thuyết minh tính toán cửa van cung trường hợp đặc biệt

THUYẾT MINH TÍNH TOÁN CỬA VAN CUNG TRƯỜNG HỢP ĐẶC BIỆT... 2 IV.TIÊU CHUẨN TÍNH TOÁN THIẾT KẾ, VẬT LIỆU VÀ ỨNG SUẤT CHO PHÉP….... MÔ TẢ KẾT CẤU - Cửa van cung bao gồm: Dầm đứng, dầm ngan

THUYẾT MINH TÍNH TOÁN CỬA VAN CUNG

TRƯỜNG HỢP ĐẶC BIỆT

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 và ứng suất cục

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

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)

+ E7016 (tiêu chuẩn AWS D1.1:2002)

+ E309 (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

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)

5

Ứng suất uốn cho phép: [ u] 163 MPa

Ứng suất cắt cho phép: [ ] 93 MPa

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

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

Ứng suất uốn cho phép: [ u] 147.5 MPa

Ứng suất cắt cho phép: [ ] 84 MPa

Ứng suất ép mặt cho phép: [ em] 198 MPa

CT3 - ГОСТ380-88

Ứng suất cho phép của btông

Ứng suất uốn cho phép: [ u] 144 MPa

Ứng suất cắt cho phép: [ ] 82 MPa

Ứng suất ép mặt cho phép: [ em] 275 MPa

40X – GOCT 4543

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

Ứng suất uốn cho phép [ u] 137 MPa

Ứng suất ép mặt cho phép [ em] 390 MPa

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 bình thường 175.0 m

Chiều cao thông thủy cửa van 15.476 m

Chiều rộng thông thủy cửa van 14.0 m

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

VIII TIẾT DIỆN MÔ HÌNH VÀ TÍNH TOÁN

1 Tôn bưng:

Th

MÔ HÌNH DỰNG TRONG PHẦN MỀM PHẦN ANSYS

Hình 1: Mô hình dựng trong ANSYS

13

Hình 2: Mô hình dựng trong ANSYS

Hình 3: Chia lưới mô hình

15

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

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

Hình 7: Trường ứng suất Sz = 95 MPa

19

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

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

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

23 c) Tổng hợp tôn bưng

Hình 12: Trường ứng suất von Mises = 159,8 MPa

c)Tổng hợp tôn bưng

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

25

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

Hình 15: Trường ứng suất Sz = 174 MPa

27 Kết luận : Tôn bưng thiết kế đạt yêu cầu

Hình 16: Trường ứng suất von Mises = 159,9 MPa

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

Hình 19: Trường ứng suất von mises = 258.2 Mpa

31 b) Cánh dầm đứng:

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

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

33

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

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

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

Hình 27: Trường ứng suất Sz = 31.2 Mpa

39 Kết luận : Dầm ngang phụ thiết kế đạt yêu cầu

Hình 28: Trường ứng suất von mises = 66.5 Mpa

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

Hình 31: Trường ứng suất Sz = 149.0 Mpa

43 Kết luận : Dầm ngang chính thiết kế đạt yêu cầu

Hình 32: Trường ứng suất Sz = 149.0 Mpa

Kết luận : Dầm ngang chính thiết kế đạt yêu cầu

Hình 33: Trường ứng suất von mises = 214.1 Mpa

45 5) Càng van

Hình 34: Trường ứng suất Sx = 124.7 Mpa

Hình 35: Trường ứng suất Sy = 22.8 Mpa

47

Hình 36: Trường ứng suất Sz = 49.9 Mpa

Kết luận : Càng van thiết kế đạt yêu cầu

Hình 37: Trường ứng suất von mises = 137.6 Mpa

49 6) Khai thác kết quả chuyển vị:

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

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