Thiết kế tối ưu cửa van cung bằng phần mềm SAP2000 (Luận văn thạc sĩ file word)

Thiết kế tối ưu cửa van cung bằng phần mềm SAP2000 (Luận văn thạc sĩ file word)Thiết kế tối ưu cửa van cung bằng phần mềm SAP2000 (Luận văn thạc sĩ file word)Thiết kế tối ưu cửa van cung bằng phần mềm SAP2000 (Luận văn thạc sĩ file word)Thiết kế tối ưu cửa van cung bằng phần mềm SAP2000 (Luận văn thạc sĩ file word)Thiết kế tối ưu cửa van cung bằng phần mềm SAP2000 (Luận văn thạc sĩ file word)Thiết kế tối ưu cửa van cung bằng phần mềm SAP2000 (Luận văn thạc sĩ file word)Thiết kế tối ưu cửa van cung bằng phần mềm SAP2000 (Luận văn thạc sĩ file word)Thiết kế tối ưu cửa van cung bằng phần mềm SAP2000 (Luận văn thạc sĩ file word)Thiết kế tối ưu cửa van cung bằng phần mềm SAP2000 (Luận văn thạc sĩ file word)Thiết kế tối ưu cửa van cung bằng phần mềm SAP2000 (Luận văn thạc sĩ file word)Thiết kế tối ưu cửa van cung bằng phần mềm SAP2000 (Luận văn thạc sĩ file word)Thiết kế tối ưu cửa van cung bằng phần mềm SAP2000 (Luận văn thạc sĩ file word)Thiết kế tối ưu cửa van cung bằng phần mềm SAP2000 (Luận văn thạc sĩ file word)Thiết kế tối ưu cửa van cung bằng phần mềm SAP2000 (Luận văn thạc sĩ file word)Thiết kế tối ưu cửa van cung bằng phần mềm SAP2000 (Luận văn thạc sĩ file word)Thiết kế tối ưu cửa van cung bằng phần mềm SAP2000 (Luận văn thạc sĩ file word)Thiết kế tối ưu cửa van cung bằng phần mềm SAP2000 (Luận văn thạc sĩ file word)Thiết kế tối ưu cửa van cung bằng phần mềm SAP2000 (Luận văn thạc sĩ file word)Thiết kế tối ưu cửa van cung bằng phần mềm SAP2000 (Luận văn thạc sĩ file word)Thiết kế tối ưu cửa van cung bằng phần mềm SAP2000 (Luận văn thạc sĩ file word)Thiết kế tối ưu cửa van cung bằng phần mềm SAP2000 (Luận văn thạc sĩ file word)Thiết kế tối ưu cửa van cung bằng phần mềm SAP2000 (Luận văn thạc sĩ file word)Thiết kế tối ưu cửa van cung bằng phần mềm SAP2000 (Luận văn thạc sĩ file word)Thiết kế tối ưu cửa van cung bằng phần mềm SAP2000 (Luận văn thạc sĩ file word)Thiết kế tối ưu cửa van cung bằng phần mềm SAP2000 (Luận văn thạc sĩ file word)Thiết kế tối ưu cửa van cung bằng phần mềm SAP2000 (Luận văn thạc sĩ file word)Thiết kế tối ưu cửa van cung bằng phần mềm SAP2000 (Luận văn thạc sĩ file word)Thiết kế tối ưu cửa van cung bằng phần mềm SAP2000 (Luận văn thạc sĩ file word)Thiết kế tối ưu cửa van cung bằng phần mềm SAP2000 (Luận văn thạc sĩ file word)

