Đồ Án Lựa chọn giải pháp tăng cường tiết diện thanh cánh tháp thép dạng dàn

MỤC LỤC
Trang
MỤC LỤC 2
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 4
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 7
KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT 7
Chương I: TỔNG QUAN 10
1.1. Tổng quan về tháp thép dạng dàn. 10
1.1.1. Hình dạng của tháp. 10
1.1.2. Cấu tạo hệ thanh của tháp. 12
1.1.3. Cấu tạo vách cứng ngang của tháp. 14
1.1.4. Tải trọng tác động lên tháp. 15
1.1.5. Tính toán nội lực. 16
1.2. Tính thực tiễn của đề tài. 18
1.3. Phạm vi nghiên cứu của đề tài. 19
1.4. Nội dung chính cần đạt được của đề tài. 20
Chương II: MỘT SỐ GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG TIẾT DIỆN THANH
CÁNH THÁP THÉP DẠNG DÀN.
2.1.Cơ sở lý thuyết. 21
2.1.1. Các đặc trưng hình học và mặt phẳng tính toán kiểm tra của thép hình
dùng chế tạo hệ thanh cho tháp thép dạng. 21
2.1.2. Tính toán ổn định các thanh của tháp thép dạng dàn. 22
2.2. Các giải pháp tăng cường tiết diện thanh. 26
2.2.1. Các tiêu chí đối với giải pháp tăng cường tiết diện thanh. 26
2.2.2. Tăng cường tiết diện thanh cho thanh cơ bản là thép góc đều cạnh. 26
2.2.2.1 Thêm một thép góc đều cạnh vào mặt trong thanh cơ bản. 26
2.2.2.2. Thêm hai thép bản vào hai cánh thanh cơ bản. 27
2.2.2.3. Thêm một thép góc đều cạnh, hàn sống thanh tăng cường vào sống
thanh cơ bản. 28
2.2.2.4. Thêm một thép góc đều cạnh, mã liên kết là thép góc đều cạnh. 32
2.2.2.5. Thêm một thép góc đều cạnh, mã liên kết là thép bản. 33
2.2.2.6. Thêm một thép bản vào sống của thanh cơ bản. 35
2.2.2.7. Thêm một nửa thép hình I vào sống thanh cơ bản. 37
2.2.3. Tăng cường tiết diện cho thanh cơ bản là thép ống. 39
2.2.3.1.Thêm một thép bản. 39
2.2.3.2.Thêm hai thép bản. 43
2.2.3.3.Thêm một thép góc đều cạnh. 45
2.2.3.4.Thêm hai thép góc đều cạnh. 47
2.2.3.5.Thêm một nửa thép hình I. 49
2.2.3.6.Thêm hai nửa thép hình I. 51
2.3. Kết luận chương II. 53
Chương III: MỘT SỐ KHẢO SÁT BẰNG SỐ VỀ HIỆU QUẢ TĂNG
CƯỜNG TIẾT DIỆN THANH CÁNH THÁP THÉP DẠNG DÀN.
3.1.Tăng cường tiết diện cho thanh cơ bản là thép góc đều cạnh. 54
3.1.1.Thêm một thép góc đều cạnh, hàn sống thanh ghép vào sống thanh cơ bản
hoặc mã liên kết là thép góc đều cạnh, dùng liên kết hàn hoặc bu lông. 54
3.1.2.Thêm một thép góc đều cạnh, mã liên kết là thép bản, liên kết hàn hoặc
bu lông. 57
3.1.3.Thêm một thanh thép bản vào sống của thanh cơ bản. 60
3.1.4.Thêm một nửa thép hình I vào sống thanh cơ bản. 63
3.2. Tăng cường tiết diện cho thanh cơ bản là thép ống. 66
3.2.1.Thêm một thép bản. 66
3.2.2.Thêm hai thép bản. 68
3.2.3.Thêm một thép góc đều cạnh. 71
3.2.4.Thêm hai thép góc đều cạnh. 73
3.2.5.Thêm một nửa thép hình I. 75
3.2.6.Thêm hai nửa thép hình I. 78
3.3. Kết luận chương III. 81
Chương IV: KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI
4.1. Kết luận. 82
4.1.1. Nội dung chính của đề tài. 82
4.1.2. Kết luận chung. 83
4.2. Kiến nghị hướng phát triển của đề tài. 84
TÀI LIỆU THAM KHẢO 85

Chương I
TỔNG QUAN
1.1. TỔNG QUAN VỀ THÁP THÉP DẠNG DÀN [2], [4].
1.1.1. Hình dạng của tháp.
Tháp thép nói chung và tháp thép dạng dàn nói riêng là công trình có chiều
cao lớn hơn nhiều lần kích thước còn lại của công trình (tỉ số H/B lớn), do đó công
trình có độ thanh mảnh lớn. Đây là loại công trình tự đứng được nhờ và chính kết
cấu của bản thân. Tùy vào mục đích, yêu cầu sử dụng mà chiều cao của và hình
dạng tiết diện tháp khác nhau. Chiều cao tháp có thể từ hàng chục mét đến vài trăm
mét.
