Thiết kế tối ưu cửa van cung bằng phần mềm SAP2000

Phân tích c a van theo bài toán không gian ..... Quy mô công trình ...

V i s giúp đ c a phòng ào t o i h c và Sau i h c, Khoa Công trình

tr ng i h c thu l i, cùng các th y cô giáo, b n bè, đ ng nghi p và gia đình,

đ n nay Lu n v n Th c s k thu t v i đ tài: “Thi t k t i u c a van cung b ng

ph n m m SAP2000” đã đ c hoàn thành

Tác gi xin t lòng bi t n chân thành đ n các c quan đ n v và các cá nhân

đã truy n đ t ki n th c, cho phép s d ng tài li u đã công b

c bi t tác gi xin đ c t lòng bi t n sâu s c đ n PGS.TS V Thành H i

ng i đã tr c ti p h ng d n, giúp đ t n tình cho tác gi trong quá trình th c hi n

lu n v n này

V i th i gian và trình đ còn h n ch , lu n v n không th tránh kh i nh ng thi u sót Tác gi r t mong nh n đ c s ch b o và đóng góp ý ki n c a các th y

cô giáo, c a các Quý v quan tâm và b n bè đ ng nghi p

Lu n v n đ c hoàn thành t i Khoa Công trình, Tr ng i h c Th y l i

Hà N i, 12 tháng 03 n m 2015

Tác gi lu n v n

V H I AN

Tên tác gi : V H i An

H c viên cao h c CH19C12

Ng i h ng d n: PGS.TS.V Thành H i

Tên đ tài Lu n v n:“Thi t k t i u c a van cung b ng ph n m m SAP2000"

Tôi xin cam đoan r ng, s li u và k t qu nghiên c u trong lu n v n này là trung th c và ch a h đ c s d ng đ b o v m t h c v nào Các thông tin trích d n trong lu n v n đ u đã đ c ch rõ ngu n g c

