Trng Cao ng Giao thông Vn Ti II Bài ging : C hc kt cu
Biên son: Th.S Nguyn Phú Th Trang
1
CHNG 1 : MU
1.1 Gii thiu, nhim v, i tng môn hc.
C hc kt cu là môn khoa hc thc nghim, nghiên cu cách tính bn,
cng và n nh ca công trình.
bn là m bo cho công trình có kh nng chu ng c tác dng ca
các ti trng và các nguyên nhân khác mà không b phá hoi.
cng nhm m bo cho công trình không có chuyn v và rung ng ln
ngn cn s làm vic bình thng ca công trình.
n nh nhm tìm hiu kh nng bo toàn v trí và hình dng ban u trong các
dng cân bng ca trng thái bin dng.
Vy nhim v ch yu ca C hc kt cu là xác nh ni lc trong công trình.
T ó s tính toàn xác nh kích thc, cu to ca công trình.
i tng môn hc : Bao gm nhng h thanh liên kt vi nhau.
1.2 S công trình , s tính toán, các gi thuyt tính toán.
Trong s công trình các yu t ch yu c gi li, còn các yu t ph thì
có th b qua. Vy s công trình là hình nh n gin hóa ca công trình c th,
trong ó ch k n các s liu c bn xác nh phm cht ca công trình.
tính toán công trình ta cn phi a công trình thc t v s tính
Trong s công trình các thanh c thay bng ng trc, mt ct ngang
c thay bng các i lng c trng nh din tích F, mômen quán tính J, Vy
s tính là s công trình ã c n gin hóa.
Thí d hình v 1.1 và 1.2
P
1
P
2
1
P
P
2
12
P
P
Các gi thuyt tính toán :
Gi thuyt 1 : Vt liu làm vic àn hi và tuân theo nh lut Huck.(Gia
bin dng và ni lc có quan h bc nht)
Trng Cao ng Giao thông Vn Ti II Bài ging : C hc kt cu
Biên son: Th.S Nguyn Phú Th Trang
2
Gi thuyt 2 : Bin dng và chuyn v trong công trình rt bé (Di tác dng
ca ti trng hình dng ca công trình thay i rt ít)
Vi nhng công trình cho phép s dng c c hai gi thuyt trên thì công
trình ó cng cho phép áp dng nguyên lý cng tác dng.
1.3 Các nguyên nhân gây ra ni lc.
Có nhiu nguyên nhân gây ra ni lc trong các công trình, các nguyên nhân
thng gp là ti trng, s thay i ca nhit và chuyn v ca các liên kt.Ti
trng gây ra ni lc, bin dng và chuyn v trong tt c các công trình, còn s
thay i nhit và chuyn v ca các liên kt ch gây ra ni lc trong h siêu tnh,
gây ra chuyn v trong c h tnh nh và h siêu tnh. môn hc này ta ch xét tác
dng ca ti trng.
Phân loi ti trng theo v trí tác dng :
- Ti trng c nh là nhng ti trng có v trí khng thay i, nh trng lng
bn thân, trng lng ca các thit b c nh t trên công trng.v.v
- Ti trng di ng là nhng ti trng có v trí luôn luôn thay i, nh oàn
tàu, ô tô v.v
Phân loi ti trng theo tính cht tác dng :
- Ti trng tnh là ti trng có tr s tng t t n giá tr cui cùng ca nó.
- Ti trng ng là nhng ti trng khi tác dng lên công trình có gây ra lc
quán tính, ví d ti trng ca búa trên cc.v.v
Trng Cao ng Giao thông Vn Ti II Bài ging : C hc kt cu
Biên son: Th.S Nguyn Phú Th Trang
3
CHNG 2 : CU TO H PHNG
2.1 Khái nim c bn.
1. Kt cu bt bin hình, bin hình và bin hình tc thi
Kt cu bt bin hình là kt cu khi chu tác dng ca mi loi ti trng, dng
hình hc ban u ca nó không b thay i (b qua thay i do bin dng àn hi)
P
Thí d hình 2.1 : Kt cu bin hình là kt cu khi chu tác dng ca ti trng,
dng hình hc ban u ca nó b thay i hu hn mc dù ta vn xem tng cu kin
cu nó là cng tuyt i.
Thí d hình 2.2 : Ngoài hai loi kt cu bt bin hình và bin hình trên còn
mt loi kt cu khi chu ti trng dng hình hc ban u ca nó b thay i mt
lng vô cùng nh mc dù ta xem tng cu kin cu nó là tuyt i cng. Loi này
c gi là kt cu bin hình tc thi.
Thí d hình 2.3 : Kt cu bin hình tc thi.
Tóm li khi xây dng công trình nht thit phi cu to nó thành h bt bin
hình, không c cu to làm cho công trình b bin hình hoc bin hình tc thi.
2.Ming cng (tm cng) : Tm cng có th là mt thanh thng, thanh cong,
thanh gp khúc hoc mt h thanh bt bin hình nh hình v 2.4a,b
a) b)
c)
Ta qui c biu din các tm cng nh hình 2.4 c
3. Bc t do ca im, ca tm cng
Bc t do ca h là s thông s hình hc c lp, xác nh v trí ca h ó i
vi mt h khác c xem là c nh.
Trong mt phng : mt im có hai bc t do còn mt tm cng có ba bc t
do. T khái nim trên ta nhn thy mun im hay tm cng c nh (không chuyn
ng) ta phi tìm cách kh bc t do ca nó và ch khi nào kh ht c tt c các
bc t do ca im hay tm cng thì im hay tm cng y mi c nh c.
kh ht các bc t do ca im hay tm cng trong k thut ngi ta dùng
Trng Cao ng Giao thông Vn Ti II Bài ging : C hc kt cu
Biên son: Th.S Nguyn Phú Th Trang
4
liên kt.
2.2 Các loi liên kt trong h phng
1. Liên kt thanh, liên kt khp và liên kt hàn.
a. Liên kt thanh( liên kt loi 1)
Cu to liên kt này là mt thanh thng có khp lý tng hai u liên kt
vi tm cng. (hình 2.5a)
a) b)
c)
Liên kt thanh ch kh c 1 bc t do và trong thanh ch phát sinh mt phn
lc liên kt có phng dc theo trc thanh (hình 2.5 b)
Chú ý : V bn cht có th xem thanh cong hay tm cng có hai u khp nh
mt liên kt thanh có phng qua hai khp y (hình 2.5c)
b. Liên kt khp
Khp ni 2 tm cng c gi là khp n (hình 2.6 a), còn khp ni t 3 tm
cng tr lên c gi là khp bi hay khp phc tp (hình 2.6 b,c)
d) e)
a) b)
c)
Khp n khc 2 bc t do nên nó tng ng 2 liên kt thanh.
Ngc li 2 liên kt thanh không song song cng tng ng vi 1 khp n t
giao im ca 2 liên kt ó ( khp này là khp gi) xem hình 2.6 d,e.
