Back to: CƠ HỌC CÔNG TRÌNH
Trọng tâm bài học
Gối tựa cố định có tác dụng ngăn cản toàn bộ chuyển vị tịnh tiến của một tiết diện (xem các thành phần chuyển vị của một tiết diện tại đây). Vì chuyển vị tịnh tiến có thể được phân tích thành hai thành phần nên ta cũng có thể nói gối tựa cố định có tác dụng ngăn cản hai thành phần chuyển vị tịnh tiến của một tiết diện. Thông thường thì hai thành phần chuyển vị này là hai thành phần chuyển vị trên phương ngang (X) và phương đứng (Y).
Vì gối tựa cố định ngăn cản được hai thành phần chuyển vị nên trong nó xuất hiện hai thành phần phản lực tương ứng. Xem hình minh họa dưới đây cho rõ hơn. Lưu ý là các thành phần phản lực này có thể có chiều ngược lại, tùy từng trường hợp cụ thể.
Hình vẽ dưới đây thể hiện một số cách biểu diễn thường gặp của gối tựa cố định.
Ví dụ
Tính phản lực tại các gối tựa của hệ sau:
Bạn có thể tham khảo thêm về: Gối tựa di động; Hợp lực của lực phân bố; Phương trình cân bằng lực; Phương trình cân bằng mô men.
Bài giải:
Trước hết ta phải xác định là tại mỗi gối tựa nó có những thành phần phản lực nào. Trong hệ trên, tại \(A\) là gối di động, do đó tại đây xuất hiện một thành phần phản lực theo phương đứng, là phương mà nó ngăn cản chuyển vị. Tại \(B\) là gối cố định nên xuất hiện 2 thành phần phản lực, chọn theo phương ngang và phương đứng. Các thành phần phản lực này được giả sử có chiều như trên hình vẽ sau:
Để tìm các phản lực \(V_A\), \(H_B\) và \(V_B\), ta sử dụng nguyên tắc: muốn tìm một lực chưa biết trong số 3 lực phẳng không đồng quy, không song song, ta sử dụng phương trình cân bằng sao cho có thể loại bỏ được hai lực còn lại (xem thêm bài Ví dụ 2 tại đây).
Theo đó, muốn tìm lực \(V_A\), ta phải loại bỏ lực \(V_B\) và \(H_B\). Muốn vậy ta sử dụng phương trình cân bằng mô men đối với điểm \(B\) (là giao điểm của hai lực này). Giả sử mô men xoay thuận chiều kim đồng hồ là dương thì phương trình cân bằng mô men của hệ lực đối với điểm \(B\) được viết như sau (Xem thêm mô men của một lực đối với một điểm; hợp lực của lực phân bố):
\(V_A\times 4+5\times 2\times 1= 0\)
Suy ra \(V_A = -2.5 (kN)\)
Tương tự như vậy, muốn tính \(V_B\) thì ta viết phương trình cân bằng mô men đối với giao điểm của \(V_A\) và \(H_B\) (là điểm nào thì bạn tự xác định nhé, tham khảo thêm bài Ví dụ ở đây). Kết quả là \(V_B=2.5 kN\).
Bây giờ muốn tính \(H_B\) thì ta viết phương trình cân bằng lực lên phương ngang. Khi đó các lực \(V_A\) và \(V_B\) vuông góc với phương ngang nên không tham gia vào phương trình cân bằng này. Ta có:
\(5\times 2-H_B = 0\)
Suy ra \(H_B=10 kN\)
Trong các kết quả tính toán trên ta thấy \(V_A\) âm. Điều này có nghĩa là chiều của lực này theo giả thiết trên đây là sai. Chiều thiệt của nó là theo hướng ngược lại. Để thuận lợi cho các tính toán về sau, ta gạch bỏ (không tẩy sạch) chiều giả thiết đi rồi ghi chiều đúng và giá trị của phản lực vào như hình dưới đây:
