Đang tải... (xem toàn văn)
Bố trí tổng thể cửa van chắn nước cần sơ bộ xác định vị trí và các kích thước cơ bản (dầm chính, dầm dọc phụ, bản mặt. dầm chịu trọng lượng, giàn ngang, dầm biên) dành cho công trình thủy lợi như các cống ngăn chiều , hay cửa van đập tràn , ...
Thiết kế cửa van phẳng mặt (nhóm 5) thiÕt kế cửa van phẳng mặt A ti liu thit kế - Bề rộng lỗ cống : L0 = 14 m - Cao trình ngưỡng : ∇ = - Cột nước thượng lưu : Ht = 7m - Cột nước hạ lưu : Hh = - Vật chắn nước đáy gỗ, cao su vật chắn nước bên cao su hình chữ P - Vật liệu chế tạo van: + Phần kết cấu cửa: Thép hợp kim thấp 10Γ2C, TCVN 3104-1979.C, TCVN 3104-1979 + Trục bánh xe : Thép CT5 + Bánh xe chịu lực : Thép đúc CT35Л + ống bọc trục đồng + Liên kết hàn: Que hàn E43A ГΟСТ 9467-60ΟСТ 9467-60СТ 9467-60 - Hệ số vượt tải áp lực thủy tĩnh nq = 1,1 trọng lượng thân: ng = 1,1 - Độ võng giới hạn dầm chính: ; dầm phụ: - Cường độ tính tốn thép chế tạo van : + ứng suất pháp kéo, nén dọc trục Rk,n = 2C, TCVN 3104-1979.140 daN/cm2C, TCVN 3104-1979 + ứng suất pháp uốn + ứng suất cắt + ứng suất ép mặt đầu RU = 2C, TCVN 3104-1979.2C, TCVN 3104-1979.50 daN/cm2C, TCVN 3104-1979 RC = 12C, TCVN 3104-1979.90 daN/cm2C, TCVN 3104-1979 Remd = 32C, TCVN 3104-1979.2C, TCVN 3104-1979.0 daN/cm2C, TCVN 3104-1979 - Hệ số điều kiện làm việc: Đối với cửa van thuộc nhóm 1-4 m=0,72C, TCVN 3104-1979 Thiết kế cửa van phẳng mặt (nhóm 5) STT 2C, TCVN 3104-1979 tên thành viên PHAN XUÂN LONG VŨ THÀNH LONG ĐÀO ANH MẠNH CHU XUÂN MINH NGUYỄN VĂN MINH TĂNG VĂN NAM MSSV 1251012289 1251012290 1251012292 1251012293 1251012295 1251012297 nội dung thiết kế BẢN MẶT DẦM CHÍNH DẦM PHỤ DỌC GIÀN NGANG BẢN VẼ GIÀN CHỊU TRỌNG LƯỢNG điểm bảo vệ B Nội dung thiết kế I Bố trí tổng thể cửa van Để bố trí tổng thể cửa van cần sơ xác định vị trí kích thước dầm 1.Thiết kế sơ dầm chính: Cửa van phẳng mặt có hai dầm Dầm Bản mặt 3.Dầm phụ dọc 6.Dầm biên Giàn ngang Giàn chịu trọng lượng bánh xe Hình phối cảnh cửa van hai dầm Thiết kế cửa van phẳng mặt (nhóm 5) ∆ 7a6 h v , h v a 2Ht/3 ≤ 1 W at Ht/3 B ▼0.0 30o 7c 7b 7a L0 Bố trí tổng thể cửa van phẳng mặt, hai dầm C Bản mặt Dầm Dầm phụ dọc Giàn ngang Giàn chịu trọng lượng 2Ht/ W Z= Ht/3 ▼0.0 EMB ED Equat ion.3 a2 ad at a1 < 0,4 5.h v Hình 7.1 Sơ đồ vị trí dầm Xác định nhịp tính tốn cửa van: - Chọn khoảng cách từ mép cống tới tâm bánh xe: c =0,4 m h v ar d a2a Thiết kế cửa van phẳng mặt (nhóm 5) ● ● ● ● Nhịp tính toán cửa van : L = Lo + 2C, TCVN 3104-1979 c = 14 + 2C, TCVN 3104-1979 0,4 = 14.8 m * Chiều