Nu khp bi ni D tm cng thì tr 1 tm cng xem là c nh, i vi mi
tm còn li khp bi kh c 2 bc t do nên i vi D-1 tm cng còn li khp s
kh c 2(D-1) bc t do. Ngha là nu khp bi ni D tm cng thì nó s tng
ng vi K khp n, trong ó K = D-1
c. Liên kt hàn
Trng Cao ng Giao thông Vn Ti II Bài ging : C hc kt cu
Biên son: Th.S Nguyn Phú Th Trang
5
Liên kt hàn dùng ni 2 tm cng A và B nh hình v 2.7a c gi là liên
kt hàn n
Còn liên kt ni trên hai tm cng nh hình 2.7c,d thì gi là liên kt hàn bi
hay liên kt hàn phc tp.
d)
a)
b)
c)
Nh vy liên kt hàn n kh c 3 bc t do. Trong liên kt hàn có 3 thành
phn : 2 phn lc có phng cho trc và 1 phn lc mômen.
Vì kh c 3 bc t do nên 1 liên kt hàn n tng ng vi 3 liên kt
thanh hoc 1 liên kt thanh và mt liên kt khp.
Tng t liên kt bi, liên kt hàn bi có s bc t do kh c tng ng
vi K =D-1 ln s bc t do ca liên kt hàn n.
2. Các liên kt gi ni t.
ni các cu kin vi t ngi ta dùng các loi liên kt gi là gi di
ng, gi c nh, ngàm trt, ngàm cng S liên kt thanh tng ng vi mi
loi gi theo bng 2.1
1
2 3
2.3 Cách s dng các loi liên kt ni các tm cng.
Khi ni các tm cng thành h bt bin hình ta cn phi xem xét 2 iu kin
sau :
- iu kin cn : s lng liên kt phi s dng.
- iu kin : Cách sp xp b trí và s dng các liên kt ó.
Trng Cao ng Giao thông Vn Ti II Bài ging : C hc kt cu
Biên son: Th.S Nguyn Phú Th Trang
6
1. Ni 2 tm cng : Xem 1 ming cng là c nh, ta cn phi liên kt ming
cng còn li. Mà 1 ming cng tn ti 3 bc t do.
Vy iu kin cn ni 2 tm cng thành h không bin hình là phi dùng s
liên kt kh c 3 bc t do. Ngha là ta phi dùng 3 liên kt thanh hoc 1 liên
kt thanh và 1 liên kt khp hoc 1 liên kt hàn nh hình 2.8 a,b,c
a)
c)
iu kin : Liên kt hàn thì luôn luôn c 1 h bt bin hình
Dùng 3 liên kt thanh hoc 1 liên kt thanh và 1 liên kt khp thì không bao gi
cng c 1 h bt bin hình. Vì
Khi dùng 3 liên kt thanh ni 2 tm cng ta s gp các trng hp sau :
- 3 thanh có phng bt k hình 2.8a
- 3 thanh có phng ng qui hình 2.9a
- 3 thanh có phng song song hình 2.9b,c
a) b)
c)
Nu 3 thanh ng qui thì tm cng B quay quanh I, lúc này h bin hình tc
thi. Nu 3 liên kt song song thì không có thanh nào ngn cn B chuyn ng tnh
tin theo phng vuông góc vi các thanh. Khi các thanh dài bng nhau hình 2.9b
thì h bin hình vì tm cng B b dch chuyn ln hu hn. khi 3 thanh song song
không dài bng nhau hình 2.9c thì h bin hình tc thi vì B ch b chuyn dch vô
cùng bé.
Nu 3 thanh có phng bt k hình 2.8a h s bt bin hình.
Khi dùng 1 liên kt thanh và 1 liên kt khp ta ch gp: trong 2 trng hp sau.
- Thanh có phng không qua khp hình 2.8b : h s không bin hình
- Thanh có phng qua khp hình 2.10:lúc này h s bin hình tc thi
Tóm li: iu kin cn và ni 2 tm cng thành h
bt bin hình là: phi dùng 1 liên kt hàn, hoc
- Dùng 3 liên kt thanh không c song song hoc
ng qui
- Dùng 1 liên kt thanh và 1 liên kt khp thì thanh
Trng Cao ng Giao thông Vn Ti II Bài ging : C hc kt cu
Biên son: Th.S Nguyn Phú Th Trang
7
phi có phng không c i qua khp
2. Ni 3 tm cng:
Nu ta xem 1 tm cng c nh còn li 2 tm t do chúng ta cn phi liên kt 2
tm cng còn li do ó ta phi kh c 6 bc t do. kh c 6 bc t do ta có
nhiu cách.
a)
b)
c) d)
e)
f)
g)
1
2
3
h)
1
2
3
i) k)
- Dùng 6 liên kt thanh hình 2.11 a,b,c
- Dùng 3 liên kt khp hình 2.11 d
- Dùng 2 liên kt hàn hình 2.11 e
- Dùng 4 liên kt thanh, 1 liên kt khp hình 2.11 f,g
- Dùng 2 liên kt thanh, 2 liên kt khp hình 2.11 h,i
- Dùng 1 liên kt thanh, 1 liên kt khp và 1 liên kt hàn hình 2.11 k,
Khi s dng các liên kt k trên, nu s sp xp b trí các liên kt không hp lý
thì h vn có th b bin hình hoc bin hình tc thi do ó ta cn xét iu kin .
- Trng hp 2 trong 3 tm cng ã ni vi nhau thành 1 tm cng nh hình
2.11 b,c,e,f,i,k lúc này ni 3 tm cng tr vê bài toán ni 2 tm cng nh ã nói
trên.
Trng Cao ng Giao thông Vn Ti II Bài ging : C hc kt cu
Biên son: Th.S Nguyn Phú Th Trang
8
I
a)
I
b) c)
- Trng hp tng cp 2 tm
cng ni vi nhau bng 1 khp tht
hoc gi thì ta ch gp 1 trong 2 trng
hp hoc khp ó không thng hàng
nh các hình 2.11 a,d,g,h hoc 3 khp
ó thng hàng nh các hình 2.12 a,b.
Nu 3 khp tht hoc gi thng hàng
thì h b bin hình tc thi.
Vy trng hp tng cp 2 tm cng ni vi nhau bng 1 khp tht hoc gi thì
3 khp tht hoc gi không c thng hàng.
3. Ni im vi tm cng - B ôi.
Mt im tn ti 2 bc t do, chúng ta cn phi kh 2 bc t do này. vy iu
kin cn ti thiu phi có 2 liên kt thanh.
iu kin 2 liên kt thanh này không c thng hàng hình 2.13a, hai thanh
liên kt không c song song nh hình 2.13 b,c.
Hai liên kt thanh không thng hàng ni im vi tm cng là mt b ôi.
Khi chúng ta thêm hoc bt 1 b ôi vào 1 h thì tính cht ng hc ca h
không thay i. nu h bt biên hình thì sau khi thêm (hay bt) b ôi h vn bt
bin hình. Ngc li nu h bin hình thì sau khi thêm (hay bt) b ôi h vn bin
hình.
Da vào tính cht này ta có th phân tích cu to hình hc ca h.
