Trình bày nhiệm vụ, đối tượng, sơ đồ tính, phân loại và các giả thiết của cơ học kết cấu
NHẬP MÔN THIẾT KẾ VÀ KĨ NĂNG TRÌNH BÀY BÀI TẬP SỐ GVHD Lớp Nhóm : Nguyễn Xuân Huy : CTGTCC-K50 : I CHỦ ĐỀ : Trình bày nhiệm vụ, đối tượng, sơ đồ tính, phân loại giả thiết Cơ học kết cấu NHÓM I-LỚP CTGTCC NHẬP MÔN THIẾT KẾ VÀ KĨ NĂNG TRÌNH BÀY Mục lục NHÓM I-LỚP CTGTCC NHẬP MÔN THIẾT KẾ VÀ KĨ NĂNG TRÌNH BÀY A) Nhiệm vụ đối tượng kết cấu Kết cấu: bao gồm nhiều cấu kiện ghép lại với theo quy luật định chịu tác động nhân tố bên : tải trọng (ngoại lực ) ,thay đổi nhiệt độ chuyển vị cưỡng (chuyển vị ban đầu) Hình NHÓM I-LỚP CTGTCC NHẬP MÔN THIẾT KẾ VÀ KĨ NĂNG TRÌNH BÀY Hình Hình NHÓM I-LỚP CTGTCC NHẬP MÔN THIẾT KẾ VÀ KĨ NĂNG TRÌNH BÀY Trên hình ảnh kết cấu từ thép đơn giản liên kết với thông qua liên kết hàn , bulong , tạo thành cầu vững Hình Hình Vì mà kết cấu giữ vai trò quan trọng thiết kế hay kiểm tra công trình công việc phải làm với kỹ sư xây dựng nói chung kỹ sư xây dựng công trình giao thông nói riêng NHÓM I-LỚP CTGTCC NHẬP MÔN THIẾT KẾ VÀ KĨ NĂNG TRÌNH BÀY Cơ học kết cấu môn khoa học phương pháp tính toán công trình đảm bảo cường độ , độ cứng độ ổn định Nhằm đảm bảo cho kết cấu có khả chịu tác dụng tải trọng mà không bị phá hoại hay không cho chuyển vị khả công trình trạng thái làm việc bình thường đảm bảo giữ hình dạng ban đầu công trình trạng thái biến dạng Hoặc hiểu đơn giản học kết cấu môn khoa học chuyên dụng để phân tích xác định nội lực với biến dạng kết cấu chịu tác động nhân tố bên xét xem kết cấu có đủ khả chịu lực hay không Thông thường cường độ , độ cứng độ ổn định công trình phụ thuộc vào tính lý vật liệu ,hình dạng , kích thước cấu kiện Mà kích thước cấu kiện phụ thuộc vào nội lực phát sinh cấu kiện ,do nhiệm vụ môn học kết cấu xác định nội lực chuyển vị kết cấu phải tính toán trước Trong tính toán công trình thường phải tính toán thiết kế công trình tính toán kiểm tra công trình có Đối với kết cấu tĩnh định : xác định kích thước hình học , tính nội lực cấu kiện kết cấu Từ nội lực tính kích thước cấu kiện Đối với kết cáu siêu tĩnh :xác định kích thước hình học công trình giả định kích thước cấu kiện sau tính nội lực cấu kiện từ nọi lực kiểm nghiệm lại kích thước cấu kiện sửa dổi cho phù hợp với nội lực Sau tính toán nội lực biến dạng ,ta vào loại vật liệu định sử dụng cho công trình thép bê tông, gỗ v.v dựa vào môn kĩ thuật chuyên môn để hoàn thiện nốt công trình Tóm lại , đối tượng chủ yếu môn học kết cấu kết cấu dạng tác dụng ngoại lực bên nhiệm vụ chủ yếu xác định nội lực, chuyện vị, biến dạng công trình nhằm xây dựng công trình thỏa mãn: Điều kiện độ bền: đảm bảo cho công trình không bị phá hoại tác dụng ngoại lực bên NHÓM I-LỚP CTGTCC NHẬP MÔN THIẾT KẾ VÀ KĨ NĂNG TRÌNH BÀY Điều kiện độ cứng: đảm bảo cho công trình