- Cao trỡnh sàn lắp mỏy là 143,5m
8.6.6.Phõn tớch nội lực và chuyển vị cửa van cung 1.Mụ hỡnh húa cửa van cung
2m 4m 2m
8.6.6.Phõn tớch nội lực và chuyển vị cửa van cung 1.Mụ hỡnh húa cửa van cung
8.6.6.1. Mụ hỡnh húa cửa van cung
- Chọn đơn vị kN,m
- Định nghĩa vật liệu thộp CT38 - Định nghĩa tiết diện dầm phụ dọc.
- Định nghĩa tiết diện thanh giằng, càng van.
- Định nghĩa tiết diện dầm chớnh, tiết diện khụng lăng trụ dầm đứng ( mụ hỡnh húa bằng phần tử Frames ).
- Định nghĩa phần tử shell bản mặt.
- Xỏc định vị trớ dầm phụ dọc và dầm chớnh, mụ hỡnh húa chỳng (hỡnh 8.23) - Mụ hỡnh húa bản mặt,dầm đứng trong nhịp : hỡnh 8.24.
- Mụ hỡnh húa chõn khung chớnh,thanh giằng: hỡnh 8.25. - Gỏn liờn kết gối bản lề .
- Định nghĩa tải trọng; Joint Pattens.
- Gỏn ỏp lực nước vào bản mặt với C=-10 , D =100.
Hỡnh 8.23. Mụ hỡnh dầm phụ và dầm chớnh cửa van
Hỡnh 8.25. Mụ hỡnh càng van
Hỡnh 8.23. Mụ hỡnh kết cấu cửa van cung
Hỡnh 8.24. Phổ màu ỏp lực nước tỏc dụng lờn bản mặt
8.6.6.2.Khai thỏc kết quả tớnh toỏn
- Gỏn liờn kết tại đỏy cỏc dầm đứng của cửa van vào đập tràn: khớp di động. - Tổ hợp tải trọng : TH1=DEAD + ALN
TH2=1,1DEAD + 1,2ALN - Chạy chương trỡnh.
- Kiểm tra độ tin cậy của mụ hỡnh :
Tổng ỏp lực nước tỏc dụng lờn của van cung xỏc định bằng phần mềm Sap2000 theo mụ hỡnh tớnh toỏn đó xõy dựng ở trờn, bằng tổng phản lực liờn kết tại cỏc gối tựa do ALN sinh ra: Chọn cỏc nỳt tại liờn kết dầm đứng và mặt tràn và 2 nỳt ở hai gối bản lề > Display > Show Table > chọn :
Bảng 8.6. Phản lực gối tựa TABLE: Joint Reactions
Joint OutputCase CaseType F1 F2 F3 M1
Text Text Text KN KN KN KN-m
21 ALN LinStatic 0 0 -82.684 0 119 ALN LinStatic 0 0 99.935 0 121 ALN LinStatic 0 0 -23.755 0 123 ALN LinStatic 0 0 99.935 0 125 ALN LinStatic 0 0 -82.684 0 126 ALN LinStatic -2004.451 303.264 -426.32 -0.1897 136 ALN LinStatic -2004.451 -303.264 -426.32 0.1897 Px= -4008.902 Pz= -841.893 Thành phần nằm ngang: Pn=∑F1= 4008,902 kN Thành phần thẳng đứng : Pđ =∑F3= 841,893 kN Tổng ỏp lực nước P= 2 2 4008,902 +841,893 = 4096,34kN ≈ Ptt= 4089,77 kN Mụ hỡnh đủ tin cậy.
- Hiển thị chuyển vị của cửa van: Display >Show Deformed > Combo name: TH1>OK
Hỡnh 8.25. Biểu đồ chuyển vị
Từ hỡnh 8.25 , chuyển vị ngang của cửa van theo phương dũng chảy, giỏ trị lớn nhất là U1=0,0067m tại điểm chớnh giữa đỉnh van.
- Phổ màu ứng suất bản mặt : hỡnh 8.26 và 8.27.
Ứng suất S11Top cú giỏ trị lớn nhất 19052,01kN/m2, ứng suất S22Top cú giỏ trị lớn nhất 23780,90 kN/m2.
S11Top S22Top Hỡnh 8.26. Phổ màu ứng suất S11, S22 bản mặt cửa van
- Biểu đồ nội lực dầm phụ ngang : hỡnh 8.1,8.2 -Phụ lục 8 Dầm phụ số 9 cú biểu đồ nội lực lớn nhất: Hỡnh 8.27
Hỡnh 8.27.Biểu đồ momen uốn và lực cắt của dầm phụ ngang số 10.
Giỏ trị momen lớn nhất của dầm phụ là 21,62 kN.m, tại vị trớ giữa dầm Md=19,16 kN.m. Giỏ trị tớnh toỏn bằng phương phỏp trạng thỏi giới hạn ở phần trờn là cho Mmax =38,66kN.m .