LỜI CẢM ƠN Với giúp đỡ phòng Đào tạo Đại học Sau Đại học, Khoa Cơng trình trường Đại học thuỷlợi, thầy cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp giađình, đến Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật với đề tài: “Thiết kế tối ưu cửa van cung phần mềm SAP2000” hoàn thành Tác giả xin tỏ lòng biết ơn chân thành đến quan đơn vị cá nhân truyền đạt kiến thức, cho phép sử dụng tài liệu công bố Đặc biệt tác giả xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Vũ Thành Hải người trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tận tình cho tác giả trình thực luận văn Với thời gian trình độ cịn hạn chế, luận văn khơng thể tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận bảo đóng góp ý kiến thầy giáo, Quý vị quan tâm bạn bè đồng nghiệp Luận văn hồn thành Khoa Cơng trình, Trường Đại học Thủy lợi Hà Nội, 12 tháng 03 năm 2015 Tác giả luận văn VŨ HẢI AN LỜI CAM ĐOAN Tên tác giả: Vũ Hải An Học viên cao học CH19C12 Người hướng dẫn: PGS.TS.Vũ Thành Hải Tên đề tài Luận văn:“Thiết kế tối ưu cửa van cung phần mềm SAP2000" Tôi xin cam đoan rằng, số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa sử dụng để bảo vệ học vị Các thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày 12 tháng 03 năm 2015 TÁC GIẢ VŨ HẢI AN MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài: Mục đích đè tài: .1 Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu Kết nghiên cứu dự kiến đạt CHƯƠNG - TỔNG QUAN VỀ CỬA VAN HÌNH CUNG 1.1 Khái quát cửa van hình cung 1.1.1 Khái niệm phân loại 1.1.2 Một số nguyên tắc bố trí cấu tạo .4 1.1.3 Hình thức cửa van thường dùng 1.1.4 Phạm vi ứng dụng 1.2 Bố trí kết cấu xác định kích thước chủ yếu cửa van 10 1.2.1 Cấu tạo chung kết cấu cửa van .10 1.2.2 Chọn sơ hình thức, vị trí kích thước phận cửa van cung .10 1.3 Tính tốn kết cấu cửa van cung .16 1.3.1 Tính toán cửa van cung theo hệ phẳng 16 1.3.2 Phân tích cửa van theo tốn khơng gian 24 CHƯƠNG – THIẾT KẾ TỐI ƯU KẾT CẤU THÉP HỆ THANH BẰNG PHẦN MỀM SAP2000 32 2.1 Khái quát phương pháp phần tử hữu hạn 31 2.1.1 Khái niệm thiết kế tối ưu kết cấu .32 2.1.2 Hàm mục tiêu ràng buộc 32 2.1.3 Phương pháp giải: .35 2.1.4 Bài toán tối ưu kết cấu hệ giai đoạn đàn hồi 35 2.1.5 Bài toán tối ưu kết cấu hệ giai đoạn chảy dẻo 38 2.2.Khái quát phần mềm SAP2000 2.2.1 Khái quát phần mềm SAP2000 41 2.2.2 Một vài điểm cần ý sử dụng phần mềm SAP2000 phân tích trạng thái ứng suất biến dạng cửa van 42 2.2.3 Các bước tính tốn kết cấu cửa van SAP2000 47 2.3 Thiết kế tối ưu kết cấu SAP2000 48 2.3.1 Phương pháp thiết kế tối ưu kết cấu SAP2000 48 2.3.2 Các bước tính tốn tối ưu kết cấu dầm khung 48 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ TỐI ƯU CỬA VAN CUNG TRONG CƠNG TRÌNH HỒ CHỨA NƯỚC CỬA TIỂU