1.3.1. Phân loại ngoại lực.
Ngoại lực bao gồm tải trọng và phản lực. Tải trọng là những lực chủ động, biết trước, được lấy theo các quy định, tiêu chuẩn. Chẳng hạn tiêu chuẩn Nhà nước 2737-1995 "Tải trọng và tác động" dùng cho tính toán, thiết kế công trình xây dựng. Phản lực là những lực thụ động, phát sinh ở vị trí liên kết vật đang xét với vật xung quanh.
Theo hình thức tác dụng ta có:
* Lực/mômen tập trung là những lực/mômen tác dụng tại một điểm của vật thể. Trên thực tế, định nghĩa này chỉ mang tính quy ước vì qua một điểm, là một khái niệm hình học không có kích thước, không thể truyền được bất kỳ một tác động hữu hạn nào. Lực/mômen tập trung là những ví dụ mang ý nghĩa điển hình về việc sơ đồ hóa các hiện tượng thực tế.
* Lực phân bố là những hệ lực rải trên một thể tích, một diện tích hay một đường của vật thể. Trọng lượng riêng hay lực quán tính là loại lực phân
bố trong thể tích của vật thể; áp lực của nước lên thành đập chắn, trọng lượng của đống cát đổ trên mặt sàn là những lực bề mặt; khi lực bề mặt tác dụng trên diện tích có kích thước theo một chiều bé hơn rất nhiều so với kích thước theo chiều còn lại thì ta có thể coi là lực phân bố theo chiều dài. Các lực phân bố dj phân bố được đặc trưng bởi cường độ. Cường độ lực phân bố có thể biến thiên hoặc là hằng số trên miền tác dụng.
Trong trường hợp các lực phân bố đều hướng theo một phương, hợp lực của chúng có thể tính theo trị số đại số:
* Trường hợp phân bố với cường độ g trên thể tích V:
F =∫
V
g
dV, khi g = const trong thể tích V thì F = gV; * Trường hợp phân bố với cường độ p trên diện tích S:
F =∫
S
p
dS, khi p = const trên diện tích S thì F = pS; * Trường hợp phân bố với cường độ q trên chiều dài L:
F =∫
L
q
dL, khi q = const trên chiều dài L thì F = qL. Tùy theo tính chất tác động, tải trọng cũng được phân thành tải trọng tĩnh và tải trọng động. Khi tính toán với tải tĩnh ta bỏ qua lực quán tính của khối lượng kết cấu.
Tải trọng động là tải trọng gây ra gia tốc biến dạng lớn, do đó lực quán tính lớn và không thể bỏ qua so với lực tác động.
1.3.2. Các liên kết và phản lực.
Thanh bị ngăn cản chuyển động theo phương nào thì sẽ nhận các phản lực tương ứng theo phương ấy. Ba dạng liên kết thường gặp trong bài toán phẳng của thanh là: Gối tựa di động, gối tựa cố định, ngàm.
Gối tựa di động (liên kết đơn) chỉ ngăn cản chuyển động thẳng dọc theo phương liên kết. Phản lực là một lực R theo phương liên kết.
Gối tựa cố định (liên kết khớp) ngăn cản mọi chuyển động thẳng. Liên kết khớp có hai thành phần phản lực theo hai phương và như vậy tương đương với hai liên kết đơn.
Hình 2.1.2: Gối tựa cố định và di động
Liên kết ngàm (liên kết hàn) ngăn cản mọi chuyển động thẳng và chuyển động quay. Một liên kết ngàm tương tương ba liên kết đơn.
Hình 2.1.3: Liên kết ngàm