Nghiên cứu nội lực và chuyển vị của hệ khung có xét đến biến dạng trượt ngang

B GIO DC V O TO TRNG I HC DN LP HI PHềNG - TRN TH MAI PHNG NGHIấN CU NI LC V CHUYN V CA KHUNG Cể XẫT N BIN DNG TRT NGANG Chuyờn ngnh: K thut Xõy dng Cụng trỡnh Dõn dng & Cụng nghip Mó s: 60.58.02.08 LUN VN THC S K THUT NGI HNG DN KHOA HC GS.TSKH H HUY CNG Hi Phũng, 2015 Li cm n Vi tt c s kớnh trng v bit n sõu sc nht, tụi xin chõn thnh by t lũng bit n ca mỡnh ti s hng dn tn tỡnh v chu ỏo ca thy hng dn GS TSKH H Huy Cng, cỏc thy cụ khoa Sau i hc, khoa Xõy dng v ton th cỏc thy cụ giỏo trng i hc Dõn Lp Hi Phũng nhng ngi ó to iu kin cho tụi hon thnh lun ny Do nhng hn ch v kin thc, thi gian, kinh nghim v ti liu tham kho nờn thiu sút v khuyt im l iu khụng th trỏnh Vỡ vy, tụi rt mong nhn c s gúp ý, ch bo ca cỏc thy cụ giỏo ú chớnh l s giỳp quý bỏu m tụi mong mun nht c gng hon thin hn quỏ trỡnh nghiờn cu v cụng tỏc sau ny Xin trõn trng cm n! Tỏc gi lun Trn Th Mai Phng M U Nhng nm gn õy, kinh t phỏt trin, dõn s tng v qu t ngy cng thu hp, c bit l cỏc thnh ph ln ỏp ng nhu cu s dng ht sc a dng ca ngi dõn, cỏc gii phỏp kt cu cho nh cao tng ó c cỏc k s thit k s dng ú cú gii phỏp kt cu nh cao tng kt hp theo phng ng, tng mt lm siờu th, nh hng vi din tớch sn rt ln, cỏc tng trờn l nh , khỏch sn v phũng cho thuờ cú din tớch nh c s dng tng i ph bin Trong nhng cụng trỡnh ú ngi ta thng dựng cỏc kt cu dm chuyn, sn chuyn hoc dn chuyn lm nhim v tip nhn ti trng t cỏc tng bờn trờn truyn xung ct v xung múng Kt cu dm chuyn cú c im l chiu cao tit din rt ln so vi chiu di ca chỳng (dm cao), ú vic nghiờn cu ni lc v chuyn v ca cỏc bi toỏn c hc kt cu núi chung v cỏc bi toỏn c hc kt cu cú dng ct ngn v dm cao núi riờng cú tm quan trng c bit, ũi hi phi nghiờn cu y c v mt lý thuyt v thc nghim Cho n nay, cỏc ng li xõy dng bi toỏn kt cu chu un thng khụng k n nh hng ca bin dng trt ngang lc ct gõy hoc cú k n nhng cỏch t v cỏch chn n cha tht chớnh xỏc nờn ó gp rt nhiu khú khn m khụng tỡm c kt qu ca bi toỏn mt cỏch chớnh xỏc v y Phng phỏp nguyờn lý cc tr Gauss GS.TSKH H Huy Cng xut l phng phỏp cho phộp ỏp dng nguyờn lý cc tr Gauss - c phỏt biu cho h cht im - xõy dng bi toỏn c hc kt cu di dng tng quỏt T ú tỡm c kt qu chớnh xỏc ca cỏc bi toỏn dự ú l bi toỏn tnh hay bi toỏn ng, bi toỏn tuyn tớnh hay bi toỏn phi tuyn i tng, phng phỏp v phm vi nghiờn cu ca ti Trong lun ny, tỏc gi s dng phng phỏp nguyờn lý cc tr Gauss núi trờn xõy dng v gii bi toỏn khung chu un cú xột n bin dng trt ngang lc ct gõy ra, chu tỏc dng ca ti trng tnh Do s cn thit ca vic nghiờn cu ni lc v chuyn v ca kt cu chu un cú xột n bin dng trt, mc ớch v nhim v nghiờn cu ca ti ny l: Mc ớch nghiờn cu ca ti Nghiờn cu ni lc v chuyn v ca h khung cú xột n bin dng trt ngang Nhim v nghiờn cu ca ti Tỡm hiu v gii thiu cỏc phng phỏp xõy dng v cỏc phng phỏp gii bi toỏn c hc kt cu hin Trỡnh by Phng phỏp Nguyờn lý cc tr Gauss GS TSKH H Huy Cng xut, vi cỏc ng dng c hc mụi trng liờn tc núi chung v c hc vt rn bin dng núi riờng Gii thiu lý thuyt xột bin dng trt i vi bi toỏn kt cu dm chu un vi vic dựng hai hm cha bit l hm vừng y v hm lc ct Q Xõy dng v gii bi toỏn khung cú xột n bin dng trt, chu tỏc dng ca ti trng tnh Lp chng