CẨM NANG KẾT CẤU XÂY DỰNG

Thc s BI C TIEN Cm nang KT CU XY DNG (TI BN) NH XUT BN XY DNG H N I -2011 LềI NểI U Git nc nh ngun Kớnh tng Tng Cc Cụng Nghip Quc Phũng Tri qua hn 40 nỏm lón ln vi tớnh toỏn kt cu, mt lnh vc khoa hc k thut cú quỏ nhiu qui nh, tụi dó nh m nhiu phrmg phỏp v cụng thc n thuc lũng, dó s dng chỳng nh bn nng ca mỡnh, dó di sõu n ci ngun, l hiu bng tớnh sn dng chỳng mt cỏch nhanh nht, hiu qu nht Tụi ỳc kt nhng kinh nghim y tỡnh quyn "Cm nang kt cu xóy dng" vi chuxmg sau : Chicxmg I N hng phuxmg phỏp tớnh d gii bi toỏn kt cu Chxmg II N hng phrmg phỏp lp v giỏi bi toỏn kt cu Chxmg III Tớnh kt cu m ỏ i: Kt cu g v kt cu thộp Chxmg rv Tớnh kt cu sn : Kt cu bờtụng ct thộp Chuxmg V! Tớnh ht cu tng : Kt cu gch ỏ Chxmg VI Tớnh kt cu múng : Nn dỏ t v cỏc bin phỏp gia c Chng VII Thit k ti u bi toỏn kt cu Chng VIII Tớnh tin cy ca cụng trỡnh kt cu Ph lc N hng bn s cn thit cho tớnh toỏn kt cu Mi ti liu liờn quan cn thit u c trỡnh by khộp kớn cho tng chuxmg Mong muụh ca tụi l giỳp cỏc bn trộ rỳt ngn thi gian nghiờn cu, cú ti liu dng nhanh, dnh nhiu ớ'li gian ỏng to di sõu v di xa hn na khoa hc kt cu xõy dng TC mong thỡ ln,nhung khụng cúnY rriti sai sú mong cỏc bn b sung cho Chỳc cỏc bn thỏnh cừng Thc sl BI e c TiN LI NểI U LN XUT BN T H HAI Nm 1993, biờn son cun cm nang kt cu nỏy, tụi dựng cỏchtớnh bng mỏy tớnh bm tay gii h phng trỡn hớnh tc : i vi h di ba n thỡ thun li d dỏng,nhng i vi h t bnn tr lộnthi vic tớnh tay nng n v dớ' hm ln Nm 1995 sau biờn son cun lp trỡnh tớnh kt cỏu, tụi thy rng nờn dn chuxmg trỡnh mu H EPTTT d gii h hxmg trỡnh chớnh tc vo cun cm nang kt cỏu nỏy d giỳp bn dc v ng nghip tip cn vi mỏy vi tớnh ng thi tụi cng b sung hon chnh cỏc phuxmg phỏp tinh kt cu bn c vỏ dng nghip cú c s lý lun chỏc cỡỡ : - Phuxmg phỏp gii tớch gii cỏc dm c bn - Phng phỏp lc gii cỏc kt cu cú ớt n - Phng phỏp chuyn v d gii cỏc kt cu nhiu n - Phuxmg phỏp phõn phi moment gii nhanh cỏc kt cu Tụi cng ly nhiu th d gii bng tt c cỏc phu g phỏp trờn Mong rng quyn cm nang kt cu dc b sung ny thit thc giỳp ớch cho bn c v ng nghip Thc s BI BC TIấN CHNG l NHNG PHUDNG PHP TNH GII BI TON KT CU 1.1 TNH NHM - TNH TAY Tớnh nhm, tớnh tay l cỏch tớnh c bn ca ngi tớnh toỏn Dự ngy cú mỏy vi tớnh, vic da sừ liu vo v s dng s liu phỏi thụng qua nhng phộp tớnh tay n gin : cng, tr, nhõn, chia Yờu cõu tớnh nhm, tớnh tay l phi nhanh v chớnh xỏc Ngi cỏn b lớnh toỏn phi iờu luyn vi cỏch tớnh C(T b n ny I l.l CNG Thụng thng ta phỏi cng nhng ct s di Kinh nghim Thc hnh Lý thuyt Thớ d 5 5 63 35 28 3 4 3 12 13 16 20 24 27 7x5 28 = 35 + 28 cng nhanh v chớnh xỏc cú hai cỏch nh sau : CNG THEO V s D CA - Bc : Dem nhng sừ t tr lờn, ta cú CNG THEO LIấN HIP CA 10 V 20 - Bc : Cng dn s d ca