Author
Xin chào các chú, các anh và các bạn. Mình đang thiết kế một cái khung đỡ bằng thép cho thùng nước (như hình)
Thông số đầu bài như sau:
+ Khối lượng nước cần chứa: 80m3
+ Kích thước tối đa cho phép của khung: dài 10m, rộng 4.5m
+ Điểm thấp nhất khung ngang (nếu có) cách sàn 2m
+ Chỉ được bố trí các cột chống 2 bên, không được phép đặt ở giữa
+ Độ dày tấm vỏ thùng khoảng 10mm
+ Nước trong thùng ở nhiệt độ thường, thùng liên kết với khung bằng cách đặt lên
Yêu cầu thiết kế:
+ Kết cấu khung ổn định, đủ bền. Thời hạn sử dụng 20 năm.
+ Khối lượng giới hạn 10 tấn.
+ Dầm ngang, thanh giằng được liên kết với nhau bằng bulong
Từ đầu bài như trên, e có tham khảo các tiêu chuẩn thiết kế khung thép về độ võng hay các giới hạn cho phép (chủ yếu từ 5575:2012 nhưng cũng chưa hiểu lắm
Hiện tại, em đang tính bền Static bằng Solidworks với các điều kiện như sau:
- Coi cả thùng, nước trong thùng là một khối, trọng lượng quy đổi xấp xỉ 90 tấn ~ 900 kN. E đặt tải trọng phân bố lên khung ngang như hình.
Lực phân bố lên các thanh dầm chéo và dầm theo tiết diện ngang. Dầm theo phương dọc không chịu tác dụng trực tiếp của lực phân bố từ thùng nước.
Phương pháp làm của e như sau - hơi mò
- Thiết kế khung trên phần mềm, sau đó chạy mô phỏng. Kiểm tra những chỗ có ứng suất/biến dạng lớn thì bổ sung thanh giằng, dầm đỡ.
- Khung hiện tại như trong hình CHƯA ĐỦ bền nhưng đã quá 50% khối lượng vật liệu cho phép. Chân cột làm từ thép H. Các dầm ngang, thanh giằng được làm từ thép I cùng kích thước.
- Sau khi thiết kế cơ bản kết cấu khung mới tính toán các chi tiết còn lại (vai cột, các vị trí lắp)
E thấy rằng nếu cứ làm theo cách này thì không hợp lý nên đăng lên đây nhờ mọi người giúp đỡ ạ.
Em đang có những thắc mắc sau, rất mong được mọi người giải đáp ạ:
1. Lực e quy như vậy có hợp lý với bài toán này không.
2. E nên làm như thế nào để tối ưu được khối lượng vật liệu cần thiết.
3. Các giới hạn về độ võng, độ bền trong tài liệu TCVN 5575:2012 có áp dụng được vào bài toán này không.
Cảm ơn mọi người đã đọc. E rất mong được mọi người chỉ giáo ạ.
Thông số đầu bài như sau:
+ Khối lượng nước cần chứa: 80m3
+ Kích thước tối đa cho phép của khung: dài 10m, rộng 4.5m
+ Điểm thấp nhất khung ngang (nếu có) cách sàn 2m
+ Chỉ được bố trí các cột chống 2 bên, không được phép đặt ở giữa
+ Độ dày tấm vỏ thùng khoảng 10mm
+ Nước trong thùng ở nhiệt độ thường, thùng liên kết với khung bằng cách đặt lên
Khung + thùng chứa (minh họa)
Yêu cầu thiết kế:
+ Kết cấu khung ổn định, đủ bền. Thời hạn sử dụng 20 năm.
+ Khối lượng giới hạn 10 tấn.
+ Dầm ngang, thanh giằng được liên kết với nhau bằng bulong
Từ đầu bài như trên, e có tham khảo các tiêu chuẩn thiết kế khung thép về độ võng hay các giới hạn cho phép (chủ yếu từ 5575:2012 nhưng cũng chưa hiểu lắm
Hiện tại, em đang tính bền Static bằng Solidworks với các điều kiện như sau:
- Coi cả thùng, nước trong thùng là một khối, trọng lượng quy đổi xấp xỉ 90 tấn ~ 900 kN. E đặt tải trọng phân bố lên khung ngang như hình.
Lực phân bố lên các thanh dầm chéo và dầm theo tiết diện ngang. Dầm theo phương dọc không chịu tác dụng trực tiếp của lực phân bố từ thùng nước.
Phương pháp làm của e như sau - hơi mò
- Thiết kế khung trên phần mềm, sau đó chạy mô phỏng. Kiểm tra những chỗ có ứng suất/biến dạng lớn thì bổ sung thanh giằng, dầm đỡ.
- Khung hiện tại như trong hình CHƯA ĐỦ bền nhưng đã quá 50% khối lượng vật liệu cho phép. Chân cột làm từ thép H. Các dầm ngang, thanh giằng được làm từ thép I cùng kích thước.
- Sau khi thiết kế cơ bản kết cấu khung mới tính toán các chi tiết còn lại (vai cột, các vị trí lắp)
E thấy rằng nếu cứ làm theo cách này thì không hợp lý nên đăng lên đây nhờ mọi người giúp đỡ ạ.
Em đang có những thắc mắc sau, rất mong được mọi người giải đáp ạ:
1. Lực e quy như vậy có hợp lý với bài toán này không.
2. E nên làm như thế nào để tối ưu được khối lượng vật liệu cần thiết.
3. Các giới hạn về độ võng, độ bền trong tài liệu TCVN 5575:2012 có áp dụng được vào bài toán này không.
Cảm ơn mọi người đã đọc. E rất mong được mọi người chỉ giáo ạ.