Giáo trình sức bền vật liệu 1 (ngành công nghệ kỹ thuật công trình xây dựng trình độ cao đẳng)

BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG XÂY DỤNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: SỨC BỀN VẬT LIỆU NGÀNH: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành theo định số… /QĐ-CĐXDTPHCM ngày … tháng … năm…… Trường Cao đẳng Xây dựng Thành phố Hồ Chí Minh TP Hồ Chí Minh, tháng 6/2023 GIÁO TRÌNH SỨC BỀN VẬT LIỆU BM.Cơ Xây dựng TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm Lưu hành nội i GIÁO TRÌNH SỨC BỀN VẬT LIỆU BM.Cơ Xây dựng LỜI NĨI ĐẦU Mơn Sức bền vật liệu mơn kỹ thuật sở trường xây dựng nói chung Hệ cao đẳng trường Cao đẳng xây dựng Thành phố Hồ Chí Minh nói riêng Nội dung chương trình xây dựng theo đề cương mơn học chương trình đào tạo Hệ cao đẳng ngành Cơng nghệ kỹ thuật Cơng trình Xây dựng Để kịp thời phục vụ tài liệu giảng dạy học tập sinh viên, Bộ môn Cơ xây dựng trường Cao đẳng xây dựng TPHCM tiến hành biên soạn giáo trình Sức bền vật liệu dựa theo đề cương ban hành Nội dung môn Sức bền vật liệu gồm chương: - Chương 1: Những khái niệm học - Chương 2: Những khái niệm sức bền vật liệu - Chương 3: Đặc trưng hình học tiết diện - Chương 4: Thanh chịu kéo (nén) tâm - Chương 5: Thanh chịu uốn phẳng Trong trình soạn thảo giáo trình, chúng tơi đưa nhiều ví dụ minh họa với nội dung đa dạng, phong phú, dễ hiểu, phù hợp với trình độ tiếp thu sinh viên Chúng tơi cám ơn đóng góp ý kiến từ đồng nghiệp Khoa xây dựng cán chuyên ngành từ doanh nghiệp Tuy cố gắng khơng tránh khỏi sai sót q trình biên soạn Chúng tơi mong nhận hổ trợ đóng góp đơng đảo bạn đọc để sách hoàn thiện nhằm đáp ứng nhu cầu giảng dạy giảng viên tài liệu học tập xác thực cho sinh viên Tham gia biên soạn Thạc sỹ Thái Ngọc Thịnh Thạc sỹ Hồ Thị Đoan Trang Thạc sỹ Nguyễn Phương Lan Thạc sỹ Lê Thị Lan Hương Lưu hành nội ii GIÁO TRÌNH SỨC BỀN VẬT LIỆU BM.Cơ Xây dựng MỤC LỤC GIÁO TRÌNH MƠN HỌC MỞ ĐẦU 13 CHƯƠNG NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CƠ HỌC 14 I Hệ tiên đề tĩnh học – Liên kết phản lực liên kết 14 Các khái niệm 14 Hệ tiên đề tĩnh học 16 Một số liên kết thường gặp 20 II Momen lực 22 Mô men lực điểm 22 Ngẫu lực – Momen ngẫu lực 24 III Hình chiếu lực lên hệ trục tọa độ 26 IV Điều kiện cân hệ lực phẳng 28 Thu gọn hệ lực phẳng: 28 Điều kiện cân hệ lực phẳng: 30 Các ví dụ: 33 V Bài toán cân hệ vật 40 Bài toán hệ vật: 40 Hai phương pháp giải toán hệ vật: 41 BÀI TẬP CHƯƠNG 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 CHƯƠNG 50 NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ SỨC BỀN VẬT LIỆU 50 I Những khái niệm ngoại lực, nội lực, ứng suất, biến dạng 50 Các giả thuyết vật liệu 50 Các khái niệm ngoại lực, nội lực phương pháp mặt cắt 54 Ứng suất biến dạng 61 II Nguyên lý độc lập tác dụng 63 BÀI TẬP CHƯƠNG 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 CHƯƠNG 67 Lưu hành nội GIÁO TRÌNH SỨC BỀN VẬT LIỆU BM.Cơ Xây dựng ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA MẶT CẮT NGANG 67 I Khái niệm 67 II Momen tĩnh – Trọng tâm 68 III Momen quán tính – Hệ trục quán tính trung tâm 71 IV Cơng thức chuyển trục momen qn tính 74 V Công thức xoay trục momen quán tính 75 VI Công thức momen kháng uốn bán khính quán tính 76 Momen kháng uốn 76 Bán kính quán tính 76 Một số ví dụ chương 77 BÀI TẬP CHƯƠNG 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO 85 CHƯƠNG THANH CHỊU KÉO (NÉN) ĐÚNG TÂM 86 I Khái niệm 86 Khái niệm kéo (nén) tâm 86 Lực dọc biểu đồ lực dọc 87 II Ứng suất Biến dạng 92 Ứng Suất Trên Mặt Cắt Ngang 93 Biến Dạng Của Thanh 96 III Đặc trưng học vật liệu 101 Thí nghiệm kéo thép CT3 102 Thí nghiệm kéo gang 103 Thí nghiệm nén thép CT3 103 Thí nghiệm nén gang: 104 IV Điều kiện bền toán 104 Các toán 106 V Bài toán siêu tĩnh 113 BÀI TẬP CHƯƠNG 115 TÀI LIỆU THAM KHẢO 116 CHƯƠNG I UỐN PHẲNG 117 Khái niệm 117 Lưu hành nội GIÁO TRÌNH SỨC