Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (311.2 KB, 45 trang )
<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1></div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>
<b>BÀI TẬP LỚN CƠ HỌC KẾT CẤU</b>
<b>A.</b> <b>Mã số đề 1k7</b>
Sơ đồ tính 1
Số liệu tính
Hình học
B (m) H (m) L1 (m) L2 (m)
0.3 0.6 8 7
Tải trọng
P1 (KN) P2 (KN) P3 (KN) P4 (KN)
22 25 28 30
γ = 25 KN/m3
E = 2.4 KN/m2
Nội dung thực hiện
Dung phương pháp lực tính hệ phẳng siêu tĩnh
B. THỰC HIỆN
Trong lượng bản than dầm
Gd = 0.6*0.3*25000 = 4500 KN
A. DÙNG PHƯƠNG PHÁP LỰC TÍNH HỆ PHẲNG SIÊU TĨNH
Bậc siêu tĩnh của hệ
N= 3*v – k = 3*4 – 9 = 3
EI = 2.4*107<sub>*0.3*0.6</sub>3<sub>/12 = 12.96*10</sub>4
Vây phương trình chính tắc của hệ có dạng
δ11 X1 + δ11 X2 + δ11 X3 + Δ1p = 0
δ21 X1 + δ22 X2 + δ23 X3 + Δ2p = 0
δ31 X1 + δ32 X2 + δ33 X3 + Δ3p = 0
I. TRƯỜNG HỢP 1
1) Tính tốn các hệ số của phương trình chính tắc
Các hệ số chính
δ11= (M1)* (M1) =1/EI*(1/2*8*2/3 + 1/2*7*2/3)= 1/EI*15/3
δ33 = (M3)(M3)= 1/EI*15/3
hệ số phụ
δ12= δ21=(M1)(M2)= 1/EI*1/2*7*1/3= 1/EI* 7/6
δ13= δ31=(M1)(M3) = 0
δ32 =(M3)(M2)= 1/EI*1/2*7*1/3 =1/EI*7/6
các hệ số tự do
δ1p = (M1)(Mp) =1/EI*(2/3*36000*8*1/2+2/3*27562.5*7*1/2)= 1/EI*160312.5
δ2p=(M2)(Mp)= 1/EI*( 2/3*27562.5*7*1/2*2)= 1/EI*128625
δ3p= (M3)(Mp)= 1/EI*(2/3*36000*8*1/2+2/3*27562.5*7*1/2)= 1/EI*160312.5
kiểm tra các hệ số của phương trình chính tắc
( MS) =(M1) + (M2) + (M3)
Tổng các số hạng ở hang 1 hay cột 1
1/EI* (15/3+7/6 + 0) = 1/EI*37/6
(M1)* (MS) = 1/EI* ( ½*8*2/3+1/2*7*1 ) = 1/EI*37/6
Đúng
Tổng các số hạng ở hang 2 hay cột 2
1/EI* ( 14/3+7/6 + 7/6)= 1/EI*7
(M2)* (MS) =1/EI* ( 1/2*7*2) =1/EI* 7
Đúng
Tổng các số hạng ở hang3 hay cột3
1/EI* (15/3+7/6 )= 1/EI* 37/6
(M3)* (MS) =1/EI* ( ½*8*2/3+1/2*7*1) = 1/EI*37/6
Đúng
Tổng các số hạng tự do
1/EI* (160312.5 + 128625 +160312.5)= 1/EI*449250
(M0
p)* (MS) = 1/EI* (2/3*36000*8*2*1/2 + 2/3*27562.5*7*2 ) = 1/EI*449250
Đúng
2) Giải hệ phương trình chính tắc
Vì cả hai vế dều có hệ số nên EI ta có thể giản ước hệ số này cho cả hệ lúc này được hệ
15/3*x1+7/6*x2 = -160312.5
7/6*x1+14/3*x2+7/6*x3 = -128625
7/6*x2+15/3*x3 = -160312.5
Ta được
X1=-1367*g/212 = -29016,51
X2=-615*g/212 = -13054,2453
X3=-1367*g/212 = -29016,51
3) Biểu đồ moment
Như vậy ta được biểu đồ moment (MP ) của hệ
Kiểm tra biểu đồ moment (MP )
(MP )* (MS ) = 449250 – 29016.5*( ½*8*2/3*2 + 7*1/2*2 ) + 13054.25 *1/2*7*2 = 0.04
Đạt
4) Tính lực cắt và phản lực tại gối
Dầm gồm 4 nhịp ta tính lực cắt và moment cho tùng nhịp ở các vị trí so với đầu nhịp là 0 , L/4
, L/2 , 3L/4 , L bằng phương pháp mặt cắt tại các vị trí đó tương ứng ta tính được các giá trị
M1 , M2 , M3 , M4 , M5; Q1, Q2, Q3, Q4, Q5,cho nhịp 1 và các giá trị M6 ,M7 ,M8 ,M9 ,M10; ; Q6, Q7,
Q8, Q9, Q10 của nhịp hai …….; M16 , M17 , M18 , M19 ,
M20; Q16, Q17, Q18, Q19, Q20 của nhịp bốn
a. Nhịp 1
∑M/o = 0 => Q5*8 = -29016.51 - 4500 * 8*4
=> Q5 = - 21627.06 N
∑Y = 0 => Q1 = 4500*8 – 21627.06
=> Q1 = 14372.93 N
M1 = 0 Nm
M5 = 29016.51 Nm
Lấy ∑Y = 0 lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
Q4 = 14372.93 - 4500*6 = -12627.07 N
Q2 = 14372.93 - 4500*2 = 5372.93 N
Lấy ∑M/0 lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
∑M/04
M4 =- 4500*6*3 + 12627.07 *6 = - 5237.58Nm
∑M/03
M3 =- 4500*4*2 + 3627.07 *4 = -21491.72Nm
∑M/02
