Bài giảng Sức bền vật liệu - Chương mở đầu - Trần Minh Tú

t cấu, điên – nước (hệ thống kỹ thuật)
Lập kế hoạch (Planning)
Lập hồ sơ dự án, kế hoạch đầu tư, tìm nguồn vốn
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 17
QUY TRÌNH VẬN HÀNH DỰ ÁN XÂY DỰNG
(CIVIL ENGINEERING PROJECT)
SỨC BỀN VẬT LIỆU 1
Sửa chữa công trình xuống cấp, kéo dài tuổi thọ của dự án xây dựng
Quản lý việc vận hành công trình, bảo dưỡng định kỳ
Thi công phần kết cấu, lắp đặt điện – nước, trang trí nội thất
Thiết kế (Designing)
Thiết kế kiến trúc, kết cấu, điên – nước (hệ thống kỹ thuật)
Lập kế hoạch (Planning)
Lập hồ sơ dự án, kế hoạch đầu tư, tìm nguồn vốn
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 18
QUY TRÌNH VẬN HÀNH DỰ ÁN XÂY DỰNG
(CIVIL ENGINEERING PROJECT)
SỨC BỀN VẬT LIỆU 1
Sửa chữa công trình xuống cấp, kéo dài tuổi thọ của dự án xây dựng
Quản lý việc vận hành công trình, bảo dưỡng định kỳ
Thi công xây dựng (Construction)
Thi công phần kết cấu, lắp đặt điện – nước, trang trí nội thất
Thiết kế (Designing)
Thiết kế kiến trúc, kết cấu, điên – nước (hệ thống kỹ thuật)
Lập kế hoạch (Planning)
Lập hồ sơ dự án, kế hoạch đầu tư, tìm nguồn vốn
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 19
QUY TRÌNH VẬN HÀNH DỰ ÁN XÂY DỰNG
(CIVIL ENGINEERING PROJECT)
SỨC BỀN VẬT LIỆU 1
Sửa chữa công trình xuống cấp, kéo dài tuổi thọ của dự án xây dựng
Vận hành – Bảo trì (Operation – Maintenance)
Quản lý việc vận hành công trình, bảo dưỡng định kỳ
Thi công xây dựng (Construction)
Thi công phần kết cấu, lắp đặt điện – nước, trang trí nội thất
Thiết kế (Designing)
Thiết kế kiến trúc, kết cấu, điên – nước (hệ thống kỹ thuật)
Lập kế hoạch (Planning)
Lập hồ sơ dự án, kế hoạch đầu tư, tìm nguồn vốn
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 20
QUY TRÌNH VẬN HÀNH DỰ ÁN XÂY DỰNG
(CIVIL ENGINEERING PROJECT)
SỨC BỀN VẬT LIỆU 1
Cải tạo, sửa chữa (Rehabilitation)
Sửa chữa công trình xuống cấp, kéo dài tuổi thọ của dự án xây dựng
Vận hành – Bảo trì (Operation – Maintenance)
Quản lý việc vận hành công trình, bảo dưỡng định kỳ
Thi công xây dựng (Construction)
Thi công phần kết cấu, lắp đặt điện – nước, trang trí nội thất
Thiết kế (Designing)
Thiết kế kiến trúc, kết cấu, điên – nước (hệ thống kỹ thuật)
Lập kế hoạch (Planning)
Lập hồ sơ dự án, kế hoạch đầu tư, tìm nguồn vốn
Video: Các giai đoạn
của một dự án xây
dựng và các chủ thể
tham gia
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 21
NỘI DUNG
CHƯƠNG 1 – NHỮNG KHÁI NIỆM CHUNG
1.1. Nhiệm vụ và đối tượng nghiên cứu của môn học
1.2. Phân loại vật thể nghiên cứu theo hình dạng
1.3. Ngoại lực – Liên kết và phản lực liên kết
1.4. Khái niệm về chuyển vị và biến dạng
1.5. Nội lực – Phương pháp mặt cắt – Ứng suất
1.6. Các giả thiết của môn học
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 22
1.1. Nhiệm vụ và đối tượng nghiên cứu của môn học
1.1.1. Sức bền vật liệu – môn cơ sở kỹ thuật:
Sức bền vật liệu là môn học nghiên cứu sự chịu lực của vật liệu
để đề ra các phương pháp tính toán, thiết kế các chi tiết máy, các
bộ phận công trình dưới tác dụng của ngoại lực nhằm thoả mãn
các yêu cầu đặt ra về độ bền, độ cứng và độ ổn định mà vẫn đảm
bảo tính kinh tế và thẩm mỹ.
