Phương pháp chuyển vị mang đến những thông tin quan trọng trong tính toán khi xây dựng. Khi công trình được hình thành, các nhà thầu xây dựng buộc phải tính được độ dịch chuyển cho phép của hệ thống kết cấu. Việc này giúp các vị trí được kiểm soát trong mức cho phép. Bài viết sau đây cung cấp những hiểu biết cơ bản về phương pháp chuyển vị của dầm chịu uốn trong xây dựng, cùng Hoàng Cát tìm hiểu nhé!
Thế nào là phương pháp chuyển vị?
Phương pháp chuyển vị là phương pháp dùng để thiết lập tọa độ khi bị dịch chuyển của công trình sau khi xây. Trong xây dựng, việc các công trình bị dịch chuyển sau khi xây sẽ làm thay đổi kết cấu. Vì vậy, phương pháp này được nhà thầu tính toán kỹ lưỡng dựa trên các phương trình phân tích. Trên cơ sở đó, việc xác định được vị trí và hướng của các chuyển vị tại các nút sẽ giúp công trình được tính toán trong mức an toàn cho phép.
Các lực tác động lên vật liệu chính là tổng các lực lên mỗi phân tử của vật liệu. Trong đó, việc tổng lực cần có tính toán về vấn đề của tác động ngoại lực, sự thay đổi nhiệt độ, ứng suất dư. Khi đó các lực cần được xem xét riêng biệt hoặc có thể đồng thời. Trong phương pháp chuyển vị, cần xác định rõ tổng lực tác động kết cấu giả định cùng với độ biến dạng cho phép của kết cấu giả định.
Qua các phương trình tổng hợp trong tính toán, các giá trị của chuyển vị được xác lập. Phương pháp này kiểm tra được sức bền của vật liệu cũng như độ cứng của vật liệu. Bên cạnh độ, mỗi kết cấu giả thiết đưa ra sẽ tìm được những nội lực tương ứng tại các vị trí cần thiết.
Hiểu đúng về chuyển vị của dầm chịu uốn
Trong công trình xây dựng, dầm thường có kết cấu đơn giản và có vị trí nằm ngang hoặc nằm nghiêng để làm giá đỡ cho các công trình về tường, mái. Vì vậy, các kết cấu dầm thường được dùng là thanh chịu uốn. Khi đó, các tính toán về phương pháp chuyển vị cho dầm chịu uốn rất quan trọng trong các công trình xây dựng.
Các phương pháp chuyển vị
Phương pháp chuyển vị của dầm chịu uốn chính là tính phương trình vi phân trong đường đàn hồi. Đây là cách để tính toán dầm đàn hồi chịu uốn ngang phẳng. Dầm được tính về độ bền và độ cứng qua cách xác định độ biến dạng. Các phương pháp chuyển vị của dầm chịu uốn cũng để tìm ra được độ uốn cong của dầm khi bị tổng lực tác động. Độ cong này còn gọi là đường đàn hồi.
Các phương pháp được sử dụng trong việc tính phương trình vi phân này có nhiều phương pháp khác nhau. Các phương pháp được kể đến sau đây:
- Phương pháp tích phân không định hạn: phương pháp thông qua tính tích phân, đạo hàm. Về cơ học, việc xác định chuyển vị của dầm cần dựa trên các phương pháp tĩnh học và phương trình vi phân của đường đàn hồi.
- Phương pháp về thông số ban đầu: Sử dụng các công thức toán học về đạo hàm, cách tính vi phân. Ngoài ra, phương pháp này đòi hỏi tính về sự liên kết, chuyển vị trong hệ.
- Phương pháp đồ toán: Các đạo hàm, vi phân được tính toán kỹ. Bên cạnh đó, nguyên tắc trong phương pháp chọn dầm giả tạo cần phù hợp thực tế.
- Phương pháp nhân biểu đồ Vereshchagin: Các phương pháp tính năng lượng như định luật bảo toàn năng lượng, tích phân nội lực. Qua đó, nhà thầu xác định được chuyển vị của kết cấu.
Nguyên tắc khi chuyển vị
Chuyển vị của dầm chịu uốn phải được xác định trước điểm K trên trục dầm trước khi dầm bị thay đổi hình dạng ban đầu. Sau khi dầm biến dạng, điểm K ban đầu sẽ chạy sang vị trí điểm K’ mới. Khoảng cách của điểm K và K’ trên dầm gọi là chuyển vị thẳng của điểm K này.
Nếu khoảng cách này vuông góc với trục dầm thì gọi là chuyển vị đứng hay còn gọi là độ võng. Nếu khoảng cách này song song với trục dầm thì gọi là chuyển vị ngang.
- Xem thêm: Bảng giá bê tông Thanh Lương mới nhất 2022
Chuyển vị dầm chịu uốn và phương pháp chuyển vị có vai trò gì?
Phương pháp chuyển vị của dầm chịu uốn không thể thiếu trong khi tính toán xây dựng. Hầu hết các công trình xây dựng về hệ giàn, về khung đều cần tính sự biến dạng dưới tác dụng của ngoại lực. Vì vậy, phương pháp chuyển vị này đóng vai trò như sau:
- Phù hợp trên máy tính: Với các hàm, nhiều công thức trên máy thường dùng sẽ giúp tính được các phương trình cần hỗ trợ có trên máy tính. Các phương pháp tính toán sẽ chính xác hơn.
- Sử dụng đa dạng các cấu trúc: Phương pháp này không giới hạn cấu trúc. Việc sử dụng cho tất cả các loại cấu trúc dễ dàng dẫn đến có lợi đối với hệ thống có mức độ về siêu tĩnh khá cao.
Phương pháp chuyển vị và chuyển vị của dầm chịu uốn là một thông tin cần thiết cho việc xây dựng các công trình. Qua kiến thức trong bài, việc hiểu rõ các phương pháp này giúp các chủ thầu xây dựng chọn được các vật liệu có độ bền và độ cứng tốt. Nhờ vậy, sự tính toán về chuyển vị trong giới hạn cho phép cũng giúp công trình được bền vững và đúng kỹ thuật trong sự tính toán cho phép.