M2 =- 4500*2*1 – 5372.93 *2 = -19745.86 Nm
b. Nhịp 2
∑M/o6 = 0 => Q10*7 = -13054.25 - 4500 * 7*3.5+29016.51
=> Q10= - 13469.71 N
∑Y = 0 => Q6 = 4500*7 –
13469.71
=> Q6 = 18030.28 N
M6 = 29016.51 Nm
M10 = 13054.25 Nm
Lấy ∑Y = 0 lần lượt cho các mặt cắt ta
tính được
Q9= 18030.28 - 4500*5.25= -5594.72 N
Q8 = 18030.28 – 4500*3.5 = 2280.28 N
Q7 = 18030.28 - 4500*1.75 = 10155.28 N
Lấy ∑M/09 = 0 lần lượt cho các mặt
cắt ta tính được
M9 = 4500*5.25*5.25/2 + 29016.51
-18030.28 *5.25 = - 3626.84Nm
M8 = 4500*3.5*3.5/2 + 29016.51
-18030.28 *3.5 = - 6526.97Nm
∑M/07 = 0
M7 = 4500*1.75*1.75/2 + 29016.51
-18030.28 *1.75 = 4354.14 Nm
c. Nhịp 3
∑M/o11 = 0 => Q15*7 = 13054.25
-4500 * 7*3.5 -29016.51
=> Q15= - 18030.28 N
∑Y = 0 => Q11 = 4500*7 –
18030.28
M15 = 29016.51 Nm
M11 = 13054.25 Nm
Lấy ∑Y = 011 lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
Q14= 13469.71 - 4500*5.25 = -10155.28 N
Q13 = 13469.71 – 4500*3.5 = - 2280.28 N
Q12 = 13469.71 - 4500*1.75 = 5594.72 N
Lấy ∑M lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
∑M/014 = 0
M14 = 4500*5.25*5.25/2 + 13054.25 - 13469.71 *5.25 = 4354.14 Nm
∑M/013 = 0
M13 = 4500*3.5*3.5/2 + 13054.25 - 13469.71 *3.5 = - 6526.97Nm
∑M/012 = 0
M12 = 4500*1.75*1.75/2 + 13054.25 - 13469.71 *1.75 = - 3626.84Nm
d. Nhịp 4
∑M/o16 = 0 => Q20*8 = 29016.51
-4500 * 8*4
=> Q20 = - 14372.93 N
∑Y = 0 => Q16 = 4500*8
-14372.93
=> Q16 = 21627.06 N
M20 = 0 Nm
M16= 29016.51 Nm
Lấy ∑Y = 0 lần lượt cho các mặt cắt
ta tính được
Q19= 21627.06 - 4500*6 = -5372.93 N
Q18 = 21627.06 – 4500*4 = 3627.07
N
Q17 = 21627.06 - 4500*2 = 12627.07
N
Lấy ∑M/0 = 0 lần lượt cho các mặt
cắt ta tính được
M19 =- 4500*6*3 + 5372.93 *6 = -19745.86 Nm
M18 =- 4500*4*2 - 3627.07 *4 = -21491.72Nm
M17 =- 4500*2*1 – 12627.07 *2 = - 5237.58Nm
II. TRƯỜNG HỢP 2
Các hệ số chính
δ11= (M1)* (M1) =1/EI*(1/2*8*2/3 + 1/2*7*2/3)= 1/EI*15/3
δ22 = (M2)(M2)= 1/EI*(2*1/2*7*2/3)= 1/EI*14/3
δ33 = (M3)(M3)= 1/EI*15/3
hệ số phụ
δ12= δ21=(M1)(M2)= 1/EI*1/2*7*1/3= 1/EI* 7/6
δ13= δ31=(M1)(M3) = 0
δ32 =(M3)(M2)= 1/EI*1/2*7*1/3 =1/EI*7/6
các hệ số tự do
δ1p = (M1)(Mp) =1/EI*(2/3*176000*8*1/2+2/3*153125*7*1/2)= 1/EI*826625
δ2p=(M2)(Mp)= 1/EI*( 2/3*153125*7*1/2*2)= 1/EI*357291.667
δ3p= (M3)(Mp)= 1/EI*(2/3*240000*8*1/2)= 1/EI*640000
kiểm tra các hệ số của phương trình chính tắc
( MS) =(M1) + (M2) + (M3)
Tổng
các số hạng ở hang 1 hay cột 1
1/EI* (15/3+7/6 + 0) = 1/EI*37/6
(M1)* (MS) = 1/EI* ( ½*8*2/3+1/2*7*1 ) = 1/EI*37/6
Đúng
Tổng các số hạng ở hang 2 hay cột 2
(M2)* (MS) =1/EI* ( 1/2*7*2) =1/EI* 7
Đúng
Tổng các số hạng ở hang3 hay cột3
1/EI* (15/3+7/6 )= 1/EI* 37/6
(M3)* (MS) =1/EI* ( ½*8*2/3+1/2*7*1) = 1/EI*37/6
Đúng
Tổng các số hạng tự do
1/EI* (826625 +357291.667 +640000)= 1/EI*1823916.667
(M0
p)* (MS) = 1/EI* (2/3*176000*8*1/2 + 2/3*153125*7 + 240000*2/3*8*1/2 ) =
1/EI*1823916.667
2) Giải hệ phương trình chính tắc
Vì cả hai vế dều có hệ số EI nên ta có thể giản ước hệ số này cho cả hệ lúc này được hệ
15/3*x1+7/6*x2 = -826625
7/6*x1+14/3*x2+7/6*x3 =- 357291.667
7/6*x2+15/3*x3 =- 640000
Ta được
X1= -164471.46
X2= -3658.02
X3= -127146.46
3) Biểu đồ moment
Như vậy ta được biểu đồ moment (MP ) của hệ
Kiểm tra biểu đồ moment (MP )
(MP )* (MS ) = 1823916.667 – 164471.46*( ½*8*2/3+ 7*1/2)- 3658.02 *1/2*7*2 -
127146.46*(1/2*7 + 2/3*1/2*8) = 0
Đạt
