Tài liệu Sb2 ch7-ver010-2stu

®¹i häc SỨC SỨC BỀN BỀN VẬT VẬT LIỆU LIỆU 22 Trần Minh Tú Đại học Xây dựng – Hà nội Chapter 7 Bộ môn Sức bền Vật liệu Khoa Xây dựng Dân dụng & Công nghiệp ®¹i häc SỨC BỀN VẬT LIỆU 2 • • • • Giảng viên: TRẦN MINH TÚ Email: [email protected] Cell phone: 0912101173 Tài liệu học tập – Sức bền Vật liệu. PGs Lê Ngọc Hồng NXB Khoa học Kỹ thuật – Bài tập Sức bền Vật liệu. PGs Tô Văn Tấn – www.nuce.edu.vn\ – E-learning\Khoa Xay dung\TranMinhTu Chapter 7 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering E-mail: [email protected] 2(50) ®¹i häc SỨC BỀN VẬT LIỆU 2 • • • • • • • • • • 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 LÀ CHÌA KHOÁ CỦA THÀNH CÔNG Chapter 7 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering E-mail: [email protected] 3(50) ®¹i häc QUI ĐỊNH VỀ ĐÁNH GIÁ HỌC PHẦN • Điểm đánh giá học phần (ĐHP) gồm điểm quá trình (ĐQT) và điểm kiểm tra (ĐKT) – Điểm quá trình học tập (ĐQT) tính theo thang điểm 10 (làm tròn đến 0,5) – Điểm kiểm tra (ĐKT) tính theo thang điểm 10 (làm tròn đến 0,5) • Phòng đào tạo qui định như sau: ĐHP = 0,4.ĐQT + 0,6. ĐKT Chapter 7 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering E-mail: [email protected] 4(50) ®¹i häc QUI ĐỊNH VỀ ĐÁNH GIÁ HỌC PHẦN • Điểm quá trình học tập (ĐQT), bộ môn Sức bền Vật liệu qui định như sau: ĐQT gồm 4 môđun, mỗi mô đun đánh giá theo thang điểm 10 – – – – Điểm chuyên cần (ĐCC) 10% Điểm Bài tập lớn (ĐBTL) 10% Điểm Thí nghiệm (ĐTN) 10% Điểm kiểm tra giữa kỳ (ĐGK) - 10% ĐQT = (ĐCC+ĐBTL+ĐTN+ĐGK)/4 (làm tròn đến 0,5) Chapter 7 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering E-mail: [email protected] 5(50) ®¹i häc Chương trình môn học Sức bền 2 Chương 8: Thanh chịu lực phức tạp 8.1. Khái niệm chung 8.2. Thanh chịu uốn xiên 8.3. Thanh chịu uốn và kéo (nén). Lõi mặt cắt ngang 8.4*. Thanh chịu uốn và xoắn đồng thời. 8.5.* Thanh chịu lực tổng quát Chương 9: Một số vấn đề đặc biệt trong lý thuyết uốn và xoắn thanh 9.1. Mở rộng công thức Juravski - Navier tính ứng suất tiếp khi uốn 9.2. Tâm uốn 9.3. Xoắn thanh có mặt cắt ngang mỏng kín, mỏng hở. 9.4*. Dầm trên nền đàn hồi. Chương 10: ổn định của thanh thẳng chịu nén đúng tâm 10.1. Khái niệm chung 10.2. Bài toán Euler xác định lực tới hạn 10.3. ứng suất tới hạn - Giới hạn áp dụng công thức Euler Chapter 7 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering E-mail: [email protected] 6(50) ®¹i häc Chương trình môn học Sức bền 2 10.4. Ổn định của thanh ngoài giới hạn đàn hồi 10.4. Phương pháp thực hành tính ổn định thanh chịu nén đúng tâm 10.5.* Thanh chịu uốn ngang và uốn dọc đồng thời Chương 11: Thanh chịu tải trọng động 11.1. Khái niệm chung 11.2. Bài toán thanh chuyển động với gia tốc là hằng số 11.3. Bài toán thanh chuyển động với gia tốc thay đổi theo thời gian - Dao động 11.4. Bài toán va chạm. Chương 12: Tính độ bền kết cấu theo tải trọng giới hạn 12.1. Khái niệm chung 12.2. Tính hệ thanh chịu kéo (nén) đúng tâm 12.3. Tính thanh chịu uốn phẳng. 12.4*. Tính thanh mặt cắt ngang tròn chịu xoắn Chapter 7 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering E-mail: [email protected] 7(50) ®¹i häc Chương 7 THANH CHỊU LỰC PHỨC TẠP Chapter 7 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering E-mail: [email protected] 8(50) ®¹i häc Thanh chịu lực phức tạp 7.1. Khái niệm chung 7.2. Thanh chịu uốn xiên 7.3. Thanh chịu uốn và kéo (nén) đồng thời 7.4. Thanh chịu kéo (nén) lệch tâm Chapter 7 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering E-mail: [email protected] 9(50) ®¹i häc 7.1. Khái niệm chung (3) Trong trường hợp tổng quát, trên mặt cắt ngang của một thanh chịu tác dụng của ngoại lực có sáu ứng lực: • Lực dọc: Nz x Mx • Lực cắt : Qx, Qy Mz Qx • Mô men uốn: Mx, My NZ • Mô men xoắn: Mz My Qy Bốn ứng lực cơ bản: y Nz, Mx, My,Mz Chapter 7 