Giáo trình cơ học kết cấu 1

PGS. TS. ĐỖ KIẾN QUỐC KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG BÀI GIẢNG CƠ HỌC KẾT CẤU  Định nghiã: Cơ họckếtcấu (CHKC) là môn khoa họcLýthuyết –Thực nghiệm trình bày các phương pháp tính toán kếtcấuvềđộbền, độ cứng và độ ổn định do các nguyên nhân khác nhau: tảitrọng, nhiệt độ, lún, chế tạo không chính xác. 1. KHÁI NIỆM MÔN HỌC MỞ ĐẦU 2  Phương pháp nghiên cứu: Lý thuyết–Thựcnghiệm:  Lý thuyết (LT): dự báo khả năng làm việccủakếtcấu.  Thực nghiệm (TN): phát hiệntínhchấtvậtliệuvàkiểm tra lý thuyết. 1. KHÁI NIỆM MÔN HỌC (TT) MỞ ĐẦU 3 TN LT LT LT Cơ sở xây dựng lý thuyết Kiểmtralý thuyết  Nhiệmvụ chủ yếu: Xây dựng các phương pháp tính toán nộilực, làm cơ sởđểkiểm tra các điềukiệnbền, cứng và ổn định (hiện đại: tuổithọ, độ tin cậy). 1. KHÁI NIỆM MÔN HỌC (TT) MỞ ĐẦU 4  Vị trí môn học: Quá trình thiếtkế công trình bao gồm: 1. KHÁI NIỆM MÔN HỌC (TT) MỞ ĐẦU 5 Tính nội lực Tính tiết diện Kiểm tra bền, cứng, ổn định CHKC & chuyên môn CHKC Chuyên môn CHKC & chuyên môn Khâu khó khăn và quan trọng nhất Sơ đồ kết cấu  Sơđồtính = Sơđồcông trình + các giả thiết đơn giản hoá. 2. SƠ ĐỒ TÍNH CỦA CÔNG TRÌNH MỞ ĐẦU 6 E, A, I  Các giả thiếtgồm: - Thay thanh bằng trục thanh; bản& vỏ bằng mặt trung gian. -Tiếtdiện → E, A, I -Liênkết → Lý tưởng (không ma sát, cứng, đàn hồi…). -Tảitrọng đưavề trục thanh. - Thêm giả thiếtphụ nếucần(nútkhớp, tường gạch, sàn bêtông…). 2. SƠ ĐỒ TÍNH CỦA CÔNG TRÌNH MỞ ĐẦU 7 E, A, I  Lưuý: Lựcchọnsơđồtính cầnphảnánhtốtsự làm việccủa công trình thật và phù hợpvớikhả năng tính toán. 2. SƠ ĐỒ TÍNH CỦA CÔNG TRÌNH (TT) MỞ ĐẦU 8 E, A, I Hình 1 3. PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH MỞ ĐẦU 9 c) Khung d) Vòm a) Dầm b) Dàn  Theo sơđồtính: 3. PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH (TT) MỞ ĐẦU 10 Theo sơđồtính (tt): Hệ phẳng: cấukiệnvàlực đềunằmtrongmặt phẳng. Hệ không gian: Không phẳng Trong thựctế chủ yếulàhệ không gian: dầm trực giao, dàn không gian, kếtcấutấmvỏ …thí dụ: nhà cao tầng, cầu, dàn khoang…Nhiềubài toán không gian khi tính toán được đưavề sơ đồ hệ phẳng. 3. PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH (TT) MỞ ĐẦU 11 Theo phương pháp tính nộilực ¾Phương pháp lực: Hệ tĩnh định: chỉ dùng phương trình cân bằng là đủ để tìm nộilực. Hệ siêu tĩnh: phảibổ sung điềukiệnhìnhhọc (chuyểnvị, biếndạng) 3. PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH (TT) MỞ ĐẦU 12 Theo phương pháp tính nộilực (tt) ¾Phương pháp chuyểnvị:  Hệ xác định động: xác định đượcbiếndạng củacác phầntử thuộchệ chỉ từđiềukiện động họckhihệ bị chuyểnvị cưỡng bức.  Hệ siêu động: khi hệ chịuchuyểnvị cưỡng bức, nếuchỉ dùng điềukiện động học (hình học) thì không đủ xác định biếndạng củacácphầntử. ∆ a) Hệ xác định động ∆ b) Hệ siêu động Tảitrọng: Gây ra nộilực, chuyểnvị cho mọihệ. Mộtsố cách phân loại:  Theo vị trí : bất động di động  Theo tính chấttácdụng: tĩnh: gia tốcnhỏ, bỏ qua lực quán tính khi xét cầnbằng. động: phải xét đếnlực quán tính trong phương trình cân bằng.  Theo khả năng nhậnbiết: tiền định: P = P(t) ngẫu nhiên: chỉ biếttheo qui luật xác suất 4. CÁC NGUYÊN NHÂN GÂY NỘI LỰC VÀ CHUYỂN VỊ MỞ ĐẦU 13 Nhiệt độ Lún Hai nguyên nhân này gây nộilực, chuyểnvị trong hệ siêu tĩnh, nhưng chỉ gây chuyểnvị trong hệ tĩnh định. 4. CÁC NGUYÊN NHÂN GÂY NỘI LỰC VÀ CHUYỂN VỊ (TT) MỞ ĐẦU 14  Các giả thiếtnhằm đơngiản hoá tính toán: 1- Vậtliệu đàn hồituântheođịnh luật Hooke. 