4) Tính lực cắt và phản lực tại gối
Dầm gồm 4 nhịp ta tính lực cắt và moment cho tùng nhịp ở các vị trí so với đầu nhịp là 0 , L/4
, L/2 , 3L/4 , L bằng phương pháp mặt cắt tại các vị trí đó tương ứng ta tính được các giá trị
M1 , M2 , M3 , M4 , M5; Q1, Q2, Q3, Q4, Q5,cho nhịp 1 và các giá trị M6 ,M7 ,M8 ,M9 ,M10; ; Q6, Q7,
Q8, Q9, Q10 của nhịp hai …….; M16 , M17 , M18 , M19 , M20; Q16, Q17, Q18, Q19, Q20 của nhịp bốn
a) Nhịp 1
∑M/o1 = 0 => Q5*8 = -22000*8*4 – 164471.46 = -868471.46
=> Q5 = -108558.93 N
∑Y = 0 => Q1 = 22000*8 -108558.93
M1 = 0 Nm
M5 = 164471.46 Nm
Lấy ∑Y = 0 lần lượt cho các mặt cắt ta tính
được
Q4 = 67441.07 - 22000*6 = -64558.93 N
Q3 = 67441.07 – 22000*4 = - 20558.93 N
Q2 = 67441.07 - 22000*2 = 23441.07 N
Lấy ∑M lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
M4 = 22000*6*3 – 67441.07 *6 = - 8640.42 Nm
∑M/03
M3 = 22000*4*2 - 67441.07 *4 = -93764.28 Nm
∑M/02
M2 =22000*2*1 – 67441.07 *2 = -90882.14 Nm
b) Nhịp 2
∑M/o6 = 0 => Q10*7 = -25000*7*3.5 -3658.02 + 164471.46 = -868471.46
=> Q10 = -64526.65 N
∑Y = 0 => Q6= 25000*7 -64526.65
=> Q6 = 110473.35 N
M6 =164471.46 Nm
M10 = 3658.02 Nm
Lấy ∑Y = 0 lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
Q9 = 110473.35 - 25000*5.25 = -20776.65 N
Q8 = 110473.35 – 25000*3.5 = - 22973.35 N
Q7 = 110473.35 - 25000*1.75 = 66723.35 N
Lấy ∑M lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
∑M/09
M9 =164471.46 + 25000*5.25*5.25/2 – 110473.35 *5.25 = - 70982.38 Nm
∑M/08
M8 = 164471.46 + 25000*3.5*3.5/2 – 110473.35 *3.5 = -69060.26 Nm
∑M/07
M7 =164471.46 + 25000*1.75*1.75/2 – 110473.35 *1.75 = 9424.35Nm
c) Nhịp 3
∑M/o11 = 0 => Q15*7 = 3658.02 – 127146.46 = -123488.44
=> Q15 = -17641.20 N
∑Y = 0 => Q11= Q15
M11 =3658.02 Nm
M15 = 127146.46 Nm
Lấy ∑Y = 0 lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
Q14 =Q13 =Q12 =-17641.20 N
Lấy ∑M lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
∑M/014
M14 =17641.2*5.25 +3658.02 = 96274.32 Nm
∑M/013
M13 = 17641.2*3.5 +3658.02 = 65402.22Nm
∑M/012
M12 =17641.2*1.75 +3658.02 = 34530.12 Nm
d) Nhịp 4
∑M/o16 = 0 => Q20*8 = 127146.46 – 30000*8*4 = -832853.54
=> Q20 = -104106.7 N
∑Y = 0 => Q16= 30000*8 -104106.7
=> Q16 = 135893.3 N
M16 =127146.46 Nm
M20 = 0 Nm
Lấy ∑Y = 0 lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
Q19 = 135893.3 – 30000*6 = -44106.7 N
Q18 = 135893.3 – 30000*4= 15893.3 N
Q17 = 135893.3 - 30000*2 = 75893.3 N
Lấy ∑M lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
∑M/019
M19 =127146.46 + 30000*6*3 – 135893.3*6 = -145213.34 Nm
∑M/018
M18= 127146.46 + 30000*4*2 – 135893.3*4 = -176426.74 Nm
∑M/017
M17 =127146.46 + 30000*2*1 – 135893.3*2 = -84640.14Nm
III. TRƯỜNG HỢP 3
Các hệ số chính
δ11= (M1)* (M1) =1/EI*(1/2*8*2/3 + 1/2*7*2/3)= 1/EI*15/3
δ22 = (M2)(M2)= 1/EI*(2*1/2*7*2/3)= 1/EI*14/3
δ33 = (M3)(M3)= 1/EI*15/3
hệ số phụ
δ12= δ21=(M1)(M2)= 1/EI*1/2*7*1/3= 1/EI* 7/6
δ13= δ31=(M1)(M3) = 0
δ32 =(M3)(M2)= 1/EI*1/2*7*1/3 =1/EI*7/6
các hệ số tự do
Δ1P=2/3*153125*7*1/2=357291,6667
Δ2P=2/3*153152*7*1/2+171500*2/3*7*1/2=757458,33
Δ3P=2/3*171500*7*1/2=400166,6667
kiểm tra các hệ số của phương trình chính tắc
( MS) =(M1) + (M2) + (M3)
Tổng các số hạng ở hang 1 hay cột 1
1/EI* (15/3+7/6 + 0) = 1/EI*37/6
(M1)* (MS) = 1/EI* ( ½*8*2/3+1/2*7*1 ) = 1/EI*37/6
Tổng các số hạng ở hang 2 hay cột 2
