Phân biệt tâm cứng, tâm khối lượng và tâm hình học

11:37 09/11/2016   Mylearn

Tâm cứng, tâm khối lượng, tâm hình học là những kiến thức được giảng khá là kỹ trong lớp thiết kế kết cấu nhà dân dung tại trung tâm Mylearn Education. Hôm nay mình xin có 1 bài viết chia sẻ về kiến thức này.

Cả 3 tầm này đều có cách xác định khác nhau và vai trò khác nhau trong phân tích kết cấu. 

A. Tâm cứng là vị trí trên mặt bằng nếu đặt 1 lực ngang vào tâm cứng thì măt bằng chỉ chịu chuyển vị tịnh tiến mà không có chuyển vị xoay. Đối với hệ kết cấu có các cấu kiện thẳng đứng, biến dạng đồng điệu, vị trí tâm cứng các định theo công thức:

Công thức xác định tâm cứng

Thực tế, hệ kết cấu thường khá phức tạp và có sự kết hợp của các cấu kiện thẳng đứng có biến dạng không đồng điệu với nhau. Trường hợp này, ta cần xác định vị trí tâm cứng từ định nghĩa của nó. Hình dưới thể hiện cách xác định vị trí tâm cứng trong phần mềm Etabs.

Hình ảnh mô tả nguyên lý xác đinh tâm cứng trong phần mềm etabs

Ta có thể tóm tắt phương pháp này như sau:

  1. Tại điểm A bất kỳ, theo phương X đặt 1 lực đơn vị Fx = 1 xác định được góc xoay của sàn Rzx
  2. Vẫn tại điểm A, theo phương Y đặt một lực đơn vị Fy = 1 xác định được góc xoay của sàn Rzy
  3. Quanh trục Z đặt một mô men xoắn đơn vị Mz = 1 xác định được góc xoay của sàn Rzz
  4. Tọa độ (X, Y) của tâm cứng được xác định: X = -Rzy/Rzz và Y = Rzx/Rzz
  5. Nếu một lực đặt lên sàn không đi qua tâm cứng, nó sẽ gây ra một mô men xoắn với cánh tay đòn của lực được tính đến vị trí của tâm cứng.

B. Tâm khối lượng của một vật là trọng tâm vật lý của vật đó. Tọa độ xác định bằng các công thức đơn giản như sau:

Chúng ta có thể hình dụng khi treo 1 vật thể sẽ có 1 đường thẳng đứng từ dây treo kéo xuống mặt đất, khi thay đổi vị trí treo vật thể ta sẽ có thêm 1 đường thứ 2, 2 đường thẳng này cắt nhau tại đâu đó là tâm khối lượng,.

Vị trí của tâm khối lượng chính là điểm đặt của các lực liên quan đến tác động quán tính như: tải trọng động đất, thành phần động của tải trọng gió.

C. Tâm hình học được xác định thông qua khoảng cách trung bình từ một điểm tới các biên của một hình. Ví dụ trong hình chữ nhật đấy là giao điểm của 2 đường chéo...

⇒ Vị trí của tâm cứng, tâm khối lượng và tâm hình học của một mặt bằng kết cấu thường không trùng nhau, do đó dưới tác dụng của các tải trọng gió và động đất, công trình thường phải chịu thêm mô men xoắn do độ lệch của tải trọng so với tâm cứng.

Chúc các bạn thành công !

KHAM KHẢO KHÓA HỌC XÂY DỰNG

Bình luận Facebook

0356.81.87.86