Hà N i, ngày 12 tháng 03 n m 2015

TÁC GI

V H I AN

M C L C

M U 1

1 Tính c p thi t c a đ tài: 1

2 M c đích c a đè tài: 1

3 Cách ti p c n và ph ng pháp nghiên c u 1

4 K t qu nghiên c u d ki n đ t đ c 1

CH NG 1 - T NG QUAN V C A VAN HÌNH CUNG 2

1.1 Khái quát v c a van hình cung 2

1.1.1 Khái ni m và phân lo i 2

1.1.2 M t s nguyên t c và b trí c u t o 4

1.1.3 Hình th c c a van th ng dùng hi n nay 7

1.1.4 Ph m vi ng d ng 8

1 2 B trí k t c u và xác đ nh kích th c ch y u c a c a van 10

1.2.1 C u t o chung c a k t c u c a van 10

1.2.2 Ch n s b hình th c, v trí và kích th c các b ph n chính c a c a van cung 10

1.3 Tính toán k t c u c a van cung 16

1.3.1 Tính toán c a van cung theo h ph ng 16

1.3.2 Phân tích c a van theo bài toán không gian 24

CH NG 2 – THI T K T I U K T C U THÉP H THANH B NG PH N M M SAP2000 32

2.1 Khái quát v ph ng pháp ph n t h u h n 31

2.1.1 Khái ni m v thi t k t i u k t c u 32

2.1.2 Hàm m c tiêu và các ràng bu c 32

2.1.3 Ph ng pháp gi i: 35

2.1.4 Bài toán t i u k t c u h thanh trong giai đo n đàn h i 35

2.1.5 Bài toán t i u k t c u h thanh trong giai đo n ch y d o 38

2.2 Khái quát v ph n m m SAP2000 2.2.1 Khái quát v ph n m m SAP2000 41

2.2.2 M t vài đi m c n chú ý khi s d ng ph n m m SAP2000 phân tích tr ng thái ng su t và bi n d ng c a van 42

2.2.3 Các b c tính toán k t c u c a van b ng SAP2000 47

2.3 Thi t k t i u k t c u b ng SAP2000 48

2.3.1 Ph ng pháp thi t k t i u k t c u trong SAP2000 48

2.3.2 Các b c tính toán t i u các k t c u c b n d m khung 48

CH NG 3: THI T K T I U C A VAN CUNG TRONG CÔNG TRÌNH H CH A N C C A TI U TP.H CHÍ MINH 58

3.1 Gi i thi u công trình 58

3.1.1 Quy mô công trình 58

3.1.2 C a van cung 58

3.1.3 S li u tính toán và các tr ng h p nghiên c u: 59

3.2 Phân tích k t c u van cung theo bài toán không gian b ng ph n m m SAP2000 59

3.2.1 Mô t k t c u c a van 59

3.2.2 Mô hình hóa k t c u c a van cung b ng ph n m m SAP2000 62

3.2.3 nh ngh a ti t di n t đ ng trong thi t k t i u 66

3.2.4 Phân tích k t c u van cung theo bài toán không gian 69

K T LU N 86

TÀI LI U THAM KH O 86

DANH M C B NG

B ng 3 1 – Giá tr góc α và góc θ 64

B ng 3 2 - H s ng su t c a d m ph d c 70

B ng 3 3 -H s ng su t c a giàn đ ng th hai 71

B ng 3 4- H s ng su t c a giàn biên và càng van 72

B ng 3 5- H s ng su t c a giàn chính trên 72

B ng 3 6- H s ng su t c a giàn chính d i 73

B ng 3 7– Chuy n v gi a nh p c a giàn chính trên và d i 73

B ng 3 8– Chuy n v gi a nh p giàn chính d i và trên 75

B ng 3 9– Chuy n v gi a nh p giàn chính trên và d i (A) 76

B ng 3 10- H s ng su t c a d m ph d c (A) 76

B ng 3 11- H s ng su t c a giàn đ ng th 2 (A) 76

B ng 3 12- H s ng su t c a giàn biên và càng van (A) 77

B ng 3 13- H s ng su t c a giàn chính d i (A) 77

B ng 3 14– Chuy n v gi a nh p giàn chính trên và d i (B) 77

B ng 3 15- H s ng su t c a d m ph d c (B) 77

B ng 3 16- H s ng su t c a giàn đ ng th 2 (B) 78

B ng 3 17- H s ng su t c a giàn biên và càng van (B) 78

B ng 3 18- H s ng su t c a giàn chính d i (B) 78

B ng 3 19– Tr ng l ng b n thân van 80

B ng 3.20– L c kéo van 80

B ng 3.21– Tr ng l ng b n thân c a van khi ch a thi t k t i u 80

B ng 3.22– N i l c thanh cánh h giàn chính trên 82

B ng 3.23– N i l c thanh cánh h giàn chính d i 83

DANH M C HÌNH

Hình 1 1 - K t c u c a van hình cung hai khung chính, càng xiên 2

Hình 1 2- C a van trên m t 3

Hình 1 3- C a van d i sâu 3

Hình 1 4- S đ c u t o c a van hình cung 4

Hình 1 5- G i quay c a c a van cung; a) G i nón c t; b) G i b n l 5

Hình 1 6- G i đ bên ki u bánh xe và ki u tr t 6

Hình 1 7- C u t o k t c u v t ch n n c bên và đáy van cung 7

Hình 1 8- S đ m t s hình th c b trí tâm quay c a van cung 7

Hình 1 9- Các lo i hình th c khung chính 8

Hình 1 10- Các hình th c khe van 9

Hình 1 11- S đ v trí khung chính 11

Hình 1 12- K t c u c a van hình cung dùng d m đ ng đ t sít 14

Hình 1 13- S đ xác đ nh áp l c n c lên d m chính trên và d i 17

Hình 1 14- S đ áp l c n c lên c a van trên m t và c a van d i sâu 18

Hình 1 15- S đ tính toán và bi u đ mômen u n khung chân kh p 20

Hình 1 16- S đ tính toán và bi u đ mômen u n khung chính chân ngàm 21

Hình 1 17- S đ tính toán n i l c càng van 23

Hình 1 18- S đ xác đ nh cánh tay đòn l c kéo van 23

Hình 1 19- i u ki n biên tr ng h p c a van n m trên ng ng 25

Hình 1 20- i u ki n biên tr ng h p 2 máy nâng b ng xi lanh th y l c 26

Hình 1 21- i u ki n biên khi nâng b ng t i dây kéo ti p tuy n v i b n m t 26

Hình 1 22- i u ki n biên khi nâng b ng t i ph ng dây kéo không ti p tuy n v i b n m t 26

Hình 1 23- S đ k t c u van cung ng v i tr ng h p c a van m 27

Hình 2 1:Bi u đ quan h gi a di n tích ti t di n và mômen quán tính 34

Hình 2 2 S đ tính toán 35

Hình 2 3 Bi u đ quan h xác đ nh giá tr t i u c a bài toán 38

Hình 2 4 Bi u đ quan h gi a tr ng l ng m t đ n v chi u dài thanh và mômen

d o 38

Hình 2 5: Mô hình d m 39

Hình 2 6 Bi u đ xác đ nh nghi m t i u 41

Hình 2 7- H t a đ c c b c a ph n t thanh 43

Hình 2 8- Tr c t a đ c c b 2 và 3 c a ph n t thanh 43

Hình 2 9- H to đ c c b c a ph n t v 44

Hình 2 10- Quy c d u c a l c d c và mômen xo n 44

Hình 2 11- Quy c d u c a l c c t và mômen u n 45

Hình 2 12- Quy c d u n i l c c a v 45

Hình 2 13 - Mô hình hóa b n m t và d m đ ng 46

Hình 2 14- Quy c v các đi m Insertion Points 46

Hình 2 15- Trình t mô hình hóa d m ph d c 47

Hình 2 16- Mô hình hóa c a van cung b ng ph n m m SAP2000 47

Hình 3 1– M t b ng và c t d c c ng ng n tri u 58

Hình 3 2- B trí t ng th van cung và thi t b đóng m 60

Hình 3 3- K t c u giàn đ ng và càng van cung 60

Hình 3 4- K t c u giàn chính 61

Hình 3 5- K t c u giàn ch u tr ng l ng b n thân van 61

Hình 3 6 – V trí và m t c t ngang d m ph d c 62

Hình 3 7– V trí m t c t ngang d m ph d c 63

Hình 3 8– Giàn đ ng và càng van 65

Hình 3 9- Mô hình hóa k t c u van cung 66

Hình 3 10– Ti t di n chon t đ ng AUTO-FD c a d m ph d c 68

Hình 3 11– Ti t di n chon t đ ng AUTO1-CH và AUTO1-TB c a giàn chính 68

Hình 3 12– Ti t di n chon t đ ng AUTO2-TB và AUTO2-CH c a giàn đ ng 69

Hình 3 13– Ti t di n chon t đ ng AUTO3-CV c a càng van 69

Hình 3 14– S đ liên k t trong tr ng h p c a van n m trên ng ng 70

Hình 3 15- H s s d ng v t li u c a giàn biên và gian đ ng th hai 71

Hình 3 16- Mã ph n t thanh c a ½ giàn chính trên phía trái 72

Hình 3 17- Mã ph n t thanh c a ½ giàn chính d i phía trái 73

Hình 3 18– S đ liên k t van r i kh i ng ng và chuy n v gi a nh p van 74

Hình 3 19– Auto Section Name c a d m ph đ ng và giàn chính 76

Hình 3 20– L c kéo van c a m t xylanh th y l c 80

M U

1 Tính c p thi t c a đ tài:

C a van là m t b ph n quan tr ng c a công trình thu l i - th y đi n, đ

kh ng ch m c n c và đi u ti t l u l ng theo yêu c u tháo n c các th i k khai thác khác nhau Các công trình th y l i th y đi n đ u ph i s d ng k t c u này C a van th ng dùng nh t là c a van ph ng và c a van cung

C a van th ng đ c ch t o b ng thép c ng đ cao và ph i s d ng m t

kh i l ng thép l n, đ ti t ki m thép và gi m chi phí đ u t , c n ch n kích th c các b ph n c a c a van đ m b o kh n ng ch u l c đ ng th i có kh i l ng là nh

nh t ây là bài toán t i u v m t tr ng l ng, đó là đ i t ng và n i dung nghiên

c u c a lu n v n này

2 M c đích c a đè tài:

Ch n kích th c c a các b ph n chính c a c a van đ tr ng l ng c a van

là nh nh t, nh ng v n th a mãn đi u ki n c ng đ và đ c ng, nh m gi m chi phí cho công trình

3 Cách ti p c n và ph ng pháp nghiên c u

Nghiên c u lý thuy t và k t h p s d ng ph n m m phân tích t i u hóa k t

c u b ng ph n m m SAP2000

4 K t qu nghiên c u d ki n đ t đ c

S d ng t t ph n m m tính toán tôi u hóa k t c u

Áp d ng tính toán cho c a van cung m t công trình c th

CH NG 1 - T NG QUAN V C A VAN HÌNH CUNG

1.1 Khái quát v c a van hình cung

1.1.1 Khái ni m và phân lo i

C a van là m t b ph n c a công trình thu l i, dùng đ kh ng ch m c

n c và đi u ti t l u l ng theo yêu c u tháo n c các th i k khai thác khác nhau C a van th ng đ c đóng m b ng t i ho c xy lanh th y l c