TP.HỒ CHÍ MINH 58 3.1 Giới thiệu cơng trình 58 3.1.1 Quy mô công trình .58 3.1.2 Cửa van cung .58 3.1.3 Số liệu tính toán trường hợp nghiên cứu 59 3.2 Phân tích kết cấu van cung theo tốn khơng gian phần mềm SAP2000 59 3.2.1 Mô tả kết cấu cửa van 59 3.2.2 Mơ hình hóa kết cấu cửa van cung phần mềm SAP2000 .62 3.2.3 Định nghĩa tiết diện tự động thiết kế tối ưu 66 3.2.4 Phân tích kết cấu van cung theo tốn khơng gian 69 KẾT LUẬN 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO 86 DANH MỤC BẢNG Bảng – Giá trị góc α góc θ 64 Bảng - Hệ số ứng suất dầm phụ dọc 70 Bảng 3 -Hệ số ứng suất giàn đứng thứ hai 71 Bảng 4- Hệ số ứng suất giàn biên van 72 Bảng 5- Hệ số ứng suất giàn 72 Bảng 6- Hệ số ứng suất giàn .73 Bảng 7– Chuyển vị nhịp giàn 73 Bảng 8– Chuyển vị nhịp giàn 75 Bảng 9– Chuyển vị nhịp giàn (A) .76 Bảng 10- Hệ số ứng suất dầm phụ dọc (A) 76 Bảng 11- Hệ số ứng suất giàn đứng thứ (A) .76 Bảng 12- Hệ số ứng suất giàn biên van (A) 77 Bảng 13- Hệ số ứng suất giàn (A) .77 Bảng 14– Chuyển vị nhịp giàn (B) 77 Bảng 15- Hệ số ứng suất dầm phụ dọc (B) 77 Bảng 16- Hệ số ứng suất giàn đứng thứ (B) .78 Bảng 17- Hệ số ứng suất giàn biên van (B) 78 Bảng 18- Hệ số ứng suất giàn (B) .78 Bảng 19– Trọng lượng thân van 80 Bảng 3.20– Lực kéo van 80 Bảng 3.21– Trọng lượng thân cửa van chưa thiết kế tối ưu 80 Bảng 3.22– Nội lực cánh hạ giàn 82 Bảng 3.23– Nội lực cánh hạ giàn .83 DANH MỤC HÌNH Hình 1 - Kết cấu cửa van hình cung hai khung chính, xiên Hình 2- Cửa van mặt Hình 3- Cửa van sâu Hình 4- Sơ đồ cấu tạo cửa van hình cung Hình 5- Gối quay cửa van cung; a) Gối nón cụt; b) Gối lề .5 Hình 6- Gối đỡ bên kiểu bánh xe kiểu trượt Hình 7- Cấu tạo kết cấu vật chắn nước bên đáy van cung Hình 8- Sơ đồ số hình thức bố trí tâm quay cửa van cung Hình 9- Các loại hình thức khung Hình 10- Các hình thức khe van Hình 11- Sơ đồ vị trí khung 11 Hình 12- Kết cấu cửa van hình cung dùng dầm đứng đặt sít 14 Hình 13- Sơ đồ xác định áp lực nước lên dầm .17 Hình 14- Sơ đồ áp lực nước lên cửa van mặt cửa van sâu 18 Hình 15- Sơ đồ tính tốn biểu đồ mômen uốn khung chân khớp 20 Hình 16- Sơ đồ tính tốn biểu đồ mơmen uốn khung chân ngàm 21 Hình 17- Sơ đồ tính tốn nội lực van 23 Hình 18- Sơ đồ xác định cánh tay đòn lực kéo van 23 Hình 19- Điều kiện biên trường hợp cửa van nằm ngưỡng 25 Hình 20- Điều kiện biên trường hợp máy nâng xi lanh thủy lực 26 Hình 21- Điều kiện biên nâng tời dây kéo tiếp tuyến với mặt 26 Hình 22- Điều kiện biên nâng tời phương dây kéo không tiếp tuyến với mặt 26 Hình 23- Sơ đồ kết cấu van cung ứng với trường hợp cửa van mở 27 Hình 1:Biểu đồ quan hệ diện tích tiết diện mơmen qn tính .34 Hình 2 Sơ đồ tính tốn 35 Hình Biểu đồ quan hệ xác định giá trị tối ưu toán 38 DANH MỤC HÌNH Hình Biểu đồ quan hệ trọng lượng đơn vị chiều dài mômen dẻo 38 Hình 5: Mơ hình dầm 39 Hình Biểu đồ xác định nghiệm tối ưu 41 Hình 7- Hệ tọa độ cục phần tử 43 Hình 8- Trục tọa độ cục phần tử 43 Hình 9- Hệ toạ độ cục phần tử vỏ 44 Hình 10- Quy ước dấu lực dọc mômen xoắn 44 Hình 11- Quy ước dấu lực cắt mômen uốn .45 Hình 12- Quy ước dấu nội lực vỏ 45 Hình 13 - Mơ hình hóa mặt dầm đứng 46 Hình 14- Quy ước điểm Insertion Points 46 Hình 15- Trình tự mơ hình hóa dầm phụ dọc 47 Hình 16- Mơ hình hóa cửa van cung phần mềm SAP2000 .47 Hình 1– Mặt cắt dọc cống ngăn triều 58 Hình 2- Bố trí tổng thể van cung thiết bị đóng mở .60 Hình 3- Kết cấu giàn đứng van cung 60 Hình 4- Kết cấu giàn 61 Hình 5- Kết cấu giàn chịu trọng lượng thân van 61 Hình – Vị trí mặt cắt ngang dầm phụ dọc 62 Hình 7– Vị trí mặt cắt ngang dầm phụ dọc 63 Hình 8– Giàn đứng van 65 Hình 9- Mơ hình hóa kết cấu van cung 66 Hình 10– Tiết diện chon tự động AUTO-FD dầm phụ dọc 68 Hình 11– Tiết diện chon tự động AUTO1-CH AUTO1-TB giàn 68 Hình 12– Tiết diện chon tự động AUTO2-TB AUTO2-CH giàn đứng 69 Hình 13– Tiết diện chon tự động AUTO3-CV van .69 Hình 14– Sơ đồ liên kết trường hợp cửa van nằm ngướng 70 Hình 15- Hệ số sử dụng vật liệu giàn biên gian đứng thứ hai 71 DANH MỤC HÌNH Hình 16- Mã phần tử ½ giàn phía trái 72 Hình 17- Mã phần tử ½ giàn phía trái .73 Hình 18– Sơ đồ liên kết van rời khỏi ngưỡng chuyển vị nhịp van 74 Hình 19– Auto Section Name dầm phụ đứng giàn .76 Hình 20– Lực kéo van xylanh thủy lực 80 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài: Cửa van phận quan trọng cơng trình thuỷ lợi - thủy điện, để khống chế mực nước điều tiết lưu lượng theo yêu cầu tháo nước thời kỳ khai thác khác Các cơng trình thủy lợi thủy điện phải sử dụng kết cấu Của van thường dùng cửa van phẳng cửa van cung Cửa van thường chế tạo thép cường độ cao phải sử dụng khối lượng thép lớn, để tiết kiệm thép giảm chi phí đầu tư, cần chọn kích thước phận cửa van đảm bảo khả chịu lực đồng thời có khối lượng nhỏ Đây toán tối ưu mặt trọng lượng, đối tượng nội dung nghiên cứu luận văn Mục đích đè tài: Chọn kích thước phận cửa van để trọng lượng cửa van nhỏ nhất, thỏa mãn điều kiện cường độ độ cứng, nhằm giảm chi phí cho cơng trình Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết kết hợp sử dụng phần mềm phân tích tối ưu hóa kết cấu phần mềm SAP2000 Kết nghiên cứu dự kiến đạt Sử dụng tốt phần mềm tính tốn tơi ưu hóa kết cấu Áp dụng tính tốn cho cửa van cung cơng trình cụ thể CHƯƠNG - TỔNG QUAN VỀ CỬA VAN HÌNH CUNG 1.1 Khái quát cửa van hình cung 1.1.1 Khái niệm phân loại Cửa van phận cơng trình thuỷlợi, dùng để khống chế mực nước điều tiết lưu lượng theo yêu cầu tháo nước thời kỳ khai thác khác Cửa van thường đóng mở tời xy lanh thủy lực Theo SAP2000 phân tích kết cấu cơng trình thủy lợi thủy điện, “Cửa van hình cung cửa van có mặt chịu áp lực nước dạng mặt cong, thường phần mặt trụ trịn nối với hai càng, đóng mở cửa van quay xung quanh trục quay cố định nằm ngang Cửa van hình cung thường dùng làm cửa xả lũ đập tràn” Hình dạng khơng gian phận kết cấu cửa van cung xiên cho hình 1.1 Hình 1 - Kết cấu cửa van hình cung hai khung chính, xiên Cửa van hình cung có hai loại cửa van mặt cửa van sâu, có cửa phụ khơng có cửa phụ đỉnh van Cửa van mặt cửa van có đỉnh cao cao trình mực nước thượng lưu (hình 1.2), cửa van sâu cửa van có đỉnh thấp cao trình mực nước thượng lưu (hình 1.3) Hình 17- Mã phần tử ½ giàn phía trái Bảng 6- Hệ số ứng suất giàn - Chuyển vị van: Chuyển vị nhịp dầm cửa van lượng thân áp lực nước với hệ số tải trọng lấy (TH2=DEAD+ALN) cho hình 3.14b bảng 3.7 Từ kết tính tốn cho thấy hạ giàn chọn kích thước nhỏ 1.AUIO4-70 (thép ống Φ700 dầy 25mm) hệ số ứng suất nhỏ, mặt ứng suất chọn nhỏ nữa, chuyển vị giàn xấp xỉ chuyến vị cho phép: ∆ = 0,052526m < =∆ L [ ] = 32 = 0,053m (3-1 600 no van nằm ngưỡng kết cấu van thỏa mãn điều kiện độ cứng Bảng 7– Chuyển vị nhịp giàn +Trường hợp cửa van bắt đầu dời khỏi ngưỡng Gán điều kiện biên cho trường hợp cửa van bắt đầu dời khỏi ngưỡng gồm hai liên kết khớp cố định cho quay quanh trục nằm ngang vị trí gối lề hai đầu van hai liên kết đơn theo phương xy lanh thủy lực hợp với đường nằm ngang góc α=18o, ta có sơ đồ tính tốn van hình 3.18a Hình 18– Sơ đồ liên kết van rời khỏi ngưỡng chuyển vị nhịp van Cho chạy chương trình, chạy chức thiết kế kết cấu thép theo tiêu chuẩn AISC-LRFD93 Hoa Kỳ hiển thị kết tính tốn Chuyển vị theo phương dịng chảy nhịp cánh giàn cho hình 3.18b bảng 3.8, từ điều kiện độ cứng ta có: ∆ 0,056166m > L =∆ [ ] = = 32 = 0,053m 600 no van bắt đầu dời khỏi ngưỡng kết cấu van khơng thỏa mãn điều độ cứng, cần tăng kích thước tiết diện cánh hạ bụng giàn Bảng 8– Chuyển vị nhịp giàn Chọn kích thước cuối kết cấu cửa van Để thuận tiện cho việc cung cấp vật liệu, chế tạo, lắp ráp đảm bảo điều kiện độ võng cửa van, ta chọn giàn có kích thước, giàn đứng có kích thước Các phận van chọn kích thước cuối sau: - Bản mặt: FD4 - Giàn chình: Thanh cánh hạ 1.CH1-85, bụng 1.TB4-30 - Giàn đứng biên: Thanh cánh hạ 2.CH-40, bụng đứng 2.KLT2, bụng xiên 2.TB-25 - Càng van: 4.CV-70 - Giàn chịu trọng lượng: Thanh bụng xiên 4.GTL-22 - Tai nan: TV-25 Trong Auto Section Name phận cửa van ta giữ lại tiết diện chọn trên, chẳng hạn với dầm phụ dọc, với cánh hạ giàn chính, bụng giàn hình 3.19 Hình 19– Auto Section Name dầm phụ đứng giàn Cho chạy chương trình, chạy chức thiết kế kết cấu thép xuất hệ số ứng suất, chuyển vị trọng lượng thân van ứng với kích thước phận vạn chọn lần cuối cùng, ta có kết tính tốn sau: Chuyển vị cánh hạ nhịp giàn tổ hợp tải trọng TH1 hệ số ứng suất dầm phụ dọc, giàn đứng, giàn biên, van giàn cửa van nằm ngưỡng (A) bắt đầu rời khỏi ngưỡng (B) cho ỏ bảng từ bảng 3.9 đến bảng 3.18 Trường hợp cửa van nằm ngưỡng (A) Bảng 9– Chuyển vị nhịp giàn (A) Bảng 10- Hệ số ứng suất dầm phụ dọc (A) Bảng 11- Hệ số ứng suất giàn đứng thứ (A) Bảng 12- Hệ số ứng suất giàn biên van (A) Bảng 13- Hệ số ứng suất giàn (A) Trường hợp cửa van vừa dời khỏi ngưỡng (B) Bảng 14– Chuyển vị nhịp giàn (B) Bảng 15- Hệ số ứng suất dầm phụ dọc (B) Bảng 16- Hệ số ứng suất giàn đứng thứ (B) Bảng 17- Hệ số ứng suất giàn biên van (B) Bảng 18- Hệ số ứng suất giàn (B) Theo kết tính tốn phận cửa van có hệ số ứng suất có k < 0.95 chuyển vị lớn nhịp dầm nhỏ chuyển vị cho phép van nằm ngưỡng van vừa dời khỏi ngưỡng: ∆max=max(0,052526; 0,04877) = 0,052526m < [∆] = L 32 n o = 600 = 0,053m Vậy kết cấu cửa van chọn đủ khả chịu lực, trọng lượng thân cửa van G(kN) = ΣF3 = 2138,056kN cho bảng 3.19 Bảng 19– Trọng lượng thân van Lực kéo của xy lanh thủy lực T=1829,687kN cho hình 3.20 bảng 3.20 xét mômen cản trọng lượng thân van (DEAD), chưa xét lực cản ma sát vật chắn nước với trụ pin, lực ma sát gối lề, bỏ qua lực đẩy cửa van Trong bảng 3.20 lực kéo mômen cản ALN 1,268kN (không không), mặt mơ hình hóa mặt trụ gấp khúc, nên phương tổng áp lực nước tác dụng lên cửa van không qua trục gối lề Bảng 3.20– Lực kéo van Hình 20– Lực kéo van xylanh thủy lực 3.2.5 Trọng lượng thân cửa van chưa thiết kế tối ưu theo kích thước mơ tả Bảng 3.21– Trọng lượng thân cửa van chưa thiết kế tối ưu TABLE: Joint Reactions Joint OutputCase CaseType F1 F2 F3 M1 M2 M3 Text Text Text KN KN KN DEAD LinStatic 0 1337 0 104 DEAD LinStatic 0 1331.1 0 KN-m KN-m KN-m G1(KN) = 2668.1 So sánh trọng lượng thân cửa van trường hợp thiết kế tối ưu chưa thiết kế tối ưu Nhận thấy G1>G Xét tỷ số G1 − G 2668.1 − 2138.056 x100 = 19.87% G1 = 2668.1 3.2.6 Xét đến ảnh hưởng lực đẩy nội lực cửa van Cơng trình có mực nước thượng lưu mực nước hạ lưu hay nói khác phần cơng trình chìm nước