Đang tải... (xem toàn văn)
Chiều rộng lỗ cống Lo=6.5m Chiều cao lỗ cống H=7.5m Vật liệu dùng để chế tạo cửa van là thép CT3. Kết cấu dùng liên kết hàn. Hệ số điều kiện làm việc: m=0,75 Hệ số vượt tải: np=1,1 Cường độ tính toán của thép chế tạo van: R= 0,72.2100=1512(daNcm2) Rk=Rn=1490(daNcm2) Ru=1565(daNcm2) II Vị trí và bố trí chi tiết các kết cấu: 1.Dầm chính: Tính lực tác dụng lên dầm chính: Lấy H=7.5(m) Lực tác dụng lên dầm chính: Ta có Vậy Tính nhịp dầm: Chọn c= 280mm= 0,28m L=Lo+2c= 6.5+ 2.0,28= 7,06 (m) Đây là dầm tổ hợp hàn, tiết diện chữ I có: Nhịp tính toán L=7,06(m)
1 Yêu cầu: Tính toán lựa chọn phương pháp thiết kế cửa van phẳng I/ Tài liệu thiết kế: Chiều rộng lỗ cống L o =6.5m Chiều cao lỗ cống H=7.5m Vật liệu dùng để chế tạo cửa van là thép CT3. Kết cấu dùng liên kết hàn. Hệ số điều kiện làm việc: m=0,75 Hệ số vượt tải: n p =1,1 Cường độ tính toán của thép chế tạo van: R= 0,72.2100=1512(daN/cm 2 ) R k =R n =1490(daN/cm 2 ) R u =1565(daN/cm 2 ) II/ Vị trí và bố trí chi tiết các kết cấu: 1.Dầm chính: - Tính lực tác dụng lên dầm chính: Lấy )/(10 3 mKN = γ H=7.5(m) Phạm Thị Thu Hằng 2 Lực tác dụng lên dầm chính: )/(625,1405.7.10 4 1 4 1 2 22 mKNH W q n ==== γ Ta có 1.1 = p n Vậy )/(688,154625.140.1,1 mKNqnq TC p === - Tính nhịp dầm: Chọn c= 280mm= 0,28m L=L o +2c= 6.5+ 2.0,28= 7,06 (m) Đây là dầm tổ hợp hàn, tiết diện chữ I có: Nhịp tính toán L=7,06(m) Tải trọng tác dụng q=154,688(KN/m) Sơ đồ tính toán dầm chính: 7060 q=154,688(KN/m2) Phạm Thị Thu Hằng 3 Lo=6500 c=280 c=280 2. Xác định sơ bộ vị trí, kích thước dàn ngang: )(106.7 7 1 7 1 mL == Chọn số lượng dàn ngang là 5 Nên khoảng cách giữa các dàn ngang B=1,265(m) (Thỏa mãn B<4m) 3. Xác định sơ bộ vị trí dầm phụ: Dầm phụ được hàn chặt vào bản mặt và tựa lên các dàn ngang, nó được tính toán như một dầm đơn, gối tựa là hai dàn ngang và đỡ tải trọng của bản mặt truyền đến, tại một độ sâu nhất định được coi là phân bố đều. Bố trí dầm phụ ở phía trên thưa, càng xuống sâu sẽ dầy dần vì áp lực nước tăng lên. Dầm phụ chọn loại dầm tiết diện chữ C đặt úp tránh đọng nước. Phạm Thị Thu Hằng 4 Chọn và bố trí vị trí dầm chính, dầm phụ và các dàn ngang như hình vẽ sau: Phạm Thị Thu Hằng 5 1100 11001100833 833 417 833 833 417 1000 1250 1250 1250 1250 1000 Phạm Thị Thu Hằng 6 375,35,7.45,0.45,0333,3 3040 1 ==<= >= o oo Ha α Vậy bố trí như trên là hợp lý. III/ Tính toán các bộ phận kết cấu: 1.Tính toán bản mặt: Trong một hàng ngang nằm giữa hai dầm phụ (i, i+1), chỉ cần tính cho một ô rồi lấy tương tự cho ô khác. Trường hợp bản mặt hàn lên dầm phụ và thanh trên của dàn ngang thì bản mặt có sơ đồ tính là bản tựa bốn cạnh. Chiều dày bản mặt xác định theo công thức sau: )1(2 2 nR kP a + = δ a là cạnh ngắn của ô k=0,75 là hệ số phụ thuộc vào liên kết P là cường độ áp lực nước tĩnh tại tâm ô đang xét R=0,72. 