phộp chia cho 5, ta cú 28 Liờn hip ca 10 l + 9, + 8, + 7, '+ 6, + 5, + + , + - Bc : Nhm kt qu X + 28 = 63 + 7, + + 6, + + 5, + + 6, + + 5, + + 4, + + Liờn hip ca 20 l + + 9, + + 9, + + 9, + + 9, + + 8, + + 8, + + Thớ d Lý thuyt 9 6 63 50 Thc hnh 20 27 30 40 60 13 63 63 - Bc 1: Nhúm s dõu ta cú 20 + = 27 - Bc - Bc 3: Nhúm s cuừi ta cú 40 + 20 + = 63 :Nhúm4s sau ta cú 27 + 10 + = 40 Cng theo liờn hip 10 v 20 thng nhanh v chớnh xỏc hn c cng mỏy, vỡ khụng từn thi gian a s vo mỏy Ch yu l ngi tớnh phi luyn cho quen 1.1.2 NHN Cõn ln dng nhng chng minh toỏn hc thc hin phộp nhõn nhm - Nhõn vi 0,25 l chia s (lú cho - Nhõn vi 0,5 l chia s ú cho - Nhõn vi 2,5 l thờm s khụng rũi chia 22 X 2,5 = 220 : = 55 - Nhõn vi l thờm s khụng rũi chia 42 X = 420 : = 210 - Nhõn vi l nhõn 10 rụi tr i s dú 35 X = 350 - 35 = 315 - Nhõn vi 11 l nhn 10 rũi cng thờm s ú 35 X 11 = 350 + 35 = 385 Khi s nhõn cú s thỡ chi cõn cng s dú li v t vo gia 35 X 11 = I3 + I5 = 385 - Nhõn hai s tự 10 n 20 : 12 X 14 = (12 + 4)1(2 X 4) = 168 13 X 13 = (13 + 3)1(3 X 3) = 169 Khi hói s nv nhn vt mi hng chc vo s trc thỡ ta cng 14 X 18 = (14 + 8)1(4 X 8) = 252 - Bỡnh phutmg m t sụ' tn cựng l 5 = X (2 + 1) I 25 = 625 = X (8 + 1) I 25 = 7225 - N hõn hai s liờn hip (a + b) (a - b) X 38 = (40 + 2) (4 - 2) = 1600 - = 1596 - Thu gn sụ" nhõn : 6,5 X 24 = 13 X 12 = 156 1.1.3 CHIA Cn nh rng : chia cho sụ" l nhõn nghch o ca s ú, bin phộp chia thnh phộp nhõn - Chia cho 0,5 l nhõn s ú vi 12 : 0,5 = 12 X = 24 - Chia cho 0,25 l nhõn sụ' dú vi : ,2 = X = 20 - Chia cho 2,5 l nhõn chia 10 : ,5 = X : 10 = 3,2 * Cn tn dng k t qu nhõn nhm chia nhm 1.2 GII H PHNG TRèNH TUYEN THEO PHUNG PHP GAUSS t ớn h Trong c hc k t cu ta thng phi gii h n phng trỡnh tuyn tớnh cú n n s Cú nhiu phng phỏp gii nhung c bn l phutmg phỏp GAUSS v phtmg phỏp MA TRN NGHCH O Ni dung phutmg phỏp GAUSS l kh dn cỏc n sụ' thu h v mt phong trỡnh cuụỡ cựng axn = b + N u a / h cú nghim + N u a = ; b* h vụ n gh im + Nu a =0 ; b= h vụ nh Chuụng trỡnh m u gii trờn mỏy vi tớnh n h sau : Program HEPTTT; Const n - 3; m - 2; phay Var A : array [1 n, n] of real; B, X : array [1 n, m] of real; i, j, k; I : integen c : real; Begin For For Writeln ('giai hepttt1); i : - to n j : - to n Begin write ('a [', i, phay, j, l readln (a [i, j]); End; For For For For For i : - to n j : - to m Begin vvrite (b [, i, phay, j, ] - y, readln (b [i, jD; End; i : - to n j : - i + to n Begin c : - a [j, i]/a [i,i]; k : - to n a [j, k ]: y , a 0, k] - c*a [i, ki' For For For For For For For I : - to m b [j, II : - b I] - c*b [i, I); End; j : - to m Begin X [ n, j] : b [ n , j ] / a End; j : - to m i : n - down to Begin c : - 0; k : - n down to i + c : c + a [i, k) * X [k, j]; X [i, j] : - (b [i, j] - c/a [i, i]; End; i : - to n j : - to m [ n , n]; Begin vvriteln ('x [', i, phay, j, '] - X [i, j]); End; Readln; End Núi theo toỏn hc, phrnmg phỏp GAUSS l cỏch tam giỏc húa ma trn h sụ' vi dng chộo chớnh ton l sụ , tam giỏc ding chộo chớnh gm ton h sụ' khụng TH D MINH HA Gii theo phng phỏp GAUSS h phuxmg trỡnh : 2xj - X2 + x = 3x! + X2 - 3x3 = X! + x2 - x3 = Kh Xi bng cỏch chia phng trỡnh u cho 250 BNG TI TRNG NG V TNH Cừng trỡnh xõy dng chu loi lỏi Irng I : Ti trni thúnu xuyờn hay liii rni tnh Tc lỏ irng lni! vu litu to dne cũnu (rỡnh f) : Tỏi Iron 60 0.5 0.0 0.8 < 15 30 > 60 0,5 0.0 0.8 30 > 60 '-* o I >AW*W 0.0 0.6 1.2 - 0.6 1 -0.8 < \ I - ^ e I? I o' I I I 0,8 - 0,2 30 > 60 0.0 0.6 1.2 30 > 60 K, 0.0 0.6 1.2 K2 1.2 fớ J r s I I 1.2 0.6 - 30 > 60 K, 0.0 0.6 1.2 K, 1.2 0,6 - - 0,2 0.2 ỏ p ^ > đ1 'Z ,c -< ô1 - 10 ; a2 - 30 / k ^ y /* k ^ / x k z ? L J J L - H - x 'l 0,1 0,5 -0 -1 ,3 > , K chiự giú K - 1,4 T/ng ró o * Sau tớnh, tng cỏc h s, ỏp lc tnh toỏn ca giú khụng c nhũ hon 80 v ln hn 300 k g /m 255 TI LIU THAM KHO s T im oshenko : Rộsistance des matộriaux Parỡs et Liốges 1947 H Cross : Momertt Distribution Method 1950 v l Skatynoki : Mannyỡ spravochnik stroiteia Kiev, 1960 Bui r T iờn : cm nang thit kờ' Cc Doanh tri - quõn di NDVN 1961 PTS N guyn Vn Phú : Lý thuyt thit kờ' t! v Giỏo trỡnh trờn i hc 1987 GS.TS N gu yn Trõm : Phng phỏp s' Giỏo trỡnh trờ.n di hc 1987 GS.PTS Phm Khc H ựng : Lý thuyt tin cy v d bỏo tui ti.j cụng trỡnh Giỏo trỡnh trờn hc 1987 M C LC Li núi du Li núi du Chng I 1.1 1.2 1.3 Chxmg II II 11.2 11.3 11.4 Chng III III 111.2 111.3 111.4 111.5 111.6 56 ln xut bn th hai Nhng phtrong phỏp tớnh gii bi toỏn kt cu Tớnh nhm - tớnh tay Gii h phng trỡnh tuyn tớnh theo phutmg phỏp Gauss Gii h phircmg trỡnh tuyờn tớnh theo ma trn nghch o 5 Nhng phirng phỏp lp v gii bi toỏn kt cu Phcmg phỏp gii tớch Phirng phỏp lc Phng phỏp chuyn v Phng phỏp phõn phụi moment 12 12 23 35 50 Tớnh Tớnh Tớnh Tớnh Tớnh Tớnh Tớnh 65 65 67 69 75 76 88 kt cu mỏi kt cu g kt cu thộp cỏc b phn m ỏi vỡ kốo chung vỡ kốo g vỡ kốo thộp Chircmg IV IV IV.2 IV.3 IV.4 Chutmg V v l V2 Chng VI VI VI.2 VI VI.4 VI.5 VI.6, VI.7 VI.8 Chirng VII VII VII.2 VII.3 VII.4 kt cu sn kt cu bờtụng sn bờtụng dm bờ tụng ct thộp ct bờtụng 101 101 113 132 143 Tớnh kt cu tuũng Tớnh kt cõ'u gch ỏ Chiu di, chiu cao tng 146 146 152 Tớnh kt cu múng Bn cht vt lý ca õt Phõn bụ' ng sut t Sc chu ca dớt Biờn, dng v d lỳn ca, dt Tớnh múng Tớnh múng trờn nn n hi Gia cụ' nn t p lc ca dõ't 153 153 155 162 166 178 189 208 213 Thit k ti u bi toỏn kt cu M u nh ngha Phỏt trin bi toỏn thit' k ti u Mt s thớ d v thit kờ' tụi u 216 216 216 217 218 Tớnh Tớnh Tớnh Tớnh Tớnh 257 Chutmg VIII Tớnh