Do an thep

Đồ án kết cấu thép đồ án môn học kết cấu thép Tên đồ án : Thiết kế cửa van phẳng Giáo viên hớng dẫn : Ngời thực : Lớp : Số đề : Ngày bắt đầu thực : Ngày nộp : Nội dung I Tài liệu thiết kế: Cửa van mặt thuộc nhóm 4, Chiều rộng cống: L0 = 13,0 m, Chiều cao cửa van: H0 = 5,7 m, Chiều cao cột nớc tính toán: H = 5,55 m, Hạ lu nớc, Vật liệu thép CT3, phận đúc thép CT35đ, trục bánh xe thép CT5, ống bọc trục đồng, II Yêu cầu: Thiết kế van phẳng thép theo phơng pháp phân tích kết cấu thành hệ phẳng, cần sâu mặt kỹ thuật bao gồm: Một thuyết minh tính toán phận cửa van, Một vẽ kết cấu van chi tiết kết cấu van khổ giấy A1, Đồ án kết cấu thép I cấu tạo chung diện thượng lưu diện hạ lưu chiếu Theo phơng dòng chảy, cửa van chịu tác dụng áp lực nớc lên mặt, áp lực từ mặt truyền lên hệ dầm phụ gồm: dầm phụ đỉnh, dầm phụ đáy dầm phụ nằm ngang, Hệ dầm phụ truyền áp lực lên giàn ngang (đặt vuông góc với dầm phụ), Các giàn ngang tựa lên dầm dới, truyền tải trọng lên dầm chính, Tải trọng đợc hai dầm truyền lên cột biên truyền tiếp qua bánh xe, có vai trò nh gối tựa di động, lên hai trụ pin công trình vị trí khe van, Theo phơng thẳng đứng, cửa van chịu trọng lợng thân, kết cấu chịu trọng lợng thân van thờng dùng giàn có hệ bụng xiên đợc cấu tạo thép góc đơn, Các bánh xe ngợc hớng, bánh xe bên giúp cho cửa van chuyển động dễ dàng dọc theo khe van, làm cho cửa van không rung động lệch khỏi đờng ray Đồ án kết cấu thép II vị trí bố trí chi tiết kết cấu II.1 Xác định sơ kích thớc dầm chính: áp lực nớc tác dụng lên mặt là: W = 1 H = 10.5,55 154( KN ) 2 Hai dầm có kích thớc nh nhau, tải trọng tác dụng lên nhau, chọn sơ bộ: at = ad lực tác dụng lên dầm là: q= W 154 = = 77( KN ) 2 Chọn sơ chiều cao dầm chính: + Theo điều kiện kinh tế (hKT): a2 ad at a1 < 0,45.h Nhịp tính toán dầm chính: L = L0 + 2c Trong đó: + L0 : độ cống (bề rộng thông thuỷ cống), + c : khoảng cách từ mép cống đến trung tâm bánh xe (thờng lấy: c = 0,05L0) L = L0 + 2c = 1,1.L0 = 1,1.13 = 2H/3 14,3 (m), h W H/3 30O hKT = k b Wy c Trong đó: + k : hệ số phụ thuộc vào liên kết dầm, (k = 1,5) + b : độ mảnh bụng, b = hb b (đối với dầm có sờn: b = 120 ữ 160 ) Đồ án kết cấu thép Chọn: b = 130 + W y c : mômen chống uốn yêu cầu, M max R qL2 77.14,3 = = 1968,22( KNm) 8 Wy c = M max Tra bảng R = 1565 (daN/cm2) = 1565,102 (KN/m2) Wy c = 1968,22 0,0126(m ) 1565.10 hKT = k b W y c = 1,5.130.0,0126 1,35(m) + Theo điều kiện độ võng (hmin): hmin tc tc R.L.n0 p + q = 24 E p + q Trong đó: + R: cờng độ uốn, Ru = 1565 (daN/cm2), + L: Chiều dài nhịp dầm, L = 14,3 (m), + E: môđun