Phõn tớch kết quả :giỏ trị tớnh toỏn bằng Sap2000 cho giỏ trị nội lực tổng thể nhỏ hơn cũn giỏ trị nội lực tại những vị trớ liờn kết giữa dầm ngang và dầm đứng thỡ lớn hơn giỏ trị tớnh toỏn bằng phương phỏp trạng thỏi giới hạn.
Nguyờn nhõn : do khi tớnh toỏn theo phương phỏp trạng thỏi giới hạn, ta coi dầm phụ tựa trờn 2 gối là 2 dầm đứng, và là cỏc dầm đơn, độc lập nhau nờn cho giỏ trị nội lực trong dầm là lớn, đõy là cỏch tớnh thiờn về an toàn. Trong khi đấy, phần mềm Sap2000 lại tớnh đến sự tương tỏc giữa dầm phụ, dầm đứng và bản mặt nờn sẽ cho nội lực tổng thể nhỏ hơn, cũn nội lực cục bộ tại cỏc liờn kết lớn hơn.
Kết luận : kết quả tớnh toỏn đưa ra kớch thước dầm là chấp nhận được. - Biểu đồ nội lực dầm đứng : Hỡnh 8.3, 8.4, 8.5 phụ lục 8.
Giỏ trị momen uốn, lực cắt, lực dọc lớn nhất tại vị trớ dầm chớnh M3=275,49kN.m , V2=314,16 , P=-250,93kN.
Phõn tớch kết quả : Giỏ trị tớnh toỏn bằng phương phỏp trạng thỏi giới hạn ở phần trờn cho ta kết quả Mmax =408,44 kN.m , Qmax =327,32kN , giỏ trị này lớn hơn giỏ trị tớnh toỏn bằng phần mềm Sap2000 đưa ra. Nguyờn nhõn sự khỏc nhau đú do ta đó đơn giản húa sơ đồ tớnh toỏn, cho dầm đứng làm việc độc lập , cũn trong sơ đồ tớnh toỏn bằng phần mềm Sap2000 dầm đứng cựng với cỏc bộ phận khỏc của cửa van là 1 kết cấu thống nhất , nờn giỏ trị nội lực sẽ nhỏ hơn.
- Nội lực khung chớnh :Dầm chớnh dưới cú nội lực lớn hơn .
Biểu đồ nội lực dầm chớnh dưới:
Hỡnh 8.29. Biểu đồ momen dầm chớnh.
Hỡnh 8.30. Biểu đồ lực cắt dầm chớnh.
Giỏ trị nội lực lớn nhất trong dầm : momen uốn M3= 311,68kNm , lực cắt V2=276,31kN tại vị trớ chõn càng.
Biểu đồ nội lực của khung chớnh : hỡnh 8.31.
Chuyển vị và nội lực khung chớnh: khung chớnh dưới chịu lực lớn hơn khung trờn, chuyển vị lớn nhất tại giữa dầm U1=0.0029m cho ở hỡnh 8.31. Chõn khung 123
chớnh chịu lực dọc đồng thời chịu mụmen uốn, giỏ trị lớn nhất là : P = -1093,285kN, M3=30,755 kNm tại vị trớ giỏp dầm chớnh.
Hỡnh 8.31. Biểu đồ chuyển vị và momen uốn khung chớnh dưới.
Hỡnh 8.32. Biểu đồ lực cắt và lực dọc khung chớnh dưới.
Phõn tớch kết quả: Giỏ trị nội lực lớn nhất của dầm chớnh trong phần tớnh toỏn theo phương phỏp trạng thỏi giới hạn là : MBC = 508,69kN.m , Q= 522,64 kN ; tại mặt
Từ 2 kết quả phõn tớch nội lực này , thấy phần mềm Sap2000 đưa ra nội lực trờn dầm chớnh nhỏ hơn giỏ trị tớnh toỏn bằng phương phỏp trạng thỏi giới hạn, do khi tớnh toỏn ta đó giả thiết dầm chớnh như dầm đơn, chỉ chịu tải trọng phõn bố đều. Tuy nhiờn , phần mềm Sap2000 lại phõn tớch ra nội lực tại chõn càng lớn hơn, momen uốn tại mặt cắt chõn càng M3=30,755kNm > MCV=13,95kN.m . Điều này thể hiện phần mềm Sap2000 đó kể đến sự tương tỏc giữa dầm chớnh và chõn khung mà khi tớnh toỏn theo phương phỏp trạng thỏi giới hạn đó bỏ qua.
Kết luận : kết quả phõn tớch nội lực bằng phần mềm Sap2000 đưa ra được nội
lực tổng thể nhỏ hơn, cũn tại 1 số điểm liờn kết giữa cỏc phần tử ,cỏc bộ phận cửa van mà khi tớnh toỏn theo phương phỏp trạng thỏi giới hạn ta đó bỏ qua để đơn giản cho tớnh toỏn, tuy nhiờn kết quả chờnh lệch khụng nhiều. Kết quả tớnh toỏn bằng phương phỏp trạng thỏi giới hạn để đưa ra kớch thước cửa van như đó tớnh toỏn là chấp nhận được.