Tính bền cho cửa nổi dựa trên mô men uốn tại điểm giữa của phao và lực cắt tại hai đầu mố kê Cửa phao tựa lên trên hai mố đầu ụ chịu tải của toàn bộ khối lượng phao và lượng nước dằn tro
Trang 1Chương 13:
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ PHAO CỬA Ụ
3.2.1 Các thông số phao cửa ụ:
Chiều dài: L = 21,4 m
Chiều rộng: B = 2,2 m
Chiều cao: H = 6,65 m
Chiều chìm: T = 1,8 m
Lượng chiếm nước: D = 70 tấn
Dung tích toàn phần: V = 255 m3
3.2.2 Kết cấu phao:
Phao cửa ụ được đóng bằng thép đóng tàu có giới hạn bền
2400KG/cm2
Phao cửa ụ được đóng theo hệ thống kết cấu ngang với các cơ cấu dầm dọc, khoảng sườn thực là a = 500 mm
Qui cách các cơ cấu chính
Tôn boong S = 10mm
Tôn mạn vùng đáy S = 10mm
Trang 2 Tơn vùng cạnh S = 10mm
Tơn mạn giữa S = 8mm
Tơn đáy S = 10mm
Tơn vách dọc S = 8mm
Sống dọc boong L65x65x8
Sống dọc mạn T150x8/50x10
Sống dọc đáy L65x65x8
Sườn thường L65x65x8
Sườn khoẻ T150x8/50x10
Sườn đặt S = 8mm
Nẹp sườn đặt 10x8
3.2.3 Tính tốn bền cho phao cửa ụ:
KHOANG CHỨA NƯỚC
KHOANG KHÔ ĐỂ MÁY BƠM CẤP VÀ XẢ NƯỚC CỦA PHAO Mố đỡ đỉnh phao
Hình 3.6 Sơ đồ mặt đứng cửa phao
Trang 3Tính bền cho cửa nổi dựa trên mô men uốn tại điểm giữa của phao và lực cắt tại hai đầu mố kê
Cửa phao tựa lên trên hai mố đầu ụ chịu tải của toàn bộ khối lượng phao và lượng nước dằn trong phao tai vị trí đáy phao chịu phản lực của cao su làm kín nước nhưng không đáng kể nên bỏ qua
Vậy tổng tải trọng tính toán là 70 tấn và phân bố như sau:
B A
1836934,8 N m
R B = 343352 N
R A = 343352 N
Q x N
M x (N /m m )
+
-343352
343352 21,4 m
q=32089(N /m )
Hình 3.7 Mô hình tải trọng tác dụng lên phao cửa ụ
Mô men uốn lớn nhất tại điểm giữa cửa: x = 10,7m
Mxmax = 1836934,8 (N.m) = 1836934800 (N.mm)
Mặt cắt ngang tại điểm giữ của cửa:
Z = 0,2423 (m3) = 242300000 (mm3)
Ứng suất tại điểm giữa của cửa là:
Trang 47 , 58
242300000
1836934800
Z
M x
(N/mm2) < 235 (N/mm2)
235 (N/mm2)_Ứng suất cho phép của vật liệu
Vậy phao cửa ụ thoả mạn yêu cầu độ uốn dọc
Tại vị trí 2 đầu mố kê (2 đầu vai đỡ phao cửa ụ)
Akết cấu gia cường = 1450x6650 = 9642500 mm2
Áp lực tác dụng lên 2 đầu vai đỡ cửa ụ là:
P = RA = RB = 343352 (N)
Với A là diện tích cho phép
P là áp lực
235 (N/mm2)_Ứng suất cho phép của vật liệu
A = 343352 235 1461,07
P (mm2) < (9642500 mm2) tại 2 đầu mố kê của phao
Acho phép < Akết cấu gia cường
Như vậy trong trường hợp phao cửa ụ đóng thì tại vị trí vai
đỡ 2 đầu chịu khối lượng của bản thân và thể tích nước chênh với mức nước của thuỷ triều là 70 tấn Theo tính toán như trên thì kết cấu vai đỡ 2 đầu đủ bền
* Áp lực thuỷ tĩnh tác dụng lên thành cửa ụ:
Trang 5Tính bền cho phao nổi dựa trên mô men uốn tại điểm giữa của phao và lực cắt tại vị trí đầu tựa lên gờ chắn phao cửa ụ
Đáy cửa tựa lên gờ chắn phao cửa ụ và chịu áp lực thuỷ tĩnh lớn nhất là 5,4 tấn/m theo sơ đồ phân bố tải trọng Phao cửa ụ là một cấu kiện liên kết bằng cách hàn các chi tiết với nhau, vì thế phao cửa ụ là một cấu kiện vững Khi áp lực thuỷ tĩnh tác dụng lên thành ngoài phao cửa ụ thì cấu kiện sẽ chịu toàn bộ áp lực thuỷ tĩnh Để đơn giản hoá trong quá trình tính toán ta mô hình sơ đồ phân bố trên thành sơ đồ phân bố lực như sau:
q=52974(N/m )
158922
158922
-+
238383 N.m
6 m
Hình 3.8 Sơ đồ phân bố lực
Mô men uốn lớn nhất tại điểm giữa phao: x = 10,7 m
Mxmax = 238383 (N m) = 238383000 (N.mm)
Mặt cắt ngang tại giữa phao:
Z = 0,165 (m3) = 165000000 (mm3)
Trang 6 Ứng suất tại điểm giữa phao:
165000000
238383000
Z
M x
(N/mm2) < 235 (N/mm2)
235 (N/mm2)_Ứng suất cho phép của vật liệu
Vậy cửa phao thoả mãn yêu cầu của áp lực thuỷ tĩnh tác dụng lên Tại vị trí cửa ụ tựa lên gờ chắn phao cửa ụ
Akết cấu gia cường = 700 x 6650 = 4655000 mm2
Áp lực tác dụng lên gờ chắn phao cửa ụ là: P = RA = RB = 158922 (N)
Với A là diện tích cho phép
P là áp lực
235 (N/mm2)_Ứng suất cho phép của vật liệu
158922 235 676,26
P
A (mm2) < 4655000 (mm2) tại 2 đầu mố kê cửa phao
Acho phép < Akết cấu gia cường
Như vậy trong trường hợp cửa ụ đóng thì tại vị trí phao cửa ụ tựa lên gờ chắn tại đáy phao tính toán theo điều kiện cắt không ảnh hưởng đến kết cấu
