Bài giảng sức bền vật liệu chương 1 những khái niệm chung

Trần Minh Tú – Đại học Xây dựng

Tháng
01/2015
Trần
Minh
Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD
Email:

CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 1


SỨC BỀN VẬT LIỆU 1
• Giảng viên: PGs. TS. TRẦN MINH TÚ
• Email:
• Cell phone: 0912 10 11 73
• Tài liệu học tập:
 Sức bền vật liệu – PGs. TS. Lê Ngọc Hồng, PGs. TS. Lê
Ngọc Thạch
 Bài tập Sức bền vật liệu – TS. Trần Chương – PGs. TS. Tô
Văn Tấn
 www.tranminhtu.com
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD

CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 2


SỨC BỀN VẬT LIỆU 1
• Số tín chỉ: 3
• Số tiết lý thuyết và bài tập: 52
• Số tiết thí nghiệm: 3

ĐÁNH GIÁ HỌC PHẦN
• Chuyên cần: 10%
• Bài tập lớn: 10%
• Bài kiểm tra giữa kỳ: 10% (cuối chương 5)
• Thí nghiệm: 10%
• Bài thi kết thúc học phần: 60%
HỌC TẬP NGHIÊM TÚC – CHÌA KHOÁ THÀNH CÔNG
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD

CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 3


SỨC BỀN VẬT LIỆU 1

•
•
•
•

QUY ĐỊNH VỀ ĐÁNH GIÁ HỌC PHẦN
Điểm đánh giá học phần gồm: điểm quá trình (ĐQT)
và điểm thi kết thúc học phần (ĐKT)
Điểm quá trình học tập tính theo thang điểm 10 (làm
tròn đến 0,1)
Điểm thi kết thúc học phần (ĐKT) tính theo thang
điểm 10 (làm tròn đến 0,5)
Qui định của Phòng Đào tạo:
ĐHP = 40%ĐQT + 60%ĐKT

Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD

CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 4


SỨC BỀN VẬT LIỆU 1
QUY ĐỊNH VỀ ĐÁNH GIÁ HỌC PHẦN
• Điểm quá trình học tập (ĐQT) bộ môn Sức bền Vật
liệu qui định: điểm quá trình gồm 4 môđun, mỗi
môđun đánh giá theo thang điểm 10:
– Điểm chuyên cần (ĐCC)
– Điểm bài tập lớn (ĐBTL)
– Điểm Thí nghiệm (ĐTN)
– Điểm kiểm tra giữa kỳ (ĐGK)

ĐQT = (ĐCC + ĐBTL + ĐTN + ĐGK)/4
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD

CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 5


SỨC BỀN VẬT LIỆU 1
THỜI KHOÁ BIỂU VÀ LỊCH TIẾP SINH VIÊN

Lịch tiếp sinh viên:
Thứ 2: 9h00 – 11h30;
Thứ 4: 9h00 – 11h30
Địa điểm: Văn phòng Bộ môn Sức bền vật liệu, Tầng 1 Nhà thí nghiệm 9 tầng

Mọi thắc mắc có thể liên hệ qua email:
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD

CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 6


SỨC BỀN VẬT LIỆU 1
CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC SBVL1
CHƯƠNG 1: NHỮNG KHÁI NIỆM CHUNG
1.1. Nhiệm vụ và đối tượng nghiên cứu của môn học
1.2. Phân loại vật thể nghiên cứu theo hình dạng
1.3. Ngoại lực – Liên kết và phản lực liên kết
1.4. Khái niệm về chuyển vị và biến dạng
1.5. Nội lực – Phương pháp mặt cắt – Ứng suất
1.6. Các giả thiết của môn học

Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD

CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 7


SỨC BỀN VẬT LIỆU 1
CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC SBVL1
CHƯƠNG 2: ỨNG LỰC TRONG BÀI TOÁN THANH
2.1. Các thành phần ứng lực trên mặt cắt ngang
2.2. Biểu đồ nội lực – Phương pháp mặt cắt
2.3. Liên hệ vi phân giữa mômen uốn, lực cắt và tải trọng phân bố
2.4. Phương pháp vẽ biểu đồ nội lực theo điểm đặc biệt
2.5. Biểu đồ nội lực của dầm tĩnh định nhiều nhịp
2.6. Biểu đồ nội lực của khung phẳng
2.7.* Biểu đồ nội lực của thanh cong
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD

CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 8


SỨC BỀN VẬT LIỆU 1
CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC SBVL1
CHƯƠNG 3: THANH CHỊU KÉO-NÉN ĐÚNG TÂM
3.1. Khái niệm – Nội lực
3.2. Ứng suất trong thanh chịu kéo-nén đúng tâm
3.3. Biến dạng của thanh chịu kéo-nén đúng tâm – Hệ số
Poisson
3.4. Các đặc trưng cơ học của vật liệu
3.5. Thế năng biến dạng đàn hồi
3.6. Điều kiện bền, ba bài toán cơ bản
3.7. Bài toán siêu tĩnh
3.8. Bài toán hệ thanh
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD

CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 9


SỨC BỀN VẬT LIỆU 1
CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC SBVL1
CHƯƠNG 4: TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT TẠI MỘT ĐIỂM
4.1. Khái niệm về trạng thái ứng suất tại một điểm
4.2. Trạng thái ứng suất phẳng
4.3. Vòng tròn Mohr ứng suất
4.4. Một số trạng thái ứng suất phẳng đặc biệt
4.5. Trạng thái ứng suất khối
4.6. Quan hệ ứng suất – biến dạng. Định luật Hooke

4.7. Điều kiện bền cho phân tố ở TTƯS phức tạp – Các thuyết
bền
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD

CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 10


SỨC BỀN VẬT LIỆU 1
CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC SBVL1
CHƯƠNG 5: ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA MẶT CẮT NGANG
5.1. Khái niệm chung
5.2. Mômen tĩnh – Trọng tâm – Trục trung tâm
5.3. Mômen quán tính đối với một trục
5.4. Mômen quán tính độc cực
5.5. Mômen quán tính ly tâm – Hệ trục quán tính chính trung tâm
5.6. Mômen quán tính của một số mặt cắt ngang thông dụng
5.7. Công thức chuyển trục song song
5.8. Công thức xoay trục

Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD

CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 11


SỨC BỀN VẬT LIỆU 1
CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC SBVL1
CHƯƠNG 6: THANH CHỊU XOẮN THUẦN TUÝ
6.1. Khái niệm – Nội lực
6.2. Ứng suất trong thanh tròn chịu xoắn
6.3. Biến dạng của thanh tròn chịu xoắn

6.4. Điều kiện bền, điều kiện cứng, ba bài toán cơ bản
6.5. Bài toán siêu tĩnh
6.6.* Thế năng biến dạng đàn hồi của thanh chịu xoắn
6.7.* Xoắn thanh có mặt cắt ngang hình chữ nhật
6.8.* Lò xo hình trụ bước ngắn
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD

CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 12


SỨC BỀN VẬT LIỆU 1
CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC SBVL1
CHƯƠNG 7: DẦM CHỊU UỐN PHẲNG
7.1. Khái niệm – Nội lực
7.2. Dầm chịu uốn thuần tuý
7.3. Dầm chịu uốn ngang phẳng
7.4. Chuyển vị của dầm chịu uốn: độ võng, góc xoay
7.5. Phương pháp tích phân trực tiếp
7.6. Phương pháp thông số ban đầu
7.7. Bài toán siêu tĩnh
7.8.* Ảnh hưởng của lực cắt tới độ võng trong dầm chịu uốn
* Phần sinh viên tự đọc thêm dưới sự hướng dẫn của giảng viên.
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD

CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 13


SỨC BỀN VẬT LIỆU 1
TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH
•

Sức bền vật liệu – PGs. TS. Lê Ngọc Hồng, PGs. TS. Lê Ngọc Thạch

•

Giáo trình SBVL của các trường Đại học: Thuỷ lợi, Bách khoa, Giao thông
vận tải

•

Các bài giảng của Đại học Auckland; Các tài liệu của Pearson Press,
ASCE…

•

Beer F. P., Johnston E. R., DeWolf J. T. – Mechanics of Materials 6th
edition (2011)

•

Hibbeler R. C. – Mechanics of Materials 8th edition (2011)

•

Pytel A., Kiusalaas J. – Mechanics of Materials 2nd edition (2011)

•

Lecture notes: Oler J. W. (Texas Technological University)

Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD

CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 14


SỨC BỀN VẬT LIỆU 1
NGÀNH XÂY DỰNG DÂN DỤNG
(CIVIL ENGINEERING)
Nhiệm vụ: Xây dựng cơ sở hạ tầng cho mục đích dân sự
• Xây dựng công trình nhà dân dụng, công nghiệp
• Xây dựng công trình thuỷ lợi, thuỷ điện
• Xây dựng công trình cảng, đường thuỷ
• Xây dựng cầu, đường
• Xây dựng công
• …
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD

CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 15


SỨC BỀN VẬT LIỆU 1
QUY TRÌNH VẬN HÀNH DỰ ÁN XÂY DỰNG
(CIVIL ENGINEERING PROJECT)
Lập kế hoạch (Planning)
Lập hồ sơ dự án, kế hoạch đầu tư, tìm nguồn vốn…

Thiết kế kiến trúc, kết cấu, điên – nước (hệ thống kỹ thuật)…

Thi công phần kết cấu, lắp đặt điện – nước, trang trí nội thất…

Quản lý việc vận hành công trình, bảo dưỡng định kỳ

Sửa chữa công trình xuống cấp, kéo dài tuổi thọ của dự án xây dựng

Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD

CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 16


SỨC BỀN VẬT LIỆU 1
QUY TRÌNH VẬN HÀNH DỰ ÁN XÂY DỰNG
(CIVIL ENGINEERING PROJECT)
Lập kế hoạch (Planning)
Lập hồ sơ dự án, kế hoạch đầu tư, tìm nguồn vốn…