trỡnh mỏy tớnh in t cho cỏc bi toỏn nờu trờn í ngha khoa hc v thc tin ca ti nghiờn cu Vic xỏc nh ni lc v chuyn v ca kt cu chu un ó c nhiu tỏc gi v ngoi nc quan tõm nghiờn cu, k c bi toỏn cú xột n lc ct ngang Q Trong cỏc nghiờn cu ú cỏc tỏc gi ó s dng lý thuyt dm truyn thng, lý thuyt dm Euler Bernoulli (Lý thuyt khụng y v dm, b qua thnh phn bin dng trt ngang lc ct Q gõy ra) xõy dng bi toỏn Khi xõy dng cỏc cụng thc tớnh toỏn ni lc v chuyn v, gi thit Bernoulli gi thit tit din phng (tit din dm trc v sau bin dng phng v vuụng gúc vi trc trung hũa) c chp nhn, tc l gúc trt lc ct Q gõy ó b b qua, quan nim tớnh toỏn ny lm nh hng khụng nh ti chớnh xỏc ca kt qu cỏc bi toỏn Mt s tỏc gi nh X.P Timoshenko, O.C Zienkiewicz, J.K Bathe, W.T Thomson cng ó cp ti nh hng ca bin dng trt phõn tớch kt cu chu un, nhng thng c b ng hoc khụng c gii quyt mt cỏch trit k c cỏc li gii s Khc phc c nhng tn ti nờu trờn ca cỏc tỏc gi khỏc chớnh l ý ngha khoa hc v thc tin ca ti, ý ngha khoa hc ú nm ch ti ó xõy dng c lý thuyt dm cú xột n nh hng ca bin dng trt ngang lc ct Q gõy (Lý thuyt y hay lý thuyt tng quỏt v dm) nghiờn cu ni lc v chuyn v ca dm v khung chu tỏc dng ca ti trng tnh, tỡm c kt qu chớnh xỏc ca cỏc bi toỏn ng thi a c kt lun Lý thuyt dm Euler Bernoulli thng dựng hin ch l mt trng hp riờng ca Lý thuyt dm ny LI CAM OAN Tụi xin cam oan õy l cụng trỡnh nghiờn cu ca bn thõn, c thc hin trờn c s nghiờn cu, tớnh toỏn di s hng dn khoa hc ca GS TSKH H Huy Cng Cỏc s liu lun cú ngun trớch dn, kt qu lun l trung thc Tỏc gi lun Trn Th Mai Phng DANH MC Kí HIU I LNG Kí HIU T ng nng Th nng E Mụdun n hi C(x) Phim hm m rng G Mụdun trt 2G cng ca bin dng J Mụ men quỏn tớnh tit din EJ cng un ca tit din dm M Mụmen un N Lc dc P Lc trung Q Lc ct q Ngoi lc phõn b tỏc dng lờn dm m Khi lng cht im ng sut tip ng sut phỏp (x) Bin dng trt vừng ca dm Bin dng ca vt liu Bin phõn ri Vộc t ta i lng Ten x G Modun trt Bin dng th tớch Bin dng un ( cong ng n hi) , H s Lamộ H s Poisson u Chuyn v theo trc x Z Lng cng bc D cng un D(1- ) cng xon MC LC Li cm n M U LI CAM OAN DANH MC Kí HIU CHNG CC PHNG PHP XY DNG V GII BI TON C HC KT CU 11 Phng phỏp xõy dng bi toỏn c hc 11 1.1 Phng phỏp xõy dng phng trỡnh vi phõn cõn bng phõn t 11 1.2 Phng phỏp nng lng 14 1.3 Nguyờn lý cụng o 17 1.4 Phng trỡnh Lagrange: 19 Bi toỏn c hc kt cu v cỏc phng phỏp gii 23 2.1 Phng phỏp lc 24 2.2 Phng phỏp chuyn v 24 2.3 Phng phỏp hn hp v phng phỏp liờn hp 24 2.4 Phng phỏp phn t hu hn 24 2.5 Phng phỏp sai phõn hu hn 25 2.6 Phng phỏp hn hp sai phõn bin phõn 25 CHƯƠNG Ph-ơng pháp nguyên lý cực trị Gauss Và Lý THUYếT DầM Có XéT BIếN DạNG TRƯợT 25 2.1 Nguyên lí cực trị Gauss 26 2.2 Ph-ơng pháp nguyên lý cực trị Gauss 29 2.3 Cơ hệ môi tr-ờng liên tục: ứng suất biến dạng 38 2.4 Cơ học kết cấu 47 2.5 Ph-ơng pháp nguyên lý cực trị Gauss ph-ơng trình cân hệ 52 2.5.1 Phng trỡnh cõn bng tnh i vi mụi trng n hi, ng nht, ng hng 52 2.5.2 Phng trỡnh vi phõn ca mt vừng ca tm chu un 56 2.6 Lý thuyt dm cú xột bin dng trt 59 CHNG BI TON KHUNG CHU UN Cể XẫT N BIN DNG TRT NGANG 64 3.1 Bi toỏn khungcú xột bin dng trt ngang 64 3.2 Cỏc vớ d tớnh toỏn khung 65 KT LUN 81 KIN NGH V NHNG NGHIấN CU TIP THEO 82 Danh mục tài liệu