- Đắp đê quai bao quanh hố móng, bơm cạn nước và tiến hành công tác nạo vét, xử lắ nền và xây móng công trình.
CHUYÊN ĐỀ KỸ THUẬTBỐ TRÍ THÉP CHO TRỤ PIN TRÀN XẢ LŨ CÓ CỦA VAN
TRÀN XẢ LŨ CÓ CỦA VAN
9.1.Tắnh toán nội lực trụ pin tràn
9.1.1.Mục đắnh tắnh toán.
Trụ pin tràn xả lũ khoang có của van ngoài chức năng đỡ trọng lượng của cầu giao thông,cầu công tácẦcòn có nhiệm vụ quan trọng là nhận các lực từ cửa van tràn thông qua tai van và truyền xuống tràn xả lũ.Do đó ta tắnh toán xác định nội lực trong trụ pin ứng với các trường hợp làm việc khác nhau để từ đó tắnh toán bố trắ cốt thép, kiểm tra ổn định, sự hợp lý của các chi tiết.Kết cấu trụ pin đảm bảo điều kiện chịu lực và nứt trong giới hạn cho phép.Và trong mọi điều kiện thì trụ pin luôn làm việc ổn định.Vìthời gian có hạn nên trong chuyên đề em tắnh toán nội lực trụ pin tràn với 2 trường hợp:
-TH1:Mực nước hồ là MDBT, cửa van đóng, các thiết bị tiêu nước chống thấm làm việc bình thường.
-TH1:Mực nước hồ là MDBT,1 khoang tràn mở cửa van,2 khoang đóng, các thiết bị tiêu nước chống thấm làm việc bình thường.
9.1.2.Phương pháp tắnh toán
Hiện nay có 3 phương pháp tắnh nội lực: - Phương pháp sức bền vật liệu.
- Phương pháp đàn hồi.
- Phương pháp phần tử hữu hạn.
Nói chung khi tắnh nội lực theo phương pháp đàn hồi và phương pháp sức bền vật liệu có ưu điểm là tắnh toán đơn giản nhưng có nhược điểm là chưa xét đến tắnh liền khối của tràn và nói chung không chắnh xác.Phương pháp PTHH ngày nay được ứng dụng rất rộng rãi vì phương pháp này rất thuận tiện cho việc áp dụng máy tắnh điện tử, cho phép tắnh kết cấu với sơ đồ tắnh khá phức tạp, phản ánh tương đối chắnh xác tình hình làm việc thực của kết cấu. Phần mềm SAP2000 là một trong những phần mềm sử dụng phương pháp PTHH để tắnh toán cho kết quả rất sát với thực tế.
Vì vậy, trong chuyên đề này em sử dụng phần mềm SAP2000 để tắnh nội lực cho bản đáy tràn từ đó tắnh toán và bố trắ cốt thép.
Phương pháp phần tử hữu hạn.
Sự phát triển và ứng dụng rộng rãi của máy tắnh điện tử đã làm thay đổi sâu sắc cách xem xét và sử dụng các phương pháp tắnh toán kết cấu. Với công cụ máy tắnh điện tử người ta có thể chọn các thuật toán tổng quát, soạn thảo các chương trình mang tắnh tự động hoá cao, áp dụng cho một lớp các bài toán có chung tắnh chất chủ yếu. Một trong những phương pháp số sử dụng máy tắnh điện tử trong tắnh toán kết cấu hiện nay là phương pháp phần tử hữu hạn.
Trong phương pháp phần tử hữu hạn, vật thể liên tục được thay thế bằng một số hữu hạn các phần tử rời rạc có hình dạng đơn giản, có kắch thước càng nhỏ càng tốt nhưng hữu hạn. Chúng được nối với nhau ở một số điểm quy định gọi là nút. Các phần tử này vẫn giữ nguyên vật thể liên tục trong phạm vi mỗi nút nhưng do có hình dáng đơn giản và kắch thước bé nên cho phép nghiên cứu dễ dàng hơn dựa trên cơ sở quy luật về sự phân bố chuyển vị và nội lực.
Các đặc trưng cơ bản của mỗi phần tử được xác định và mô tả dưới dạng các ma trận độ cứng của phần tử. Các ma trận này dùng để ghép các phần lại thành một mô hình rời rạc hoá của kết cấu thực dưới dạng ma trận cứng của cả kết cấu.
Các tác động ngoài gây ra nội lực và chuyển vị của kết cấu được quy về các ứng lực tại các nút và được mô tả trong ma trận tải trọng nút. Các ẩn số cần tìm là các chuyển vị (hoặc nội lực) tại các nút được xác định trong ma trận chuyển vị nút (hoặc ma trận nội lực nút). Các ma trận độ cứng, ma trận tải trọng và ma trận chuyển vị nút được liên kết với nhau trong phương trình cân bằng theo quy luật tuyến tắnh hay phi tuyến tuỳ theo ứng xử của kết cấu và các tác động lên kết cấu. Như vậy, thuật toán phần tử hữu hạn được dựa trên sự nghiên cứu và xác lập các ma trận cơ bản cùng với quy luật liên hệ giữa các ma trận để phản ánh gần dúng các ứng xử thực tế của kết cấu và các tác động lên kết cấu.Hệ phương trình cơ bản của phương pháp phần tử hữu hạn có dạng như sau:
[K]. {∆} = {F} Trong đó:
- {∆}: véc tơ chuyển vị nút của toàn kết cấu - {F}: véc tơ ngoại lực nút.
Đây là phương trình cân bằng lực tại toàn bộ các nút của hệ. Sau khi xét điều kiện biên (nút có chuyển vị hoặc không chuyển vị đã biết trước) thì hệ này hoàn toàn có thể giải được. Kết quả giải hệ phương trình trên cho ta chuyển vị nút của toàn kết cấu ở hệ toạ độ chung, từ đó sẽ tìm ra chuyển vị nút của mỗi phần tử trong hệ toạ độ riêng của phần tử, sau đó sẽ xác định được nội lực, ứng suất, biến dạng của điểm bất kì trong phần tử.
Trình tự giải theo phương pháp này
Ớ Chia miền tắnh toán thành các miền con gọi là các miền con. Các phần tử này liên kết với nhau bởi các điểm nút bao quanh, các phần tử này có thể ở dạng thanh, phần tử phẳng hay phần tử khối.
Ớ Mỗi phần tử ta giả thiết một dạng phân bố xác định như: chuyển vị, hàm ứng suất, cả chuyển vị lẫn ứng suất. Trong đó ẩn chọn làm biến số cho hàm xấp xỉ là một hàm đa thức đa nguyên được biểu diễn dưới dang ma trận. Thông thường giả thiết hàm đó là hàm chuyển vị.
Ớ Thiết lập bài toán từ phương trình cơ bản: Dựa trên các nguyên lý biến phân cơ bản, trên cơ sở của nguyên lý biến phân này xác định phương trình tuyến tắnh AX=B. Ớ Giải bài toán tuyến tắnh để tìm các ẩn.
Ớ Sau khi tìm các ẩn, dựa vào các định lý cơ học sẽ tìm các thành phần khác của bài toán như: ứng suất, biến dạngẦ
Hiện nay có các phần mềm tắnh ứng suất biến dạng chuyển vịẦ như SAP, ANSYS, PLASIX, SIGMAẦ đều sử dụng phương pháp phàn tử hữu hạn, kết quả tương đối chắnh xác.
9.2.Xác định nội lực trụ pin bằng phần mền SAP2000.