Tháp thép dạng dàn là một hệ thanh không gian có ít nhất là ba mặt bên, tháp
có bốn mặt bên là thông dụng nhất, được áp dụng trong nhiều lĩnh vực. Tháp có số
lượng mặt bên là ba và nhiều hơn bốn thì việc gia công, chế tạo, lắp dựng phức tạp
hơn nên không thông dụng bằng tháp có bốn mặt bên. Tùy tải trọng tác động vào
tháp và yêu cầu của tạo dáng kiến trúc mà các mặt bên tháp là đều cạnh hay không
đều cạnh. Tháp không đều cạnh thường gặp ở tháp có bốn mặt bên áp dụng trong
lĩnh vực truyền tải điện, đỡ hệ băng tải Do yêu cầu đảm bảo độ cứng ngoài mặt
phẳng tuyến nên cạnh tháp theo phương ngoài mặt phẳng tuyến lớn hơn hai cạnh
còn lại, tháp có tiết diện mặt cắt ngang hình chữ nhật. Trong các lĩnh vực khác, tải
trọng ngang tác dụng vào tháp theo hai phương vuông góc qua trọng tâm tiết diện
tương đối đều nhau nên các mặt bên tháp thường là đều nhau.
Các thông số quan trọng quyết định chiều rộng chân tháp là chiều cao tháp và
tải trọng tác dụng vào tháp. Để đảm bảo điều kiện ổn định cho tháp thì chiều rộng
chân tháp thường lấy B=(1/8-:-1/20)H, với H là chiều cao tháp. Ngoài ra bề rộng
chân tháp B còn phụ thuộc vào các yếu tố khác như kích thước thanh cánh chân
tháp, sức chịu tải đất nền, diện tích đất được phép sử dụng cũng như yêu cầu về
thẩm mỹ. Tuy nhiên do thanh cánh thường được chế tạo từ thép hình cán nóng hoặc
thép ống nên tiết diện hạn chế, do đó chiều rộng chân tháp thường lấy B=(1/5-:-
1/10)H. Chiều rộng Bz của tiết diện tháp cách đỉnh tháp một đoạn Hz thường được
lấy theo tỉ lệ Bz=(1/8-:-1/20)Hz.
Kích thước đỉnh tháp phải đảm bảo đủ không gian để lắp đặt thiết bị và cấu
kiện lắp đặt trên đỉnh tháp, đảm bảo độ cứng chống xoắn. Các tháp dùng trong
ngành công nghiệp, du lịch như tháp đỡ dàn khoan dầu khí, tháp đỡ đài nước, tháp
đỡ băng tải , tháp phục vụ cho ngắm cảnh thì kích thước đỉnh tháp có kích thước
phụ thuộc vào kết cấu lắp trên đỉnh tháp, kích thước đỉnh tháp khá lớn. Tháp đỡ
đường dây tải điện, tháp đỡ ăng ten truyền hình có chiều rộng Bđ= (0.6-:-1.5)m. Bề
rộng đỉnh của tháp vi ba có thường phụ thuộc vào đường kính chảo ăng ten lắp trên
đỉnh tháp, Bđ >= 0.75D, với D là đường kính chảo ăng ten.
Các tháp có chiều cao thấp, tháp có kích thước đỉnh tháp lớn để đỡ các kết cấu
bên trên như dàn khoan dầu, băng tải, bồn nước thì trục thanh cánh thường song
song với nhau, tiết diện mặt cắt ngang thân tháp không đổi (hình 1.1). Với tháp có
chiều cao trung bình và lớn, nội lực trong hệ thanh do tải trọng đứng gây ra là nhỏ
so với tải trọng ngang, nội lực trong thanh cánh giảm dần theo chiều cao thì tiết diện
thanh cánh và tiết diện mặt cắt ngang thân tháp cũng giảm dần theo chiều cao. Việc
giảm tiết diện mặt cắt ngang thân tháp được thực hiện bằng việc bố trí thanh cánh
có độ dốc không đổi trên suốt chiều cao tháp (hình 1.2) hoặc có độ dốc thay đổi
nhiều lần. Nếu tháp có yêu cầu thẩm mỹ cao thì dùng phương án đổi độ dốc thanh
cánh nhiều lần trên suốt chiều cao tháp (hình 1.3).