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 23
1.1. Nhiệm vụ và đối tượng nghiên cứu của môn học
Đảm bảo độ bền:
Các chi tiết máy hay các bộ phận công trình làm việc bền
vững, lâu dài mà không bị phá huỷ.
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 24
1.1. Nhiệm vụ và đối tượng nghiên cứu của môn học
Đảm bảo độ cứng:
Những thay đổi về kích thước
hình học của các chi tiết máy hay
bộ phận công trình không vượt
quá giá trị cho phép.
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 25
1.1. Nhiệm vụ và đối tượng nghiên cứu của môn học
Đảm bảo độ ổn định:
Dưới tác dụng của ngoại lực, các chi tiết máy hay bộ phận
công trình bảo toàn được trạng thái cân bằng ban đầu.
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 26
1.1. Nhiệm vụ và đối tượng nghiên cứu của môn học
???KINH TẾ >< KỸ THUẬT
PHÁT TRIỂN MÔN HỌC
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 27
1.1. Nhiệm vụ và đối tượng nghiên cứu của môn học
Từ ý tưởng thiết kế đến công
trình thực:
Gateshead Millennium Bridge –
London, England
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 28
1.1. Nhiệm vụ và đối tượng nghiên cứu của môn học
1.1.2. Nhiệm vụ
• Môn học Sức bền vật liệu xác định ứng suất, biến dạng,
chuyển vị trong vật thể chịu tác dụng của ngoại lực.
• Ta thường phải giải quyết ba dạng bài toán cơ bản sau:
- Kiểm tra điều kiện bền, điều kiện cứng và điều kiện ổn
định;
- Xác định kích thước và hình dạng hợp lý của các chi tiết
máy hay bộ phận công trình;
- Xác định trị số tải trọng lớn nhất mà các chi tiết máy hay
bộ phận công trình có thể chịu được.
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 29
1.1. Nhiệm vụ và đối tượng nghiên cứu của môn học
CƠ HỌC
Cơ học vật rắn
tuyệt đối
Tĩnh học Động lực học
Cơ học vật rắn biến
dạng
Cơ học thủy - khí
Không nén được Nén được
SỨC BỀN
VẬT LIỆU
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 30
1.1. Nhiệm vụ và đối tượng nghiên cứu của môn học
CƠ HỌC
VẬT RẮN
TUYỆT ĐỐI
CƠ HỌC
VẬT RẮN
BIẾN DẠNG
CƠ HỌC VR
CƠ HỌC CƠ SỞ
...
CƠ HỌC KẾT CẤU
LÝ THUYẾT ĐÀN HỒI
SỨC BỀN VẬT LIỆU
...
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 31
1.1. Nhiệm vụ và đối tượng nghiên cứu của môn học
GIÁO DỤC
ĐẠI CƯƠNG
(29%)
KIẾN THỨC
CƠ SỞ NGÀNH
(34%)
KIẾN THỨC NGÀNH
VÀ CHUYÊN NGÀNH
(37%)
TOÁN
VẬT LÝ
... 
CƠ HỌC 
CƠ SỞ
SỨC BỀN 
VẬT LIỆU
...
KC NHÀ BTCT
KT THI CÔNG
...
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 32
1.1. Nhiệm vụ và đối tượng nghiên cứu của môn học
(2) Động học: ∑F = ma
(1) Phương trình cân bằng:
∑Fx = 0; ∑Fy = 0; ∑Fz = 0;
∑Mx= 0; ∑My= 0; ∑Mz= 0
Vật rắn tuyệt đối
• Cơ học cơ sở • Sức bền vật liệu
(1) Phương trình cân bằng:
∑Fx = 0; ∑Fy = 0; ∑Fz = 0;
∑Mx= 0; ∑My= 0; ∑Mz= 0
(2) Quan hệ ứng suất - biến dạng: 
σ = Eε
Vật rắn biến dạng
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 33
1.2. Phân loại vật thể nghiên cứu theo hình dạng
Vật thể hình khối:
Có kích thước theo ba phương cùng lớn tương đương nhau.