tham khảo 83 10 Biu Q Biu M Hỡnh 3.5 Biu M v Q Vớ d 3.3: Khung siờu tnh bc sỏu Xỏc nh ni lc v chuyn v ca khung siờu tnh mt tng hai nhp chu ti trng nh hỡnh 3.6, cng un EJ=Const Tit din dm ch nht, cú chiu cao h , h s ng sut trt 1.2 Hỡnh 3.6 Khung siờu tnh bc sỏu Chia khung thnh nm on, on mt, ba v nm thng ng, on hai v bn nm ngang ta cỏc nh hỡnh 3.6b, cỏc on cú chiu di tng ng l l1= l2=l3=l4=l5=l Gi thit ng vừng y1, y2, y3,y4, y5, v ng lc ct Q1, Q2, Q3,Q4, Q5, ca khung cú dng a thc nh sau: 75 y1 a2 x a3 x a4 x ; y2 y3 y4 y5 Q1 b0 b1 x b2 x b3 x b4 x c1 x c2 x c3 x c4 x ; Q2 d d1 x d x d x d x 4 e2 x e3 x e4 x ; Q3 n0 n1 x n2 x n3 x n4 x j1 x j2 x j3 x j4 x ; Q4 w0 w1 x w2 x w3 x w4 x i2 x i3 x i4 x ; Q5 v0 v1 x v2 x v3 x v4 x 4 (a) Trong ú: ai(i=24), bi(i=04), ci(i=14), di(i=04),ei(i=24), ni(i=04), ji(i=14), wi(i=04), ii(i=24), vi(i=04), l cỏc n ca bi toỏn Theo cỏc biu thc t (3.4) n (3.7) tớnh c: Bin dng trt 1, 2,3,4,5; gúc xoay 1, 2,3,4,5; bin dng un 1, 2, 3,4, v momen un Mx1, Mx2,Mx3,Mx4,Mx5, tng ng vi cỏc on 1, 2, 3, v 5, c th l: i Qi ; GF i dyi dy Q i i i ; dx dx GF vi (i=15) d yi dQi d yi dQi i ; M xi EJ i EJ dx GF dx GF dx dx Trong ú: l h s xột s phõn b khụng u ca ng sut ct ti trc dm; GF l cng ct ca dm E EJ F 2 h GF Lng cng bc theo (3.8) c vit nh sau: 1 2 M x1 1dx Q1 1dx qy1dx M x dx Q2 dx 0 0 Z l3 Min l3 l4 l4 M dx Q dx M dx Q dx x3 3 x4 4 0 0 l l l l l (b) Hm vừng yiphi tho cỏc iu kin rng buc sau: 76 g y1 x l y3 x l ; Q2 dy3 Q3 ; g y3 x l3 y5 x l5 GF x l2 dx GF x l Q3 dy4 Q4 ; g y x l ; GF x l3 dx GF x Q4 dy Q5 ; g y x l GF x l dx GF x l dy Q dy Q2 g1 ; dx GF dx GF x l1 x dy g2 dx dy g3 dx dy g4 dx (c) a bi toỏn tỡm cc tr (b) vi cỏc rng buc (c) v bi toỏn cc tr khụng rng buc bng cỏch xõy dng phim hm m rng Lagrange F nh sau: F Z k g k Min (d) k vi k(k=18) l cỏc tha s Lagrange cng l cỏc n ca bi toỏn Nh vy cú tng cng 49 n ai(i=24), bi(i=04), ci(i=14), di(i=04),ei(i=24), ni(i=04), ji(i=14), wi(i=04), ii(i=24), vi(i=04), v tha s i,) Phng phỏp nguyờn lý cc tr Gauss xem cỏc bin dng un l c lp vi mụmen tỏc dng cho nờn iu kin cc tr ca phim hm m rng F l: hi M x1 ( )dx ai k i l1 l1 11 f i M x1 ( )dx ( g k k ) Q1 ( )dx 0; bi (i 0,1, 2, 3,4) bi bi k bi 0 l2 11 h2 i M x ( )dx ( g k k ) 0; ci (i 1, 2, 3,4) ci ci k l2 l 11 f i M x ( )dx ( g k k ) Q2 ( )dx 0; d i (i 0,1, 2, 3,4) d i d i k d i 0 l3 11 k 3i M x ( )dx ( g k k ) 0; ei (i 2, 3,4) ei ei k l3 l3 11 t3i M x ( )dx ( g k k ) Q3 ( )dx 0; ni (i 0,1, 2, 3,4) ni ni k ni 0 l1 l1 ( g ) q a 11 k k ( y1 )dx 0; (i 2, 3,4) (d1) 77 ( )dx ji ji k l4 l4 11 f i M x ( )dx ( g k k ) Q4 ( )dx 0; ii (i 0,1, 2, 3,4) wi wi k wi 0 l5 11 k i M x ( )dx ( g k k ) 0; ii (i 2, 3,4) ii ii k l5 l5 11 t5 i M x ( )dx ( g k k ) Q5 ( )dx 0; wi (i 0,1, 2, 3,4) vi vi k vi 0 l4 h4 i M x 11 ( g ) 0; k k ji (i 1, 2, 3,4) (d2) nhn c 49 phng trỡnh bc nht xỏc nh 49 n s Gii cỏc phng trỡnh trờn ta nhn c kt qu tớnh ng vừng yi v lc ct Qi vi t l h nh l sau: Bng 11: Chuyn v ti gia ng v ngang 2, T s h/l y1 1/100 1/10 1/5 1/3 y1 y1 ql 0.0110 EJ ql 0.0132 EJ ql 0.0179 EJ ql 0.0264 EJ 4 ql 0.000732 EJ ql 0.000766 EJ ql 0.000779 EJ ql 0.000707 EJ ql 0.00057 EJ ql 0.000634 EJ ql 0.000782 EJ ql 0.0011 EJ Bng 