biến dạng chuyển vị vượt giới hạn cho phép, đảm bảo cho công trình hoạt động bình thường Điều kiện ổn đinh: đảm bảo cho công trình có khả bảo toàn vị trí hình dạng ban đầu dạng cân trạng thái biến dạng B) Sơ đồ tính toán kết cấu Để tính toán công trình tính toán công trình thực tế mà ta cần phải thay sơ đồ tính toán Vậy sơ đồ tính toán gì? Ta hiểu đơn giản : sơ đò tính kết cấu hình ảnh đơn giản hóa mà đảm bảo xác làm việc thực tế công trình phải dùng để tính toán được.Sơ đồ tính phải đảm bảo không làm tính chất công trình thực mặt chịu lực , phải giữ thông số tính toán chủ yếu phải đơn giản để việc tính toán thuận tiệnmà đủ độ tin cậy Sơ đồ tính = sơ đồ công trình + giả thiết đơn giản hóa Trên thực tế ,để vẽ sơ đồ tính ta cần thực theo hai bước sau + Bước : Chuyển Công trình thực tế sơ đồ công trình + Bước 2: Chuyển sơ đồ công trình sơ dồ tính theo nguyên tắc sau : -Thay đường trục ,các vỏ mặt trung gian NHÓM I-LỚP CTGTCC NHẬP MÔN THIẾT KẾ VÀ KĨ NĂNG TRÌNH BÀY Hình -Thay tiết diện đặc trưng hình học -Thay liên kết đầu khớp nối hay nối cứng -Thay tải trọng bên dạng tải trọng tập trung , tải trọng phân bố , momen tập trung Hình Ta hiểu rõ sau vài ví dụ sau: NHÓM I-LỚP CTGTCC NHẬP MÔN THIẾT KẾ VÀ KĨ NĂNG TRÌNH BÀY P1 P2 P3 Hình Các gối tự đưa loại gối la gối cố định di động , ngoại lực truyền xuống dầm phụ thuộc dầm thành lực tập trung P1,P2,P3 Hình Bước : Chuyển Công trình thực tế sơ đồ công trình : Dựa nguyên tắc chuyển đổi : thép chuyển thành đường trục , gối đưa loại gối : gối cố định gối di động , ngoại lực thùng hàng truyền lực xuống biểu vectơ lực NHÓM I-LỚP CTGTCC NHẬP MÔN THIẾT KẾ VÀ KĨ NĂNG TRÌNH BÀY Hình 10 Bước 2: Sau chuyển sơ đồ cong trình ta tiếp tục đưa sơ đồ tính : liên kết với chuyển thành chốt đơn Hình 11 NHÓM I-LỚP CTGTCC 10 NHẬP MÔN THIẾT KẾ VÀ KĨ NĂNG TRÌNH BÀY C) Phân loại kết cấu Có nhiều quan niệm khác để phân loại kết cấu thông thường có ba cách phân loại sau: 1) Phân loại theo sơ đồ tính Cách phân loại cấc công trình quy hai loại : kết cấu phảng kết cấu không gian + Kết cấu phẳng : Đường trục cấu kiện tải trọng tác dụng mặt phẳng Ví dụ :dầm giản đơn , ngàm công son,… Hình 12 Hình 13 + Kết cấu không gian : Đường trục cấu kiện nằm mặt phẳng khác hoăc mặt phẳng tải trọng tác dụng tác dụng mặt phẳng cấu kiện: NHÓM I-LỚP CTGTCC 11 NHẬP MÔN THIẾT KẾ VÀ KĨ NĂNG TRÌNH BÀY Hình 14 2) Phân loại theo phương pháp tính Theo cách phân loại ta chia kết cấu thành loại : Kết cấu tĩnh định kết cấu siêu tĩnh + Kết cấu tĩnh định : loại kết cấu tính toán nọi lực cấu kiện cần sử dụng phương trình cân tĩnh học Hình 15 NHÓM I-LỚP CTGTCC 12 NHẬP MÔN THIẾT KẾ VÀ KĨ NĂNG TRÌNH BÀY + Kết cấu siêu tĩnh : loại kết cấu tính toán phương trình cân tĩnh học phải xác lập thêm phương trình điều kiện chuyển vị hay điều kiện cân lực kiên