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 34
1.2. Phân loại vật thể nghiên cứu theo hình dạng
Vật thể hình tấm và vỏ:
Có kích thước theo hai phương rất lớn so với phương thứ ba.
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 35
1.2. Phân loại vật thể nghiên cứu theo hình dạng
Vật thể hình thanh:
Có kích thước theo một phương rất lớn so với hai phương còn
lại.
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 36
1.2. Phân loại vật thể nghiên cứu theo hình dạng
Thanh là vật thể đơn giản và phổ biến nhất (các cấu kiện dầm,
cột trong công trình xây dựng đều có thể được mô hình hoá
dưới dạng thanh).
→ Là đối tượng nghiên cứu của môn học SBVL.
Phân loại thanh theo hình dạng trục thanh:
 Thanh thẳng
 Thanh cong
 Thanh không gian
Phân loại thanh theo hình dạng mặt cắt ngang:
 Thanh tròn, chữ nhật, vuông
 Thanh đặc, rỗng
 Thanh tiết diện không đổi, thay đổi
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 37
1.2. Phân loại vật thể nghiên cứu theo hình dạng
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 38
1.3. Ngoại lực – Liên kết và phản lực liên kết
1.3.1. Ngoại lực
Ngoại lực là những lực tác dụng
của môi trường bên ngoài hay của
vật thể khác lên vật thể đang xét.
Ví dụ: sức gió, áp lực nước, lực
căng dây đai lên trục truyền động,
trọng lực
Ngoại lực Tải trọng
Phản lực
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 39
1.3. Ngoại lực – Liên kết và phản lực liên kết
1.3.1. Ngoại lực
• Tải trọng:
Là những lực chủ
động, biết trước,
được lấy theo các qui
định, tiêu chuẩn
(TCVN 2737-1995).
• Phản lực :
Là những lực thụ
động, phát sinh tại vị
trí liên kết vật thể
đang xét với vật thể
khác
Trọng lượng W 
của kiện hàng: Tải
trọng
Các phản lực
gối tựa
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 40
1.3. Ngoại lực – Liên kết và phản lực liên kết
1.3.1. Ngoại lực
• Phân loại ngoại lực: theo tính phân bố
– Lực phân bố thể tích: g [N/m3]
– Lực phân bố bề mặt: p [N/m2]
– Lực phân bố đường: q [N/m]
– Lực tập trung: P [N] 
Các ví dụ về phân loại ngoại lực trên thực tế:
Lực phân bố bề mặt: áp lực gió
Lực phân bố đường: trọng lượng
tường gạch trên dầm
Lực tập trung: trọng
lượng khối hàng
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 41
1.3. Ngoại lực – Liên kết và phản lực liên kết
1.3.1. Ngoại lực
• Phân loại ngoại lực: theo tính chất tác động
– Tải trọng tĩnh: Không thay đổi theo thời gian (nói cách khác: tải trọng tĩnh tác
dụng một cách từ từ, gây ra lực quán tính không đáng kể)
– Tải trọng động: Có phương, chiều, trị số thay đổi theo thời gian và gây ra lực
quán tính đáng kể, không thể bỏ qua
• Các ví dụ về phân loại ngoại lực trên thực tế:
Tải trọng tĩnh Tải trọng động
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 42
1.3. Ngoại lực – Liên kết và phản lực liên kết
1.3.2. Liên kết và phản lực liên kết
Các vật thể bị ràng buộc với nhau hoặc với đất bởi các
liên kết. Thông qua các liên kết, các vật thể tác dụng lực và
phản lực với nhau hoặc với đất → Lực liên kết.
Giới hạn nghiên cứu: bài toán phẳng.
Thanh có 3 bậc tự do (3 khả năng chuyển động) → liên
kết ngăn cản chuyển động theo phương nào thì có xuất hiện
phản lực theo phương đó.
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 43
1.3. Ngoại lực – Liên kết và phản lực liên kết
1.3.2. Liên kết và phản lực liên kết
Liên kết gối tựa di động (liên kết đơn):
Ngăn cản chuyển động tịnh tiến theo phương liên kết,
cho phép thanh quay quanh một trục và chuyển động tịnh tiến
theo phương còn lại.