biến dạng, E = 2,1.106 (daN/cm2), + ( p + q) : tổng tải trọng tính toán, (n=1) hmin hmin 1565.10 2.14,3.600 = 1,33(m) 24 2,1.10 < hKT = 1,35(m) Chọn sơ chiều cao dầm chính: h = max(hmin ; hKT ) = 1,42(m) Chiều cao bụng dầm chính: hb = 0,95,h = 0,95.1,42 ~ 1,35 chọn hb = 1,35(m) = 135 (cm) Chiều dày bụng dầm chính: + Từ độ mảnh giả thiết: h 135 b = b = = 1,04(cm) b 130 + Từ điều kiện chống cắt: b = 1,5 Q q.L 77.14,3.10 = 1,5 = 1,5 0,68(cm) hb Rc 2.hb Rc 2.135.895 (Rc: tra bảng thép CT3) Đồ án kết cấu thép chọn: b = 1,6(cm) Xác định kích thớc cánh: + Chiều dày cánh: c = 0,02.h = 0,02.135 = 2,7 chọn c = 3(cm) Chiều cao xác dầm: + Chiều rộng cánh: bc = h = hb + 2. c = 135 + 2.3 = 141(cm) Fc 2.J c = c c hc2 Trong đó: - c = 3(cm) - hc = hb + c = 135 + = 138(cm) h b hb3 141 1.135 - J c = Wy c = 1,26.10 683268,75(cm ) 12 12 2.683268,75 23,92(cm) chọn b c = 26(cm) 3.138 + Kiểm tra điều kiện ổn định cục cánh: bc = c bc b 2100 (Thép CT3: R = 1490 daN/cm2) 30 R 26 2100 0,989 thoả mãn 30 1490 Vậy kích thớc sơ dầm là: h = 141 cm hb = 135 cm bc = 26 cm b = 1,6cm c = 3cm; II.2 Xác định sơ vị trí dầm chính: Vị trí dầm đợc bố trí cho thoả mãn điều kiện: + Khoảng cách từ dầm tới đỉnh van phải nhỏ 0,45H (H0: chiều cao cửa van), + Khoảng cách từ dầm dới tới đáy van phải thoả mãn điều kiện: 30 Đồ án kết cấu thép Từ điều kiện (1), ta có: a1 0,45.H = 0,45.5,7 = 2,565(m) chọn a = 2,55(m) Vị trí hợp lực áp lực thủy tĩnh là: H 5,55 = = 1,85( m) 3 áp lực thủy tĩnh cách đáy van: 1,85 m, Z= Khoảng cách từ dầm đến phơng hợp lực W: at = ( H H ) + 2.H 2.5,55 a1 = 0,15 + 2,55 = 1,3(m) 3 Chọn ad = 1(m) tg = Z ad bc h = 185 100 13 0,51 = 27 < 30 141 Vậy ta có vị trí hai dầm là: a = 2,55 m a = 1,3 m t a d = m a = 0,84 m II.3 Bố trí giàn ngang: Để đảm bảo độ cứng ngang cửa van, khoảng cách giàn ngang không nên lớn 4m, Bố trí giàn ngang cần phải tuân theo điều kiện sau đây: + Các giàn ngang cách khoảng cách giàn ngang với trụ biên: b= L 14,3 = = 3,58( m) < 4m 4 + Giàn ngang nằm đoạn đầu dầm không thay đổi tiết diện, + Đặt giàn ngang van để giàn chịu trọng lợng có dạng đối xứng, Ta bố trí giàn ngang với giàn ngang giữa, II.4 Bố trí dầm phụ dọc: Dầm phụ đợc hàn chặt vào mặt tựa lên giàn ngang tính nh dầm đơn, Dầm phụ chọn loại tiết diện chữ C đặt úp Đồ án kết cấu thép Trong khoảng từ dầm với dầm đỉnh hai dầm chính, ta bố trí khoảng dầm phụ cách nhau: + Khoảng cách hai dầm phụ, dầm phụ với dầm đỉnh, dầm phụ với dầm trên, bố trí khoảng từ dầm với dầm đỉnh là: a1 2,55 = = 0,85(m) = 85(cm) 3 + Khoảng cách hai dầm phụ, dầm phụ với dầm khoảng dầm là: a= d= at + a d + 1,3 = 077( m) = 77(cm) 3 III tính toán phận kết cấu van 3.1, Tính toán mặt: Bản mặt đợc hàn vào dầm phụ, giàn ngang, trên, dầm chính, ta tính nh tựa mặt, Chiều dày mặt đợc xác định: i = k p 2.R.