12: Mụ men un ti cỏc ngm chõn ct 1, v T s h/l 1/100 1/10 1/5 1/3 M 11 M 31 M 51 0.1835 0.1769 0.1614 0.1387 0.0885 0.0879 0.0852 0.0777 0.0794 0.0792 0.0773 0.0712 78 Bng 13: Mụ men un ti cỏc nỳt khung T s h/l 1/100 1/10 1/5 1/3 M 12 M 21 M 22 M 32 M 41 M 42 M 52 0.0156 0.0169 0.0212 0.0311 0.0274 0.0290 0.0335 0.0424 0.0756 0.0791 0.0881 0.1037 0.0482 0.0501 0.0546 0.0613 0.0573 0.0600 0.0667 0.0777 0.0573 0.0600 0.0667 0.0777 Bng 14: So sỏnh vừng ln nht ti im gia ca s hai trng hp: khụng k v cú k ti nh hng ca bin dng trt ngang T s h/l 1/100 1/10 1/5 1/3 ymax ca dm cú ymax ca dm khụng k ti nh hng ca Chờnh lch vừng (%) k ti nh hng ca bin dng trt bin dng trt ngang ngang ql ql 0.0110 0.0110 EJ EJ ql ql 0.0110 0.0132 16.6666 EJ EJ ql ql 0.0110 0.0179 38.5474 EJ EJ ql ql 0.0110 0.0264 58.3333 EJ EJ Bng 15: So sỏnh mụmen ti im chõn ct ca khung mt tng hai nhp hai trng hp: khụng k v cú k ti nh hng ca bin dng trt T s h/l 1/100 1/10 1/5 1/3 M MIN ca dm khụng k ti nh hng ca bin dng trt ngang 0.1835 0.1835 0.1835 0.1835 M MIN ca dm cú k ti nh hng ca bin dng trt ngang 0.1835 0.1769 0.1614 0.1387 Chờnh lch mụmen(%) 3.5967 12.0435 24.4141 T kt qu tớnh thy rng mụ men un trng hp ny thay tng i ln ta thay i t l h/l ca tit din, M thay i khong t 3.59% n 24.41% 79 ng vừng ca ct thay i rt ln t 16.66% n 58.33% tng ng vi cỏc t l h/l=1/10 n h/l=1/3 Khi khụng xột bin dng trt (cho h/l=1/1000), ta cú: ql 2 ql q y1 0.0918 x 0.1165 x 0.0417 x EJ EJ EJ ql ql 2 ql y2 0.000651 x 0.0078 x 0.0072 x EJ EJ EJ ql 2 ql q y3 0.0443 x 0.0273 x 0.000000619 x EJ EJ EJ y4 0.0065 ql ql 2 ql x 0.0241 x 0.0176 x EJ EJ EJ ql 2 ql q y5 0.0397 x 0.0228 x 0.000000555 x EJ EJ EJ biu mụ men un v lc ct ca khung mt tng hai nhp nh hỡnh 3.7: Hỡnh 3.7 Biu M v Q 80 KT LUN Qua kt qu nghiờn cu t cỏc chng, chng n chng i vi bi toỏn khung chu un (bi toỏn tnh), cú xột n nh hng ca bin dng trt ngang Tỏc gi rỳt cỏc kt lun sau: ó ỏp dng thnh cụng phng phỏp nguyờn lý cc tr Gauss i vi bi toỏn khung chu un cú xột n bin dng trt ngang lc ct Q gõy Khi k ti nh hng ca bin dng trt, ni lc v chuyn v ca khung chu un ó cú s thay i ỏng k Lng thay i ny ph thuc vo t s chiu cao tit din/chiu di dm, ph thuc vo hỡnh thc liờn kt v cỏch t ti trng Khung cú bc siờu tnh cng ln, cú t l h/l cng ln thỡ ni lc v chuyn v thay i cng nhiu Cỏc khung t ti khụng i xng, liờn kt khụng ging ti hai u thỡ chu nh hng ca bin dng trt nhiu hn cỏc khung chu ti trng i xng v cú liờn kt i xng ó xỏc nh c ng n hi cho h h khung cú cỏc iu kin biờn khỏc T ú xỏc nh c ni lc mụmen un, lc ct ca h khung cú k n bin dng trt ngang Trong trng hp khụng xột n nh hng ca bin dng trt ngang (trng hp t s h/l=1/1000), kt qu v ni lc v chuyn v u trựng khp vi kt qu nhn c gii bng cỏc phng phỏp hin cú Mụ men un v lc ct ca h khung xột n nh hng ca bin dng trt cú th tng hoc gim so vi khụng xột bin dng trt ph thuc vo v trớ tit din, tng loi bi toỏn, iu kin biờn v ti trng cng nh t l h/l vừng ca cỏc on khung hai trng hp cú xột v khụng xột bin dng trt ngang thay i rt ln, cú trng hp vừng ca khung xột bin dng trt tng t 16.66% n 58.33% so vi khụng xột bin dng trt tng ng vi cỏc t l h/l=1/10 n h/l=1/3 81 KIN NGH V NHNG NGHIấN CU TIP THEO Dựng lý thuyt