- 1-bÓ chøa cÇu
- 2-                               phÇn 1                       giíi thiÖu chungBể chứa cầu dùng để chứa hơi hoá lỏng với ...
- 3-                                     phÇn 2                               thiÕt kÕ bÓ cÇu2.1 c¸c sè liÖu c¬ b¶n ®Ó thù...
- 4-2.1.3     Tiªu chuÈn thiÕt kÕ bÓ chøa :2.1.3.1     Tiªu chuÈn tÝnh t¶i trängTÝnh t¶i träng giã theo tiªu chuÈn TCVN 27...
- 5-     - c lμ hÖ sè khÝ ®éng lÊy theo b¶ng 6 (TCVN 2737-95)     - As lμ diÖn tÝch ch¾n giã hiÖu qu¶ (m2)            As =...
- 6-            a        b            c                           d H×nh 1: M« h×nh tÝnh mùc chÊt láng øng víi tõng ®iÓm  ...
- 7-Khi ®ã tæng ¸p lùc bªn trong cña bÓ sÏ lμ:          P = Ptk + PiTa minh ho¹ c¸c qu¸ tr×nh tÝnh trªn b»ng vÝ dô sè:TÝnh...
- 8-Tæng träng l−îng cña c¸c thiÕt bÞ phô trî:      W2 = 12 (t) = 12000x9.81 = 117720 ( N)TÝnh to¸n ¸p lùc thñy tÜnh cña c...
- 9-         t lμ chiÒu dμy thμnh bÓ tÝnh to¸n (mm)         P lμ ¸p lùc trong tÝnh to¸n t¹i ®iÓm ®ang xÐt (N/mm2)       ...
- 10 -                       2. .R 2 (1  cos  ).t.                  F1 =                                             (...
- 11 -KÕt qu¶ tÝnh to¸n t¹i tõng ®iÓm ®−îc thÓ hiÖn trong b¶ng sau                          B¶ng 3: Gi¸ trÞ lùc däc t¹i c¸...
- 12 -                          0.0625 E                   Pa =                                                     (2.17)...
- 13 -                        0.125                   A=                        Ro / tNÕu A n»m phÝa bªn ph¶i cña ®−êng ®å...
- 14 -                  Wg = 83297.7 (N)M« men gio giã t¸c dông lªn bÓ                      Mg = Wg                     ...
- 15 -                                   0.191                          Fg =           = 0.0036 N/mm                      ...
- 16 -         B      90             0.051                    2.691            37.30         51.741         C      125   ...
- 17 -2.3 ThiÕt kÕ lç më trªn thμnh bÓ (lç ng−êi chui & häng    èng)TÝnh to¸n thiÕt kÕ lç më theo phÇn AD-5 (TL [1])2.3.1 ...
- 18 -NhËn xÐt:           Ta thÊy ®−êng kÝnh giíi h¹n cña lç më kh«ng cÇn gia c−êng qu¸ nhá,kh«ng ®¶m b¶o thiÕt kÕ lç ng−ê...
- 19 -2.3.6     TÝnh bÒ dμy cña thμnh lç më      BÒ dμy cña thμnh lç më ®−îc tÝnh t−¬ng tù nh− tÝnh bÒ dμy thμnh bÓ. Tuynh...
- 20 -èng mÉu     1        12.7    12.7 + 2x(1.6) = 15.9                2  B1         8      203.2 203.2 + 2x(1.6)=206.4  ...
- 21 -  T5C  T6      50.8    50.8 + 2x(1.6) = 54                   7.18    1.76    2.24   28  T7      50.8    50.8 + 2x(1....
- 22 -          dci = dn + 2x1.6         dn lμ ®−êng kÝnh trong cña lç më (mm)         tn lμ bÒ dμy danh nghÜa cña thμnh...
- 23 -        Yªu cÇu 2: Lw2         2/3 chiÒu dμi ®−êng biªn cña gia c−êng ph¶i b»ng hoÆc lín h¬n hai gi¸ trÞ           ...
- 24 -Chi    Cì         dn      dci        ts     tr      trn   tn      ARtiÕt    in       mm       mm       mm      mm   ...
- 25 - M2             20         508.00     511.20     54.00      46.44    3.54     136     27160.06        B¶ng 10: TÝnh ...
- 26 -B5      3           76.20    79.40         76.20     124.10 545.15 186.15 124.10            146.86B6     1 12       ...
- 27 - B1          8     203.20 206.40             145.00         43.52        145.00      16044.13 B2          8     203....
- 28 - T7      2      50.80   54.00   2737.26       205.41   3606.59   3812.00    §−îc                                    ...
- 29 -2.4 ThiÕt kÕ kÕt cÊu ®ì bÓ2.4.1      TÝnh to¸n t¶i träng       T¶i träng t¸c dông lªn bÓ vμ truyÒn xuèng hÖ thèng tr...
- 30 -                  Tæ hîp t¶i träng = W1 + W2 + W4 +WgTrong ®ã:     W1 lμ t¶i träng b¶n th©n cña bÓ     W2 lμ t¶i t...
- 31 -                            (D2  d 2 )                   A=                                 4Trong ®ã:     D lμ ...
- 32 -Thay sè: Trong tr−êng hîp thö ¸p lùc n−ícTæng t¶i träng th¼ng ®øng:             W=W1 + W2 + W4=3799903.5+117720+259...
- 33 -øng suÊt trong phÇn tö vá t¹i ®iÓm xÝch ®¹o:                          0.5  2.64  8634  37.3                     S...
- 34 -                                  (0.8 10365 / 214.83) 2                                  1                    ...
- 35 -KÕt luËn:            T¹i mÆt c¾t A-A ( §Çu cét). Trong c¸c tr−êng hîp chÞu t¶i, cét hoμntoμn ®ñ kh¶ n¨ng chÞu lùc2.4...
- 36 -            W = W1 + W2 + W3 + Wcot=3799903.5+17720+13079967.3+19040.2                                              ...
- 37 -M« men lÖch t©m:                            144.5  8634  2124698.8  (1-0.3)                     M=               ...
- 38 -   Trong tr−êng hîp vËn hμnh b×nh th−êng                             Pg       M 2149695.8      8813006.6           ...
- 39 -                                                                    4                                               ...
- 40 -                  k = 48.86 N/mm2 < 141 N/mm2KÕt luËn:      Thanh gi»ng hoμn toμn ®ñ kh¶ n¨ng chÞu kÐo2.4.4.3    TÝ...
- 41 -TÝnh to¸n chiÒu dμy thÐp cho chi tiÕt                              T        30528.77                    tb =        ...
- 42 -T¨ng ®¬ ®−îc lùa chän trªn c¬ së c¸c mÉu t¨ng ®¬ ®· ®−îc chÕ t¹o s½n vμ ph¶i tháam·n ®iÒu kiÖn chÞu lùc ®· ®−îc kiÓm...
- 43 -      lμ øng suÊt uèn     t lμ bÒ dμy tÊm ®Öm, t = 55 mmThay sè:  Trong ®iÒu kiÖn thñ ¸p lùc n−íc               ...
- 44 -b) Mèi hμn gi÷a bÓ vμ ®Çu cétChiÒu dμi cung ®−êng hμn cña cét víi bÓ lμ:                                       do  ...
- 45 -2.5 ThiÕt kÕ mãng2.5.1      §Æt vÊn ®Ò       Mãng lμ mét bé phËn hÕt søc quan träng cña c«ng tr×nh, nã lμ bé phËn tr...
- 46 -Mét sè b¶n vÏ chi tiÕt bÓ cÇu
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Download

383 views
298 views

Published on

Bài giản bể chứa Cầu - PGS.TS Phan Ý Thuận - Viện XDCTB - HN

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
383
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
2
Actions
Shares
0
Downloads
39
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Download

  1. 1. - 1-bÓ chøa cÇu
  2. 2. - 2- phÇn 1 giíi thiÖu chungBể chứa cầu dùng để chứa hơi hoá lỏng với áp lực dư pd 0,25  1,8MPa, thểtích bể V = 600  4000m3.Bể được ghép từ các tấm cong hai chiều và được chế tạo bằng cách cán nguộihoặc dập nóng. Các tấm thép đựơc hàn với nhau bằng đường hàn đối đầu.Cách chia các tấm trên mặt cầu có nhiều hình dạng khác nhau: múi kinh tuyếnvới các mạch song song hoặc so le.Bể được đặt trên gối dạng vành hay thanh chống bằng thép ống hoặc thép chữI. Dùng thanh chống đảm bảo được biến dạng nhiệt tự do cho bể. Các thanhchống nên tiếp xúc với mặt bể để giảm ứng suất cục bộ và không tỳ vào đườnghàn nối các tấm của vỏ bể. Bể chứa cầu