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 44
1.3. Ngoại lực – Liên kết và phản lực liên kết
1.3.2. Liên kết và phản lực liên kết
Liên kết gối tựa cố định (liên kết khớp):
Ngăn cản chuyển động tịnh tiến theo mọi phương, cho
phép thanh quay quanh một trục.
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 45
1.3. Ngoại lực – Liên kết và phản lực liên kết
1.3.2. Liên kết và phản lực liên kết
Liên kết ngàm:
Ngăn cản mọi khả năng chuyển động.
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 46
1.3. Ngoại lực – Liên kết và phản lực liên kết
1.3.2. Liên kết và phản lực liên kết
Liên kết khớp (tại các nút trong khung, giàn):
Ngăn cản chuyển động tịnh tiến, cho phép xoay.
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 47
1.3. Ngoại lực – Liên kết và phản lực liên kết
1.3.2. Liên kết và phản lực liên kết
Cách xác định phản lực:
Coi thanh như vật rắn tuyệt đối và xét sự cân bằng của
thanh dưới tác dụng của tải trọng và phản lực.
Các dạng điều kiện cân bằng tĩnh học:
x và y không song 
song với nhau
AB không vuông
góc với u
A, B, C không
thẳng hàng
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 48
1.3. Ngoại lực – Liên kết và phản lực liên kết
1.3.3. Một số hình ảnh về liên kết trong thực tế
Liên kết gối tựa di động (liên kết đơn)
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 49
1.3. Ngoại lực – Liên kết và phản lực liên kết
1.3.3. Một số hình ảnh về liên kết trong thực tế
Liên kết gối tựa cố định (liên kết khớp)
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 50
1.3. Ngoại lực – Liên kết và phản lực liên kết
1.3.3. Một số hình ảnh về liên kết trong thực tế
Liên kết ngàm
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 51
1.3. Ngoại lực – Liên kết và phản lực liên kết
Các dạng liên kết cơ bản
của dầm – Dầm công-xôn
1.3.3. Một số hình ảnh về liên kết trong thực tế
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 52
1.3. Ngoại lực – Liên kết và phản lực liên kết
Các dạng liên kết cơ bản
của dầm – Dầm đơn giản
1.3.3. Một số hình ảnh về liên kết trong thực tế
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 53
1.3. Ngoại lực – Liên kết và phản lực liên kết
Các dạng liên kết cơ bản
của dầm – Dầm có mút thừa
1.3.3. Một số hình ảnh về liên kết trong thực tế
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 54
1.3. Ngoại lực – Liên kết và phản lực liên kết
Các dạng liên kết cơ bản
của dầm – Dầm liên tục
1.3.3. Một số hình ảnh về liên kết trong thực tế
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 55
1.3. Ngoại lực – Liên kết và phản lực liên kết
1.3.4. Bài toán tĩnh định và siêu tĩnh
Bài toán tĩnh định: Để xác định phản lực liên kết hoặc nội lực trong các
thanh, chỉ cần sử dụng các phương trình cân bằng tĩnh học.
Bài toán siêu tĩnh: Để xác định phản lực liên kết hoặc nội lực trong các
thanh, các phương trình cân bằng tĩnh học là chưa đủ. Cần phải viết thêm
phương trình phụ là các điều kiện về biến dạng.
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 56
1.4. Khái niệm về chuyển vị và biến dạng
• Các chi tiết máy móc và bộ phận công trình là các vật rắn
biến dạng (hay còn gọi là vật rắn thực): dưới tác dụng của
ngoại lực, hình dạng và kích thước của các vật rắn thực thay
đổi.
• Biến dạng là sự thay đổi hình dạng, kích thước của vật thể
dưới tác dụng của ngoại lực.
• Chuyển vị là sự thay đổi vị trí
của điểm vật chất thuộc vật thể
dưới tác dụng của ngoại lực.
