1. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu a. Đối tượng nghiên cứu: là vật rắn biến dạng đàn hồi ở dạng thanh hoặc hệ thanh, tức là vật thể có thể bị thay đổi hình dạng dưới tác dụng của các nguyên nhân bên ngoài như tải trọng, thay đổi nhiệt độ và chuyển vị lệch của các gối tựa và do chế tạo lắp ráp không chính xác... b. Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu toàn bộ công trình gồm nhiều cấu kiện riêng lẻ liên kết lại với nhau tạo thành một hệ kết cấu có khả năng chịu được lực. Nghiên cứu phương pháp tính toán của kết cấu đó. So sánh với nội dung nghiên cứu môn Sức bền vật liệu đã học, hai môn học này có cùng nội dung nghiên cứu nhưng đối tượng nghiên cứu có khác nhau, Sức bền vật liệu nghiên cứu về khả năng chịu lực và phương pháp tính toán của từng cấu kiện riêng lẻ. 2. Nhiệm vụ của môn học Nhiệm vụ chủ yếu của môn Cơ học kết cấu là đi xác định nội lực (ứng lực) và chuyển vị trong công trình nhằm xây dựng công trình thỏa mãn: a. Điều kiện về độ bền: Đảm bảo cho công trình không bị phá hoại dưới tác dụng của các nguyên nhân bên ngoài. b. Điều kiện về độ cứng: Đảm bảo cho công trình không có chuyển vị và biến dạng vượt quá giới hạn cho phép nhằm đảm bảo sự làm việc bình thường của công trình. c. Điều kiện về ổn định: Đảm bảo cho công trình có khả năng bảo toàn vị trí và hình dạng ban đầu của nó dưới dạng cân bằng trong trạng thái biến dạng. Với yêu cầu về độ bền, cần đi xác định nội lực; với yêu cầu về độ cứng, cần đi xác định chuyển vị; với yêu cầu về ổn định, cần đi xác định lực tới hạn mà kết cấu có thể chịu được. 3. Các bài toán môn học giải quyết a. Bài toán kiểm tra: Ở bài toán này, khi đã có một công trình có sẵn, như vậy ta đã biết trước hình dạng, kích thước cụ thể của các cấu kiện trong công trình và các nguyên nhân tác động bên ngoài. Yêu cầu: kiểm tra, phán đoán công trình theo ba điều kiện trên (độ bền, độ cứng ổn định) có đảm bảo hay không? Và ngoài ra còn kiểm tra công trình thiết kế có tiết kiệm nguyên vật liệu hay không? b. Bài toán thiết kế: Ở bài toán này, cần thiết kế một công trình, ta mới chỉ biết nguyên nhân tác động bên ngoài. Yêu cầu: Xác định hình dạng, kích thước của các cấu kiện trong công trình một cách hợp lý mà vẫn đảm bảo ba điều kiện trên. Để giải quyết bài toán này, thông thường, dựa vào kinh nghiệm hoặc dùng phương pháp thiết kế sơ bộ để giả thiết trước hình dạng, kích thước của các cấu kiện. Sau đó tiến hành giải bài toán kiểm tra như đã nói ở trên. Và trên cơ sở đó người thiết kế điều chỉnh lại giả thiết ban đầu của mình, tức là đi giải bài toán lặp.