  3. 3. - 3- phÇn 2 thiÕt kÕ bÓ cÇu2.1 c¸c sè liÖu c¬ b¶n ®Ó thùc hiÖn vÝ dô minh ho¹ §Ó cã thÓ minh ho¹ cho lý thuyÕt tÝnh bÓ cÇu, ta ®−a ra c¸c th«ng sè kü thuËt cña bÓ nh− sau:2.1.1 Th«ng sè thiÕt kÕ KiÓu bÓ : BÓ cÇu thÐp ®Æt trªn hÖ trô ®ì Kh¶ n¨ng chøa : 1200 (T) 1200 ThÓ tÝch bÓ chøa V : = 2645.5 m3 0.504  0.9 1 :  3 2645.5  3 B¸n kÝnh trong cña bÓ lμ Ri  = 8.58 (m) 4    Träng l−îng riªng lín nhÊt cña LPG  : 0.56 T/m3 (§Ó tÝnh ¸p suÊt thuû tÜnh) Träng l−îng riªng nhá nhÊt cña LPG m : 0.504 T/m3 (§Ó tÝnh thÓ tÝch) ¸p suÊt trong thiÕt kÕ P tk : 1.76 (N/mm2) ¸p suÊt ngoμi thiÕt kÕ P otk : 0.1 (N/mm2) ChiÒu dμy ¨n mßn cho phÐp bªn trong i :1.6 mm ChiÒu dμy ¨n mßn cho phÐp bªn ngoμi i : 0.5 mm KiÓm tra b»ng tia R¬ghen : Toμn bé chiÒu dμi ®−êng hμn 100% Søc chøa lín nhÊt : 90% ThÓ tÝch b×nh ¸p lùc giã Wo : 83 daN/m22.1.2 Kh¶ n¨ng chøa lín nhÊt cña bÓ Träng l−îng cña LPG cã thÓ chøa trong bÓ theo thiÕt kÕ lμ 1200 T. Do vËythÓ tÝch bÓ chøa lμ 1200 V= = 2645.5 m3 0.504  0.9Khi cã thÓ tÝch V, ta cã thÓ t×m ®−îc Ri = 8.58 (m) suy ra D = 17.16 (m).ThÓ tÝch h÷u Ých cña bÓ : Vh/Ých = 2645.5x0.9 = 2380.95 (m3) Tuy nhiªn träng l−îng riªng cña LPG cã thÓ thay ®æi, nã cã gi¸ trÞ lín nhÊtlμ  = 0.56 (T/m3). Do vËy kh¶ n¨ng chøa lín nhÊt cña bÓ lμ W3 = V    0.9 = 2645.5  0.56  0.9 = 1333.33 (T)
  4. 4. - 4-2.1.3 Tiªu chuÈn thiÕt kÕ bÓ chøa :2.1.3.1 Tiªu chuÈn tÝnh t¶i trängTÝnh t¶i träng giã theo tiªu chuÈn TCVN 2737-95 (TL[4])2.1.3.2 Tiªu chuÈn thiÕt kÕ th©n bÓ chøaTiªu chuÈn thiÕt kÕ ASME section VIII Division 2 (TL [1])2.1.3.3 Tiªu chuÈn vËt liÖu cho th©n bånTiªu chuÈn vËt liÖu ASTM A516 Gr 70 (TL [2])Tiªu chuÈn ASME Section II part D (TL [3])2.1.3.4 Tiªu chuÈn vËt liÖu cho thÐp gia c−êng vμ häng èngTÝnh to¸n theo tiªu chuÈn vËt liÖu ASTM A516 Gr 70 (TL [2])2.1.3.5 Tiªu chuÈn vËt liÖu cho gi¸ ®ì bånGi¸ ®ì bån ®−îc tÝnh theo tiªu chuÈn vËt liÖu ASTM A516 Gr 702.1.4 M« t¶ vËt liÖu sö dông cho th©n bÓ chøa vμ kÕt cÊu ®ì bÓ2.1.4.1 VËt liÖu sö dông thiÕt kÕ th©n bÓ chøaLo¹i thÐp tÊm A516 Gr70 ,cã c¸c ®Æc tÝnh kü thuËt sau  Träng l−îng riªng  = 7.85 (T/m3)  Giíi h¹n ch¶y thiÕt kÕ Sy = 260 Mpa = 260 (N/mm2)  Giíi h¹n bÒn thiÕt kÕ St = 485 Mpa = 485 (N/mm2)  M« ®un ®μn håi E = 2.1x105 Mpa = 2.1x105 (N/mm2)Theo Appendix 2 (ASME Section II part D ) ,tra b¶ng Table 2-100(a) ta sÏ lÊy 2 2  Giíi h¹n ch¶y thiÕt kÕ : S y =  260 = 173.33 (N/mm2) 3 3 1 1  Giíi h¹n bÒn thiÕt kÕ : ST =  485 = 161.6 (N/mm2) 3 3LÊy gi¸ trÞ nhá h¬n.VËy ta lÊy gi¸ trÞ Sm = 161.6 (N/mm2 ) ®Ó tÝnh to¸n2.2 TÝnh to¸n thiÕt kÕ phÇn th©n bÓ theo quy ph¹m2.2.1 TÝnh to¸n t¶i träng t¸c dông lªn bÓ chøa2.2.1.1 TÝnh to¸n t¶i träng giãTÝnh t¶i träng giã theo tiªu chuÈn TCVN 2737-95 ta cã : Gi¸ trÞ tiªu chuÈn thμnh phÇn tÜnh cña t¶i träng giã : Wg =   Wo  k  c  As (2.1)trong ®ã: - Wg lμ gi¸ trÞ tÝnh to¸n thμnh phÇn tÜnh cña t¶i träng giã - Wo lμ gi¸ trÞ cña ¸p lùc giã trªn 1 m2 - k lμ hÖ sè tÝnh ®Õn sù thay ®æi cña ¸p lùc giã theo ®é cao
  5. 5. - 5- - c lμ hÖ sè khÝ ®éng lÊy theo b¶ng 6 (TCVN 2737-95) - As lμ diÖn tÝch ch¾n giã hiÖu qu¶ (m2) As =   ( Ro  sin  )2 - Ro lμ b¸n kÝnh ngoμi cña bÓ chøa (m) -  lμ hÖ sè ®é tin cËy cña t¶i träng giã, lÊy  = 1.22.2.1.2 T¶i träng tÜnh g©y ra bëi c¸c thiÕt bÞ phô trî, sμn c«ng t¸c, cÇu thang, häng èng, èng...Tæng träng l−îng cña c¸c thiÕt bÞ phô trî cã thÓ tÝnh dùa vμo c¸c chi tiÕt cÊu t¹o cñabÓ – ®©y lμ träng −îng cña c¸c chi tiÕt phi kÕt cÊu:2.2.1.3 TÝnh to¸n ¸p lùc thñy tÜnh cña chÊt láng TÝnh chiÒu cao h chÊt láng (chÊt láng chiÕm 90% thÓ tÝch bÓ) :ThÓ tÝch chám cÇu phÇn kh«ng chøa chÊt láng m Vc =  .m 2 ( Ri  ) (2.2) 3Ta cã ph−¬ng tr×nh sau: 1 Vc  V 10 m 1 4   .m 2 ( Ri  ) =   R3 3 10 3Trong ®ã:  a lμ kho¶ng c¸ch tõ mÆt chÊt láng ®Õn t©m bÓ (m)  Ri lμ b¸n kÝnh trong cña bÓ (m)  Vc lμ thÓ tÝch phÇn chám cÇu kh«ng chøa chÊt láng  V lμ thÓ tÝch bÓ chøaGi¶i ph−¬ng tr×nh trªn ta cã nghiÖm cña mVËy chiÒu cao cét chÊt láng lμ: h = 2.R - m¸p lùc thñy tÜnh ®−îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc sau:   h  9.81 Pi = (N/mm2) (2.3) 1000trong ®ã:  γ lμ träng l−îng riªng cña chÊt láng chøa trong bÓ (T/m3)  Pi lμ ¸p suÊt thuû tÜnh øng víi mùc chÊt láng trong bÓ (N/mm2)  h lμ chiÒu cao cét chÊt láng (m)
  6. 6. - 6- a b c d H×nh 1: M« h×nh tÝnh mùc chÊt láng øng víi tõng ®iÓm m 10% V m 0m 90% V R858H×nh 2: S¬ ®å chÊt láng chiÕm chæ trong bÓ
  7. 7. - 7-Khi ®ã tæng ¸p lùc bªn trong cña bÓ sÏ lμ: P = Ptk + PiTa minh ho¹ c¸c qu¸ tr×nh tÝnh trªn b»ng vÝ dô sè:TÝnh to¸n t¶i träng giãTÝnh t¶i träng giã theo tiªu chuÈn TCVN 2737-95 ta cã : Tra b¶ng E1 (phÇn phô lôc E) ta thÊy ®Þa ®iÓm ®Æt c«ng tr×nh lμ huyÖn NhμBÌ T.p Hå ChÝ Minh , do vËy c«ng tr×nh n»m trong vïng ¸p lùc giã IIA Tra b¶ng 4 (tr 20 ,TCVN 2737-95) ta ®−îc ¸p lùc giã lμ W = 95 daN/m2 , tuynhiªn do lμ vïng IIA, nªn ¸p lùc giã gi¶m ®i 12 daN/m2 VËy ¸p lùc giã Wo = 95 -12 = 83 daN/m2 Gi¸ trÞ tiªu chuÈn thμnh phÇn tÜnh cña t¶i träng giã :TÝnh to¸n t¶i träng giã lªn bÓ chøa: X¸c ®Þnh hÖ sè kTräng t©m cña bÓ cã cao ®é h = Ro + 2.5 = 8.634 + 2.5 = 11.134 mtra b¶ng 5 (TCVN 2737-95) ta cã k = 1.19 X¸c ®Þnh hÖ sè cTra b¶ng 6, ta thÊy bÓ cã d¹ng h×nh cÇu, do vËy sö dông s¬ ®å 32 ®Ó x¸c ®Þnh hÖ sèkhÝ ®éng hÖ sè khÝ ®éng ë mÆt ®ãn giã c = 0.8 hÖ sè khÝ ®éng ë mÆt hót giã c = 0.3 X¸c ®Þnh diÖn tÝch hiÖu qu¶ AsTõ b¶ng 6 ta thÊy diÖn tÝch ch¾n giã hiÖu qu¶ øng víi gãc  = 45o As1 =   ( Ro  sin  )2 =   (8.634  sin 45)2 = 117.1 m2diÖn tÝch hót giã hiÖu qu¶ øng víi gãc  = 30o As2 =   ( Ro  sin  )2 =   (8.634  sin 30) 2 = 58.54 m2 T¶i träng giã t¸c dông lªn bÓ chøa ë mÆt ®ãn giã Wg1 = 1.2x83x1.19x0.8x117.1 = 11103.32 daN = 111033.2 N ë mÆt hót giã Wg2 = 1.2x83x1.19x0.4x58.54 = 2775.35 daN = 27753.5 NVËy tæng t¶i träng Wg = Wg1 - Wg2 = 111033.2 27753.5 = 83297.7 NKÕt luËn : T¶i träng giã t¸c dông lªn bÓ chøa lμ Wg = 83297.7 NT¶i träng tÜnh g©y ra bëi c¸c thiÕt bÞ phô trî, sμn c«ng t¸c, cÇu thang, häng èng,èng...
  8. 8. - 8-Tæng träng l−îng cña c¸c thiÕt bÞ phô trî: W2 = 12 (t) = 12000x9.81 = 117720 ( N)TÝnh to¸n ¸p lùc thñy tÜnh cña chÊt lángVíi Ri =8.58 (m), tõ (2.2) ta cã :Gi¶i ph−¬ng tr×nh nμy ta cã nghiÖm: m = 3.36 (m)VËy chiÒu cao cét chÊt láng lμ: h = 2.R - m = 2x8.58 3.36 = 13.8 (m)¸p lùc thñy tÜnh tÝnh theo (2.3) :   h  9.81 Pi = (N/mm2) 1000 Víi γ = 0.56 (T/m3)Ta cã b¶ng kÕt qu¶ sau : B¶ng 1 : TÝnh ¸p lùc thñy tÜnhvμ tæng ¸p lùc t¹i c¸c ®iÓm Møc chÊt láng ¸p lùc thñy tÜnh Tæng ¸p lùc §iÓm  (®é) (m) Pi(N/mm2) P(N/mm2) A 550 0.299 0.002 1.762 B 900 5.22 0.029 1.789 C 1250 10.141 0.056 1.816 D 1800 13.8 0.076 1.8362.2.2 TÝnh to¸n chiÒu dμy thÐp th©n bÓ2.2.2.1 TÝnh to¸n chiÒu dμy th©n bÓ chÞu ¸p lùc trongTheo phÇn AD-202 (TL[1]), ta cã 0.5 PR t= C (2.10) ( S  0.25 P )T¹i nh÷ng ®iÓm chÞu thªm øng suÊt kÐo ( vÝ dô, t¸i c¸c tÊm xÝch ®¹o) th× 0.5 PR  F t= C (2.11) ( S  0.25 P )Trong ®ã:
  9. 9. - 9-  t lμ chiÒu dμy thμnh bÓ tÝnh to¸n (mm)  P lμ ¸p lùc trong tÝnh to¸n t¹i ®iÓm ®ang xÐt (N/mm2) P = Pi + Ptk  Ptk lμ ¸p suÊt thiÕt kÕ trong cña bÓ chøa 1.76 (N/mm2)  Pi lμ ¸p suÊt thuû tÜnh øng víi mùc chÊt láng trong bÓ (N/mm2)  F lμ lùc däc theo ph−¬ng th¼ng ®øng trong c¸c tÊm thÐp thμnh bÓ (cã gi¸ trÞ d−¬ng khi g©y kÐo víi phÇn tö vá) (N/mm)  Ri lμ b¸n kÝnh trong cña thμnh bÓ kh«ng tÝnh ®Õn ¨n mßn (mm)  S lμ øng suÊt giíi h¹n mμ phÇn tö vá cã thÓ cã thÓ chÞu ®−îc S = k.Sm (N/mm2) (2.12)  Trong ®ã k lμ hÖ sè ®−îc lÊy trong b¶ng AD150.1 (TL[1]) k = 1 øng víi tæ hîp t¶i träng: ¸p suÊt trong thiÕt kÕ, c¸c t¶i träng tÜnh k = 1.2 øng víi tæ hîp t¶i träng trªn vμ thªm t¶i träng giã  Sm lμ øng suÊt giíi h¹n thiÕt kÕ cña vËt liÖu, Sm = 161.66 ( N/mm2)  C lμ chiÒu dμy ¨n mßn cho phÐp, bao gåm c¶ ¨n mßn bªn trong vμ bªn ngoμi C = 1.6 + 0.5 = 2.1 mma) TÝnh to¸n s¬ bé bÒ dμy thμnh bÓ (chØ tÝnh víi ¸p lùc trong tÝnh to¸n)¸p dông c«ng thøc (2.5) víi: C = 2.1 (mm); Ri = 8580 (mm) Ptk = 1.76 N/mm2 S = 1x161.66 = 161.66 N/mm2Ta cã b¶ng kÕt qu¶ sau B¶ng 2 : TÝnh s¬ bé bÒ dμy thμnh bÓ t¹i c¸c ®iÓm Møc chÊt láng ¸p lùc thuû tÜnh Tæng ¸p lùc t §iÓm (®é) (m) Pi(N/mm2) P(N/mm2) (mm) A 55 0.299 0.002 1.762 48.975 B 90 5.22 0.029 1.789 49.696 C 125 10.141 0.056 1.816 50.418 D 180 13.8 0.076 1.836 50.954b) TÝnh lùc däc trong phÇn tö váGi¶ sö ®· biÕt chiÒu dμy thμnh bÓ chøa lμ t, qua h×nh vÏ, ta thiÕt lËp ®−îc c«ng thøcsau ®Ó tÝnh lùc däc trong phÇn tö vá
  10. 10. - 10 - 2. .R 2 (1  cos  ).t. F1 = (2.12) 2. .R sin 2  W2 F2 = (2.13) 2. .R.sin 2  F = F 1 + F2 (2.14) w1+ w2  f f f f W1 H×nh 3: M« h×nh tÝnh lùc däc trong c¸c tÊm thÐp thμnh bÓC¸c ký hiÖu cña c«ng thøc nh− sau :  W1 lμ träng l−îng b¶n th©n cña bÓ  W2 lμ träng l−îng cña c¸c thiÕt bÞ phô trî  F1 lμ lùc däc theo ph−¬ng th¼ng ®øng trong c¸c tÊm thÐp thμnh bÓ, sinh ra do träng l−îng b¶n th©n phÇn bªn trªn ®iÓm tÝnh to¸n  F2 lμ lùc däc theo ph−¬ng th¼ng ®øng trong c¸c tÊm thÐp thμnh bÓ sinh ra do lùc W2 t  Ra lμ b¸n kÝnh trung b×nh cña bÓ Ra = Ri  (mm) 2  Ri lμ b¸n kÝnh trong cña bÓ (mm)  t lμ chiÒu dμy thμnh bÓ (mm)   lμ gãc hîp bëi b¸n kÝnh t¹i ®iÓm ®ang xÐt vμ ph−¬ng th¼ng ®øng   lμ khèi l−îng riªng cña thÐp lμm bÓ (t/m3)  g lμ gia tèc träng tr−êng ( m/s2)Thay sè : Gi¶ sö chän s¬ bé dμy thμnh bÓ t = 53 mm Víi  = 7.85 (t/m3) , g = 9.81 (m/s2) t 53 Ra = Ri  = 8580  = 8606.5 (mm) 2 2
  11. 11. - 11 -KÕt qu¶ tÝnh to¸n t¹i tõng ®iÓm ®−îc thÓ hiÖn trong b¶ng sau B¶ng 3: Gi¸ trÞ lùc däc t¹i c¸c ®iÓm F1 F2 F §iÓm (®é) (N/mm) (N/mm) (N/mm) A 55 22 3.24 -25.57 B 90 35 2.18  37.30 C 125 22 0.00 22.00 D 180 0 0.00 0.00c) TÝnh bÒ dμy thμnh bÓ t¹i c¸c ®iÓm ¸p dông c«ng thøc (2.10) ®èi víi ®iÓm A,B ¸p dông c«ng thøc (2.11) ®èi víi ®iÓm C Víi C = 2.1 (mm); Ri = 8580 (mm); S = 161.66 (N/mm2)Ta cã b¶ng kÕt qu¶ sau B¶ng 4 : TÝnh bÒ dμy thμnh bÓ t¹i c¸c ®iÓm §iÓm (®é) Tæng ¸p lùc F t (N/mm2) (N/mm) (mm) A 55 1.762 -25.57 48.975 B 90 1.789  37.30 49.928 C 125 1.816 22.00 50.529 D 180 1.836 0.00 50.9542.2.2.2 TÝnh to¸n chiÒu dμy thμnh bÓ chÞu ¸p lùc ngoμi Theo phÇn AD-320 ( TL [1] ) ta cã c¸c c«ng thøc tÝnh to¸n sau 0.125 A= (2.15) Ro / tNÕu A n»m bªn ph¶i cña ®−êng ®å thÞ B Pa = (2.16) Ro / tNÕu A n»m bªn tr¸i ®−êng ®å thÞ
  12. 12. - 12 - 0.0625 E Pa = (2.17) ( Ro / t ) 2 Pa > P (2.18)C¸c ký hiÖu cña c«ng thøc nh− sau :  A lμ hÖ sè dïng ®Ó tra ®å thÞ  B lμ hÖ sè  Pa lμ ¸p suÊt ngoμi lín nhÊt cho phÐp (N/mm2)  P lμ ¸p suÊt ngoμi thiÕt kÕ (N/mm2)  Ro lμ b¸n kÝnh ngoμi cña bÓ chøa (mm) Ro = Ri + t  Ri lμ b¸n kÝnh trong cña bÓ (kh«ng kÓ ®Õn ¨n mßn)  t lμ bÒ dμy thμnh bÓ (mm)  E lμ m« ®un ®μn håi cña vËt liÖu 2.1x105 MpaTa tÝnh to¸n theo c¸c b−íc sau : Gi¶ sö bÒ dμy thμnh bÓ tÝnh to¸n t = 52 mm Ro = Ri + t = 8580 + 52 = 8632 mmB−íc 1: TÝnh hÖ sè A 0.125 0.125 A= = = 7.5x10-4 Ro / t 8632 / 52B−íc 2 : Tra ®å thÞ (Chart in Subpart 3 of Section II , part D) Ta thÊy A n»m phÝa bªn tr¸i cña ®−êng ®å thÞ. Do vËy kh«ng tra ®−îc hÖ sèB, ta sÏ sö dông c«ng thøc (2.17) ®Ó tÝnh PaB−íc 3 : TÝnh Pa 0.0625 E 0.0625  2.1105 Pa = 2 = 2 = 0.47 (N/mm2) ( Ro / t ) (8632 / 52)B−íc 4 : So s¸nh gi¸ trÞ cña Pa víi ¸p suÊt ngoμi thiÕt kÕ Ta thÊy Pa = 0.47 (N/mm2) > P = 0.1 (N/mm2)KÕt luËn : VËy chiÒu dμy cña thμnh bÓ ®ñ ®Ó chÞu ¸p suÊt ngoμi thiÕt kÕ2.2.2.3 TÝnh to¸n chiÒu dμy thμnh bÓ trong ®iÒu kiÖn vËn hμnh øng suÊt nÐn Ta thÊy ®iÓm B chÞu øng suÊt nÐn däc trôc lín nhÊt. Do vËy ta sÏ tÝnh to¸nchiÒu dμy thμnh bÓ t¹i ®iÓm B trong ®iÒu kiÖn vËn hμnh øng suÊt nÐn Theo phÇn AD 340 (TL [1]) ta cã c¸c c«ng thøc tÝnh sauGi¶ sö chiÒu dμy thμnh bÓ lμ t ta cã
  13. 13. - 13 - 0.125 A= Ro / tNÕu A n»m phÝa bªn ph¶i cña ®−êng ®å thÞ, tra ®å thÞ ®−îc BNÕu A n»m phÝa bªn tr¸i ®−êng ®å thÞ, ta tÝnh B theo c«ng thøc sau A.E B= (2.19) 2C¸c ký hiÖu cña c«ng thøc nh− sau :  A lμ hÖ sè dïng ®Ó tra ®å thÞ  B lμ hÖ sè, biÓu thÞ kh¶ n¨ng chÞu nÐn cña thμnh bÓ (N/mm)  Ro lμ b¸n kÝnh ngoμi cña bÓ chøa (mm) Ro = Ri + t  Ri lμ b¸n kÝnh trong cña bÓ (kh«ng kÓ ®Õn ¨n mßn)  t lμ bÒ dμy thμnh bÓ (mm)  E lμ m« ®un ®μn håi cña vËt liÖuTa tÝnh to¸n theo c¸c b−íc sau Gi¶ sö bÒ dμy thμnh bÓ tÝnh to¸n t = 52 mm Ro = Ri + t = 8580 + 52 = 8632 mmB−íc 1: TÝnh hÖ sè A 0.125 0.125 A= = = 7.5x 10-4 Ro / t 8580 / 52B−íc 2 : Tra ®å thÞ (Chart in Subpart 3 of Section II , part D) Ta thÊy A n»m phÝa bªn tr¸i cña ®−êng ®å thÞ. Do vËy kh«ng tra ®−îc hÖ sèB, ta sÏ sö dông c«ng thøc (2.19) ®Ó tÝnh BB−íc 3 : TÝnh B A.E 7.5 104  2.1105 B= = = 78.7 2 2B−íc 4 : So s¸nh B víi lùc nÐn däc trong c¸c tÊm vá Ta thÊy B = 78.7 > F = 37.3 (N/mm)KÕt luËn : VËy thμnh bÓ ®ñ dμy ®Ó chèng l¹i øng suÊt nÐn2.2.2.4 TÝnh to¸n chiÒu dμy thμnh bÓ khi cã tÝnh ®Õn t¶i träng giã TÝnh øng suÊt do giã g©y ra ë thμnh bÓ (t¹i ®iÓm ë gi÷ a thμnh bÓ)Tæng t¶i träng giã t¸c dông lªn bÓ lμ :
  14. 14. - 14 - Wg = 83297.7 (N)M« men gio giã t¸c dông lªn bÓ Mg = Wg   1 4 Ro    2  3 øng suÊt do giã t¸c dông lªn thμnh bÓ Mg Tg =  Wb   R 4 Víi Wb = 0.05  R  1   i   3 o   Ro    C¸c ký hiÖu cña c«ng thøc nh− sau :  Wg lμ tæng t¶i träng giã (N)  Tg lμ øng suÊt trong phÇn tö vá (N/m2)  Mg lμ m« men do giã t¸c dông lªn bÓ (N.m)  Ro lμ b¸n kÝnh ngoμi cña bÓ, Ro = 8.634 (m)  Ri lμ b¸n kÝnh trong cña bÓ (m)  Wb lμ m« men chèng uèn cña tiÕt diÖn bÓ (m3)Thay sè : 1  4  8.634  Mg =  83297.7    = 152617.3 Nm 2  3    8.58  4  Wb = 0.05  8.634 1   3   8.634   = 0.797 m3    152617.3 Tg =  =  191357.3 N/m2 =  0.191 N/mm2 0.797 TÝnh ®é dμy thμnh bÓ Ta nhËn thÊy øng suÊt do giã g©y ra ë thμnh bÓ lμ kh«ng lín. Do vËy ta sÏ chØtÝnh kiÓm tra ®é dμy cña thμnh bÓ t¹i ®iÓm B khi lμm viÖc trong ®iÒu kiÖn chÞu nÐn Gi¸ trÞ lùc nÐn do giã g©y ra trong phÇn tö vá Tg Fg = tTæng lùc nÐn trong phÇn tö vá Ftt = Fg + FC¸c ký hiÖu cña c«ng thøc nh− sau :  Fg lμ gi¸ trÞ lùc däc do giã g©y ra (N/mm)  F lμ gi¸ trÞ lùc däc do t¶i träng b¶n th©n bÓ vμ c¸c thiÕt bÞ phô trî (N/mm)  t lμ bÒ dμy thμnh bÓ (mm)Thay sè :
