Đồ án môn học Kết cẩu thép GVHD: Thạc Sỹ Trương Quốc Bình TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI HÀ NỘI Bộ MỒN KẾT CẤU CỒNG TRÌNH 0O0 B NỘI DUNG THIẾT KẾ: I Bố trí tồng thề cửa van: Đe bổ trí tổng thể cửa van xácHỌC định vị trí kích thước ĐỒcần ÁNsơMÔN KÉT CÁU THÉP dầmTHIẾT KẾ CỬA VAN PHẲNG CÔNG TRÌNH THỦY LỢI ( ĐÈ SỐ 05 ) A TÀI LIỆU THIẾT KÉ : • Be rộng lồ cống: L0= 11.0 m • Cột nước thượng lưu: H0= 5.5 m • Cột nước hạ lưu: Hh= • Cao trình ngưỡng: v = • Vật chắn nước đáy gỗ, vật chắn nước bên cao su hình chừ p • Vật liệu chế tạo van: - Phần kết cấu cửa: Thép CT3 - Trục bánh xe: Thép CT5 - Bánh xe chịu lực: Thép đúc CT35 L - Ống bọc trục bàng đồng • Hệ số vượt tải lựcG thủy tĩnh: nq= 1.1 trọng lượng thân: ng= 1.1 NHÌNáp THEO • Đô võng giới han dầm chính: — = —ỉ—; dầm phu — = —í— (Tra bảng 4n0 600 na 250 Đồ án môn học Kết cẩu thép GVHD: Thạc Sỹ Trương Quốc Bình Thiết kế sơ hô dầm chỉnh: Thiết kế cửa van phăng mặt dầm * Xác định nhịp tính toán cửa van: - Chọn khoảng cách từ mép cổng tới tâm bánh xe: c = 0.25 m Nhịp tính toán cửa van là: L = L0+ 2c = 11 + 2x0.25 = 11.5 m * Chiều cao toàn cửa van: H0 = 5.5 m * Chọn đoạn công xôn phía - Theo yêu cầu thiết kế: < 0,45 hy = 0.45x5.5= 2.475 m, chọn ai= 2.4 m - Để hai dầm chịu lực nhu phải đặt cách tổng áp lực nước —> Vậy khoảng cách hai dầm là: a = 2x(H0 - - Z) = 2x(5.5 - 2.4 - 1.83) = 2.54 m * Đoạn công xôn phía a2 a2 = Ho - (a, + a) = 5.5 - (2.4 + 2.54) = 0.56 m Đồ án môn học Kết cẩu thép GVHD: Thạc Sỹ Trương Quốc Bình qtc = W/2 = ỵlỉ2/4 = 10x5.52/4 = 75.625 kN/m Tải trọng phân bố tính toán: q = n qtc = 1.1 X75.625= 83.188 kN/m -0T05■0.25 Hình So’ đồ tính toán dầm • Xác định nội lực dầm chính: Mômen uốn tính toán lớn nhất: qxLữ L qxLị = 83.188x1 1 1.5 83.188xll2 _ 2x282x28 Lực cắt tính toán lớn nhất: • Xác định chiều cao dầm chính: Dựa vào điều kiện kinh tế điều kiện độ cứng dầm đơn, chịu lực phân bố đều, có tiết diện đối xứng: Theo điều kiện kinh tế: hkt= ịịkẤbWyc _ 1372.602.10^ R hkt= ựl 5x140x8770.62 1565 = 122.58 cm h.^ = 24 E n pỴ Jnhỏ p h + n qnhất Ỵ J ( ỉ tl dầm: Theo điều kiện độ cứng, chiều cao Trong đó: n0 = 600, E = 2.1 X 106 daN/cm2 tL 1565x11.5x10 x600 q = 83.188 kN/m, chọn np= nq = 1.1 2.1 x 106 1.1 Đồ án môn học Kết cẩu thép GVHD: Thạc Sỹ Trương Quốc Bình Do hkt> hmin —> Chọn h = hkt = 124 cm -► hb=0.95 X 124= 118.37 cm —> Chọn hb=120cm (bội số 50 mm) Bố trí giàn ngang (4) Đe đảm bảo độ cứng ngang cửa van, khoảng cách giàn ngang B không nên lớn 4m Bố trí dàn ngang tuân theo điều kiện: - Bố trí dàn ngang cách B = - = —= 2.875w Chọn bc = 25 cm Đặc trưng hình học dầm chỉnh: F, =hb õ + 2bcổc= 120 X + 2x 25X 2.6 = 250 cm2 bjr 12 (b '~ổ4 1203 12 ũ \ ^ bm 124 cn Đồ án môn học Kết cẩu thép GVHD: Thạc Sỹ Trương Quốc Bình Hình Vì dầm