thuyet minh tinh toan cua van cung

THUYẾT MINH TÍNH TOÁN CỬA VAN CUNG

TRƢỜNG HỢP ĐẶC BIỆT

Thuyết minh tính toán cửa van cung www.congtrinhthep.vn

2

MỤC LỤC

I.GIỚI THIỆU…………………………………………………………………………………..

Error! Bookmark not defined.

II.MÔ TẢ KẾT CẤU…………………………………………………………………… …… 2

III.CHẾ TẠO, ĐỐNG GÓI, VẬN CHUYỂN………………………………………………... 2

IV.TIÊU CHUẨN TÍNH TOÁN THIẾT KẾ, VẬT LIỆU VÀ ỨNG SUẤT CHO PHÉP….. 2

V.CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU…………………………………………………………………6

VI.CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ ………………………………………………………….…...6

VII .SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN ………………………………………………………………..……..7

VIII.TIẾT DIỆN MÔ HÌNH VÀ TÍNH TOÁN………………………………………………..8


3

II. MÔ TẢ KẾT CẤU

- Cửa van cung bao gồm: Dầm đứng, dầm ngang chính, dầm ngang phụ, càng van … - Độ ép chắn nuớc bên với thép không rỉ khe là 5mm, chắn nước đáy với ngưỡng là 5mm.

- Cửa van là một khối được liên kết với nhau bằng đường hàn liên tục và bu lông. Mối hàn dầm ngang chính, dầm đứng, tôn bưng, càng van, tai nâng là mối hàn cấp 1. Mối hàn còn lại

là cấp 2 và cấp 3. - Thép khe là thép tấm đảm bảo biên dạng chính xác cùng các dải thép không rỉ ở những vị trí tiếp xúc với chắn nước hoặc thanh tỳ. Thanh dẫn hướng được bố trí trên toàn bộ chiều

cao khe. III. CHẾ TẠO, ĐỐNG GÓI, VẬN CHUYỂN

- Cửa van được chế tạo theo điều kiện kỹ thuật. - Cửa van chế tạo tổ hợp thử tại nhà máy hoàn chỉnh trọn bộ sau đó đánh số, kiểm tra, đóng

gói và vận chuyển. - Thép khe được chế tạo thành từng mã tại nhà máy, kiểm tra đóng gói và vận chuyển ra công trường.

IV. TIÊU CHUẨN TÍNH TOÁN THIẾT KẾ, VẬT LIỆU VÀ ỨNG SUẤT CHO PHÉP

1. Tiêu chuẩn tính toán thiết kế.

- Các yếu tố tác động do áp lực nước:

Các yếu tố

Điều kiện vận hành bình

thường

(Tổ hợp cơ bản)

Điều kiện cực đoan

(Tổ hợp đặc biệt) Ghi chú

Cột nước tĩnh Cột nước tĩnh

Cột nước do sóng gió Cột nước do sóng gió

Cột nước do động đất

HỆ SỐ AN TOÀN K

Dạng ứng suất Tổ hợp cơ bản Tổ hợp đặc biệt Ghi chú

Ứng suất chính 0.5 0.85

Ứng suất chính và ứng suất cục

bộ 0.67 0.9

Ứng suất tiếp 0.57 0.57

Ứng suất cắt cho phép của vật liệu: [ ] = 0.57 [ ]u

Ứng suất ép mặt cho phép của vật liệu: [ ep]= b/( n. m) = b/(1.15*1.2) = b/1.38

Trong đó n = 1.15 là hệ số an toàn công trình

m = 1.2 là hệ số đồng đều vật liệu

[ ]u là ứng suất uốn cho phép của vật liệu.


4

2. Vật liệu.

- Thép tấm Q345B (tiêu chuẩn GB/T 1591 – 94).

- Thép tấm: SUS304 (tiêu chuẩn JIS 4303 – 91).

- Chốt, trục: 40X (tiêu chuẩn GOCT 4543).

- Thanh trượt: ACM-K-112 (tiêu chuẩn TYGM-015-84).

- Bu lông, đai ốc, vòng đệm và các chi tiết lắp ren khác:

+ Thép không rỉ: SUS304 (tiêu chuẩn JIS 4303 – 91).

- Thép hình: thép góc (tiêu chuẩn GOCT 8509 – 57).

- Que hàn và dây hàn:

+ E6016 (tiêu chuẩn AWS D1.1:2002).



hoặc các loại que hàn khác tương đương.

- Cao su chắn nước: Cao su sao vàng (theo ISO 9001).

- Sơn: Tiến hành sơn bảo vệ theo “Điều kiện kỹ thuật” .