  15. 15. - 15 - 0.191 Fg = = 0.0036 N/mm 53Tæng lùc nÐn trong phÇn tö vá Ftt = 0.0036 + 37.3 = 37.3036 N/mmTa thÊy Ftt = 37.3036 N/mm < B = 73.5 N/mmKÕt luËn : §é dμy cña bÓ ®¶m b¶o an toμn khi chÞu thªm t¶i träng giã2.2.2.5 TÝnh to¸n chiÒu dμy thμnh bÓ trong ®iÒu kiÖn thö t¶iTheo phÇn AD 151.1 (TL [1]), ta tÝnh bÒ dμy thμnh bÓ trong ®iÒu kiÖn thö ¸p lùcn−íc LÊy ¸p suÊt thö t¶i Pt =1.5xPtk = 1.5x1.76 = 2.64 (N/mm2) LÊy S = 0.9 Sy = 0.9 x 260 = 234 (N/mm2)TÝnh bÒ dμy thμnh bÓ theo c«ng thøc (2.5) 0.5 PR  F t= C ( S  0.25 P )C¸c ký hiÖu cña c«ng thøc nh− sau :  P lμ ¸p tÝnh to¸n (N/mm2) P = Pt + Pi  Pt lμ ¸p lùc thö (N/mm2)  Pi lμ ¸p suÊt thuû tÜnh t¹i ®iÓm kiÓm tra (N/mm2)   h  9.81 Pi = (N/mm2) 1000  n lμ träng l−îng riªng cña n−íc 1 (T/m3)  h lμ chiÒu cao cét chÊt láng tõ ®Ønh bÓ ®Õn ®iÓm tÝnh to¸n (m)  S lμ giíi h¹n bÒn cho phÐp cña vËt liÖu lÊy b»ng 0.9 Sy (N/mm2)  Sy lμ giíi h¹n ch¶y cña vËt liÖu 260 (N/mm2)Ta cã b¶ng kÕt qu¶ sau: B¶ng 5: TÝnh bÒ dμy thμnh bÓ t¹i c¸c ®iÓm §iÓm (®é) ¸p lùc thuû Tæng ¸p lùc F t tÜnh (N/mm2) (N/mm) (mm) Pi(N/mm2) A 55 0.003 2.643 -25.57 50.691
  16. 16. - 16 - B 90 0.051 2.691  37.30 51.741 C 125 0.099 2.739 22.00 52.548 D 180 0.135 2.775 0.00 53.133NhËn xÐt: Ta thÊy bÒ dμy thμnh bÓ trong ®iÒu kiÖn thö ¸p lùc cã gi¸ trÞ lín h¬n bÒ dμytrong c¸c tr−êng hîp cßn l¹i, do vËy ta sÏ lùa chän bÒ dμy thμnh bÓ nh− sau B¶ng 6: Lùa chän bÒ dμy thμnh bÓ Tæng ¸p lùc t Tªn VÞ trÝ (N/mm2) (mm) TÊm n¾p Tõ ®iÓm A trë lªn 1.761 52 TÊm xÝch ®¹o Gi÷a ®iÓm A-B 1.873 53 TÊm ®¸y Gi÷a ®iÓm C-D 1.826 542.2.3 TÝnh to¸n träng l−îng b¶n th©n cña bÓTräng l−îng b¶n th©n cña bån chøa lμ : 4 W=  ( Ro  ( Ro  ta )3 ) t 3 3C¸c ký hiÖu cña c«ng thøc nh− sau :  W lμ träng l−îng b¶n th©n cña bÓ chøa (T)  γt lμ träng l−îng riªng cña thÐp (T/m3)  Ro lμ b¸n kÝnh ngoμi cña bÓ (m)  Ri lμ b¸n kÝnh trong cña bÓ (m)  ta lμ bÒ dμy trung b×nh cña thμnh bÓ (mm)Thay sè : Víi γt = 7.85 (T/m3) Ro = Ri + t = 8.58 + 0.054 = 8.634 (m) ta = 53 (mm)Ta cã: 4 W1 =  (8.6343  (8.634  0.053)3 )  7.85 = 387.35 (T) 3
  17. 17. - 17 -2.3 ThiÕt kÕ lç më trªn thμnh bÓ (lç ng−êi chui & häng èng)TÝnh to¸n thiÕt kÕ lç më theo phÇn AD-5 (TL [1])2.3.1 Lùa chän h×nh d¹ng cña lç më : Lç më cã hai h×nh d¹ng c¬ b¶n lμ h×nh trßn vμ elip. Tuy nhiªn, tèt nhÊt lμd¹ng h×nh trßn (dÔ tÝnh to¸n gia c−êng vμ kiÓm tra). Do vËy ta lùa chän h×nh d¹ngcña lç ng−êi chui vμ häng èng lμ d¹ng h×nh trßn2.3.2 Lùa chän kÝch th−íc cña c¸c lç më §−êng kÝnh cña lç më ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn sau: d  0.5 DTrong ®ã:  d lμ ®−êng kÝnh trong lín nhÊt cña c¸c lç më (mm)  D lμ ®−êng kÝnh trong cña bÓ chøa (mm)§−êng kÝnh cña c¸c lç më cho trong b¶ng 4 (phÇn 2.4.6 tÝnh to¸n gia c−êng)2.3.3 TÝnh kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c lç më Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c lç më tÝnh tõ t©m cña lç më nμy ®Õn t©m cña lç máliÒn kÒ ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn sau 2 2  lc   ll   2    3    ri    C¸c ký hiÖu cña c«ng thøc nh− sau:  lc lμ hμnh phÇn kho¶ng c¸ch theo ph−¬ng chu vi cña bÓ (mm)  ll lμ thμnh phÇn kho¶ng c¸ch theo ph−¬ng däc bÓ (mm)  ri lμ b¸n kÝnh trong cña hai lç më liÒn kÒ nhauTuy nhiªn, bÓ cã d¹ng h×nh cÇu cho nªn thμnh phÇn kho¶ng c¸ch ll = 0, do vËy c«ngthøc cã d¹ng nh− sau lc  2 ri2.3.4 Lùa chän gi¶i ph¸p thiÕt kÕ lç më Lç më kh«ng cÇn gia c−êng, cã yªu cÇu vÒ ®−êng kÝnh lμ d  0.25 RmtTrong ®ã:  Rm lμ b¸n kÝnh thùc cña bÓ chøa ta 53 Rm = Ri  = 8580  = 8606.5 mm 2 2  ta lμ bÓ dμy trung b×nh cña thμnh bÓ, t = 53 mmThay sè: d  0.25 8606.5  53 = 168.8 mm
  18. 18. - 18 -NhËn xÐt: Ta thÊy ®−êng kÝnh giíi h¹n cña lç më kh«ng cÇn gia c−êng qu¸ nhá,kh«ng ®¶m b¶o thiÕt kÕ lç ng−êi chui. Do vËy ta chän ph−¬ng ¸n thiÕt kÕ lç më cãgia c−êng2.3.5 Lùa chän lo¹i thÐp cho thμnh lç më vμ gia c−ênga) Lùa chän lo¹i thÐp cho thμnh lç më Lo¹i thÐp dïng cho chÕ t¹o thμnh lç më. Ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn sau vÒc−êng ®é ST  1.5 SYC¸c ký hiÖu cña c«ng thøc nh− sau:  ST giíi h¹n bÒn cña thÐp (N/mm2)  SY lμ giíi h¹n ch¶y dÎo cña thÐp (N/mm2)Ta thÊy ®èi víi lo¹i thÐp A516 Gr70 cã ST = 485 (Mpa) = 485 (N/mm2) SY = 260 (Mpa) = 260 (N/mm2)Tû sè : ST 485 = = 1.86 SY 260KÕt luËn: Lùa chän lo¹i thÐp chÕ t¹o thμnh lç më lμ A516 Gr70b) Lùa chän thÐp gia c−êng ThÐp gia c−êng ph¶i tho¶ m·n c¸c ®iÒu kiÖn sau: Cã c−êng ®é lín h¬n 80% c−êng ®é cña thÐp lμm thμnh bÓ Tho¶ m·n biÓu thøc sau | (ar  av )T | 0.008C¸c ký hiÖu cña c«ng thøc nh− sau:  ar lμ hÖ sè gi·n në v× nhiÖt danh nghÜa tÊm gia c−êng (tra b¶ng TE-1 in Subpart 2 ,ASME Section II Part D )  av lμ hÖ sè gi·n në v× nhiÖt danh nghÜa tÊm gia c−êng (tra b¶ng TE-1 in Subpart 2 ,ASME Section II Part D )  T lμ kho¶ng biÕn thiªn nhiÖt ®é tõ 21o C ®Õn nhiÖt ®é thiÕt kÕ T = T – 21 Ta thÊy ph−¬ng ¸n tèt nhÊt lμ lùa chän thÐp gia c−êng cïng lo¹i víi thÐp chÕt¹o thμnh bÓKÕt luËn : Lùa chän lo¹i thÐp gia c−êng lμ A516 Gr 70
  19. 19. - 19 -2.3.6 TÝnh bÒ dμy cña thμnh lç më BÒ dμy cña thμnh lç më ®−îc tÝnh t−¬ng tù nh− tÝnh bÒ dμy thμnh bÓ. Tuynhiªn ë ®©y thμnh lç më chØ chÞu ¸p lùc trongBÒ dμy thμnh lç më: 0.5 Pr trn = C ( S  0.25 P )Trong ®ã:  trn lμ chiÒu dμy yªu cÇu nhá nhÊt cña thμnh häng èng (mm)  r lμ b¸n kÝnh trong cña lç më, ch−a kÓ ®Õn ¨n mßn (mm)  P lμ ¸p suÊt trong t¹i vÞ trÝ lç më (N/mm2)  S lμ giíi h¹n ch¶y dÎo cña thÐp thμnh lç më  C lμ chiÒu dμy ¨n mßn cho phÐp, C = 2.1 (mm)C¸c gi¸ trÞ bÒ dμy cña thμnh häng èng cho trong b¶ng 4 (phÇn 2.4.7 TÝnh to¸n giac−êng)2.3.7 TÝnh to¸n gia c−êng B¶ng 7: Thèng kª kÝch th−íc l« më vμ chøc n¨ng Cì dn dciChi tiÕt Chøc n¨ng (in) (mm) (mm) T1A, DÉn h−íng cho m¸y ®o mùc 1 12 38.1 38.1 + 2x(1.6)=41.3 T1C chÊt láng T1B 1 12 38.1 38.1 + 2x(1.6)=41.3 L¾p m¸y ®o mùc chÊt láng T2 3 76.2 76.2 + 2x(1.6) = 79.4 L¾p m¸y ®o Servo L¾p m¸y ®o nhiÖt ®é chÊt T3 2 50.8 50.8 + 2x(1.6)=54 láng T4 1 12 38.1 38.1 + 2x(1.6)=41.3 L¾p m¸y ®o ¸p suÊt T5A, T5B, 6 152.4 152.4 + 2x(1.6)=155.6 Van gi¶m ¸p T5C T6 2 50.8 50.8 + 2x(1.6) = 54 Thao t¸c tay vμ dù phßng T7 2 50.8 50.8 + 2x(1.6) = 54 Thao t¸c tay vμ dù phßng M1 20 508 508 + 2x(1.6)=511.2 Lç ng−êi chui
  20. 20. - 20 -èng mÉu 1 12.7 12.7 + 2x(1.6) = 15.9 2 B1 8 203.2 203.2 + 2x(1.6)=206.4 LÊy LPG B2 8 203.2 203.2 + 2x(1.6)=206.4 NhËp LPG B3 6 152.4 152.4 + 2x(1.6)=155.6 Hoμn l−u h¬i B4 4 101.6 101.6 + 2x(1.6)=104.8 NhËp l¹i chÊt láng Hoμn l−u h¬i tõ m¸y b¬m vμ B5 3 76.2 76.2 + 2x(1.6) = 79.4 dù phßng B6 1 12 38.1 38.1 + 2x(1.6) = 41.3 L¾p m¸y ®o ¸p suÊt B7 1 25.4 25.4 + 2x(1.6) = 28.4 L¾p m¸y ®o nhiÖt ®é B8 2 50.8 50.8 + 2x(1.6) = 54 Lç tho¸t n−íc LÊy mÉu phÝa trªn lç ng−êi B9 3 76.2 76.2 + 2x(1.6) = 79.4 chui M2 20 508 508 + 2x(1.6)=511.2 Lç ng−êi chui phÝa d−íi B¶ng 8: Thèng kª th«ng sè lç më dn dci Gãc, P trn tnChi tiÕt (mm) (mm)  (Mpa) (mm) (mm) T1A, 38.1 38.1 + 2x(1.6)=41.3 6.29 1.76 2.20 24 T1C T1B 38.1 38.1 + 2x(1.6)=41.3 6.10 1.76 2.20 24 T2 76.2 76.2 + 2x(1.6) = 79.4 7.18 1.76 2.31 32 T3 50.8 50.8 + 2x(1.6)=54 7.18 1.76 2.24 28 T4 38.1 38.1 + 2x(1.6)=41.3 7.18 1.76 2.20 24 T5A, 152.4 152.4 + 2x(1.6)=155.6 7.18 1.76 2.52 44 T5B,