2100=1512(daN/cm 2 ) n là tỷ số giữa cạnh ngắn và cạnh dài Kết quả tính toán lập thành bảng như sau: Phạm Thị Thu Hằng 7 Ký hiệu ô a i (cm) b i (cm) n P i (daN/cm 2 ) δ (cm) 1 111,1 126,5 0,878 0,056 0,3 2 111,1 126,5 0,878 0,167 0,5 3 111,1 126,5 0,878 0,278 0,7 4 83,35 126,5 0,659 0,375 0,7 5 83,35 126,5 0,659 0,458 0,7 6 83,35 126,5 0,659 0,542 0,8 7 83,35 126,5 0,659 0,625 0,9 8 41,65 126,5 0,329 0,688 0,5 9 41,65 126,5 0,329 0,729 0,5 Dựa vào bảng trên đã tính được, chọn chiều dày bản mặt )(9,0 cm bm = δ 2. Tính toán dầm phụ: Dầm đơn, gối tựa là hai dàn ngang, nhịp tính toán B, tải trọng tác dụng phân bố đều trên toàn chiều dài dầm là: iii bpq = Trong đó: p i là áp lực nước tác dụng lên dầm phụ b i là bề rộng của tải trọng tác dụng lên dầm phụ thứ i 2 dtr i aa b + = a tr là khoảng cách từ dầm phụ thứ i đến dầm trên nó (i-1) a d là khoảng cách từ dâm phụ thứ i đến dầm dưới (i+1) Kết quả tính toán lập thành bảng sau: Phạm Thị Thu Hằng 8 Tên dầm P i (KN/m 2 ) a tr (m) a d (m) 2 dtr i aa b + = iii bpq = iptt qnq = M max (daNcm) 1 11,11 1,111 1,111 1,111 12,34 13,574 27151,8 2 22,22 1,111 1,111 1,111 24,69 27,159 54325,6 3 41,665 0,8335 0,8335 0,8335 34,73 38,203 76416,7 4 50 0,8335 0,8335 0,8335 41,68 45,848 91708,9 5 58,335 0,8335 0,8335 0,8335 48,62 53,482 106979 6 70,835 0,4165 0,4165 0,4165 29,5 32,45 64909,1 M max = 106979(daNcm) Suy ra W x =114,3(cm 3 ) Vậy ta chọn dầm phụ là thép chữ C N 0 18 với các đặc trưng hình học như sau: h(mm) b(mm) d(mm) t(mm) R(mm ) F 180 70 5.1 8.7 9 J x (cm 4 ) J y (cm 4 ) W x (c m 3 ) W y (c m 3 ) r x (cm ) r y (cm ) S x Z o (c m) 1090 86 121 17 7.24 2.04 68.8 1.94 Kiểm tra: khả năng chịu lực của dầm đã chọn kể cả bản mặt: Phạm Thị Thu Hằng 9 )/(15122100.72,0)/(21,699 153 106979 )(153 552,15 2375 )(23757,20.552,6109052.9,0.898,2 12 9,0.52 )(552,6 7,2052.9,0 45,9.52.9,0 22 max max 3 max 422 3 cmdaNmRcmdaN W M cm y J W cmJ cmy x x x x c ==<=== === =+++= = + = σ L f = 384 5 . EJ lq 3 . = 384 5 . 