Theo SAP2000 phân tích k t c u công trình th y l i th y đi n, “C a van hình cung là c a van có m t ch u áp l c n c d ng m t cong, th ng là m t ph n

c a m t tr tròn và đ c n i v i hai càng, khi đóng m c a van quay xung quanh

m t tr c quay c đ nh n m ngang C a van hình cung th ng đ c dùng làm c a x

l đ p tràn” Hình d ng không gian và các b ph n chính c a k t c u c a van cung càng xiên cho hình 1.1

Hình 1 1 - K t c u c a van hình cung hai khung chính, càng xiên

C a van hình cung có hai lo i chính là c a van trên m t và c a van d i sâu,

có c a ph ho c không có c a ph trên đ nh van C a van trên m t là c a van có

đ nh cao h n cao trình m c n c th ng l u (hình 1.2), c a van d i sâu là c a van

có đ nh th p h n cao trình m c n c th ng l u (hình 1.3)

C a van hình cung có u đi m là đóng m nhanh và d dàng đi u ti t l u

l ng tháo, tr pin có th làm m ng so v i van ph ng vì khe van nông

Hình 1 2- C a van trên m t

Hình 1 3- C a van d i sâu

Tuy nhiên tr pin ph i làm dài đ có đ kích th c đ t càng van Áp l c

n c tác d ng t p trung lên tr pin (qua càng van) làm cho ng su t t p trung phát sinh trong tr pin và vi c b trí c t thép ch u l c ph c t p h n, nh t là nh ng n i van làm vi c trong đi u ki n ch u l c hai chi u V c u t o và l p ráp van cung

đ nh van, cho n c ch y qua đ nh van và ch y d i đáy van Theo k t c u c a van

đ c chia thành 3 lo i: C a van đ n, c a van có c a ph và c a van kép

Trong các đ p tràn th ng dùng c a van cho n c ch y d i ho c v a cho

ch y d i v a cho n c tràn qua van Trong các âu t u, thuy n ch dùng lo i tràn qua đ nh van lo i c a van h xu ng

C a van có c a ph ho c c a van hai t ng, đ c dùng khi c n tháo v t n i

l c nh nhau, các d m chính ch u l c nh nhau đ ti n thi công và t n d ng kh

th p h n m c n c th ng l u G i quay th ng đ t cao h n m c n c l n nh t

h l u đ tránh b ng p n c d n t i h h ng và han r

Hình 1 5- G i quay c a c a van cung; a) G i nón c t; b) G i b n l

G i quay c a c a van cung th ng dùng là g i ki u nón c t (hình 1.5a) và

g i b n l có m t tr c quay ho c hai tr c quay vuông góc v i nhau (hình 1.5b) G i

có hai tr c quay c u t o t ng đ i ph c t p nh ng có th chuy n đ ng đ c theo hai ph ng khác nhau Do đó khi các tr lún không đ u trong ch ng m c nh t đ nh

v n không nh h ng t i vi c đóng m c a G i b n l m t tr c quay c u t o đ n

gi n h n, th ng dùng trong các c a van có nh p không l n

- G i đ bên - đ m b o cho c a van v trí bình th ng trong khe van

khi đóng và khi m , đ đ m b o cho c a van không b xô l ch và không b k t trong khe van Thi t b đ nh h ng bên có th dùng ki u bánh xe nh hình 1.6a ho c

ki u tr t nh hình 1.6b, đ c b trí hai đ u van

Hình 1 6- G i đ bên ki u bánh xe và ki u tr t

- V t ch n n c - V t ch n n c có th làm b ng g , cao su, kim lo i v.v.,

nh ng th ng dùng nh t là b ng cao su Các d ng m t c t ngang c a v t ch n n c

b ng cao su th ng dùng đ c bi u th hình 1.7a Cao su t m dùng làm v t ch n

n c đáy, cao su ch P th ng dùng làm v t ch n n c bên và đ nh, cao su ch L

ch y u dùng làm v t ch n n c bên c a van hình cung C u t o v t ch n n c bên cho hình 1.7b và v t ch n n c đáy cho hình 1.7c

b)

Hình 1 7- C u t o k t c u v t ch n n c bên và đáy van cung

d ng lên b n m t, gi m đ c l c kéo c a máy đóng m khi nâng van C a van

th ng dùng nh t hi n nay là c a van hai d m chính ch u t i tr ng b ng nhau, b n

m t là m t m t cung tròn có tâm cong trùng v i tâm quay c a c a van

Khung chính đ c chia thành các lo i sau:

c)

- Chân th ng và c ng (hình 1.9a)

- Chân th ng và m nh (hình 1.9b)

- Chân xiên và m nh (hình 1.9c)

Hình 1 9- Các lo i hình th c khung chính

C a van chân c ng có l c xô ngang l n làm gi m đ c mômen u n trong

d m, nh ng mômen u n trong càng l i l n, đ ng th i khi c a van chuy n đ ng có

l c ma sát m t bên c a g i b n l C a van chân m nh đ c dùng ph bi n nh t, trong tr ng h p này đ c ng c a chân nh h n đ c ng c a d m vì v y nh h ng

c a l c xô ngang nh , có th b qua

C a van chân xiên có m t s u đi m sau: Gi m đ c mômen u n trong

d m chính, do đó d m chính s nh , khi nh p van d i 12m và c t n c d i 5m có

th dùng thép đ nh hình làm d m chính Chi u cao d m chính gi m, nên k t c u giàn đ ng có th nh , tr ng l ng van gi m, do đó l c kéo c n thi t c a máy đóng

m c ng gi m

C a van chân xiên c ng có m t s nh c đi m sau: C u t o g i b n l và

m i n i gi a d m chính v i chân van khá ph c t p T ng n i l c trong chân van và

t ng chi u dài c a chân van Khi có n c tràn qua đ nh van không nên s d ng

1.1.4 Ph m vi ng d ng

Van hình cung đ c dùng ph bi n trong các công trình t i và tiêu, nh p có

th t i 40m v i chi u cao d i 14m Khi nh p van t 10 đ n 12m, th ng dùng lo i van cung hai d m chính, chân m nh, th ng hay xiên V i nh p t 6 đ n 12m, c t

n c t 2,5 đ n 4m th ng dùng lo i chân xiên và ô d m ngang nh ng đ u âu thuy n đ t ng thêm chi u dài âu, gi m n ng l ng dòng ch y d i van khi đ a

n c vào bu ng âu, dùng van hình cung t t h n van ph ng

Không dùng c a van hình cung làm c a van s a ch a, c a van b o hi m và

c a van thi công vì g i t a c a c a van cung là c đ nh C a van cung có th b trí trong khe van ho c m t ngoài c a tr pin nh hình 1.10a và hình 1.10b