kết mói tính nội lực cấu kiện Hình 16 3) Phân loại theo phản lực gối tựa Trong tính toán công trình , mức độ đủ xác , thường đưa kết cấu phẳng.Gối loại liên kết nối công trình với móng , gối gồm có loại sau : + Gối di động ( hay gối có trục lăn ) : gối quay , di động không cho kết cấu di động theo phương thẳng đứng Hình 17 NHÓM I-LỚP CTGTCC 13 NHẬP MÔN THIẾT KẾ VÀ KĨ NĂNG TRÌNH BÀY + Gối cố định : loại gối cho phép cấu kiệnquay không di chuyển theo phương Hình 18 + Ngàm : loại gối không cho phép kết cấu quay hay di chuyển phương Hình 19 Trên loại gối hay gặp ngaoì có số loại gối sau: + Ngàm trượt ( gối định hướng ) : loại gối dịch chuyển theo phương định , không quay không dịch chuyển NHÓM I-LỚP CTGTCC 14 NHẬP MÔN THIẾT KẾ VÀ KĨ NĂNG TRÌNH BÀY Hình 20 + Gối đàn hồi : Bản thân gối biến dạng tùy thuộc vào độ cứng gối Hình 21 D) Các giả thiết học kết cấu Để việc tính toán đơn giản mà đảm bảo đủ độ sát thực với làm việc công trình môn học chấp nhận số giả thiết tính vật liệu giả thiết biến dạng chuyển vị nhỏ kết cấu cụ thể sau: + Giả thiết vật liệu đàn hồi lý tưởng , quan hệ nội lực biến dạng tuyến tính + Giả thiết biến dạng chuyển vị ban đầu nhỏ nên coi không ảnh hưởng đến hình dạng kích thước ban đầu cảu cấu kiẹn công trình NHÓM I-LỚP CTGTCC 15 NHẬP MÔN THIẾT KẾ VÀ KĨ NĂNG TRÌNH BÀY Như phạm vi môn học toán tính toán công trình đề thuộc toán đàn hồi tuyến tính tuyến tính hình học Ngoài ta hay sử dụng nguyên lý gọi nguyên lý cộng tác dụng , nội dung nguyên lý : đại lượng nghiên cứu dó nhiều nguyên nhân đồng thời tác dụng lên công trình gây nên tổng giá trị thành phần , tác nhân tác dụng riêng rẽ gây nên Ví dụ : Nếu gọi tổng S tổng giá trị đạị lượng nghiên cứu : Trong : NHÓM I-LỚP CTGTCC 16 [...]...NHẬP MÔN THIẾT KẾ VÀ KĨ NĂNG TRÌNH BÀY C) Phân loại kết cấu Có nhiều quan niệm khác nhau để phân loại kết cấu nhưng thông thường có ba cách phân loại sau: 1) Phân loại theo sơ đồ tính Cách phân loại này cấc công trình được quy về hai loại : kết cấu phảng và kết cấu không gian + Kết cấu phẳng : Đường trục của các cấu kiện và các tải trọng tác dụng cùng trong mặt phẳng Ví dụ :dầm giản đơn , ngàm... 13 + Kết cấu không gian : Đường trục của các cấu kiện nằm trong các mặt phẳng khác nhau hoăc cũng có thể cùng mặt phẳng nhưng tải trọng tác dụng tác dụng ngoài mặt phẳng của cấu kiện: NHÓM I-LỚP CTGTCC 11 NHẬP MÔN THIẾT KẾ VÀ KĨ NĂNG TRÌNH BÀY Hình 14 2) Phân loại theo phương pháp tính Theo cách phân loại này ta chia kết cấu ra thành 2 loại chính : Kết cấu tĩnh định và kết cấu siêu tĩnh + Kết cấu tĩnh... MÔN THIẾT KẾ VÀ KĨ NĂNG TRÌNH BÀY Hình 20 + Gối đàn hồi : Bản thân gối có thể biến dạng được tùy thuộc vào độ cứng của gối Hình 21 D) Các giả thiết trong cơ học kết cấu Để việc tính toán được đơn giản mà vẫn đảm bảo đủ độ sát thực với sự làm