| Chương l -
PHAN TICH CAU TAO HiNH HOC CUA
KET CAU PHANG
1.1 TOM TAT LY THUYET
Két cau công trình xây dựng thường được cấu tạo bởi nhiều vật thê đàn hỏi nối
-với nhau để cùng chịu được các nguyên nhân tác dụng Một kết cầu có khả năng chịu được lực hay không là do cấu tạo hình học (cách nối) của nó quyết định -
Một kết câu được cho là không biến dạng hình học sẽ phải thỏa mãn hai điều
kiện như sau: - | Sb a | "¬¬
1.1.1 Điều kiện cần |
Kết cầu phải có đủ hoặc thừa liên kết, tức là số bac tr do W <0." | - _ Đối với một kết cấu nói chung, thì bậc tự do được tính như sau:
| W =3T-2.K-L-I, |
Trong đó: 7 : số tắm cứng,
ˆK: số khớp đơn,
L : số liên kết đơn,
L: số liên kết đơn nối với nền móng '
Khi kết cấu không nối với nền móng thì có thể tính theo cơng thức sau:
| W =3T-2.K-L-3 oo |
- Péi voi két cấu là hệ dàn, bậc tự do được tính theo công thức sau:
W =2.D-L-L,
Trong đó: D : số tiết điểm của dàn,
L: số thanh trong dàn, :
DL: sé lién két don nối với nền móng
Khi kết cấu dàn không nối với nền móng thì: W =2.D- L~3
BT CHKC * 7
Trang 2
1.1.2 Điều kiện đú
Các bộ phận trong kết cấu liên kết với nhau cần được bố trí hợp lý, phù hợp với
các quy luật cấu tạo hình học của kết cau phẳng Có ba a quy luật cầu tạo hình học của kết cầu phang nhu sau: : |
1 Qui luật 1: Hai tâm cứng nối với nhau bằng ba liên kết thanh đơn khơng
sóng song, khơng đồng qui tạo thành một hệ khơng biến dạng hình học
2 Qui luật 2: Ba tắm cứng nối với nhau bằng ba khớp không cùng nằm trên
, | > z
một đường thăng tạo thành một hệ khơng biên dạng hình học
3 Qui luật 3: Một điểm nối vào một tắm cứng băng hai liên kết thanh đơn
không cùng, trên một đường thắng tạo thành hệ mới khơng biến dạng
hình hoc | 1.1.3 Trình tự giải bài tốn: Phân tích cấu tạo hình học của kết cầu phẳng
Bước II: Tính bậc tự do của kết cấu
_ Néu W >0: Kết cầu thiếu liên kết => kết cầu biến dạng hình học - Nếu W =0: Kết cầu đủ liên kết |
- Néu W <0: Két cấu thừa liên kết
Khi kết cầu có đủ hoặc thừa liên kết Đây là điều kiện cần để kết cầu khơng biển dạng hình học Điều kiện đủ là kết cấu phải thỏa mãn quy luật cấu tạo
hình học của kết cấu
Bước 2: Phân tích cấu tạo củả kết cầu theo các quy luật cầu tạo kết cau
- Néu két cau thỏa mãn quy luật câu tạo kết câu => két câu không biên dạng '
ch học
~ Nếu kết cấu không thỏa mãn quy luật cầu tạo kết cầu => kết cấu biến dạng
hình học
1.2 CAU HOI ON TẬP
1 Mục đích của việc phân tích cấu tạo hình học của kết cấu?
2 Thế nào là hệ không biến dạng hình học, hệ biến dạng hình học và hệ biến dạng tức thời? Ứng dụng của các hệ đó trong xây đựng?