1/EI* ( 14/3+7/6 + 7/6)= 1/EI*7
(M2)* (MS) =1/EI* ( 1/2*7*2) =1/EI* 7
Đúng
Tổng các số hạng ở hang3 hay cột3
1/EI* (15/3+7/6 )= 1/EI* 37/6
(M3)* (MS) =1/EI* ( ½*8*2/3+1/2*7*1) = 1/EI*37/6
Đúng
Tổng các số hạng tự do
1/EI* (357291,6667 +757458,33 + 400166,6667)= 1/EI*151491.667
(M0
p)* (MS) = 1/EI* (153125*2/3*7 +171500*2/3*7 ) = 1/EI*151491.667
Đúng
2) Giải hệ phương trình chính tắc
Vì cả hai vế dều có hệ số EI nên ta có thể giản ước hệ số này cho cả hệ lúc này được hệ
15/3*x1+7/6*x2 = -357291.667
7/6*x1+14/3*x2+7/6*x3 =- 757458.333
7/6*x2+15/3*x3 =- 400166.667
Ta được
X1=-1367*g/212 = -38587.5
X2=-615*g/212 = -140875
X3=-1367*g/212 = -47162.5
3) Biểu đồ moment
Như vậy ta được biểu đồ moment (MP ) của hệ
(Mp)=(M1)*( -38587.5)+(M2)*( -140875)+(M3)*( -47162.5)
Kiểm tra biểu đồ moment (MP )
(MP )* (MS ) = 151491.667– 38587.5*( ½*8*2/3+ 7*1/2)- 140875 *1/2*7*2 – 47162.5*(1/2*7
4) Tính lực cắt và phản lực tại gối
Dầm gồm 4 nhịp ta tính lực cắt và moment cho tùng nhịp ở các vị trí so với đầu nhịp là
0 , L/4 , L/2 , 3L/4 , L bằng phương pháp mặt cắt tại các vị trí đó tương ứng ta tính được các
giá trị M1 , M2 , M3 , M4 , M5; Q1, Q2, Q3, Q4, Q5,cho nhịp 1 và các giá trị M6 ,M7 ,M8 ,M9 ,M10; ;
Q6, Q7, Q8, Q9, Q10 của nhịp hai …….; M16 , M17 , M18 , M19 , M20; Q16, Q17, Q18, Q19, Q20 của nhịp
bốn
a) Nhịp 1
∑M/o1 = 0 => Q5*8 = – 38587.5
=> Q5 = -4823.44 N
∑Y = 0 => Q1 = Q5 = -4823.44 N
M1 = 0 Nm
M5 = 38587.5Nm
Lấy ∑Y = 0 lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
Q4 = Q3 = Q2 = -4823.44 N
M4 =4823.44*6 = 28940.64 Nm
∑M/03
M3 = 4823.44*4 = 19293.76
∑M/02
M2 = 4823.44*2 = 9646.88Nm
b) Nhịp 2
∑M/o6 = 0 => Q10*7 = -25000*7*3.5 -140875 + 38587.5 = -714787.5
=> Q10 = -102112.5 N
∑Y = 0 => Q6= 25000*7 -102112.5
=> Q6 = 72887.5 N
M6 =38587.5 Nm
M10 = 140875Nm
Lấy ∑Y = 0 lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
Q9 = 72887.5 - 25000*5.25 = -58362.5 N
Q8 = 72887.5 – 25000*3.5 = - 14612.5 N
Q7 = 72887.5 - 25000*1.75 = 29137.5 N
Lấy ∑M lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
∑M/09
M9 =38587.5 + 25000*5.25*5.25/2 – 72887.5 *5.25 = 459.375 Nm
∑M/08
M8 = 38587.5 + 25000*3.5*3.5/2 – 72887.5 *3.5 = -63393.75 Nm
∑M/07
M7 =38587.5 + 25000*1.75*1.75/2 – 72887.5 *1.75 = -50684.375Nm
c) Nhịp 3
∑M/o11 = 0 => Q15*7 = -28000*7*3.5 -47162.5 + 140875 = -592287.5
=> Q10 = -84612.5N
∑Y = 0 => Q11= 28000*7 -84612.5
=> Q6 = 111387.5 N
M11 =140875 Nm
M15 = 47162.5 Nm
Lấy ∑Y = 0 lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
Q14 = 111387.5 - 28000*5.25 = -35612.5 N
Q8 = 111387.5 – 28000*3.5 = 13387.5 N
Q7 = 111387.5 - 28000*1.75 = 62387.5 N
Lấy ∑M lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
∑M/014
∑M/013
M13 = 140875+ 28000*3.5*3.5/2 – 111387.5 *3.5 = -77481.25 Nm
∑M/012
M12 =140875+ 28000*1.75*1.75/2 – 111387.5 *1.75 = -11178.125Nm
d) Nhịp 4
∑M/o16 = 0 => Q20*8 = 47162.5
=> Q20 = 5895.31N
∑Y = 0 => Q16 = Q20 = 5895.31N
M16 = 47162.5 Nm
M20 = 0Nm
Lấy ∑Y = 0 lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
Q19 = Q18 = Q17= 5895.31N
Lấy ∑M lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
∑M/019
M19 =47162.5 - 5895.31*6 = 11790.64 Nm
∑M/018
M18 = 47162.5 - 5895.31*4 = 23581.26Nm
∑M/017
M17 = 47162.5 -5895.31*2 = 35371.88Nm
IV. TRƯỜNG HỢP 4
1) Tính tốn các hệ số của phương trình chính tắc
