Đề tài Tính toán thiết kế cần trục tháp bánh lốp sức nâng q = 104 (t)

TÍNH TỐN THIẾT KẾ CẦN TRỤC THÁP BÁNH LỐP SỨC NÂNG Q = 104 (T) I. Giới thiệu chung 1.Giới thiệu về cần trục tháp bánh lốp - Do nhu cầu phát triển của sự nghiệp công nghiệp hóa xã hội chủ nghĩa ở nước ta, các loại máy nâng chuyển ngày càng được sử dụng rộng rãi trong mọi ngành kinh tế quốc dân, dặc biệt là ngành Giao thông vận tải, Xây dựng, Kiến trúc, Công nghiệp … - Trong các loại máy nâng thông dụng, cần trục tháp bánh lốp là loại cần trục có phần di chuyển chạy bằng bánh lốp nên có tính cơ động cao. Nó được sử dụng ở những nơi có khối lượng công việc không nhiều, tại các địa diểm phân tán, ở nơi xa và thường phải thay đổi nơi làm việc. Cần trục tháp bánh lốp là loại cần trục cảng cĩ sức nâng tương đối lớn, tầm với xa,bán kính quay lớn do đĩ co thể làm việc trong bãi cảng - Cần trục tháp bánh lốp bao gồm 4 cơ cấu công tác sau : + Cơ cấu di chuyển + Cơ cấu thay đổi tầm với : gồm 1 xi lanh lực được liên kết giữa tháp và cần. + Cơ cấu nâng + Cơ cấu quay 2. Các thơng số cơ bản của cần trục: - Sức nâng định mức : 104 T. - Chiều cao nâng tối đa : 43 m. - Chiều cao nâng tối thiểu : 30 m. - Vận tốc nâng hàng : 13,5 m/phút. - Tầm với lớn nhất : 45 m. - Tầm với nhỏ nhất : 11 m. - Vận tốc quay cần trục : 1,5 vòng/phút. - Tốc độ di chuyển : 6 km/h. 3. Cấu tạo chung của cần trục tháp bánh lốp: Hình 1: Cần trục tháp bánh lốp. 1- Chassi; 2- Đối trọng; 3- Sàn quay; 4- Cáp treo hàng; 5- Ống khói; 6- Xilanh thuỷ lực thay đổi tầm với; 7- Puly cố định ở đỉnh tháp; 8- Cabin tháp; 9- Tháp; 10- Bộ cảm biến góc xoay cần; 11- Tai liên kết ; 12- Cần; 13- Rulô quấn cáp điện; 14- Bánh xe đỡ cần; 15- Móc treo; 16- Tải trọng nâng(hàng hoá); 17- Chân chống; 18- Xilanh thuỷ lực chân chống; 19- Xilanh thuỷ lực nâng tháp. 4. Kết cấu thép cần: Kết cấu thép cần của cần trục tháp bánh lốp có kết cấu dạng dàn không gian và tiết diện ngang của dàn là hình chữ nhật. - Các thanh dàn làm bằng thép ống, liên kết với nhau nhờ các mối hàn. Cần gồm có bốn thanh biên, giữa các thanh biên có các hệ thanh xiên không có thanh chống đứng ở giữa. Cần là một dàn có trục thẳng và tiết diện thay đổi theo chiều dài cần. - Trong mặt phẳng nâng hàng, cần là một thanh tổ hợp có 2 điểm liên kết tựa: 1 điểm liên kết với bộ phận quay (tháp) qua khớp bản lề cố định ở đuôi cần, 1 điểm liên kết với xilanh thủy lực thay đổi tầm với tương đương một liên kết thanh. Phương của liên kết thanh có phương của xilanh thủy lực. - Trong mặt phẳng ngang, đuôi cần được liên kết với tháp bởi 2 khớp bản lề cố định, còn đầu cần thì tự do.Vì vậy trong mặt phẳng ngang, cần được coi là một thanh ngàm cứng có đầu cần là tự do. Do đó hình dáng bao cần có dạng hình thang, đầu cần có kích thước nhỏ nhất, đuôi cần tại 2 khớp liên kết với tháp có kích thước lớn nhất. -Để tính toán dàn đơn giản ta phải thừa nhận các giả thiết theo cơ kết cấu về dàn + Mắt của dàn phải nằm tại giao điểm của các trục thanh và là khớp lí tưởng, không ma sát. + Tải trọng chỉ tác dụng tại các mắt của dàn. + Trọng lượng các thanh trong dàn nhỏ không đáng kể so với tải trọng tác dụng nên khi tính toán bỏ qua trọng lượng các thanh trong dàn. => Từ giả thiết trên ta có thể đi đến kết luận Các thanh trong dàn chỉ chịu kéo hoặc nén nghĩa là nội lực các thanh trong dàn chỉ tồn tại lực dọc mà không có mômen uốn và lực cắt. 5. Các kích thước cơ bản của dàn : Hình 2: Kết cấu thép cần - Chiều