- T mt tm cng ban u ta
thêm ln lt các b ôi c 1 tm
cng hình 2.14
- T h ban u ta ln lt loi b
các b ôi cho n cui cùng là h bt
bin hình nu ban u h là bt bin
hình và là h bin hình nu ban u là h
bin hình
2.4 Cách phân tích ng hc ca kt cu.
1. Bc t do ca kt cu - iu kin cn:
a. H kt cu không ni vi t
Kt cu có D tm cng thì 1 tm cng xem nh c nh, (D-1) tm cng còn li
có 3(D-1) bc t do.
Kt cu có T liên kt thanh, K khp n (k c s khp bi ã i ra khp
1
2
3
a)
3
2
a)
1
Trng Cao ng Giao thông Vn Ti II Bài ging : C hc kt cu
Biên son: Th.S Nguyn Phú Th Trang
9
n), H liên kt hàn n (k c s liên kt hàn bi ã i ra liên kt hàn n) thì
tng s bc t do kh c là T+2K+3H
Do ó iu kin cn: n = T+2K+3H – 3(D-1) ≥ 0 (2.1)
b. H ni vi t.
Xem trái t là 1 tm cng c nh thì ta cn phi liên kt D tm cng còn li.
Do ó ta cn 1 t hp liên kt kh c 3D bc t do và nu cng dùng T liên kt
thanh, k liên kt khp n, H liên kt hàn n ni D cu kin vi nhau và dùng
C
0
liên kt tng ng liên kt thanh ni các cu kin vi t thì iu kin cn
kt cu có D cu kin ni t thành mt kt cu bt bin hình là :
T + 2K + 3H + C
0
– 3D ≥ 0 (2.2)
S liên kt thanh tng ng vi mi loi gi C
0
xem bng 2.1
1. Cách phân tích ng hc kt cu - iu kin .
Nu kt cu ch tha mãn iu kin cn nh h thc 2.1 và 2.2 trên mà cách
sp xp các liên kt không hp lý thì nhng liên kt dùng trong kt cu vn không
có kh nng kh ht c bc t do ca kt cu, do ó kt cu vn có th bin hình.
Vy iu kin kt cu bt bin hình là các liên kt phi c sp xp hp lý.
phân tích ng hc kt cu xem các liên kt b trí có hp lý hay không ta
dùng khái nim b ôi hoc cách ni 2,3 tm cng ri áp dng iu kin cn và
xét.
Thí d 2.1: Phân tích ng hc kt cu cho
nh hình 2.15
Gii:
Xét iu kin cn: Xem mi thanh là mt cu
kin thì kt cu cho trên hình 2.15 có D cu kin
ni vi nhau bng các khp n và phc tp (
khp 1,4 và 7 liên kt n, khp 2,6 là khp phc
tp có phc tp là 2, khp 3,5 là khp phc tp
có phc tp là 3).
Theo hình v ta có D =10, K = 13 , T = 0, H =
0. Theo 2.1 ta có
T+2K+3H – 3(D-1) ≥ 0 => 0 + 2.13 + 0 –
3(10-1) = -1< 0 Không thõa mãn iu kin cn.
Không cn xét iu kin
Kt lun : H bin hình vì thiu liên kt.
Thí d 2.2 : Phân tích ng hc kt cu cho
hình 2.16
Gii :
Xét iu kin cn : H ã cho là kt cu ni t ta dùng h thc 2.2 xét iu
kin cn.
Có nhiu cách quan nim khác nhau áp dng h thc 2.2
Trng Cao ng Giao thông Vn Ti II Bài ging : C hc kt cu
Biên son: Th.S Nguyn Phú Th Trang
10
- Nu cho rng các thanh gãy khúc là tm cng thì h thc 2.2 ta có :
D = 4 , K =3, T= 0, H= 0 và C
0
= 6 (theo bng 2.1)
Ta có : T + 2K + 3H + C
0
– 3D ≥ 0
0 + 2.3 + 3.0 + 6 – 3.4 = 0. Vy thõa mãn iu kin cn
- Nu cho rng mi thanh thng là 1 tm cng thì : D = 8, T = 0, K =3,
H = 4, và C
0
= 6 nh vy ta có kt qu : 0 + 2.3 + 3.4 + 6 - 3.8 = 0 Vy cng thõa
mãn iu kin cn.
Cng có th dùng h thc 2.1 gii nu ta xem trái t cng là 1 tm cng thì
lúc này D = 5, T = 0, K = 6, H = 0 vy :T+2K+3H – 3(D-1) ≥ 0
0 + 2.6 + 3.0 – 3(5-1) = 0 Thõa mãn iu kin cn.
iu kin : Cng có nhiu cách xét.
- Nu xem trái t là 1 tm cng, thanh gãy AD và DB ni D vi t là mt
b i thì t và b ôi ADB là mt tm cng, tng t DE và EC là 3 tm cng ni
vi nhau bng 3 khp D,E,C không thng hàng nên h bt bin hình.
- Nu xem tng cp 2 thanh DE, EC và AD,DB là nhng b ôi. Áp dng
tích cht loi b b ôi DEC ri ADB, cui cùng còn li trái t là 1 tm cng. Kt
lun h bt bin hình.
Thí d 2.3 Phân tích ng hc kt cu cho hình 2.1
Xét iu kin cn : H ã cho là kt cu ni t ta dùng h thc 2.2 xét iu
kin cn.
- Nu cho rng các thanh thng là tm cng thì h thc 2.2 ta có : D = 6, K
=3, T= 0, H= 2 và C
0
= 6 (theo bng 2.1)
Ta có : T + 2K + 3H + C
0
– 3D ≥ 0
0 + 2.3 + 3.2 + 6 – 3.6 = 0. Vy thõa mãn iu kin cn
iu kin :
- Nu xem trái t là 1 tm cng , thanh EFG là ming cng 2, xem thanh
ADE và GHC là liên kt thanh. Vy h là 2 tm cng liên kt vi nhau bng 3 liên
kt thanh ng qui ti i. vy h bin hình tc thi. Nu 3 liên kt thanh không ng
qui thì h bt bin hình.
Trng Cao ng Giao thông Vn Ti II Bài ging : C hc kt cu
Biên son: Th.S Nguyn Phú Th Trang
11
CHNG 3 : NG NH HNG
3.1 Khái nim v ti trng di ng, ti trng tiêu chun.
Ti trng ng khi tác dng gây ra lc quán tính và do thay i v trí nên
giá tr ca yu t xét cng thay i theo. Phng pháp gii quyt nh sau:
-Xem ti trng ng nh ti trng tnh di dng bng cánh nhân giá tr ca
ti trng vi h s xung kích (1 + µ). (cha nghiên cu)
-S di ch ca ti trng cho thy giá tr ca yu t xét s thay i theo v
trí ca nó. Quá trình di chuyn ti trng s có ch cc i, gi là v trí bt li
nht, ta dng li ó tính. tìm v trí bt li ca ti trng tó có c
giá tr cci ca yu tang xét ta dùng phng pháp ng nh hng.
