BÀI TẬP LỚN CƠ HỌC KẾT CẤU - Mã Đề 3_2 pdf

SV: Lê Hoàng Anh GVHD: Nguyễn Trọng Phước
BÀI TẬP LỚN CƠ HỌC KẾT CẤU
Mã Đề 3_2
SƠ ĐỒ A
TÍNH DẦM GHÉP TĨNH ĐỊNH
I. NỘI DUNG
1. Vẽ lại sơ đồ dầm, kích thước, tải trọng chính xác.
2. Xác định các phản lực và vẽ biểu đồ nội lực.
3. Vẽ đường ảnh hưởng tại tiết diện k1 và k2.
4. Xác định đường ảnh hưởng tại k1 và k2 vừa vẽ.
II. BÀI LÀM
1. Vẽ lại sơ đồ dầm, kích thước, tải trọng chính xác.
2. Xác định các phản lực và vẽ biểu đồ nội lực
 Xác định phản lực hệ phụ và tính Mômen, lực cắt.
Vì trong hệ dầm không có lực dọc N nên ta không xét đến.
Bài tập lớn Cơ Học Kết Cấu 1
SV: Lê Hoàng Anh GVHD: Nguyễn Trọng Phước
ΣM
A
= 0 => V
B
.3a = 3qa
2
=> V
B
= qa
ΣY = 0 => V
B
= V
A
= qa

 Xét mặt cắt tại A:
ΣM = 0 => M = 3qa
2
ΣY = 0 => Q

= - qa
 Xét mặt cắt tại B:
ΣM = 0 => M = 0
ΣY = 0 => Q

= - qa
 Xác định phản lực hệ phụ và tính Mômen, lực cắt.
ΣM
D
= 0 => V
C
.2a = 3qa
2
+ 2qa
2
=> V
C
= qa
Bài tập lớn Cơ Học Kết Cấu 2
SV: Lê Hoàng Anh GVHD: Nguyễn Trọng Phước
ΣY = 0 => V
C
+V
D
= qa +2qa => V

D
= qa
 Xét mặt cắt tại B:
ΣM = 0 => M = 0
ΣY = 0 => Q

= - qa
 Xét mặt cắt tại bên trái C:
ΣM = 0 => M = qa
2
ΣY = 0 => Q

= - qa
 Xét mặt cắt tại bên phải C:
ΣM = 0 => M = qa
2
ΣY = 0 => Q

= qa - qa = 1,5qa
 Xét mặt cắt tại D:
ΣM = 0 => M = 0
ΣY = 0 => Q

= - 0,5qa
 Xác định phản lực hệ chính và tính Mômen, lực cắt.
ΣM
F
= 0 => M
F
= - ( 2qa

2
+ qa
2
) => M
F
= - 3 qa
2
ΣY = 0 => V
F
= - ( 0,5qa +2qa ) => V
F
= 2,5qa
 Xét mặt cắt tại D:
ΣM = 0 => M = 0
ΣY = 0 => Q

= - 0,5qa
 Xét mặt cắt tại bên trái E:
ΣM = 0 => M = - 0,5qa
2
ΣY = 0 => Q

= - 0,5qa
 Xét mặt cắt tại bên phải E:
ΣM = 0 => M = - 0,5qa
2
ΣY = 0 => Q

= - 0,5qa - 2qa = - 2,5qa
 Xét mặt cắt tại F:

Bài tập lớn Cơ Học Kết Cấu 3
SV: Lê Hoàng Anh GVHD: Nguyễn Trọng Phước
ΣM = 0 => M = - ( 2qa
2
+ qa
2
) = - 3qa
2
ΣY = 0 => Q

= - 0,5qa - 2qa = - 2,5qa
Biểu đồ NỘI LỰC
3. Vẽ đường ảnh hưởng.
a. Nếu S hệ chính.
P = 1 di động hệ chính => Hệ đơn giản.
P = 1 di động hệ phụ.
 S = 0 tại vị trí liên kết thanh theo phương đứng.
 S bằng nhau tại khớp giao nhau.
b. Nếu S hệ phụ.
P = 1 di động hệ chính => S = 0.
P = 1 di động hệ phụ => Hệ đơn giản.
Bài tập lớn Cơ Học Kết Cấu 4
SV: Lê Hoàng Anh GVHD: Nguyễn Trọng Phước
4. Tính nội lực theo đường ảnh hưởng.
Tại :
= 3qa
2
= - qa
= 3qa
2