dài của cần : L = 45,4 (m). - Chiều cao mặt cắt giữa cần: Chọn h = 2,2 (m). - Chiều rộng mặt cắt của cần ở giữa cần: B = (1 1,5).h => B = (1 1,5) x 2,2 = (2,2 3,3) (m) Chọn B = 2,4 (m). - Chiều rộng mặt cắt của cần ở gối tựa: Chọn Bo = 2,56 (m). II. Vật liệu chế tạo và ứng suất cho phép kết cấu thép của cần Chọn vật liệu chế tạo kết cấu thép cần là thép CT3, có cơ tính: STT Cơ tính vật liệu Kí hiệu Trị số Đơn vị 1 Môđun đàn hồi E 2,1.106 KG/cm2 2 Môđun đàn hồi trượt G 0,84.106 KG/cm2 3 Giới hạn chảy sch 2400 ¸ 2800 KG/cm2 4 Giới hạn bền sb 3800 ¸ 4200 KG/cm2 5 Độ giãn dài khi đứt e 21 % 6 Khối lượng riêng g 7,83 T/m3 7 Độ dai va đập ak 50¸100 J/cm2 III. Tải trọng và tổ hợp tải trọng: 1. Các trường hợp tải trọng và tổ hợp tải trọng: - Khi máy trục làm việc thì nó chịu nhiều loại tải trọng khác nhau tác dụng lên kết cấu: tải trọng cố định, tải trọng quán tính, tải trọng gió, tải trọng do lắc động hàng trên cáp. - Tổng hợp các tải trọng khác nhau tác dụng lên cần trục có thể chia ra 3 trường hợp: + Trường hợp tải trọng I : Các tải trọng tác dụng lên máy trục là tải trọng tiêu chuẩn ở trạng thái làm việc và ở những điều kiện sử dụng tiêu chuẩn. Dùng để tính toán kết cấu kim loại theo độ bền và độ bền mỏi. Khi tải trọng thay đổi, trong đó có trọng lượng hàng thay đổi thì không tính theo trị số tải trọng cực đại mà tính theo trị số tải trọng tương đương. + Trường hợp tải trọng II : Các tải trọng tác dụng lên máy trục là tải trọng cực đại ở trạng thái làm việc và ở điều kiện nặng nhất, làm việc với trọng lượng vật nâng đúng tiêu chuẩn. Dùng để tính toán kết cấu kim loại theo độ bền và độ ổn định. + Trường hợp tải trọng III : Các tải trọng tác dụng lên máy trục là tải trọng cực đại ở trạng thái không làm việc. Các tải trọng đó gồm có: trọng lượng bản thân cần trục và gió bão tác dụng lên cần trục ở trạng thái không làm việc. Trường hợp này dùng để kiểm tra kết cấu theo điều kiện độ bền, độ ổn định ở trạng thái không làm việc. - Ở trạng thái làm việc của cần trục người ta tổ hợp các tải trọng tác dụng lên cần trục và chia thành các tổ hợp tải trọng sau : + Tổ hợp Ia, IIa : Tương ứng trạng thái cần trục làm việc, cần trục đứng yên chỉ có một cơ cấu nâng làm việc, tính toán khi khởi động (hoặc hãm) cơ cấu nâng hàng một cách từ từ tính cho tổ hợp Ia; khởi động (hoặc hãm) cơ cấu nâng hàng một cách đột ngột tính cho tổ hợp IIa. + Tổ hợp Ib, IIb : Máy trục mang hàng đồng thời lại có thêm cơ cấu khác hoạt động (quay, thay đổi tầm với, di chuyển…) tiến hành khởi động (hoặc hãm) cơ cấu đó một cách từ từ tính cho tổ hợp Ib; khởi động (hoặc hãm) cơ cấu đó một cách đột ngột tính cho tổ hợp IIb. 2 Bảng tổ hợp tải trọng. Đối với từng loại cần trục, căn cứ vào điều kiện khai thác của cần trục và các tải trọng tác dụng lên nó mà ta có bảng tổng hợp tải trọng sau : Bảng tổ hợp tải trọng Tải trọng Tính theo độ bền mỏi: Tính theo độ bền vàđộ ổn định: Ia Ib IIa IIb Trọng lượng bản thân của cần. Gc Gc Gc Gc Trọng lượng hàng (Qh) và thiết bị mang hàng (Gm). Qtđ Qtđ Q Q Hệ số động . Góc nghiêng của cáp treo hàng. Lực căng cáp treo hàng Sh Sh Sh Sh Lực quán tính tiếp tuyến và li tâm khi khởi động và hãm cơ cấu quay. 0,5. 