AA’, BB’ - chuyển vị dài
φ - chuyển vị góc
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 57
1.4. Khái niệm về chuyển vị và biến dạng
• Biến dạng dài: Sự thay đổi chiều dài
• Biến dạng góc: Sự thay đổi góc vuông
• Biến dạng thể tích: Sự thay đổi thể tích
B
I
Ế
N
D
Ạ
N
G
• Biến dạng đàn hồi: Có khả năng khôi phục hình
dạng và kích thước ban đầu
• Biến dạng dẻo (dư): Không có khả năng khôi
phục hình dạng và kích thước ban đầu
• Biến dạng nhớt: Thay đổi theo thời gian
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 58
1.4. Khái niệm về chuyển vị và biến dạng
 Biến dạng dài  Biến dạng góc
 Biến dạng thể tích
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 59
1.4. Khái niệm về chuyển vị và biến dạng
Biến dạng đàn hồi Biến dạng dẻo (dư)
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 60
1.5. Nội lực – Phương pháp mặt cắt – Ứng suất
1.5.1. Nội lực
Lực tương tác là tác dụng tương hỗ giữa các phần tử vật
chất của vật thể nhằm giữ vật thể có hình dạng nhất định.
Khi có ngoại lực tác dụng, vật thể bị biến dạng → lực
tương tác thay đổi, có xu hướng chống lại sự biến dạng.
Nội lực là lượng thay đổi lực tương tác giữa các phần tử
vật chất của vật thể khi chịu tác dụng của ngoại lực.
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 61
1.5. Nội lực – Phương pháp mặt cắt – Ứng suất
1.5.2. Phương pháp mặt cắt
Để nghiên cứu nội lực, người ta sử dụng phương pháp mặt cắt.
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 62
1.5. Nội lực – Phương pháp mặt cắt – Ứng suất
1.5.2. Phương pháp mặt cắt
• Cắt vật thể chịu lực ở trạng thái cân bằng
bằng một mặt cắt bất kỳ
• Do vật thể ở trạng thái cân bằng, mọi
phần của vật thể cũng phải thoả mãn điều
kiện cân bằng.
• Xét cân bằng phần dưới, chịu tác dụng
của:
 Các ngoại lực
 Lực tương tác do phần trên tác dụng lên phần dưới
• Biểu diễn lực tương tác nêu trên bằng các vectơ nội lực. Từ các phương
trình cân bằng tĩnh học, ta có thể xác định được hợp lực của nội lực.
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 63
1.5. Nội lực – Phương pháp mặt cắt – Ứng suất
1.5.3. Ứng suất tại điểm K
DA – phân tố diện tích trên mặt cắt
chứa điểm K
DF – hợp lực nội lực trên DA
Nội lực phân bố trên toàn bộ bề mặt
của mặt cắt. Xét điểm K thuộc mặt
cắt:
Cường độ nội lực: nội lực trên một
đơn vị diện tích → Ứng suất trung
bình:
Khi đó, ứng suất toàn phần tại điểm K trên mặt cắt
của vật thể chịu lực được định nghĩa là:
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 64
1.5. Nội lực – Phương pháp mặt cắt – Ứng suất
1.5.3. Ứng suất tại điểm K
Phân tích vec-tơ ứng suất toàn phần p theo 2 cách:
Phân tích thành 2
thành phần, 1 thành
phần vuông góc với
mặt cắt và 1 thành
phần tiếp tuyến với
mặt cắt
Phân tích thành 3
thành phần song
song với 3 trục tọa
độ
Ứng suất pháp
Ứng suất tiếp
Ứng suất pháp
Ứng suất tiếp
Ứng suất tiếp
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 65
1.5. Nội lực – Phương pháp mặt cắt – Ứng suất
1.5.3. Ứng suất tại điểm K
• Ứng suất pháp:
• Ứng suất tiếp:
Quy ước đặt tên các thành phần ứng suất:
Phương pháp tuyến
của mặt cắt
Phương pháp tuyến
của mặt cắt
Chiều ứng suất tiếp
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 66
1.5. Nội lực – Phương pháp mặt cắt – Ứng suất
1.5.4. Các thành phần ứng lực
trên mặt cắt ngang của thanh
• Ứng lực R: Hợp lực của nội
lực trên mặt cắt ngang
• R: phương, chiều, điểm đặt
bất kỳ → dời về trọng tâm C
của mặt cắt ngang
 Nz – lực dọc
 Qx, Qy – lực cắt
 Mx, My – mô men uốn
 Mz – mô men xoắn
→ 6 thành phần ứng lực
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 67
1.5. Nội lực – Phương pháp mặt cắt – Ứng suất
1.5.5. Quan hệ giữa ứng suất và các thành phần ứng lực trên
mặt cắt ngang
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 68
1.5. Nội lực – Phương pháp mặt cắt – Ứng suất
1.5.6. Các hình thức chịu lực cơ bản của thanh
UốnKéo (Nén) Xoắn Cắt
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 69
1.5. Nội lực – Phương pháp mặt cắt – Ứng suất
1.5.6. Các hình thức chịu lực cơ bản của thanh
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 70
1.6. Các giả thiết của môn học
Giả thiết 1: Vật liệu có cấu tạo vật chất liên tục, đồng nhất và
đẳng hướng.