Ti trng di ng trên công trng là oàn tàu, ô tô, nhng ti trng
này rt phc tp, do ó khi thit k ly oàn ti trng tiêu chun nào tính
toán là do nhim v thit k quy nh.
Hình 3.1 gii thiu mt soàn ti trng tiêu chun trong quy trình thit k cu
hin ang dùng nc ta.
60kN
120kN
120kN
6m
1,6
10m
60kN
120kN
120kN
1,6
6m
60kN
120kN
120kN
6m
1,6
10m 10m
10m
4m8m
30kN
70kN
4m8m
35kN
95kN
4m 4m
30kN
70kN
8m
30kN
70kN
4m
1,2m
200kN
1,2m 1,2m
200kN
200kN
200kN
0,8m
2,7m
0,8m
5m
2,6m
0,7m 0,7m
q=60
l
1,5mx5
ZZZZZ 0,36Z
a, oàn ôtô tiêu chun H.30;
Trng Cao ng Giao thông Vn Ti II Bài ging : C hc kt cu
Biên son: Th.S Nguyn Phú Th Trang
12
z
l
z=l/2
z=l
A
z
1
0,5
b, oàn ôtô tiêu chun H.10. Vi oàn ôtô tiêu chun H.8 và H.13 thì khong
cách gia các trc xe cng nh khong cách gia các xe hoàn toàn nh trên, còn tr
s ti trng bng ti trng ca oàn ôtô H.10 nhân vi 0,8 cho oàn H.8, nhân vi
1,3 cho oàn H.13;
c, Xe bánh tiêu chun XB – 80 (ch có mt xe);
d, Xe xích tiêu chun X – 60 (ch có mt xe);
e, Tàu ha tiêu chun T – Z, trong ó Z là ti trng trc ca u máy. Thí d T
– 10 thì mi trc ca u máy ;là 100 kN (10T), toa xe là 0,36.100 = 36 kN/m
3.2 ng nh hng
1. Khái nim – Cách v:
a.Khái nim:
Theo nguyên lý cng tác dng giá tr ca mt yu t nào ó do nhiu ti trng
ng thi tác dng lên kt cu sinh ra bng tng các giá tr ca yu tó do tng ti
trng tác dng riêng r sinh ra. Mt khác giá tr ca ti trng tng lên hoc gim i
bao nhiêu ln thì giá tr cu yu t do ti trng ó sinh ra cng ng lên hoc gim i
by nhiêu ln. Do ó tính tác dng ca ti trng di dng u tiên ta ch xét vi 1
ti trng tp trung có tr s bng n v, có phng chiu thng ng hng xung
di dng trên kt cu.
V trí ca ti trng P = 1 c xác nh bng
mt ta z, nh hình 3.2 nu ly A là gc to
thì
Khi P =1 ti A (z = 0) có V
A
= 1
Khi P =1 gia dm (z = l/2) có V
A
= 0,5
Khi P =1 gia ti gi B (z = l) có V
A
= 0
Lúc này ta vc th biu din mi quan
h gia giá tr ca yu t xét là V
A
vi v trí ti
trng (ta z) th này c c gi là
ng nh hng ca yu t xét.
Vy ng nh hng ca yu t nào là th biu din quy lut bin i giá
tr ca yu tó xut hin ti mt v trí xác nh trên công trình (Phn lc gi,
mômen un, lc ct mt ct nào ó) theo v trí ca ti trng n v di ng trên
công trình.
Tung ng nh hng ca yu t nào (phn lc, ni lc ) là giá tr ca
yu tó khi ti trng P= 1 v trí tng ng vi tung ó sinh ra.
Th nguyên ca tung ng nh hng là t s gia th nguyên ca yu
tang xét vi th nguyên ca lc P, nh vy tung ng nh hng phn lc,
lc ct là i lng không th nguyên, còn tung ng nh hng mômen có th
nguyên chiu dài, thng là mét.
b.Cách vng nh hng.
Có nhiu cách vng nh hng, ây ta ch xét cách vng nh
Trng Cao ng Giao thông Vn Ti II Bài ging : C hc kt cu
Biên son: Th.S Nguyn Phú Th Trang
13
ng theo phng pháp tnh.
-Chn h trc có trc z song song vi trc dm biu th v trí ca ti trng n
v, trc vuông góc vi trc z biu th giá tr ca yu t xét. Gc ta thng ly
ng ng vi gi trái ca mi dm.
-Vit biu thc quan h gia giá tr ca yu t xét vi v trí ca ti trng n v
z ta c S = f(z) gi là phng trình ng nh hng.
-n c vào biu thc S = f(z) vng nh hng ca yu t S, sau khi v
cn ánh du (+), (-), ghi tung nhng v trí c bit và ghi tên ng nh
ng.
2. ng nh hng dm n gin.
a. ng nh hng phn lc (V
A
, V
B
, H
A
=0).
Chn gc ta O tng ng vi gi trái ca dm, trc z hng sang phi,
trc V biu th giá tr ca phn lc hng lên trên.
- ng nh hng V
A
:
∑m
B
= - l.V
A
+ P(l-z) = 0, mà P = 1 =>
l
zl
V
A
−
=
Mà V
A
= f(z) là bc nht ca z nên ng nh hng V
A
là ng thng nên
ch cn xác nh hai tung .
Khi z = 0 có V
A
= 1
Khi z = l có V
A
= 0
Ni hai m (0,1) và (l,0) ta c
ng nh hng V
A
nh hình 3.3b
- ng nh hng V
B
:
∑m
A
= l.V
B
– P.z = 0, mà P =
1 =>
l
z
V
B
=
Khi z = 0 có V
B
= 0
Khi z = l có V
B
= 1
Ni hai m (0,0) và (1,1) ta c
ng nh hng V
B
nh hình 3.3c.
Tng nh hng V
A
và V
B
suy ra
cách v nhanh dng nh hng phn lc
ca dm n gin nh sau: khi vng
nh hng phn lc ca gi nào trên
ng chun v trí tng ng vi gi ó
dng tung bng +1, ni nh tung
này vi m có tung bng không tng
ng vi gi còn li bng ng thng.
b. ng nh hng ni lc.(M,Q,
N=0)
l
a
b
dah Va
b)
dah Vb
1
1
dah Mc
a.b
l
a
b
l
b
a
l
1
1
dah Qc
c)
d)
e)
z
Trng Cao ng Giao thông Vn Ti II Bài ging : C hc kt cu
Biên son: Th.S Nguyn Phú Th Trang
14
vng nh hng ni lc (mômen un, lc ct) ca mt mt ct ta tng
ng ct dm ti mt ct ó. Mi phn dm u cân bng di tác dng ca ngoi
lc và ni lc tác dng lên phn ó.
- Cho P = 1 di chuyn phn dm bên trái (0 ≤ z ≤ a), xét s cân bng ca
phn dm bên phi (phn có ít lc hn), tó vit c phng trình cho nhánh trái.
ΣM
C
ph
=0 ⇔ -M
C
+ b.V
B
= 0 =>M
C
= b.
l
z
ΣY=0 ⇔ Q
C
= -V
B
= -
l
z
Khi z = 0 có M
C
= 0; Q
C
= 0;
Khi z = a có M
C
=
l
ba.