  21. 21. - 21 - T5C T6 50.8 50.8 + 2x(1.6) = 54 7.18 1.76 2.24 28 T7 50.8 50.8 + 2x(1.6) = 54 7.18 1.76 2.24 28 M1 508 508 + 2x(1.6)=511.2 0 1.76 3.49 181 èng 12.7 12.7 + 2x(1.6) = 15.9 0 1.76 2.13 12 mÉu B1 203.2 203.2 + 2x(1.6)=206.4 8.63 1.826 2.68 58 B2 203.2 203.2 + 2x(1.6)=206.4 8.63 1.826 2.68 58 B3 152.4 152.4 + 2x(1.6)=155.6 8.63 1.826 2.53 46 B4 101.6 101.6 + 2x(1.6)=104.8 8.63 1.826 2.39 36 B5 76.2 76.2 + 2x(1.6) = 79.4 8.63 1.826 2.32 32 B6 38.1 38.1 + 2x(1.6) = 41.3 8.63 1.826 2.21 24 B7 25.4 25.4 + 2x(1.6) = 28.4 8.63 1.826 2.17 20 B8 50.8 50.8 + 2x(1.6) = 54 0 1.826 2.24 26 B9 76.2 76.2 + 2x(1.6) = 79.4 8.63 1.826 2.32 32 M2 508 508 + 2x(1.6)=511.2 8.63 1.826 3.54 1362.3.7.1 Yªu cÇu vÒ diÖn tÝch gia c−êng, AR tr  tn  S n  AR = d ci  tr  F  2   1  S   cos   Do lùa chän vËt liÖu thÐp gia c−êng cïng c−êng ®é víi thÐp lμm thμnh bÓ cho nªn Sn 1 S  AR = d ci  tr  FC¸c ký hiÖu cña c«ng thøc nh− sau :  tr lμ bÒ dμy yªu cÇu nhá nhÊt cña thμnh bÓ (mm)  F lμ hÖ sè phô thuéc vμo h×nh d¹ng bÓ. §èi víi bÓ d¹ng h×nh cÇu th× hÖ sè F = 1  dci lμ ®−êng kÝnh trong cña lç më cã kÓ ®Õn ¨n mßn (mm)
  22. 22. - 22 - dci = dn + 2x1.6  dn lμ ®−êng kÝnh trong cña lç më (mm)  tn lμ bÒ dμy danh nghÜa cña thμnh lç më (mm)  Sn lμ giíi h¹n ch¶y dÎo cña thÐp thμnh lç më (N/mm2)  S lμ giíi h¹n ch¶y dÎo cña thÐp thμnh bÓ (N/mm2)   lμ gãc hîp gi÷a trôc cña lç më vμ ph−¬ng vu«ng gãc víi thμnh bÓ2.3.7.2 TÝnh to¸n kh¶ n¨ng tù gia c−êng cña thμnh bÓ vμ thμnh lç më DiÖn tÝch gia c−êng giíi h¹n, theo ph−¬ng däc theo thμnh bÓ AW 2  ts  tn  S n  Aw= 2  ( LW  rci )(ts  tr )  1  cos    S Do thμnh bÓ vμ thμnh lç më sö dông cïng lo¹i vËt liÖu nªn Aw= 2  ( LW  rci )(ts  tr ) DiÖn tÝch gia c−êng giíi h¹n, theo ph−¬ng ph¸p tuyÕn víi thμnh bÓ Sn An= 2  Ln (tn  trn ) SDo thμnh bÓ vμ thμnh lç më sö dông cïng lo¹i vËt liÖu nªn An= 2  Ln (tn  trn )NÕu: AW + An  AR . Thμnh bÓ vμ thμnh häng èng tù gia c−êng AW + An  AR . Thμnh bÓ vμ thμnh häng èng cÇn gia c−êng thªmTrong ®ã:  tr lμ bÒ dμy yªu cÇu nhá nhÊt cña bÓ (mm)  ts lμ bÒ dμy danh nghÜa cña thμnh bÓ (mm)  trn lμ bÒ dμy yªu cÇu nhá nhÊt cña thμnh lç më (mm)  tn lμ bÒ dμy danh nghÜa cña thμnh lç më (mm)  F lμ hÖ sè phô thuéc vμo h×nh d¹ng bÓ. §èi víi bÓ d¹ng h×nh cÇu th× hÖ sè F=1  rci lμ b¸n kÝnh trong cña lç më, cã kÓ ®Õn ¨n mßn (mm)  Sn lμ giíi h¹n ch¶y dÎo cña vËt liÖu thÐp gia c−êng (N/mm2)  S lμ giíi h¹n ch¶y dÎo cña thÐp lμm thμnh bÓ (N/mm2)   lμ gãc hîp gi÷a trôc cña lç më vμ ph−¬ng vu«ng gãc víi thμnh bÓ  LW lμ chiÒu dμi ®−êng biªn däc theo bÒ mÆt bÓ chøa cña gia c−êng (mm)  Ln lμ chiÒu dμi ®−êng biªn däc theo ph−¬ng ph¸p tuyÕn thμnh bÓ cña gia c−êng (mm)2.3.7.3 Giíi h¹n khu vùc gia c−êng: ChiÒu dμi ®−êng biªn däc theo bÒ mÆt bÓ chøa cña gia c−êng: LwChiÒu dμi ®−êng biªn däc ph¶i tho¶ m·n hai yªu cÇu sau ®©y  Yªu cÇu 1: Lw1 Toμn bé chiÒu dμi ®−êng biªn cña gia c−êng ph¶i b»ng hoÆc lín h¬n hai gi¸ trÞ sau: L’w1 = 2r hoÆc L’’w1 = r + ts + tn
  23. 23. - 23 -  Yªu cÇu 2: Lw2 2/3 chiÒu dμi ®−êng biªn cña gia c−êng ph¶i b»ng hoÆc lín h¬n hai gi¸ trÞ 3 sau: L’w2 = (r + 0.5 Rm t s ) 2 3 hoÆc L’’w2 = (r + ts + tn ) 2LÊy gi¸ trÞ LW lμ gi¸ trÞ nhá h¬n trong hai gi¸ trÞ LW1 vμ LW2Trong ®ã:  ts lμ chiÒu dμy danh nghÜa cña thμnh bÓ (mm)  tn lμ chiÒu dμy danh nghÜa cña thμnh häng èng (mm)  r lμ b¸n kÝnh trong cña lç më (mm)  Rm lμ b¸n kÝnh trung b×nh bÓ (mm) ta 53 Rm  Ri  = 8580  = 8606.5 mm 2 2  Ri lμ b¸n kÝnh trong cña bÓ chøa, Ri = 8580 (mm)  ta lμ bÒ dμy trung b×nh cña thμnh bÓ, ta = 53 (mm) ChiÒu dμi ®−êng biªn däc theo ph−¬ng ph¸p tuyªn thμnh bÓ cña gia c−êng: LnChiÒu dμi ®−êng biªn cña gia c−êng theo ph−¬ng ph¸p tuyÕn víi thμnh bÓ ph¶i tho¶m·n ®iÒu kiÖn: ThiÕt kÕ thμnh lç më cã chiÒu dμi h  2.5tn + K Do vËy, giíi h¹n cña gia c−êng ph¶i b»ng hoÆc lín h¬n hai gi¸ trÞ sau Ln1 =0.5 rm .tn  K hoÆc Ln2 =2.5tnTrong ®ã:  h lμ chiÒu dμi thμnh lç më (mm)  tn lμ bÒ dμy danh nghÜa cña thμnh häng èng (mm)  ts lμ bÒ dμy thμnh bÓ (mm)  rm lμ b¸n kÝnh thùc cña lç më (mm) rm = r + 0.5tn (mm) dn  r lμ b¸n kÝnh trong cña lç më, r = (mm) 2  h lμ chiÒu dμi thμnh häng èng víi bÒ dμy tn (mm)  K lμ hÖ sè phô thuéc b¸n kÝnh cung trßn chuyÓn tiÕp gi÷a thμnh bÓ vμ thμnh häng èng. Do thiÕt kÕ thμnh häng èng vu«ng gãc víi thμnh bÓ cho nªn K = 0KÕt qu¶ tÝnh to¸n cho trong c¸c b¶ng sau: B¶ng 9: TÝnh diÖn tÝch gia c−êng yªu cÇu AR
  24. 24. - 24 -Chi Cì dn dci ts tr trn tn ARtiÕt in mm mm mm mm mm mm mm2T1A, 1 12 38.10 41.30 52.00 44.79 2.20 24 2093.50T1CT1B 1 12 38.10 41.30 52.00 44.79 2.20 24 2093.50T2 3 76.20 79.40 52.00 44.79 2.31 32 4024.79T3 2 50.80 54.00 52.00 44.79 2.24 28 2737.26T4 1 12 38.10 41.30 52.00 44.79 2.20 24 2093.50T5A,T5B, 6 152.40 155.60 52.00 44.79 2.52 44 7887.36T5CT6 2 50.80 54.00 52.00 44.79 2.24 28 2737.26T7 2 50.80 54.00 52.00 44.79 2.24 28 2737.26M1 20 508.00 511.20 52.00 44.79 3.49 181 25912.73èng 1 12.70 15.90 52.00 44.79 2.13 12 805.97 2mÉuB1 8 203.20 206.40 54.00 46.44 2.68 58 10966.03B2 8 203.20 206.40 54.00 46.44 2.68 58 10966.03B3 6 152.40 155.60 54.00 46.44 2.53 46 8267.03B4 4 101.60 104.80 54.00 46.44 2.39 36 5568.02B5 3 76.20 79.40 54.00 46.44 2.32 32 4218.52B6 1 12 38.10 41.30 54.00 46.44 2.21 24 2194.27B7 1 25.40 28.40 54.00 46.44 2.17 20 1508.89B8 2 50.80 54.00 54.00 46.44 2.24 26 2869.02B9 3 76.20 79.40 54.00 46.44 2.32 32 4218.52
  25. 25. - 25 - M2 20 508.00 511.20 54.00 46.44 3.54 136 27160.06 B¶ng 10: TÝnh diÖn tÝch gia c−êng giíi h¹n däc theo bÒ mÆt bÓ AwChi Cì dn dci Lw1(mm) Lw2 (mm) Lw AwtiÕt in mm mm Lw1 Lw1 Lw2 Lw2 mm mm2T1A, 1 12 38.10 41.30 38.10 95.05 507.45 142.58 95.05 194.93T1CT1B 1 12 38.10 41.30 38.10 95.05 507.45 142.58 95.05 194.93T2 3 76.20 79.40 76.20 122.10 536.02 183.15 122.10 215.89T3 2 50.80 54.00 50.80 105.40 516.97 158.10 105.40 205.41T4 1 12 38.10 41.30 38.10 95.05 507.45 142.58 95.05 194.93T5A,T5B, 6 152.40 155.60 152.40 172.20 593.17 258.30 172.20 247.33T5CT6 2 50.80 54.00 50.80 105.40 516.97 158.10 105.40 205.41T7 2 50.80 54.00 50.80 105.40 516.97 158.10 105.40 205.41M1 20 508.00 511.20 508.00 487.00 859.87 730.50 508.00 661.29èng 1 12.70 15.90 12.70 70.35 488.40 105.53 70.35 163.49 2mÉuB1 8 203.20 206.40 203.20 213.60 640.40 320.40 213.60 192.10B2 8 203.20 206.40 203.20 213.60 640.40 320.40 213.60 192.10B3 6 152.40 155.60 152.40 176.20 602.30 264.30 176.20 171.22B4 4 101.60 104.80 101.60 140.80 564.20 211.20 140.80 153.82
