Co ket cau nang cao

Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG Tp.HCM
Khoa: Khoa Kỹ thuật Xây dựng
Khoa/Bộ môn quản lý MH: Sức bền - Kết cấu

Tp.HCM, ngày ...... tháng ...... năm ......
Đề cương môn học Sau đại học

CƠ KẾT CẤU NÂNG CAO
(ADVANCED STRUCTURAL MECHANICS)
Mã số MH: 085185
Số tín chỉ:
Số tiết

Tc (LT.BT&TH.Tự Học): 3
-Tổng:

Đánh giá:

60

LT:

45

BT:

0

Tiểu luận:

30%

Thi cuối kỳ:

70%

TCHP:
TH:

0

ĐA:

BTL/TL:

15

- Môn tiên quyết:
- Môn học trước:
- Môn song hành:
- CTĐT ngành (Mã
ngành):

Kỹ Thuật Xây Dựng Công Trình Dân Dụng Và Công Nghiệp (60580208),
Kỹ Thuật Xây Dựng Công Trình Giao Thông (60580205)

- Ghi chú khác:

1. Mục tiêu môn học:
• Bổ sung các kiến thức nâng cao trong lĩnh vực phân tích kết cấu ngoài miền đàn hồi bao gồm
các phương pháp phân tích từng bước và phương pháp phân tích trực tiếp tải trọng giới hạn

(Limit Analysis) áp dụng cho kết cấu là bằng vật liệu đàn-dẻo lý tưởng
• Giúp học viên hiểu được ứng xử của kêt câu làm bằng vật liệu đàn hồi-dẻo có hoặc không kể
đến hiện tượng tái bền
• Hiểu được cách phân tích đàn-dẻo kết cấu dạng thanh (dàn, dầm, khung, thanh chịu xoắn)
bằng các phương pháp truyền thống và hiện đại có thể tự động lập trình tính toán
• Hiểu cách xây dựng và gỉai bài toán Limit Analysis dưới dạng bài toán quy hoạch toán học,
áp dụng vào các kết cấu kỹ thuật (thanh, tấm chịu uốn) và bài toán phẳng
Aims:
• This course provides the graduate students with the advanced knowledge on the inelastic
structural analysis comprising the step-by-step methods and especially the Limit Analysis
applied to structures made by elastic perfectly- plastic materials.
• Helps students with knowledge on the behaviour of structures made by elastic- perfectly
plastic or hardening materials
• Helps students understanding how to analyze elastic-plastic structures using the traditional
and modern methods which can be programmed using MATLAB
Ÿ Helps students knowing how to establish and to solve Limit Analysis problems stated under
a mathematical programming one; this can be applied to engineering structures (trusses, frames
and plates in bending) and to plane problems


2. Nội dung tóm tắt môn học:
Dựa trên cơ sở lý thuyết chảy dẻo và lý thuyết dẻo theo biến dạng toàn phần, hai phương pháp phân
tích kết cấu ngoài miền đàn hồi được trình bày: (a) phương pháp từng bước nghiên cứu quá trình phát
triển biến dạng theo tải trọng của kết cấu ; và (b) phương pháp (Limit Analysis) tìm trực tiếp tải trọng
giới hạn không thông qua quá trình phát triển biến dạng. Phương pháp từng bước ngoài việc sử dụng
các phương pháp cơ bản của Cơ Học Kết Cấu (phương pháp lực, phương pháp chuyển vị) môn học
còn giới thiệu phương pháp ma trận độ cứng hoặc phương pháp PTHH giúp có thể tự động hóa tính
toán qua các ngôn ngữ lập trình (MATLAB, VISUAL C++,..). Phương pháp trực tiếp (Limit Analysis)
gồm 2 loại, phương pháp động học và phương pháp tĩnh học, qua việc áp dụng các định lý cận dưới và
cận trên, đã phát biểu bài toán tìm tải trọng giới hạn dưới dạng bài toán quy hoạch toán học. Phương