Các hệ số chính
δ11= (M1)* (M1) =1/EI*(1/2*8*2/3 + 1/2*7*2/3)= 1/EI*15/3
δ22 = (M2)(M2)= 1/EI*(2*1/2*7*2/3)= 1/EI*14/3
δ33 = (M3)(M3)= 1/EI*15/3
hệ số phụ
δ12= δ21=(M1)(M2)= 1/EI*1/2*7*1/3= 1/EI* 7/6
δ13= δ31=(M1)(M3) = 0
δ32 =(M3)(M2)= 1/EI*1/2*7*1/3 =1/EI*7/6
các hệ số tự do
δ1p= 1/EI*2/3*176000*8*1/2 = 1/EI*469333,33
δp2= 1/EI*2/3*171500*7*1/2 = 1/EI*400166,6667
kiểm tra các hệ số của phương trình chính tắc
( MS) =(M1) + (M2) + (M3)
Tổng các số hạng ở hang 1 hay cột 1
1/EI* (15/3+7/6 + 0) = 1/EI*37/6
(M1)* (MS) = 1/EI* ( ½*8*2/3+1/2*7*1 ) = 1/EI*37/6
Đúng
Tổng các số hạng ở hang 2 hay cột 2
1/EI* ( 14/3+7/6 + 7/6)= 1/EI*7
(M2)* (MS) =1/EI* ( 1/2*7*2) =1/EI* 7
Đúng
Tổng các số hạng ở hang3 hay cột3
1/EI* (15/3+7/6 )= 1/EI* 37/6
(M3)* (MS) =1/EI* ( ½*8*2/3+1/2*7*1) = 1/EI*37/6
Đúng
Tổng các số hạng tự do
1/EI* (469333,33 +400166,6667 +1040166,667)= 1/EI*1909666.666
(M0
p)* (MS) = 1/EI* (2/3*176000*8*1/2 + 2/3*171500*7 + 240000*2/3*8*1/2 ) =
2) Giải hệ phương trình chính tắc
Vì cả hai vế dều có hệ số EI nên ta có thể giản ước hệ số này cho cả hệ lúc này được hệ
15/3*x1+7/6*x2 = - 469333,33
7/6*x1+14/3*x2+7/6*x3 =- 400166,6667
7/6*x2+15/3*x3 =- -1040166,667
Ta được
X1= -91152.5
X2= -11632.07
X3= -205319.2
3) Biểu đồ moment
Như vậy ta được biểu đồ moment (MP ) của hệ
(Mp)=(M1)*( -91152.5)+(M2)*( -11632.07)+(M3)*( -205319.2)
Kiểm tra biểu đồ moment (MP )
(MP )* (MS ) = 1909666.666– 91152.5*( ½*8*2/3+ 7*1/2)- 11632.07*1/2*7*2 -
205319.2*(1/2*7 + 2/3*1/2*8) = 0
Đạt
4) Tính lực cắt và phản lực tại gối
M1 , M2 , M3 , M4 , M5; Q1, Q2, Q3, Q4, Q5,cho nhịp 1 và các giá trị M6 ,M7 ,M8 ,M9 ,M10; ; Q6, Q7,
Q8, Q9, Q10 của nhịp hai …….; M16 , M17 , M18 , M19 , M20; Q16, Q17, Q18, Q19, Q20 của nhịp bốn
a) Nhịp 1
∑M/o1 = 0 => Q5*8 = -22000*8*4 – 91152.5 = -795152.5
=> Q5 = -99394.06 N
∑Y = 0 => Q1 = 22000*8 -99394.06
=> Q1 = 76605.94 N
M1 = 0 Nm
M5 = 91152.5 Nm
Lấy ∑Y = 0 lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
Q4 = 76605.94 - 22000*6 = -55394.06 N
Q3 = 76605.94 – 22000*4 = - 11394.06 N
Q2 = 76605.94 - 22000*2 = 32605.94 N
Lấy ∑M lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
∑M/04
M4 = 22000*6*3 – 76605.94 *6 = - 63635.64 Nm
∑M/03
M3 = 22000*4*2 - 76605.94 *4 = -130423.76 Nm
∑M/02
M2 =22000*2*1 – 76605.94 *2 = -109211.88 Nm
b) Nhịp 2
∑M/o6 = 0 => Q10*7 = -11632.17 + 91152.5 = 79520.43
=> Q10 = 11360.06 N
∑Y = 0 => Q6= Q10
=> Q6 = 11360.06 N
M6 =91152.5 Nm
M10 = 11632.17 Nm
Lấy ∑Y = 0 lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
Q9 = Q8 = Q7 = 11360.06 N
Lấy ∑M lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
∑M/09
M9 =91152.5 – 11360.06 *5.25 = 31512.185 Nm
∑M/08
M8 = 91152.5 – 11360.06 *3.5 = 51392.29Nm
∑M/07
c) Nhịp 3
∑M/o11 = 0 => Q15*7 = -28000*7*3.5 -205319.2 + 11632.07 = -879687.13
=> Q10 = -125669.6N
∑Y = 0 => Q11= 28000*7 -125669.6
=> Q6 = 70330.41 N
M11 =11632.07 Nm
M15 = 205319.2 Nm
Lấy ∑Y = 0 lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
Q9 = 70330.41 - 28000*5.25 = -76669.6 N
Q8 = 70330.41 – 28000*3.5 = - 27669.6 N
Q7 = 70330.41 - 28000*1.75 = 21330.41 N
Lấy ∑M lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
∑M/014
M14 =11632.07 + 28000*5.25*5.25/2 – 70330.41 *5.25 = 28272.42 Nm
∑M/013
M13 = 11632.07 + 28000*3.5*3.5/2 – 70330.41 *3.5 = -63024.365 Nm
∑M/012