việc của công trình môn học chấp nhận 1 số giả thiết về tính năng của vật liệu giả thiết biến dạng và chuyển vị là nhỏ trong kết cấu cụ thể như sau: + Giả thiết. .. : là loại kết cấu khi tính toán nọi lực trong các cấu kiện chỉ cần sử dụng các phương trình cân bằng tĩnh học Hình 15 NHÓM I-LỚP CTGTCC 12 NHẬP MÔN THIẾT KẾ VÀ KĨ NĂNG TRÌNH BÀY + Kết cấu siêu tĩnh : là loại kết cấu khi tính toán ngoài các phương trình cân bằng tĩnh học còn phải xác lập thêm các phương trình điều kiện về chuyển vị hay điều kiện cân bằng lực tại các kiên kết mói có thể tính được các. .. quan hệ giữa nội lực và biến dạng là tuyến tính + Giả thiết biến dạng và chuyển vị ban đầu là nhỏ nên có thể coi không ảnh hưởng đến hình dạng và các kích thước ban đầu cảu các cấu kiẹn trong công trình NHÓM I-LỚP CTGTCC 15 NHẬP MÔN THIẾT KẾ VÀ KĨ NĂNG TRÌNH BÀY Như vậy trong phạm vi môn học các bài toán tính toán công trình đề thuộc bài toán đàn hồi tuyến tính và tuyến tính hình học Ngoài ra ta còn... của cấu kiện Hình 16 3) Phân loại theo phản lực tại gối tựa Trong tính toán công trình , ở mức độ đủ chính xác , thường đưa về kết cấu phẳng.Gối là loại liên kết nối công trình với nền móng , gối gồm có các loại sau : + Gối di động ( hay gối có trục lăn ) : gối này có thể quay được , di động được nhưng không cho kết cấu di động theo phương thẳng đứng Hình 17 NHÓM I-LỚP CTGTCC 13 NHẬP MÔN THIẾT KẾ VÀ... I-LỚP CTGTCC 13 NHẬP MÔN THIẾT KẾ VÀ KĨ NĂNG TRÌNH BÀY + Gối cố định : loại gối này cho phép cấu kiệnquay nhưng không di chuyển theo phương bất kì nào được Hình 18 + Ngàm : loại gối này không cho phép kết cấu quay hay di chuyển bất kì 1 phương nào Hình 19 Trên là 3 loại gối hay gặp ngaoì ra còn có 1 số loại gối sau: + Ngàm trượt ( gối định hướng ) : là loại gối chỉ có thể dịch chuyển theo 1 phương... tính hình học Ngoài ra ta còn hay sử dụng 1 nguyên lý gọi là nguyên lý cộng tác dụng , nội dung nguyên lý là : một đại lượng nghiên cứu nào dó do nhiều nguyên nhân cùng đồng thời tác dụng lên công trình gây nên sẽ bằng tổng giá trị của từng thành phần , từng tác nhân tác dụng riêng rẽ gây nên Ví dụ : Nếu gọi tổng S là tổng giá trị đạị lượng nghiên cứu thì : Trong đó : NHÓM I-LỚP CTGTCC 16 ... NĂNG TRÌNH BÀY C) Phân loại kết cấu Có nhiều quan niệm khác để phân loại kết cấu thông thường có ba cách phân loại sau: 1) Phân loại theo sơ đồ tính Cách phân loại cấc công trình quy hai loại : kết. .. phẳng cấu kiện: NHÓM I-LỚP CTGTCC 11 NHẬP MÔN THIẾT KẾ VÀ KĨ NĂNG TRÌNH BÀY Hình 14 2) Phân loại theo phương pháp tính Theo cách phân loại ta chia kết cấu thành loại : Kết cấu tĩnh định kết cấu. .. cậy Sơ đồ tính = sơ đồ công trình + giả thiết đơn giản hóa Trên thực tế ,để vẽ sơ đồ tính ta cần thực theo hai bước sau + Bước : Chuyển Công trình thực tế sơ đồ công trình + Bước 2: Chuyển sơ đồ