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering E-mail: [email protected] z 10(50) ®¹i häc 7.1. Khái niệm chung (4) 7.1.1. Chịu lực cơ bản (đơn giản) Trên mặt cắt ngang chỉ tồn tại một trong 6 ứng lực ƒ Kéo (nén) đúng tâm: Nz Nz σz = A ƒ Xoắn thuần túy: Mz Mz τ= ρ Ip Mx Mx σz = y Ix ƒ Uốn thuần túy: My Chapter 7 σz = My Iy Tran Minh Tu – University of Civil Engineering E-mail: [email protected] x 11(50) ®¹i häc 7.1. Khái niệm chung (5) 7.1.2. Chịu lực phức tạp Là tổ hợp của các trường hợp chịu lực đơn giản • Uốn xiên: Chịu uốn đồng thời trong hai mặt phẳng quán tính chính trung tâm • Uốn và kéo (nén) đồng thời • Uốn và xoắn đồng thời • Chịu lực tổng quát Chapter 7 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering E-mail: [email protected] 12(50) ®¹i häc Uốn + Nén Chapter 7 Uốn + Xoắn Tran Minh Tu – University of Civil Engineering E-mail: [email protected] 13(50) ®¹i häc 7.1. Khái niệm chung (6) 7.1.3. Phương pháp nghiên cứu Nguyên lý cộng tác dụng: Một đại lượng do nhiều nguyên nhân gây ra sẽ bằng tổng các đại lượng đó do từng nguyên nhân riêng rẽ gây ra. = Chapter 7 + Tran Minh Tu – University of Civil Engineering E-mail: [email protected] 14(50) ®¹i häc 7.1. Khái niệm chung (7) • Điều kiện áp dụng nguyên lý: – Vật liệu làm việc trong miền đàn hồi – Biến dạng bé • • Mx Bỏ qua ảnh hưởng lực cắt Qui ước chiều dương các thành phần ứng lực: Mz Nz z x My – Nz >0: đi ra khỏi mặt cắt y – Mx>0: căng thớ về phía dương của trục y – My>0: căng thớ về phía dương của trục x – Mz>0: nhìn vào mặt cắt thấy quay thuận chiều kim đồng hồ Chapter 7 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering E-mail: [email protected] 15(50) ®¹i häc 7.2. Uốn xiên (1) 7.2.1. Định nghĩa Một thanh được gọi là chịu uốn xiên khi trên mặt cắt ngang tồn tại đồng thời hai ứng lực là các mô men uốn Mx, My nằm trong các mặt phẳng quán tính chính trung tâm của mặt cắt ngang F1 F F F1 x F2 F2 x α a b (a) c y a b y (b) Định nghĩa khác: Thanh chịu uốn xiên là thanh chịu lực sao cho trên mọi mặt cắt ngang của thanh chỉ có một ứng lực là mômen uốn Mu nằm trong mặt phẳng chứa trục z của thanh nhưng không trùng với mặt phẳng quán tính chính trung tâm nào của mặt cắt ngang Chapter 7 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering E-mail: [email protected] 16(50) ®¹i häc F x z y Chapter 7 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering E-mail: [email protected] 17(50) ®¹i häc 7.2. Uốn xiên (2) • Mặt phẳng tải trọng: là F mặt phẳng chứa tải trọng và trục thanh • Đường tải trọng: giao tuyến của mặt phẳng tải x Mu trọng và mặt cắt ngang Mu (đi qua gốc toạ độ và z vuông góc với phương y Đường tải của vectơ mô men trọng tổng) • Vec tơ mô men có chiều được xác định theo qui tắc vặn nút chai Chapter 7 Tran Minh Tu – University of Civil Engineering E-mail: [email protected] 18(50) ®¹i häc 7.2. Uốn xiên (3) 7.2.2. Ứng suất trên mặt cắt ngang • Gọi α - góc giữa hướng của trục x và đường tải trọng (α<900 và α>0 khi chiều quay từ trục x đến đường tải trọng thuận chiều kim đồng hồ) F Mu z M x = M sin α M y = M cos α Áp dụng nguyên lý cộng tác dụng Ta có: σz =σ Chapter 7 (M x ) z +σ (M y ) z x My Mx α Mu y Đường tải trọng My Mx = y+ x Ix Iy Tran Minh Tu – University of Civil Engineering E-mail: [email protected] 19(50) ®¹i häc 7.2. Uốn xiên (4) My Mx σz = y+ x Ix Iy (7.1) - (x, y) - toạ độ điểm tính ứng suất trên mặt cắt ngang - Mx, My – các thành phần ứng lực tại mặt cắt ngang đang xét - Ix, Iy – các mô men quán tính chính trung tâm của tiết diện. Trong (7.1) phải chú ý dấu của toạ độ x, y theo chiều các trục quán tính chính trung tâm của mặt cắt ngang và dấu của Mx, My theo qui ước => + - vùng kéo Công thức kỹ thuật: Chapter 7 My Mx σz = ± y± x Ix Iy Tran Minh Tu – University of Civil Engineering E-mail: [email protected] - vùng nén (7.2) 20(50)