quocanhmatkieng
New Member
Download miễn phí Đồ án Thiết kế cửa van phẳng công trình thủy lợi
Chọn tiết diện thanh dàn và kiểm tra lại tiết diện chọn:
+/ Chọn tiết diện cho thanh cánh thượng:
Thanh cánh trên thường dùng tiết diện chữ I. Thanh cánh thượng của dàn ngang ngoài lực chịu lực dọc (thường là chịu kéo) 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 lưc.
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
của thép chế tạo van lấy theo the thép CT3 trang 8 Giáo trình Kết cấu thép:- Ứng suất pháp khi kéo nén dọc trục: Rk,n= 1490 daN/cm2.
- Ứng suất pháp khi uốn: Ru= 1565 daN/cm2.
- Ứng suất cắt: Rc= 895 daN/cm2.
- Ứng suất ép mặt đầu: Remđ=2230daN/cm2.
Hệ số điều kiện làm việc: Đối với cửa van chính thuộc nhóm 1-4 m=0.72m
B. NỘI DUNG THIẾT KẾ:
I. Bố trí tổng thể cửa van:
Để bố trí tổng thể cửa van cần sơ bộ xác định vị trí và các kích thước cơ bản của dầm chính
Thiết kế sơ bộ dầm chính:
Thiết kế cửa van phẳng trên mặt 2 dầm chính.
* Xác định nhịp tính toán của cửa van:
- Chọn khoảng cách từ mép cống tới tâm bánh xe: c = 0.25 m.
Nhịp tính toán cửa van là: L = Lo+ 2c = 11 + 20.25 = 11.5 m
* Chiều cao toàn bộ cửa van: H0 = 5.5 m
* Vị trí hợp lực của áp lực thủy tĩnh đặt cách đáy van một đoạn:
Z = = = 1.83 m
* Chọn đoạn công xôn phía trên a1
- Theo yêu cầu thiết kế: a1 0,45 hv = 0.45= 2.475 m, chọn a1= 2.4 m.
- Để hai dầm chính chịu lực như nhau thì phải đặt cách đều tổng áp lực nước.
→ Vậy khoảng cách hai dầm chính là: a = 2(H0 - a1 - Z) = 2(5.5 – 2.4 – 1.83) = 2.54 m.
* Đoạn công xôn phía dưới a2
a2 = H0 – (a1 + a) = 5.5 – (2.4 + 2.54) = 0.56 m.
* Khoảng cách từ dầm chính trên, dầm chính dưới đến tâm hợp lực: atr ; ad
- Sơ bộ chọn : atr = ad = a/2 = 2.54/2 = 1.27 m
Lực tác dụng lên mỗi dầm chính.
Tải trọng phân bố đều tiêu chuẩn:
qtc = W/2 = H2/4 = 105.52/4 = 75.625 kN/m
Tải trọng phân bố đều tính toán:
q = n qtc = 1.175.625= 83.188 kN/m.
Hình 2. Sơ đồ tính toán dầm chính
Xác định nội lực dầm chính: Mômen uốn tính toán lớn nhất:
Mmax = - = - = 1372.602 kNm
Lực cắt tính toán lớn nhất:
Qmax = = = 457.534 kN
Xác định chiều cao dầm chính: Dựa vào điều kiện kinh tế và điều kiện độ cứng đối với dầm đơn, chịu lực phân bố đều, có tiết diện đối xứng:
- Theo điều kiện kinh tế: hkt =
Trong đó: k = 1.5; = 140
= = = 8770.62 cm3
→ hkt = = 122.58 cm
Theo điều kiện độ cứng, chiều cao nhỏ nhất của dầm:
Trong đó: no = 600, E = 2.1106 daN/cm2
qtc = 83.188 kN/m, chọn np= nq = 1.1
→ = 97.39 cm
Do hkt > hmin → Chọn h = hkt = 124 cm
→ hb=0.95 x 124 = 118.37 cm
→ Chọn hb = 120 cm (bội số của 50 mm)
2. Bố trí giàn ngang (4)
Để đảm bảo độ cứng ngang của cửa van, khoảng cách giữa các giàn ngang B không nên lớn hơn 4m. Bố trí dàn ngang tuân theo điều kiện:
Bố trí các dàn ngang cách đều nhau.
B =
Giàn ngang nằm trong phạm vi dầm chính không thay đổi tiết diện
Số giàn ngang nên chọn lẻ để các kết cấu như dầm chính, giàn chịu trọng lượng có dạng đối xứng. Ở đây bố trí 3 giàn ngang và 2 trụ biên
3. Bố trí dầm phụ dọc (3)
Dầm phụ dọc hàn chặt vào bản mặt và tựa lên các giàn ngang có thể tính như dầm đơn, gối tựa là 2 giàn ngang và đỡ tải trọng của bản mặt truyền đến. Dầm phụ được bố trí song song với dầm chính, càng xuống sâu dầm càng dầy vì áp lực nước tăng.Khoảng cách giữa các dầm phụ 0.7÷0.9 m. Dầm phụ chọn tiết diện chữ C đặt úp để tránh đọng nước. Bố trí các dầm phụ dọc như hình 3
Hình 3 : Bố trí các dầm dọc phụ
4. Trụ biên (6)
Trụ biên ở hai đầu cửa van, chịu lực từ dầm chính, dầm phụ và lực đóng mở van. Trụ biên gắn với gối tựa kiểu trượt hay bánh xe truyền lực lên trụ pin. Các thiết bị treo, chốt giữ và móc treo cũng được nối với trụ biên.
