Cơ bản về tính toán kết cấu 1

Ký hiệu và công thức cơ bản của kết cấu
Ký hiệu Tên gọi Công thức Đơn vị Ghi chú
s Ứng suất pháp cho thanh chịu kéo, nén thuần túy (cột, thanh giằng) s = P/A N/mm^2 – P là lực dọc trục.

– A là diện tích mặt cắt.

Ứng suất pháp cho dầm chịu uốn s = M.y/I N/mm^2 –  M là moment Uốn, lấy giá trị lớn nhất từ biểu đồ moment.

– y là khoảng cách từ mép ngoài tới trục trung hòa.

– I là moment quán tính mặt cắt.

Ứng suất pháp cho dầm có moment uốn không đối xứng. s = – (Mz.y/Iz) + (My.z/Iy) N/mm^2 – Mz là Moment uốn theo trục z (vuông góc với bản cánh).

– My là Moment uống theo trục y (vuông góc với bản bụng).

– Iy, Iz là moment quán tính theo trục y, trục z

s1 Ứng suất vòng (hoop stress) trên thành bể, bình bồn hình trụ tròn. s1 = p.r/t N/mm^2 – p là áp suất tác dụng lên bình bồn.

– r là bán kính.

– t là chiều dày.

s2 Ứng suất dọc trục (longitudianl stress) trên thành bể, bình bồn hình trụ tròn. s2 = p.r/2t N/mm^2 – p là áp suất tác dụng lên bình bồn.

– r là bán kính.

– t là chiều dày.

Đối với hình Cầu s1 = s2 = p.r/2t N/mm^2 Đối với bình bồn hình trụ tròn, s1 = 2s2 nên chúng ta thường tổ hợp hàn theo đường chu vi, không hàn tổ hợp theo đường sinh
t Ứng suất tiếp Trung bình tavg = V/A N/mm^2 –  V là lực cắt, lấy giá trị lớn nhất từ biểu đồ moment.

– A là diện tích mặt cắt.

Ứng suât tiếp Lớn nhất với mặt cắt hình chữ nhật tmax = 1,5 tavg N/mm^2 – Lấy ứng suất trung bình x 1,5.
Ứng suât tiếp Lớn nhất với mặt cắt hình tròn tmax = (4/3) tavg N/mm^2 – Lấy ứng suất trung bình x 1,33.
Ứng suất tiếp cho dầm chịu uốn t = V.Q/(I.t) N/mm^2 –  V là lực cắt, lấy giá trị lớn nhất từ biểu đồ moment.

–  Q là modun mặt cắt.

–  I là moment quán tính mặt cắt.

–  t là chiều dày mặt cắt tại trục trung hòa, nơi ứng suất tiếp lớn nhất.

Ứng suất tiếp cho trục tròn t = T.r/J N/mm^2 – T là moment Xoắn quanh trục

– r là khoảng cách từ điểm cần tính ứng suất tơi tâm trục

– J là moment quán tính cực

Ứng suất tiếp trung bình của ống mỏng tavg = T/(2tAm) N/mm^2 – T là moment xoắn quanh trục

– t là chiều dày thành ống

– Am là diện tích thành ống

u Hệ số poison u = – (engang/edoc) – v = 0.3 đối với thép kết cấu

e là độ biến dạng

 

E Young Modulus 200000 N/mm^2 Thay đổi từ 200GPa đến 210 GPa
G Section Modulus G = E/(2(1+u)) N/mm^2 u là hệ số Poisson

– E là Young Modulus

– G = 77000 MPa đối với thép

scr Ứng suất tới hạn để trục bị nén thuần túy không bị mất ổn định (buckling) scr = p^2.E/((KL/r)^2) N/mm^2 – K hệ số độ ổn định, phụ thuộc điều kiện biên hai đầu cột

– L chiều dài cột giữa hai gối/bracing

– r là bán kính xoay

r = √(I/A)

Phương trình định luật Hooke – quan hệ giữa ứng suất và độ biến dạng của vật liệu đẳng hướng, tuyến tính trong miền giới hạn chảy. s = e.E N/mm^2 – biết được biến dạng cũng có nghĩa là biết được ứng suất nếu biến dạng đó nằm trong giới hạn cho phép.

Biến dạng được đo bằng cách sử dựng sensor đo độ dài.

Bài viết liên quan

Review sách Sức bền vật liệu của tác giả R.C.Hibbeler

Cuốn sách Mechanics of Materials của tác giả R.C.Hibbeler là một trong hai cuốn sách sức bền vật liệu nổi tiếng trên thế giới. Hiện tại cuốn sách đã được tái bản đến lần thứ […]