3 Bậc tự do của kết cấu là gì? Nêu cách tính số bậc tự do?
4 Các quy luật.cấu tạo hình học của kết câu phẳng? |
Điều kiện cần và đủ dé kết cầu không bị biến đạng hình học là gì? 8 * BT CHKC
ee
Trang 3
1.3 VI DU PHAN TICH CAU TAO HINH HOC CUA KET CAU Ví dụ 1.1 Phân tích cầu tạo hình học của hệ sau:
rN wW B Só oO T— % — ® 4 ® t % — ® Pe % +— Điều kiện cần:
Do hệ là khung có nỗi với nền móng nên số bậc tự do của hệ được xác định
như sau: |
_W=3T-2.K-L-L,
Cáchl: W=3.4-2.3-0—6=0 (tính đủ liên kết)
Cách 2: W=3.4-2.1I-0-4=0(Coi thanh AB và DE la liên kết đơn nỗi với nên móng) |
Chú ý: có nhiều cách dé tinh bac tự do, điều này phụ thuộc vào một số quy ước
như sau:
- _ Một tắm cứng có hai đầu khớp tương đương với 01 liên kết.đơn
- _ Hai liên kết đơn giao nhau tạo nên 01 khớp
Trang 4
- Coi nên móng là một tắm cứng cô định ï,
- Ta phan tích 3 tắm cứng J, BGC va CHD ndi với nhau bởi 3 khớp đơn /,
C, 2 (coi các thanh 4B và DE là các liên kết đơn)
* Nếu ¿#0 thì 3 khớp 1€ 2 không thẳng hàng —> kết cấu có đủ
| - liên kết và không biến hình
®- Nếu b=0 thì 3 khớp 1, €, 2 thẳng hàng => két cấu có đủ liên kết
| nhưng biến hình tức thời ,
Kết luận: Kết cầu đủ liên kết và khơng biến hình (nếu b #0 ` có thê phù hợp thiết kế chịu lực
Kết cấu đủ liên kết và biến hình (nếu ö = 0)
Vi du 1.2 Phan tích cầu tạo hình học của hệ sau:
12 17 — 10 9 8 7 ©( ^ On LPI _
Điều kiện can:
Do hé la hệ dàn có nói với nên móng, bậc tự do của hệ được xác định như s sau:
| W=2.D—L—L, =2.12~24~4= ~4 (thừa 4 liên kết đơn)
> Diéu kiện đủ:
- Theo quy luật phát triển tâm cứng thi nên móng phát triển đến nút 2 và nút 5 tạo thành tắm cứng thứ 7, tam cimg J7 bao gôm các thanh giới hạn
bởi các nút 1, 2, 3, 10, 11, 12 va tam cứng //J bao gom cac thanh duoc
giới hạn bởi các nút 4, 5, 6, 7, 8, 9 | 7 | |
- Coi tim cimg JJ và tấm cứng /// được nói với nhau bởi 3 liên kết đơn là
10- 9, 3-4 va 2-5 (lién két don 2-5 hinh thanh do tam cứng 7 có 2
dau khớp 2 và 5) song song với nhau nên kết cầu biến hình 10* BT CHKC
Trang 5
- _ Hoặc có thé coi 3 tắm cứng ï, /ƒ, va IIT lién két voi nhau bởi 3 khép 1, 5,
13 (khép 13 tao thanh bdi 2 lién két 10-9, 3-4 song song giao nhau ở vô cùng) thăng hàng nên kết cấu biến hình „
Kết luận: Kết câu biến hình => hé này không được thiết kế để chịu lực
Vi du 1.3 Phan tích cấu tạo hình học của hệ sau
Điều kiện cần:
Đây là hệ có nối với nền móng - _ Cách 1: nếu coi là hệ khung dầm
W=3T-2.K—-L-L, =3.6—2.7-0-3=1 |
- _ Cách 2: nếu coi là hệ dàn CC
W =2.D-L-L, =2.5-6-3=1
Kết luận: do thiếu liên kết nên hệ biến dạng hình học 1.4 BÀI TẬP
| Phân tích cầu tạo hình học của các hệ sau:
Bài 1.1
>> ® >< 6 > >< 9 `