intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Giáo trình phân tích kỹ thuật kết cấu trong mối quan hệ trụ đơn và trụ kép với ứng suất pháp p6

Chia sẻ: Dfsdf Fdsgds | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

78
lượt xem
2
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chiều dày ở chân : dH = h + 0,2 (m) 36 hoặc sơ bộ co thể tính theo công thức kinh nghiệm : dH = 0,1hdB h - là chiều cao đập. Thường thường chiều dày đỉnh trụ dB = 0,16 ~ 0,35m có khi lên đến 0,5 - 0,6m. Chiều dày chân trụ dH = 0,3 ~ 1,85 m.Chiều dày trụ phải thoả mãn yêu cầu về cường độ, ổn định và thi công. Có thể tính chiều dày trụ theo công thức kinh nghiệm của Viện thiết kế thuỷ điện Liên Xô cũ...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Giáo trình phân tích kỹ thuật kết cấu trong mối quan hệ trụ đơn và trụ kép với ứng suất pháp p6

  1. www.Phanmemxaydung.com dH -dB æ sin 2a[-3 sin 2(a + b) + sin 6(a + b)] é1 g b ê + sin 2a sin 4j +ç + r2 ç 8 - 9 cos 2(a + b) + cos 6(a + b) 4H ë2 è 2 sin 2b[2 sin 2(a + b) - sin 4(a + b)] ö ÷(cos 2j - cos 4j) + 8 - 9 cos 2(a + b) + cos 6(a + b) ÷ ø æ é3 ù 1 ç ê2 - 2 cos 2(a + b) - 2 cos 6(a + b)ú ç û ë + ç sin 2a 8 - 9 cos 2(a + b) + cos 6(a + b) ç ç è ù - 2 sin 2b[cos 2(a + b) - cos 4(a + b) ö ÷(2 sin 2j - sin 4j)ú + ÷ 8 - 9 cos 2(a + b) + cos 6(a + b) ø û é1 ù 1 ê 2 sin 2(a + b)(1 - cos 2j) - 2 [1 - cos 2(a + b)] sin 2j ú t= FBgb sina ê ú+ (a + b) sin 2(a + b) - 1 + cos 2(a + b) ê ú ë û FH - FB g b sina + lg - dBgb ) . cosa ´ +r( H é é ù 1 êsin 2(a + b) + 2 sin 4(a + b)ú (cos j - cos 3j) ê û ë ´ êsin 3j - - ê 3 - 4 cos 2(a + b) + cos 4(a + b) ê ê ë ù 1 [1 - 2 cos 2(a + b) + cos 4(a + b)](- sin j + 3 sin 3j) ú -2 ú- 3 - 4 cos 2(a + b) + cos 4(a + b) ú û é[3 sin 3(a + b) - sin(a + b)](cos j - cos 3j) r - d B g b cos b ê + 3 - 4 cos 2(a + b) + cos 4(a + b) 2 ë [cos 3(a + b) - cos(a + b)](- sin j + 3 sin 3j ù + ú+ 3 - 4 cos 2(a + b) + cos 4(a + b) û dH -dB é1 1 g b ê sin 2(a - j) - sin 2a cos 4j + + r2 4H ë2 2 173