Tiết diện trụ biên của cửa van trên mặt thường có dạng chữ I. Để đơn giản cấu tạo chiều cao trụ biên thường chọn bằng chiều cao dầm chính
5. Giàn chịu trọng lượng (5)
Giàn chịu trọng lượng bao gồm cánh hạ của dầm chính, cánh hạ của dàn ngang, được bổ sung thêm các thanh bụng xiên có tiết diện là các thép góc đơn hay ghép.
6. Bánh xe chịu lực
Để đóng mở cửa van cần bố trí kết cấu di chuyển cửa van bằng thanh trượt hay bánh xe chịu lực. Bánh xe được bố trí ở mặt sau trụ biên, bánh xe bên và bánh xe ngược hướng nên dùng bánh xe cao su để giảm chấn động.:
7. Bánh xe bên
Để khống chế cửa van không bị dao động theo phương ngang và đẩy về phía trước, người ta thường bố trí các bánh xe bên. Đôi khi người ta kết hợp sử dụng bánh xe chịu lực đồng thời làm bánh xe bên.
8. Vật chắn nước
Vật chắn nước hai bên và vật chắn nước được sử dụng vật liệu bằng cao su bố trí ở hai bên và dưới đáy cống dạng củ tỏi.
II. Tính toán các bộ phận kết cấu van.
Tính toán bản mặt: Bản mặt được bố trí thành 4 cột giống nhau nên chỉ cần tính cho một dãy cột. Các ô dầm được tính toán như tấm hình chữ nhật chịu tải trọng phân bố.Có hai trường hợp xảy ra:
* Khi ô có cạnh dài > 2 lần cạnh ngắn: Ô được tính như tấm tựa trên 2 cạnh. Trường hợp này chiều dầy bản mặt được xác định theo công thức:
=
Trong đó:
a: Cạnh ngắn của ô bản mặt (cm)
b: Cạnh dài của ô bản mặt (cm)
pi : Cường độ áp lực thủy tĩnh tại tâm của ô bản mặt được xét (daN/cm2)
Ru : Cường độ chịu uốn của thép làm bản mặt (daN/cm2)
* Khi ô có cạnh dài < 2 lần cạnh ngắn: Ô được tính như tấm tựa trên 4 cạnh. Trường hợp này chiều dầy bản mặt được xác định theo công thức:
=
Trong đó:
a: Cạnh ngắn của ô bản mặt (cm)
pi : Cường độ áp lực thủy tĩnh tại tâm của ô bản mặt được xét (daN/cm2)
Ru : Cường độ chịu uốn của thép làm bản mặt (daN/cm2)
: Hệ số phụ thuộc vào tỷ số b/a
Để tính toán ta lập bảng tính như sau:
Bảng 1
Số hiệu ô bản mặt
Pitc(kN/m2)
ai(m)
bi(m)
n=b/a
(mm)
I
4
0.8
2.875
3.59375
0.0530236
2.58755142
II
12
0.8
2.875
3.59375
0.0918396
4.48177053
III
16
0.8
2.875
3.59375
0.1060472
5.17510285
IV
27.25
0.65
2.875
4.423077
0.1383956
6.75370749
V
33.75
0.65
2.875
4.423077
0.1540196
7.51615768
VI
40.25
0.65
2.875
4.423077
0.1681985
8.20808672
VII
46.45
0.59
2.875
4.872881
0.1806891
8.81762963
VIII
52.2
0.56
2.875
5.133929
0.1915466
9.34747355
Từ bảng kết quả trên và xét đến điều kiện ăn mòn ta chọn chiều dày bản mặt:
= 10 mm
Hình 4
2. Tính toán dầm phụ dọc
Dầm phụ truyền lực lên dàn ngang. Dầm phụ dọc được tính như dầm liên tục hay dầm đơn tùy thuộc cách bố trí dầm phụ. Với cách bố trí dầm phụ dọc bằng mặt với cánh thượng của dàn ngang, dầm phụ dọc được tính như dầm đơn, nhịp là khoảng cách giữa hai giàn ngang và chịu tải trọng phân bố đều có cường độ là:
qi = pibi = pi daN/cm2
Trong đó:
at: Khoảng cách từ dầm đang xét đến dầm trên nó.
ad: Khoảng cách từ dầm đang xét đến dầm dưới nó.
pi: Áp lực thủy tĩnh tại trục dầm thứ i (daN/cm2).
Chiều dài dầm phụ: Lf = B = 2.875 m
→ Ta có bảng kết quả tính toán như sau:
Dầm phụ
pi
at
ad
bi
qi
(kN/m2)
(m)
(m)
(m)
(kN/m)
1
8
0.8
0.8
0.8
6.4
2
16
0.8
0.8
0.8
12.8
3
30.5
0.65
0.65
0.65
19.825
4
37
0.65
0.65
0.65
24.05
5
43.5
0.65
0.59
0.62
26.97
Từ bảng trên, ta thấy dầm số 5 là dầm chịu lực lớn nhất ( 26.97 kN/m ), cách mặt nước 4.35 m. Vậy ta tính toán cho dầm này.
* Mô men uốn lớn nhất trong dầm phụ dọc:
(daN.cm)
* Mô men chống uốn theo yêu cầu của dầm phụ dọc:
( cm3 )
Hình 5
Từ Wyc, tra thép định hình chữ [ (có xét đến bản mặt tham gia chịu lực), ta chọn thép chữ [ số hiệu N022 có các đặc trưng sau:
h = 22 cm bc = 82 mm zo = 2.21 cm
F = 26.7 cm2 Jx = 2110 cm4 Wx = 192 cm3
Vì dầm phụ hàn vào bản m