= 2qa
2
Tại :
Bài tập lớn Cơ Học Kết Cấu 5
SV: Lê Hoàng Anh GVHD: Nguyễn Trọng Phước
= 3qa
2
- q . - 2qa . 1 = - 2,5qa
= 3qa
2
- q . - 2qa . a = - 3qa
2
SƠ ĐỒ B
TÍNH KHUNG GHÉP TĨNH ĐỊNH
I. NỘI DUNG
1. Vẽ lại sơ đồ khung, kích thước, tải trọng chính xác.
2. Khảo sát cấu tạo hình học khung phẳng.
3. Xác định các phản lực.
4. Vẽ biểu đồ nội lực.
II. BÀI LÀM
1. Vẽ lại sơ đồ khung, kích thước, tải trọng chính xác.
Bài tập lớn Cơ Học Kết Cấu 6
SV: Lê Hoàng Anh GVHD: Nguyễn Trọng Phước
 Khảo sát:
Bài tập lớn Cơ Học Kết Cấu 7
SV: Lê Hoàng Anh GVHD: Nguyễn Trọng Phước
Ta có: EGHI là hệ phụ.
ABC+CDF = Liên kết khớp tại C và liên kết với Đất bằng 2 khớp tại A, F
Vậy đây là hệ khung 3 khớp.
2. Khảo sát cấu tạo hình học khung phẳng và xác định các

phản lực.
 Xác định các phản lực khung phụ và tính nội lực.
ΣM
F
= 0 => H
H
.a = 4qa
2
+4,5q a
2
=> H
H
= 8,5qa
ΣY = 0 => V
E
= qa + 3qa => V
E
= 4qa
ΣX = 0 => H
E
= H
H
= 8,5qa
 Xét mặt cắt bên trái G:
ΣM = 0 => M = 12qa
2
- 4,5qa
2
= 7,5 qa
2

ΣY = 0 => Q

= 4qa - 3qa = qa
ΣX = 0 => H
E
= N
G
= 8,5qa
Bài tập lớn Cơ Học Kết Cấu 8
SV: Lê Hoàng Anh GVHD: Nguyễn Trọng Phước
 Xác định các phản lực khung chính và tính nội lực: Khung 3 khớp
ΣM
A
= 0 => V
F
.3a = 3qa
2
+6q a
2
+ 12q a
2
+ 8,5q a
2
=> V
F
= 59qa/6
ΣM
F
= 0 => V
A

.3a + 3qa
2
= 3qa
2
+ 8,5q a
2
=> V
A
= 17qa/6
ΣM
tr
C
= 0 => H
A
.a + 8,5qa
2
= 3qa
2
=> H
A
= qa/6
ΣM
Ph
C
= 0 => 3qa
2
+ 8q a
2
+ H
A

.a = 59qa
2
/3 => H
F

= 26qa/3
 Xét thanh AB tại mặt cắt B:
ΣM = 0 => M =

- qa
2
/6
ΣY = 0 => Q

= - qa/6
ΣX = 0 => N

= V
A
= 17qa/6
 Xét thanh BC tại mặt cắt B:
ΣM = 0 => M = 3qa
2
- qa
2
/6 = 17qa
2
/6
ΣY = 0 => Q

= - V
A
= - 17qa/6
ΣX = 0 => N

= - H
A
= - qa/6
 Xét thanh EF tại mặt cắt E:
ΣM = 0 => M = H
F
.a = 26qa
2
/3
ΣY = 0 => Q

= H
F
= 26qa/3
ΣX = 0 => N

= - V
F
= - 59qa/6
 Xét thanh ED tại mặt cắt E:
ΣM = 0 => M = H
F
.a = 26qa
2
/3

ΣY = 0 => Q

= 4qa – V
F
= - 35qa/6
ΣX = 0 => N

= 8,5qa - H
F
= - qa/6
 Xét thanh ED tại mặt cắt D:
Bài tập lớn Cơ Học Kết Cấu 9
SV: Lê Hoàng Anh GVHD: Nguyễn Trọng Phước
ΣM = 0 => M = V
F
.a - 4qa - H
F
.a = 17qa
2
/6
ΣY = 0 => Q