y v dm, dm cú xột bin dng trt vi hai hm n l hm vừng y v hm lc ct Q ó trỡnh by ti lm c s xõy dng v gii cỏc bi toỏn kt cu chu un khỏc nh kt cu tm, v Dựng cỏc kt qu tớnh toỏn ni lc v chuyn v, theo lý thuyt dm cú xột bin dng trt a vo thit k cỏc cụng trỡnh Qua kt qu nghiờn cu thy rng, vi vic s dng lý thuyt y v dm v dựng phng phỏp Nguyờn lý cc tr Gauss cú th xõy dng bi toỏn c hc kt cu mt cỏch d dng Vỡ vy, nờn xột bin dng trt mi trng hp 82 Danh mục tài liệu tham khảo I TIếNG VIệT [1] Hà Huy C-ơng (2005), Ph-ơng pháp nguyên lý cực trị Gauss, Tạp chí Khoa học kỹ thuật, IV/ Tr 112 118 [2] Nguyễn Văn Liên, Nguyễn Ph-ơng Thành, Đinh Trọng Bằng (2003), Giáo trình Sức bền vật liệu, Nhà xuất xây dựng, tái lần thứ 3, 330 trang [3] Nguyễn Ph-ơng Thành(2002), Nghiên cứu trạng thái ứng suất biến dạng nhiều lớp chịu tải trọng động có xét lực ma sát mặt tiếp xúc, Luận án tiến sỹ kỹ thuật [4] V-ơng Ngọc L-u(2002), Nghiên cứu trạng thái ứng suất biến dạng sàn Sandwich chịu tải trọng tĩnh động, Luận án tiến sỹ kỹ thuật [5] Trần Hữu Hà(2006), Nghiên cứu toán t-ơng tác cọc d-ới tác dụng tải trọng, Luận án tiến sỹ kỹ thuật [6] Phạm Văn Trung (2006), Ph-ơng pháp Tính toán hệ dây mái treo, Luận án Tiến sỹ kỹ thuật [7] Vũ Hoàng Hiệp (2007), Nghiên cứu trạng thái ứng suất - biến dạng dầm nhiều lớp chịu tải tĩnh động, Luận án tiến sỹ kỹ thuật, Hà nội [8] Nguyễn Văn Đạo (2001), Cơ học giải tích, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà nội, 337 trang [9] Nguyễn Văn Đạo, Trần Kim Chi, Nguyễn Dũng (2005), Nhập môn Động lực học phi tuyến chuyển động hỗn độn Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà nội 83 [10] Lều Thọ Trình, Đỗ Văn Bình(2006), Giáo trình ổn định công trình, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [11] Vũ Hoàng Hiệp (2008), Tính kết cấu có xét biến dạng tr-ợt, Tạp chí XD số7 [12] Đoàn Văn Duẩn, Nguyễn Ph-ơng Thành (2007), Ph-ơng pháp tính toán ổn định thanh, Tạp chí Xây dựng số 12 (Tr41-Tr44) [13] Đoàn Văn Duẩn (2007), Ph-ơng pháp nguyên lý Cực trị Gauss toán ổn định công trình, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật [14] Đoàn Văn Duẩn (2008), Ph-ơng pháp tính toán ổn định khung, Tạp chí Xây dựng số 01 (Tr35-Tr37) [15] Đoàn Văn Duẩn (2008),Nghiên cứu ổn định uốn dọc có xét biến dạng tr-ợt, Tạp chí Xây dựng số 12 (Tr33-Tr37) [16] Đoàn Văn Duẩn (2009), Ph-ơng pháp nghiên cứu ổn định tổng thể dàn, Tạp chí Xây dựng số 03 (Tr86-Tr89) [17] Đoàn Văn Duẩn (2010), Ph-ơng pháp phần tử hữu hạn nghiên cứu ổn định uốn dọc thanh, Tạp chí kết cấu Công nghệ xây dựng, số 5, Qúy IV(Tr30-Tr36) [18] Đoàn Văn Duẩn (2011),Nghiên cứu ổn định đàn hồi hệ thanh, Luận án Tiến sỹ kỹ thuật [19] Đoàn Văn Duẩn (2012), Ph-ơng pháp tính toán dây mềm, Tạp chí kết cấu công nghệ Xây dựng số 09-II (Tr56-Tr61) [20] Đoàn Văn Duẩn (2014), Ph-ơng pháp chuyển vị c-ỡng giải toán trị riêng véc tơ riêng, Tạp chí Xây dựng số 11 (Tr82-Tr84) 84 [21] Đoàn Văn Duẩn (2015), Ph-ơng pháp nghiên cứu ổn định động lực học thanh, Tạp chí Xây dựng số 01 (Tr86-Tr88) [22] Đoàn Văn Duẩn (2015),Bài toán học kết cấu d-ới dạng tổng quát, Tạp chí Xây dựng số 02 (Tr59-Tr61) [23] Trần Thị Kim Huế (2005), Ph-ơng pháp nguyên lý Cực