C a van hình cung đ c dùng r ng rãi trong công trình th y l i vì nó có nhi u u đi m: Có th dùng trên đ p tràn v i m t c t b t k mà không c n m r ng

đ nh đ p i u ki n th y l c c a dòng ch y mép d i van c ng t t h n van

ph ng C a van đ c liên k t v i g i b n l c đ nh nên chuy n đ ng c a c a van

đ c xác đ nh và h u nh tránh đ c kh n ng b m c k t do vênh

Tr ng l ng van cung nh h n các lo i khác L c kéo c a máy đóng m

nh , có th l i d ng ph ng h p l c c a áp l c n c không đi qua tr c quay đ

gi m l c đóng m

Van cung c ng có m t s nh c đi m sau: Ph i có m và đ ng biên dài Khi c ng có chi u cao l n và có ng ng ngang, n u yêu c u g i b n l không ngâm trong n c thì càng van ph i r t dài.Th i gian đóng m lâu h n c a van ph ng

Hình 1 10- Các hình th c khe van

1.2 B trí k t c u và xác đ nh kích th c ch y u c a c a van

1.2.1 C u t o chung c a k t c u c a van

C u t o c a van cung ph i b o đ m các yêu c u khai thác, giá thành h và

ph i d ch t o, l p ghép, ki m tra, s a ch a

Ph n l n c a van cung dùng lo i hai khung chính Khi nh p t 12 đ n 16m

d m c a khung chính dùng lo i ti t di n đ c, còn khi nh p l n dùng lo i giàn có thanh b ng xiên ho c tam giác.Chân khung th ng dùng ti t di n đ c D m đ ng

gi a th ng dùng lo i r ng, còn d m đ ng hai đ u dùng lo i đ c

Hình d ng m t c t ngang c a c a van ph i b o đ m dòng cháy d i đáy van không va vào d m chính d i N u vì m t nguyên nhân nào đó không th đ a d m chính d i lên phía trên, thì k t c a d m d m chính t t nh t là dùng lo i r ng (giàn) Khi dùng d m đ c thì b n b ng c a d m c n ph i khoét l , di n tích c a l không đ c nh h n 20% t ng di n tích b n b ng d m chính Lo i c a van có d m chính b trí th p th ng g p trong c ng có kh u đ l n và ch u c t n c nh

Khi thi t k c a van dùng càng ít phân t ghép càng t t, c g ng dùng thép

đ nh hình Không nên dùng lo i ti t di n có khe h p, vì khó ki m tra, khó v sinh và quét s n T t c các phân t chính ch u u n ho c ch u nén d c tr c, ph i ch n lo i

có đ c ng l n nh t v i kích th c c n thi t c a m t c t ngang theo tính toán

1.2.2 Ch n s b hình th c, v trí và kích th c các b ph n chính c a c a van cung

1.2.2.1 Ch n s b hình th c, v trí và kích th c c a khung chính

Khung chính là b ph n quan tr ng trong c a van hình cung, có tác d ng chuy n toàn b áp l c n c, tr ng l ng b n thân và tr ng l ng l p n c tran qua van (n u có) lên g i b n l Khung chính g m có d m chính và chân khung

Khung chính đ c đ t theo ph ng bán kính c a b n m t, s l ng khung chính th ng ch n t m t đ n ba chi c (hình 1.11) Tuy t đ i đa s các c a van

th ng dùng hi n nay là lo i có hai khung chính ch u tai tr ng b ng nhau

Chi u cao c a khung chính l y b ng bán kính c a b n m t, bán kính R c a

b n m t ph thu c vào chi u cao ho và b r ng Lo c a c ng, th ng ch n R = (1,2÷1,5)ho Ngoài ra c n ph i ch n t s R/Lo càng l n khi nh p càng nh

V trí tâm quay c a c a van th ng đ t trên m c n c h l u l n nh t và

m c n c tràn qua đ nh đ p không va vào tr c quay

Các khung chính th ng đ c b trí theo nguyên t c ch u t i tr ng b ng nhau, n u c a van có hai khung chính thì chúng ph i cách đ u h p l c c a áp l c

th y t nh nh hình 1.11

Hình 1 11- S đ v trí khung chính

Khi xác đ nh v trí c a khung chính c n xét t i yêu c u v th y l c (dòng

ch y không va vào d m chính d i), v c u t o (b o đ m c a van có đ đ c ng) và

v thi công (ti n cho vi c phân đo n)

Khung chính th ng dùng chân th ng và m nh, có d m chính đ c ho c r ng (giàn) Dùng khung chân m nh có th b qua nh h ng c a l c xô ngang khi xác

đ nh kích th c t ng biên hay tr pin c a công trình, b qua l c ma sát trong g i

b n l do l c xô ngang sinh ra

C u t o d m khung chính ph thu c vào kính th c c a c a van (chi u cao

và chi u r ng), lo i van (trên m t ho c d i sâu), ch đ khai thác, đi u ki n l p ghép, chuyên ch và v t li u dùng đ ch t o

i v i c a van d i sâu, khi t i tr ng trên m t mét dài l n, mà nh p l i nh thì dùng d m b ng đ c vì l c c t l n h n r t nhi u so v i mômen u n i v i c a van trên m t, t i tr ng tác d ng lên m t mét dài không l n, do đó l c c t nh Khi

nh p van l n (20~30m) th ng dùng d m chính r ng (giàn) kinh t h n, vì n u dùng

d m đ c thì không th l i d ng h t kh n ng làm vi c c a b n b ng d m

Hình d ng m t c t ngang c a c a van đôi khi có nh h ng quy t đ nh đ n

vi c ch n hình th c d m chính Khi c a van có d m chính d i th p, đ tránh hi n

t ng chân không d i d m chính, d m chính th ng ch n lo i giàn

Nh p tính toán c a khung chính b ng kho ng cách gi a hai m t ph ng đ i

x ng c a chân van, đ c xác đ nh nh sau :

- Khi van đ t trong rãnh van:

Lo - b r ng c a l c ng b ng kho ng cách trong gi a hai tr pin

d, d’ - kho ng cách t mép l c ng t i tâm g i b n l , ch n càng l n khi t i

1







 khi thanh b ng tam giác

1.2.2.2 S b ch n hình th c, v trí c a giàn đ ng (giàn ngang)

C ng t ng t nh trong c a van ph ng, giàn đ ng hay còn g i là giàn ngang là m t b ph n r t quan tr ng c a k t c u c a van hình cung Giàn đ ng có tác d ng đ áp l c n c t ô d m và chuy n lên d m c a khung chính, phân đ u t i

tr ng lên khung chính và ch u các l c ng u nhiên không n m trong m t ph ng c a khung chính

Giàn đ ng đ c t o b i thanh đ ng c a ô d m, thanh đ ng c a giàn chính và thanh đ ng c a giàn ch u tr ng l ng