  26. 26. - 26 -B5 3 76.20 79.40 76.20 124.10 545.15 186.15 124.10 146.86B6 1 12 38.10 41.30 38.10 97.05 516.57 145.58 97.05 132.94B7 1 25.40 28.40 25.40 86.70 507.05 130.05 86.70 126.15B8 2 50.80 54.00 50.80 105.40 526.10 158.10 105.40 136.42B9 3 76.20 79.40 76.20 124.10 545.15 186.15 124.10 146.86M2 20 508.00 511.20 508.00 444.00 869.00 666.00 508.00 439.18 B¶ng 11: TÝnh diÖn tÝch gia c−êng giíi h¹n theo ph−¬ng ph¸p tuyÕn víi mÆt bÓChi Cì dn dci Ln1 Ln2 Ln AntiÕt in mm mm mm mm mm mm2T1A, 1 12 38.10 41.30 60.00 13.65 60.00 2615.52T1CT1B 1 12 38.10 41.30 60.00 13.65 60.00 2615.52T2 3 76.20 79.40 80.00 20.80 80.00 4750.73T3 2 50.80 54.00 70.00 16.61 70.00 3606.59T4 1 12 38.10 41.30 60.00 13.65 60.00 2615.52T5A,T5B, 6 152.40 155.60 110.00 32.87 110.00 9126.50T5CT6 2 50.80 54.00 70.00 16.61 70.00 3606.59T7 2 50.80 54.00 70.00 16.61 70.00 3606.59M1 20 508.00 511.20 452.50 124.85 452.50 160649.78èng 1 12.70 15.90 30.00 6.09 30.00 591.92 2mÉu
  27. 27. - 27 - B1 8 203.20 206.40 145.00 43.52 145.00 16044.13 B2 8 203.20 206.40 145.00 43.52 145.00 16044.13 B3 6 152.40 155.60 115.00 33.78 115.00 9997.74 B4 4 101.60 104.80 90.00 24.88 90.00 6050.21 B5 3 76.20 79.40 80.00 20.80 80.00 4749.47 B6 1 12 38.10 41.30 60.00 13.65 60.00 2615.05 B7 1 25.40 28.40 50.00 10.65 50.00 1782.81 B8 2 50.80 54.00 65.00 15.80 65.00 3088.30 B9 3 76.20 79.40 80.00 20.80 80.00 4749.47 M2 20 508.00 511.20 340.00 104.63 340.00 90073.77 B¶ng 12: KiÓm tra kh¶ n¨ng tù gia c−êngChi Cì dn dci Ar Aw An A KÕttiÕt in mm mm mm2 mm2 mm2 mm2 luËnT1A, 1 12 38.10 41.30 2093.50 194.93 2615.52 2810.45 §−îcT1CT1B 1 12 38.10 41.30 2093.50 194.93 2615.52 2810.45 §−îcT2 3 76.20 79.40 4024.79 215.89 4750.73 4966.61 §−îcT3 2 50.80 54.00 2737.26 205.41 3606.59 3812.00 §−îcT4 1 12 38.10 41.30 2093.50 194.93 2615.52 2810.45 §−îcT5A,T5B, 6 152.40 155.60 7887.36 247.33 9126.50 9373.82 §−îcT5CT6 2 50.80 54.00 2737.26 205.41 3606.59 3812.00 §−îc
  28. 28. - 28 - T7 2 50.80 54.00 2737.26 205.41 3606.59 3812.00 §−îc 160649.7 161311.0M1 20 508.00 511.20 25912.73 661.29 §−îc 8 7èng 1 12.70 15.90 805.97 163.49 591.92 755.41 §−îc 2mÉu B1 8 203.20 206.40 10966.03 192.10 16044.13 16236.22 §−îc B2 8 203.20 206.40 10966.03 192.10 16044.13 16236.22 §−îc B3 6 152.40 155.60 8267.03 171.22 9997.74 10168.95 §−îc B4 4 101.60 104.80 5568.02 153.82 6050.21 6204.03 §−îc B5 3 76.20 79.40 4218.52 146.86 4749.47 4896.33 §−îc B6 1 12 38.10 41.30 2194.27 132.94 2615.05 2747.99 §−îc B7 1 25.40 28.40 1508.89 126.15 1782.81 1908.96 §−îc B8 2 50.80 54.00 2869.02 136.42 3088.30 3224.71 §−îc B9 3 76.20 79.40 4218.52 146.86 4749.47 4896.33 §−îcM2 20 508.00 511.20 27160.06 439.18 90073.77 90512.95 §−îcNhËn xÐt: Ta thÊy víi bÒ dμy thμnh häng èng vμ lç ng−êi chui. DiÖn tÝch giíi h¹n tù giac−êng lu«n lu«n lín h¬n diÖn tÝch yªu cÇu. Do vËy, víi bÒ dμy thμnh c¸c lç më vμ bÒ dμy thμnh bÓ ®· chän. T¹i vÞ trÝ c¸clç më lu«ng ®¶m b¶o tù gia c−êng.KÕt luËn: Víi bÒ dμy thμnh lç më vμ thμnh bÓ ®· chän. T¹i vÞ trÝ c¸c lç më, vËt liÖulu«n ®¶m b¶o tù gia c−êng. Do vËy kh«ng cÇn ph¶i hμn thªm c¸c tÊm gia c−êng
  29. 29. - 29 -2.4 ThiÕt kÕ kÕt cÊu ®ì bÓ2.4.1 TÝnh to¸n t¶i träng T¶i träng t¸c dông lªn bÓ vμ truyÒn xuèng hÖ thèng trô ®ì. Do vËy hÖ thèngtrô ®ì chÞu nh÷ng t¶i träng sau2.4.1.1 T¶i träng giãT¶i träng giã ®· ®−îc tÝnh ë phÇn ®Çu (2.2.1.1) vμ cã gi¸ trÞ nh− sau ë mÆt ®ãn giã Wg1 = 1.2x83x1.19x0.8x117.1 = 11103.32 daN = 111033.2 N ë mÆt hót giã Wg2 = 1.2x83x1.19x0.4x58.54 = 2775.35 daN = 27753.5 N T¶i träng giã t¸c dông lªn bÓ chøa lμ Wg = 83297.7 N2.4.1.2 T¶i träng cña LPG chøa trong bÓ Khi vËn hμnh, l−îng khÝ ho¸ láng cã thÓ chøa tèi ®a ë trong bÓ lμ 90% thÓtÝch bÓ, vμ cã träng l−îng (xem môc 2.1.2) W3 = 1333.33 (T) = 13079967.3 (N)2.4.1.3 T¶i träng b¶n th©n cña bÓ chøa (Xem môc 2.2.3): W1 = 387.35 (T) = 3799903.5 (N)2.4.1.4 T¶i träng cña c¸c thiÕt bÞ phô trî ,sμn c«ng t¸c (Xem môc 2.2.1.3 ) W2 = 12 (T) = 12000x9.81 = 117720 ( N)2.4.1.5 T¶i träng cña n−íc (Khi thö ¸p lùc) Khi thö ¸p lùc n−íc th× thÓ tÝch n−íc ®óng b»ng thÓ tÝch bÓ. Do vËy trängl−îng cña n−íc thö t¶i lμ W4  V   nC¸c ký hiÖu cña c«ng thøc nh− sau:  V lμ thÓ tÝch cña bÓ chøa (xem môc 2.1.2 )  n lμ träng l−îng riªng cña n−íc , n =1 (T/m3)Thay sè: W4  V   n = 2645.5  1 =2645.5 (T) = 25952355 (N)2.4.2 Tæ hîp t¶i träng Theo phÇn AD-9(TL[1]), tÊt c¶ c¸c t¶i träng t¸c dông vμo bÓ chøa ®Òu ph¶ilÊy víi gi¸ trÞ lín nhÊt, hÖ sè tæ hîp t¶i träng lμ 1 ®èi víi tÊt c¶ c¸c t¶i träng. Mçimét tæ hîp t¶i träng sÏ t−¬ng øng víi mét tr¹ng th¸i lμm viÖc cña bÓ. Trong qu¸tr×nh vËn hμnh, bÓ chøa cã c¸c tr¹ng th¸i lμm viÖc sau Tr¹ng th¸i thö ¸p lùc n−íc
  30. 30. - 30 - Tæ hîp t¶i träng = W1 + W2 + W4 +WgTrong ®ã:  W1 lμ t¶i träng b¶n th©n cña bÓ  W2 lμ t¶i träng cña c¸c thiÕt bÞ phô trî  W4 lμ t¶i träng b¶n th©n cña n−íc khi thö ¸p lùc bÓ  Wg lμ t¶i träng giã Tr¹ng th¸i lμm viÖc b×nh th−êng Tæ hîp t¶i träng = W1 + W2 + W3 +WgTrong ®ã:  W1 lμ t¶i träng b¶n th©n cña bÓ  W2 lμ t¶i träng cña c¸c thiÕt bÞ phô trî  W3 lμ t¶i träng b¶n th©n cña LPG chøa trong bÓ  Wg lμ t¶i träng giã2.4.3 ThiÕt kÕ hÖ thèng cét ®ì bÓ HÖ thèng trô ®ì gåm 8 trô Trô ®ì d¹ng thÐp èng (lÊy theo tiªu chuÈn API X65) cã c¸c th«ng sè sau  §−êng kÝnh ngoμi Do = 620 mm  BÒ dμy thμnh èng t = 12.5 mm  Giíi h¹n ch¶y dÎo 315 (Mpa) = 315 (N/mm2) Liªn kÕt gi÷a trô vμ bÓ lμ liªn kÕt hμn 4 63 R8 H¦íNG GIã 2293 11134 8341 500 H×nh 3 : M« h×nh liªn kÕt gi÷a bÓ vμ hÖ thèng trô ®ì2.4.3.1 TÝnh to¸n c¸c ®Æc tr−ng h×nh häc cña cét : DiÖn tÝch tiÕt diÖn mÆt c¾t ngang
  31. 31. - 31 -   (D2  d 2 ) A= 4Trong ®ã:  D lμ ®−êng kÝnh ngoμi cña èng  d lμ ®−êng kÝnh trong cña èng d = D 2t = 620 2x12.5 = 595 mmThay sè:   (D2  d 2 )   (6202  5952 ) A= = = 23856.469 mm2 4 4 M« men qu¸n tÝnh   d 4    D 4  1    D    I=   64   620  4    6204  1     595     => I=   = 1.1x109 64 M« men chèng uèn I 1.1109 Wc = = =3.55x106 R 310 B¸n kÝnh qu¸n tÝnh I 1.985 109 r= = = 214.83 mm A 13473.52.4.3.2 KiÓm tra t¹i mÆt c¾t A-A (t¹i ®Çu cét)a) Lùc nÐn t¹i mÆt c¾t A-ALùc nÐn do tæng t¶i träng th¼ng ®øng W Po = NLùc nÐn khi tÝnh thªm t¶i träng giã W  4.Wg .l  Pg =   N  N .Do Trong ®ã:  Po lμ lùc nÐn t¹i ®Çu cét sinh ra do t¸c dông cña c¸c t¶i träng th¼ng ®øng  Pg lμ lùc nÐn khi tÝnh thªm t¸c dông cña giã  W tæng t¶i träng th¼ng ®øng t¸c dông xuèng cét  N lμ sè cét ®ì bÓ, N = 8  Wg lμ t¶i träng giã, Wg = 83297.7 (N) (Xem môc 2.2.1.3)  Do lμ ®−êng kÝnh ngoμi cña bÓ, Do =2xRo = 2x8634 = 17268 (mm) (Xem môc 2.2.3) l lμ chiÒu dμi ®o¹n cét liªn kÕt víi bÓ, l = 2293 (mm)
  32. 32. - 32 -Thay sè: Trong tr−êng hîp thö ¸p lùc n−ícTæng t¶i träng th¼ng ®øng: W=W1 + W2 + W4=3799903.5+117720+25952355 = 29869978.5 (N)Lùc nÐn t¹i mÆt c¾t A-A: W 29869978.5 Po = = = 3733747.3 (N) N 8 W  4.Wg .l  29869978.5  4  83297.7  2293  Pg =   =   = 3739277.8 (N) N  N .Do  8  8 17268  = 3728216.8 (N) Tr−êng hîp ho¹t ®éng b×nh th−êngTæng t¶i träng th¼ng ®øng: W=W1 + W2 + W3 =3799903.5+17720+13079967.3 =16997590.8 (N)Lùc nÐn t¹i mÆt c¾t A-A: W 16997590.8 Po = = = 2124698.8 (N) N 8 W  4.Wg .l  16997590.8  4  83297.7  2293  Pg =   =   = 2130229.3 (N) N  N .Do  8  8 17268  = 2119168.3 (N)b) M« men lÖch t©m ë ®Çu cét S .R.Po .(1   ) M= ETrong ®ã:  Po lμ lùc nÐn t¹i ®Çu cét sinh ra do t¸c dông cña c¸c t¶i träng th¼ng ®øng  R lμ b¸n kÝnh ngoμi cña bÓ t¹i ®iÓm B   lμ hÖ sè poisson,  = 0.3  E lμ m« ®un ®μn håi cña thÐp, E = 2.1x105 Mpa  S lμ øng suÊt trong phÇn tö vá t¹i ®iÓm xÝch ®¹o (®iÓm B) 0.5 PR  F S=  0.25 P ts  P lμ ¸p suÊt trong bÓ chøa P = 1.76 (N/mm2), trong tr¹ng th¸i vËn hμnh b×nh th−êng P = 2.64 (N/mm2), trong tr¹ng th¸i thö ¸p lùc  ts lμ bÒ dμy thμnh bÓ t¹i ®iÓm B, ts = 48 mmThay sè: Trong tr¹ng th¸i thö ¸p lùc n−íc
