Sổ tay Kỹ Thuật Thuỷ Lợi -Phần 1-Tập 1 -Chương 2

Phần 1: Cơ sở Kỹ thuật Thuỷ lợi. Tập 1: Toán học & Cơ kết cấu. Ngoại lực là lực tác dụng từ một vật thể nào đó hoặc từ môi trường xung quanh lên vật thể đang xét.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Sổ tay Kỹ Thuật Thuỷ Lợi -Phần 1-Tập 1 -Chương 2Ch¬ng 2 - c¬ kÕt cÊu 129 Ch¬ng 2 c¬ kÕt cÊu2.1. Ngo¹i lùc, néi lùc, øng suÊt vµ biÕn d¹ng2.1.1. Ngo¹i lùc1. §Þnh nghÜa Ngo¹i lùc lµ lùc t¸c dông tõ mét vËt thÓ nµo ®ã hoÆc tõ m«i trêng xung quanhlªn vËt thÓ ®ang xÐt. Ngo¹i lùc bao gåm t¶i träng vµ ph¶n lùc. T¶i träng lµ lùc t¸c dông lªn vËt thÓ mµ®∙ biÕt trÞ sè, ph¬ng chiÒu vµ ®iÓm ®Æt.2. Liªn kÕt vµ ph¶n lùc liªn kÕt Trong kÕt cÊu c«ng tr×nh thêng sö dông nhiÒu lo¹i liªn kÕt. Díi t¸c dông cña t¶iträng hoÆc c¸c t¸c ®éng bªn ngoµi kh¸c, t¹i c¸c liªn kÕt xuÊt hiÖn ph¶n lùc liªn kÕt.Díi ®©y ®iÓm qua mét sè liªn kÕt vµ ph¶n lùc liªn kÕt t¬ng øng thêng gÆp: + Liªn kÕt ®«i (khíp ®«i) vµ ph¶n lùc cña nã (h×nh 2.1.1.a). + Liªn kÕt ®¬n (khíp ®¬n) vµ ph¶n lùc cña nã (h×nh 2.1.1.b). + Liªn kÕt ngµm vµ ph¶n lùc cña nã (h×nh 2.1.1.c). + Liªn kÕt ngµm trît vµ ph¶n lùc cña nã (h×nh 2.1.1.d). H×nh 2.1.1: Liªn kÕt vµ ph¶n lùc liªn kÕt130 sæ tay KTTL * PhÇn 1 - c¬ së kü thuËt thñy lîi * TËp 13. Ph©n lo¹i t¶i träng + Theo tÝnh chÊt t¸c dông: T¶i träng ®îc ph©n thµnh t¶i träng tÜnh vµ t¶i träng ®éng. T¶i träng tÜnh t¸c dônglªn vËt thÓ kh«ng g©y ra lùc qu¸n tÝnh, ngîc l¹i t¶i träng ®éng t¸c dông lªn vËt thÓ g©yra lùc qu¸n tÝnh. + Theo ph¬ng ph¸p truyÒn lùc: T¶i träng ®îc ph©n thµnh t¶i träng ph©n bè vµ t¶i träng tËp trung. T¶i trängph©n bè lµ t¶i träng truyÒn tõ vËt thÓ nµy sang vËt thÓ kh¸c qua mét diÖn tÝch tiÕp xóc,cßn t¶i träng tËp trung chØ truyÒn qua mét ®iÓm tiÕp xóc. T¶i träng ph©n bè l¹i ®îcchia ra thµnh: - T¶i träng ph©n bè thÓ tÝch cã thø nguyªn [Lùc/ ChiÒu dµi3] - T¶i träng ph©n bè mÆt cã thø nguyªn [Lùc/ ChiÒu dµi2] - T¶i träng ph©n bè ®êng cã thø nguyªn [Lùc/ ChiÒu dµi].2.1.2. Néi lùc1. §Þnh nghÜa Néi lùc lµ gi¸ trÞ t¨ng thªm cña lùc liªn kÕt gi÷a c¸c phÇn tö trong vËt thÓ ®Óchèng l¹i biÕn d¹ng do c¸c t¸c ®éng vµo vËt thÓ g©y ra. Néi lùc lµ lùc ph©n bè bÒ mÆt.2. C¸ch