; Q
C
=
l
a
−
Vy nhánh trái ca ng nh hng mômen un ca mt ct C là on thng
i qua hai im (0, 0) và (a,
l
ba.
). Trên ng chun v trí di mt ct C (z = a)
dng tung bng
l
ba.
, ni nh tung này vi m có tung 0 di gi A (z
= 0) c nhánh trái ca ng nh hng (hình 3.3d), nu kéo dài nhánh này n
v trí tng ng vi gi B ta c tung úng bng b (khong cách t gi B n
mt ct C)
Ti v trí tng ng vi mt ct C trên dng chun ta dng tung bng
l
a
− , ni nh tung này vi n có tung bng 0 ng vi gi trái ta c nhánh
ca ng nh hng Q
C
, nu kéo dài nhánh này n v trí tng ng vi gi phi ta
ng tung bng -1. (hình 3.3 e)
- Khi P = 1 di chuyn phn dm bên phi (a ≤ z ≤ l), xét s cân bng ca
phn dm bên trái.
ΣM
C
tr
=0 ⇔ M
C
- a.V
A
= 0 => M
C
= a.V
A
= a.
l
zl
−
ΣY=0 ⇔ Q
C
- V
A
=0 => Q
C
= V
A
=
l
zl
−
Khi z = a có M
C
=
l
ba.
; Q
C
=
l
b
;
Khi z = l có M
C
= 0; Q
C
= 0
Vy nhánh phi ca ng nh hng mômen un ca mt ct C là on
thng i qua hai m (a,
l
ba.
) và (l, 0); Cn c vào các giá trã tính ta vc
nhánh phi ca ng nh hng Q
C
(hình 3.3e), nu kéo dài nhánh này n v trí
ng ng vi gi trái ta c tung bng +1.
Tng nh hng ca ni lc ta suy ra cách v nhanh ng nh hng
ca ni lc nh sau:
Trng Cao ng Giao thông Vn Ti II Bài ging : C hc kt cu
Biên son: Th.S Nguyn Phú Th Trang
15
- ng nh hng ca mômen un: Trên dng chun ti nhng v trí tng
ng vi các gi ta dng các tung bng khong cách t gi n mt ct, ni nh
các tung này vi các m có tung bng 0 trên ng chun gi bên kia
bng ng thng, ng nh hng mômen un là tam giác có nh v trí di
mt ct và tung ti nh bng tích các khong cách t mt ct n hai gi chia
cho chiu dài dm.
- ng nh hng ca lc ct: Trên dng chun ti nhng v trí tng ng
vi gi trái và phi ta ln lt dng các tung bng 1 và -1, ni các nh tung
này vi các m có tung bng 0 tng ng vi các gi phi và trái bng
ng thng, t mt ct hng dóng, ng nh hng lc ct là hai tam giác
vuông có nh nm tng ng vi các gi.
3.ng nh hng dm mút tha
Gi chiu dài mút tha bên trái là l
1
, mút tha bên phi là l
2
, im gc là gi
trái, vy z bin i (- l
1
≤ z ≤ l + l
2
)
a. ng nh hng phn lc.
- Phn lc gi A: ΣM
B
= V
A
.l + p(l - z) = 0 ⇒ V
A
=
l
zl
−
- Phn lc gi B: ΣM
A
= 0 ⇒V
B
=
l
z
Thay các giá tr z
Khi z = - l
1
có V
A
=
l
zl
−
=
l
l
l
ll
11
1+=
+
; V
B
=
l
l
1
−
Khi z = 0 có V
A
= 1; V
B
= 0
Khi z = l có V
A
= 0; V
B
= 1
Khi z = l + l
2
có V
A
=
l
zl
−
=
l
l
2
− ; V
B
=
l
l
2
1+
Ta c ng nh hng ca V
A,
V
B
hình 3.5
* Cách v nhanh : ng nh hng phn lc dm mút tha ta ch cn v
ng nh hng ca dm n gin có chiu dài bng khong cách 2 gi ( l ), sau
ó kéo dài on mút tha.
b. ng nh hng ni lc (mômen un và lc ct) : Chia mt ct làm 2
loi: mt ct trong nhp (gia 2 gi) và mt ct ngoài nhp (ngoài 2 gi)
- Mt ct trong nhp ti C
+ Khi P = 1 di ng phía trái mt ct C (-l
1
[ z [a). Xét cân bng phn phi ta
có M
C
= b.V
B
= b.
l
z
và Q
C
= - V
B
=
l
z
−
Khi z = -l
1
→ M
C
= - b.
l
l
1
; Q
C
=
l
l
1
Khi z = 0 → M
C
= 0 ; Q
C
= 0
Trng Cao ng Giao thông Vn Ti II Bài ging : C hc kt cu
Biên son: Th.S Nguyn Phú Th Trang
16
Khi z = a → M
C
=
l
ab
; Q
C
=
l
a
−
→ Vng nh hng nhánh trái.
l
a.b
b
l
a
l
1
1
l1
h1
l2
h2
E
B
D
A
l
C
a
b
dah Va
b)
a)
c)
d)
e)
g)
h)
i)
k)
m)
n)
p)
q)
r)
l)
dah Vb
dah Mc
dah Qc
dah Md
dah Qd
dah Me
dah Qe
dah Ma
dah Mb
dah Q
ph
B
tr
dah Q
A
tr
dah Q
B
A
dah Q
ph
1+
l
1
l
l
1
l
l
1
b.l
l
1
l
l
1
l
l
1
l
1
h
1
1
l
1
l
2
l
l
2
l
1+
h
2
1
l
2
1
l
2
l
l
l
2
l
l
2
a.l
l
2
+ Khi P = 1 di ng phía phi M
C
(a [ z [ l + l
2
). Xét cân bng phía trái: M
C
= a.V
A
= a.
l
zl
−
và Q
C
= V
A
=
l
zl
−
Khi z = a thì M
C
=
l
ab
; Q
C
=
l
b
Khi z = l thì M
C
= 0 ; Q
C
= 0
Khi z = l + l
2
thì M
C
= -a.
l
l
2
; Q
C
=
l
l
2
−
→ Vng nh hng nhánh phi
T cách v M
C
, Q
C
suy ra cách v nhanh ng nh hng mômen, lc ct
nh sau:
+ u tiên vng nh hng ca ni lc ca mt ct tng ng trên dm
n gin có chiu dài bng khong cách 2 gi, sau ó kéo dài ng nh hng
cho phn mút tha.
+ Áp dng v nhanh ng nh
ng Q
A
tr
, Q
A
ph
, Q
B
tr
, Q
B
ph
- ng nh hng mt ct
l
zz
l1
h1
z z
h2
l2
Trng Cao ng Giao thông Vn Ti II Bài ging : C hc kt cu
Biên son: Th.S Nguyn Phú Th Trang
17
ngoài nhp (ngoài 2 gi -on mút tha). Chn gc ta trùng vi mt ct D và
chiu dng trc z hng ra u mút tha bên trái (hình 3.4).