Một số loại sơn:

+ INTERZINC 52, epoxy giầu kẽm màu xám.

+ INTERSEAL 670 HS, epoxy chịu nước màu nhũ.

+ INTERSEAL 670 HS epoxy màu đen.

+ Sơn epoxy giầu chất kẽm.

+ Sơn nhựa Bre epoxy.

+ Sơn epoxy matis.

+ Sơn phủ poliurethan màu sáng.

3. Ứng suất cho phép.

Vật liệu – Tiêu chuẩn Ký hiệu Giá trị Đơn vị

Thép tấm - Thép Q345B – GB/T 1591-94 (dày dưới 16mm)

Mô đun đàn hồi: E

2.1*105 MPa

Ứng suất bền: b 470 MPa

Ứng suất chảy: c 345 MPa

Ứng suất uốn cho phép: [ u] 173 MPa

Ứng suất cắt cho phép: [ ] 98 MPa

Ứng suất ép mặt cho phép : [sem] 231 MPa

Thép tấm - Thép Q345B - GB/T 1591-94 (dày 16 - 35mm)


2.1*105 MPa


5





Ứng suất ép mặt cho phép: [ em] 218 MPa

Thép tấm - Thép Q345B - GB/T 1591-94 (dày 35 - 50mm)


2.1*105 MPa

Ứng suất bền: b

470 MPa


Ứng suất uốn cho phép: [ u] 147.5 MPa



CT3 - ГОСТ380-88

Mô đun đàn hồi: E 2.1*105 MPa



Ứng suất cho phép của btông

M200: [ bt] 8.5 MPa




40X – GOCT 4543

Mô đun đàn hồi E 2.1*105 MPa

Ứng suất bền b 980 MPa

Ứng suất chảy c 785 MPa

Ứng suất uốn cho phép [ u] 526 MPa

Ứng suất cắt cho phép [ ] 300 MPa

Ứng suất ép mặt cho phép [ em] 735 MPa

SUS304 - JIS 4303 – 91

Mô đun đàn hồi E 2.1*105 MPa

Ứng suất bền b 520 MPa

Ứng suất chảy c 205 MPa

Ứng suất uốn cho phép [ u] 137 MPa

Ứng suất cắt cho phép [ ] 78 MPa


6

Ứng suất ép mặt cho phép [ em] 390 MPa

Độ cứng HB 215

ACM–K–112 - TYGM-015-84

Khối lượng riêng 1.16 T/m3

Ứng suất nén 130 MPa

Ứng suất chảy 80 MPa

Độ cứng 8 HB

Khả năng chịu lực 30 KN/cm

Độ va đập với t = 200C 10-4 (J/m2)

Que hàn thép Q345B: E6016, E7016 (tiêu chuẩn AWS D1.1:2002) hoặc tương đương

Que hàn thép không rỉ: E309 (tiêu chuẩn AWS D1.1:2002) hoặc tương đương

V. CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU.

Các thông số Giá trị Đơn vị

Mực nước dâng gia cường 178.51 m

Mực nước dâng bình thường 175.0 m

Cao trình đỉnh 180.0 m

Cao trình ngưỡng 160.05 m

Chiều cao thông thủy cửa van 15.476 m

Chiều rộng thông thủy cửa van 14.0 m

Cao trinh tâm xoay 168.2 m

Cao trình đặt xi lanh 175.4 m

VI. CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ .

Các thông số Giá trị Đơn vị

Cột nước tính toán trong trường hợp cơ bản (h) 15.2 m

Cột nước tính toán trong trường đặc biệt 18.5 m

Bán kính cong tôn bưng (R) 15.5 m

Bán kính điểm đặt lực nâng xi lanh (r) 14 m

Vị trí đặt lực nâng (theo phương ngang l01) 13.05 m

Vị trí đặt lực nâng (theo phương thẳng đứng hD1) 3.0 m

Vị trí trọng tâm (theo phương ngang l0G) 13.166 m

Vị trí trọng tâm (theo phương đứng hDG ) 7.76 m


7

Vị trí treo xi lanh (theo phương ngang l02 ) 4.81 m

Vị trí treo xi lanh (theo phương đứng hD2 ) 5.4 m

Vị trí tâm xoay đến đáy (theo phương ngang lD0) 13.157 m

Vị trí tâm xoay đến đáy (theo phương đứng hD0) 8.2 m

Góc 62.1540 độ

Góc 1 30.2140 độ

Góc 2 31.940 độ

Góc 3 58.060 độ

VII. SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN


8

VIII. TIẾT DIỆN MÔ HÌNH VÀ TÍNH TOÁN

1. Tôn bưng:

Th


9

2. Dầm đứng:

3. Dầm ngang phụ:

4. Dầm ngang chính:

TT TÊN BỘ PHẬN CHIỀU DÀY (mm)

