tải trọng di động: Là tải trọng có vị trí thay đổi cơng trình Tải trọng gây phản lực, nội lực, biến dạng chuyển vị hệ tĩnh định hệ siêu tĩnh 1.4.1.3 Phân loại theo tính chất tác dụng:  Tải trọng tác dụng tĩnh: Là tải trọng tác dụng cách nhịp nhàng, từ từ, tăng dần lên giá trị cuối  Tải trọng tác dụng động: Là tải trọng tác dụng lên cơng trình gây lực qn tính 13 12/01/2021  Hệ tĩnh định: Không gây phản lực nội lực, gây biến dạng chuyển vị Hệ siêu tĩnh: Gây phản lực, nội lực, biến dạng chuyển vị  Hệ tĩnh định: Không gây phản lực nội lực, gây biến dạng chuyển vị Hệ siêu tĩnh: Gây phản lực, nội lực, biến dạng chuyển vị 1.5.1 Giả thiết 1.5.2 Giả thiết 1.5.3 Nguyên lý cộng tác dụng 14 12/01/2021 Vật liệu có tính chất đàn hồi tuyệt đối tuân theo định luật Húc (quan hệ ứng suất biến dạng, lực chuyển vị bậc nhất) Biến dạng chuyển vị hệ nhỏ (do tính tốn xem cơng trình khơng có biến dạng chuyển vị) Một đại lượng nghiên cứu (phản lực, nội lực, chuyển vị ) số nguyên nhân (tải trọng, thay đổi nhiệt độ ) đồng thời tác dụng tổng giá trị thành phần đại lượng nguyên nhân tác dụng riêng lẻ gây 15 12/01/2021 ÁP DỤNG NGUYÊN LÝ CỘNG TÁC DỤNG XA1 A B YA1 XA2 YB1 YA2 YB2 XA3 YA3 YB3 16 ... đến tính tốn cơng trình P1 P2 12 / 01/ 20 21 CƠNG TRÌNH THỰC 1. 3 .1 Theo sơ đồ tính 1. 3.2 Theo phương pháp tính 1. 3.3 Theo khả thay đổi hình học 1. 3.4 Theo kích thước cấu kiện 1. 3 .1. 1 Hệ phẳng: ... phức tạp - Cơ học kết cấu dùng phương pháp trừu tượng khoa học để thay cơng trình thực sơ đồ tính - Sơ đồ tính cơng trình hình ảnh đơn giản hóa mà đảm bảo làm việc thực tế cơng trình Để đưa cơng... trình cân tĩnh học ta xác định tất phản lực nội lực hệ 1. 3.2.2 Hệ siêu tĩnh:  Là hệ chịu tải trọng phương trình cân tĩnh học ta xác định tất phản lực nội lực hệ 11 12 / 01/ 20 21 1.3.3 .1 Hệ bất biến