Bài tập lớn cơ kết cấu I

Vẽ biểu đồ bao momen uốn và lực cắt trong đoạn dầm m-n tương ứng với đoàn xe tiêu chuẩn và tải trọng phân bố đều q=30kN/m

 

Vẽ biểu đồ bao momen uốn:

Vẽ đ.a.h momen uốn tại các tiết diện chỉ định trên hình vẽ, đặt tải trọng động tại các vị trí bất lợi để tìm các giá trị M_(K,max); M_(K,min).Gọi momen uốn do tải trọng bất động gây ra là M_k^*,sau đó xác định tung độ biểu đồ bao momen:

 

docx29 trang | Chia sẻ: lethao | Ngày: 30/03/2013 | Lượt xem: 9091 | Lượt tải: 34download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Bài tập lớn cơ kết cấu I, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
BÀI TẬP LỚN SỐ 1 TÍNH HỆ DẦM TĨNH ĐỊNH XÁC ĐỊNH CÁC TẢI TRỌNG KHI NHÂN HỆ SỐ AN TOÀN: Số liệu l1 l2 l3 a b P1 P2 P3 q1 q2 M 20 14 10 2 12 30 30 40 30 30 120 Nhân với n=1.1 33 33 44 33 33 132 2. TÁCH HỆ - SƠ ĐỒ TẦNG: 3. XÁC ĐỊNH PHẢN LỰC GỐI TỰA-VẼ BIỂU ĐỒ MOMEN UỐN VÀ LỰC CẮT: Nhận xét: Hệ treo không có lực tác dụng nên : +Các phản lực gối cũng như nội lực trên dầm của Hệ treo bằng 0 . Xác định phản lực gối tựa và vẽ biểu đồ nội lực cho hệ phụ : MK4 ⇔ VB = 1322 = 66 kN (chiều như hình vẽ) Y = 0⇔ V4 = VB = 66 kN (chiều như hình vẽ) Xác định phản lực gối tựa và vẽ biểu đồ nội lực cho hệ chính II X=0 ⟺HK1=0 MK2 = 0 ⟺14.V3=33.7+44.16+33.18.7 ⟺V3=509314 kN MK3 = 0 ⟺ 14.V2+44.2=33.7+33.18.7⟺ V2=430114 kN Xác định phản lực gối tựa và vẽ biểu đồ nội lực cho hệ chính I Y=0⇔ VA=33 + 66 + 33.22 = 825 kN MA= 0 ⇔ MA=33.10 + 66.22 + 33.22.11 = 9768 kN Vẽ biểu đồ nội lực cho toàn dầm 4. VẼ ĐƯỜNG ẢNH HƯỞNG: 5. DÙNG CÁC ĐƯỜNG ẢNH HƯỞNG ĐỂ XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ NỘI LỰC: Áp dụng các công thức tính đã học Xác định phản lực gối VA dựa vào đường ảnh hưởng VA VA =33.1+33.22+132.12 = 825 kN Xác định phản lực gối VB dựa vào đường ảnh hưởng VB VB = - 132. 12 = - 66 kN (hướng ngược chiều dương) Xác định nội lực Q tại tiết diện K dựa vào đường ảnh hưởng Qk Qktr=33.1+33.1.12-132.-12=495kN Qkph=33.0+33.1.12-132.-12=462kN Xác định momen M tại tiết diện K dựa vào đường ảnh hưởng Mk Mktr=33.0+33.-12.12.12-132.(366)=3168kNm Mkph=33.0+33.-12.12.12-132.(366)=3168kNm So sánh kết quả ta thấy hoàn toàn phù hợp giữa hai phương pháp. 6. VẼ BIỂU ĐỒ BAO MOMEN VÀ LỰC CẮT: Vẽ biểu đồ bao momen uốn và lực cắt trong đoạn dầm m-n tương ứng với đoàn xe tiêu chuẩn và tải trọng phân bố đều q=30kN/m Vẽ biểu đồ bao momen uốn: Vẽ đ.a.h momen uốn tại các tiết diện chỉ định trên hình vẽ, đặt tải trọng động tại các vị trí bất lợi để tìm các giá trị MK,max; MK,min.Gọi momen uốn do tải trọng bất động gây ra là Mk*,sau đó xác định tung độ biểu đồ bao momen: Mk,maxb=Mk,max+Mk* Mk,minb=Mk,min+Mk* Đối với tiết diện 1 : tung độ đường ảnh hưởng bằng không trên toàn dầm. M1*=M1,max=M1,min=M1,maxb=M1,minb=0 Đối với tiết diện 2: M2*=-2.6.12.30-2.2.12.30=-240kNm M2,max=0 M2,min=80.