+ Khi P = 1 di ng trên phn trái mt ct D (0 [ z [ h
1
), xét cân bng phn
phi (ít lc hn): ΣM
D
= 0 ⇔ M
D
= -z.P = -z và Q
D
= -1 =Const
Khi z = 0 thì M
D
= 0
Khi z = h
1
thì M
D
= -h
1
+ Khi P = 1 di ng trên phn phi mt ct D (h
1
[ z [ l + l
2
), xét cân bng
phn trái (ít lc hn): ΣM
D
= 0 ⇔ M
D
= -z.P = -z và Q
C
= 0
Khi z = 0 thì M
D
= 0
Khi z = h
2
thì M
D
= -h
2
Tó ta có cách v nhanh ng nh hng mômen và lc ct ngoài nhp:
-ng nh hng mômen un: Trên ng chun tng ng vi u mút
tha (n mút tha có cha mt ct) dng tung -h (vi h là khong cách t mút
tha ti mt ct ang xét). Sau ó, ni nh tung này vi m có tung bng 0
ng ng vi mt ct ó.
-ng nh hng lc ct: Trên ng chun v trí tng ng vi mt ct
dng tung -1 nu mt ct n mút tha bên trái, +1 nu mt ct n mút
tha bên phi. Tnh tung này kng song song ng chun cho n mút
tha n cha mt ct. Nhánh còn li ca ng nh hng trùng vi ng
chun.
4. ng nh hng ca dm tnh nh nhiu nhp
a. Khái nim v dm tnh nh nhiu nhp: Là h gm nhiu dm ghép li vi
nhau bng các khp và t trên nhiu gi ta sao cho h là bt bin hình và không
có liên kt tha. Thí d các dm hình 3.6
a)
b)
c)
m bo cho h bt bin hình thì trong mt nhp không c có quá hai
khp nm trên mt ng thng.
Trong dm nhiu nhp u mút ca dm này là gi ta ca dm khác, dm ó
c gi là dm chính, còn các dm gi lên nó là dm phi vi nó.
Trên hình 3.6a có dm D1, D3, D5 là dm chính, D2 là dm phi vi dm
Trng Cao ng Giao thông Vn Ti II Bài ging : C hc kt cu
Biên son: Th.S Nguyn Phú Th Trang
18
D1 và D3, D4 là dm phi vi dm D3 và D5.
Hình 3.6b có dm D1 là dm chính, D2 là dm phi vi dm D1 nhng là
dm chính i vi dm D3, D3 là dm phi vi D2 và D1 nhng li là dm
chính i vi D4, còn D4 là dm phi vi c D3,D2 và D1.
Hình 3.6c có dm D1 và D4 là dm chính, D2 là dm phi vi dm D1
nhng là dm chính i vi dm D3, D3 là dm phi vi c D2,D1 và D4.
Nh vy có nhng dm luôn là dm chính hoc ph, nhng cng có
nhng dm i vi dm này nó là chính nhng i vi dm kia nó là ph. Ta
nhn bit theo nhn xét sau:
-Dm có s liên kt vi t tng ng vi t hai liên kt thanh tr lên
thì nó luôn luôn là dm chính.
-Dm không có liên kt vi t thì nó luôn là dm ph.
-Dm có 1 liên kt ni vi t thì khi ngoài cùng nó s luôn là dm ph,
khi trong nó s là va chình, va ph.
u ý: Quá trình tính toán c tin hành t dm ph, ri n dm chính. Ti
trng tác dng lên dm chính s không gây ra phn lc trong dm phi vi nó,
ngc li khi có ti trng tác dng lên dm ph nó s gây ra phn lc và ni lc
trong tt c các dm chính i vi nó.
b. ng nh hng ca dm tnh nh nhiu nhp.
Khi vng nh hng có th xy ra 2 trng hp: Yu t xét thuc dm ph,
dm chính hay dm va chính va ph.
a)
b)
K
V
I
dah Vb
dah Mk
dah Vh
dah Qk
dah M
I
dah Q
I
dah M
v
dah Q
v
c)
d)
e)
g)
h)
i)
k)
l)
l1 l2 l3
l4
l5 l6
h a b
c d
1
a.b
l
3
3
l
a
3
l
b
1
5
l
d.l
4
c.d
l
5
c.l
l
5
6
l
4
l
5
5
l
d
l
5
c
l
5
l
6
h
1
- Yu t vng nh hng thuc dm ph: Vng nh hng V
B
và M
K
: Khi P =1 di ng trên dm BC, ta xem nh dm BC là mt dm n gin và d
dàng vc ng nh hng ca dm này. Nhã phân tích khi P=1 di chuyn
trên các dm khác không nh hng gì n V
B
nên ng nh hng trùng vi
ng chun. (hình 3.7c,d)
Trng Cao ng Giao thông Vn Ti II Bài ging : C hc kt cu
Biên son: Th.S Nguyn Phú Th Trang
19
- Yu t vng nh hng thuc dm chính hoc dm va chính va ph:
Vng nh hng V
H
ca dm CD.
+ Khi P = 1 di chuyn trên CD lúc này ch có Dm CD chu lc, các dm khác
không làm vic, Xem nh dm CD là dm c lp, d dàng vc ng nh
ng ca dm CD.
+ Khi P = 1 di chuyn trên BC là dm ph ca CD, lúc này ti trng truyn
qua dm CD qua khp C. Ta chng minh n ng nh hng tng ng vi dm
BC là mt n thng i qua nh hai tung :
tung tng ng di khp C ( ni dm ph
và chính) úng bng tung ó khi ti trng
P=1 di chuyn trên dm chính và tung
không tng ng di gi còn li ( gi B) ca
dm ph.
Xét dm BC và CD nh hình 3.8 ta có
Dm BC có ∑m
B
= l
1
.V
C
– z.P = 0 ⇒ V
C
=
1
l
z
(1)
Dm CD có ∑m
F
= l
3
.V
H
+ V
C
.l
2
= 0 ⇒ V
H
=
3
2
l
l
−
V
C
(2)
Thay (1) vào (2) có V
H
=
3
2
l
l
− .
1
l
z
(3)
Vy V
H
là hàm bc 1 ca z nên tng ng vi an BC ng nh hng V
H
là ng thng.
Khi z = 0 ( P = 1 trên gi B), V
H
= 0
Khi z = l
1
( P = 1 trên khp C), V
H
=
3
2
l
l
−
úng bng tung khp C lúc P=1 di chuyn trên dm chính CD.
+ Khi P = 1 di chuyn trên dm chính AB, rõ ràng dm CD không chu
lc nên an ng nh hng ca V
H
ng ng vi dm CD trùng vi ng
chun ( hình 3.7g)
ng t ta vc ng nh hng M
I
, M
V
Q
V
Tóm li vng nh hng ca dm tnh nh nhiu nhp ta thc hin.
- Khi P = 1 di ng trên dm cha yu t cn vng nh hng, xem ây
nh 1 dm c lp, ngha là ch có nó làm vic, còn li các dm khác không làm
vic, ng nh hng ca các dm này trùng ng chun ( thng ây là dm
mút tha).