pháp từng bước được áp dụng cho các kết cấu dạng thanh vốn rất phổ biến trong các kết cấu xây dựng,
trong khi phương pháp trực tiếp (Limit Analysis) được áp dụng cho bài toán phẳng, hệ thanh và các
tấm chịu uốn.
Course outline:
Based on Theory of Plasticity comprising the Flow Theory and the Total Strain Theory, the two
methods for analysing inelastic structures are presented: (a) The step-by step method analyzes the
processus of developping strains during the loadings by using the traditional methods of Structural
Mechanics and/or the direct sstiffness method or the Finite Element Method ; the application is carried
out to truss and framed structures; (b) The Limit Analysis computes directly the ultimate load and
mustn’t experiene the strain development processus; Via the upper bound and the lower bound theoems
of Limit Analysis, the problems of finding the ultimate load can be stated under the mathematical
programing ones; The applications are realized to engineering structures comprising trusses, plane
frames and plates in bending, and to plane problems.
3. Tài liệu học tập:
[1] BÙI CÔNG THÀNH, “Cơ Kết Cấu nâng cao”, NXB ĐHQG TP HCM, 2002, 2004, 2014, VN
[2] W.F. CHEN & D.J. HAN, “Plasticity for Structural Engineers”, Springer-Verlag New York Inc.,
1988.
[3] J. CHAKRABARTY, “Theory of Plasticity”, Mc Graw-Hill, Inc., 1987.
[4] NGUYỄN ĐĂNG HƯNG, “Giáo trình Cơ Vật Rắn nâng cao – EMMC”, 1995.
[5] W.F. CHEN, I. SOHAL, “Plastic Design and Second-Order Analysis of Steel Frames”, SpringerVerlag, 1995
4. Các hiểu biết, các kỹ năng cần đạt được sau khi học môn học:
Sau khi học xong giáo trình này, học viên có thể:
Về kiến thức: hiểu được cơ sở lý thuyết dẻo áp dụng vào các kết cấu kỹ thuật
Về nhận thức: nâng cao được kỹ năng phân tích kết cấu đàn hồi & phi đàn hồi
Về kỹ năng riêng cho môn học: giải được bài toán kết cấu dưới dạng bài toán quy hoạch toán học băng


MATLAB
Về kỹ năng chuyển đổi: có khả năng phát triển các phần mềm phân tích kết cấu khác
Learning outcomes:

Upon completion of this course, students should be able to:
Knowledge: understand the basic theory of plasticity applied to engineering structures.
Cognitive Skills: improve skills for structural analysis of elastic & inelastic structures.
Subject Specific Skills: solve the structural programming problems using MATLAB
Transferable Skills: having capacities to develop other programing softwares relating to structural
analysis and design
5. Hướng dẫn cách học - chi tiết cách đánh giá môn học:
Sinh viên cần đọc sách giáo trình, tài liệu tham khảo và làm bài tập đầy đủ.
Sinh viên cần thực hành lập trình tính toán bằng MATLAB (hay MATHCAD).
Cách đánh giá :
Tiểu luận: 30%
Thi cuối kỳ: 70%

Ghi chú: học viên nộp đầy đủ tiểu luận được giao thì mới được tính điểm tổng kết.
Learning strategies & Assessment Scheme:
Students should read textbooks and finish all assignments.
Students should practice programming using MATLAB (or MATHCAD).
Assessment:
Home project: 30%
Final exam: 70%
Notes: Final mark will only be accounted for students who submit all required home
projects.
6. Nội dung chi tiết:


Tuần/
Buổi

Chủ đề (chương)

1

Chương mở đầu: Nhắc lại
những khái niệm cơ bản của Cơ
học vật rắn biến dạng với quy
ước chỉ số

2,3

Nội dung
- Giới thiệu dề cương môn học
- Quy ước chỉ số
- Lý thuyết ứng suất
- Lý thuyết biến dạng