M12 =11632.07 + 28000*1.75*1.75/2 – 70330.41 *1.75 = -68571.15Nm
d) Nhịp 4
∑M/o16 = 0 => Q20*8 = 205319.2 – 30000*8*4 = -754680.8
=> Q20 = -94335.1 N
∑Y = 0 => Q16= 30000*8 -94335.1
=> Q16 = 145664.9 N
M16 =205319.2 Nm
M20 = 0 Nm
Lấy ∑Y = 0 lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
Q19 = 145664.9 – 30000*6 = -34335.1 N
Q18 = 145664.9 – 30000*4= 25664.9 N
Q17 = 145664.9 - 30000*2 = 85664.9N
Lấy ∑M lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
∑M/019
M19 =205319.2 + 30000*6*3 – 145664.9 *6 = -128670.2 Nm
∑M/018
M18= 205319.2 + 30000*4*2 – 145664.9 *4 = -137340.4 Nm
∑M/017
V. TRƯỜNG HỢP 5
1) Tính tốn các hệ số của phương trình chính tắc
Các hệ số chính
δ11= (M1)* (M1) =1/EI*(1/2*8*2/3 + 1/2*7*2/3)= 1/EI*15/3
δ22 = (M2)(M2)= 1/EI*(2*1/2*7*2/3)= 1/EI*14/3
δ33 = (M3)(M3)= 1/EI*15/3
hệ số phụ
δ12= δ21=(M1)(M2)= 1/EI*1/2*7*1/3= 1/EI* 7/6
δ13= δ31=(M1)(M3) = 0
δ32 =(M3)(M2)= 1/EI*1/2*7*1/3 =1/EI*7/6
các hệ số tự do
Δ1P=1/EI*2/3*176000*8*1/2=469333,33
Δ2P=1/EI*171500*2/3*1/2*7 = 1/EI*400166,6667
Δ3P=1/EI*171500*2/3*1/2*7 = 1/EI*400166,6667
kiểm tra các hệ số của phương trình chính tắc
( MS) =(M1) + (M2) + (M3)
1/EI* (15/3+7/6 + 0) = 1/EI*37/6
(M1)* (MS) = 1/EI* ( ½*8*2/3+1/2*7*1 ) = 1/EI*37/6
Đúng
Tổng các số hạng ở hang 2 hay cột 2
1/EI* ( 14/3+7/6 + 7/6)= 1/EI*7
(M2)* (MS) =1/EI* ( 1/2*7*2) =1/EI* 7
Đúng
Tổng các số hạng ở hang3 hay cột3
1/EI* (15/3+7/6 )= 1/EI* 37/6
(M3)* (MS) =1/EI* ( ½*8*2/3+1/2*7*1) = 1/EI*37/6
Đúng
Tổng các số hạng tự do
1/EI* (469333,33 +400166,6667 +400166,6667 )= 1/EI*1269666.667
(M0
p)* (MS) = 1/EI* (2/3*176000*8*1/2 + 2/3*171500*7 ) = 1/EI*1269666.667
Đúng
2) Giải hệ phương trình chính tắc
Vì cả hai vế dều có hệ số EI nên ta có thể giản ước hệ số này cho cả hệ lúc này
được hệ
15/3*x1+7/6*x2 = - 469333,33
7/6*x1+14/3*x2+7/6*x3 =- 400166,6667
7/6*x2+15/3*x3 =- 400166,6667
X1=- 82699.7
X2=- 47858.5
X3=- 68866.35
3) Biểu đồ moment
Như vậy ta được biểu đồ moment (MP ) của hệ
(Mp)=(M1)*( -82699.7)+(M2)*( -47858.5)+(M3)*( -68866.35)
Kiểm tra biểu đồ moment (MP )
(MP )* (MS ) = 1269666.667 – 82699.7*( ½*8*2/3+ 7*1/2)- 47858.5*1/2*7*2 -
4) Tính lực cắt và phản lực tại gối
Dầm gồm 4 nhịp ta tính lực cắt và moment cho tùng nhịp ở các vị trí so với đầu nhịp là 0 , L/4
, L/2 , 3L/4 , L bằng phương pháp mặt cắt tại các vị trí đó tương ứng ta tính được các giá trị
M1 , M2 , M3 , M4 , M5; Q1, Q2, Q3, Q4, Q5,cho nhịp 1 và các giá trị M6 ,M7 ,M8 ,M9 ,M10; ; Q6, Q7,
Q8, Q9, Q10 của nhịp hai …….; M16 , M17 , M18 , M19 , M20; Q16, Q17, Q18, Q19, Q20 của nhịp bốn
a) Nhịp 1
∑M/o1 = 0 => Q5*8 = -22000*8*4 – 82699.7= -786699.7
=> Q5 = -98337.46 N
∑Y = 0 => Q1 = 22000*8 -98337.46
=> Q1 = 77662.54 N
M1 = 0 Nm
M5 = 82699.7Nm
Lấy ∑Y = 0 lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
Q4 = 77662.54 - 22000*6 = -54337.46 N
Q2 = 77662.54 - 22000*2 = 33662.54 N
Lấy ∑M lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
∑M/04
M4 = 22000*6*3 – 77662.54 *6 = - 69975.24 Nm
∑M/03
M3 = 22000*4*2 - 77662.54 *4 = -134650.16 Nm
∑M/02
M2 =22000*2*1 – 77662.54 *2 = -111325.08 Nm
b) Nhịp 2
∑M/o6 = 0 => Q10*7 = -47858.5 + 82699.7 = 34841.2
=> Q10 = 4977.31 N
∑Y = 0 => Q6= Q10
=> Q6 = 4977.31 N
M6 =82699.7Nm
M10 = 47858.5 Nm
Lấy ∑Y = 0 lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
Q9 = Q8 = Q7 = Q6 = 4977.31 N