trị Gauss toán học kết cấu, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật [24] Nguyễn Thị Liên (2006), Ph-ơng pháp nguyên lý Cực trị Gauss toán động lực học công trình, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật [25] Vũ Thanh Thủy (2009), Xây dựng toán dầm xét đầy đủ hai thành phần nội lực momen lực cắt Tạp chí Xây dựngsố [26] Vũ Thanh Thủy (2009), Dao động tự dầm xét ảnh h-ởng lực cắt Tạp chí Xây dựng, số [27] Timoshenko C.P, Voinópki- Krige X, (1971), Tấm Vỏ Ng-ời dịch, Phạm Hồng Giang, Vũ Thành Hải, Đoàn Hữu Quang, Nxb Khoa học kỹ thuật, Hà Nội II TIếNG PHáP [28] Robert LHermite (1974), Flambage et Stabilité Le flambage élastique des pièces droites, édition Eyrolles, Paris IIi TIếNG ANH [29] Stephen P.Timoshenko-Jame M.Gere (1961), Theory of elastic stability, McGraw-Hill Book Company, Inc, New york Toronto London, 541 Tr 85 [30] William T.Thomson (1998), Theory of Applications (Tái lần thứ Vibration with 5) Stanley Thornes (1996), Finite Element (Publishers) Ltd, 546 trang [31] Klaus Jurgen procedures Part Bathe one, Prentice Hall International, Inc, 484 trang [32] Klaus Jurgen procedures Part Bathe two, (1996), Prentice Finite Hall Element International, Inc, 553 trang [33] Ray W.Clough, Structures (Tái Joseph Penzien(1993), lần thứ 2), Dynamics McGraw-Hill of Book Company, Inc, 738 trang [34] O.C Zienkiewicz-R.L Taylor (1991), The finite element method (four edition) Volume 2, McGraw-Hill Book Company, Inc, 807 trang [35] G.Korn-T.Korn (1961), Mathematical Handbook for sientists and Engineers, McGraw-Hill, New york (Bản dịch tiếng Nga, I.Bramovich chủ biên, Nhà xuất NaukaMoscow, 1964) [36] Stephen P.Timoshenko-J Goodier (1970), Theory of elasticity, McGraw-Hill, New york (Bản dịch tiếng Nga, G Shapiro chủ biên, Nhà xuất Nauka-Moscow, 1979), 560 trang [37] D.R.J Owen, E.Hinton (1986), Finite Elements in Plasticity: Theory and Practice,Pineridge Press Lt [38] Lars (2006), linear Olovsson, Shear solid Kjell locking finite Simonsson, reduction in elements,J Mattias Unosson eight-node Computers tri@ Structures,84, trg 476-484 86 [39] C.A.Brebbia, J.C.F.Telles, L.C.Wrobel(1984), Boundary Element Techniques Theory and Applications in Engineering Nxb Springer Verlag.(Bản dịch tiếng Nga, 1987) [40] Chopra Anil K (1995) Dynamics of structures Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey 07632 [41] Wilson Edward L Professor Emeritus of structural Engineering University of California at Berkeley (2002) Three Dimensional structures, Inc Static and Berkeley, Dynamic Analysis California, USA of Third edition, Reprint January [42] Wilson, E L., R L Taylor, W P Doherty and J Ghaboussi (1971) Incompatible Displacement Models, Proceedings, ORN Symposium on Numerical and Computer Method in Structural Mechanics University of Illinois, Urbana September Academic Press [43] Strang, G (1972) Variational Crimes in the Finite Element Method in The Mathematical Foundations of the Finite Element Method P.689 -710 (ed A.K Aziz) Academic Press [44] Irons, B M and O C Zienkiewicz (1968) The isoparametric Finite Element System A New Concept in Finite Element Analysis, Proc Conf Recent Advances in Stress Analysis Royal Aeronautical Society London [45] Kolousek University, Vladimir, Pargue DSC (1973) Professor, Dynamics in Technical engineering structutes Butter worths London [46] Felippa element Carlos methods A (2004) Department of Introduction Aerospace of finite Engineering 87 Sciences and Center for Aerospace Structures University of Colorado Boulder, Colorado 80309-0429, USA, Last updated Fall [47] Wang C.M, deformable Reddy beems J.N, and Lee plates K.H.