  2. www.Phanmemxaydung.com é sin 2a[-3 sin 2(a + b) + sin 6(a + b)] +ê + ë 8 - 9 cos 2(a + b) + cos 6(a + b) 2 sin 2b[2 sin 2(a + b) - sin 4(a + b)] ùæ 1 ö + úç 2 sin 2j - sin 4j ÷ - 8 - 9 cos 2(a + b) + cos 6(a + b) ûè ø æ é ù 3 1 ç ê2 - 2 cos 2(a + b) - 2 cos 6(a + b)ú ç û - ç sin 2a ë - 8 - 9 cos 2(a + b) + cos 6(a + b) ç ç è ù 2 sin 2b[cos 2(a + b) - cos 4(a + b) ö ÷(cos 2j - cos 4j)ú - ÷ 8 - 9 cos 2(a + b) + cos 6(a + b) ø û Sau khi t×m ®­îc Sr, Sj vµ t cã thÓ d Ô dµng t×m ra ®­îc sr, sj vµ t: ü ï S Sr sr = r = ï d -dB d r cos(a - j) ï dB + H ï H ï Sj Sj ï sj = = (4-29) ý d -dB d r cos(a - j) ï dB + H ï H ï t t ï t= = dH -dB ï d dB + r cos(a - j) ï þ H Trong tÝnh to¸n, ®iÒu mong muèn nhÊt lµ trùc tiÕp tÝnh ®­îc øng suÊt s’r ë mÆt th­îng l­u (khi j =0) vµ øng suÊt s”r ë mÆt h¹ l­u trô (khi j=a+b) thay c¸c trÞ sè nµy cña j vµo c«ng thøc (4-29) ta ®­îc: r cos a[(FH - FB ) g b sin a + Hlg ]f 3 (a + b) (a + b) sin a s’r=-HFBgb f1 - + Hd B + (d H - d B )r. cos a Hd B + (d H - d B )r cos a 2Hd B g b r[f 5 (a + b) cos a - f 4 (a + b) cos b + + Hd B + (d H - d B )r cos a 1 (d H - d B ) g b r 2 é2 ù 4 + ê 3 + cos 2a - f 6 (a + b) sin 2a + f 7 (a + b) sin 2bú Hd B + (d H - d B )r cos a ë û 174
  3. www.Phanmemxaydung.com 2r cos a[(FH - FB ) g b sin a + Hlg ]f 4 (a + b) (a + b) sin a s”r=-HFBgbf2 + + Hd B + (d H - d B )r. cos b Hd B + (d H - d B )r cos b 2Hd B g b r[f 5 (a + b) cos b - f 4 (a + b) cos a] + + Hd B + (d H - d B )r cos b 1 (d H - d B ) 2 g b r 2 é2 ù +4 ê 3 + cos 2b - f6 (a + b) sin 2b + f 7 (a + b) sin 2aú Hd B + (d H - d B )r cos b ë û øng suÊt sr max, sr min th­êng ph¸t sinh t¹i mÆt tiÕp xóc víi nÒn ë mÐp h¹ l­u vµ mÐp th­îng l­u cña trô. Trong c¸c c«ng thøc trªn c¸c k ý hiÖu f1(a+b) ... f7(a+b) cã trÞ sè nh­ sau: (α + β)sin2(α + β) f1 (a + b) = 1 - cos2(α + β) - (α + β)sin2(α + β) 1 - cos2(α + β) f 2 ( a + b) = 1 - cos2(α + β) - (α + β)sin2(α + β) 1 - cos4(α + β) f 3 ( a + b) = 3 - 4cos2(α + β) + cos 4(α + β) cos(a + b) - cos3(α + β) f 4 ( a + b) = 3 - 4cos2(α + β) + cos 4(α + β) 2[1 - cos2(α + β)] f 5 ( a + b) = 3 - 4cos2(α + β) + cos 4(α + β) 3sin2(a + b) - sin6(a + b) f 6 ( a + b) = 8 - 9cos2(α + β) + cos 6(α + β) 2[2sin2(a + b) - sin4(a + b)] f 7 ( a + b) = 8 - 9cos2(α + β) + cos 6(α + β) §Ó tiÖn tÝnh to¸n cã thÓ s ö dông b¶ng 4-4 ®Ó x¸c ®Þnh c¸c trÞ sè f1(a + b)... B¶ng 4-4. B¶ng tra trÞ sè (a + b ) vµ c¸c th«ng sè f1 , f2 , ..., f7. (a + b ) f1(a+ b) f2(a + b) f3(a + b) f4 (a + b ) f5 (a + b ) f6 (a + b ) f7(a + b) 0 45 3.66 4.66 1.000 0.707 1.000 0.500 0.500 500 2.73 3.73 0.704 0.547 0.852 0.380 0.459 550 2.12 3.12 0.490 0.427 0.746 0.278 0.422 0 60 1.53 2.53 0.333 0.333 0.667 0.193 0.385 0 65 1.12 2.12 0.217 0.257 0.608 0.123 0.343 0 70 0.80 1.80 0.132 0.193 0.566 0.069 0.295 175
  4. www.Phanmemxaydung.com T×nh h×nh ph©n bè øng suÊt trong vai trô do ®iÒu kiÖn biªn phøc t¹p, khã gi¶i b»ng ph­¬ng ph¸p ®µn håi. Cã thÓ dïng c¸c ph­¬ng ph¸p sai ph©n cã h¹n, ph­¬ng ph¸p thÝ nghiÖm quang ®µn håi, v.v... ®Ó t×m øng suÊt vai trô. Ngoµi ra trong thiÕt kÕ còng th­êng dïng ph­¬ng ph¸p søc bÒn vËt liÖu. TÝnh to¸n theo dÇm c«ng x«n, gi¶ thiÕt vai trô chÞu ¸p lùc ph©n bè h×nh tam gi¸c cña t¶i träng n­íc vµ träng l­îng b¶n (h×nh 4-25) m«men uèn do ¸p lùc n­íc vµ träng l­îng b¶n ch¾n g©y ra ë ngµm vai trô lµ: 2 b M= bR = (rgy + rbge cos j)(l'0 + 2b) 3 3 Khi nhiÖt ®é bªn ngoµi h¹ thÊp, b¶n ch¾n co l¹i, sinh ra lùc ma s¸t t¹i ch ç tiÕp xóc gi÷a vai trô vµ b¶n, lµm cho øng suÊt kÐo t¹i chç ngµm cña vai trô t¨ng lªn. Do ®ã chç tiÕp xóc gi÷a b¶n víi trô cÇn lµm nh½n ®Ó gi¶m ma s¸t. Theo kÕt qu¶ cña thÝ nghiÖm quang ®µn h åi, t¹i ®iÓm A trªn vai trô cã øng suÊt tËp trung, øng suÊt kÐo lín nhÊt ph¸t sinh t¹i ®iÓm A nªn l­în trßn. NÕu mÆt tiÕp xóc gi÷a b¶n vµ vai trô lµm thµnh mét mÆt nghiªng (h×nh 4-28) còng sÏ lµm gi¶m øng suÊt kÐo. 2. TÝnh to¸n æn ®Þnh h­íng ngang cña trô. H×nh 4-28 Khi gi÷a c¸c trô pin kh«ng cã c¸c dÇm ngang liªn kÕt th× viÖc tÝnh to¸n æn ®Þnh h­íng ngang cña trô pin d­íi t¸c dông cña lùc ®éng ®Êt h­íng ngang, sÏ gièng nh­ tÝnh to¸n trô pin ë phÇn ®Ëp to ®Çu ®· tr×nh bµy. NÕu kh«ng tháa m·n æn ®Þnh h­íng ngang, cã thÓ dïng biÖn ph¸p bè trÝ c¸c dÇm ngang ®Ó kh¾c phôc. Lóc ®ã æn ®Þnh h­íng ngang vµ øng suÊt ®éng (do ®éng ®Êt g©y ra) ®Òu cã thÓ b¶o ®¶m, chØ cÇn tÝnh ®­îc lùc t¸c dông lªn m çi thanh dÇm ngang vµ dùa vµo ®ã ®Ó x¸c ®Þnh kÝch th­íc mÆt c¾t dÇm vµ diÖn tÝch cèt thÐp. Khi cã ®éng ®Êt h­íng ngang, ®¹i bé phËn lùc qu¸n tÝnh ®éng ®Êt cña trô ®Òu do dÇm ngang chÞu. ViÖc tÝnh to¸n lùc qu¸n tÝnh ®éng ®Êt t¸c dông lªn mçi thanh dÇm rÊt khã chÝnh x¸c, th­êng tÝnh gÇn ®óng nh­ sau: lÊy ®­êng ë gi÷a kho¶ng c¸ch cña c¸c dÇm ngang chia trô thµnh nh÷ng khu vùc, lùc qu¸n tÝnh ®éng ®Êt cña m çi khu vùc sÏ do hµng dÇm trong khu ®ã chÞu (xem h×nh 4-29). a) b) l l l l l 1 2 3 4 5 6 7 8 9 I I I I Pn Pn Pn Pn Pn Pn Pn Pn nb l na l II II nl 2 1 d) A d1 c) P 3 O d2 I' I l l II" H E d3 II F G I I K N Pn Pn Pn Pn Pn Pn Pn Pn d4 na l nb l B C d5 nl R II R H×nh 4-29. S¬ ®å tÝnh to¸n ®éng ®Êt h­íng ngang cña trô pin khi cã bè trÝ dÇm ngang 1- C¸c thanh dÇm chÞu nÐn; 2- C¸c thanh dÇm chÞu kÐo;3 - Ch ç sinh biÕn h×nh lín nhÊt 176
  5. www.Phanmemxaydung.com Sau ®ã b¾t ®Çu tÝnh to¸n cho tõng hµng dÇm ngang. ThÝ dô lÊy hµng dÇm I-I ®Ó tÝnh to¸n. Hµng dÇm I-I cã n dÇm, lùc t¸c dông cña m çi trô truyÒn cho dÇm lµ Pn Pn = KcG trong ®ã: Kc-hÖ sè ®éng ®Êt; G-träng l­îng cña mét bé phËn nhá cña trô (chÝnh lµ träng l­îng cña khu vùc theo c¸ch ph©n chia ë trªn) ®èi víi hµng dÇm I-I, 1 G= träng l­îng cña khu OPDE). 2 D­íi t¸c dông cña lùc qu¸n tÝnh ®éng ®Êt h­íng ngang, nh÷ng thanh dÇm ë gÇn bê bªn nµy sÏ chÞu kÐo, nh÷ng thanh dÇm ë gÇn bê bªn kia sÏ chÞu nÐn. Lùc nÐn vµ lùc kÐo lín nhÊt ®Òu ph¸t sinh t¹i dÇm ë gÇn 2 bê. Chç gi¸p giíi gi÷a c¸c thanh dÇm chÞu kÐo vµ chÞu nÐn, øng suÊt b»ng kh«ng. ChiÒu dµi toµn bé hµng dÇm kh«ng ®æi, do ®ã trÞ sè biÕn h×nh co cña c¸c thanh chÞu nÐn sÏ b»ng trÞ sè biÕn h×nh gi·n cña c¸c thanh chÞu kÐo. NÕu cho lùc nÐn do bª t«ng chÞu, lùc kÐo do cèt thÐp chÞu vµ c¶ 2 khi ®¹t ®Õn øng suÊt cho phÐp th× tæng biÕn h×nh cña c¸c thanh dÇm chÞu nÐn vµ chÞu kÐo theo ®Þnh luËt Huc sÏ lµ: sb sa db = da = n bl nal vµ (4-30) 2E a 2E b TrÞ sè 2 trong c«ng thøc trªn lµ do xÐt ®Õn t¸c dông ®ét ngét, bÊt ngê cña ®éng ®Êt. trong ®ã: sb , sa - øng suÊt nÐn vµ øng suÊt kÐo cho phÐp cña bª t«ng vµ cèt thÐp; nb - sè thanh dÇm chÞu nÐn; na- sè thanh dÇm chÞu kÐo; l - kho¶ng c¸ch gi÷a 2 trô tøc chiÒu