sinh lực đẩy thể tích khối nước cửa van chiếm chỗ Đơn giản cho tính tốn luận văn xét tới lực đẩy tác dụng vào cánh hạ giàn cánh hạ giàn tích lớn ( đường kính Φ85) Áp lực đẩy : q= γF= γ πd Trong q: Áp lực (KN/m) γ: Trọng lượng riêng thép F: Tiết diện thép (m2) Nghiên cứu nội lực cánh hạ giàn trường hợp tổ tải trọng TH1= DEAD + ALN + LDN TH2= DEAD + ALN Xác định ảnh hưởng đến nội lực cánh hạ giàn cánh hạ giàn trường hợp có lực đẩy hình 3.21 Hình 21– Biểu đồ nội lực cánh hạ giàn Bảng 3.22– Nội lực cánh hạ giàn TABLE: Element Forces - Frames Frame Station OutputCase P V2 V3 T M2 M3 KN KN KN KN-m KN-m KN-m Text m Text 186 LUC DAY NOI 1134 83.012 -5.454 -28.91 34.349 -43.29 186 0.5 LUC DAY NOI 1134 63.418 -5.454 -28.91 37.076 186 LUC DAY NOI 1134 43.825 -5.454 -28.91 39.803 -106.7 186 1.5 LUC DAY NOI 1134 24.231 -5.454 -28.91 186 LUC DAY NOI 1134 186 2.5 LUC DAY NOI 1134 -14.96 -5.454 -28.91 47.984 -128.4 186 LUC DAY NOI 1134 -34.55 -5.454 -28.91 50.711 186 3.5 LUC DAY NOI 1134 -54.14 -5.454 -28.91 53.438 -93.81 186 LUC DAY NOI 1134 -73.74 -5.454 -28.91 56.165 -61.84 4.638 42.53 -79.9 -123.7 -5.454 -28.91 45.257 -130.9 -116 Bảng 3.23– Nội lực cánh hạ giàn TABLE: Element Forces - Frames Frame Station OutputCase P V2 V3 T M2 M3 KN KN KN KN-m KN-m KN-m Text m Text 179 LUC DAY NOI -1167.6 71.995 -8.804 31.22 -80.57 -72.692 179 0.5 LUC DAY NOI -1167.6 179 LUC DAY NOI -1167.6 32.808 -8.804 31.22 -71.77 -125.09 179 1.5 LUC DAY NOI -1167.6 13.215 -8.804 31.22 -67.37 179 LUC DAY NOI -1167.6 -6.379 -8.804 31.22 -62.97 -138.31 179 2.5 LUC DAY NOI -1167.6 -25.97 -8.804 31.22 -58.56 -130.22 179 LUC DAY NOI -1167.6 -45.57 -8.804 31.22 -54.16 -112.34 179 3.5 LUC DAY NOI -1167.6 -65.16 -8.804 31.22 -49.76 -84.654 179 LUC DAY NOI -1167.6 -84.75 -8.804 31.22 -45.36 -47.176 52.402 -8.804 31.22 -76.17 -103.79 -136.6 Lực đẩy sinh lực dọc kéo cánh hạ giàn sinh lực dọc nén cánh hạ giàn có giá trị sau: P1 = 1134 KN P2= -1167,6 KN KẾT LUẬN CHƯƠNG Khối lượng sử dụng vật liệu định giá thành cơng trình Đối với cơng trình lớn phải sử dụng khối lượng vật liệu lớn có thép Thép vật liệu đắt nên giảm khối lượng giảm giá thành công trình mục tiêu thiết kế tối ưu Trong trường hợp cụ thể cửa van không thiết kế tối ưu có trọng lượng G1= 2668,1 KN, thiết kế tối ưu trọng lượng phần mềm SAP2000 G= 2138,056 KN, dễ dàng nhận thấy trọng lượng cửa van thiết kế tối ưu giảm so với trọng lượng cửa van chưa thiết kế tối ưu, cụ thể giảm 19,87 % Khi xét tới lực đẩy Lực đẩy sinh lực kéo dọc cánh hạ giàn P1 = 1134 KN Sinh lực dọc nén cánh hạ giàn P2= -1167,6 KN