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC I N T C ĐÀ N NG
KHOA D NG
Giảng viên hướng dẫn: Th.S: TRẦN THỊ NHẬT NGUYÊN
Sinh viên thực hiện: DƯƠNG THANH HƯNG
Lớp: 10XD1
Đà Nẵng, tháng 04 năm 2012
Trang 2BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC ĐÀ NẴNG
KHOA XÂY DỰNG
Sinh viên: DƯƠNG THANH HƯNG
LỚP: 10XD1
SỐ THỨ TỰ: 33 NHÓM 4 (STT 31-40)
SỐ LIỆU HÌNH HỌC
NHÓM l 1 (m) l 2 (m) a (m) b (m)
SỐ LIỆU TẢI TRỌNG
NHÓM P 1 (kN) P 2 (kN) P 3 (kN) q 1 (kN/m) q 2 (kN/m) q 3 (kN/m)
NHÓM 1 40+STT 40+STT 30+STT 30+STT 100
NHÓM 1 40+STT 40+STT 20+STT 25+STT 120
NHÓM 2 40+STT 40+STT 30+STT 30+STT 100
NHÓM 2 40+STT 40+STT 20+STT 25+STT 120
NHÓM 3 40+STT 40+STT 30+STT 20+STT 100
NHÓM 5 40+STT 40+STT 20+STT 30+STT 120
LƯU Ý STT BẰNG SỐ THỨ TỰ HÀNG ĐƠN VỊ
SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN NHÓM 4 (STT 31-40) - STT: 3
Trang 3 Hệ đã cho là hệ bất biến hình
- MC ABD liên kết với miếng cứng trái đất bằng 1 liên kết ngàm MC 1
- MC DEFI liên kết với MC 1 bằng 1 liên kết khớp và 1 liên kết thanh MC 2
- MC FGH liên kết với MC 2 bằng 1 khớp và 1 Liên kết thanh MC 3
Vậy hệ đã cho là hệ bất biến hình
Phân tích hệ chính - phụ
Hệ chính: ABD
Hệ Phụ: DEFI và FGH
Sơ đồ tầng
Trang 4I Xác định nội lực trong hệ tĩnh định
1 Tính dầm FGH:
- ∑ = = 0
-
+
+
∑ = 6 - 6 - 9.1,5
= 0
= =
= 94,75 kN
-
+
+
∑ = -6 + 9.4,5 = 0
= = = 155,25 kN
∑ = - - 9 + = 0
= 94,55 – 43 – 9.23 + 155,25 = 0 kN => TÍNH PHẢN LỰC ĐÚNG!
2 Tính Khung DEFI:
-
+
+
∑ = = 0
-
+
+
∑ = - 6 = 0
= = = 142,125 kN
-
+
+
∑ = 3 = 0
= = = 47,375 kN
∑ = - - = 0
= 142,125 – 47,375 – 94,75 = 0 kN => TÍNH PHẢN LỰC ĐÚNG!
3 Tính khung ABD:
-
+
+
∑ = = 0
-
+
+
∑ = 2(5 ) - - M
- = 0
= 2(5 ) - M -
= 2(33.5 + 43) -120 – 4.47,375
= 106,5 kN.m
-
+
+
∑ = 4 - 2(5 ) -
- M = 0
= =
+
+
HF=0
+
+
E
D
HD=0
VD=47,375 kN VF=94,75 kN
VI=142,125 kN
HF=0
I
+
+
P1=43kN M=120kN.m
q1=33kN/m
A
B
C VD =47,375 kN
HD=0
HA=0
MA=106,5 kN.m
Trang 5∑ = - - +
= 160,625 – 43 – 5.33 + 47,375 = 0 => TÍNH PHẢN LỰC ĐÚNG!
II Dùng phương pháp mặt cắt xác định nội lực trong hệ
1 Dầm FGH:
a Mặt cắt 1-1 : 0 < < 3
{
{
b Mặt cắt 2-2 : 0 < < 6
{
{
2 Khung DEFI:
a Mặt cắt 1-1 : 0 < < 3
{
{
+
+
Trang 6b Mặt cắt 2-2 : 0 < < 5
{
c Mặt cắt 3-3 : 0 < < 6
{
{
{
3 Khung ABD:
a Mặt cắt 1-1 : 0 < < 3
{
{
VA=160,625 kN
HA=0
MA=106,5 kN.m
Trang 7b Mặt cắt 2-2 : 0 < < 2,5 (Với Sinα = ⁄ ; Cosα = ⁄ )
{
{
{
c Mặt cắt 3-3 : 0 < < 2,5
{
{
{
q1=33 kN/m
A B
VA=160,625 kN
HA=0
MA=106,5 kN.m
2
2
Hz
Qy
Mx
q 1 Z 2 Sin
q 1 Z 2 Cos
P1=43kN M=120kN.m
q1=33kN/m
A
VA=160,625 kN
HA=0
MA=106,5 kN.m
3
3
Mx
q 1 Z 3 Cos
q 1 Z 3 Sin
P 1 Cos
P 1 Sin
Trang 8III Các biểu đồ nội lực:
SƠ ĐỒ TẦNG HỆ CHÍNH PHỤ
Trang 9SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN VÀ CÁC BIỂU ĐỒ NỘI LỰC
A
B C
D
+
-+ +
94,75 kN
51,75 kN
69 kN
86,25 kN 47,375 kN
+
-94,1 kN
128,5
kN
28,1 kN
62,5 k N
A
B
kN
kN.m
-+
21,075 kN 142,125 kN
160.625 kN
96,375 kN 70,575 kN
I
I D
D
I C
103,5 kN.m
103,5 kN.m
106,5 kN.m
284,25 kN.m
106,5 kN.m
132,25 kN.m
12,25 kN.m 46,875 kN
A
kN