1 Tôn bưng 18-14


1 Bụng dầm đứng 10

2 Cánh dầm đứng 14


1 Bụng dầm ngang phụ 10

2 Cánh dầm ngang phụ 12

T«n bng

Bông dÇm ®øng

C¸nh dÇm ®øng


10

5) Càng van :


1 Bụng dầm ngang chính 24

2 Cánh dầm ngang chính 30


1 Bụng càng van 26

2 Cánh càng van 30


11

Tt Chiều dày tôn Ƣs thép Th cơ bản(Ƣs cf) Th đặc biệt(Ƣs cf)

1 10 345 172.5 293.25

2 12 345 172.5 293.25

3 14 345 172.5 293.25

4 16 325 162.5 276.25

5 18 325 162.5 276.25

6 20 325 162.5 276.25

7 24 325 162.5 276.25

8 26 325 162.5 276.25

9 30 325 162.5 276.25


12

MÔ HÌNH DỰNG TRONG PHẦN MỀM PHẦN ANSYS

Hình 1: Mô hình dựng trong ANSYS


13

Hình 2: Mô hình dựng trong ANSYS


14

Hình 3: Chia lưới mô hình


15

Hình 4: Áp lực nước lên tôn bưng (18,6m)


16

1.Khai thác kết quả :

a. Kết quả ứng suất tôn bưng = 18mm

Hình 5: Trường ứng suất Sx =21,7 MPa


17

Hình 6: Trường ứng suất Sy = 90,1 MPa


18

Hình 7: Trường ứng suất Sz = 95 MPa


19

Hình 8: Trường ứng suất von Mises = 97,5 MPa


20

b. Kết quả ứng suất tôn bưng = 14mm

Hình 9: Trường ứng suất Sx = 11 MPa


21

Hình 10: Trường ứng suất Sy = 142,6 MPa


22

Hình 11:Trường ứng suất Sz = 174,1 MPa


23

c) Tổng hợp tôn bưng



24

c)Tổng hợp tôn bưng

Hình 13: Trường ứng suất Sx = 21,7 MPa


25

Hình 14: Trường ứng suất Sy = 142,6MPa


26

Hình 15: Trường ứng suất Sz = 174 MPa


27

Kết luận : Tôn bưng thiết kế đạt yêu cầu.



28

2) Khai thác kết quả dầm đứng:

a) Bụng dầm đứng:

Hình 17: Trường ứng suất von mises = 258.2 Mpa


29

Hình 18: Trường ứng suất Sx = 79 Mpa Hình 18: Trường ứng suất Sz = 105 Mpa


30



31

b) Cánh dầm đứng:

Hình 20: Trường ứng suất Sx = 57,3 Mpa


32

Hình 21: Trường ứng suất Sy = 107,1 Mpa


33

Hình 22: Trường ứng suất Sz = 262,9 Mpa


34

Hình 23: Trường ứng suất von Mises = 286,4 Mpa


35

Kết luận : Dầm đứng thiết kế đạt yêu cầu.

Hình 24: Trường ứng suất von mises = 286,4 Mpa


36

3) Khai thác kết quả dầm ngang phụ:

Hình 25: Trường ứng suất Sx = 53 Mpa


37

Hình 26:Trường ứng suất Sy = 50,3 Mpa


38

Hình 27: Trường ứng suất Sz = 31.2 Mpa


39

Kết luận : Dầm ngang phụ thiết kế đạt yêu cầu



40

4) Khai thác kết quả dầm ngang chính:

Hình 29: Trường ứng suất Sx = 201,8 Mpa


41

Hình 30: Trường ưng suất Sy = 208.1 Mpa


42



43

Kết luận : Dầm ngang chính thiết kế đạt yêu cầu



44

Kết luận : Dầm ngang chính thiết kế đạt yêu cầu



45

5) Càng van

Hình 34: Trường ứng suất Sx = 124.7 Mpa


46

Hình 35: Trường ứng suất Sy = 22.8 Mpa


47



48

Kết luận : Càng van thiết kế đạt yêu cầu



49

6) Khai thác kết quả chuyển vị:

Hình 38: Chuyển vị lớn nhất so với tâm xoay là 22,3 mm


50

Điểm dịch chuyển lớn nhất là vị trí đầu công xôn so với dầm ngang chính 1 là 22.36 mm

Kết luận : Chuyển vị của cửa van đạt yêu cầu

Hình 39: Trường chuyển vị

thuyet minh tinh toan cua van cung

Documents