ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
Đồ án môn học Kết cấu thép GVHD: TS Vũ Hoàng Hưng TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI HÀ NỘI BỘ MƠN KẾT CẤU CƠNG TRÌNH o0o -ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP THIẾT KẾ CỬA VAN PHẲNG CƠNG TRÌNH THỦY LỢI ( ĐỀ SỐ 20) A TÀI LIỆU THIẾT KẾ : Bề rộng lỗ cống: Lo= 12 m Cột nước thượng lưu: Ho= m Cột nước hạ lưu: Hh= Cao trình ngưỡng: Δ= 0,5m Vật chắn nước đáy gỗ, vật chắn nước bên cao su hình chữ P Vật liệu chế tạo van: - Phần kết cấu cửa: Thép CT3 - Trục bánh xe: Thép CT5 - Bánh xe chịu lực: Thép đúc CT35└ - Ống bọc trục đồng 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 (Tra bảng 4-1 trang 61 GT Kết cấu thép -ĐHTL Cường độ tính tốn thép chế tạo van lấy theo thép CT3 Bảng 1-5 trang 10 Giáo trình Kết cấu thép: - Ứng suất pháp kéo nén dọc trục: Rk,n= 2140 daN/cm2 - Ứng suất pháp uốn: Ru= 2550 daN/cm2 - Ứng suất cắt: Rc= 1290 daN/cm2 - Ứng suất ép mặt đầu: Remđ= 3220 daN/cm2 Hệ số điều kiện làm việc: Đối với cửa van thuộc nhóm 1-4 m=0.72m SVTH :Vũ Kim Chung 52C-TL1 Trang :1 Đồ án mơn học Kết cấu thép GVHD:TS Vũ Hồng Hưng 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 ∆ 0,4 5h v 2Ht/3 a1 ≤ 7a W at Ht/3 ▼0.0 B 30o 7c L0 C 7b 7a Bố trí tổng thể cửa van phẳng mặt, hai dầm Hỡnh 1: B trớ tng th cửa van phẳng mặt, hai dầm Bản mặt Dầm Dầm phụ dọc Giàn ngang Giàn chịu trọng lợng Dm biờn Bánh xe 1.Bản mặt: -Là phẳng tiếp xúc với nước có kích thước : L x Hv x δbm + Chọn khoảng cách từ mép cống tới tâm bánh xe: c = 0.3 (m) Nhịp tính tốn cửa van là: L = Lo+ 2c = 12 + 20.3 = 12.6 (m) + Chọn khoảng chiều cao an toàn Δ = 0.5 (m) SVTH :Vũ Kim Chung 52C-TL1 hv Trang :2 r a d a2a Đồ án môn học Kết cấu thép GVHD:TS Vũ Hoàng Hưng Chiều cao cửa van là: Hv = Ht + Δ = + 0.5 = 7.5 (m) +δbm: Bề dày mặt 2.Thiết kế sơ dầm chính: Thiết kế cửa van phẳng mặt dầm a Ht Ht Hv a tr Wn a Ht Z= d a Hình 2: Bố trí hai dầm * Vị trí hợp lực áp lực thủy tĩnh đặt cách đáy van đoạn: Z = = = 2.33 (m) * Chọn đoạn cơng xơn phía a1 - Theo yêu cầu thiết kế: a1 0,45 hv = 0.45 x 7.5= 3.375 (m), chọn a1= 3.3 (m) - Để hai dầm chịu lực phải đặt cách tổng áp lực nước Vậy khoảng cách hai dầm là: a = 2(Ht - a1 - Z) = 2(7.5 – 3.3 – 2.33) =3.74 (m) * Đoạn công xơn phía a2 a2 = Hv – (a1 + a) = 7.5 – (3.3 + 3.74) = 0.46 (m) * Khoảng cách từ dầm trên, dầm đến tâm hợp lực: atr ; ad - Sơ chọn : atr = ad = a/2 = 3.74/2 = 1.87 (m) SVTH :Vũ Kim Chung 52C-TL1 Trang :3 Đồ án mơn học Kết cấu thép GVHD:TS Vũ Hồng Hưng Lực tác dụng lên dầm - Tải trọng phân bố tiêu chuẩn: qtc = Wn/2 = (Ht)2/4 = 1072/4 = 122.5 (kN/m) - Tải trọng phân bố tính tốn: qtt = n qtc = 1.1122.5= 134.75 (kN/m) Lo = 12 m c = 0.3m c = 0.3m Hình 3: Sơ đồ tính tốn dầm Xác định nội lực dầm chính: Mơmen uốn tính toán lớn nhất: Mmax = - = - = 2668.05 (kNm) Lực cắt tính tốn lớn nhất: Qmax = = = 808.5 (kN) 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: hkt = k = 1.5; = 100 = = = 10462.94 (cm3) → hkt = = 116.21 (cm) - Theo điều kiện độ cứng, chiều cao nhỏ dầm: Trong đó: no = 600, E = 2.1106 daN/cm2 qtc = 122.5 kN/m, n = 1.1 → = 153.41 (cm) Có h = max ( hkt, hmin ) → Chọn h = 154 cm SVTH :Vũ Kim Chung 52C-TL1 Trang :4 Đồ án môn học Kết cấu thép GVHD:TS Vũ Hồng Hưng Bố trí giàn ngang 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 Bố trí dầm phụ dọc Dầm phụ dọc hàn chặt vào mặt tựa lên giàn ngang tính dầm đơn, gối tựa giàn ngang đỡ tải trọng mặt truyền đến Dầm phụ bố trí song song với dầm chính, xuống sâu dầm dày áp lực nước tăng.Khoảng cách dầm phụ 0.5÷1 m Dầm phụ chọn tiết diện chữ C đặt úp để tránh đọng nước Bố trí dầm phụ dọc hình Hình : Bố trí dàn ngang dầm dọc phụ SVTH :Vũ Kim Chung 52C-TL1 Trang :5 Đồ án môn học Kết cấu thép 3,0m 3,0m 3,3m 0,46 0,7 0,7 0,75 0,8 0,8 0,8 0,8 0,85 0,85 3,3m GVHD:TS Vũ Hoàng Hưng Trụ biên Trụ biên hai đầu cửa van, chịu lực từ dầm chính, dầm phụ lực đóng mở van Trụ biên gắn với gối tựa kiểu trượt bánh xe truyền lực lên trụ pin Các thiết bị treo, chốt giữ móc treo nối với trụ biên Tiết diện trụ biên cửa van mặt thường có dạng chữ I Để đơn giản cấu tạo chiều cao trụ biên thường chọn chiều cao dầm Giàn chịu trọng lượng Giàn chịu trọng lượng bao gồm cánh hạ dầm chính, cánh hạ dàn 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 kết cấu di chuyển cửa van trượt bánh xe chịu lực Bánh xe bố trí mặt sau trụ biên, bánh xe bên bánh xe ngược hướng nên dùng bánh xe cao su để giảm chấn động.: 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 Đơi người ta kết hợp sử dụng bánh xe chịu lực đồng thời làm bánh xe bên Vật chắn nước SVTH :Vũ Kim Chung 52C-TL1 Trang :6 Đồ án môn học Kết cấu thép GVHD:TS Vũ Hoàng Hưng Vật chắn nước hai bên vật chắn nước sử dụng vật liệu cao su bố trí hai bên đáy cống dạng củ tỏi II Tính tốn phận kết cấu