• Liên tục: vật liệu lấp đầy thể tích vật thể, không có lỗ hổng;
• Đồng nhất: tính chất cơ lý là như nhau tại mọi điểm trong vật thể;
• Đẳng hướng: tại một điểm, tính chất cơ lý là như nhau theo mọi
hướng.
Vật liệu rời rạc Vật liệu liên tục, đồng
nhất, đẳng hướngVật liệu không đồng nhất
Vật liệu dị hướng
(có thớ)
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 71
1.6. Các giả thiết của môn học
• Trên thực tế, nếu xét ở kích cỡ vi mô, mọi vật liệu (ngay cả các kim
loại) đều không có tính liên tục, đồng nhất hay đẳng hướng.
• Tuy nhiên, do trong một phân tố bé của vật liệu cũng đã có vô số
các phần tử sắp xếp lộn xộn với nhau nên ở kích cỡ vĩ mô (ví dụ:
dầm, cột, sàn), nhiều vật liệu có thể xem là liên tục, đồng nhất và
đẳng hướng.
Khối thép ở kích cỡ vĩ mô: liên tục, 
đồng nhất, đẳng hướng
Mạng tinh thể thép ở kích cỡ vi mô: rời
rạc, không đồng nhất, dị hướng
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 72
Giả thiết 2: Ứng xử cơ học của vật liệu tuân
theo Định luật Hooke (quan hệ nội lực – biến
dạng là bậc nhất thuần nhất).
• Định luật Hooke
– Độ giãn dài của lò xo tỉ lệ thuận với lực
tác dụng
– Lò xo sẽ quay về vị trí cũ khi loại bỏ lực
tác dụng cho đến khi vượt qua giới hạn
đàn hồi
1.6. Các giả thiết của môn học
Robert Hooke
(1635 -1703)
C
hi
ều
dà
ib
an
 đ
ầu
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 73
1.6. Các giả thiết của môn học
Giả thiết 2: Ứng xử cơ học của vật liệu tuân theo Định luật
Hooke (quan hệ nội lực – biến dạng là bậc nhất thuần nhất).
s = E e
σ – Ứng suất pháp
E – Mô-đun đàn hồi kéo (nén) của vật liệu
ε – Biến dạng dài tỷ đối
t = G g
τ – Ứng suất tiếp
G – Mô-đun đàn hồi trượt của vật liệu
γ – Biến dạng góc
Định luật Hooke cho biến dạng dài Định luật Hooke cho biến dạng góc
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 74
1.6. Các giả thiết của môn học
Giả thiết 3: Tính đàn hồi của vật liệu là đàn hồi tuyệt đối. Biến
dạng của vật thể được xem là bé.
Khung nhà bê tông cốt thép trên
thực tế: biến dạng của các cấu kiện
dầm, cột là bé so với kích thước
của chúng và không thể quan sát
thấy được bằng mắt thường.
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 75
1.7. Nguyên lý độc lập tác dụng
Với việc thừa nhận giả thiết 2 và giả thiết 3, ta có thể áp dụng nguyên
lý độc lập tác dụng cho các bài toán trong SBVL:
Ứng suất, biến dạng hay chuyển vị do một hệ ngoại lực gây
ra sẽ bằng tổng đại số các đại lượng đó do từng thành phần
ngoại lực gây ra riêng rẽ.
+
Trần Minh Tú, Nghiêm Hà Tân – ĐHXD CHƯƠNG MỞ ĐẦU – 76
SỨC BỀN VẬT LIỆU 1
Thank you for your attention
Trần Minh Tú – Đại học Xây dựng
E-mail: tpnt2002@yahoo.com