2375.10.65,2 5,126.62,48 6 3 = 0,2.10 -3 < 250 1 Vậy dầm phụ đảm bảo về cường độ và độ cứng. 3. Tính toán dầm chính: a. Tính toán chọn kích thước dầm chính kể cả bản mặt tham gia chịu lực: Tính qP qP E RLn h TCTC o ∑+∑ ∑+∑ = 24 5 min Trong đó: R=1512(daN/cm 2 ) n o =600 L=7,06m E=2,65.10 6 daN/cm 2 Phạm Thị Thu Hằng 10 q TC =140,625 KN/m q=154,688 KN/m n P =1,1 P tc =0 P=0 Thế số liệu vào ta được: )(77,45 688,154 625,140 10.65,2 600.706.1512 24 5 6 min cmh == Tính 3 5,1 ycbkt Wh λ = Trong đó: 100 = b λ )(5,9637758)(963,77585 8 06,7.688,154 8 2 2 max daNcmKNm qL M ==== )(1789,6374 1512 5,9637758 3 max cm R M W yc === Thế số vào ta được )(516,981789,6374.100.5,1 3 cmh kt == Phạm Thị Thu Hằng [...]... 2L70x6 46 Chịu nén Dầm chính 5 Tính toán dàn chịu trọng lượng: Phạm Thị Thu Hằng 32 0,5Pm Pm Pm Pm Pm Pm R=3Pm 0,5Pm R=3Pm G Vì dầm chính có chiều cao thay đổi nên dàn chịu trọng lượng là một dàn gãy khúc, nhưng để đơn giản cho việc tính toán ta coi là dàn phẳng có nhịp tính toán = nhịp tính toán của dầm chính a.Xác định trọng lượng cửa van: Xác định trọng lượng cửa van theo công thức gần đúng sau:... công thức gần đúng sau: G = 0,55.F F ( KN ) 2 Trong đó: F là diện tích chịu áp lực nước của cửa van tính bằng m Phạm Thị Thu Hằng 33 2 F=L.H=7,06.7,5=52,95(m ) G = 0,55.52,95 52,95 = 219,91( KN ) G là trọng lượng cửa van được phân bố lên bản mặt và dàn chịu trọng lượng (KN) 1 Gọi G là trọng lượng bản thân cửa van phân cho phần dàn chịu trọng lượng G1 = G a a trái + a ph tr ph 1 Để an toàn coi a =a nên... 194,39 46 111,276 Chịu nén 104 d Chọn tiết diện thanh dàn: - Chọn tiết diện cho thanh cánh thượng: Thanh cánh trên thường dùng thép chữ I Thanh cánh thượng của dàn ngang ngoài chịu lực dọc còn chịu uốn do tải trọng ngang trực tiếp của áp lực nước cho nên ta tính thanh cánh thượng như thanh chịu lực lệch tâm có kể cả phần bản mặt cùng tham gia chịu lực Chọn thanh 23 để tính toán vì thanh có lực dọc N=84,18(KN)... phía trái và phía phải mắt đang xét 1 G = 0,5.219,91=109,955(KN) b Sơ đồ tính toán: Phạm Thị Thu Hằng 34 Dàn chịu trọng lượng thực tế không phải là dàn phẳng vì tiết diện dầm chính có thay đổi từ đầu dầm ra giữa dầm, để đơn giản ta có thể coi là dàn phẳng, gối tựa của dàn tại vị trí cột biên, nhịp dàn là L=7,06(m) 1 Tải trọng tính toán: trọng lượng G được đưa về các mắt dàn, trong đó: 0,5G 0,5.219,91... hb = 0,95h = 0,95.98,516 = 93,5902(cm) b Chọn chiều cao bản bụng h =100(cm) δb = Tính δ b = 1,5 hb 100 = = 1(cm) λb 100 Q hb Rc Ta có biểu đồ momen M và lực cắt Q sau: 546,049 Q (KN) 546,049 M (KNm) 963,776 Ta được Q=39136,16(daN) Phạm Thị Thu Hằng 12 2 c R =0,72.1300=936(daN/cm ) ⇒ δ b = 1,5 39136,16 = 0,63(cm) 100.936 b Vậy chọn chiều dày bản bụng δ =1cm c Chọn δ =20mm=2cm b c Chiều cao chính xác... 8804 = 1360(daN / cm 2 ) < R n = 1490(daN / cm 2 ) 0,4286.7,55.2 Vậy ta chọn thép góc 2L80x50x6 cho tất cả