PDA

View Full Version : Một số phương pháp tính toán nhanh


NBG
27-05-2007, 06:54 PM
Có thể bạn đã sử dụng thành thạo các phần mềm tính toán kết cấu, các phần mềm phân tích phần tử hữu hạn nhưng đôi lúc tính tay còn nhanh hơn sử dụng phần mềm. Ví dụ trong khung nhà công nghiệp thép, chúng ta rất hay gặp các cấu kiện chịu uốn dạng dầm đơn giản hoặc dầm liên tục (xà gồ, dầm mái,..) và công việc kiểm tra luôn phải có các khâu tính toán ứng suất và độ võng. Tớ sẽ giới thiệu một số phương pháp mà tớ học được từ một vài kĩ sư nước ngoài, các bác đã già, thâm niên kinh nghiệm trong nghề, mà nếu sử dụng các bạn sẽ tiết kiệm được thời gian đáng kể. Và quan trọng hơn nữa các bạn sẽ thấy quen thuộc hơn với các đơn vị đo, hoặc có luôn trong đầu ý tưởng về khả năng chịu lực của kết cấu với các dữ liệu đầu vào đơn giản.
1/ Lựa chọn thứ nguyên hợp lí trong các công thức tính toán thường gặp:
Ví dụ công thức tính ứng suất của một tiết diện:
sigma = Momen (M)/ Modun chống uốn (W).
Trong các catalog thép thường cho W với đơn vị [cm3]
Momen chúng ta thường tính với [daN.m]
Thông thường ta thường quy đổi cả 2 dữ liệu trên về đơn vị mà ta cần cuối cùng. Nhưng nếu cứ để như thế mà chia trực tiếp mà chia thì ta sẽ được [daN/mm²], một đơn vị cũng rất hay được sử dụng.
Nếu bạn sử dụng nhiều một công thức nào đấy, bạn sẽ thấy là cách này sẽ giúp tiết kiệm thời gian rất đáng kể :) Và tất nhiên bạn cũng có thể tạo các quy tắc cho riêng mình.

2/ Tính chuyển vị nhanh từ ứng suất:
Sau khi kiểm tra ứng suất ta phải kiểm tra chuyển vị. Ví dụ một dầm đơn giản chịu tải trọng phân bố đều
f = 5*q*l^4/(384EI)
với mỗi cái dầm lại thực hiện công thức này thì kể cũng chán, lại thêm việc phải biến đổi thứ nguyên trước lúc áp dụng nữa. Có một cách nhanh hơn mà các kĩ sư lâu năm họ vẫn làm, đó là dùng lại kết quả tính toán ứng suất ở trước:
f = a*sigma*l^2/h
Trong đó:
sigma: ứng suất lớn nhất trong dầm đơn vị [daN/mm²]
l: chiều dài dầm [m]
h: chiều cao tiết diện dầm [cm]
a: hệ số phụ thuộc vào dạng đặt tải (Ví dụ tải trọng phân bố đều a = 1; tải trọng tập trung giữa nhịp a = 0,8;... )
Lúc đó kết quả mà bạn có sẽ là chuyển vị với đơn vị [mm]
Bạn có thể lập bảng trước và nhớ một số trường hợp hay gặp, cũng không khó lắm....
Ví dụ áp dụng: bạn có một dầm đơn giản dài 10m, tiết diện dầm chữ I cao 30cm. Dầm chịu lực phân bố đều, từ phần kiểm tra ứng suất bạn đã có sigma = 20daN/mm². Như vậy độ võng của dầm tại giữa nhịp
f = 20*10²/30 = 66,67mm
Nhắc lại thêm lần nữa, nếu sử dụng thường xuyên mấy công thức này thì cách này sẽ giúp tiết kiệm thời gian đáng kể, rất đáng kể.... ;)

(to be continued)

tekla_xsteel@
31-05-2007, 09:38 PM
cái này hay quá. các bác phải làm nhiều mới có thể rút ra đc những kinh nghiệm như thế. rất hoan nghênh bác chia sẻ với mọi người.:)

NBG
01-06-2007, 05:46 AM
cái này hay quá. các bác phải làm nhiều mới có thể rút ra đc những kinh nghiệm như thế. rất hoan nghênh bác chia sẻ với mọi người.:)

Những thủ thuật tính toán này chủ yếu áp dụng cho kết cấu thép, nhất là khi tính nhà công nghiệp. Nhưng hình như bây giờ không mấy người tính tay nữa thì phải. Hoặc là bây giờ hầu hết là nhà thép tiền chế, phần mềm tính từ A đến Z nên mấy công thức sức bền này ko có chỗ áp dụng nữa :(

Phiphi
01-06-2007, 08:09 AM
Xin Bác tiếp tục chia sẽ các kinh nghiệm như trên. Những điều này hết sức quí giá lắm. Việc tính tay vẩn được yêu cầu cho kiểm tra chéo.
Nếu Bác có tài liệu, cách công thức kinh nghiệm thì post lên forum cho bà con được học hỏi thêm.
Cám ơn NBG rất nhiều.

Bác có thể upload file ở www.4shared.com
http://www.ketcau.com/forum/showthread.php?t=4848

DINH XUAN PHUONG
01-06-2007, 08:31 AM
Vang, cac bac co gi hay hay chia se cho anh em voi, de cai thien kha nang thiet ke cua chung ta !!!:p

tekla_xsteel@
01-06-2007, 10:45 AM
mình nghĩ cái này vẫn rất cần. nó sẽ giúp ta trong việc kiểm soát kết quả tính toán bằng phần mềm, tăng cường khả năng tư duy. bác cứ tiếp tục post lên cho mọi người học tập.:)

NBG
03-06-2007, 05:27 AM
Cảm ơn mọi người đã động viên :)
Tớ tiếp tục giới thiệu một phương pháp tính nhanh các phương trình tích phân. Cái này chủ yếu giúp cho các bạn sinh viên đang đi học để giải quyết các bài toán sức bền hoặc kết cấu. Đó là các phương trình tích phân để tính chuyển vị hoặc trong các bài toán áp dụng phương pháp lực.
Thông thường việc tích phân trong các bài toán này khá đơn giản, có thể áp dụng phương pháp nhân biểu đồ Veresaghin vì biểu đồ mômen thường là bậc 2 trở xuống. Nhưng cũng có nhiều trường hợp không thể áp dụng được phương pháp nhân biểu đồ, ví dụ như các bài toán vòm (biểu đồ nội lực thường theo hàm sin, cos), bài toán các cấu kiện có tiết diện thay đổi (I thay đổi theo một hàm), hoặc đơn giản hơn là bạn quên mất mấy cái hệ số để nhân một biểu đồ hình parabol....
Lúc này bạn có thể áp dụng phương pháp tính gần đúng bằng công thức đơn giản như sau:

http://farm2.static.flickr.com/1227/526793551_80e5f4af0c.jpg?v=0
Công thức được các kĩ sư Mĩ hay sử dụng (theo lời của ông thầy giáo) vì áp dụng khá đơn giản với một sai số cho phép (khoảng 2,3%) với các phương trình bậc 3 trở xuống). Đôi lúc, thay vì viết cả trang giấy để giải một bài tích phân, bạn có thể dùng công thức này để cho một kết quả với sai số chấp nhận được trong vài dòng tính toán, ví dụ lúc đi thi chẳng hạn ;)
Have fun!