x¸c ®Þnh néi lùc §Ó x¸c ®Þnh néi lùc thêng dïng ph¬ng ph¸p mÆt c¾t, tëng tîng c¾t ®«i kÕtcÊu ë vÞ trÝ muèn tÝnh néi lùc, thay t¸c ®éng cña phÇn nµy lªn phÇn kia b»ng lùc liªn kÕtgi÷a hai phÇn (néi lùc) t¹i vÞ trÝ mÆt c¾t. V× kÕt cÊu ë tr¹ng th¸i c©n b»ng nªn tõng phÇncña nã ë vÒ mét phÝa cña mÆt c¾t còng ph¶i c©n b»ng. Tõ ®iÒu kiÖn nµy viÕt ph¬ngtr×nh c©n b»ng gi÷a néi lùc vµ ngo¹i lùc t¸c dông lªn phÇn kÕt cÊu ë vÒ mét phÝa cñamÆt c¾t vµ rót ra biÓu thøc tÝnh néi lùc. Víi thanh thêng x¸c ®Þnh néi lùc trªn mÆt c¾tvu«ng gãc víi trôc thanh. MÆt c¾t nµy ®îc gäi lµ mÆt c¾t ngang.3. Ký hiÖu, dÊu vµ ®¬n vÞ ®o cña c¸c thµnh phÇn néi lùc Trong trêng hîp tæng qu¸t hîp lùc cña néilùc trªn mÆt c¾t ngang cña thanh thêng ®îcph©n thµnh 6 thµnh phÇn vµ quy íc chiÒu d¬ngnh trªn h×nh 2.1.2. §ã lµ: Lùc däc Nz (N) M« men uèn Mx (Nm) Lùc c¾t Qx (N) M« men uèn My (Nm) Lùc c¾t Qy (N) M« men xo¾n Mz (Nm) H×nh 2.1.2: C¸c thµnh phÇn néi lùc trªn mÆt c¾t ngangCh¬ng 2 - c¬ kÕt cÊu 1314. C«ng thøc x¸c ®Þnh c¸c thµnh phÇn néi lùc §îc thiÕt lËp trªn c¬ së ®iÒu kiÖn c©n b»ng lùc gi÷a néi lùc trªn mÆt c¾t vµ ngo¹ilùc t¸c dông lªn thanh ë vÒ mét phÝa cña mÆt c¾t: N z = å z ( Pi ) M x = å m x ( Pi ) px px Q x = å x ( Pi ) M y = å m y ( Pi ) px px Q y = å y ( Pi ) M z = å m z ( Pi ) px pxtrong ®ã: å x, å y, å z lÇn lît lµ tæng h×nh chiÕu lªn c¸c trôc x, y, z; å mx , å my , å mz lÇn lît lµ tæng m« men lÊy ®èi víi c¸c trôc x, y, z cña c¸c ngo¹i lùc t¸c dông lªn phÇn xem xÐt.2.1.3. øng suÊt1. §Þnh nghÜa øng suÊt lµ cêng ®é cña néi lùc t¹i mét ®iÓm trªn mÆt c¾t ngang. Thø nguyªncña øng suÊt lµ [Lùc/ChiÒu dµi2], ®¬n vÞ ®o lµ N/m2 hoÆc Pa (Pascal).2. C¸c thµnh phÇn øng suÊt + øng suÊt ph¸p sn, quy íc mang dÊu d¬ng nÕu lµ øng suÊt kÐo (h×nh 2.1.3 a). + øng suÊt tiÕp tnm, quy íc mang dÊu d¬ng nÕu lµm cho phÇn xÐt quay thuËn chiÒu kim ®ång hå (h×nh 2.1.3 b). H×nh 2.1.3: Quy íc dÊu cña c¸c thµnh phÇn øng suÊt2.1.4. Tr¹ng th¸i øng suÊt (TTUS) t¹i mét ®iÓm trong vËt thÓ c©n b»ng1. §Þnh nghÜa TTUS t¹i mét ®iÓm trong vËt thÓ lµ tËp hîp tÊt c¶ c¸c øng suÊt trªn c¸c mÆt cñaph©n tè h×nh hép bao quanh ®iÓm ®ã. Gi¶ sö ph©n tè cã ph¸p tuyÕn trªn c¸c mÆt songsong ...