van 1.Tính tốn mặt: Bản mặt bố trí thành cột, cần tính cho dãy cột có bề rộng lớn B = 3.3m Các dầm tính tốn hình chữ nhật chịu tải trọng phân bố, = 0.5m I II 7,75 16 III 24 IV 32 V 40 VI 47.75 VII VIII IX X 55 62 67.75 0,46 0,7 0,7 0,75 0,8 0,8 0,8 0,8 0,85 0,85 (m) hình 5: Hình 5: Sơ đồ tính chiều dày mặt Chiều dầy mặt xác định theo cơng thức: = Trong đó: - a: Cạnh ngắn ô mặt (m) - b: Cạnh dài ô mặt (m) - ptb : Cường độ áp lực thủy tĩnh tâm ô mặt xét (kN/m2) - Ru : Cường độ chịu uốn thép làm mặt, Ru = 225000 (kN/m2) - ma: Hệ số điều kiện làm việc thép làm mặt, ma = 1.25 - α: Hệ số phụ thuộc tỷ số b/a, tra bảng 7.1 Giáo trình kết cấu thép, SVTH :Vũ Kim Chung 52C-TL1 Trang :7 Đồ án mơn học Kết cấu thép GVHD:TS Vũ Hồng Hưng b/a ≥ α = 0.0625 •Để tính tốn ta lập bảng tính sau: Bảng Ơ I II III IV V VI VII VIII IX X Zi (m) 0.85 0.85 1.7 1.7 2.5 2.5 3.3 3.3 4.1 4.1 4.9 4.9 5.65 5.65 6.35 6.35 7.05 7.05 7.5 pi (kN) 3.5 3.5 12 12 20 20 28 28 36 36 44 44 51.5 51.5 58.5 58.5 65.5 65.5 70 a (m) 0.85 b (m) b/a 3.3 3.882 α ptb (kN) δbm (m) 0.0625 1.75 0.0013 0.85 3.3 3.882 0.0625 7.75 0.0027 0.8 3.3 4.125 0.0625 16 0.0037 0.8 3.3 4.125 0.0625 24 0.0045 0.8 3.3 4.125 0.0625 32 0.0052 0.8 3.3 4.125 0.0625 40 0.0058 0.75 3.3 4.4 0.0625 47.75 0.006 0.7 3.3 4.714 0.0625 55 0.006 0.7 3.3 4.714 0.0625 62 0.0063 0.45 3.3 7.333 0.0625 67.75 0.0043 Chọn δbm tính tốn giá trị lớn bảng tính tốn trên, δbm = 6.3 mm Chọn bề dày mặt cần thỏa mãn đồng thời điều kiện sau: + ≥ δbm tính tốn + ≥ mm + Cộng thêm 1mm phòng chống ăn mòn + Chẵn: 8,10,12,14,… mm Từ điều kiện ta chọn bề dày mặt δbm = mm Tính tốn dầm phụ dọc a/ Ngun tắc tính tốn dầm phụ dọc - Dầm phải thỏa mãn điều kiện cường độ độ võng - Tính theo sơ đồ dầm đơn chịu tải trọng hình thang dầm liên tục chịu tải trọng phân bố SVTH :Vũ Kim Chung 52C-TL1 Trang :8 Đồ án môn học Kết cấu thép - GVHD:TS Vũ Hoàng Hưng Các dầm phụ ngang có kích thước mặt cắt, tính tốn với dầm phụ chịu tải trọng lớn b/ Lựa chọn sơ đồ kết cấu: Dầm liên tục chịu tải trọng phân bố 3.3 m 3m 3m 3.3 m Dầm phụ truyền lực lên dàn ngang Dầm phụ dọc tính dầm liên tục dầm đơn tùy thuộc cách bố trí dầm phụ Với cách bố trí dầm phụ dọc mặt với cánh thượng dàn ngang, dầm phụ dọc tính dầm đơn, nhịp khoảng cách hai giàn ngang chịu tải trọng phân bố có cường độ là: qi = pi daN/cm2 Trong đó: - at: Khoảng cách từ dầm xét đến dầm - ad: Khoảng cách từ dầm xét