-2+40.-23=-5603kNm M2,maxb=-240kNm M2,minb=-12803kNm Đối với tiết diện 3: M3*=-127.6.12.30-127.30+127.30+127.6.30-27.30=10207kNm M3,max=80.127+40.87=12807kNm M3,min=80.-127+40.-47=-160kNm M3,maxb=23007kNm M3,minb=-1007kNm Đối với tiết diện 4: M4*=-107.6.12.30-107.30+207.2.30+207.5.30-47.30=28807kNm M4,max=80.207+40.127=20807kNm M4,min=80.-107+40.-1021=-4003kNm M4,maxb=49607kNm M4,minb=584021kNm Đối với tiết diện 5: M5*=-87.6.12.30-87.30+247.3.30+247.4.30-67.30=39007kNm M5,max=80.247+40.127=24007kNm M5,min=80.-87+40.-821=-3203kNm M5,maxb=900kNm M5,minb=946021kNm Đối với tiết diện 6: M6*=-67.6.12.30-67.30+247.4.30+247.3.30-87.30=40807kNm M6,max=80.247+40.127=24007kNm M6,min=80.-87=-6407kNm M6,maxb=64807kNm M6,minb=34407kNm Đối với tiết diện 7: M7*=-43.6.12.30-47.30+207.5.30+207.2.30-107.30=34207kNm M7,max=80.207+40.127=20807kNm M7,min=80.-107=-8007kNm M7,maxb=55007kNm M7,minb=26207kNm Đối với tiết diện 8: M8*=-23.6.12.30-27.30+127.6.30+127.30-127.30=19207kNm M8,max=80.127+40.87=12807kNm M8,min=80.-127=-9607kNm M8,maxb=32007kNm M8,minb=9607kNm Đối với tiết diện 9: M9*=-2.2.12.30=-60kNm M9,max=0.kNm M9,min=80.-2=-160kNm M9,maxb=-60kNm M9,minb=-220kNm Đối với tiết diện 10: tung độ đường ảnh hưởng bằng không trên toàn dầm. M10*=M10,max=M10,min=M10,maxb=M10,minb=0 Ta có bảng số liệu sau: Tiết diện Mk*(kNm) Mk,max(kNm) Mk,min(kNm) Mk,maxb(kNm) Mk,minb(kNm) 1 0 0 0 0 0 2 -240 0 -5603 -240 -12803 3 10207 12807 -160 23007 -1007 4 28807 20807 -4003 49607 584021 5 39007 24007 -3203 900 946021 6 40807 24007 -6407 64807 34407 7 34207 20807 -8007 55007 26207 8 19207 12807 -9607 32007 9607 9 -60 0 -160 -60 -220 10 0 0 0 0 0 Biểu đồ bao momen: Vẽ biểu đồ bao lực cắt: Vẽ đ.a.h lực cắt tại các tiết diện chỉ định trên hình vẽ, đặt tải trọng động tại các vị trí bất lợi để tìm các giá trị QK,max; QK,min.Gọi lực cắt do tải trọng bất động gây ra là Qk*,sau đó xác định tung độ biểu đồ bao lực cắt: Qk,maxb=Qk,max+Qk* Qk,minb=Qk,min+Qk* Đối với tiết diện 1: Q1*=-30.6.12=-90kN Q1,max=0 Q1,min=-80+40.-13=-2803kN Q1,maxb=-90kN Q1,minb=-5503kN Đối với tiết diện 2tr: Q2tr*=-30.6.12-30.2=-150kN Q2tr,max=0kN Q2tr,min=80+40.-1=-120kN Q2tr,maxb=-150kN Q2tr,minb=-270kN Đối với tiết diện 2ph: Q2ph*=30.4.17-30.2+7.30-17.30=15607kN Q2ph,max=80.1+40.57=7607kN Q2ph,min=80.-17=-807kN Q2ph,maxb=23207kN Q2ph,minb=14807kN Đối với tiết diện 3: Q3*=30.4.17+67.6.30-17.2.30=11407kN Q3,max=80.67+40.47=6407kN Q3,min=80.-17=-807kN Q3,maxb=17807kN Q3,minb=10607kN Đối với tiết diện 4: Q4*=30.4.17+57.5.30-27.2.30-17.30=7207kN Q4,max=80.57+40.37=5207kN Q4,min=80.-27=-1607kN Q4,maxb=12407kN Q4,minb=80kN Đối với tiết diện 5: Q5*=30.4.17+47.4.30-37.3.30-17.30=3007kN Q5,max=80.47+40.27=4007kN Q5,min=80.-37+40.(-17)=-2807kN Q5,maxb=100kN Q5,minb=207kN Đối với tiết diện 6: Q6*=30.4.17+37.3.30-47.4.30-17.30=-1207kN Q6,max=80.37+40.17=2807kN Q6,min=80.-47+40.(-27)=-4007kN Q6,maxb=1607kN Q6,minb=-5207kN Đối với tiết diện 7: Q7*=30.4.17+27.2.30-57.5.30-17.30=-5407kN Q7,max=80.27=1607kN Q7,min=80.-57+40.(-37)=-5207kN Q7,maxb=-3807kN Q7,minb=-10607kN Đối với tiết diện 8: Q8*=30.4.17+17.30-17.30-67.6.30=-9607kN Q8,max=80.17+40.121=403kN Q8,min=80.-67+40.(-47)=-6407kN Q8,maxb=-260021kN Q8,minb=-16007kN Đối với tiết diện 9tr: Q9tr*=30.4.17-14.12.30-17.30=-13807kN Q9tr,max=80.17+40.121=403kN Q9tr,min=80.-1+40.(-57)=-7607kN Q9tr,maxb=-386021kN Q9tr,minb=-21407kN Đối với tiết diện 9ph: Q9ph*=30.1.2=60kN Q9ph,max=80.1=80kN Q9ph,min=0kN Q9ph,maxb=140kN Q9ph,minb=60kN Đối với tiết diện 10: tung độ đường ảnh hưởng bằng không trên toàn dầm. Q10*=Q10,max=Q10,min=Q10,maxb=Q10,minb=0 Ta có bảng số liệu sau: Tiết diện Qk* (kN) Qk,max(kN) Qk,min(kN) Qk,maxb(kN) Qk,minb(kN) 1 -90 0 -2803 -90 -5503 2tr -150 0 -120 -150 -270 2ph 15607 7607 -807 23207 14807 3 11407 6407 -807 17807 10607 4 7207 5207 -1607 12407 80 5 3007 4007 -2807 100 207 6 -1207 2807 -4007 1607 -5207 7 -5407 1607 -5207 -3807 -10607 8 -9607 403 -6407 -260021 -16007 9tr -13807 403 -7607 -386021 -21407 9ph 60 80 0 140 60 10 0 0 0 0 0 Biểu đồ bao lực cắt: BÀI TẬP LỚN SỐ 2 TÍNH HỆ GIÀN TĨNH ĐỊNH 1.XÁC ĐỊNH PHẢN LỰC GỐI: Sơ đồ b, số liệu e : P=700kN, Q=2200kN, chiều dài l=24(m) Xác định phản lực gối tựa: MA=0⇔-24VB+7003+6+9+12+15+18+21+350.24 +22009+21=0 ⇒VB=7003+6+9+12+15+18+21+350.24+22009+2124 =5550kN Y=0⇔VA=7.700+2.2200+2.350-5550=4450kN 2.TÍNH NỘI LỰC CỦA DÀN THEO GIẢN ĐỒ CREMONA: Xác định các miền trong và miền ngoài : miền ngoài được ký hiệu bằng các chữ in thường miền trong ký hiệu bằng số la mã.Vẽ theo quy tắc ta được giản đồ Cremona như sau: Bằng cách đo độ dài ta xác định được nội lực các thanh: N1-2=d-I=-4610,38 kN N12-13=III-b=6428 kN N2-13=II-I=-700kN N3-13=II-III=-3005,71 kN 3. VẼ ĐƯỜNG ẢNH HƯỞNG CHO CÁC THANH ĐÃ CHỌN: Chọn thanh các thanh: + thanh biên trên : 1-2 + thanh biên dưới : 12-13 + thanh chống đứng : 2-13 + thanh chống xiên : 3-13 Giả sử có lực P=1kN di chuyển trên dàn cách A một đoạn z Xác định phản lực gối tựa: MA=0⟺VB=P.z24=z24(kN) MB=0⟺VA=P.(24-z)24=24-z24(kN) Vẽ đường ảnh hưởng của thanh biên trên 1-2: Tách nút 1: α=arctg312+arctg23=47,726° β=90°-α=42,274° μ=90°-arctg32=33,69° Đặt P=1kN tại gối A (z = 0) VA=24-z24=1kN x=P.cos33,69-VA.cos33,69+N1-2.cos42,27=0 ⇔N1-2=0 Đặt P= 1kN tại vị trí ngoài thanh 12-13 (3≤z≤24) VA=24-z24(kN) x=VA.cos33,69+N1-2.cos42,27=0 ⇔N1-2=VA.cos33,69cos42,27=24-z241,12442 kN Tại z = 3: N1-2=0,98387kN (nén) Tại z = 24: N1-2=0 Vẽ đường ảnh hưởng của thanh biên dưới 12-13: Giả sử mặt cắt m-n cắt qua các thanh 2-3,3-13,12-13 như hình vẽ Khi lực P di động bên trái mặt cắt m-n, xét phần bên phải(0≤z≤3) M3=N12-13.3.5-VB.18=0 ⇔N12-13=VB.183,5=3z14 kN Tại z = 0: N12-13=0 kN Tại z = 3: N12-13=914 kN Khi lực P di động bên phải mặt cắt m-n, xét phần bên trái(6≤z≤24) M3=N12-13.3.5-VA.6=0 ⇔N12-13=VA.63,5=24-z14 kN Tại z = 6: N12-13 = 1814 kN Tại z = 24: N12-13 = 0 kN Vẽ đường ảnh hưởng của thanh chống xiên 3-13: K-13=2,75tg(arctgθ)=2,75tg(arctg1,56)=11 K-K'=sinarctgγ.K-13=sinarctg3.53.11=8,35182 Khi lực P di động bên trái mặt cắt m-n, xét phần bên phải(0≤z≤3) MK=N3-13.8,35182+VB.32=0 ⇔N3-13=-VB.328,35182=-0,15965z kN (kéo) Tại z = 0: N3-13=0kN Tại z = 3: N3-13=-0,47894kN Khi lực P di động bên phải mặt cắt m-n, xét phần bên trái(6≤z≤24) MK=N3-13.8,35182-VA.8=0 ⇔N12-13=VA.88,35182=0,0399124-z kN (nén) Tại z = 6: N12-13=0,71838kN Tại z = 24: N12-13=0kN Vẽ đường ảnh hưởng của thanh chống đứng 2-13: Tách nút 2: Đặt P= 1kN tại nút 2 (z=3) v =N2-13.cosμ+P.cosμ=0 ⇔N2-13=-P=-1 Khi P= 1kN đặt tại vị trí ngoài thanh 1-2 và 2-3: v =N2-13.cosμ=0 ⇔N2-13=0 Đường ảnh hưởng của lực dọc trong các thanh: 4. XÁC ĐỊNH LẠI NỘI LỰC CÁC THANH THEO ĐƯỜNG ẢNH HƯỞNG: N1-2=-700.0,98387+0,84332+0,70276+0,56221+0,42166+0,28111+0,14055- 2200.0,14055+0,70276=-4610,118 kN N12-13=700.0,64286+1,28569+1,07142+0,85714+0,64285+0,42857+0,21428+ 2200.1,07142+0,21428=6428,507kN N3-13=700.0,47894-0,71838-0,59865-0,47892-0,35919-0,23946-0,11973- 2200.0,59865+0,11973=-3005,209 kN N2-13 =-700 kN Nhận xét: tuy có sai số không đáng kể do quá trình làm tròn số nhưng kết quả hoàn toàn phù hợp với phương pháp tính theo giản đồ Cremona.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docxBài tập lớn cơ kết cấu 1 ĐH kiến trúc tp hcm.docx