- Khi P = 1 di ng trên dm chính i vi dm cha yu t cn vng nh
ng thì ng nh hng trùng vi ng chun ( vì không gây ra phn lc và
ni lc).
- Khi P = 1 di ng trên dm phi vi dm cha các yu t cn vng
nh hng thì ng nh hng tng ng là on thng i qua nh tung ti
l1
z
P=1
B
V
C
l4
l3l2
V
C
F HD
Trng Cao ng Giao thông Vn Ti II Bài ging : C hc kt cu
Biên son: Th.S Nguyn Phú Th Trang
20
ch ni dm chính vi dm ph và im 0 tng ng vi gi còn li ca dm ph.
* Cách v nhanh ng nh hng dm tnh nh nhiu nhp.
+ Khi P = 1 di ng trên dm cha yu t cn vng nh hng thì xem nó
là c lp, vng nh hng dm này.
+ Ln lt vng nh hng qua các dm k tip khi cho P = 1 di ng.
Nu là dm chính so vi dm ang xét thì ng nh hng trùng ng chun.
Nu là dm ph so vi dm ang xét thì vng nh hng là on thng k tip
thuc dm ph ca dm ang xét qua các tung bng 0 tng ng vi các gi ca
dm ph hoc ng vi khp gp u tiên ca dm chính khác.
5. ng nh hng ca dm chu ti gián tip
Khi tính toán công trình ta thng gp ti trng không tác dng trc tip lên
dm chính mà tác dng gián tip lên dm thông qua các mt truyn lc t nhng
im nht nh trên dm. Hình 3.9.
Trc khi vng nh
ng ta nghiên cu 2 c
im ca dm chu ti trng
truyn qua mt truyn lc.
- Khi P = 1 t úng
vào mt truyn lc ca dm
thì thc t là ti trng ã t
trc tip lên dm chính. Vy
tung ng nh hng
các v trí tng ng vi mt
truyn lc úng bng tung
khi ti trng di ng trc tip
lên dm chính. c bit khi P
= 1 t mt truyn lc trên
t hay ngoài dm thì ti
trng ó không nh hng
n dm nên tng ng vi
mt này thì ng nh hng
luôn bng 0.
- Khi P = 1 di ng
trong khong gia 2 mt
truyn lc liên tip (trong
phm vi 1 dm) thì ng
nh hng là 1 on thng
ni nh 2 tung tng ng
vi 2 mt truyn lc 2 u.
* Cách vng nh hng cho dm chu ti trng gián tip:
- Vng nh hng cho ti trng di ng tác dng trc tip lên dm chính.
- Ti v trí tng ng vi các mt truyn lc ly tung bng tung ng
nh hng ã v
d)
(P=1 truyÒn qua m¾t)
(P=1 ®Æt trùc tiÕp trªn dÇm chÝnh)
(P=1 truyÒn qua m¾t)
(P=1 ®Æt trùc tiÕp trªn dÇm chÝnh)
h)
C
dah Q
C
dah Q
g)
dah M
C
e)
dah M
C
(P=1 truyÒn qua m¾t)
(P=1 ®Æt trùc tiÕp trªn dÇm chÝnh)
c)
A
dah V
b)
A
dah V
a)
Trng Cao ng Giao thông Vn Ti II Bài ging : C hc kt cu
Biên son: Th.S Nguyn Phú Th Trang
21
dah S
P
n
P
P
12
y
a)
C
1
2
y
n
y
P
3
y
3
- Ni nh tung các ng nh hng bng các n thng c ng
nh hng ca dm chu ti trng gián tip.
Áp dng phng pháp ã nêu ta vc các ng nh hng ca dm chu
ti trng truyn qua mt nh trên hình 3.9 c,e,h.
3.3 S dng ng nh hng tính yu t xét di tác dng ca các
dng ti trng khác nhau.
1. Ti trng cnh
a. Ti trng cnh tp trung.
Gi s trên công trình có ti trng cnh tp trung P
1
, P
2
, , P
n
tác dng. Cn
phi tính giá tr các yu t xét S do h ti trng sinh ra.
Trên ng nh hng ca yu t S, tung tng ng vi các ti trng P
1
,
P
2
, , P
n
là y
1
, y
2, ,
y
n
(hình 3.10)
Giá tr ca yu t S do h ti trng P
1
, P
2
, , P
n
gây ra là:
S
1
= P
1
.y
1
S
2
= P
2
.y
2
S
n
= P
n
.y
n
Giá tr S do h ti trng ng thi
gây ra là:
S = S
1
+ S
2
+ + S
n
= P
1
.y
1
+ P
2
.y
2
+ +P
n
.y
n
=
i
n
i
yP.
1
∑
(3.3)
Vy: Giá tr ca yu t S do ti trng cnh tp trung gây ra bng tng i
s ca tích các lc vi tung ng nh hng tng ng
* Chú ý:
- Lc P
i
ly du (+) khi cùng chiu P = 1
- Lc P
i
ly du (-) khi ngc chiu P = 1
- Ly du tung y
i
theo du ng nh
ng .
- Nu P
i
t ti v trí tung ng nh
ng có bc nhy thì giá tr ca yu t S có 2
giá tr tng ng vi P
i
là : hình 3.11
S
i
phi
= P
i
.y
i
trái
S
i
trái
= P
i
.y
i
phi
Ví d 3.1: S dng ng nh hng, tính M
C
và Q
C
cho dm chu ti trng c
nh nh hình 3.12a. Kim tra li kt qu bng cách v biu lc ct và mômen
un. Cho bit P
1
= 0,5T, P
2
= 1T, P
3
= 0,8T.
y
ph
i
tr
i
y
P
i
Trng Cao ng Giao thông Vn Ti II Bài ging : C hc kt cu
Biên son: Th.S Nguyn Phú Th Trang
22
C
BiÓu ®å M
e)
30
34
26
BiÓu ®å Q
8m
1m2m
2
13
d)
c)
8
8
b)
10
8
5
2
8
10
dah Q
8
3
8
C
8
C
dah M
3
8
15
3m
9
2m
a)
PP
P
1
2
3
Gii:
Vng nh hng M
C
và Q
C
hình
3.12b,c. Theo công thc (3.3) ta có
M
C
= P
1
.y
1
+ P
2
.y
2
+ P
3
.y
3
=
Tmxxx 4,3
8
9
8,0
8
15
1
8
10
5,0 =++
Vi Q
C
ta phi xét 2 trng hp.
- Khi P
2
bên trái mt ct C :
Q
C
=
Tmxxx 2,0
8
3
8,0)
8
3
(1)
8
2
(5,0 −=+−+−
- Khi P
2
bên phi mt ct C :
Q
C
=
Tmxxx 8,0
8
3
8,0)
8
5
(1)
8
2
(5,0 =++−
Bài tp Ví d 3.1: S dng ng
nh hng, tính M
C
và Q
C
cho dm chu
ti trng cnh nh hình 3.12a. Kim tra
li kt qu bng cách v biu lc ct và
mômen un. Cho bit P
1
= 1,5T, P
2
=2,5T, P
3
= 0,6T.
Ti trng c nh phân bu:
Gi s ti trng phân bu có cng tác dng là q tác dng lên công trình.
Cn tính giá tr yu t S do ti trng này gây ra
Gi hoành m u và im cui ca ti trng
phân bu là a và b. Xét 1 on dz thay nó bng lc
tp trung là q.dz (hình 3.13)
Do ó: dS = q.dz.y
⇔ S = q.ω Trong ó:
q: cng ti trng phân b
q > 0 khi cùng chiu P = 1
q < 0 khi ngc chiu P = 1
ω: din tích ng nh hng tng ng. Du ca
ω ly theo du ca ng nh hng. Nu ng nh hng gm nhiu b phn có
du khác nhau thì ω là tng i s din tích ca các phn ó. ω = ω
(+)
+ ω
(-)
* Vy: giá tr ca yu t xét do ti trng phân bu gây ra bng tích ca
ng ti trng phân bu vi din tích ng nh hng tng ng
Ví d 3.2: Dm mút tha chu tác dng ca ti trng phân bu q = 10 kN/m
nh hình 3.14a. Tính mômen và lc ct mt ct C gia dm.
Gii:
a
b
q
dz
qdz
y
y
a
y
b
Trng Cao ng Giao thông Vn Ti II Bài ging : C hc kt cu
Biên son: Th.S Nguyn Phú Th Trang
23
Tính M
C
và Q
C
theo ng nh hng hoc Sc bn vt liu.
Theo ng nh hng :
0,5
8m
26m
0,3125
c)
dah Q
C
2,5
C
0,5
dah M
b)
4
5m
a)
C
8m
0,3125
2,5
5m
ΣM
C
= qΣω
M
= 10
−
+
2
5.5,2
2
16.4
= 10(32-12,5) = 10.19,5 = 195 kNm
Q
C
= 0 vì phn dng và âm bng nhau.
Theo Sc bn vt liu:
V
A
= V
B
=
kN130
2
26.10
=
M
C
= 130.8 -
kNm130
2
13.13.10
=
Q
C
= 130 - 10.13 = 0
b. Ti trng cnh là mômen tp trung:
Gi s trên công trình chu tác dng ti trng là mômen tp trung M
Giá tr ca yu t xét tính theo công thc:
S =
∑
=
n
i
ii
tgm
1
. α
Trong ó:
m
i
: mômen tp trung
m
i
(+): khi quay thun chiu kim ng h.
m
i
(-): khi quay ngc chiu kim ng h.
α
i
: góc nghiêng ca ng nh hng v trí tng ng m
i
tgα
i
(+) :khi ng nh hng ng bin
Trng Cao ng Giao thông Vn Ti II Bài ging : C hc kt cu
Biên son: Th.S Nguyn Phú Th Trang
24
tgα
i
(-) :khi ng nh hng nghch bin
Nu ti v trí tng ng vi mômen tp trung ng nh hng có gãy khúc
hoc có bc nhy thì khi M bên trái ly tgα
i
tr
,
M bên phi ly tgα
i
ph
. (hình 3.15)
S
trái
=
∑
=
n
i
ii
tgm
1
. α
tr
S
phi
=
∑
=
n
i
ii
tgm
1
. α
ph
Vy: Giá tr yu t S do h ti ti trng c
nh là các mômen tp trung gây ra bng tng
các tích s gia mômen vi tg góc nghiêng ca
ng nh hng v trí tng ng.
Ví d 3.3: S dng ng nh hng
tính M
A
, Q
A
, M
C
, Q
C
ca dm trên hình 3.16a.
Bit P
1
= 8kN; P
2
= 12kN; q = 4kN/m;
M = 10kNm.
Gii:
Vng nh hng M
A
, Q
A
,
M
C
, Q
C
nh hình v 3.16b,c,d,e
Theo công thc (3.3), (3.4), (3.5)
ta có
S = P
1
.y
1
+ P
2
.y
2
+ q.ω + M.tgα
M
A
= 8.(-1) +12(-3) + 4
2
)4.(4
−
-
10.(-1) = -66kNm
Q
A
= 8.1 +12.1 +4.4.1 -10.0 =
36kN
Tính M
C
cn phân bit 2
trng hp
- Khi M t bên trái mt ct C:
tgα
tr
= 0
M
C
= 12.(-1) + 4
2
)2.(2
−
=-20kN.m
- Khi M t bên phi mt ct C: tgα
ph
=
1
2
2
−=
−
M
C
= 12.(-1) + 4
2
)2.(2
−
- 10.(-1) =-10kN.m
Q
C
= 12.(1) +4.1.2 = 20kN.
2. Ti trng di ng
dah S
ph
α
i
dah S
tr
α
i
P
i
tr
i
α
i
α
ph
m
i
a)
e)
dah Q
d)
dah M
dah Q
2
c)
dah M
1
b)
1
C
1
1
2
4
1
4
q
1
P
M
2
P
Trng Cao ng Giao thông Vn Ti II Bài ging : C hc kt cu
Biên son: Th.S Nguyn Phú Th Trang
25
tính tác dng ca ti trng di ng cn xác nh v trí bt li nht sau ó
dng ti trng v trí này và xem ti trng là cnh tính giá tr yu t xét.
Gi S
max
là giá tr dng ln nht
S
min
là giá tr âm ln nht
a. Ti trng di ng là lc phân bu q:
- Trng hp chiu dài ti trng phân bu ln hn hoc bng chiu dài t
ti ca ng nh hng (d ≥ l),(hình 3.17). Lúc này ta s t ti trng ph kín
ng nh hng, ó chính là v trí bt li nht. Ta Có S
max
= q.ω nu ng nh
ng (+) hoc S
min
= q.ω nu ng nh hng (-). Gi S
tính
là ni lc chn
tính thì: S
tính
= q.ω Trong ó:
q: cng ti trng phân b ( ly du theo P =1).
ω: din tích ng nh hng
l
d
dah S
ω
b)
dzdz
l
ω
2
y
1
y
ω
t p
ω
a)
d
q
- Trng hp chiu dài ti trng phân bu nhn hn chiu dài t ti ca
ng nh hng (d < l),(hình 3.18). V trí bt li là v trí có tung ng nh
ng tng ng vi u trái (y
tr
) và u phi (y
ph
) ca ti trng phân b bng nhau.
(y
tr
= y
ph
)
Chú ý: Nu ng nh hng có hai du thì phi t riêng cho tng phn có
du dng và du âm tính S
max
và S
min
Thí d: 3.4 Cho dm n gin có chiu dài l =8m.
-Xác nh v trí bt li và tính mômen ln nht mt ct K
-Tìm Q
max và
Q
min
mt ct K.
Cho bit ti trng di ng phân bu có cng q = 120 kN/m và chiu dài
d = 5m; a = 3m; b = 5m.
Gii:
Chiu dài t ti ca ng nh hng M
K
là 8m dài hn chiu dài ti trng d
= 5m nên có v trí bt li cn t ti trng sao cho y
tr
= y
ph
. hình 3.19.