đến dầm - pi: Áp lực thủy tĩnh trục dầm thứ i (daN/cm2) = 0.5m 3.5 12 20 36 44 51.5 58.5 70 0,46 0,7 0,7 0,75 0,8 0,8 0,8 0,8 0,85 0,85 (m) Chiều dài dầm phụ: Lf = 12.6 m SVTH :Vũ Kim Chung 52C-TL1 Trang :9 Đồ án môn học Kết cấu thép GVHD:TS Vũ Hồng Hưng Hình 2: Bố trí s b dm ph Kết tính toán đợc ghi b¶ng B¶ng Dầm phụ Pi atr ad (atr+ad)/2 (KN/m) 0 0.85 0.425 3.5 0.85 0.85 0.85 2.98 12 0.85 0.8 0.825 9.9 20 0.8 0.8 0.8 16 36 0.8 0.8 0.8 28.8 44 0.8 0.75 0.775 34.1 51.5 0.75 0.7 0.725 37.34 58.5 0.7 0.7 0.7 40.95 70 0.46 0.23 16,1 Ta thÊy dầm cuối (dầm số 8) dầm chịu lực lớn vi qtc = 40.95 kN/m cách mặt nớc 5,84 m nên ta tính cho dầm S dng phần mềm Sap2000 ta tính Momen lớn với qtt=n.qtc=1,1.40,95=45,05 kN/m Từ biểu đồ moomen ta Mmax=44,47 kN.m - Môđun chống uốn yêu cầu dầm phụ dọc: - Từ Wyc tra bảng chọn đợc thép định hình chữ [ số hiệu No22a có đặc trng h×nh häc: h = 22 cm ; bc = 8.7 cm ; zo = 2,46 cm SVTH :Vũ Kim Chung 52C-TL1 Trang :10 Đồ án môn học Kết cấu thép 89 96 27 37 38 48 49 59 130,4 54,32 61,6 71,44 230,52 252,72 216,97 191,41 chịu kéo chịu nén chịu nén chịu kéo chịu nén chịu nén chịu nén chịu nén GVHD:TS Vũ Hoàng Hưng 375 160.7 79.3 178.6 154 281 208 154 375 128.56 63.44 142.88 123.2 224.8 166.4 123.2 375 160.7 79.3 178.6 154 281 208 154 2L63x6 2L75x7 2L75x7 2L63x6 2L75x7 2L75x7 2L75x7 2L75x7 Tính tốn dầm Thiết kế dầm chịu tải trọng phân bố = = 122.5 (kN/m) = n = 1.1122.5=134.75 (kN/m) Sơ đồ tính tốn qmax x Lo = 12 m c = 0.3m c = 0.3m y Sử dụng phần mềm SAP2000 ta có biểu đồ nội lực tác dụng lên dầm SVTH :Vũ Kim Chung 52C-TL1 Trang :16 Đồ án môn học Kết cấu thép GVHD:TS Vũ Hồng Hưng Lựa chọn kích thước mặt cắt ngang dầm Wyc = = =11828 (cm3) Khơng có thép định hình thỏa mãn yêu cầu trên, nên ta thiết kế dầm thép tổ hợp Xác định kích thước mặt cắt ngang dầm ( chiều cao h ) 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: k = 1.5; hkt = = 120 → hkt = = 128.64 (cm) - Theo điều kiện độ cứng, chiều cao nhỏ dầm: Trong đó: no = 600, E = 2.1106 daN/cm2 qtc = 122.5 kN/m, n = 1.1 → = 153.41 (cm) Có h = max ( hkt, hmin ) → Chọn h = 154 cm → hb=0.95 154 = 146.3 (cm) → Chọn hb = 145 cm (bội số 50 mm) - Chiều dày bụng (mm) + Từ điều kiện chịu cắt: Chọn b 8mm Xác định kích thước cánh (Hình 6) Chiều dày cánh lấy theo kinh nghiệm: (cm) Như chọn hợp lý SVTH :Vũ Kim Chung 52C-TL1 Trang :17 Đồ án môn học Kết cấu thép GVHD:TS Vũ Hồng Hưng