Lấy ∑M lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
∑M/09
M9 =82699.7– 4977.31*5.25 = 56568.82 Nm
∑M/08
M8 = 82699.7– 4977.31*3.5 = 65279.11Nm
∑M/07
M7 =82699.7– 4977.31*1.75 = 73.989.4
c) Nhịp 3
∑M/o11 = 0 => Q15*7 = -28000*7*3.5 -68866.35 + 47858.5 = -707007.85
=> Q15 = -101001.12 N
∑Y = 0 => Q11= 28000*7 -101001.12
=> Q11 = 94998.88 N
M11 =47858.5 Nm
M15 = 58866.35 Nm
Lấy ∑Y = 0 lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
Q9 = 94998.88 - 28000*5.25 = -52001.12 N
Q8 = 94998.88 – 28000*3.5 = - 3001.12 N
Q7 = 94998.88 - 28000*1.75 = 45998.88 N
∑M/014
M14 =47858.5 + 28000*5.25*5.25/2 – 94998.88 *5.25 = -65010.62 Nm
∑M/013
M13 = 47858.5 + 28000*3.5*3.5/2 – 94998.88 *3.5 = -113137.58 Nm
∑M/012
M12 =47858.5 + 28000*1.75*1.75/2 – 94998.88 *1.75 = -75514.54Nm
d) Nhịp 4
∑M/o16 = 0 => Q20*8 = 68866.35
=> Q20 = 8608.29 N
∑Y = 0 => Q16 = Q20 = 8608.29 N
M16 = 68866.35 Nm
M20 = 0Nm
Lấy ∑Y = 0 lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
Q19 = Q18 = Q17= 8608.29 N
Lấy ∑M lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
∑M/019
M19 = 68866.35 -8608.29 *6 = 17216.61 Nm
∑M/018
M18 =68866.35 - 8608.29 *4 = 34433.19Nm
∑M/017
M17 = 68866.35 -8608.29 *2 = 51649.77Nm
VI. TRƯỜNG HỢP 6
1) Tính tốn các hệ số của phương trình chính tắc
Các hệ số chính
δ11= (M1)* (M1) =1/EI*(1/2*8*2/3 + 1/2*7*2/3)= 1/EI*15/3
δ22 = (M2)(M2)= 1/EI*(2*1/2*7*2/3)= 1/EI*14/3
δ33 = (M3)(M3)= 1/EI*15/3
hệ số phụ
δ12= δ21=(M1)(M2)= 1/EI*1/2*7*1/3= 1/EI* 7/6
δ13= δ31=(M1)(M3) = 0
δ32 =(M3)(M2)= 1/EI*1/2*7*1/3 =1/EI*7/6
các hệ số tự do
Δ1P=2/3*153125*7*1/2=357291,6667
Δ2P=2/3*153125*7*1/2=357291,6667
kiểm tra các hệ số của phương trình chính tắc
( MS) =(M1) + (M2) + (M3)
Tổng các số hạng ở hang 1 hay cột 1
1/EI* (15/3+7/6 + 0) = 1/EI*37/6
(M1)* (MS) = 1/EI* ( ½*8*2/3+1/2*7*1 ) = 1/EI*37/6
Đúng
Tổng các số hạng ở hang 2 hay cột 2
1/EI* ( 14/3+7/6 + 7/6)= 1/EI*7
(M2)* (MS) =1/EI* ( 1/2*7*2) =1/EI* 7
Đúng
Tổng các số hạng ở hang3 hay cột3
1/EI* (15/3+7/6 )= 1/EI* 37/6
(M3)* (MS) =1/EI* ( ½*8*2/3+1/2*7*1) = 1/EI*37/6
Đúng
Tổng các số hạng tự do
1/EI* (357291,6667 +357291,6667 + 640000)= 1/EI*1354583.333
(M0
p)* (MS) = 1/EI* (153125*2/3*7 +240000*2/3*8 ) = 1/EI*1354583.333
Đúng
Vì cả hai vế dều có hệ số EI nên ta có thể giản ước hệ số này cho cả hệ lúc này được hệ
15/3*x1+7/6*x2 = -357291.667
7/6*x1+14/3*x2+7/6*x3 =- 357291.667
7/6*x2+15/3*x3 =- 640000
X1=-1367*g/212 = -64406.05
X2=-615*g/212 = -30224.06
X3=-1367*g/212 = -120947.72
3) Biểu đồ moment
Như vậy ta được biểu đồ moment (MP ) của hệ
(Mp)=(M1)*( -64406.05)+(M2)*( -30224.06)+(M3)*( -120947.72)
Kiểm tra biểu đồ moment (MP )
(MP )* (MS ) = 1354583.333– 64406.05*( ½*8*2/3+ 7*1/2)- 30224.06 *1/2*7*2 –
4) Tính lực cắt và phản lực tại gối
Dầm gồm 4 nhịp ta tính lực cắt và moment cho tùng nhịp ở các vị trí so với đầu nhịp là
0 , L/4 , L/2 , 3L/4 , L bằng phương pháp mặt cắt tại các vị trí đó tương ứng ta tính được các
giá trị M1 , M2 , M3 , M4 , M5; Q1, Q2, Q3, Q4, Q5,cho nhịp 1 và các giá trị M6 ,M7 ,M8 ,M9 ,M10; ;
Q6, Q7, Q8, Q9, Q10 của nhịp hai …….; M16 , M17 , M18 , M19 , M20; Q16, Q17, Q18, Q19, Q20 của nhịp
bốn
a) Nhịp 1
∑M/o1 = 0 => Q5*8 = – 64406.05
=> Q5 = -8050.75 N
∑Y = 0 => Q1 = Q5 = -8050.75 N
M1 = 0 Nm
M5 = 64406.05Nm