( 2000), Shear Relationships with Classical Solutions ELSEVIER, Amsterdam Lausanne- New York Oxford Shannon Singapore Tokyo [48] Barbero Ever J, Department of Mechanica & Aerospace Engineering, West Virgina University, USA (1999), Introduction to Composite Materials Design Taylor and Francis [49] Decolon C (2002) Analysis of Composite Structures Hermes Penton, Ltd, UK [50] Fu-le Li, Department of Nanjing ZHI-zhong Sun, Mathematics, 210096, PR China Corresponding Shoutheast (2007) A author, University, finite difference scheme for solving the Timoshenko beem equations with boundary feedback Journal of Computational and applied Mathematics 200, 606 627, Elsevier press Avaiable online at www.sciencedirect.com [51] Khaji N., Corresponding author, Shafiei M., Civil Engineering DepartmentTarbiat Modares University, P O Box 14155-4838, solutions beems with Journal lists of for Tehran, crack various at ((2009)) detection boundary Mechanical available Tran conditions Sciences Science problem Closed of - form Timoshenko International 51, 667-681 Contents Direct journal hompage: www.elsevier.com/locate/ijmecsci 88 [52] Antes H Institute of Applied Mechanics, University Carolo Wilhelmina, D-38023Braunschweig, Germany (2003) Fundamental solution and integralequations for Timoshenko beems Computers and Structures 81, 383-396 Pergamon press Available online at www.sciencedirect.com [53] Nguyen Dinh Kien (2007) Free Vibration of prestress Timoshenko beems resting on elastic foundation Viet nam Journal of Mechanics, VAST, Vol.29, No 1,pp 1-12 [54] Grawford F (1974) Waves, Berkeley physics course, volume McGraw hill Book Company Iv TIếNG nga [55] epma (1980),auecka, [56] (1969). - , [57] C oak (1959),apuauoe uuu, [58] (1980). - , [59] A A upac (1989), Cpoueba, , [60] (1961), , 89 [...]... 18 Các chuyển vị ảo phải thoả mãn các liên hệ giữa chuyển vị và biến dạng Nếu nh- các chuyển vị có biến x dạng u v ; y ; x y thì biến phân các chuyển vị ảo u; v; w cũng phải có các biến dạng ảo t-ơng ứng: u; v; x y Thông th-ờng công của nội lực (hoặc ứng suất) đ-ợc tính qua thế năng biến dạng Khi có các chuyển vị ảo U ; V ; W ; thì thế năng biến dạng sẽ thay đổi bằng đại l-ợng biến phân Do... đó: q i qi là vận tốc của chuyển động Đối với mỗi t chuyển vị qi sẽ có một ph-ơng trình Lagrange Động năng T trong toạ độ tổng quát là hàm của vận tốc và có thể là hàm của cả chuyển vị tổng quát Thế năng toàn phần của hệ bao gồm thế năng biến dạng và thế năng của lực có thế (lực trọng tr-ờng là lực có thế) Qi là lực không thế có thể đ-ợc hiểu là các lực ngoài tác dụng lên hệ (lực tổng quát) áp dụng... ; V ; W ; là các biến phân của các chuyển vị ảo theo ba chiều của hệ toạ độ vuông