Chiều cao dầm chính: Khoảng cách trung tâm hai cánh: Xác định bề rộng cánh: bc 2.J c c hc2 ; Chọn Kiểm tra: = = 0.08 (cm), thỏa mãn - Vì dầm hàn vào mặt nên tiết diện tính tốn phải có mặt tham gia chịu uốn với dầm Bề rộng b mặt tham gia chịu lực với dầm chính, chọn kích thước sau: b = bc + 50. bm = 24 + 50.0,8 = 64 (cm) Đặc trưng hình học dầm chính: Kiểm tra khả chịu lực dầm theo bm yc y b bc = h h b tiết diện tính tốn (hình 6) a/ Xác định đặc trưng hình học Fbm Gọi yc khoảng cách từ trục x (trục qn tính x x o Hình trung tâm tiết diện tính tốn) đến trục xo (trục quán tính trung tâm dầm I đối xứng) SVTH :Vũ Kim Chung 52C-TL1 Trang :18 Đồ án mơn học Kết cấu thép GVHD:TS Vũ Hồng Hưng b bm �h � J x J FI y Fbm � bm yc � 12 � � I x c 64 �0.83 �153 0,8 � � J x 1269145.67 308 �10.96 51.2 �� 10,96 � 1528767(cm4 ) 12 � � - Kiểm tra kích thước dầm chọn theo điều kiện ứng suất pháp Ta thấy Vậy tiết diện dầm vừa chọn thỏa mãn điều kiện ứng suất pháp b Thay đổi tiết diện dầm 1450 870 Để tiết kiệm thép để giảm bớt bề rộng rãnh van nên dùng dầm có chiều cao thay đổi (Hình 7) Trong cửa van u cầu giàn ngang khơng thay đổi nên điểm đổi tiết diện phải vị trí giàn ngang ngồi hai bên Hình Chiều cao tiết diện dầm gối dầm lấy bằng: c Kiểm tra ứng suất tiếp - Kiểm tra ứng suất tiếp tiết diện đầu dầm theo cơng thức sau: max Qmax S xo Rc J xo b Trong đó: o + J x - Mơmen qn tính tiết diện tính tốn đầu dầm o + S x - Mômen tĩnh tiết diện tính tốn đầu dầm - Tính tốn đặc trưng hình học tiết diện tính tốn gối dầm SVTH :Vũ Kim Chung 52C-TL1 Trang :19 Đồ án mơn học Kết cấu thép GVHD:TS Vũ Hồng Hưng (hình 8) Ta có: 640 40 X 870 yc x0 40 240 Hình Vậy dầm khơng bị phá hoại ứng suất tiếp d Kiểm tra độ võng - Khi kiểm tra độ võng cần xét tới dầm thay đổi tiết diện - Điều kiện kiểm tra độ võng: Vậy dầm thỏa mãn điều kiện độ võng e Kiểm tra ổn định cục bụng dầm Độ mảnh bụng dầm nên bụng dầm cần gia cố sườn chống đứng với khoảng cách a 2hb (hình 9) Khoảng cách SVTH :Vũ Kim Chung 52C-TL1 Trang :20 Đồ án môn học Kết cấu thép GVHD:TS Vũ Hoàng Hưng sườn đứng phần tiết diện khơng đổi 1.5 m, phần tiết diện thay đổi ta lấy 1.65 m - Kiểm tra ổn định cục ô bụng dầm theo cơng thức sau: 2 b b m 0,72 th th Trong đó: + b: ứng suất pháp mép nén bụng dầm b M ( ) yb Jx M: mômen lấy tâm hình vng có cạnh h b lệch phía mơ men lớn Đối với hình thang số 1; (Hình 9) ta coi hình chữ nhật có chiều