Lấy ∑Y = 0 lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
Q4 = Q3 = Q2 = -8050.75 N
Lấy ∑M lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
∑M/04
M4 =8050.75 *6 = 48304.5 Nm
∑M/03
M3 = 8050.75 *4 = 32203Nm
∑M/02
M2 = 8050.75 *2 = 16101.5Nm
b) Nhịp 2
∑M/o6 = 0 => Q10*7 = -25000*7*3.5 -30224.06 + 64406.05 = -578318.01
=> Q10 = -82616.86 N
∑Y = 0 => Q6= 25000*7 -82616.86
=> Q6 = 92383.14 N
M6 =64406.05 Nm
M10 =30224.06 Nm
Lấy ∑Y = 0 lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
Q9 = 92383.14 - 25000*5.25 = -38866.86 N
Q8 = 92383.14 – 25000*3.5 = 4883.14 N
Q7 = 92383.14 - 25000*1.75 = 48633.14 N
Lấy ∑M lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
∑M/09
M9 =64406.05 + 25000*5.25*5.25/2 – 92383.14 *5.25 = -76074.18 Nm
∑M/08
∑M/07
M7 =64406.05 + 25000*1.75*1.75/2 – 92383.14 *1.75 = -58983.2Nm
c) Nhịp 3
∑M/o11 = 0 => Q15*7 = 30224.06 – 120947.72 = -90723.66
=> Q15 = -12960.52 N
∑Y = 0 => Q11= Q15
=> Q11 = -12960.52 N
M11 =3658.02 Nm
M15 = 120947.72 Nm
Lấy ∑Y = 0 lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
Q14 =Q13 =Q12 =-12960.52 N
Lấy ∑M lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
∑M/014
M14 =17641.2*5.25 +3658.02 = 96274.32 Nm
∑M/013
M13 = 17641.2*3.5 +3658.02 = 65402.22Nm
∑M/012
M12 =17641.2*1.75 +3658.02 = 34530.12 Nm
d) Nhịp 4
∑M/o16 = 0 => Q20*8 = 47162.5
=> Q20 = 5895.31N
∑Y = 0 => Q16 = Q20 = 5895.31N
M16 = 47162.5 Nm
M20 = 0Nm
Lấy ∑Y = 0 lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
Q19 = Q18 = Q17= 5895.31N
Lấy ∑M lần lượt cho các mặt cắt ta tính được
∑M/019
M19 =47162.5 - 5895.31*6 = 11790.64 Nm
∑M/018
M18 = 47162.5 - 5895.31*4 = 23581.26Nm
∑M/017
<b>B.</b> <b>phương pháp chuyển vị tính hệ phẳng siêu động</b>
bậc siêu động của hệ
vậy hệ phương trình chính tắc của hệ có dạng
I. TRƯỜNG HỢP 1
vậy phương trình chính tắc
có dạng
53/56Z1 + 2/7Z2 + 0 =
-17625/EI
2/7Z1 + 8/7Z2 + 2/7Z3 = 0
0 + 2/7Z2 + 53/56Z3 =
17625/EI
Giải phương tình ta
được
Z1 = -18622.64/EI
Z2 = 0
Ta vẽ laị biểu đồ
II. TRƯỜNG HỢP 2
vậy phương trình chính tắc có dạng
53/56Z1 + 2/7Z2 + 0 = -73916.667 /EI
2/7Z1 + 8/7Z2 + 2/7Z3 = -102083.333/EI
0 + 2/7Z2 + 53/56Z3 = 240000 /EI
Giải phương tình ta được
Z1 = -30742.77/EI
Z2 =-156872.91/EI
Z3 = 300942.77/EI
Ta vẽ laị biểu đồ
III.
TRƯỜNG HỢP 3
vậy phương trình chính tắc có
dạng
53/56Z1 + 2/7Z2 + 0 =
102083.333 /EI
2/7Z1 + 8/7Z2 + 2/7Z3 =
12250/EI
0 + 2/7Z2 + 53/56Z3 =
-114333.333 /EI
Giải phương tình ta được
Z1 = 102899.9996/EI
Z3 = -125766.666/EI
Ta vẽ laị biểu đồ
IV. TRƯỜNG HỢP 4
vậy phương trình chính tắc có
dạng
53/56Z1 + 2/7Z2 + 0 =
-176000/EI
2/7Z1 + 8/7Z2 + 2/7Z3 =
114333.333 /EI
0 + 2/7Z2 + 53/56Z3 =
125666.667 /EI
Giải phương tình ta được
Z1 = -226259.96/EI
Z2 =133486.1/EI
Ta vẽ laị biểu đồ
V. TRƯỜNG HỢP
5
vậy phương trình chính tắc có dạng
53/56Z1 + 2/7Z2 + 0 = -176000/EI
2/7Z1 + 8/7Z2 + 2/7Z3 = 114333.333 /EI
0 + 2/7Z2 + 53/56Z3 = -114333.333 /EI
Giải phương tình ta được
Z2 =208152.78/EI
Z3 =-183643.6/EI
Ta vẽ laị biểu đồ
VI. TRƯỜNG HỢP 6
vậy phương trình chính tắc có dạng
53/56Z1 + 2/7Z2 + 0 = 102083.333 /EI
2/7Z1 + 8/7Z2 + 2/7Z3 = -102083.333/EI
0 + 2/7Z2 + 53/56Z3 = 240000 /EI
Giải phương tình ta được
Z1 = 171749.47/EI
Z2 =-211628.47/EI
Z3 = 317472.74/EI
Ta vẽ laị biểu đồ
<b>BÂNG TỔ HỢP NỘI LỰC</b>
TD/TH TH1 TH2 TH3 TH4 TH5 TH6
M Q M Q M Q M Q M Q M Q