Tu theo kích th c c a c a van và hình dáng m t c t ngang mà ch n giàn

đ ng cho thích h p

i v i c a van chân xiên có nh p Lo ≤ 12m, chi u cao c t n c H ≤ 4.5m

và c a van chân th ng có Lo ≤ 7m, H≤ 3.5m, dùng giàn đ ng đ c là h p lí h n c

Kính th c hình h c c a giàn đ ng ph thu c vào chi u cao c a van, bán kính và v trí c a tâm b n m t, ph thu c vào chi u cao c a d m chính

Khi d m c a khung chính là lo i r ng (giàn) thì v trí c a giàn đ ng ph thu c vào h thanh b ng (thanh b ng xiên ho c tam giác) Giàn đ ng có th b trí trong m t ph ng c a các thanh đ ng c a giàn chính có thanh b ng xiên hay n m trong m t ph ng đi qua các m t giàn c a giàn chính có thanh b ng hình tam giác Trong c a van có chân xiên nh t thi t ph i b trí giàn đ ng trong m t ph ng liên k t

c a chân van Giàn đ ng th ng b trí m t giàn gi a, hai giàn v trí liên k t c a càng van và hai giàn n a hai đ u van

1.2.2.3 B trí ô d m

Ô d m có th b trí tr c d m chính ho c đ t b ng m t v i d m chính ho c

b trí th p h n d m chính Tu theo kho ng cách gi a các d m chính mà ô d m

đ c b trí d c, ngang hay h n h p

Khi kho ng cách gi a hai d m chính l n, b trí d c là h p lí nh t D m ph

đ c đ t liên t c trên cánh th ng c a giàn đ ng d c theo toàn chi u dài van và làm gi m chi u cao giàn đ ng Cho phép dùng hàn t đ ng và bán t đ ng N u

d m ph đ c đ t b ng m t v i giàn đ ng, t c là d m ph b c t đ t b i giàn đ ng, thì đ u các thanh c n đ c n i ch c v i giàn đ ng

Khi van có c t n c nh , thì ô d m b trí đ ng là h p lí vì kho ng cách gi a các d m chính nh Cách b trí h n h p do c u t o ph c t p nên ít dùng D m ph

đ ng và d m ph ngang c n ch n cùng chi u cao đ có th đ t b n n i phía d i

Các phân t ô d m th ng dùng thép đ nh hình

ti n cho ch t o và b o d ng hi n nay nhi u c a van cung có xu h ng không dùng d m ph d c, ch dùng d m ph đ ng đ t d y và hàn vào b n m t t o thành m ng ô b n m t Sau đó liên k t cánh h d m ph đ ng c a m ng ô b n m t này v i cánh th ng d m chính (dùng nhi u d m chính và không b trí cùng chi u cao v i b n m t) K t c u c a van cung theo ph ng án này đ c th hi n hình 1.12

V i c a van có d m chính không l n thì không c n đ t giàn ch u tr ng

l ng, lúc này tr ng l ng c a van do b n m t ch u và truy n t i tr ng lên giàn g i (càng) hay tr biên Khi chi u cao c a d m chính l n (kho ng ≥ 1m) thì c n thi t

ph i đ t giàn ch u tr ng l ng

Tu theo kích th c c a c a van mà dùng lo i có thanh b ng ho c lo i không có thanh b ng V i c a van có nh p l n hay c t n c l n ph i dùng lo i có thanh b ng Tu theo chi u dài c a các kho ng m t c a giàn chính mà d ng thanh

b ng xiên ho c n a xiên Trong nh ng c a van nh p nh , ch u c t n c l n, d m chính ch u t i tr ng khá l n, nên làm d m có b n cánh r ng, trong tr ng h p này

CÀNG VAN

M NG Ô B N M T

có th dùng giàn ch u tr ng l ng không thanh xiên, v trí giao gi a các thanh

đ ng và thanh cánh c a giàn này c n đ t b n m t r ng

1.2.2.5 Hình th c, c u t o c a tr biên và giàn g i

Tr biên đ c b trí hai đ u c a van, dùng đ g n bánh xe bên, v t chán

n c, c ng nh các chi ti t khác Tr biên đ c đ t theo toàn b chi u cao c a ti t

di n ngang c a c a van M t c t ngang c a tr biên th ng dùng ti t di n ch I

ho c hình h p

Giàn g i (càng van) đ c t o b i các nhánh c a chân khung chính, nó có tác

d ng liên k t các chân khung chính, chuy n áp l c n c tác d ng lên c a van vào

b ph n c đ nh

N u dùng khung chính ki u công xôn, thì tr biên và giàn g i là hai b ph n

đ t tách r i nhau i v i c a van có giàn g i đ t sát đ u van, tr biên và giàn g i cùng n m trong m t m t ph ng thì có th k t h p thành m t c u ki n

V i c a van nh , giàn g i có th dùng lo i không thanh xiên, còn đ i v i c a van có nh p trung bình và l n thì c n ph i có thanh xiên

Thanh cánh giàn g i đ c làm b ng thép ch I hay hai thép ch C khi c a van có nh p nh và trung bình, dùng ti t di n ch I ho c ch C ghép b ng thép góc

và thép b n khi van có nh p l n, ho c nh p trung bình nh ng có c t n c cao Trong

nh ng c a van nh h thanh b ng c a giàn g i có th hàn tr c ti p vào cánh c a

c a giàn g i, còn đ i v i c a van trung bình và l n thì nh t thi t ph i đ t b n m t

Giàn g i đ c liên k t v i k t c u nh p van b ng cách n i thanh cánh c a giàn g i v i b n m t đ u giàn chính, b n m t này ph i có đ c ng l n và n m trong m t ph ng c a giàn chính N u giàn g i nghiêng, thì cu i thanh cánh c a giàn

g i đ t m t b n thép và hàn ch t vào cánh c a d m chính Ch trong tr ng h p c a van nh m i liên k t gi a giàn g i và k t c u nh p van b ng bulông

M t đ u c a giàn g i đ c liên k t v i b ph n đ ng c a g i b n l b ng bulông, thông qua b n đ t ng đ c ng c a b n đ và t ng chi u dài đ ng hàn kiên k t gi a giàn g i vào b n đ , c n đ t thêm các s n gia c Chi u dày b n đ

ch n t 12 đ n 40 mm

S đ hình h c c a giàn g i có d ng tam giác (giao đi m c a đ ng tr c thanh cánh giàn trùng v i tâm cung c a b n m t) ho c hình thang, (giao đi m c a

đ ng tr c thanh cánh không trùng v i tâm b n m t) Trong s đ th nh t, toàn giàn là m t tam giác b t bi n hình, các thanh b ng ch có tác d ng làm gi m chi u dài t do và làm t ng n đ nh c a thanh cánh, nên c g ng s d ng s đ này