BỀN VẬT LIỆU BM.Cơ Xây dựng Định nghĩa uốn phẳng 117 Gối tựa 118 II Nội lực – Phương pháp mặt cắt 119 Nội Lực 119 Phương pháp mặt cắt vẽ biểu đồ nội lực 122 Vẽ biểu đồ phương pháp nhận xét: 133 III Ứng suất pháp uốn phẳng 139 Ứng suất pháp uốn túy phẳng 139 Ứng suất pháp uốn ngang phẳng 143 IV Ứng suất tiếp uốn ngang phẳng 143 V Điều kiện cường độ toán 146 Phân tích trạng thái ứng suất – biến dạng 146 Điều kịên bền 147 Các toán 147 CÁC VÍ DỤ 148 BÀI TẬP CHƯƠNG 169 TÀI LIỆU THAM KHẢO 170 Lưu hành nội GIÁO TRÌNH SỨC BỀN VẬT LIỆU BM.Cơ Xây dựng GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên môn học: Sức bền vật liệu Mã môn học: 23502102 Vị trí, tính chất, ý nghĩa mơn học: - Vị trí: Giáo trình dành cho người học trình độ Cao đẳng Trường Cao đẳng Xây dựng Thành phố Hồ Chí Minh - Tính chất: Giáo trình cung cấp kiến thức, kỹ năng, lực tự chủ trách nhiệm cho người học liên quan đến kiến thức xây dựng, khí, thuỷ lợi, giao thơng Qua người học trường có giáo trình phù hợp, tiếp nhận kiến thức kỹ cần thiết tính tốn thuộc lĩnh vực kỹ thuật nhưa biến dạng, ứng suất, nội lực, độ bền kết cấu  Ý nghĩa vai trị: Sức bền vật liệu mơn kỹ thuật sở đào tạo trình độ cao đẳng trường Cao đẳng xây dựng Thành phố Hồ Chí Minh Là mơn học cần thiết làm sở móng cho việc học kiến thức môn chuyên ngành cụ thể Nội dung môn học cung cấp kiến thức kỹ phân tích, tính tốn nội lực, biến dạng, chuyển vị độ bền kết cấu Qua nhận biết khả chịu lực kết cấu Mục tiêu môn học: - Kiến thức  Trình bày khái niệm kiến thức cho nhiều ngành kỹ thuật như: xây dựng, khí, thủy lợi, giao thông, hàng hải, hàng không…nên giảng dạy rộng rãi nhiều trường Đại học, Cao đẳng Do vị trí đặc biệt mơn SỨC BỀN VẬT LIỆU hệ thống kiến thức ngành kỹ thuật nên việc nắm vững kiến thức môn học có ý nghĩa cần thiết quan trọng sở móng cho việc học kiến thức mơn chun ngành cụ thể  Phân tích biến dạng chuyển vị vật thể chịu lực Từ đó, giúp người học nắm bắt quy luật ứng xử vật liệu thơng qua tìm hiểu quy luật phát triển nội lực, ứng suất cuối cung cấp kiến thức tính tốn độ bền vững, độ cứng độ ổn định cấu kiện xây dựng, đặc biệt kết cấu tĩnh học Lưu hành nội GIÁO TRÌNH SỨC BỀN VẬT LIỆU BM.Cơ Xây dựng - Kỹ năng:  Tính tốn xác nội dung kỹ tư duy, phân tích định, kỹ phát  Thực đầy đủ vấn đề tĩnh học: cơng trình: dân dụng, khí, thủy lợi, giao thơng, hàng hải, hàng khơng - Năng lực tự chủ trách nhiệm:  Chịu trách nhiệm làm việc nhóm làm việc tập thể thơng qua việc tích cực tham gia thảo luận lớp thực hành tập nhà  Giải công việc sử dụng phần mềm để phục vụ cho việc tính tốn học ứng dụng thực tế trường, đồng thời việc giúp người học u thích mơn học ngành nghề xây dựng Nội dung mơn học: a Chương trình khung: Thời gian học tập STT MH/MĐ Tên môn học/mô đun (1) (2) (3) Số Trong Tổng tín Thi/ số Lý Thực thuyết hành Kiểm tra (4) (5) (6) (7) (8) 21 435 173 239 23 A CÁC HỌC PHẦN CHUNG/ ĐẠI CƯƠNG I I Học phần bắt buộc 23200102 Chính trị 75 41 29 23100102 Pháp luật 30 18 10 23102102 Giáo dục thể chất 60 51 4 23102103 Giáo dục quốc phòng 75 36 35 23103105 Tin học 75 15 58 Lưu hành nội Anh văn GIÁO TRÌNH SỨC BỀN VẬT LIỆU BM.Cơ Xây dựng 6.1 23300101 Anh văn 45 15 28 6.2 23300102 Anh văn 2 45 15 28 6.3 23300103 Anh văn 30 28 17 345 155 168 22 II II … … Học phần tự chọn CÁC HỌC PHẦN CHUYÊN MÔN NGHỀ NGHIỆP I I Học phần sở 1 Học phần bắt buộc 24201104 Hình họa - Vẽ kỹ thuật 60 24 30 23900118 Vật liệu xây dựng 60 30 27 3 23502102 Sức bền vật liệu 45 25 18 23502101 Cơ học kết cấu 60 29 28 24201126 Cấu tạo - Bản vẽ chuyên môn 45 22 20 23900119 Thí nghiệm VLXD 30 30 23501104 Cơ học đất 45 25 18 40 1020 308 650 62 2 … … II II Học phần chuyên môn 1 Học phần bắt buộc Học phần tự chọn ( chọn trong…học phần) 23501101 Bê tông cốt thép 45 20 22 23501102 Bê tông cốt thép 2 45 15 27 3 23501105 Thực hành Kết cấu Bê tông cốt thép 33 23501108 Nền móng 25 18 Lưu hành nội 60 45 2