5. CÁC GIẢ THIẾT VÀ NGUYÊN LÝ CỘNG TÁC DỤNG MỞ ĐẦU 15 σ ε Các giả thiếtnhằm đơngiản hoá tính toán (tt): 5. CÁC GIẢ THIẾT VÀ NGUYÊN LÝ CỘNG TÁC DỤNG MỞ ĐẦU 16 2- Biếndạng và chuyểnvị bé (được dùng như khái niệm vô cùng bé trong toán học). Cho phép dùng sơđồkhông biếndạng. Dùng được các xấpxỉ: sinϕ≈tanϕ≈ϕ, cosϕ = 1 …… Từđódẫntới nguyên lí cộng tác dụng: P 1 P 2 ∆ P 1 ∆ 1 P 2 ∆ 2 = + Hình 5 ∆(P 1 , P 2 ) = ∆(P 1 ) + ∆(P 2 ) 3. PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH MỞ ĐẦU 17 3. PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH MỞ ĐẦU 18 3. PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH MỞ ĐẦU 19 3. PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH MỞ ĐẦU 20 [...]... LIÊN KẾT Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 13 1. 2 CÁC LOẠI LIÊN KẾT Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 14 1. 2 CÁC LOẠI LIÊN KẾT Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 15 1. 2 CÁC LOẠI LIÊN KẾT Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 16 1. 2 CÁC LOẠI LIÊN KẾT Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 17 1. 3 NỐI CÁC MIẾNG CỨNG THÀNH HỆ BBH 1 Điều kiện cần: Là điền kiện về số lượng liên kết để... mặt liên kết p=D -1 p – độ phức tạp của khớp tương đương số khớp đơn giản D – số miếng cứng nối vào khớp K Mục đích: qui đổi tất cả liên kết đã dùng trong hệ thanh thành số liên kết thanh tương đương A K C B Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng = A K 2 K1 C B 10 1. 2 CÁC LOẠI LIÊN KẾT Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 11 1. 2 CÁC LOẠI LIÊN KẾT Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 12 1. 2 CÁC... thẳng, 1 góc xoay) Hệ BBH là hệ có BTD bằng 0, hệ BH có BTD khác 0 Vì vậy, khái niệm BTD có thể dùng để k/s cấu tạo hình học Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 6 1. 2 CÁC LOẠI LIÊN KẾT (TT) 1 Liên kết đơn giản Liên kết thanh: là thanh có khớp 2 đầu Tương đương liên kết thanh Tính chất: khử 1 bậc tự do, phát sinh 1 phản lực (nối 2 khớp) 1 m/c có 2 khớp thì tương đương 1 liên kết thanh Chương 1: Cấu. .. PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH MỞ ĐẦU 33 3 PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH MỞ ĐẦU 34 3 PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH MỞ ĐẦU 35 3 PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH MỞ ĐẦU 36 3 PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH MỞ ĐẦU 37 3 PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH MỞ ĐẦU 38 3 PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH MỞ ĐẦU 39 3 PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH MỞ ĐẦU 40 BÀI GIẢNG CƠ HỌC KẾT CẤU CHƯƠNG 1 PGS TS ĐỖ KIẾN QUỐC KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG 1. 1 CÁC KHÁI NIỆM 1 Hệ bất biến hình (BBH) Định nghĩa: Hệ BBH là... CÔNG TRÌNH MỞ ĐẦU 21 3 PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH MỞ ĐẦU 22 3 PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH MỞ ĐẦU 23 3 PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH MỞ ĐẦU 24 3 PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH MỞ ĐẦU 25 3 PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH MỞ ĐẦU 26 3 PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH MỞ ĐẦU 27 3 PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH MỞ ĐẦU 28 3 PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH MỞ ĐẦU 29 3 PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH MỞ ĐẦU 30 3 PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH MỞ ĐẦU 31 3 PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH MỞ ĐẦU 32 3 PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH... 18 1. 