(1 + n ) ( ) Khi tỷ số cạnh lớn cạnh nhỏ ô mặt lớn b a > mặt đợc coi nh tựa hai cạnh chiều dày mặt đợc xác định theo công thức: i = 0,61.a pi Ru Trong đó: + a: cạnh ngắn ô mặt (cm), + b: cạnh dài ô mặt, b = 358 cm, + Ru: cờng độ chịu uốn thép làm mặt Ru = 1565 (daN/cm2) + k: hệ số phụ thuộc vào liên kết (k = 0,75) + pi: cờng độ áp lực thủy tĩnh tâm ô mặt thứ i (daN/cm2) Đồ án kết cấu thép Bảng 1: Tính toán chiều dày mặt Số hiệu ô (m) bi (m) I 0,85 3,58 b a 4,212 II 0,85 3,58 III 0,85 IV n= pi (KN/m ) bm (mm) 4,250 2,702 4,212 12,750 4,680 3,58 4,212 21,250 6,042 0,77 3,58 4,649 29,350 6,432 V 0,77 3,58 4,649 37,050 7,227 VI 0,77 3,58 4,649 44,750 7,943 VII 0,84 3,58 4,262 52,800 9,412 Chọn bm = (cm) 3.2 Tính toán dầm phụ dọc: Khi tính toán, dầm phụ dọc coi nh dầm đơn, nhịp khoảng cách hai giàn ngang chịu tải trọng phân bố có cờng độ là: pi at ad bi B qi = pi bi' = pi a n + a n +1 (daN / cm) Trong đó: + pi : áp lực thuỷ tĩnh trục dầm thứ i (daN/cm2) + an, an+1: khoảng cách từ dầm xét tới dầm dầm dới (cm) + bi : bề rộng tải trọng tác dụng lên dầm phụ thứ i, Lập bảng tính tải trọng tác dụng lên dầm phụ: Các dầm phụ phải xét đến là: dầm phụ 2,3,5,6; dầm dầm biên dới; dầm dầm chính, Đồ án kết cấu thép Bảng 2: Xác định tải trọng tác dụng lên dầm phụ Tên dầm pi phụ (KN/m2) 8,5 7,225 Mi (KNm) 11,5748 7,396.10-5 at (m) ad (m) bi (m) qi (KN/m) 0,85 0,85 0,85 Wx (m3) 17 0,85 0,85 0,85 14,45 23,1496 14,791.10-5 33,2 0,77 0,77 0,77 25,564 40,9548 26,169.10-5 40,9 0,77 0,77 0,77 31,493 50,4534 32,239.10-5 Trong đó: qi b ; Mi = b: khoảng cách giàn ngang (b=3,58m) W xi = Mi ; Ru = 1565.102 (KN/m2) Ru Từ bảng Wy/c = Wimax = 32,239.10-5 (m3) = 322,39 (cm3) Để đảm bảo an toàn, ta chọn Wy/c để tính toán cho tất dầm phụ lại Từ Wy/c tính, ta chọn dầm phụ thép định hình chữ C có số hiệu thép: CN 027, có đặc trng hình học là: h = 27 cm Jx = 4160 cm4 h bc = 9,5 cm Jy = 262 cm4 b = 0,6cm c = 1,05cm W x = 308cm rx = 10,9 cm ry = 2,73 cm yc y b bc W y = 37,3cm Z = 2,47cm x xo F = 35,2cm Kiểm tra lại : tg = Z ad bc h hdp = 185 100 13 0,63 = 32 > 30 141 27 Vì dầm phụ đợc hàn với mặt nên mặt tham gia chịu lực với dầm phụ: + Bề rộng mặt tham gia chịu lực là: Đồ án kết cấu thép B = bc + 50. bm = 9,5 + 50.1 = 59,5(cm) + Kiểm tra dầm phụ chọn: Dầm phụ chọn phải thoả mãn yêu cầu độ võng: tc b f pmax 1 = = B 384 E.J n0 250 Trong đó: tc = p max = 40,9( KN / m ) - p max - E: môđun biến dạng vật liệu E = 2,1.108 (KN/m2) - Tính J: Tìm toạ độ trọng tâm: 27 + 0.35,2 + 59,5.1. yi Fi yc = = 8,8(cm) 35,25 + 59,5 Fi yc = 8,8( cm) Tính Jx: Jx = J + J I x II x II h + bm = J + y F1 + J x + y c F2 ( I x c ) 59,5.13 = (4160 + 8,8 35,2) + + (14 8,8) 59,5 12 8499,726(cm ) = 8499,726.10 (m ) - Kiểm tra độ võng: f 40,9.3,58 1 = < B 384 2,1.10 8.8499,726.10 730 250 Vậy dầm phụ chọn thoả mãn điều kiện độ võng 3.3 Tính toán dầm chính: 3.3.1 Xác định tải trọng tác dụng lên dầm chính: Vị trí dầm xét tới yêu cầu khác mà phải điều chỉnh nhiều, làm cho vị trí hai dầm không đối xứng qua phơng tác dụng hợp lực áp lực thủy tĩnh W nữa, dầm chịu tải trọng khác Nh vậy, cần phải tìm tải trọng thực tế tác dụng lên dầm lấy dầm chịu tải trọng lớn để thiết kế 10 Đồ án kết cấu thép S max = ( 43,5.1,6) Qmax = max = 43,5 + 26.3.45 = 5023,8(cm ) q.L0 87,1.13 = = 566,15(kN ) 2 Qmax S 566,15.10 2.5023,8 = = 364,4(daN / cm ) Rc = 895( daN / cm ) J x b 487789,2.1,6 Dầm thoả mãn điều kiện cờng độ 3.3.5 Kiểm tra độ võng: tc L 2208.10 4.14,3.10 f M max 1 = = = l 48 E.J x 48 0,8.2,1.10 1389013,3 709 n0 600 Dầm thoả mãn điều kiện độ võng 3.3.6 Tính liên kết cánh bụng dầm: Qmax S c0 h dh J x0 2. Rgh h b dh Trong đó: - R gh = 1045(daN / cm ) - S c0 = 26.3.45 = 3510(cm) - J0 = 487789,2 (cm4) - Hàn tay nên: = 0,7 566,15.10 2.3510 h 0,3 dh 487789,2 1,4.1045 h = 1,6 = 0,8(cm) dh b Chọn: hdh = 0,8 (cm) 3.3.7 Kiểm tra ổn định cục bụng: Thanh cánh giàn ngang đợc liên kết với bụng dầm nên truyền lực tập trung vào bụng dầm Vì thế, vị trí nối tiếp bụng dầm cánh giàn ngang, bụng dầm cần đợc gia cờng 15 Đồ án kết cấu thép sờn gia cố đứng (hình dới) Vì khoảng cách sờn ngang B=3,58(m) > 2.hb ta phải bố trí thêm sờn đứng vào khoảng giàn ngang 70 cm Do bụng dầm đợc gia cờng sờn đứng tiết diện hai trục đối xứng nên ta kiểm tra ổn định cục ô bụng dầm theo công thức sau: Hệ số kiểm tra = b b + m (1) th th Kiểm tra ô số 4: + th 100. b = k hb 10 ( daN / cm ) Trong đó: k0 = 7,46; h b = 1,6cm; hb = y nmax = 2( b y c = 2(67,5 12) = 111(cm) th 100.1,6 = 7,46. 10 = 15500( daN / cm ) 111 0,95 100. b + th = 1,25 + hb Trong đó: = th + b = 10 a 179 = = 1,23 h 141 0,95 = 1,25 + 1,23 100.1,6 10 = 2637,9(daN / cm ) 135 M max yn Jx Với: Jx = 1389013,3(cm4); z4 = 6,45 q.L 87,1.13 q.( z c) 87,1(6,45 0,65) M 4tt = nq z = , , 45 2624(kNm) 2 2 16 Đồ án kết cấu thép 2624.10 b = 55,5 = 1048,5(daN / cm ) 1389013,3 + q.L 87,1.13 Q4tt = nq q ( z c) = 1,2. 87,1(6,45 0,15) 73,2(kN ) b = Q 73,2.10 = 33,9(daN / cm ) hb b 135.1,6 + Thay vào (1), ta có: Hệ số kiểm tra = 2 b b 1048,5 33,9 + = = 0,069 < m + 15500 2637,9 th th Thoả mãn điều kiện ổn định Kiểm tra tơng tự với ô lại ta có: Bảng 3: Kiểm tra ổn định cục ô bụng dầm Hệ th số th b b (cm) KT 135 2624 73,2 55,5 1048,5 33,9 15500 1,23 2637,9 0,069 135 2335,9 256,1 55,5 933,34 118,56 15500 1,23 2637,9 0,075 103 1705,6 444,2 41 908,3 269,6 28402,1 1,64 3868,6 0,077 42543, 93 876,4 608,8 33,5 559,9 442,4 1,92 5214,3 0,086 M Q STT d ô (m) (kNm) (kN) y b( ) Từ kết ta nhận thấy tất ô bụng dầm thoả mãn điều kiện ổn định cục 3.4 Tính giàn ngang: 3.4.1 Vẽ sơ đồ giàn ngang xác định chiều dài hình học giàn: Bảng 4: Chiều dài hình học giàn Kí hiệu 01 08 12 18 23 27 28 34 36 37 45 46 56 67 l (cm) 127,5 144,3 127,5 67,5 115 135 144,3 115 177,3 177,3 85 135 160 230 144,3 78 17 Đồ án kết cấu thép Sơ đồ giàn ngang: q1 W1 W2 W2 Tổng áp lực thủy tĩnh tác dụng lên dầm là: 1 P tc = B.H = 10.3,58.5,55 = 551,365(kN ) 2 3.4.2 Xác định cờng độ áp lực thủy tĩnh lên mắt giàn: Bề rộng tải trọng giàn ngang là: B = 3,58m W1 = (l 01 0,15) B = 22,65(kN ) W2 = W2' + W2" W2' = B.l12 ( l 01 0,15) = 51,35( kN ) B.l122 = 29,1(kN ) W3 = W3' + W3" W2" = W3' = B.l 23 ( l 01 + l12 0,15) = 98,81( kN ) B.l 232 = 23,67(kN ) W4 = W4' + W4" W3" = W4' = B.l 34 l 03 = 146,15( kN ) B.l 342 = 23,67(kN ) W5 = W5' + W5" W4" = W5' = B.l 45 l 04 = 143,02( kN ) W5" = B.l 452 = 12,93(kN ) 18 Đồ án kết cấu thép 3.4.3 Các lực tác dụng lên mắt giàn: P0 = W1 l 01 0,15 = 6,66( kN ) 3.l 01 P1 = W1 l 01 0,15 1 + W2' + W2" = 55,36(kN ) l 01 1 P2 = W2' + W2" + W3' + W3" = 102,37( kN ) 3 1 P3 = W3' + W3" + W4' + W4" = 146,15( kN ) 3 1 P4 = W4' + W4" + W5' + W5" = 164,68( kN ) 3 P5 = W5' + W5" = 80,13( kN ) Kiểm tra tính toán: P = Pi = 555,35(kN ) %= Thoả mãn P P tc = 0,72% < 5% tc P 3.4.4 Xác định nội lực giàn phơng pháp tách nút: Xác định phản lực gối tựa: R A + R B = P = 555,35 (1) (2) M A = (2) P0 2,55 + P1 1,275 P3 1,15 P4 2,3 P5 3,15 + RB 2,3 = RB = 309,43(kN ) R A = 245,92(kN ) X =0 P = N 08 l 27 l 07 N 08 = 16,94(kN ) 08 Tách nút 0: Y = N l02 = N 01 l08 N 01 = 12,58(kN ) Làm tơng tự nh trên, ta tính toán đợc nội lực tất giàn phơng pháp tách nút Ta có bảng số liệu sau: 19 Đồ án kết cấu thép Bảng 5: Bảng tính nội lực giàn Ký hiệu giàn 01 08 12 18 82 87 23 27 73 76 34 36 45 46 56 Nội lực (kN) 12,58 16,94 12,58 55,36 59,13 73,36 64,84 130,04 107,08 4,61 50,45 84,89 50,45 164,68 94,97 Trạng thái nội lực Chịu kéo Chịu nén Chịu kéo Chịu nén Chịu kéo Chịu nén Chịu kéo Chịu nén Chịu nén Chịu kéo Chịu kéo Chịu nén Chịu kéo Chịu nén Chịu nén Chiều dài (cm) 127,5 144,3 127,5 67,5 144,3 144,3 115 135 177,3 230 115 177,3 85 135 160 3.4.5 Chọn tiết diện giàn: Chọn tiết diện cánh thợng: vừa chịu lực dọc vừa chịu uốn Ta chọn loại cho tất cánh thợng Vì vậy, ta chọn bất lợi để tính toán Xét 2-3 có lực dọc N 23 = 64,84(kN) lớn cánh thợng có chiều dài lớn: l23 = 115cm Mômen uốn là: M max qtb l 23 = q = H B = 10.( 2,55 0,15).3,58 = 85,92(kN / m) q max = H B = 129,09(kN / m) qtb = q + q max = 106,505( kN / m) 20 Đồ án kết cấu thép qtb l 232 106,505.1,15 = 17,61(kNm) 8 M max 17,61.10 = = 112,52(cm ) Ru 1565 M max = Wy / c Chọn tiết diện cánh thợng thép: IN014 h = 140mm J x = 572cm b c = 73mm F = 17,4cm b = 4,9mm c = 7,5mm Kiểm tra tiết diện chọn có tham gia chịu lực mặt: b = bc + 50. bm = 7,3 + 50.1 = 57,3cm F = 17,4 + 57,3.1 = 74,7(cm ) 57,3.7,5 yc = 5,75(cm) 74,7 57,3.13 J x = 5,75 17,4 + 572 + 1,75 57,3.1 + = 1327,544(cm ) 12 Jx rx = = 4,216(cm) F J 1327,544 W x max = x = 590(cm ) y 2,25 2 N M 64,84.10 17,61.10 = + () = + 385,3(daN / cm ) < Ru = 1595(daN / cm ) F Wx 74,7 590 Chọn thép IN014 cho tất cánh thợng Chọn tiết diện cánh hạ: 56 bất lợi l56 = 1,6 m N56 = 94,97(kN) - Giả thiết: gt = 120 = 045 N 94,97.10 = = 14,164(cm ) R. 1490.0,45 l 160 = ryy / c = x = = 1,33(cm) gt 120 Fy / c = rxy / c - Chọn tiết diện gồm thép góc: 75 * 50 * F1 = 7,25 cm2; rx1 = 2,38cm; ry1 = 2,22cm với = 10mm - Kiểm cho tiết diện vừa chọn: Độ mảnh thực thép: 21 Đồ án kết cấu thép l x 160 = = 67,22 rx 2,38 max = y = 72,07 l y 160 y = = = 72,07 ry 2,22 x = Tra Phụ lục = 0,798 94,97.10 = = = 820,76(daN / cm ) < R = 1490(daN / cm ) F 0,798.7,25.2 N Vậy ta chọn thép góc 75x50x6 cho tất cánh hạ Chọn tiết diện bụng: - Tính bụng bất lợi 7-3: N73 = 107,08 (kN) l73 = 1,773(m) - Giả thiết gt = 120 = 0,45 - Fy / c = y/c x r N 107,08.10 = = 15,97(cm ) R. 0,45.1490 =r y/c y l 1,773.10 = = 1,478(cm) gt 120 - Chọn bụng có mặt cắt chữ T ghép thép góc cạnh 70x6 có: F1 = 8,15(cm ); rx = 2,15(cm); ry = 3,25(cm) với = 10mm - Kiểm tra tiết diện vừa chọn: l x 177,3 = = 82,465 rx 2,15 max = x = 82,465 l y 177,3 y = = = 54,55 ry 3,25 x = Tra bảng = 0,734 = 107,08.10 895(daN / cm ) < 1490(daN / cm ) Thoả mãn 0,734.2.8,15 3.5 Giàn chịu trọng lợng thân: Giàn chịu trọng lợng thân cửa van đặt phía hạ lu cửa van, giàn song song có bụng xiên, đợc đặt sát vào cánh sau dầm chính, cánh hạ lu dầm dầm dới cánh cánh dới 22 Đồ án kết cấu thép dầm chịu trọng lợng, cánh dới giàn ngang đứng giàn chịu trọng lợng, cần thêm xiên tạo thành giàn chịu trọng lợng Dầm có chiều cao thay đổi nên giàn phải giàn gãy khúc Nhng việc tính toán đợc đơn giản, ta coi giàn phẳng có nhịp nhịp tính toán giàn Trình tự tính toán: Xác định trọng lợng thân cửa van theo công thức gần đúng: G = 0,55.F F Trong đó: F = 5,55 13 = 72,15 (cm2) G = 0,55.72,15 72,15 337,07(kN ) Giàn chịu trọng lợng đặt phía hạ lu van chịu tải trọng 0,5.G Đem 0,5.G phân phối lên mắt giàn (hình trên), mắt chịu lực tập trung là: 0,5.G 0,5.G 0,5.337,07 B= = = 42,134( kN ) L n L 14,3 n= = =4 B 3,58 Pm = Dùng phơng pháp giải tích để tìm nội lực giàn: Tách mắt 6, thu đợc: X =0 N Y = N 67 61 = 2.Pm = 84,268(kN ) Các mắt khác tiến hành tơng tự, ta có bảng trang sau: 23 Đồ án kết cấu thép Bảng 6: Bảng tính nội lực giàn chịu trọng lợng Kí hiệu Chiều dài (m) 1-2 2-3 6-7 7-8 16 27 28 17 3,58 3,58 3,58 3,58 2,3 2,3 4,3 4,3 Nội lực (kN) 98,374 196,748 98,374 84,268 63,2 116,922 116,922 Trạng thái nội lực nén nén kéo nén nén kéo kéo Chọn tiết diện xiên: + Tính toán với 2-8: N28 = 116,922 (kN) L = 4,255 (m) Chọn gt = 150 = 0,32 116,922.10 F ( c ) = = 24,52(cm ) 0,32.1490 Chọn thép 125x9 (R = 14): F = 247 cm2; rx = 247m2 + Kiểm tra tiết diện vừa chọn: l x 4,255.10 = = = 98 x rx 4,34 max = 98 = 0,618 l y 425,5 y = = = 69 ry 6,1 116,922.10 = 966 < 1490 0,618.24.7 + Kiểm tra đứng: = n + bt m.Rc = 1.1490(daN / cm2 ) 24 Đồ án kết cấu thép 84,268.10 bt = = 728,27(daN / cm ) 0,571.7,25.2 = n + bt = 783,93 < 1490(daN / cm ) 4,61.10 n = = 55,66(daN / cm ) 0,571.7,25.2 Vậy tiết diện hợp lý 3.6 Trụ biên: Trụ biên chịu kéo đồng thời chịu uốn nên đợc tính nh kéo lệch tâm Chọn tiết diện chữ I, chiều cao bụng trụ biên lấy chiều cao bụng dầm đầu dầm, chiều lấy chiều dày bụng dầm Bề rộng cánh chọn đủ để bố trí bánh xe chịu lực, thờng chọn bc = 400 cm Chiều dày cánh chiều dày cánh dầm Đờng hàn liên kết cánh bụng lấy mm Xác định tải trọng tác dụng lên trụ biên: Pi: áp lực dầm phụ truyền tới Pi = qi.B/2 = at + ad .hi.B/2 P1 = (kN); P2 = 50,05 (kN); P3 = 110,825 (kN); P4 = 177,6 (kN); P5 = 226,655 (kN); P6 = 281,71 (kN); P7 = 336,765 (kN); P8 = 396,825 (kN); RA = 510,79 (kN); RB = 1063,64 (kN) Mômen lớn là: Mmax = 333,333 (kNm) Lực cắt lớn là: Qmax = 396,825 (kN) Kích thớc tiết diện chọn: hb = 70cm; b = 1,6cm bc = 40cm; c = 3cm hh = 6mm 25 Đồ án kết cấu thép Đặc trng hình học tiết diện: 76 3.40 70 3.38,4 Jx = = 365653,33(cm ) 12 12 35 S x = 40.3.36,5 + 35.1,6 = 5360(cm ) M max h 333,333.10 76 = = 346,4( daN / cm ) < Ru Jx 365653,33 = Qmax S x 96,825.10 2.5360 = 363,56( daN / cm ) < 895( daN / cm ) J x b 365653,33.1,6 Tiết diện chọn thoả mãn điều kiện 3.7 Bộ phận gối đỡ: Bánh xe chịu lực gối tựa di động chịu toàn áp lực nớc van truyền đến Tính bề rộng đờng kính bánh xe: Tỉ số đờng kính bề rộng bánh xe vào khoảng 3~5 Bánh xe đợc chế tạo thép đúc CT35đ ứng suất bánh xe: = Px [] l x Dx Với: lx = 160 mm; Dx = 800 mm Px = RB = 1063,64 (kN) = 1063,64.10 = 83(daN / cm ) < [ ] = 1500(daN / cm ) 16.80 Tính toán kích thớc trục ống bọc trục: [ ] cbt = 250(daN / cm ) c = 220mm d = 100mm = Px [ ] cbt l x D x 1063,64.10 = = 483 > [ ] cbt 10.22 Thay đổi d, c: Chọn: d = 180 mm; c = 250 mm 1063,64.10 = = 236,36 < 250(daN / cm ) 18.25 26 Đồ án kết cấu thép Kiểm tra ứng suất ép cục bộ: = Px 1063,64.10 = = 738,64(daN / cm ) < 950(daN / cm ) 2.d 2.18.4 q= Px 1063,64 = = 4254,56(kN / m) c 0,25 Px 145.10 1063,64 125.145 165.10 q.125.10 = 165.10 4254,56 .10 2 2 M max = 49,19(kNm) M max = Px 1063,64 = = 531,82(kN ) 2 M 19,19.10 = = 843,45(daN / cm ) < 1200(daN / cm ) 3 0,1.d 0,1.18 Qmax = Q 531,82.10 = = = 278,66(daN / cm ) < 750(daN / cm ) 2 0,7854.d 0,7854.18 Bánh xe ngợc hớng bánh xe bên làm cao su đúc có đờng kính 200mm trục bánh xe có đờng kính d = 40mm 27 Đồ án kết cấu thép 3.8 Vật chắn nớc phận cố định: Vật chắn nớc dới đáy làm gỗ, kích thớc gỗ có chiều rộng chiều cao dầm đáy dùng bulông d = 18mm liên kết chặt vào dầm đáy, khoảng cách bulông dọc theo dầm đáy 500mm Đờng ray bánh xe chịu lực chế tạo thép đúc CT35đ, bề rộng mặt ray = 180 mm, bề rộng đế đờng b = 230 mm; độ dày bụng đờng ray = 60mm ; chiều cao h = 280mm; h1 = 110mm ( khoảng cách từ mép đờng ray đến phần bụng hết lợn cong) ứng suất cục bụng đờng ray: Px 1063,64.10 = = 537,2( daN / cm ) < [ ] cbt = 2250( daN / cm ) 3.h1 3.11.6 ứng suất nén bê tông dới đáy đờng ray: Px 1063,64.10 = = = 55,05(daN / cm ) < [ ] n = 1500(daN / cm ) 3.h.b 3.28.23 Bộ phận cố định dới vật chắn nớc dới bánh xe dùng thép chữ IN020a Tất phận cố định dùng cốt thép 16mm dài 600mm hàn vào cánh thép chữ I chôn bê tông Khoảng cách cốt thép neo 700mm Trên mặt phận cố định hàn thêm vào lớp thép không rỉ dày 5mm 28 Đồ án kết cấu thép 29 ... giàn ngang: Để đảm bảo độ cứng ngang cửa van, khoảng cách giàn ngang không nên lớn 4m, Bố trí giàn ngang cần phải tuân theo điều kiện sau đây: + Các giàn ngang cách khoảng cách giàn ngang với... 3,58( m) < 4m 4 + Giàn ngang nằm đoạn đầu dầm không thay đổi tiết diện, + Đặt giàn ngang van để giàn chịu trọng lợng có dạng đối xứng, Ta bố trí giàn ngang với giàn ngang giữa, II.4 Bố trí dầm... cách hai giàn ngang chịu tải trọng phân bố có cờng độ là: pi at ad bi B qi = pi bi' = pi a n + a n +1 (daN / cm) Trong đó: + pi : áp lực thuỷ tĩnh trục dầm thứ i (daN/cm2) + an, an+ 1: khoảng cách