9

[1],[2],[4]

Giới thiệu chung
Lý thuyết chảy dẻo
Giả thiết tính toán
Luật ứng xử 1 chiều
Chương 1: Những khái niệm về Tiêu chuẩn chảy dẻo
[1], [2], [4]
Lý thuyết dẻo
Luật ứng xử 3 chiều vật liệu
đàn-dẻo
Luật ứng xử 3 chiều vật liệu dẻo
lý tưởng

Lý thuyết biến dạng toàn phần

2.1 Phân tích đàn-dẻo hệ dàn
2.2 Phân tích đàn-dẻo hệ thanh
chịu uốn: dầm, khung phẳng
Chương 2: Phân tích đàn-dẻo hệ
4,5,6
(phươn pháp lực, phươn pháp
thanh
chuyển vị)
2.3 Phân tích đàn dẻo thanh
chịu xoắn

7,8

Tài liệu

[1], [2], [4]

3.1 Cơ sở của phương pháp ma
trận độ cứng trực tiếp áp dụng
cho hệ thanh
3.2 Thiết lập ma trận độ cứng
của phần tử thanh đàn hồi (2
đầu nút cứng)
Chương 3: Phân tích đàn dẻo hệ
3.3 Thiết lập ma trận độ cứng
thanh bằng phương pháp ma
của phần tử thanh đầu trái là
[1], [5]

trận độ cứng hoặc phương pháp
khớp dẻo
PTHH
3.4 Thiết lập ma trận độ cứng
của phần tử thanh đầu phải là
khơp dẻo
3.5 Thiết lập ma trận độ cứng
của phần tử thanh 2 đầu là khơp
dẻo
4.1 Khái niệm chung- Limit
Analysis là gì? Các định lý về
công khả dĩ
4.2 Các định lý cơ bản của
Limit Analysis
Chương 4: Lý thuyết “Phân tích
4.3 Các phương pháp gỉải của
trực tiếp trạng thái giới hạn”
Limit Analysis
(Limit Analysis)
4.4 Limit Analysis và bài toán
quy hoạch toán học
4.5 Năng lượng tiêu tán dẻo
4.6 Các đường bât liên tục ứng
suất

[1], [2], [4]


Tuần/
Buổi

Chủ đề (chương)

Nội dung

Tài liệu

10,11 Chương 5: Limit Analysis và
,12 kết cấu kỹ thuật

5.1 Khái niệm chung: biến suy
rộng
5.2 Limit Analysis và bài toán
hệ thanh
5.2.1 Bài toán Limit Analysis
biểu diễn theo biến suy rộng
[1], [2], [4], [5]
(hay biến tổng quát hóa)
5.2.1.1 Phương pháp tổ hợp cơ
cấu
5.2.1.2 Phương pháp quy hoạch
tuyến tính

Chương 5: Limit Analysis và
13,14
kết cấu kỹ thuật (tt)

5.3 Limit Analysis và bài toán
tấm
5.3.1 Tấm chữ nhật chịu uốn

5.3.2 Tấm tròn chịu uốn

15

Chương 6: Limit Analysis và
bài toán phẳng

[1], [2], [4]

6.1 Khái niệm chung
6.2 Các phương pháp của Limit
Analysis
6.2.1 Phương pháp tĩnh học và [1],[2],[3]
định lý cận dưới
6.2.2 Phương pháp động học và
định lý cận trên

7. Giảng viên tham gia giảng dạy:
CBGD chính: PGS.TS Bùi Công Thành
CBGD tham gia: TS. Nguyễn Hồng Ân
PGS.TS Lương Văn Hải
TS. Nguyễn Sỹ Lâm
TS. Cao Văn Vui
BỘ MÔN QUẢN LÝ MÔN HỌC

Tp. Hồ Chí Minh, ngày ...... tháng ...... năm ......
GIẢNG VIÊN LẬP ĐỀ CƯƠNG

PGS.TS Bùi Công Thành