các thanh cánh hạ - Chọn tiết diện cho thanh bụng: Phạm Thị Thu Hằng 29 73 Tính cho thanh bụng 73 là thanh có lực nén lớn nhất N =142,32(KN), 73 l =194,39(cm) Xuất phát từ điều kiện ổn định ta có: σ= N N ≤ R n ⇒ F yc = ϕF ϕRn Giả thiết đối với thanh bụng λ gt = 100 ⇒ ϕ = 0,6 F yc = N 14232 = = 15,92(cm... 157972.1 Phạm Thị Thu Hằng 15 Kết luận: Dầm ổn định về cường độ - Kiểm tra về độ cứng (độ võng): f 5 q TC L3 = l 384 E.J xα Trong đó: TC 2 q =140,625(daN/cm ) L=706(cm) 6 2 E=2,65.10 (daN/cm ) x 4 J =462799(cm ) α =0,8 Thế số vào ta được: f 5 140,625.706 3 = = 6,6.10 − 4 < 16,7.10 −4 l 384 2,65.10 6 462799.0,8 Phạm Thị Thu Hằng 16 Kết luận: Dầm ổn định về độ cứng - hh = Tính liên kết hàn góc giữa bản cánh... = 0,19 < 0,72 th th Kiểm tra ô thứ 3: Q=9784(daN) M=9444400(daNcm) Thế số vào ta được: 2 2 σb τb σ + τ = 0,08 < 0,72 th th Kết luận: các ô dầm ổn định Kết luận chung: dầm ổn định 4 Tính toán dàn ngang: Phạm Thị Thu Hằng 20 a Xác định kích thước hình học của dàn ngang: Kí 01 08 12 18 82 87 72 73 32 34 36 67 64 65 45 166,65 180,75 166,65 50 180,75 180, 100... lực tác dụng: ∑P i = 1 1 γH 2 B.1,1 = 10.7,5 2.1,265.1,1 = 355,78.1,1 = 391,358( KN ) 2 2 Xác định sai số: 391,358 − 391,341 100 = 0% < 5% 391,358 c Xác định nội lực các thanh dàn: Sử dụng phương pháp tách nút để tính toán nội lực trong thanh Phạm Thị Thu Hằng 24 Po P1 P2 RA P3 P4 RB P5 RA=RB=195,67(KN) Tên thanh Nội lực (KN) Trạng thái nội lực Chiều dài thanh (cm) 01 21,04 Chịu kéo 166,65 12 21,04 Chịu... Hằng i 21 qo 0 0 1 q1 W1 8 1 8 W2 7 7 q2 2 2 W3 q3 3 3 W4 4 q4 4 W5 6 q5 6 5 5 Tính áp lực thủy tĩnh tại mắt dàn theo công thức: qi TC = γ ∑ hi B qi = n p qiTC i Tính hợp lực của các lực phân bố tác dụng lên các thanh: W = diện tích của lực phân bố i Tọa độ trọng tâm của hình thang Z tra theo bảng 7.4 trang 198 giáo trình kết cấu thép Phạm Thị Thu Hằng 22 Tải trọng phân bố tác dụng lên mỗi thanh giàn . 1 Yêu cầu: Tính toán lựa chọn phương pháp thiết kế cửa van phẳng I/ Tài liệu thiết kế: Chiều rộng lỗ cống L o =6.5m Chiều cao lỗ cống H=7.5m Vật liệu dùng để chế tạo cửa van là thép CT3. Kết cấu. mKNqnq TC p === - Tính nhịp dầm: Chọn c= 280mm= 0,28m L=L o +2c= 6.5+ 2.0,28= 7,06 (m) Đây là dầm tổ hợp hàn, tiết diện chữ I có: Nhịp tính toán L=7,06(m) Tải trọng tác dụng q=154,688(KN/m) Sơ đồ tính toán. 375,35,7.45,0.45,0333,3 3040 1 ==<= >= o oo Ha α Vậy bố trí như trên là hợp lý. III/ Tính toán các bộ phận kết cấu: 1 .Tính toán bản mặt: Trong một hàng ngang nằm giữa hai dầm phụ (i, i+1), chỉ cần tính cho một ô rồi lấy tương tự cho ô khác.