Thiết kế (Designing)
Thiết kế kiến trúc, kết cấu, điên – nước (hệ thống kỹ thuật)…

Thi công phần kết cấu, lắp đặt điện – nước, trang trí nội thất…

Quản lý việc vận hành công trình, bảo dưỡng định kỳ

Sửa chữa công trình xuống cấp, kéo dài tuổi thọ của dự án xây dựng

Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD

CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 17


SỨC BỀN VẬT LIỆU 1

QUY TRÌNH VẬN HÀNH DỰ ÁN XÂY DỰNG
(CIVIL ENGINEERING PROJECT)
Lập kế hoạch (Planning)
Lập hồ sơ dự án, kế hoạch đầu tư, tìm nguồn vốn…

Thiết kế (Designing)
Thiết kế kiến trúc, kết cấu, điên – nước (hệ thống kỹ thuật)…

Thi công xây dựng (Construction)
Thi công phần kết cấu, lắp đặt điện – nước, trang trí nội thất…

Quản lý việc vận hành công trình, bảo dưỡng định kỳ

Sửa chữa công trình xuống cấp, kéo dài tuổi thọ của dự án xây dựng

Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD

CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 18


SỨC BỀN VẬT LIỆU 1
QUY TRÌNH VẬN HÀNH DỰ ÁN XÂY DỰNG
(CIVIL ENGINEERING PROJECT)
Lập kế hoạch (Planning)
Lập hồ sơ dự án, kế hoạch đầu tư, tìm nguồn vốn…

Thiết kế (Designing)
Thiết kế kiến trúc, kết cấu, điên – nước (hệ thống kỹ thuật)…

Thi công xây dựng (Construction)

Thi công phần kết cấu, lắp đặt điện – nước, trang trí nội thất…

Vận hành – Bảo trì (Operation – Maintenance)
Quản lý việc vận hành công trình, bảo dưỡng định kỳ

Sửa chữa công trình xuống cấp, kéo dài tuổi thọ của dự án xây dựng

Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD

CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 19


SỨC BỀN VẬT LIỆU 1
QUY TRÌNH VẬN HÀNH DỰ ÁN XÂY DỰNG
(CIVIL ENGINEERING PROJECT)
Lập kế hoạch (Planning)
Lập hồ sơ dự án, kế hoạch đầu tư, tìm nguồn vốn…

Thiết kế (Designing)
Thiết kế kiến trúc, kết cấu, điên – nước (hệ thống kỹ thuật)…

Video: Các giai đoạn
của một dự án xây

Thi công xây dựng (Construction)
Thi công phần kết cấu, lắp đặt điện – nước, trang trí nội thất…

dựng và các chủ thể
tham gia

Vận hành – Bảo trì (Operation – Maintenance)
Quản lý việc vận hành công trình, bảo dưỡng định kỳ

Cải tạo, sửa chữa (Rehabilitation)
Sửa chữa công trình xuống cấp, kéo dài tuổi thọ của dự án xây dựng

Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD

CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 20


NỘI DUNG
CHƯƠNG 1 – NHỮNG KHÁI NIỆM CHUNG
1.1. Nhiệm vụ và đối tượng nghiên cứu của môn học
1.2. Phân loại vật thể nghiên cứu theo hình dạng
1.3. Ngoại lực – Liên kết và phản lực liên kết
1.4. Khái niệm về chuyển vị và biến dạng
1.5. Nội lực – Phương pháp mặt cắt – Ứng suất
1.6. Các giả thiết của môn học

Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD

CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 21


1.1. Nhiệm vụ và đối tượng nghiên cứu của môn học
1.1.1. Sức bền vật liệu – môn cơ sở kỹ thuật:
Sức bền vật liệu là môn học nghiên cứu sự chịu lực của vật liệu
để đề ra các phương pháp tính toán, thiết kế các chi tiết máy, các
bộ phận công trình dưới tác dụng của ngoại lực nhằm thoả mãn

các yêu cầu đặt ra về độ bền, độ cứng và độ ổn định mà vẫn đảm
bảo tính kinh tế và thẩm mỹ.

Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD

CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 22


1.1. Nhiệm vụ và đối tượng nghiên cứu của môn học
Đảm bảo độ bền:
Các chi tiết máy hay các bộ phận công trình làm việc bền
vững, lâu dài mà không bị phá huỷ.

Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD

CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 23


1.1. Nhiệm vụ và đối tượng nghiên cứu của môn học
Đảm bảo độ cứng:
Những thay đổi về kích thước
hình học của các chi tiết máy hay
bộ phận công trình không vượt
quá giá trị cho phép.

Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD

CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 24

1.1. Nhiệm vụ và đối tượng nghiên cứu của môn học
Đảm bảo độ ổn định:
Dưới tác dụng của ngoại lực, các chi tiết máy hay bộ phận
công trình bảo toàn được trạng thái cân bằng ban đầu.

Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD

CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 25