tinh cy cựa kt cu cụng trỡnh VIII S hỡnh thnh v phỏt trin ca lý thuyt tin cy VIII.2 C s ỏnh giỏ tin cy ca cụng trỡnh VIII.3 Thớ d tớnh tin cy VIII Tui th cụng trỡnh 230 231 235 Phn ph lc :Nhng bng s Cỏc hm ca s t nhiờn Sin v cosin Tang v cotang Tang ca gúc gn 90 c trng cỏc khụi hỡnh hc Din tớch cỏc hỡnh c trng hỡnh hc cỏc hỡnh Ti trng ng v tnh .Ti trng giỏ 238 238 240 241 243 245 248 249 251 253 Ti liu tham kho 256 Mc lc 256 v 258 tỏ c gi 229 229 Thc s BI C TlN CM NANG KT CU XY DNG (Tỏi bn) Chu trỏch nhim xut bỏn : TRNH XUN SN Biờn : HONG H Sa bn in : BI C TIEN Trỡnh by bỡa : HS BU SINH [...]... x 4 + 1 2 x 0 3 3 3 x2 = • 2x9 = - = 1 —3 X4 + 5 X 0 6 x3 = = - = 2 3 3 Đây là nghiệm duy nhất của hệ phương trình CHƯƠNG u NHỮNG PHUƠNG PHÁP LẬP VÀ GIẢI BÀI TOÁN KẾT CẤU II.l PHƯƠNG PHÁP GIẢI TÍCH - ớ góc xoay lên trên là dương - y dầm bị võng xuõng là âm Phương pháp giải tích là phương pháp lý thuyẽt đé giài X chính xác các hệ kẽt cău loại dâm Dùng biẽn không thứ... 1- — ; y = q/4 120EJ X X5 -4 + 5 - - — / /5 Kết quả lính toán X hệ số 7 0,00 0,25 0,50 0,75 1,00 0 -0,063 -0,25 -0,563 -1 0 -0,016 -0,125 -0,422 -1 1 0,996 0,937 0,684 0 -4 -2,751 -1,531 -0,487 0 q/ Q 2 Ể M 6 q/3 e 24EJ q/4 y 120EJ Tải tôp trung : Thí dụ II.3 pi EJ o r Q = -p e 13 M = p/ p/2 = — 2EJ X2 ' 1 - /2 y = p/3 - 6EJ -2 + 3 X / - X3 ' — /3 Kết quả tính toán X 7 Q M e hệ M 0,00 0,25 0,50... — - 4 * /3 /2 q/3 24EJ q/4 X X3 - 2 + 2 — - í! / /3 1* 24EJ Kết quả tính toán : X hộ số 7 q/ Q 2 0.25 0,50 0,75 1.90 1 0,5 0,0 -0,5 -1.0 0 I t -1 0,75 0,75 t ịT M 8 qr e 0,00 1 T -0,668 0 -3.6 t -5 0,688 24EJ 1 q/4 y 0 384EJ Tải tam giác Thí dụ 11.5 14 -3,6 1 Q = 3L q/ M = / q/ ớ = -7 + 30 /3 15 360EJ g í4 X3 X5 -7 - + 10 ~T ~ 3 360EJ lJ Kết quả tính toán : X 7 1^ 0,25 0,50 0,519 0,577 0,75 1,00 0,333... + 4— / /3 y = X " / 1 - 48EJ X / X2 - 4 :T /2 X2 + 12~~ - X3 _x Q = /2 3Ỉ 3 - 8 / 8 Kết quả tính toán X X 0,00 0,25 0,50 0,75 1,00 p Q = 2 1 1 0 -1 -1 p/ M = — 0 0.25 0,50 0,25 0 7 8 ỡ = y = ị II -1 -0,75 0 0 -0,6875 -1 0,75 1 -0,6875 0 16EJ p/3 Ể -1 + 9 ^ (2 48EJ 4 * y - 3 - -4 M = * 48E-i 16 - 8 3 q/4 48EJ I /3 r Kết quà lính toán : X 0.00 0.25 0.375 0,75 0,25 0 0,50 0,75 1,00 -0,093 -0,25 -0,75... /3 ——-— 8 - 16 p/2 96EJ 18 P1 M = 2 - 15 X - + / / 24 2 X1' X2 — — 11 - /2 Kết quá íính totín l í 1.4 DAM NGÀM HAI ĐẦU Diều kiện biên ỡ() = y0 = ớ/ = yi = 0 Tải «fêu m d ụ 1 1 1 0 0p : z í m x j L - - * ° > 7 ET y X 19 q' Q - M = g í 8 X e = X2 X1 -2 - + 6 — - 4 -24EJ _aí_ 384EJ l2 / X2 t3 Xĩ X1 -16 + 32 - 16 r I3 t4 Kết quà tính loán : X 7 0,00 0,211 0,25 q = 2Í 2 1 0,588 0,5 M = —8 -0,667... 384EJ Tài tam giác Ịy Thí dụ IIẤ ^ r r r r t 1 _ * Bĩ l ^ t - * 1 ị 3i 11 — +s) — I0 /2 Ể 30 * X2 X 1 _ / - J