Nh ng trong c a van l n và ch u t i tr ng l n, kích th c c a g i b n l l n, đ ng

tr c c a thanh cánh giàn g i không th h ng vào tâm b n m t đ c, do đó ph i dùng giàn hình thang, trong tr ng h p này các thanh b ng ch u l c d c

1.3 Tính toán k t c u c a van cung

1.3.1 Tính toán c a van cung theo h ph ng

1.3.1.1 Ph ng pháp tính toán theo h ph ng

K t c u c a van hình cung là m t k t c u không gian và ch u l c khá ph c

t p, khi phân tích n i l c đ đ n gi n có th đ a v các h ph ng N i l c c a các phân t n m trên giao tuy n c a hai h ph ng l y b ng t ng n i l c trong hai h

ph ng đó Cách tính này tuy không ph n ánh đ c hoàn toàn tr ng thái ch u l c

th c t c a c a van, nh ng th ng dùng vì khá đ n gi n, có th dùng đ tính toán

c a van có kích th c trung bình và nh Khi c a van có kích th c l n và ch u c t

n c cao c n tính theo h không gian

Khung chính và càng van là b ph n ch u l c ch y u c a c a van hình cung,

ch u toàn b áp l c n c và tr ng l ng b n thân c a van thông qua g i b n l chuy n lên b ph n c đ nh c a công trình, nên trong m c này ch trình bày chi ti t tính toán ki m tra v c ng đ , v n đ nh và v đ c ng c a khung chính và càng van theo h ph ng

1.3.1.2 Phân tích khung chính theo bài toán ph ng

- Trình t tính toán khung chính theo h ph ng đ c ti n hành nh sau: Xác đ nh t ng áp l c n c tác d ng lên 1m dài c a van và ph ng c a t ng

áp l c này so v i đ ng n m ngang theo công th c gi i tích

Phân t ng áp l c này lên các d m chính theo ph ng pháp đ gi i, tr ng h p

c a van có hai khung chính, đ hai d m chính ch u áp l c n c b ng nhau thì

ph ng c a hai khung chính ph i cách đ u ph ng c a t ng áp l c n c

S đ tính toán khung là đ ng tr c các thanh, s đ tính là khung ch nh t

d m ngang có công xôn khi càng van thu c lo i m nh và th ng ho c là khung hình thang d m ngang có công xôn khi càng van thu c lo i m nh và xiên Chân khung gán liên k t ngàm khi g i quay là g i b n l có m t tr c quay ho c g i quay là g i nón c t Chân khung gán liên k t kh p khi g i quay là g i b n l có hai tr c quay Chi u cao tính toán h c a khung l y b ng kho ng cách th ng đ ng t tâm g i quay

t i đ ng tr ng tâm ti t di n tính toán c a d m chính Ti t di n tính toán c a d m chính có xét t i m t ph n b n m t cùng tham gia ch u l c

N i l c c a khung chính đ c xác đ nh theo các công th c, đ c thi t l p t

ph ng pháp chy n v Chuy n v th ng đ ng t i gi a nh p d m b ng t ng chuy n

v c a d m do mômen u n và chuy n v do l c d c trong chân khung

Xác đ nh tr ng l ng b n thân van theo các công th c kinh nghi m, n i l c

do tr ng l ng b n thân ch đ c xét t i khi tính toán càng van

Ki m tra c ng đ và đ c ng c a d m theo c u ki n ch u u n v i n i l c

ch do áp l c n c sinh ra và n đ nh c a chân khung theo c u ki n ch u nén l ch tâm v i n i l c b ng t ng n i l c do áp l c n c và trong l ng b n thân van sinh

ra

- Xác đ nh l c tác d ng lên khung chính van cung theo h ph ng

Áp l c n c tác d ng lên khung chính trên qt và khung chính d i qd c a

c a van cung có hai khung chính đ c xác đ nh theo công th c (1.1), đ c thi t l p

t s đ tam giác l c cho hình 1.13

Hình 1 13- S đ xác đ nh áp l c n c lên d m chính trên và d i

cosα sinαcotgβ

sinq

2

ng PP

=ψ

(1.3)

Hình 1 14- S đ áp l c n c lên c a van trên m t và c a van d i sâu

Thành ph n ngang c a áp l c n c Png c a c a van trên m t:

t

2 t

ng H L2

1

Thành ph n đ ng c a áp l c n c Pđ c a c a van trên m t:

1

(1.5) Thành ph n ngang c a áp l c n c Png c a c a van d i sâu

ng t n t t

Lh)HH(2

(sin2

1cossin2L

R2

1

(1.7) trong đó:

đó góc ϕ1 n m trên đ ng n m ngang đi qua tâm b n m t, thì góc ϕ1 trong các công

th c trên mang d u âm (-)

- Tính toán n i l c c a khung chính theo h ph ng

Khung chính van cung kích th c l n th ng dùng là khung hình thang có công xôn ch u t i tr ng phân b đ u, khung ch nh t có ho c không có công xôn

ch u t i tr ng phân b đ u là tr ng h p đ c bi t c a khung hình thang này

Tr ng h p 1: Khung hình thang chân liên k t kh p

Khung chính hình thang cho hình 1.15 là khung đ i x ng ch u t i tr ng đ i

x ng, nên có th tính toán cho m t n a khung, trong tr ng h p này ph ng trình chính t c theo ph ng pháp chuy n v ch có m t n Z1 là góc xoay:

Hình 1 15- S đ tính toán và bi u đ mômen u n khung chân kh p

N i l c trong khung chính đ c xác đ nh theo công th c sau:

6(3 2k)

)c6b(qM

M

2 2 CD

b

c

EJis

H − BA +

=

)c2b(q

=

(1.9) trong đó: 2 2

Khung chính hình thang cho hình 1.16 là khung đ i x ng ch u t i tr ng đ i

x ng, nên có th tính toán cho m t n a khung, trong tr ng h p này ph ng trình chính t c theo ph ng pháp chuy n v ch có m t n Z1 là góc xoay:

Hình 1 16- S đ tính toán và bi u đ mômen u n khung chính chân ngàm

N i l c trong khung đ c xác đ nh theo công th c:

12(2 k)

)c6b(qMM

2 2 DC

M

2 2 CD

M

2 BA CB

b

c

EJis

= s= h2+a2

c

d c

d

J

sh

Ji

=

(1.11) trong đó:

L - kho ng cách gi a hai g i b n l

b - nh p d m

s - chi u dài chân khung

c - chi u dài công xôn c a d m

a - kho ng chênh theo ph ng ngang c a đ u c t và chân c t

Lt = b+2c - nh p t i tr ng

h - chi u cao c a khung b ng kho ng cách theo ph ng đ ng t chân c t t i

đ ng tr ng tâm ti t di n d m: h = R - y2

R - bán kính b n m t

y2 - kho ng cách t tr ng tâm ti t di n d m t i mép ngoài c a b n m t

Jd, Jc - mômen quán tính c a ti t di n d m, ti t di n chân khung đ i v i tr c đi qua tr ng tâm ti t di n và th ng góc v i m t ph ng c a khung

Khung ch nh t là tr ng h p đ c bi t có: L=b (a=0; s=h)

- Xác đ nh n i l c càng van cung theo h ph ng

Càng van đ c t o b i hai chân khung chính và đ c n i v i nhau đ cùng

ch u l c nh d m (giàn) đ ng hai đ u van và đ a thêm vào m t s thanh b ng đ

gi m chi u dài tính toán chân khung chính trong m t ph ng c a càng van, v y càng van ngoài ch u áp l c n c khi nó là m t b ph n c a khung chính, còn ch u tr ng

l ng b n thân van do giàn ch u tr ng l ng chuy n t i

N i l c trong các phân t c a càng van do áp l c n c đã tính toán trên, đ tính n i l c trong càng van do tr ng l ng b n thân van G sinh ra, ta đ a vào gi thi t đ n gi n hoá là tr ng l ng b n thân van tác d ng lên m t càng van do giàn

ch u tr ng l ng chuy n t i d i d ng hai l c t p trung G/4 có đi m đ t t i cánh

d i c a hai d m chính Khi không có dàn ch u tr ng l ng thì hai l c t p trung G/4 đ t trên hai thanh cánh càng van và cách g i b n l m t kho ng b ng 0.8R N i

l c trong càng van đ c tính v i th i đi m khi c a van b t đ u r i kh i ng ng,

ng v i v trí c a van ch u áp l c n c l n nh t S đ tính toán càng van chân

th ng đ c trình bày hình 1.17 và hình 1.18

Hình 1 17- S đ tính toán n i l c càng van

Hình 1 18- S đ xác đ nh cánh tay đòn l c kéo van

Xác đ nh n i l c trong càng van theo ph ng pháp gi i tích

- L c kéo van T1:

)cos(cos

2 1 1 2

2 y 2 x t

cossincos

sin

cosRsin

RN

δδδ

δ

δδ

cossincos

sin

cosRsinRN

δδδ

δ

δδ

G - tr ng l ng ph n đ ng c a c a van

a - kho ng cách t cánh h d m chính t i tâm quay O

T1 - l c kéo m t phía càng van

฀฀฀฀฀฀δ1 - góc h p b i thanh cánh trên c a càng và đ ng th ng n m ngang

฀฀฀฀฀฀δ2 - góc h p b i thanh cánh d i c a càng và đ ng th ng n m ngang

xA; zA - to đ đi m đ t l c kéo c a van

xB; zB - to đ đi m treo l c kéo tr pin

฀฀฀฀฀฀฀ρ - cánh tay đòn c a l c đ i v i tâm quay O

ρ = OAsinθ3

2 A 2

A z x

OA = +

2 A B 2 A

B x ) ( z z ) x

1.3.2 Phân tích c a van theo bài toán không gian

1.3.2.1 Khái quát v bài toán không gian

K t c u c a van hình cung là m t k t c u không gian ch u áp l c n c, tr ng

l ng b n thân van và nhi u t i tr ng khác Khi phân tích n i l c và bi n d ng c a

van hình cung theo h ph ng không ph n nh đ c tác d ng qua l i gi a các b

ph n v i nhau, nên k t qu tính toán không ph n ánh đúng tr ng thái làm vi c th c

c a c a van M t khác khi phân tích van theo bài toán ph ng không xét đ c tác

d ng đ ng th i c a nhi u lo i t i tr ng cùng m t lúc, ngay c khi c a van ch ch u

áp l c n c và tr ng l ng b n thân Nh trên đã trình bày khi phân tích n i l c càng van do tr ng l ng b n thân van, c ng nh khi tính l c kéo c a van, c n tính

tr ng l ng b n thân c ng nh đi m đ t c a nó theo công th c kinh nghi m, nên

k t qu tính toán có th khác v i giá tr th c N u phân tích van cung theo bài toán không gian nh ng v n đ nêu trên s đ c gi i quy t không có khó kh n gì

1.3.2.2 i u ki n biên c a bài toán

Tr ng h p c a van đóng (n m trên ng ng) - i v i c a van dùng thi t b

đóng m b ng t i c ng nh dùng xy lanh th y l c ta có đi u ki n biên c a bài toán cho hình 1.19

Hình 1 19- i u ki n biên tr ng h p c a van n m trên ng ng

V i g i b n l có m t tr c quay, g i b n l ki u nón c t thì t i g i b n l các chuy n v th ng và chuy n v góc b ràng bu c, ch cho chuy n v xoay t do đ i

v i tr c quay n m ngang V i g i b n l có hai tr c quay vuông góc v i nhau c ng

t ng t , g i b n l ch cho chuy n v xoay t do đ i v i hai tr c quay T i các

đi m t a đáy c a van vào ng ng ho c vào đ tr pin c n gán liên k t đ n th ng

đ ng, ngoài ra v i máy đóng m b ng xi lanh th y l c còn có l c nén Q1 ho c Q2

nh hình 1.19

Tr ng h p c a van r i kh i ng ng: Khi hai thi t b đóng m ho t đ ng

bình th ng V i g i b n l có m t tr c quay ho c hai tr c quay gán ràng bu c liên

k t nh tr ng h p c a van n m trên ng ng i v i c a van đóng m b ng xy lanh th y l c thì gán 2 liên k t đ n theo ph ng c a xy lanh th y l c t i đi m n i xi lanh v i c a van, đ ng th i gán l c ma sát FT t i g i b n l và l c ma sát FS t i v t

ch n n c bên nh hình 1.20

Hình 1 20- i u ki n biên tr ng h p 2 máy nâng b ng xi lanh th y l c

i v i c a van đóng m b ng t i, ph n dây cáp ho c dây xích ti p xúc v i

b n m t, sinh l c ép c c b vào b n m t v i gi thi t t i tr ng phân b đ u h ng vào tâm b n m t và có c ng đ w=T/R, gán liên k t đ n theo ph ng dây cáp kéo van, ngoài ra còn có l c ma sát FT và FS gi ng nh tr ng h p dùng xi lanh th y

l c, v y đi u ki n biên c a bài toán đ c th hi n hình 1.21c đ i v i tr ng h p

ph ng dây kéo ti p tuy n v i b n m t và hình 1.22c khi dây kéo không ti p tuy n v i b n m t