cao chiều cao trung bình ô Xác định giá trị ứng suất: + b: ứng suất pháp trung bình bụng dầm b Q hb b với Q lực cắt ô kiểm tra SVTH :Vũ Kim Chung 52C-TL1 Trang :21 Đồ án môn học Kết cấu thép GVHD:TS Vũ Hoàng Hưng + th - ứng suất pháp tới hạn b K o f (); c c c hb b Cánh nén hàn với mặt nên c 30 K o 7,46 , tra bảng 4.7, trang 81, GT kết cấu thép + th: ứng suất tiếp tới hạn d : cạnh ngắn ô chữ nhật : tỷ số cạnh dài cạnh ngắn -Tính tốn ví dụ bụng số Ứng suất pháp mép nén bụng dầm b M ( ) yb Jx = -Ứng suất pháp trung bình bụng dầm b Q hb b = - Ứng suất pháp tới hạn -Ứng suất tiếp tới hạn: Ta có: Kết tính tốn ghi bảng Bảng ô d (cm) M (KNm) 145 2628.47 145 Q (KN) 101.0 303.1 2330.33 b σth yb(-) (cm) (daN/2) 61.54 1058.1 87.12 2270.82 61.54 939.28 261.37 2270.82 σb SVTH :Vũ Kim Chung 52C-TL1 (daN/cm2 (daN/cm2 ) ) ́́ μ 1.0 1.0 (daN/cm2 ) Hệ số K 653.08 0.48 653.08 0.58 th Trang :22 Đồ án môn học Kết cấu thép 129 1769.84 100 888.00 515.4 737.7 GVHD:TS Vũ Hoàng Hưng 54.32 801.43 499.45 2869.1 41.38 514.92 922.2 4774.4 1.2 1.3 703.74 0,76 1133.61 0.82 Ghi chú: yb xem hình Từ bảng kết bảng ta thấy: + Ơ bụng số có K0.72, nên hai ô ổn định cục Biện pháp xử lý: gia cố thêm sườn đứng vị trí bụng Tính tốn giàn chịu trọng lượng Sơ đồ hình học giàn chịu trọng lượng xem hình 15 Vì dầm có chiều cao thay đổi nên giàn chịu trọng lượng giàn gãy khúc Để đơn giản cho việc tính tốn ta coi giàn phẳng có nhịp tính tốn nhịp tính tốn dầm a) Xác định trọng lượng cửa van: Giàn chịu trọng lượng cửa van chịu ½ trọng lượng thân cửa van đưa mắt dàn, gối tựa dàn vị trí cột biên Sơ đồ tính tốn hình vẽ sau: 0,5.Pm Pm Lf = 3150 G Pm R=2.Pm L = 12600 0,5.Pm Pm R=2.Pm Hình 10 Ta có: đó: Pm 0,5.G 0,5.G B L n G 0, 55 F F SVTH :Vũ Kim Chung 52C-TL1 Trang :23 Đồ án môn học Kết cấu thép GVHD:TS Vũ Hồng Hưng F – diện tích chịu áp lực nước cửa van (m2) n – số khoảng mắt dàn G 0,55 �(12 �7) � 12 �7 423.43( kN ) � Pm 0,5.G 0.5 �423.43 52.93(kN ) n - Hai mắt giàn mắt chịu lực Pm/2 =26.465 (kN) - Các mắt giàn chịu lực Pm = 53.93 (kN) b Tìm nội lực giàn Sử dụng phần mềm Sap2000 để tính tốn nội lực giàn: - Kết thể bảng sau, tính đối xứng kết cấu lực nên ta xét nửa giàn: Bảng Ký hiệu Chiều dài SVTH :Vũ Kim Chung 52C-TL1 Nội lực Trạng thái Trang :24 Đồ án môn học Kết cấu thép giàn 01 12 27 78 89 90 08 17 18 (cm) 315 315 374 315 315 374 489 489 374 GVHD:TS Vũ Hoàng Hưng (KN) 64.67 87.31 50.63 32.36 32.36 103.11 96.67 31.54 75.13 nội lực Chịu nén Chịu nén Chịu nén Chịu kéo Chịu nén Chịu nén Chịu kéo Chịu kéo Chịu nén Các cánh cánh thực tế cánh chịu kéo dầm nên khơng cần phải tính tốn Các bụng xiên lựa chọn loại tiết diện, lựa chọn có nội lực lớn để tính tốn Các bụng xiên làm từ thép góc đơn có số hiệu mặt cắt ngang lớn L60x6 Các bụng đứng đồng thời cánh hạ dàn ngang nên cần phải kiểm tra ứng suất tổng chịu áp lực nước trọng lượng thân c Chọn tiết diện xiên có nội lực lớn - Từ bảng tính nội lực ta thấy xiên 08 chịu kéo lớn N = 96.67 kN ; l = 489 cm N 9667 4.52(cm ) - Diện tích yêu cầu : Fyc = mR 1.1.2140 Chọn tiết diện theo điều kiện cấu tạo với thép góc L cạnh : L63x6 - Các đặc trưng hình học: F1 = 7,28 cm2; rmin = ryo =1,25cm - Kiểm tra tiết diện chọn: Kiểm tra độ bền: N 9667 1327.88(daN / cm ) R 2140( daN / cm2 ) Fth 7, 28 Kiểm tra độ cứng: m· lox 489 391.2 rmin 1, 25 max 391.2 gh 400 Vậy tiết diện chọn đảm bảo điều kiện chịu lực d Kiểm tra đọ bền bụng đứng SVTH :Vũ Kim Chung 52C-TL1 Trang :25 Đồ án môn học Kết cấu thép GVHD:TS Vũ Hoàng Hưng Thanh 18 27 vừa đứng dàn chịu trọng lượng vừa cánh hạ giàn ngang Nhưng dấu nội lực có dấu ngược nên khơng cần kiểm tra tiếp Tính trụ biên Trụ biên chịu kéo đồng thời chịu uốn nên tính kéo lệch tâm (Hình 7.16) Chọn tiết diện chữ I Chiều cao bụng trụ biên lấy chiều cao bụng dầm đầu dầm Bề rộng cánh chọn đủ để bố trí bánh xe chịu lực, chọn bc 40cm Chiều dày cánh chiều dày cánh dầm Đường hàn liên kết cánh bụng dày mm Kích thước tiết diện chọn: h 95cm; hb 87cm; bc 40cm; c 4cm; b 0,8cm 40 Xác định đặc trưng hình học: 40 �953 19.6 �873 Jx 1782361cm 12 12 J 1782361 � Wx x 37523.4cm h/2 95 / 870 F 2bc c hb b �40 �4 87 �0,8 389.6(cm ) 40 400 Hình 11 SVTH :Vũ Kim Chung 52C-TL1 Trang :26 GVHD:TS Vũ Hoàng Hưng 460 700 700 750 800 800 800 800 800 850 Đồ án môn học Kết cấu thép Tải trọng từ dầm phụ truyền lên trụ biên Pi phản lực dầm phụ truyền lên trụ biên (hình 7.17): Pi n hi atr ad B 2 n- hệ số vượt tải lấy 1,1 hi - khoảng cách từ mặt thoáng tới dầm xét atr , ad - Khoảng cách từ dầm xét tới dầm dầm B- nhịp dầm phụ (Khoảng cách từ trụ biên tới giàn ngang) Kết tính tốn ghi bảng 7.9 Qi: phản lực từ dầm truyền đến q tt L0 134.75 �12 808.5KN 2 G: trọng lượng thân cửa van: G 423.43KN Q1 Q2 SVTH :Vũ Kim Chung 52C-TL1 Trang :27 Đồ án mơn học Kết cấu thép GVHD:TS Vũ Hồng Hưng Ta có lực dọc trụ biên là: N 0,5G 211.715kN (chưa xét đến lực hút Ph lực ma sát Vi) Bảng Dầ m phụ Pi (kN) 5.59 18.56 30 63.9 70.0 76.7 30.1 Mômen lớn gối 1: M max 67,39 KNm Kiểm tra điều kiện cường độ N M max 21171.5 673900 72.3daN / cm �2140daN / cm F Wx 389.6 37523.4 Vậy trụ biên đảm bảo điều kiện cường độ Bộ phận gối đỡ Bánh xe chịu lực bố trí phía sau trụ biên, trụ biên lắp hai bánh xe chịu lực; hai dầm bố trí cách tổng áp lực nước nên ta bố trí bánh xe nằm sau dầm chính, hai bánh xe chịu lực nhau, (Hình 7.18) a Tính bề rộng đường kính bánh xe Bánh xe chế tạo từ thép đúc CT35, ứng suất cho phép 1500daN / cm - Chọn bề rộng bánh xe: Lx = 150 mm Tỷ số giữ bề rộng đường kính bánh xe lấy vào khoảng 3-5 - Đường kính bánh xe: Dx = 600 mm - Kiểm tra: max Lực tác dụng lên bánh xe: Px 536,197 KN ứng suất bánh xe: Pxmax [ ] L x D x 536,197.10 55,85daN / cm 1500daN / cm 2 160.600.10 SVTH :Vũ Kim Chung 52C-TL1 Trang :28 Đồ án môn học Kết cấu thép GVHD:TS Vũ Hồng Hưng b Tính tốn kích thước trục ớng bọc trục: Hình 19 - - ống bọc trục làm đồng có [ ]cbt = 250 daN/cm2 Khoảng cách hai đoạn ống bọc trục cách = 20 mm, chiều dài ống bọc trục c = 250 mm Trục bánh xe làm thép CT5 có đường kính d = 150 mm ứng suất cho phép thép CT5: [ ] = 1200 daN/cm2 [ ] = 750 daN/cm2 - [ ]cbt = 950 daN/cm2 Kiểm tra ứng suất cục tiếp xúc trục ống bọc trục: Px 536,197.10 142,99daN / cm obt 950daN / cm 2 d c 150.250.10 q=Px/c 30 c/2=125 20 c/2 L = 330 d Px/2 Mmax = 40 kNm SVTH :Vũ Kim Chung 52C-TL1 Trang :29 30 Đồ án môn học Kết cấu thép GVHD:TS Vũ Hồng Hưng Hình 12 - Kiểm tra ứng suất ép cục tiếp xúc trục thép gối tựa trục hai đầu trục Bề dày thép cố định đầu trục = 10 mm 0,5 Px 0,5.536,197.10 893,66daN / cm 950daN / cm 2 d 150.2.10.10 - Kiểm tra ứng suất trục : q 2144,788KN / m Qmax 268,1KN M max 40KNm + ứng suất pháp: M 40.10 1185 daN / cm 1200daN / cm 3 0,1.d 0,1.15 + ứng suất tiếp: Q 4 268,1.10 202daN / cm 750daN / cm 0,7854.d 0,7854.15 c Bánh xe ngược hướng bánh xe bên (Hình 7.20) Bánh xe ngược hướng bánh xe bên làm cao su đúc (đôi làm thép) có đường kính 200mm trục bánh xe có đường kính d = 40 mm Vật chắn nước phận cố định - Vật chắn nước hai bên làm cao su đúc.(Hình 7.21) Vật chắn nước đáy làm gỗ, kích thước gỗ có chiều rộng chiều cao thép chữ C dầm đáy dùng bulong có đường kính 18 mm liên kết chặt với dầm đáy, khoảng cách bu lông dọc theo dầm đáy 500 mm SVTH :Vũ Kim Chung 52C-TL1 Trang :30