cao toàn cửa van là: hv = Ht + ∆ Ht = m: Chiều cao cột nước thượng lưu Δ: Độ vượt cao an toàn, sơ lấy ∆ = 0,3 m ● → hv = + 0,3 = 7.3 m ● * Vị trí hợp lực áp lực thủy tĩnh đặt cách đáy van đoạn: ● ● * Chọn đoạn cơng xơn phía a1 ● Theo u cầu thiết kế: a1 0,45.hv = 0,45.x7,3 = 3,2C, TCVN 3104-1979.85 m, chọn a1 = 3,2C, TCVN 3104-1979 m ● Để hai dầm chịu lực phải đặt cách tổng áp lực nước Vậy, khoảng cách 2C, TCVN 3104-1979 dầm là: a = 2C, TCVN 3104-1979 (hv - a1 - Z) = 3,5 m ● * Đoạn cơng xơn phía a2C, TCVN 3104-1979 ● a2C, TCVN 3104-1979 = hv - (a1 + a) = 7,3 - (3,2C, TCVN 3104-1979 + 3,5) = 0,6 m * Khoảng cách từ dầm trên, dầm đến tâm hợp lực: a tr ; ad - Sơ chọn atr = ad = a/2C, TCVN 3104-1979 = 3,5/2C, TCVN 3104-1979 = 1,75 m ● Lực tác dụng lên dầm -Tải trọng phân bố tiêu chuẩn qTC=W/2C, TCVN 3104-1979 = γ.H2C, TCVN 3104-1979./4 = 10.72C, TCVN 3104-1979./4 = 12C, TCVN 3104-1979.2C, TCVN 3104-1979.,5 kN/m -Tải trọng phân bố tính tốn: q = n.qTC = 1,1.12C, TCVN 3104-1979.2C, TCVN 3104-1979.,5 = 134,75 KN/m E b M bc BE D E Eq M uat hbion BE L0 C D b L= 14800 Eq uat ọc ion Hình 7.2 Sơ đồ tính tốn dầm ● Xác định nội lực dầm chính: Mơmen uốn tính tốn lớn nhất: q C Thiết kế cửa van phẳng mặt (nhóm 5) - Lực cắt tính tốn 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: Trong đó: lấy → + Theo diều kiện độ cứng, chiều cao nhỏ dầm Trong đó: no = 600; E = 2C, TCVN 3104-1979.,1.106 daN/cm2C, TCVN 3104-1979.; qtc = 12C, TCVN 3104-1979.2C, TCVN 3104-1979.,5 kN/m; chọn → => Nên ta có h =180,2C, TCVN 3104-1979.cm ; hb= 0,95.180,2C, TCVN 3104-1979.= 171,19 chọn hb= 175 cm ( Tr 74-GT) = 0,02C, TCVN 3104-1979 180,2C, TCVN 3104-1979.= 3,604 => Chọn = cm ( Tr 75 –GT ) h = 175 + 4.2C, TCVN 3104-1979.= 183 cm -Kiểm tra hợp lý dầm chớnh với a2C, TCVN 3104-1979.=0,6 m h=1,98 m ⇨ tan =a2C, TCVN 3104-1979./h=0,6/1,98=>α< ( Không thỏa mãn) ⇨ Phải đục lỗ dầm để phá chân không ( Tr 55-GT) Do xét tới mặt tham gia chịu lực với dầm chính, phần diện tích mặt chiếm khoảng 20% diện tích dầm làm cho độ cứng EJx dầm tăng lên khoảng 20-25% nên chiều cao dầm thực tế chọn 80-90% giá trị tính tốn chọn: Thiết kế cửa van phẳng mặt (nhóm 5) Bố trí giàn ngang (4) Để đảm bảo độ cứng ngang cửa van, khoảng cách giàn ngang (B) không nên lớn m Bố trí giàn ngang tuân theo điều kiện: - Các giàn ngang cách - Giàn ngang nằm phạm vi dầm khơng thay đổi tiết diện - Số giàn ngang nên chọn lẻ để kết cấu dầm chính, giàn chịu trọng lượng có dạng đối xứng bố trí ba giàn ngang hai trụ biên Khoảng cách giàn