hàn 8vào phải tớichính mặt dầm > 20% diện tích bề Vậymặt bảnnên bụng củaxét dầm cầncùng phải tham khoétgia lồ chịu Diệnuốn tíchvới lồ khoét Bebụng rộng b mặt tham gia chịu lực với dầm phải thỏa mãn mặt h h/ Thay đôi tiết diên dầm chính: hb Đe tiết kiệm thép để giảm bớt bề rộng rãnh van nên dùng dầm có chiều b X = 27.14cm 60 287.5-25 -►h’ =62+27.14 = 89.14 cm _h'+h = 107 cm dầm số ô hình thang nên ta đưa ô dầm hình chữ nhật đê kiêm tra với 89.14 + 124 1A^ Tính đặc trưng hình học tiết diện: + 101.8x1 + x GVHD: Thạc Sỹ Trương Quốc Bình Đồ án môn học Kết cấu thép 107 1x101.8 +10 66 x 1 ,8X1 + 12 (12M+ ĨA- 10.66)2 X 2.6 X 25 + 57 x + (— -10.66 + 0,5)2 X 57 X = 575629.OOcm4 2 12 + Tính ơth : 100.ôb , Lấy k0 = 746; ôb = l c m hb = y(b_) = 2(^^ -10.66) = 80.48cm ơth = 746(^^)2.10 daN/cm2 = 11517.62 daN/cm2 80.48 + Tính Tth: 287.55 ôb=lcm; d= 101.8 cm; xth =í(125+ 95 , 1.4122 + Tính ơb; + Trong : Jx = 575629 cm4 100x y■ 10 = 1665.92 daN/cm1 101.8 2X25X Đồ án môn học Kết cẩu thép GVHD: Thạc Sỹ Trương Quốc Bình + Tính M : Ta có : Z2M = B- — = 287.5 - = 236.06777 2 KA =- q896.29 “L0 >7KN.m ** q“(Z2M-Cý _ 83.188x1 n ^ _ M 896.29 x i o „ „ „ „ ơb= _ V u ———— —— — X 40.24 = 626.56daN / cm2 J 575629.0 83.188X (2.366-0,25)2 Q Mb + Tính Q : B 287 Zọ = B-~r = 287.5 - ———- = 215.6cm = 2.156m 4 Q 298.96 x i o 293.61daN / cm~ 101.8x1 Thay vào công thức kiếm tra điều kiện ổn định cục ta V Ơ/A Tlh V Vậy ô số 293.67 không bị ổn định Vậy dầm ổn định cục Tính toán giàn ngang = 0.18 Ré = 216.849 kN.(R7 = 434.844 - 216.849 =217.995 kN( Sơ đồ tính toán: Dàn chịu trọng lượng thực tế dàn phăng tiết diện dầm có thay đối từ đầu dầm dầm, đế đơn giản ta coi dàn phang, gối tựa dàn vị trí cột biên, nhịp dàn L = 11.5 m 0.5x258.819 11.5 X 2.875 = 32.352(*A0 = - P m = 16.176 kN ❖ Xác định nội lực dàn: Dùng phương pháp đồ giải sau kiểm tra lại phương pháp giải tích 5-6 4,374 101,53 ❖ Chọn tiết diện kiếm tra lại tiết diện chọn : Thực tế cần tính bụng đứng xiên hệ cánh cánh dầm (miềm kéo) Tính bụng đứng phải ứng suất đồng thời nằm dàn ngang tính phần sau tổng hợp lại để nằm dàn ngang tính phần trên, sau tổng họp lại để xác định ứng suất - Chọn tiết diện cho bụng xiên: Ni8=101,53(kN) L=4,374(m) Đồ án môn học Kết cẩu thép GVHD: Thạc Sỹ Trương Quốc Bình Chọnh A.gt=150 => cp=0,32 b = 86cm;ỏ b = cm b c = 40 cm; ôc = 3cm h0,32.1490 h = 6/77/77 „ _ 101,53.1 o2 yc Đặc học(R=10) tiếtcódiện: Chọntrưng thép hình 2r90x8 F= 13,9 c m ; rx=2,76 cm; ry 4,08cm ,7(cm ; (cm3 ) 374A K= — = 3’ ° = 158,48 r 2,76 86 40 803.39 Jx = ’ - ' 12 X i = 12 4,374.1Qy rw 4,08 =456186 40 9=0,29756 ❖ Xác định tải trọng tác dụng lên trụ biên: Pj : áp lực1Q1do53dầm phụ truyền tới => ơ= ’ -1Q2 = 1227,3 7([...]