Hình 1 21- i u ki n biên khi nâng b ng t i dây kéo ti p tuy n v i b n m t

Hình 1 22- i u ki n biên khi nâng b ng t i ph ng dây kéo không ti p tuy n

v i b n m t

Áp l c dây w ph thu c vào l c kéo van T, l c kéo T ph thu c vào ma sát

ma sát do v t ch n n c bên FS, l c ma sát g i b n l FT vào mô hình và gán đi u

ki n biên vào g i b n l kh ng ch chuy n v th ng và chuy n v góc c a g i đ ,

ch cho chuy n v quay quanh tr c n m ngang, còn theo ph ng c a xi lanh gán liên

k t đ n, ta có s đ tính nh hình 1.23

Hình 1 23- S đ k t c u van cung ng v i tr ng h p c a van m

Gi i bài toán trên ta có n i l c, ng su t c a các b ph n k t c u van, c ng

nh ph n l c liên k t t i g i b n l và l c kéo van T Sau khi có ph n l c g i b n l tính l c ma sát FT (có th gán FT vào k t c u van thông qua mômen u n do FT sinh

ra đ i v i tâm O) và ti n hành gi i l i, do nh h ng c a FT không l n, nên không

c n thi t ph i gi i l p nhi u l n

Do hi n nay có nhi u ph n m m r t m nh tính toán k t c u, nên vi c xác

đ nh tr ng l ng b n thân c a van c ng nh v trí tr ng tâm c a nó không g p khó

kh n gì, do đó tính toán l c kéo van T* theo công th c (1.14) không thích h p n a,

vì trong công th c này mômen c n do tr ng l ng b n thân van đ i v i tâm quay O

ph i dùng các công th c tính toán g n đúng đ tính tr ng l ng b n thân van, c ng

nh v trí tr ng tâm van, nên hi n nay tính toán l c kéo van theo công th c (1.14)

đ c coi là ph ng pháp tính toán truy n th ng, không s d ng đ tính toán l c kéo van trong các c a van l n, mà ch đ c dùng đ xác đ nh s b l c kéo trong các

c a van l n ho c trong các c a van nh đ c tính toán theo s đ ph ng

ρ - cánh tay đòn c a l c kéo T* đ i v i tâm quay c a c a van

฀฀฀฀฀฀฀ΣMc - t ng mômen c a các l c c n đ i v i tâm quay c a c a van ∑Mc =1,1G.g 1, 2(T R+ c +T R ) P ag g + h (1.15)

G - tr ng l ng b n thân van

g - cánh tay đòn c a l c G đ i v i tâm quay

Tc - t ng l c ma sát do v t ch n n c đ nh và hai bên van sinh ra:

Tc = ΣγHcbcLcfc (1.16)

γ - tr ng l ng riêng c a n c

Hc - chi u cao c t n c tính đ n tâm v t ch n n c

bc - b r ng ch u áp l c n c c a v t ch n, v i v t ch n ch P l y b ng đ ng kính đ u tròn, v i v t ch n ch L l y b ng b r ng cánh c a nó

Lc - chi u dài v t ch n n c

fc - h s ma sát gi a v t ch n n c và b ph n c đ nh

Tg , Mg - l c ma sát và mômen c n do ma sát tr ng g i b n l :

Tg = R*f Mg =Tg Rg (1.17) R* - l c tác d ng th ng góc v i tr c g i b n l

fg - h s ma sát gi a tr c và ng lót tr c (b c) c a g i b n l

Rg - bán kính tr c c a g i b n l

Ph - l c hút tác d ng lên v t ch n n c ngang khi van v a r i kh i ng ng

đ c xác đ nh theo công th c sau:

NRF

ϕ (1.22)

Lox = µxs - chi u dài tính toán c a chân khung đ i v i tr c x

µx = f(k) - h s chi u dài tính toán c a chân khung đ i v i tr c x

M - mômen u n c a chân khung đ i v i tr c x

K T LU N CH NG 1

1 C a van hình cung là m t k t c u không gian có hình d ng khá ph c t p,

là m t k t c u h n h p c a các ph n t thanh và ph n t v , đ ng th i ch u nhi u

t i tr ng cùng m t lúc, nên phân tích k t c u van theo h ph ng không th ph n ánh

tr ng thái ng su t và bi n d ng th c c a c a van, mà c n phân tích k t c u van theo bài toán không gian

2 T i tr ng c b n tác d ng lên c a van là áp l c n c và tr ng l ng b n thân van, khi tính theo h ph ng th ng ph i xác đ nh tr ng l ng b n và đi m đ t

c a nó theo công th c kinh nghi m, nên k t qu tính toán n i l c, chuy n v van,

c ng nh l c kéo c n thi t c a m i xy lanh th y l c ch cho giá tr g n đúng, c n

đ c tính toán theo bài toán không gian

CH NG 2 – THI T K T I U K T C U THÉP H THANH B NG

PH N M M SAP2000

2.1 Khái ni m v thi t k t i u k t c u

Trong thi t k th c t ngoài bài toán ki m tra chúng ta còn g p bài toán xác

đ nh kích th c c n thi t c a ti t di n các phân t k t c u đã cho ng v i m t h t i

tr ng đã bi t, sao cho th a mãn đi u ki n c ng đ , đi u ki n đ c ng và s d ng

v t li u ít nh t, đây là bài toán thi t k t i u k t c u v m t tr ng l ng

2.1.1 Hàm m c tiêu và các ràng bu c

Hàm m c tiêu và các ràng bu c: Trong tính toán t i u k t c u hàm m c

tiêu th ng bi u th các đ i l ng c n c c ti u hóa nh tr ng l ng, th tích, giá thành,… c a k t c u Các đi u ki n ràng bu c d i d ng đ ng th c th ng là các

đi u ki n cân b ng, các đi u ki n bi n d ng liên t c Các đi u ki n bi n ràng bu c

d i d ng b t đ ng th c th ng là các đi u ki n v đ b n, đ c ng, các đi u ki n

v ch y d o v.v

D ng hàm m c tiêu và d ng đi u ki n ràng bu c thay đ i tùy theo k t c u và

ph ng pháp tính Do đó bài toán t i u và ph ng pháp gi i có nh ng đ c đi m khác nhau khi dùng ph ng pháp tính khác nhau nh ph ng pháp l c hay ph ng pháp chuy n v

Trong th c t đ ti n cho vi c ch t o và gi m giá thành, k t c u th ng đ c phân thành nhi u nhóm c u ki n Các c u ki n trong m i nhóm có ti t di n nh nhau và m i c u ki n là hình l ng tr đ u Gi s m t k t c u đ c chia thành G nhóm, m t nhóm b t k kí hi u là gi, g i t ng chi u dài c a các c u ki n trong nhóm là Lg và di n tích ti t di n là Ag V y: