Đại cương cơ học kết cấu: Phần 1

Phần 1 giáo trình "Cơ học kết cấu" cung cấp cho người học các kiến thức cơ bản về cơ học kết cấu gồm: Phân tích cấu tạo hình học của các hệ phẳng, cách xác định phản lực, nội lực trong hệ thanh phẳng tĩnh định chịu tải trọng bất động; cách xác định phản lực, nội lực trong hệ thanh phẳng tĩnh định chịu tải trọng di động,... Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đại cương cơ học kết cấu: Phần 1 LÝ TRƯỜNG THÀNH (chủ biên) LỀU MỘC LAN - HOÀNG ĐÌNH TRÍCƠ HỌC KẾT CẤU NHÀ XUẤT BẢN XÂY DỰNG HÀ NỘI - 2006 LỜI NÓI ĐẦU Giáo trình Cơ học kết cấu lần này được biên soạn theo đề cương“Chương trình giảng dạy môn Cơ học kết cấu” do tiểu ban môn học củaBộ Giáo dục và Đào tạo soạn thảo. So với lần xuất bản trước, giáo trìnhlần này được viết ngắn gọn, rõ ràng và đã có bổ sung, sửa chữa, điềuchỉnh một số phần để thuận tiện hơn cho việc học tập của sinh viên. Sách có thể dùng làm tài liệu học tập cho sinh viên các ngành củaTrường Đại học Thủy lợi, có thể làm tài liệu tham khảo cho các ngànhcủa các trường Đại học khác, đồng thời cũng có thể làm tài liệu thamkhảo cho các kỹ sư, nghiên cứu sinh và các cán bộ kỹ thuật có liên quanđến tính toán kết cấu công trình. Phân công biên soạn như sau: TS. Lý Trường Thành viết chươngmở đầu, Chương 2 và Chương 3 và là chủ biên; Ths. Lều Mộc Lan viếtcác Chương 1, 4, 5; PGS.TS. Hoàng Đình Trí viết các Chương 6, 7, 8;Ths. Phạm Viết Ngọc đã giúp đỡ chế bản và sửa chữa bản thảo cuốnsách này. Tuy đã có nhiều cố gắng trong biên soạn, song khó tránh khỏinhững thiếu sót. Chúng tôi mong nhận được những ý kiến đóng góp củacác bạn đồng nghiệp, sinh viên và bạn đọc để hoàn thiện hơn trong lầnxuất bản sau. CÁC TÁC GIẢ MỞ ĐẦU 1. ĐỐI TƯỢNG VÀ NHIỆM VỤ CỦA MÔN HỌC Một công trình xây dựng gồm nhiều cấu kiện liên kết lại với nhau chịu được lực gọi làkết cấu. Cơ học kết cấu là môn khoa học thực nghiệm trình bày các phương pháp tính toán kếtcấu về độ bền, độ cứng và độ ổn định khi công trình chịu các nguyên nhân tác dụng khácnhau như tải trọng, sự thay đổi nhiệt độ, chuyển vị các liên kết tựa. Tính kết cấu về độ bền nhằm đảm bảo cho công trình có khả năng chịu tác dụng củacác nguyên nhân bên ngoài mà không bị phá hoại. Tính kết cấu về độ cứng nhằm đảm bảo cho công trình không có chuyển vị và rungđộng lớn tới mức có thể làm cho công trình mất trạng thái làm việc bình thường ngay cảkhi điều kiện bền vẫn còn bảo đảm. Tính kết cấu về mặt ổn định nhằm đảm bảo cho công trình bảo toàn vị trí và hình dạngban đầu trong trạng thái cân bằng biến dạng. Cơ học kết cấu giống Sức bền vật liệu về nội dung nghiên cứu nhưng phạm vi nghiêncứu thì khác nhau. Sức bền vật liệu nghiên cứu cách tính độ bền, độ cứng và độ ổn địnhcủa từng cấu kiện riêng biệt, trái lại Cơ học kết cấu nghiên cứu toàn bộ công trình gồmnhiều cấu kiện liên kết lại với nhau. Nhiệm vụ chủ yếu của Cơ học kết cấu là xác định nội lực và chuyển vị trong côngtrình. Độ bền, độ cứng và độ ổn định của công trình liên quan đến tính chất cơ học của vậtliệu, hình dạng và kích thước của cấu kiện và nội lực phát sinh trong công trình. Hơn nữakích thước của các cấu kiện lại phụ thuộc vào nội lực trong kết cấu đó. Do đó công việcđầu tiên khi tính công trình là xác định nội lực và chuyển vị phát sinh trong công trình dướitác động bên ngoài. Các môn học tiếp sau như: Kết cấu bê tông cốt thép, kết cấu thép,gỗ.v.v…dựa vào tính năng của các vật liệu nghiên cứu để tiến hành giải quyết ba bài toáncơ bản như đã trình bày trong môn Sức bền vật liệu là: bài toán kiểm tra, bài toán thiết kếvà bài toán xác định tải trọng cho phép theo điều kiện bền, cứng và ổn định. Ngoài ra Cơhọc kết cấu còn nghiên cứu các dạng kết cấu hợp lý nhằm tiết kiệm vật liệu xây dựng. Môn Cơ học kết cấu cung cấp cho các kỹ sư thiết kế các kiến thức cần thiết để xácđịnh nội lực và chuyển vị trong kết cấu, từ đó lựa chọn được kết cấu có hình dạng và kíchthước hợp lý. Môn học giúp cho các kỹ sư thi công phân tích đúng đắn sự làm việc của kếtcấu, nhằm tránh những sai sót trong quá trình thi công cũng như tìm ra các biện pháp thicông hợp lý. 5 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Khi tính toán một công trình thực, nếu xét hết mọi yếu tố liên quan, bài toán sẽ rấtphức tạp và hầu như không thể thực hiện được. Để đơn giản tính toán, nhưng phải đảm bảođộ chính xác cần thiết, ta đưa vào một số giả thiết gần đúng. Bởi vậy Cơ học kết cấu làmôn khoa học thực nghiệm; nghiên cứu lý luận và thực nghiệm luôn gắn liền với nhau.Các kết quả nghiên cứu lý luận chỉ được tin cậy khi đã được thực nghiệm xác nhận. A. Các giả thiết - Nguyên lý cộng tác dụng Cơ học kết cấu cũng sử dụng các giả thiết như trong Sức bền vật liệu là: 1. Giả thiết vật liệu làm việc trong giai đoạn đàn hồi tuyệt đối và tuân theo định luậtHooke, nghĩa là giữa biến dạng và nội lực có sự liên hệ tuyến tính. 2. Giả thiết biến dạng và chuyển vị trong công trình (kết cấu, hệ...) là rất nhỏ so vớikích thước hình học ban đầu của nó. Giả thiết này cho phép xác định nội lực theo sơ đồ kếtcấu không có biến dạng. Nhờ hai giả thiết n ...