= 4qa – V
F
= - 35qa/6
ΣX = 0 => N

= 8,5qa - H
F
= - qa/6

 Xét thanh CD tại mặt cắt D:
ΣM = 0 => M = V
F
.a - 4qa - H
F
.a = 17qa
2
/6
ΣY = 0 => Q

= 3qa + 4qa – V
F
= - 17qa/6
ΣX = 0 => N

= 8,5qa - H
F
= - qa/6
3. Vẽ biểu đồ nội lực.
SƠ ĐỒ C
TÍNH KHUNG GHÉP SIÊU TĨNH
I. NỘI DUNG
1. Vẽ lại sơ đồ dầm, kích
thước, tải trọng
chính xác.
2. Xác định xác định số
ẩn số và chọn hệ cơ
bản theo phương pháp
lực.
3. Vẽ các biểu đồ

mômen trên hệ cơ
bản.
4. Viết phương trình
chính tắc dưới
dạng số.
5. Giải hệ phương trình
chính tắc.
6. Vẽ biểu đồ mômen
uốn trong hệ siêu tỉnh.
Bài tập lớn Cơ Học Kết Cấu 10
SV: Lê Hoàng Anh GVHD: Nguyễn Trọng Phước
7. Vẽ biểu đồ lực cắt và lực dọc.
II. BÀI LÀM
1. Vẽ lại sơ đồ dầm, kích thước, tải trọng chính xác.
Bài tập lớn Cơ Học Kết Cấu 11
SV: Lê Hoàng Anh GVHD: Nguyễn Trọng Phước
Bài tập lớn Cơ Học Kết Cấu 12
SV: Lê Hoàng Anh GVHD: Nguyễn Trọng Phước
2. Xác định ẩn số và chọn hệ cơ bản:
Ta có: T + 2K + 3H – 3*( D – 1) = 1+2*2 + 3*1 – 3*( 3 – 1) = 2
 hệ có 2 bậc siêu tĩnh.
Chọn hệ cơ bản như hình dưới:
3. Vẽ biểu đồ mômen (
1
M
); (
2
M
); (
0

P
M
)
Bài tập lớn Cơ Học Kết Cấu 13
SV: Lê Hoàng Anh GVHD: Nguyễn Trọng Phước
Bài tập lớn Cơ Học Kết Cấu 14
)
P
SV: Lê Hoàng Anh GVHD: Nguyễn Trọng Phước
4. Thiết

lậ
p

phương trình chính tắc, xác đị
nh

các hệ số, số
hạng tự do bằng cách nhân biểu đồ.
 Phương trình chính tắc dạng chữ:

11
X
1


12
X

2

 
1P

0


21
X
1




22
X

2


2
P

0
 Xác định hệ số trong phương trình chính tắc:

11
= (
1
M
) . (

1
M
)= =

12
=

12
= (
1
M
) . (
2
M
) = 0

22
= (
2
M
) . (
2
M
) = =

1P =
(
0
P
M

). (
1
M
) =
=
Bài tập lớn Cơ Học Kết Cấu 15
SV: Lê Hoàng Anh GVHD: Nguyễn Trọng Phước

2P =
(
0
P
M
). (
2
M
) =
5. Giải hệ phương trình chính tắc.
Suy ra:
X
1
=

;
X

2
=
6. Vẽ biểu đồ mômen uốn trong hệ siêu tỉnh và suy ra biểu
đồ lực cắt, lực dọc bằng phương pháp mặt cắt

( M ) = (
1
M
) .
X
1
+ (
2
M
) .
X

2
+ (
0
P
M
)
Bài tập lớn Cơ Học Kết Cấu 16
SV: Lê Hoàng Anh GVHD: Nguyễn Trọng Phước
Bài tập lớn Cơ Học Kết Cấu 17
SV: Lê Hoàng Anh GVHD: Nguyễn Trọng Phước
Bài tập lớn Cơ Học Kết Cấu 18
SV: Lê Hoàng Anh GVHD: Nguyễn Trọng Phước
Bài tập lớn Cơ Học Kết Cấu 19