CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ CỬA VAN PHẲNG 2.1. Khái quát về cửa van phẳng
2.3. Cửa van phẳng nhịp lớn
2.3.1. Kết cấu van phẳng nhịp lớn
Kết cấu cửa van phẳng nhịp lớn thường dùng dầm chính kiểu giàn, giàn chính cửa van phẳng nhịp lớn thường dùng hiện nay có mấy loại sau đây:
1. Giàn chính có thanh cánh thượng lưu và hạ lưu có dạng cong và nằm trong cùng một mặt phẳng, nhưng kết cấu bản mặt lại phẳng như ở hình 2.11.
Hình 2.11 - Kết cấu giàn chính có thanh cánh cong một chiều
2. Giàn chính có thanh cánh thượng lưu và hạ lưu có dạng cong và nằm trong cùng một mặt phẳng, kết cấu bản mặt có dạng cong và được dỡ trực tiếp bởi thanh cánh thượng giàn chính như ở hình 2.12..
Hình 2.12 - Kết cấu giàn chính có thanh cánh cong một chiều
3. Giàn chính có kết cấu bản mặt có dạng phẳng kết hợp làm thanh cánh thượng lưu, còn thanh cánh hạ lưu có dạng cong một chiều hoặc hai chiều . Kết cấu có thanh cánh hạ cong lên phía trên như ở hình 2.13, do hiệu ứng vòm nên thanh cánh hạ giàn sinh nén do trong lượng bản thân van, do đó giảm được lực dọc trong thanh cánh hạ giàn khi chịu đồng thời áp lực nước và trong lượng bản thân cửa van.
Hình 2.13 - Kết cấu giàn chính có thanh cánh hạ cong hai chiều
Tiết diện các thanh giàn chính, giàn đứng trong cửa van nhịp lớn thường dùng thép ống tròn.
Kết cấu gối đỡ động của cửa van phẳng nhịp lớn ít khi dùng gối đỡ kiểu bánh xe, mà thường dùng gối đỡ kiểu trượt bằng chất dẻo, kết hợp làm vật chắn nước bên như ở hình 2.14.
Thiết bị đóng mở van nhịp lớn thường dùng xy lanh thủy lực.
Hình 2.14 - Gối đỡ kiểu trượt
2.3.2. Phân tích nội lực kết cấu van phẳng theo bài toán không gian bằng phần mềm SAP2000
Kết cấu cửa van phẳng là một kết cấu không gian chịu áp lực nước và trọng lượng bản thân van. Khi phân tích nội lực và biến dạng cửa van phẳng theo hệ phẳng như đã trình bày ở trên, đã đưa vào một số giả thiết gần đúng như các cấu kiện của cửa van làm việc độc lập, chưa xét được tác dụng tương hỗ giữa các bộ phận với nhau, tải trọng tác dụng lên dầm chỉ phụ thuộc vị trí của dầm, các gối tựa của dầm chính và dầm đứng coi là các gối tựa tập trung tại cánh hạ dầm, nên mô hình tính toán này chưa phản ánh được
trạng thái làm việc thực của cửa van, cho nên đối với cửa van nhịp lớn theo tiêu chuẩn thiết kế của nhiều nước cần tính toán kết cấu cửa van theo bài toán không gian .
Bản mặt van là một bản mỏng nên được mô hình hoá bằng các phần tử Shell. Dầm phụ dọc thường dùng mặt cắt chữ C, chữ I hoặc mặt cắt thanh mỏng hình thang được mô hình hoá bằng phần tử Frame. Dầm đứng có thể dùng kiểu dầm hoặc kiểu giàn, khi dầm đứng có chiều cao lớn. có mặt cắt thay đổi nên thường mô hình hoá bản bụng và bản cánh dầm bằng các phần tữ Shell. Khi dầm chính dùng kiểu giàn được mô hình hoá bằng phần tử Frame, cũng có thể mô hình hoá bằng các phần tử Shell, khi dầm chính dùng kiểu giàn, các thanh giàn thường được mô hình hóa bằng phần tử Frame Trụ biên thường có mặt cắt chữ I hoặc hình hộp chữ nhật có hai trục đối xứng, đối với cửa van lớn trụ biên dùng thép chữ I ghép hay tiết diện hộp chữ nhất được mô hình hoá bằng phần tử Shell. Các phần tử kết cấu van mô hình hoá bằng phần tử Frame, cần sử dụng chức năng Insection Points, để xét tới sự lệch trục của các thanh giàn, sẽ được trình bày trong chương 3 “ Giới thiệu phần mềm SAP2000 - Phân tích kết cấu van phẳng”..
Trọng lượng bản thân van G bằng tổng phản lực liên kết thẳng đứng ΣF3 do trọng lượng bản thân van (DEAD) sinh ra khi van đóng:
G = ΣF3
Tổng lực kéo T khi mở van bằng tổng phản lực liên kết của xy lanh thủy lực do trọng lượng bản thân van G, do áp lực nước ALN, do lực ma sát trong gối đỡ động TRxR, do lực ma sát của vật chắn nước FRsR, do lực hút tác dụng vào vật chắn nước đáy FRhRvà do khối lượng nước trên đỉnh van VRnR sinh ra:
T = ΣF3 (gội tựa đơn theo phương xy lanh thủy lực)
Trong đó trọng lượng bản thân van G chương trình tự động tính, không cần sử dụng các công thức kinh nghiệm (2.4) và (2.5), nên kết quả tính toán sát với trạng thái chịu lực thực tế hơn.
CHƯƠNG 3 – GIỚI THIỆU PHẦN MỀM SAP2000 – PHÂN TÍCH