3 NỐI CÁC MIẾNG CỨNG THÀNH HỆ BBH (TT) 1 Điều kiện cần (tt): b) Hệ nối đất Hệ có D miếng cứng nối với đất bằng C thanh (qui đổi) − Số BTD = 3D − Số liên kết qui đổi: LK = T + 2K + C Hiệu số: n = T + 2K + C – 3D n < 0 : không đủ liên kết → BH Phải xét thêm điều n = 0 : đủ liên kết kiện đủ để kết luận n > 0 : dư liên kết Qui đổi liên kết thanh : 1 2 3 Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 19 1. 3... BHTT: không tốt) e) BHTT Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng f) BHTT 25 BÀI GIẢNG CƠ HỌC KẾT CẤU CHƯƠNG 2 PGS TS ĐỖ KIẾN QUỐC KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG 2 .1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA HỆ KẾT CẤU 1 Hệ đơn giản Hệ dầm: thanh thẳng, chịu uốn là chủ yếu (thường N = 0) Chương 2: Xác định nội lực do tải trọng bất động 2 2 .1 PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC ĐIỂM CHỊU LỰC CỦA HỆ KẾT CẤU 1 Hệ đơn giản Hệ dầm: Chương 2:... hình học của hệ phẳng 7 1. 2 CÁC LOẠI LIÊN KẾT 1 Liên kết đơn giản (tt) Liên kết khớp: Tính chất: khử 2 BTD, phát sinh 2 thành phần phản lực theo 2 phương xác định Về mặt động học, 1 khớp tương đương với 2 liên kết thanh Giao của 2 thanh tương đương với khớp giả tạo Vị trí của khớp giả tạo K thay đổi khi B dịch chuyển so với A → khớp tức thời Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 8 1. 2 CÁC LOẠI LIÊN KẾT... chất hình học của 1 hệ phẳng dễ dàng hơn (chỉ quan tâm tính chất cứng, không quan tâm cấu tạo chi tiết) Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 5 1. 1 CÁC KHÁI NIỆM (TT) 5 Bậc tự do (BTD) - Bậc tự do của 1 hệ là số thông số độc lập đủ xác định vị trí 1 hệ so với mốc cố định - Bậc tự do cuả 1 hệ là số chuyển vị khả dĩ độc lập so với mốc cố định Trong mặt phẳng, 1 điểm có 2 BTD (2 chuyển vị thẳng), 1 m/c... 8 1. 2 CÁC LOẠI LIÊN KẾT 1 Liên kết đơn giản (tt) Liên kết hàn: Nối cứng 2 miếng cứng với nhau thanh 1 miếng cứng lớn Để đơn giản việc khảo sát cấu tạo hình học, nên gom lại ít số miếng cứng nhất và chỉ nên quan niệm liên kết chỉ gồm thanh và khớp Vì vậy phần sau sẽ không bàn đến liên kết hàn nữa vì chỉ làm phức tạp Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 9 1. 2 CÁC LOẠI LIÊN KẾT 2 Khớp phức tạp Là khớp . QUỐC KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG BÀI GIẢNG CƠ HỌC KẾT CẤU  Định nghiã: Cơ họckếtcấu (CHKC) là môn khoa họcLýthuyết –Thực nghiệm trình bày các phương pháp tính toán kếtcấuvềđộbền, độ cứng và độ ổn định. dụng: P 1 P 2 ∆ P 1 ∆ 1 P 2 ∆ 2 = + Hình 5 ∆(P 1 , P 2 ) = ∆(P 1 ) + ∆(P 2 ) 3. PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH MỞ ĐẦU 17 3. PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH MỞ ĐẦU 18 3. PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH MỞ ĐẦU 19 3. PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH MỞ. ổn định (hiện đại: tuổithọ, độ tin cậy). 1. KHÁI NIỆM MÔN HỌC (TT) MỞ ĐẦU 4  Vị trí môn học: Quá trình thiếtkế công trình bao gồm: 1. KHÁI NIỆM MÔN HỌC (TT) MỞ ĐẦU 5 Tính nội lực Tính tiết diện Kiểm