góc Chuyển vị ảo là chuyển vị bé do nguyên nhân bất kỳ bên ngoài nào đó gây ra Các chuyển vị ảo này phải thoả mãn các điều kiện liên kết của hệ Khi có chuyển vị ảo thì vị trí của các lực tác dụng trên hệ có thể thay đổi nh-ng ph-ơng chiều và độ lớn của nó vẫn giữ nguyên không đổi Nh- vậy, các chuyển vị ảo U ; V ; W là... lực tác dụng và từ hai biểu thức (1.26) và (1.27) ta có nguyên lý công ảo: Nếu nh- tổng công của các lực tác dụng của hệ thực hiện trên các chuyển vị ảo bằng không thì hệ ở trạng thái cân bằng Đối với hệ đàn hồi (hệ biến dạng) thì ngoài ngoại lực còn có nội lực Vấn đề đặt ra ở đây là cách tính công của nội lực nh- thế nào Tr-ớc hết ta cần phải đ-a thêm yêu cầu đối với chuyển vị ảo nh- sau: 18 Các chuyển. .. lý chuyển vị ảo để nhận đ-ợc biểu thức (2.1) của nguyên lý Gauss Xét hệ chất điểm có liên kết tuỳ ý ở một thời điểm bất kì nào đó có nghĩa là phải đ-a lực quán tính fi của hệ tại thời điểm đó tác dụng lên hệ Đối với hệ hoàn toàn tự do lực quán tính f0i của nó bằng với ngoại lực 29 (chỉ số 0 ở chân kí tự chỉ rằng kí tự đó thuộc hệ so sánh, tr-ờng hợp này là hệ hoàn toàn tự do có cùng khối l-ợng và cùng... dạng này đã hạn chế việc sử dụng nguyên lý trong cơ học Có thể mở rộng nguyên lý Gauss bằng cách so sánh hệ cần tính với hệ có liên kết tuỳ ý chịu tác dụng của lực giống nh- hệ cần tính mà lời giải của nó đã biết Khi đó thay cho lực ngoài ta dùng lực liên kết và lực quán tính của hệ so sánh với dấu ng-ợc lại để tác động lên hệ cần tính Điều này là hiển nhiên bởi vì ngoại lực luôn cân bằng với nội lực. .. u0(t) của hệ so sánh (so với vị trí cân bằng tĩnh của nó) xác định từ ph-ơng tình cân bằng sau : m0 u0 k 0 u0 p(t ) (a) Lực tác dụng lên khối l-ợng m gồm có: lực quán tính mu , lực cản lò xo ku , lực cản nhớt cu và lực p(t) đ-ợc thay bằng nội lực của hệ so sánh L-ợng c-ỡng bức theo (2.8) viết đ-ợc: Z (mu cu ku m0 u0 k 0 u0 )u Min = (b) Phần trong dấu ngoặc đơn của (b) biểu thị lực tác dụng và theo... ph-ơng trình chuyển động của dầm chịu uốn nh- sau: Gọi yi là chuyển vị (tổng quát) của điểm i của dầm và qi là lực tác dụng tại điểm i của dầm và mi là khối l-ợng Động năng của dầm n 1 2 T my i dx i 1 2 trong đó: y i y i t (1.32) Thế năng biến dạng của dầm chịu uốn 20 1 2 yi EJ 2 i 1 2 x n 2 i (1.33) Dấu tổng lấy cho tất cả các điểm i của dầm Ph-ơng trình Lagrange đối với dầm có dạng T ... lực Xét ví dụ minh họa sau: Ví dụ 3 Hệ cần tính là khối l-ợng m có liên kết lò xo độ cứng k và liên kết nhớt với hệ số nhớt c chịu tác dụng lực p(t) (Hình 2.2) Xét dao động thẳng đứng u(t) của m so với vị trí cân bằng tĩnh của nó Bài toán có một bậc dao động tự do Ta chọn hệ so sánh có khối l-ợng m0 và liên kết lò xo độ cứng k0 cùng chịu lực p(t) (Hình 2.2.b) 35 Hình 2.2 Dao a) Hệ cần tính; b) Hệ so... toàn tự do có cùng khối l-ợng và cùng chịu tác dụng lực ngoài giống nh- hệ có liên kết) Nh- vậy, các lực tác dụng lên hệ có liên kết gồm các lực fi= mi r i và các lực f0i = mi r 0i (thay cho ngoại lực) Theo nguyên lý chuyển vị ảo đối với liên kết giữ (liên kết d-ới dạng đẳng thức) và không giữ (liên kết d-ới dạng bất đẳng thức) điều kiện cần và đủ để hệ ở trạng thái cân bằng là [1,tr 887] : f f 0 i