  33. 33. - 33 -øng suÊt trong phÇn tö vá t¹i ®iÓm xÝch ®¹o: 0.5  2.64  8634  37.3 S=  0.25  2.64 = 216.4 (N/mm2) 53M« men lÖch t©m: 216.4  8634  3733747.3  (1-0.3) M= = 23219304.4 (Nmm) 2.1105 Trong tr¹ng th¸i ho¹t ®éng b×nh th−êngøng suÊt trong phÇn tö vá t¹i ®iÓm xÝch ®¹o: 0.5 1.76  8634  37.3 S=  0.25 1.76 = 144.5 (N/mm2) 53M« men lÖch t©m: 144.5  8634  2124698.8  (1-0.3) M= = 8813006.6 (Nmm) 2.1105c) KiÓm tra kh¶ n¨ng chÞu nÐnTheo tiªu chuÈn AISC, øng suÊt cho phÐp  ( Kl / r ) 2  1   Fy  (2CC 2 )  Fa = 3( Kl / r ) ( Kl / r )3 5/3  3 8Cc 8CCTrong ®ã:  Fa lμ øng suÊt cho phÐp dïng cho t¶i träng tÜnh  K lμ hÖ sè chiÒu dμi tÝnh to¸n, k = 0.8  l lμ chiÒu dμi thùc cña cét, l= 10365 mm 1  12. 2 .E  2  Cc lμ hÖ sè kÓ ®Õn sù lμm viÖc dμn dÎo cña vËt liÖu Cc =   Fy      r lμ b¸n kÝnh qu¸n tÝnh cña cét, r = 214.83 mm  E lμ m« duyn ®μn håi cña vËt liÖu, E = 2.1 x 105 MpaThay sè: 1/ 2 1/ 2  12 2 E   12 2 2.1105  Cc =  Fy   =   =281    315  Kl 0.8 10365 = = 38.6 r 214.83 KlTa thÊy tû sè = 38.6 < Cc = 281 rVËy c«ng thøc trªn ®−îc ¸p dôngTa cã:
  34. 34. - 34 -  (0.8 10365 / 214.83) 2  1    315  2  2812  Fa= 3(0.8 10365 / 214.83) (0.8 10365 / 214.83)3 5/3  8  281 8  103653 Fa = 181.63 N/mm2øng suÊt nÐn ë mÆt c¾t A-A lμ: Trong tr−êng hîp thö t¶i Pg M 3739277.8 23219304.4 n =  =  =162.81 Mpa A Wc 23856.469 3.55 106 Trong tr−êng hîp vËn hμnh b×nh th−êng Pg M 2130229.3 8813006.6 n =  =  =91.31 Mpa A Wc 23856.469 3.55 106Ta thÊy: Trong tr−êng hîp thö t¶i Fa = 181.63 Mpa > n= 162.81 Mpa Trong tr−êng hîp vËn hμnh b×nh th−êng Fa = 181.63 Mpa > n= 91.31 MpaKÕt luËn: Trong c¸c tr−êng hîp vËn hμnh, cét ®ì bÓ hoμn toμn ®ñ kh¶ n¨ng chÞu nÐnd) KiÓm tra kh¶ n¨ng chÞu uènTheo (TL[2]) tiªu chuÈn AISC, kh¶ n¨ng chÞu uèng cho phÐp cña cét lμTa cã: 3000 D 620 = 9.52 < o = = 49.6 < 300 315 t 12.5Do vËy:  Fy .Do   315  620  Fb = 0.72  0.58  .Fy =  0.72  0.58  315 = 222.7 (N/mm2)  E.t   2.1105 12.5  øng suÊt do m« men uèn t¹i mÆt c¾t A-A: Trong tr−êng hîp thö ¸p lùc M 2.Wg .l 23219304.4 2  83297.7  2293 b=  =  = 20.2 (N/mm2) Wc N .Wb 3.55  10 6 8  3.55 10 6 Trong tr−êng hîp ho¹t ®éng b×nh th−êng M 2.Wg .l 8813006.6 2  83297.7  2293 b=  =  = 16.3 (N/mm2) Wc N .Wb 3.55  10 6 8  3.55 10 6Ta thÊy: Trong tr−êng hîp thö ¸p lùc n−íc Fb = 222.7 (N/mm2) > b = 20.2 (N/mm2) Trong tr−êng hîp ho¹t ®éng b×nh th−êng Fb=222.7(N/mm2)>b=16.3 (N/mm2)
  35. 35. - 35 -KÕt luËn: T¹i mÆt c¾t A-A ( §Çu cét). Trong c¸c tr−êng hîp chÞu t¶i, cét hoμntoμn ®ñ kh¶ n¨ng chÞu lùc2.4.3.3 KiÓm tra t¹i mÆt c¾t B-B (ch©n cét)e) Lùc nÐn t¹i mÆt c¾t B-BLùc nÐn do tæng t¶i träng th¼ng ®øng W Po = NLùc nÐn khi tÝnh thªm t¶i träng giã W  4.Wg .l  Pg =   N  N .Do Trong ®ã:  Po lμ lùc nÐn t¹i ®Çu cét sinh ra do t¸c dông cña c¸c t¶i träng th¼ng ®øng  Pg lμ lùc nÐn khi tÝnh thªm t¸c dông cña giã  W tæng t¶i träng th¼ng ®øng t¸c dông xuèng cét, cãtÝnh thªm träng l−îng b¶n th©n cña cét Wcot Wcot = A  l  7.85 Wcot = 23856.469 10-6 10364 103  7.85 = 1.94 (T) = 19040.2 (N)  N lμ sè cét ®ì bÓ, N = 8  Wg lμ t¶i träng giã, Wg = 83297.7 (N)  Do lμ ®−êng kÝnh ngoμi cña bÓ, Do = 2x8634 = 17268 (mm)  l lμ chiÒu dμi ®o¹n cét liªn kÕt víi bÓ, l = 10364 (mm)Thay sè: Trong tr−êng hîp thö ¸p lùc n−ícTæng t¶i träng th¼ng ®øng: W = W1 + W2 + W4 + Wcot = 3799903.5+117720+25952355 +19040.2 = 29889018.7 (N)Lùc nÐn t¹i mÆt c¾t A-A: W 29889018.7 Po = = = 3736127.3 (N) N 8 W  4.Wg .l  29889018.7  4  83297.7 10364  Pg =   =   = 3758744.3 (N) N  N .Do  8  8  17268  = 3708750.3 (N) Tr−êng hîp ho¹t ®éng b×nh th−êngTæng t¶i träng th¼ng ®øng:
  36. 36. - 36 - W = W1 + W2 + W3 + Wcot=3799903.5+17720+13079967.3+19040.2 =17016631 (N)Lùc nÐn t¹i mÆt c¾t B-B: W 17016631 Po = = = 2124698.8 (N) N 8 W  4.Wg .l  17016631  4  83297.7 10364  Pg =   =   = 2149695.8 (N) N  N .Do  8  8  17268  = 2099701.8 (N)f) M« men lÖch t©m ë ®Çu cét S .R.Po .(1   ) M= ETrong ®ã:  Po lμ lùc nÐn t¹i ®Çu cét sinh ra do t¸c dông cña c¸c t¶i träng th¼ng ®øng  R lμ b¸n kÝnh ngoμi cña bÓ t¹i ®iÓm B   lμ hÖ sè poisson,  = 0.3  E lμ m« ®un ®μn håi cña thÐp, E = 2.1x105 Mpa  S lμ øng suÊt trong phÇn tö vá t¹i ®iÓm xÝch ®¹o (®iÓm B) 0.5 PR  F S=  0.25 P ts  P lμ ¸p suÊt trong bÓ chøa P = 1.76 (N/mm2), trong tr¹ng th¸i vËn hμnh b×nh th−êng P = 2.64 (N/mm2), trong tr¹ng th¸i thö ¸p lùc  ts lμ bÒ dμy thμnh bÓ t¹i ®iÓm B, ts = 48 mmThay sè: Trong tr¹ng th¸i thö ¸p lùc n−ícøng suÊt trong phÇn tö vá t¹i ®iÓm xÝch ®¹o: 0.5  2.64  8634  37.3 S=  0.25  2.64 = 216.4 (N/mm2) 53M« men lÖch t©m: 216.4  8634  3733747.3  (1-0.3) M= = 23219304.4 (Nmm) 2.1 105 Trong tr¹ng th¸i ho¹t ®éng b×nh th−êngøng suÊt trong phÇn tö vá t¹i ®iÓm xÝch ®¹o: 0.5 1.76  8634  37.3 S=  0.25 1.76 = 144.5 (N/mm2) 53
  37. 37. - 37 -M« men lÖch t©m: 144.5  8634  2124698.8  (1-0.3) M= = 8813006.6 (Nmm) 2.1105g) KiÓm tra kh¶ n¨ng chÞu nÐnTheo tiªu chuÈn AISC, øng suÊt cho phÐp  ( Kl / r ) 2  1   Fy  (2CC 2 )  Fa = 3( Kl / r ) ( Kl / r )3 5/3  3 8Cc 8CCTrong ®ã:  Fa lμ øng suÊt cho phÐp dïng cho t¶i träng tÜnh  K lμ hÖ sè chiÒu dμi tÝnh to¸n, k = 0.8  l lμ chiÒu dμi thùc cña cét, l= 10365 mm 1  12. 2 .E  2  Cc lμ hÖ sè kÓ ®Õn sù lμm viÖc dμn dÎo cña vËt liÖu Cc =   Fy      r lμ b¸n kÝnh qu¸n tÝnh cña cét, r = 214.83 mm  E lμ m« duyn ®μn håi cña vËt liÖu, E = 2.1 x 105 MpaThay sè: 1/ 2 1/ 2  12 2 E   12 2 2.1105  Cc =  Fy   =  =281    315  Kl 0.8  10365 = = 38.6 r 214.83 KlTa thÊy tû sè = 38.6 < Cc = 281 rVËy c«ng thøc trªn ®−îc ¸p dôngTa cã:  (0.8 10365 / 214.83) 2  1    315  2  2812  Fa= 3(0.8 10365 / 214.83) (0.8 10365 / 214.83)3 5/3  8  281 8 103653 Fa = 181.63 N/mm2øng suÊt nÐn ë mÆt c¾t B-B lμ: Trong tr−êng hîp thö t¶i Pg M 3758744.3 23219304.4 n =  =  =164.1 Mpa A Wc 23856.469 3.55 106
  38. 38. - 38 - Trong tr−êng hîp vËn hμnh b×nh th−êng Pg M 2149695.8 8813006.6 n =  =  =92.6 Mpa A Wc 23856.469 3.55 106Ta thÊy: Trong tr−êng hîp thö t¶i Fa = 181.63 Mpa > n= 164.1 Mpa Trong tr−êng hîp vËn hμnh b×nh th−êng Fa = 181.63 Mpa > n= 92.6 MpaKÕt luËn: Trong c¸c tr−êng hîp vËn hμnh, cét ®ì bÓ hoμn toμn ®ñ kh¶ n¨ng chÞu nÐnh) KiÓm tra kh¶ n¨ng chÞu uènTheo (TL[2]) tiªu chuÈn AISC, kh¶ n¨ng chÞu uèng cho phÐp cña cét lμTa cã: 3000 D 620 = 9.52 < o = = 49.6 < 300 315 t 12.5Do vËy:  Fy .Do   315  620  Fb = 0.72  0.58  .Fy =  0.72  0.58  315 = 222.7 (N/mm2)  E.t   2.1105 12.5  øng suÊt do m« men uèn t¹i mÆt c¾t A-A: Trong tr−êng hîp thö ¸p lùc M 2.Wg .l 23219304.4 2  83297.7 10364 b=  =  = 67.35 (N/mm2) Wc N .Wb 3.55 10 6 8  3.55 10 6 Trong tr−êng hîp ho¹t ®éng b×nh th−êng M 2.Wg .l 8813006.6 2  83297.7 10364 b=  =  = 63.3 (N/mm2) Wc N .Wb 3.55 10 6 8  3.55 10 6Ta thÊy: Trong tr−êng hîp thö ¸p lùc n−íc Fb = 222.7 (N/mm2) > b = 67.35 (N/mm2) Trong tr−êng hîp ho¹t ®éng b×nh th−êng Fb=222.7(N/mm2)>b=63.3 (N/mm2)KÕt luËn: T¹i mÆt c¾t B-B ( Ch©n cét). Trong c¸c tr−êng hîp chÞu t¶i, cét hoμntoμn ®ñ kh¶ n¨ng chÞu lùc2.4.4 TÝnh to¸n vμ thiÕt kÕ hÖ thanh gi»ng cã t¨ng ®¬ ®Ó chèng t¶i träng ngangSö dông thanh gi»ng cã ®−êng kÝnh 32mm theo ASME B1.1 B¶ng 8DiÖn tÝch chÞu kÐo As = 625 mm2VËt liÖu sö dông theo tiªu chuÈn vËt liÖu JIS G3101 SS400 cã Fy = 235 Mpa = 235 N/mm22.4.4.1 TÝnh to¸n lùc kÐo trong thanh gi»ng