ngang: ngang dạng đặc dạng rỗng (Hình 7.3b) (Hình 7.3) Giàn Bố trí dầm phụ dọc (3) Dầm phụ dọc hàn chặt vào mặt tựa lên giàn ngang tính dầm đơn, gối tựa hai giàn ngang đỡ tải trọng mặt truyền đến Dầm phụ bố trí song song với dầm chính, xuống sâu dầm dầy áp lực nước tăng Các dầm phụ thường đặt cách 60 - 70 bm Tiết diện dầm phụ chọn loại chữ [ đặt úp để tránh đọng nước Bố trí dầm phụ dọc hình 7.3a 2,75 EM Trụ biên(6) BE Trụ biên hai đầu cửa van, chịu lực từ dầm chính, dầm phụ, lực đóng mở D van Trụ biên gắn với gối tựa kiểu trượt bánh xe truyền lực lên trụ pin Các Equ thiết bị treo, chốt giữ móc treo nối với trụ biên atio n.D a/ b/ SM T4 1100 60 1100 EM 35 BE 00 D Equ atio 32 n.D 00 800 SM 600 T4 Hỡnh 7.3 3700 3700 100 900 900 Thiết kế cửa van phẳng mặt (nhóm 5) Tiết diện trụ biên cửa van mặt thường có dạng chữ I dầm hai bụng Để đơn giản cấu tạo, chiều cao trụ biên thường chọn chiều cao đầu dầm Giàn chịu trọng lượng (5) Giàn chịu trọng lượng bao gồm cánh hạ dầm chính, cánh hạ giàn ngang, bổ sung thêm bụng xiên có tiết diện thép góc đơn ghép Bánh xe chịu lực Để đóng mở cửa van cần bố trí cấu di chuyển cửa van trượt bánh xe chịu lực Bánh xe chịu lực bố trí mặt sau trụ biên hai bụng trụ biên 7.Bánh xe bên: Để khống chế cửa van không bị dao động theo phương ngang đẩy phía trước, người ta thường bố trí bánh xe bên Bánh xe bên bánh xe ngược (hình 7.1) Để giảm chấn động nên dùng bánh xe bọc cao su Đôi người ta kết hợp sử dụng bánh xe chịu lực đồng thời làm bánh xe ngược Vật chắn nước Vật chắn nước hai bên vật chắn nước sử dụng vật liệu cao su dạng củ tỏi bố trí hai bên đáy cống II Tính tốn phận kết cấu van Tính tốn mặt Bản nặt bố trí thành dãy cột giống nên cần tính cho dẫy cột Các dầm tính tốn hình chữ nhật chiụ tải trọng phân bố (Hình 7.4) Thiết kế cửa van phẳng mặt (nhóm 5) I II 2,5 13,5 24 33 50 II I 33,5 42,5 1100 a b 1000 I V V V I V II VIII 51,5 60 67 1100 900 900 900 800 600 ᵞh Hinh 7.4 Có hai trường hợp sẩy ra: - Khi có cạnh dài b > 2C, TCVN 3104-1979 lần cạnh ngắn a : ô tính tựa 2C, TCVN 3104-1979 cạnh dài (xem hình 7.4) Trường hợp chiều dầy mặt δbm xác định theo công thức: Trong đó: + a - cạnh ngắn mặt (cm) + b - cạnh dài ô mặt (cm) + pi - cường độ áp lực thủy tĩnh tâm ô mặt xét (daN/cm2C, TCVN 3104-1979.) + RU - cường độ chịu uốn thép làm mặt (daN/cm 2C, TCVN 3104-1979.) - Khi ô có cạnh dài b < 2C, TCVN 3104-1979 lần cạnh ngắn a : tính tựa cạnh Trường hợp chiều dầy mặt δbm xác định theo cơng thức: Trong α - hệ số phụ thuộc vào tỷ số b/a (bảng 7.1) Bảng 7- b/a 1,0 1,2C, TCVN 3104-1979 1,4 1,6 1,8 2C, TCVN 3104-1979.,0 ∞ α 0,0388 0,0460 0,0535 0,0587 0,0616 0,062C, TCVN 3104-1979.2C, TCVN 3104-1979 0,062C, TCVN 3104-1979.5 Thiết kế cửa van phẳng mặt (nhóm 5) - Để tính tốn ta lập bảng 7.2C, TCVN 3104-1979.: Bảng 7.2 Số hiệu ô mặt I II III IV V VI VII VIII (KN/m2C, TCVN 3104-1979.) (m) bi (m) 2C, TCVN 3104-1979.,5 13,5 2C, TCVN 3104-1979.4 33,5 42C, TCVN 3104-1979.,5 51,5 60 67 1,1 1,1 1,0 0,9 0,9 0,9 0,8 0,6 3,7 3,7 3,7 3,7 3,7 3,7 3,7 3,7 (*) 3,364 3,364 3,700 4,111 4,111 4,111 4,62C, TCVN 3104-1979.5 6,167 (mm) 0.0035 0.0081 0.0108 0.0130 0.0144 0.0159 0.0171 0.0181 2C, TCVN 3104-1979.,35 5,44 6,59 7,14 7,9 8,73 8,35 6,63 Ghi chú: (*) Tất ô làm việc tựa cạnh(b>2a) δbm chọn theo nguyên tắc sau: ● δbm = max (δi) ● δbm lớn mm ● Dự phòng ăn mòn mm (Chọn chẵn 8,10,12C, TCVN 3104-1979 mm) Từ kết bảng điều kiện ăn mòn ta chọn chiều dày mặt: =>δbm = 10 mm Tính tốn dầm phụ dọc Dầm phụ truyền lực lên dàn ngang Dầm phụ dọc tính dầm liên tục dầm đơn tuỳ thuộc cách bố trí dầm phụ Nếu dầm phụ dọc cắt nối với dàn ngang dầm phụ dọc tính dầm đơn, có nhịp khoảng cách hai giàn ngang chịu tải trọng phân bố có cường độ là: Trong đó: + at - Khoảng cách từ dầm xét đến dầm Thiết kế cửa van phẳng mặt (nhóm 5) + ad - Khoảng cách từ dầm xét đến dầm + pi - áp lực thủy tĩnh trục dầm thứ i (daN/cm2C, TCVN 3104-1979.) Chiều dài dầm phụ: Lf = B = 3,7 m Kết tính tốn ghi bảng 7.3 Ta thấy dầm cuối (dầm số 5) dầm chịu lực lớn nhất, cách mặt nước 4,4 m nên ta tính cho dầm - Mômen uốn lớn dầm phụ dọc: Bảng Dầm phụ pi (KN/m2C, TCVN 3104-1979.) at (m) ad (m) bi (m) 2C, TCVN 3104-1979 19 38 47 56 1,1 1,1 0,9 0,9 0,9 1,1 0,9 0,9 0,8 1,1 1,05 0,9 0,9 0,85 - Môđun chống uốn yêu cầu dầm phụ dọc: (KN/m) 8,8 19,95 34,2C, TCVN 3104-1979 42C, TCVN 3104-1979.,3 47,6 Thiết kế cửa van phẳng mặt (nhóm 5) =4,2C, TCVN 3104-1979.65 = Nội suy theo bảng 4.7: => K0 = 7,2C, TCVN 3104-1979.8 Vì tiết diện khơng i xng nờn: d : cạnh ngắn ô chữ nhật : tỷ số cạnh dài cạnh ng¾n = Tính với số 3: =0,12C, TCVN 3104-1979.9< m=0,72C, TCVN 3104-1979 Thiết kế cửa van phẳng mặt (nhóm 5) =4,2C, TCVN 3104-1979.65 = Nội suy theo bảng 4.7: => K0 = 7,2C, TCVN 3104-1979.8 Vì tiết din khụng i xng nờn: d : cạnh ngắn ô chữ nhật : tỷ số cạnh dài cạnh ngắn = = 0,157 < m = 0,72 Thiết kế cửa van phẳng mặt (nhóm 5) Ô số 2C, TCVN 3104-1979.: =4,761 = Nội suy theo bảng 4.7: => K0 = 7,2C, TCVN 3104-1979.9 Vì tiết din khụng i xng nờn: d : cạnh ngắn ô chữ nhật : tỷ số cạnh dài cạnh ngắn