Thanh cánh hạ giàn tác dụng áp lực nước trọng lượng thân sinh lực kéo dọc Thanh cánh hạ giàn sinh lực kéo dọc Nên tác dụng lực đẩy làm tăng lực dọc cánh hạ giàn làm giảm lực dọc cánh hạ giàn Sau thiết kế tối ưu tìm tiết diện hợp lý cần kiểm tra cửa van có xét tới lực đẩy KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I Kết luận Qua tính tốn thiết kế tối ưu cửa van cung phần mềm SAP2000, tác giả rút số kết luận sau: 1) Thiết kế tối ưu kết cấu cửa van cung nhịp lớn phần mềm SAP2000 giúp chọn kích thước phận cửa van để trọng lượng cửa van nhỏ nhất, thỏa mãn điều kiện cường độ độ cứng, nhằm giảm chi phí cho cơng trình 2) Đối với kết cấu cụ thể thiết kế tối ưu theo lý thuyết quy hoạch tốn học khơng giải được.Do sử dụng thiết kế tối ưu SAP2000 chọn dần, giải lập dần để chọn tiết diện phù hợp tức để có hệ số vật liệu xấp xỉ tận dụng hết khả làm việc Kiến nghị Đối với cơng trình lớn cần thiết kế tối ưu để giảm khối lượng vật liệu xây dựng, giúp giảm giá thành vốn đầu tư cơng trình Sử dụng phần mềm SAP dễ dàng cho việc tính tốn thiết kế tối ưu cho hệ Những tồn luận văn Do thời gian làm luân văn có hạn, nên luận văn số tồn cần tiếp tục nghiên cứu: - Nghiên cứu thiết kế tối ưu theo tiêu chuẩn Eurocode - Nghiên cứu thiết kế tối ưu theo tiêu chuẩn Trung Quốc - Kiểm tra kết cấu chọn theo TCVN *** TÀI LIỆU THAM KHẢO Phương pháp phần tử hữu hạn ứng dụng cơng trình, Nhà xuất Nơng nghiệp, Hà Nội, Nguyễn Xuân Bảo, Phạm Hồng Giang, Vũ Thành Hải, Nguyễn Văn Lệ năm 1983 Cơng trình thủy lợi – u cầu kỹ thuật thiết kế cửa van, khe van thép TCXDVN 8299-2009, NXB Xây dựng, Hà Nội, Bộ Xây dựng, năm 2009 Kết cấu thép, Bộ môn Kết cấu cơng trình – Trường đại học Thủy Lợi, Nhà xuất Nông Nghiệp, PGS.TS Vũ Thành Hải, ThS Trương Quốc Bình, ThS Vũ Hồng Hưng, năm 2006 SAP2000 phân tích kết cấu cơng trình thủy lợi thủy điện, NXB Xây dựng, Hà Nội, TS Vũ Hoàng Hưng, PGS.TS Vũ Thành Hải, PGS.TS Nguyễn Quang Hùng, TS Đào Văn Hưng, TS Cao Văn Mão, ThS Khúc Hồng Vân, năm 2012 ... cửa van 42 2.2.3 Các bước tính tốn kết cấu cửa van SAP2000 47 2.3 Thiết kế tối ưu kết cấu SAP2000 48 2.3.1 Phương pháp thiết kế tối ưu kết cấu SAP2000 48 2.3.2 Các bước tính tốn tối. .. chảy van đưa nước vào buồng âu, dùng van hình cung tốt van phẳng Khơng dùng cửa van hình cung làm cửa van sửa chữa, cửa van bảo hiểm cửa van thi cơng gối tựa cửa van cung cố định Cửa van cung. .. hình cung có hai loại cửa van mặt cửa van sâu, có cửa phụ khơng có cửa phụ đỉnh van Cửa van mặt cửa van có đỉnh cao cao trình mực nước thượng lưu (hình 1.2), cửa van sâu cửa van có đỉnh thấp cao