... R. G = 0.55X 60.5 7605= 258.819 kN = af nên Gi = 0,5G Trong đó : - là chiều dài khoảng mắt dàn ở phía trái và phía phải mắt đang xét; G, =0.5 X 258.819 = 129.410 kN Trạng thái nội Đồ Đồánánmôn mônhọc họcKết Kếtcẩu cẩuthép thép lực GVHD: GVHD:Thạc ThạcSỹSỹTrương TrươngQuốc QuốcBình... 116,2.12,5/2 = 726,25 kN ơ=557,43+951=1508,4daN/cm2 G: trọng lượng bản thân: trọng lượng cửa van tính theo công thức gần đúng Với sai số = ’ X 1508 4-1490 100% = 1,23%V78 < 5% G = 0.55x78 =378,88 kN 1490 Ta có lực dọc trong mỗi trụ biên là N = 0,5.G = 0,5.378,88 =189,44kN; Vậy tiết diện đã chọn là hợp lý Đồ án môn học Kết cẩu thép = GVHD: Thạc Sỹ Trương Quốc Bình N M max 189,441 o2 61,452.104 T—— +... cánh hạ: thanh 7-6 là thanh bất lợi nhất.vì thanh này L^ = 2.54m , N7_6 = 253.583(kN) + Xuất phát từ điều kiện ổn định ta có : Ký hiệu Đồ án môn học Kết cẩu thép lọai thép thanh giàn GVHD: Thạc Sỹ Trương Quốc Bình Trạng thái 2 c =R.m ỉ _=> 1.78x1 = r y i< ơr y=i c—— Fyc =o ——— nội lực ' ^ 100 (Ọ.F - Chọn thanh bụng có mặt cắt chữ T ghép bởi 2 thép góc đều cạnh : Giả thiết: Ảgt =80 => Ợ ) = 0,75 bảng... —-—77-— = 117,12 daN/cm2 < R.m = 1512 Tiết diện đã chọn thoả mãn điều kiện 7.TÍNH TOÁN BÁNH XE CHỊU Lực Bánh xe chịu lực là gối tựa di động chịu toàn bộ áp lực nước của van truyền đến, bánh xe cần đảm bảo truyền được áp lực lên trụ pin của công trình và vận hành an toàn Khi tính toán dùng phương pháp tính toán theo ứng suất cho phép ❖ Tính bề rộng và đường kính bánh xe: ứng suất trong bánh xe: cp=0,32... học Kết cẩu thép GVHD: Thạc Sỹ Trương Quốc Bình + Tính M : Ta có : Z2M = B- — = 287.5 - = 236.06777 2 2 KA =- q896.29 “L0 >7KN.m ** q“(Z2M-Cý _ 83.188x1 1 n ^ _ M 896.29 x i o 4 „ „ „ „ ơb= _ V u ———— —— — X 40.24 = 626.56daN / cm2 J 575629.0 83.188X (2.366-0,25)2 2 Q Mb + Tính Q : 7 B 287 5 Zọ = B-~r = 287.5 - ———- = 215.6cm = 2.156m 4 4 Q 298.96 x i o 2 293.61daN / cm~ 101.8x1 Thay vào công. ..Đồ án môn học Kết cẩu thép GVHD: Thạc Sỹ Trương Quốc Bình d/ Kiêm tra đô võng Khi kiêm tra độ võng cần xét tới dầm chính thay đôi tiết diện / _ 5 qtcứ L 384 EJ X a /_5 Vậy dầm chính thỏa 75.625xll.53 x io mãn điều kiện 6 1 về độ 11 võng e/ Tính ljên kết giữa bản cánh và bản bung dầm: o s° ^max c 1 2 J3XR' Trong đó: + Ị3= 0.7 đối với ...Đồ án môn học Kết cẩu thép GVHD: Thạc Sỹ Trương Quốc Bình Thiết kế sơ hô dầm chỉnh: Thiết kế cửa van phăng mặt dầm * Xác định nhịp tính toán cửa van: - Chọn khoảng cách từ mép... xe: c = 0.25 m Nhịp tính toán cửa van là: L = L0+ 2c = 11 + 2x0.25 = 11.5 m * Chiều cao toàn cửa van: H0 = 5.5 m * Chọn đoạn công xôn phía - Theo yêu cầu thiết kế: < 0,45 hy = 0.45x5.5= 2.475... nhịp tính toán dầm a Xác định trọng lượng cửa van: Xác định trọng lượng cửa van theo công thức gần sau: G = 0.55x FVF (kN) F: Diện tích chịu áp lực nước cửa van, tính m2 F = L X H = 11 X 5.5 = 60.5