dµi m çi thanh dÇm; Eb, Ea - m«-®uyn ®µn håi cña bª t«ng vµ cèt thÐp. Dùa vµo lý luËn ë trªn ta cã : db = da vµ nb + na = n (n lµ tæng sè thanh dÇm cña hµng dÇm I-I) lîi dông 2 quan hÖ nµy, thay gi¸ trÞ cña db vµ da vµo, gi¶i ra ®­îc: n nB na = vµ nb = (4-31) 1+ B 1+ B sa E b trong ®ã: B = ´ sb Ea DiÖn tÝch mÆt c¾t cÇn thiÕt cña thanh dÇm thø 1 (ë s¸t bê) n b .Pn Fb1 = sb §èi víi thanh dÇm thø 2: 177
  6. www.Phanmemxaydung.com (n b - 1).Pn Fb2 = sb §èi víi thanh thø 3: (n b - 2).Pn Fb3 = sb DiÖn tÝch cèt thÐp cÇn thiÕt cho thanh dÇm chÞu kÐo thø 1: N a Pn Fa1 = sa ( N a - 1)Pn Fa 2 = sa CÇn l­u ý lµ ®éng ®Êt cã thÓ thay ®æi h­íng t¸c dông, do ®ã cã thÓ c¸c thanh dÇm ë bê nµy lóc nµy chÞu kÐo nh­ng khi h­íng ®éng ®Êt thay ®æi sÏ trë thµnh c¸c thanh chÞu nÐn. 3. TÝnh to¸n æn ®Þnh uèn däc cña trô. Khi trô pin ch­a bè trÝ dÇm ngang th× viÖc tÝnh to¸n æn ®Þnh uèn däc gièng nh­ tÝnh to¸n cho trô cña ®Ëp to ®Çu ®· tr×nh bµy ë phÇn trªn. Sau khi bè trÝ dÇm ngang, dïng ph­¬ng ph¸p tÝnh gÇn ®óng cña Samb«. S l dx aa L L x b d2 b dx H×nh 4-30. S¬ ®å tÝnh to¸n æn ®Þnh uèn däc cña trô pin. Ph­¬ng ph¸p nµy còng c¾t trô thµnh nh÷ng thanh cã bÒ réng b, song song víi mÆt h¹ l­u ®Ó tÝnh to¸n (h×nh 4-30) nh­ vËy còng gièng c¸c ph­¬ng ph¸p tr×nh bµy ë phÇn tr­íc lµ bá qua t¸c dông chØnh thÓ cña trô pin. §Ó tiÖn viÕt ph­¬ng tr×nh ®­êng cong ®µn håi cña c¸c thanh cã bÒ réng b ®ã, Sam-b« ®· dïng mét m«i tr­êng ®µn håi liªn tôc ë 2 bªn s­ên trô pin cã hÖ sè mÒm ®µn håi K vµ ®é cøng chèng uèn C, ®Ó thay thÕ cho t¸c dông cña c¸c dÇm ngang. Ngoµi ra Samb« cßn gi¶ thiÕt c¸c thanh cã ®é dµy kh«ng ®æi, lÊy b»ng ®é dµy trung b×nh, nh­ vËy ®· coi m«men qu¸n tÝnh J cña tõng thanh kh«ng thay ®æi theo chiÒu dµi thanh vµ lÊy b»ng m«men qu¸n tÝnh ë mÆt c¾t cã ®é dµy trung b×nh. Gi¶i thiÕt cuèi cïng cña ph­¬ng ph¸p nµy lµ coi c¸c thanh c¾t ra ®ã lµ kh«ng cã träng l­îng, toµn bé t¶i träng tËp trung lªn ®Ønh, phÇn cuèi cña thanh ngµm chÆt vµo nÒn. Do nh÷ng gi¶ thiÕt trªn, nªn kÕt qu¶ cña ph­¬ng ph¸p chØ cã tÝnh chÊt gÇn ®óng vµ thiªn vÒ an toµn. 178
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2