  39. 39. - 39 - 4 63 R8 H¦íNG GIã 2293 T 11134 41 8341 99 500 6781Lùc c¨ng trong thanh gi»ng 2Wg C T=  N BTrong ®ã :  Wg lμ tæng t¶i träng giã ngang, Wg = 83297.7 N  N lμ sè cét, N = 8  C lμ chiÒu dμi thanh gi»ng, C = 9941 (mm)  B lμ kho¶ng c¸ch gi÷a hai cét liªn tiÕp, B = 6781 (mm)Thay sè: 2Wg C 2  83297.7 9941 T=  =  = 30528.77 N N B 8 67812.4.4.2 KiÓm tra øng suÊt kÐo trong thanh gi»ng T 30528.77 k = = = 48.86 N/mm2 As 625øng suÊt chÞu kÐo cho phÐp Ft = 0.6xFy = 0.6x235 = 141 N/mm2Ta thÊy
  40. 40. - 40 - k = 48.86 N/mm2 < 141 N/mm2KÕt luËn: Thanh gi»ng hoμn toμn ®ñ kh¶ n¨ng chÞu kÐo2.4.4.3 TÝnh to¸n chèt (Cho chi tiÕt 1)Theo tiªu chuÈn vËt liÖu JIS G3 101 SS 400§−êng kÝnh tÝnh to¸n cña chèt Dp ®−îc tÝnh theo c«ng thøc sau 1 T 2 Dp = 0.8    p    Trong ®ã:  T lμ lùc c¾t, T = 30528.77 N  p lμ øng suÊt chÞu c¾t cho phÐp p = 0.4xFy = 0.4x235 = 94 MpaThay sè ta cã: 1 Dp = 0.8   30528.77  2   = 14.5 mm  94 §−êng kÝnh thùc cña chèt Dn 14.5 dp = = = 20.7 mm 0.7 0.7Sö dông chèt cã ®−êng kÝnh dp = 24 mm2.4.4.4 TÝnh to¸n chi tiÕt 1Theo tiªu chuÈn vËt liÖu JIS G3 101 SS 400
  41. 41. - 41 -TÝnh to¸n chiÒu dμy thÐp cho chi tiÕt T 30528.77 tb = = = 7.01 mm d p  b 24  0.9  235Chän thÐp cã tb = 12 mmDiÖn tÝch chÞu kÐo cã tÝnh c¶ phÇn gi¶m yÕu tiÕt diÖn 24 As = 2  (120  ) 12 = 2592 mm2 2øng suÊt chÞu kÐo trong chi tiÕt T 30528.77 s = = = 11.77 N/mm2 As 2592øng suÊt chÞu c¾t cho phÐp pa = 0.4xFy = 0.4x235 = 94 N/mm2Ta thÊy s = 11.77 N/mm2 < pa = 94 N/mm2KÕt luËn: Víi chiÒu dμy t = 12 mm, chi tiÕt hoμn toμn ®ñ kh¶ n¨ng chÞu c¾t2.4.4.5 TÝnh to¸n vμ kiÓm tra tÊm nèi thanh gi»ngTiªu chuÈn vËt liÖu JIS G3 101 SS 400ChiÒu dμy tÊm t = 12 mmT¹i mÆt c¾t F F:Lùc kÐo T = 30528.77 NDiÖn tÝch m¾t c¾t ngang t¹i tiÕt diÖn F-F : As = (135-32)x12 = 1236 mm2øng suÊt kÐo t¹i mÆt c¾t F-F: T 30528.77 t = = = 24.7 N/mm2 As 1236øng suÊt nÐn cho phÐp: Ft = 0.6x235 = 141 MpaTa thÊy t = 24.7 N/mm2 < Ft =141 MpaKÕt luËn: Víi bÒ dμy ®· chän t = 12 mm, tÊm nèi thanh gi»ng hoμn toμn ®ñ kh¶ n¨ngchÞu kÐo2.4.4.6 Lùa chän t¨ng ®¬
  42. 42. - 42 -T¨ng ®¬ ®−îc lùa chän trªn c¬ së c¸c mÉu t¨ng ®¬ ®· ®−îc chÕ t¹o s½n vμ ph¶i tháam·n ®iÒu kiÖn chÞu lùc ®· ®−îc kiÓm tra2.4.4.7 TÝnh to¸n tÊm ®Öm ch©n céta) Ph¶n lùc tõ bÒ mÆt trô bª t«ng lªn tÊm ®Öm ch©n cét Pg Q= AdTrong ®ã:  Pg lμ lùc nÐn t¹i ch©n cét (N)  Ad lμ diÖn tÝch tÊm ®Öm (mm2)  (db2  d c2 )  (9202  6202 ) Ad = = = 362854 mm2 4 4  db lμ ®−êng kÝnh tÊm ®Öm, db = 920 mm  dc lμ ®−êng kÝnh cét, dc = 620 mmThay sè: Trong ®iÒu kiÖn thö t¶i 3758744.3 Q= = 10.4 N/mm2 362584 Trong ®iÒu kiÖn vËn hμnh 2149695.8 Q= = 5.9 N/mm2 362584b) øng suÊt uèn cña tÊm 3.Q.L2 = t2Trong ®ã: db  d c 920  620  L= = = 150 mm 2 2
  43. 43. - 43 -   lμ øng suÊt uèn  t lμ bÒ dμy tÊm ®Öm, t = 55 mmThay sè:  Trong ®iÒu kiÖn thñ ¸p lùc n−íc 2 3 10.4 150 = = 232.06 N/mm2 552 Trong ®iÒu kiÖn vËn hμnh 2 3  5.9 150 = 2 = 131.65 N/mm2 55c) øng suÊt cho phÐp:  Trong ®iÒu kiÖn thö ¸p lùc n−íc Fb = 1.25xFy = 1.25x235 = 293.75 N/mm2 Ta thÊy  = 232.06 N/mm2 < Fb = 293.75 N/mm2 Trong ®iÒu kiÖn vËn hμnh Fb = 0.66xFy = 0.66x235 = 155.1 N/mm2 Ta thÊy  = 131.65N/mm2 < Fb = 155.1 N/mm2 Fb = 0.66xFy; Fb1 = 1.33xFy; Fb2 = 1.25xFyKÕt luËn: Víi bÒ dμy b¶n ®Öm lμ t = 55 mm, b¶n ®Öm ®¶m b¶o th¶o m·n chÞu uèngtrong c¸c ®iÒu kiÖn t¶i träng kh¸c nhau.2.4.4.8 KiÓm tra øng suÊt c¾t cña mèi hμn,  wa) Mèi hμn gi÷a tÊm chèt vμ cét( chi tiÕt A trong b¶n vÏ KC5) T .sin 45 w = lw  t wTrong ®ã:  lw lμ chiÒu dμi mèi hμn = 400 mm  tw lμ chiÒu cao mèi hμn, tw = 12 mm  T lμ lùc c¾t, T = 30528.77 NThay sè: 30528.77 w = = 6.81 Mpa 1.41 400  8øng suÊt cho phÐp cña mèi hμn a = 0.4xFy = 0.4x235 = 94 MpaTa thÊy w = 6.81 Mpa < a = 94 MpaKÕt luËn: Mèi hμn chÞu lùc tèt.
  44. 44. - 44 -b) Mèi hμn gi÷a bÓ vμ ®Çu cétChiÒu dμi cung ®−êng hμn cña cét víi bÓ lμ:  do   Ro  2  Lw = ar cos    Ro  Ro   Trong ®ã:  do lμ ®−êng kÝnh ngoμi cña cét  Ro lμ b¸n kÝnh ngoμi cña bÓThay sè:  620   8634  2  Lw = ar cos    8634 = 2320.6 mm  8634   øng suÊt c¾t trong mèi hμn: P.sin 45 w = Lw  twTrong ®ã:  P lùc nÐn ë ®Çu cét  Lw lμ chiÒu dμi ®−êng hμn, Lw = 2320.6 mm  tw lμ chiÒu cao ®−êng hμn lÊp ®Çy bÒ dμy cét, tw = 12.5 mm  §iÒu kiÖn thö ¸p lùc n−íc P = 3758744.3 (N) 3758744.3 w = = 91.89 (Mpa) 1.41 2320.6 12.5 §iÒu kiÖn vËn hμnh b×nh th−êng P = 2149695.8 (N) 2149695.8 w = = 52.5 (Mpa) 1.41 2320.6 12.5øng suÊt cho phÐp: a = 0.4xFy = 0.4x235 = 94 MpaTa thÊy:Trong ®iÒu kiÖn thö ¸p lùc n−íc. w = 91.89 (Mpa) < a = 94 MpaTrong ®iÒu kiÖn vËn hμnh. w = 52.5 (Mpa) < a = 94 MpaKÕt luËn: M«i hμn ë ®Çu cét tho¶ m·n bÒn, ®¶m b¶o kh¶ n¨ng chÞu lùc
  45. 45. - 45 -2.5 ThiÕt kÕ mãng2.5.1 §Æt vÊn ®Ò Mãng lμ mét bé phËn hÕt søc quan träng cña c«ng tr×nh, nã lμ bé phËn trùctiÕp chÞu toμn bé t¶i träng cña c«ng tr×nh truyÒn xuèng ®Êt. Mãng gãp phÇn quanträng ®Õn chØ tiªu kinh tÕ kü thuËt vμ sù an toμn cña toμn bé c«ng tr×nh. Do ®ã viÖclùa chän gi¶i ph¸p kÕt cÊu mãng hîp lý, phï hîp nhÊt cho c«ng tr×nh lμ rÊt cÇn thiÕtvμ quan träng.2.5.2 X©y dùng c¸c ph−¬ng ¸n mãng X©y dùng c¸c ph−¬ng ¸n mãng ph¶i c¨n cø vμo c¸c yªu cÇu c«ng nghÖ, ®ÆctÝnh kü thuËt cña c«ng tr×nh, ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt c«ng tr×nh, ®iÒu kiÖn thuû v¨n t¹in¬i x©y dùng c«ng tr×nh. §Ó cã thÓ ®−a ra ph−¬ng ¸n chØ tiªu kinh tÕ kü thuËt caonhÊt.C¨n cø vμo:  T¶i träng c«ng tr×nh thiÕt kÕ lμ rÊt lín  §iÒu kiÖn ®Þa chÊt t¹i n¬i x©y dùng c«ng tr×nh kh«ng thuËn lîi cho viÖc x©y dùng c«ng tr×nh do líp ®Êt yÕu trªn bÒ mÆt lμ rÊt lín (37 m).  C¸c lo¹i mãng ®ang sö dông phæ biÕn hiÖn nayCã thÓ sö dông c¸c lo¹i mãng sau: - Mãng n«ng (mãng b¨ng, mãng bÌ), khi mãng dÆt trªn nÒn ®Êt tèt, hoÆc ®Æt trªn nÒn ®Êt ®· ®−îc gia cè (b»ng ®Öm c¸t, cäc cÊt, cäc v«i ...) - Mãng s©u (mãng cäc). Cäc cã thÓ sö dông cäc BTCT Ðp hoÆc ®ong; cäc khoan nhåi ...2.5.3 TÝnh to¸n, thiÕt kÕ mãng Tr×nh tù thiÕt kÕ mãng nh− sau: - X¸c ®Þnh t¶i träng t¸c ®éng lªn mãng do tÊt c¶ t¶i träng cña bÓ t¸c dông lªn c¸c ch©n cét; - TÝnh to¸n kh¶ n¨ng chÞu lùc cña mãng:  Lùc t¸c dông lªn mãng (mãng cäc, mãng n«ng)  Kh¶ n¨ng chÞu lùc cña mãng, x¸c ®Þng tiÕt diÖn mãng (hoÆc cäc), thiÕt kÕ bè trÝ cèt thÐp cho mãng (hoÆc cäc vμ ®μi);  TÝnh kiÓm tra æn ®Þnh tæng thÓ vμ côc bé cña mãng: lón, lËt vμ tr−ît. -
  46. 46. - 46 -Mét sè b¶n vÏ chi tiÕt bÓ cÇu

×