0,5. Tải trọng gió. - - + Tổ hợp Ia, IIa : Cần trục đứng yên chỉ có một cơ cấu nâng làm việc. Tính toán khi khởi động (hoặc hãm) cơ cấu nâng hàng một cách từ từ tính cho tổ hợp Ia; khởi động (hoặc hãm) cơ cấu nâng hàng một cách đột ngột tính cho tổ hợp IIa. + Tổ hợp Ib, IIb : Cần trục đứng yên có mang hàng đồng thời cơ cấu quay hoạt động. Tiến hành khởi động (hoặc hãm) cơ cấu đó một cách từ từ tính cho tổ hợp Ib; khởi động (hoặc hãm) cơ cấu đó một cách đột ngột tính cho tổ hợp IIb. IV. Tính kết cấu thép của cần với tổ hợp tải trọng IIa: 1. Sơ đồ tính toán: Hình.3: Sơ đồ tính cần ở tổ hợp IIa 2. Xác định vị trí tính toán: Căn cứ vào biểu đồ sức nâng của cần trục, ta xác định ba vị trí tính toán của hệ cần: Thông số Vị trí Q (T) R (m) (°) Rmin 104 11 82 Rtb 52 28 59 Rmax 30 45 23 Trong đó: + Q : Tải trọng nâng bao gồm trọng lượng hàng và thiết bị mang hàng. + R : Tầm với. + a : Góc nghiêng của cần so với phương ngang. + Rmax : Tầm với lớn nhất của cần. + Rtb : Tầm với trung bình của cần. + Rmin : Tầm với nhỏ nhất của cần. 3. Các tải trọng tính toán: * Trọng lượng bản thân của cần: Gc (N). - Trọng lượng cần Gc có: + Điểm đặt: trung điểm chiều dài của cần. + Phương, chiều: có phương thẳng đứng, chiều ngược chiều dương trục Z. + Độ lớn: Gc = 24,5 (T) = 245.103 (N). - Trọng lượng cần Gc có thể coi là tải trọng phân bố đều trên các mắt dàn. Tải trọng phân bố qc có: + Điểm đặt: đặt tại mắt dàn.Ž + Phương, chiều: có phương thẳng đứng, chiều ngược chiều dương trục Z. + Độ lớn: Trong đó: + Gc : Trọng lượng bản thân của cần. + n : Số mắt dàn. * Trọng lượng hàng kể cả thiết bị mang hàng: Q (N). - Điểm đặt: tập trung tại điểm cố định của các ròng rọc trên cần. - Phương, chiều: có phương thẳng đứng, chiều ngược chiều dương trục Z. - Độ lơnù: Q = .(Qh + Gm) Trong đó: + Qh : Trọng lượng của hàng. + Gm : Trọng lượng móc. + = 1,3 : Hệ số động học khi nâng theo chế độ làm việc trung bình. Tải trọng Vị trí Qh (N) Gm (N) Q (N) Rmin 1000000 40000 1352000 Rtb 480000 40000 676000 Rmax 260000 40000 390000 * Lực căng dây cáp treo hàng: Sh (N). Trong đó: + Q : Sức nâng định mức. Q = Qh + Gm - Qh : Trọng tải của hàng. - Gm : Trọng lượng móc. + m = 1 : Bội suất palăng. + hP : Hiệu suất chung của palăng. Trong đó: + a = 1 : Bội suất của palăng. + t = 4 : Số ròng rọc đổi hướng không tham gia tạo bội suất a. + l = 0,98 : Hiệu suất từng ròng rọc, được chọn theo điều kiện làm việc và loại ổ, chọn puly có ổ lăn với điều kiện bôi trơn bình thường bằng mỡ, nhiệt độ môi trường bình thường Tải trọng Vị trí Q (N) Sh (N) Rmin 1352000 1469565 Rtb 676000 734783 Rmax 390000 423913 4. Tính kết cấu cần trong mặt phẳng nâng hàng: Vì dàn đối xứng nên ta tính toán cho một bên dàn, còn mặt kia thì tương tự. a) Tải trọng tác dụng trong mặt phẳng nâng hàng: - Trong mặt phẳng nâng hàng, cần chịu các tải trọng sau : + Trọng lượng hàng cùng thiết bị mang hàng: Q. + Lực căng của nhánh cáp cuối cùng của palăng mang hàng: Sh. + Trọng lượng bản thân cần: Gc. - Khi đặt các tải trọng tính toán lên cần trong mặt phẳng nâng hạ (mặt phẳng đứng) ta phải chia đôi các tải trọng vì ta chỉ tính cho một mặt của dàn. Vậy các tải trọng tác dụng lên một bên dàn trong mặt phẳng đứng ở các vị trí là: Tải trọng phân bố lên các mắt dàn do trọng lượng bản thân của cần: Trong đó: + Gc = 245000 (N): Trọng lượng bản thân của cần. + n = 32 (mắt) : Số mắt của một bên dàn trong mặt phẳng nâng hàng. (N/mắt) Vị trí Tải trọng Rmin Rtb Rmax 676000 338000 195000 734783 367391 211956 (N/mắt) 3828 3828 3828 b) Xác định các phản lực tại các liên kết tựa: Hình 4: Sơ đồ xác định các phản lực tại các liên kết tựa. * Tính ứng lực xilanh thay đổi tầm với: - Ta xác định tay đòn của