Nghiên cứu ảnh hưởng của liên kết nửa cứng đến trạng thái ứng suất và biến dạng của cửa van hình cung
MỤC LỤC
MO DAU
Chính vì vậy “Nghién cứu ảnh hưởng của liên kết mita cứng đến trang thái ứng suất và biển dạng của cửa van hình cùng” dé đảm bao được cường, độ và ôn định cũng như biển dạng của các thành phần kết cấu và của toàn cửa van khi đưa vào vận hành là rất thiết thực, mang lại hiệu quả kinh tế đáng kế như giảm nhẹ trong lượng bản thân cửa van, tăng cứng chống biển dạng hoặc chuyển vị cho cửa van, tạo điều kiện thuận lợi cũng như giảm chỉ phi cho công tác vận hành và tăng tuổi thọ cửa van. Sau khi có phan lực gối bản lề tinh lực ma sát Fy (có thé gan Fy vào kết cấu van thông qua. mômen uốn do Fy sinh ra đối với tâm O) và tiễn hành giải lại, do ảnh hướng của Fr không lớn, nên không cần thiết phải giải lặp nhiều lần.
8 LGF
Vecto tải trọng E. của siêu phần tử dam trong hệ toa độ địa phương
'Vectơ tải E, của siêu phần tử dim trong hệ tọa độ tổng thé cũng được xác định từ veetơ tải F, của siêu phần tử dim trong hệ tọa độ địa phương nhờ phép biển đổi tọa độ sau. Một cách xác định đặc trừng cơ học của liên kết dằm-cột bing việc phân tích biến dang và phá hoại của các phân tố được nối trong liên kết đã được tác giả [6] đề cập sau đây. ‘Theo phương pháp tổ hop, khả năng chịu lực và biến dạng của các phan tổ trong liên kết dim-c6t phụ thuộc vào các phân tố trong cột, dim, bản bích và của các chỉ tiết liên kết.
Chẳng hạn, với liên kết dim - cột dùng ban bích mở rộng và bu lông, việc xác định các đặc trưng cơ học của liên kết thông qua việc phân tích chịu lực của tấm tổ hợp trong liên kết, được ký hiệu. (ove) Bung cớtchụ nên (ons) Bang ct chs cất. b) Mô hình cơ học của liên kết dằm-cột. Phương pháp tổ hợp áp dụng cho k hình được sử dụng. khá phổ biến trong khung thép đó là liên kết dằm-. t có bản bích mở rộng. cent ctb epb bt but. innin ews ewebfe. ©) Các công thức cơ bản xác định độ cứng thành phí. ~ Ban bụng cột chịu nến (Kev) Batol. Ag diện tích tiết diện bu lông,. Awc- điện tích kháng cat của tiết điện cột. E, G - môđun đàn hồi, môđun đàn hồi trượt của vật liệu thép và của. battep ba-vc, bay - bể rộng hiệu quả của bản bích, bụng cột chịu kéo, cánh cột. ddqc- bề rộng thông thủy của bản bụng cột. m, - khoảng cách trục bu lông đến vị trí khớp déo. mạ, - khoảng cách trục bulông đến vị trí khớp déo tương ứng với bụng. h.- cánh tay đòn chung của các hàng bulông. ts is lạ = hi day bản bung cột, cánh cột, mặt bích. a~ chiều cao tiết diện đường hàn. r- khi tiết điện cột là thép định hình. J2 - khi tiết diện cột là thép tổ hợp. ny Dm tons. ee “ftw te. 4) Xác định độ cứng góc xoay của nút liên kết đằm-cột.
"Trường hợp kết cấu có liên kết nửa cứng, chẳng hạn tại đầu j của phần tử thanh là liên kết nửa cúng có độ cứng xoay đổi với trục 3 là ku=459000rad/kNm, được tiến hành như sau: Chọn thanh cần gán liên kết.
PHAN TÍCH TRANG THAI UNG SUAT VÀ BIEN DANG CUA CUA VAN Cể LIEN KET NỬA CỨNG
(710mm, chiéu dày bản bụng 4=10mm, có phương của trục chính 2 theo phương bán kinh bản mặt, phía trên dầm chính trên có 2 dim phụ dọc, trong. khoảng dim chính trên và dim chính giữa đặt 4 dầm phụ dọc, trong khoảng. đầm chính giữa và dim chính dưới có 4 dim phụ đọc, phía dưới dầm chính. dưới dim phụ dọc. ‘Dim đứng tiết diện chữ T được ghép bằng thép tim có chiều cao thay. đồi tại đầu van và trong nhịp có chiều cao thay đổi. Dim chính ti diện chit I có hai trục đối xứng ghép bằng thép tim,. a) Dâm đứng tại vị trí đầu van và trong nhịp. b) Dam đứng tại vị tri càng van. ©) Dầm chính trên và dưới. 2) Mé hình hoá kết cẫu van cung. ~ Bản mặt được mô hình hoá bằng phần tử Shell hình chữ nhật, theo phương đứng có 16 phần tử, theo phương ngang có 28 phần tử, có chiều day. Dim đứng được mô hình hóa bằng phân tử Shells, đầm đứng tại càng van có chiều cao tai vi trí dim chính bằng chiều cao dim.
~ Để khi hiển thi các phần tử thanh của mô hình tính toán theo hình không gian (Extrude View) các thanh không chồng lên nhau tại nút giao nhau giữa thanh, chọn các thanh giằng và sử dụng chức năng Insertion Point và chọn đoạn rút ngắn thích hợp theo phương đọc thanh tại 2 đầu thanh và. ~ Biểu đồ áp lực thuỷ tĩnh thượng lưu va hạ lưu tác dụng lên nửa phải ban mặt van được biểu thị bằng phổ mẫu cho ở hình 4.10. ~ Tổng áp lực nước tác dung lên cửa van cung xác định bing phần mém SAP2000 theo mô hình tính toán đã xây đựng ở trên thé hiện ti ng kết quá tính.
Kết qua tính toán giữa hai cách tinh chênh nhau không đáng kể, mô hình hóa kết cấu van ở trên có di độ tin cậy.
270 06805 | -IAAM| 3.576 | 20768
Kết quả tính toán chuyển vị và nội lực của dầm chính do tổ hợp tải trọng gồm trọng lượng bản thân cửa van và áp lực nước (DEAD+ALN):. Hình 4.19— Biéu dé phổ mau chuyển vị của dầm chính. Chuyến vị của dầm chính. Dựa vào biểu đô phổ mau hình 4.19, chuyển vị dam chính giữa là lớn. Kết quả chuyển vj của dim chớnh giữa như sau:. Hình 4.20 - Biéu dé phố mau chuyển vị nửa bên phải của dim chính giữa. Bang 4.9 - Két qua tính toán chuyển vị tại một số nát của dim chính giữa. TABLE: Joint Displacements. .b, Ứng suất của đầm chính. ‘TABLE: Element Stresses - Area Shells. Kết quả tính toán nội lực và chuyển vị cửa van cung trong trường hợp cửa van bắt đầu dời ngưỡn|. 1) Tinh toán lực kéo van và trọng lượng cửu van. Giá trị lực kéo do áp lực nước rit nhỏ so với lực kéo toàn phần, niên mô hình tính toán trên hoàn toàn có thể chấp nhận và tin cậy được. Liên kết chân khung với dim chính bằng liên kết bu lông có mặt bích tông 800mm, dài 2200mm, dày 50mm, dùng 2 hàng bu lông mỗi hàng 10 bu lông có đường kính d=40mm, được mô hình hóa bằng liên kết nửa cứng chỉ cho chuyên vị góc với độ cứng xoay Kạ=3.5xI0'kNm/rad được tính theo.
Kết quả tinh toán áp lực nước tác dụng lên cửa van bing công thức h và xác định bằng phần mềm SAP2000 chênh nhau không đáng kể,. Lực kéo van do áp lực nước gây ra z 0, tổng áp lực nước không đi qua trục quay van, do bản mặt van cung là mặt cung trong được mô hình hóa. 6, Mémen của cảng van trong TH cửa van liên kết nữa cứng nằm trên ngưỡng nhỏ hon rất nhiều so với TH cửa van liên kết cứng ( M3 liên kết nửa. Mômen của cảng van trong TH cửa van liên kết nửa cứng dời nguéng. liên kết cứng). KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ 1. Qua kết quả phân tích trạng thai ứng suất và bién dạng của cửa van. "hình cung nhịp lớn theo bai toán không gian, có liên kết cứng và liên kết nửa. cứng trong hai trường hợp cửa van nằm trên ngưỡng và cửa van bắt đầu rời. khỏi ngưỡng, tác giả rút ra một số kết luận sa. 1) Mô hình hóa cửa van cung có liên kết cứng va liên kết nữa cứng bằng phần mềm SAP2000 có độ tin cậy cao, phản ánh đúng trạng thái ứng. và biến dạng thực của cửa van. Đã xác định được trọng lượng bản thân,. vị tí trọng tâm van và lực kéo của xy lanh thủy lực, mà không cân phải ding công thức kinh nghiệm, nâng cao được độ cl xác của lời gi:. 2) Khi m6 hình hóa liên kết dầm chính va chân khung bằng liên kết nửa cứng có độ cứng xoay tương đối lớn với k,=3,5x10'kNmíradian (xem Phụ luc 1), vì trong trường hợp cụ thé nảy liên kết có kích thước lớn, mặt bích có bề rộng 800mm, có chiều dai bằng 2200mm, có chiều diy 60mm, dùng hai hang bu lông, mỗi hàng 10 bu lông có đường kính 40mm, nén không làm thay đổi nhiều chuyển vị và nội lực của khung chính; mặt khác do khung. chính van cùng không chịu tải trọng ngang và chân khung chủ yếu chịu lực đọc. 3) Tuy khơng làm tậy đổi nhiều về nội lực, nhưng liên kết nửa cứng.
Liên kết mia cứng giữa dim chính và chân làm giảm khả năng chịu nén của chân khung chính, vì vậy tác giả kiến nghị khi phân tích kết. ~ Nghiên cứu tối ưu hóa kết cấu hệ thanh (càng van và dim phụ) bing chức năng lựa chọn tôi ưu hóa kết cầu hệ thanh trong SAP2000. Nguyễn Hồng Sơn (2007), *Phân tích khung thép dạng thanh phẳng nửa cứng phi tuyển kể đến tính dẻo của vật liệu”, Luận văn.