các lực dựa vào hoạ đồ vị trí của cần. Vị trí Tay đòn Rmin Rtb Rmax a (mm) 6650 23670 41921 b (mm) 3159 11691 20895 c (mm) 4369 9202 11873 d (mm) 5107 5814 5058 - Vậy ta có ứng lực trong xilanh thay đổi tầm với cho từng trường hợp là: + Trường hợp Rmin: + Trường hợp Rtb: + Trường hợp Rmax: Vị trí Lực xilanh Rmin Rtb Rmax T (N) 327415 1040914 1624689 * Tính phản lực tại gối đỡ A: - Các góc ,: góc nghiêng của xilanh thuỷ lực thay đổi tầm với và cáp hàng so với phương nằm ngang. Các góc này thay đổi tuỳ thuộc vào góc nghiêng của cần so với phương nằm ngang và xác định bằng phương pháp hoạ đồ vị trí. Vị trí Góc Rmin Rtb Rmax (o) 77 48 8 (o) 45 13 -14 - Vậy phản lực tại gối đỡ A: Vị trí Phản lực gối Rmin Rtb Rmax HA(N) 396808 1260068 1786322 VA(N) 1745968 967679 -46049 5. Xác định nội lực các thanh trong dàn: a) Trong mặt phẳng nâng hàng: - Ta quy ước như sau: + Thanh biên trên: 1A416A. + Thanh biên dưới: 1B415B. + Thanh bụng đặt theo số thứ tự:1430. - Tính toán nội lực trong từng thanh: Mắt 1: SX = N1A.cosb + N1B.cosc + HA = 0 SY = N1A.sinb + N1B.sinc + VA – qc = 0 Ở tầm với Rmax: b = 32o, c = 14o, VA = -46049 (N), HA =1786322 (N). => N1A = 1555079 (N) N1B = -3200162 (N) Ở tầm với Rtb : b = 68o, c = 50o, VA = 967679 (N), HA =1260068 (N). => N1A = 1118762 (N) N1B = -2612315 (N) Ở tầm với Rmin : b = 91o, c = 73o, VA = 1745968 (N), HA = 396808 (N). => N1A = -420310 (N) N1B = -1382293 (N) Mắt 2: SY = -N1.sin42o – qc.sina = 0 SX = -N1A + N2A + N1.cos42o – qc.cosa = 0 Ở tầm với Rmax: a = 58o, qc = 3828 (N), N1A = 1555079 (N) => N2A = 1560713 (N) N1 = -4852 (N) Ở tầm với Rtb : a = 22o, qc = 3828 (N), N1A = 1118762 (N) => N2A = 1123904 (N) N1 = -2143 (N) Ở tầm với Rmin : a = -1o, qc = 3828 (N), N1A = -420310 (N) => N2A = -416556 (N) N1 = 99 (N) Mắt 3: SY = N1.sin24o + N2.sin45o – qc.sina = 0 SX = -N1B + N2B – N1.cos24o + N2.cos45o – qc.cosa = 0 Ở tầm với Rmax: a = 76o, qc = 3828 (N), N1 = -4852 (N), N1B = -3200162 (N) => N2B = -3209356 (N) N2 = 8044 (N) Ở tầm với Rtb : a = 40o, qc = 3828 (N), N1 = -2143 (N), N1B = -2612315 (N) => N2B = -2614672 (N) N2 = 4712 (N) Ở tầm với Rmin : a = 17o, qc = 3828 (N), N1 = 99 (N), N1B = -1382293 (N) => N2B = -1379621 (N) N2 = 1526 (N) Mắt 5: SY = N2B.cos81o + N3 – qc.sina = 0 SX = -N2B.sin81o + N3B – qc.cosa = 0 Ở tầm với Rmax: a = 67o, qc = 3828 (N), N2B = -3209356 (N) => N3B = -3168348 (N) N3 = 505578 (N) Ở tầm với Rtb : a = 31o, qc = 3828 (N), N2B = -2614672 (N) => N3B = -2579199 (N) N3 = 410996 (N) Ở tầm với Rmin : a = 8o, qc = 3828 (N), N2B = -1379621 (N) => N3B = -1358845 (N) N3 = 216353 (N) Mắt 4: SY = T.sind – N2A.sin9o – N2.cos53o – N3 – N4.sin47o – qc.sina = 0 SX = -T.cosd – N2A.cos9o – N2.sin53o + N4.cos47o – qc.cosa + N3A = 0 Ở tầm với Rmax: a = 67o, d = 37o, qc = 3828 (N), T = 1624689 (N) N2A = 1560713 (N), N2 = 8044 (N), N3 = 505578 (N) => N3A = 2642107 (N) N4 = 300361 (N) Ở tầm với Rtb : a = 31o, d = 46o, qc = 3828 (N), T = 1040914 (N) N2A = 1123904 (N), N2 = 4712 (N), N3 = 410996 (N) => N3A = 1693646 (N) N4 = 214876 (N) Ở tầm với Rmin : a = 8o, d = 37o, qc = 3828 (N), T = 327415 (N) N2A = -416556 (N), N2 = 1526 (N), N3 = 216353 (N) => N3A = -186339 (N) N4 = 60713 (N) Mắt 6: SY = -N5 – qc.sina = 0 SX = -N3A + N4A – qc.cosa = 0 Ở tầm với Rmax: a = 67o, qc = 3828 (N), N3A = 2642107 (N) => N4A = 2643603 (N) N5 = -3524 (N) Ở tầm với Rtb : a = 31o, qc = 3828 (N), N3A = 1693646 (N) => N4A = 1696927 (N) N5 = -1972 (N) Ở tầm với Rmin : a = 8o, qc = 3828 (N), N3A = -186339 (N) => N4A = -182548 (N) N5 = -533 (N) Mắt 7: SY = N4.sin47o + N5 – qc.cosa + N6.sin46o = 0 SX = -N3B + N4B – qc.sina + N6.cos46o – N4.cos47o = 0 Ở tầm với Rmax: a = 23o, qc = 3828 (N), N3B = -3168348 (N) N4 = 300361 (N), N5 = -3524 (N) => N4B = -2756679 (N) N6 = -295580 (N) Ở tầm với Rtb : a = 59o, qc = 3828 (N), N3B = -2579199 (N) N5 = -1972 (N), N4 = 214876 (N) => N4B = -2281423 (N) N6 = -212982 (N) Ở tầm với Rmin : a = 82o, qc = 3828 (N), N3B = -1359103 (N) N4 = 60713 (N), N5 = -533 (N) => N4B = -1272056 (N) N6 = -60245 (N) Mắt 8: SY = -N7.sin46o – qc.sina – N6.sin46o = 0 SX = -N4A + N5A – qc.cosa – N6.cos46o + N7.cos46o = 0 Ở tầm với Rmax: a = 67o, qc = 3828 (N), N6 = -295580 (N), N4A = 2643603(N) => N5A = 2237848 (N) N7 = 290681 (N) Ở tầm với Rtb : a = 31o, qc = 3828 (N), N6 = -212982 (N), N4A = 1696927 (N) => N5A = 1406213 (N) N7 = 210241 (N) Ở tầm với Rmin : a = 8o, qc = 3828 (N), N6 = -60245 (N), N4A = -182548 (N) => N5A = -261942 (N) N7 = 59504 (N) Mắt 9: SY = N7.sin46o – qc.sina + N8.sin46o = 0 SX = -N4B + N5B – qc.cosa – N7.cos46o + N8.cos46o = 0 Ở tầm với Rmax: a = 67o, qc = 3828 (N), N7 = 290681 (N), N4B = -2756679 (N) => N5B = -2354738 (N) N8 = -285782 (N) Ở tầm với Rtb : a = 31o, qc = 3828 (N), N7 = 210241 (N), N4B = -2281423 (N) => N5B = -1987954 (N) N8 = -207500 (N) Ở tầm với Rmin : a = 8o, qc = 3828 (N), N7 = 59504 (N), N4B = -1272056 (N) => N5B = -1186110 (N) N8 = -58763 (N) Mắt 10: SY = -N8.sin46o – qc.sina – N9.sin46o = 0 SX = -N5A + N6A – qc.cosa – N8.cos46o + N9.cos46o = 0 Ở tầm với Rmax: a = 67o, qc = 3828 (N), N5A = 2237848 (N), N8 = -285782 (N) => N6A = 1845705 (N) N9 = 280883 (N) Ở tầm với Rtb : a = 31o, qc = 3828 (N), N5A = 1406213 (N), N8 = -207500 (N) => N6A = 1123115 (N) N9 = 204759 (N) Ở tầm với Rmin : a = 8o, qc = 3828 (N), N5A = -261942 (N), N8 = -58763 (N) => N6A = -339277 (N) ; N9 = 58022 (N) Mắt 11: SY = N9.sin46o – qc.sina + N10.sin46o = 0 SX = -N5B + N6B – qc.cosa – N9.cos46o + N10.cos46o = 0 Ở tầm với Rmax: a = 67o, qc = 3828 (N), N5B = -2354738 (N), N9 = 280883 (N) => N6B = -1966410 (N) N10 = -275984 (N) Ở tầm với Rtb : a = 31o, qc = 3828 (N), N5B = -1987954 (N), N9 = 204759 (N) => N6B = -1702102 (N) N10 = -202018 (N) Ở tầm với Rmin : a = 8o, qc = 3828 (N), N5B = -1186110 (N), N9 = 58022 (N) => N6B = -1102223 (N) N10 = -57281 (N) Mắt 12: SY = -N10.sin46o – qc.sina – N11.sin46o = 0 SX = -N6A + N7A – qc.cosa – N10.cos46o + N11.cos46o = 0 Ở tầm với Rmax: a = 67o, qc = 3828 (N), N6A = 1845705 (N), N10 = -275984 (N) => N7A = 1467175 (N) N11 = 271085 (N) Ở tầm với Rtb : a = 31o, qc = 3828 (N), N6A = 1123115 (N), N10 = -202018 (N) => N7A = 847633 (N) N11 = 199277 (N) Ở tầm với Rmin : a = 8o, qc = 3828 (N), N6A = -339277 (N), N10 = -57281 (N) => N7A = -414553 (N) ; N11 = 56540 (N) Mắt 14: SY = -N7A.sin2o – qc.sina - N12.sin88o = 0 SX = N8A – N7A.cos2o – qc.cosa + N12.cos88o = 0 Ở tầm với Rmax: a = 69o, qc = 3828 (N), N7A = 1467175 (N) => N8A = 1469566 (N) N12 = -54811 (N) Ở tầm với Rtb : a = 33o, qc = 3828 (N), N7A = 847633 (N) => N8A = 851433 (N) N12 = -31686 (N) Ở tầm với Rmin : a = 10o, qc = 3828 (N), N7A = -414553 (N) => N8A = -411013 (N) N12 = 13811 (N) Mắt 13: Y = N6B.sin2o – qc.sina + N12.sin88o + N13.sin43o + N11.sin48o = 0 SX = N7B – N6B.cos2o – qc.cosa + N12.cos88o + N13.cos43o – N11.cos48o = 0 Ở tầm với Rmax: a = 65o, qc = 3828 (N), N6B = -1966410 (N) N11 = 271085 (N), N12 = -54811 (N) => N7B = -1700312 (N) N13 = -109357 (N) Ở tầm với Rtb : a = 29o, qc = 3828 (N), N6B = -1702102 (N) N11 = 199277 (N), N12 = -31686 (N) => N7B = -1504110 (N) N13 = -80890 (N) Ở tầm với Rmin : a = 6o, qc = 3828 (N), N6B = -1102223 (N) N11 = 56540 (N), N12 = 13811 (N) => N7B = -1042214 (N) ; N13 = -24858 (N) Mắt 15: SY = -N13.sin47o – qc.sina - N14.sin41o = 0 SX = N9A – N8A – qc.cosa - N13.cos47o + N14.cos41o = 0 Ở tầm với Rmax: a = 69o, qc = 3828 (N), N8A = 1469566 (N), N13 = -109357 (N) => N9A = 1308463 (N) N14 = 116460 (N) Ở tầm với Rtb : a = 33o, qc = 3828 (N), N8A = 851433 (N), N13 = -80890 (N) => N9A = 733820 (N) N14 = 86996 (N) Ở tầm với Rmin : a = 10o, qc = 3828 (N), N8A = -411013 (N), N13 = -24858 (N) => N9A = -444346 (N) N14 = 26698 (N) Mắt 16: SY = N14.sin45o – qc.sina + N15.sin43o = 0 SX = N8B – N7B – qc.cosa - N14.cos45o + N15.cos43o = 0 Ở tầm với Rmax: a = 65o, qc = 3828 (N), N7B = -1700312 (N), N14 = 116460 (N) => N8B = -1531755 (N) N15 = -115661 (N) Ở tầm với Rtb : a = 29o, qc = 3828 (N), N7B = -1504110 (N), N14 = 86996 (N) => N8B = -1375269 (N) N15 = -87478 (N) Ở tầm với Rmin : a = 6o, qc = 3828 (N), N7B = -1042214 (N), N14 = 26698 (N) => N8B = -999713 (N) N15 = -27094 (N) Mắt 17: SY = -N15.sin47o – qc.sina - N16.sin41o = 0 SX = N10A – N9A – qc.cosa - N15.cos47o + N16.cos41o = 0 Ở tầm với Rmax: a = 69o, qc = 3828 (N), N9A = 1308463 (N), N15 = -115661 (N) => N10A = 1137757 (N) N16 = 123488 (N) Ở tầm với Rtb : a = 33o, qc = 3828 (N), N9A = 733820 (N), N15 = -87478 (N) => N10A = 606171 (N) N16 = 94340 (N) Ở tầm với Rmin : a = 10o, qc = 3828 (N), N9A = -444346 (N), N15 = -27094 (N) => N10A = -481084 (N) N16 = 29190 (N) Mắt 18: SY = N16.sin45o – qc.sina + N17.sin44o = 0 SX = N9B – N8B – qc.cosa - N16.cos45o + N17.cos44o = 0 Ở tầm với Rmax: a = 65o, qc = 3828 (N), N8B = -1531755 (N), N16 = 123488 (N) => N9B = -1355989 (N) N17 = -120707 (N) Ở tầm với Rtb : a = 29o, qc = 3828 (N), N8B = -1375269 (N), N16 = 94340 (N) => N9B = -1238056 (N) N17 = -93359 (N) Ở tầm với Rmin : a = 6o, qc = 3828 (N), N8B = -999713 (N), N16 = 29190 (N) => N9B = -954306(N) N17 = -29137 (N) Mắt 19: SY = -N17.sin47o – qc.sina – N18.sin42o = 0 SX = N11A – N10A – qc.cosa - N17.cos47o + N18.cos42o = 0 Ở tầm với Rmax: a = 69o, qc = 3828 (N), N10A = 1137757 (N), N17 = -120707 (N) => N11A = 962731 (N) N18 = 126591 (N) Ở tầm với Rtb : a = 33o, qc = 3828 (N), N10A = 606171 (N), N17 = -93359 (N) => N11A = 472195 (N) N18 = 98925 (N) Ở tầm với Rmin : a = 10o, qc = 3828 (N), N10A = -481084 (N), N17 = -29137 (N) => N11A = -520114 (N) N18 = 30853 (N) Mắt 20: SY = N18.sin46o – qc.sina + N19.sin44o = 0 SX = N10B – N9B – qc.cosa – N18.cos46o + N19.cos44o = 0 Ở tầm với Rmax: a = 65o, qc = 3403 (N), N9B = -1355989 (N), N18 = 126591 (N) => N10B = -1175729 (N) N19 = -126094 (N) Ở tầm với Rtb : a = 29o, qc = 3403 (N), N9B = -1238056 (N), N18 = 98925 (N) => N10B = -1094222(N) N19 = -99768 (N) Ở tầm với Rmin : a = 6o, qc = 3403 (N), N9B = -954306 (N), N18 = 30853 (N) => N10B = -906499 (N) ; N19 = -31373 (N) Mắt 21: SY = -N19.sin48o – qc.sina – N20.sin42o = 0 SX = N12A – N11A – qc.cosa – N19.cos48o + N20.cos42o = 0 Ở tầm với Rmax: a = 69o, qc = 3828 (N), N11A = 962731 (N), N19 = -126094 (N) => N12A = 779627 (N) N20 = 134701 (N) Ở tầm với Rtb : a = 33o, qc = 3828 (N), N11A = 472195 (N), N19 = -99768 (N) => N12A = 328620 (N) N20 = 107688 (N) Ở tầm với Rmin : a = 10o, qc = 3828 (N), N11A = -520114 (N), N19 = -31373 (N) => N12A = -562492 (N) N20 = 33850 (N) Mắt 22: SY = N20.sin46o – qc.sina + N21.sin45o = 0 SX = N11B – N10B – qc.cosa – N20.cos46o + N21.cos45o = 0 Ở tầm với Rmax: a = 65o, qc = 3828 (N), N10B = -1175729 (N), N20 = 134701 (N) => N11B = -987114 (N) N21 = -132125 (N) Ở tầm với Rtb : a = 29o, qc = 3828 (N), N10B = -1094222 (N), N20 = 107688 (N) => N11B = -940459 (N) N21 = -106926 (N) Ở tầm với Rmin : a = 6o, qc = 3828 (N), N10B = -906499 (N), N20 = 33850 (N) => N11B = -855228 (N) N21 = -33870 (N) Mắt 23: SY = -N21.sin48o – qc.sina – N22.sin43o = 0 SX = N13A – N12A – qc.cosa – N21.cos48o + N22.cos43o = 0 Ở tầm với Rmax: a = 69o, qc = 3828 (N), N12A = 779627 (N), N21 = -132125 (N) => N13A = 591129 (N) N22 = 138731 (N) Ở tầm với Rtb : a = 33o, qc = 3828 (N), N12A = 328620 (N), N21 = -106926 (N) => N13A = 177307 (N) N22 = 113456 (N) Ở tầm với Rmin : a = 10o, qc = 3828 (N), N12A = -562492 (N), N21 = -33870 (N) => N13A = -607665 (N) N22 = 35932 (N) Mắt 24: SY = N22.sin46o – qc.sina + N23.sin45o = 0 SX = N12B – N11B – qc.cosa – N22.cos46o + N23.cos45o = 0 Ở tầm với Rmax: a = 65o, qc = 3828(N), N11B = -987114 (N), N22 = 138731 (N) => N12B = -792800 (N) N23 = -136225 (N) Ở tầm với Rtb : a = 29o, qc = 3828 (N), N11B = -940459 (N), N22 = 113456 (N) => N12B = -778540 (N) N23 = -112794 (N) Ở tầm với Rmin : a = 6o, qc = 3828 (N), N11B = -855228 (N), N22 = 35932 (N) => N12B = -801013 (N) ; N23 = -35988 (N) Mắt 25: Y = N24.cos43o – N23. cos49o – q.cosa– N13A = 0 X = – q.sina – N24 .sỉn43 – N23.sin49 = 0 Ở tầm với Rmax: a = 65o, qc = 3828 (N), N13A = 591129 (N), N23 = - 136225 (N) N24 = 145662 (N) N14A = 396845 (N) Ở tầm với Rtb : a = 29o, qc =3828 (N), N13A = 177307 (N), N23 = -112794 (N) N24 = 122098 (N) N14A = 17359 (N) ở tầm với Rmin: a = 6o, qc = 3828 (N), N13A = -607665 (N), N23 = -35988 (N) N24 = 39238 (N) N14A = -656165 (N) Mắt 26: Y = N24sin47 + N25sin46 – q.sina = 0 X = N25.cos46 + N13B –N12B – N24.cos47 – q.cosa = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a = 65o, qc = 3828 (N), N12B = -792800 (N), N24 = 145662 (N) ð N25 = -143272(N) N13B = -595551 (N) Tầm với trung bình Rtb: a = 29o, qc = 3828(N), N12B = -778540 (N), N24 = 122098 (N) ð N25 = -121557 (N) N13B = -607481 (N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: a = 6o, qc = 3828 (N), N12B = -801013 (N), N24 = 39238 (N) ð N25 = -39337 (N) N13B = -741676 (N) Mắt 27 X = N15A + N26.cos44 – qc.cosa – N25.cos49 – N14A = 0 Y = N26.sin44 + qc.sina + N25.sin49 = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a = 65, q = 3828 (N), N14A = 396485 (N), N25 = -143272 (N) ð N26 = 150663 (N) N15A = 196090 (N) Tầm với trung bình Rtb: a =29o, q = 3828 (N), N14A = 17359 (N), N25 = -121557 (N) ð N26 = 129394 (N) N15A = -152119 (N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: a = 6o, q = 3828 (N), N14A = 42161 (N), N25 = -39337 (N) ð N26 = 42161 (N) N15A = -708493 (N) Mắt 28: Y = N26.sin48 + N27.sin46 – q.sina = 0 X = N14B + N27.cos46 – q.cosa – N26.cos48 – N13B = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a = 65o, q = 3828(N), N26 = 150663 (N), N13B = -595551 (N) ð N27 = -150826 (N) N14B = -388347 (N) Tầm vơi trung bình Rtb: a = 29o, q = 3828 (N), N26 = 129394 (N), N13B = -607481 (N) ð N27 = -131096 (N) N14B = -426484 (N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: a = 6o, N26 = 42161 (N), N13B = 741676 (N) ð N27 = -42999 (N) N14B = -679788 (N) Mắt 29 Y = N27.sin + N28.sịn + q.sina = 0 X = N16A + N28.cos45 – q.cosa – N27.cos50 – N15A = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a = 65o, q = 3828 (N), N15A = 196090 (N), N27 = -150826 (N) ð N28 = 110633 (N) ð N16A = 216427 (N) Tầm với trung bình Rtb: a = 29o, q = 3828 (N), N15A = -152119 (N), N27 = -131096 (N) ð N28 = 139398 (N) ð N16A = 141165 (N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: a = 6o, q = 3828 (N), N15A = -709483 (N), N27 = -42999(N) ð N28 = 46017 (N) ð N11A = 707400 (N) Mắt 30 Y = N28.sin48 + q.sina + N29.sin49 = 0 X = N15B +N29.cos44 – q.cosa – N28.cos48 – N14B = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a= 65o, q =3828 (N), N28 = 110633 (N), N14B = -388347 (N) ð N29 = -123349 (N) ð N15B = -223971 (N) Tầm với trung bình Rtb: a = 29o, q = 3828 (N), N14B = - 426484 (N) ð N29 = -151799 (N) ð N15B = -220665 (N) tầm với nhỏ nhất Rmin: a = 6o, q =3828 (N), N28 = 46017 (N), N14B – 679788 (N) ð N29 = - 49805 (N) ð N15B = -609362 (N) Mắt 31 Y = q.sina + N29.sin48 + N30.cos2 + = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a = 65o, b = 35o, q = 3828 (N), N29 = - 62812 (N), Sh /2= 211956 (N) ð N30 =-113323 (N) Tầm với trung bình Rtb: a =29o, b = 25o, q =3828 (N), N29 = -126051 (N) Sh/2 = 367391 (N) ð N30 = - 44246 (N) tầm với nhỏ nhất Rtb: a = 6o, b =15o, =3828 (N), N29 = -35022 (N) Sh/2 = 734783 (N) ð N30 = -153542 (N) Nội lực trong thanh xiên: (N) Vị trí Thanh Rmax Rtb Rmin 1 -4852 -2134 99 2 8044 4712 1526 3 505578 410996 216353 4 300361 214876 60713 5 -3514 -1972 -533 6 -295580 -212982 -60245 7 290681 210241 59504 8 -285782 -207500 -58763 9 280883 204759 58022 10 -27984 -202018 -57281 11 271085 199277 56540 12 -54811 -31688 13811 13 -109357 -80890 -24858 14 116460 86996 26698 15 -115661 -87478 -27094 16 123488 94340 29190 17 -120707 -93359 -29137 18 126591 98925 30853 19 -126094 -99768 -31373 20 134701 107688 33850 21 -132125 -106926 -33870 22 138731 113456 35932 23 -136225 -112794 -35988 24 145662 122098 39239 25 -143272 -121557 -39337 26 150663 129394 42161 27 -150826 -131096 -42999 28 110633 139398 46017 29 -123349 -151799 -49805 30 88250 111020 36634 Bảng 1: Nội lực trong thanh xiên ở mặt phẳng nâng hạ (tổ hợp IIa). * Nội lực trong thanh biên: (N) Vị trí Thanh Rmax Rtb Rmin 1A 1555079 1118762 -420310 2A 1611190 1123904 -416556 3A 2642107 1693646 -186339 4A 2643603 1696627 -182548 5A 2337848 1406213 -261942 6A 1845705 1123115 -339277 7A 1467175 847633 -414553 8A 1469566 851433 -411013 9A 1308463 733820 -444246 10A 1137757 606171 -481084 11A 962731 472195 -530853 12A 779627 328620 -562492 13A 591129 177307 -607665 14A 396485 17359 -656165 15A 196090 -152119 -708493 16A 216427 -141165 -707400 1B -3200162 -2612315 -1382293 2B -3209356 -2614672 -1379621 3B -3168348 -2579199 -1358845 4B -2756679 -2281423 -1272056 5B -2354738 -1987954 -1186110 6B -1966410 -1702102 -1102223 7B -1700312 -1504110 -1042214 8B -1531755 -1375269 -999713 9B -1355989 -1238045 -954306 10B -1175729 -2094222 -906499 11B -987114 -940459 -855228 12B -792800 -778540 -801013 13B -595551 -607481 -741676 14B -388347 -426484 -679788 15B -223971 -220665 -609362 Bảng 2: Nội lực trong thanh biên ở mặt phẳng nâng hạ (tổ hợp IIa). b) Trong mặt phẳng nằm ngang: Trong mặt phẳng nằm ngang, cần chỉ chịu tác dụng của tải trọng gió nên nội lực sinh ra trong các thanh của cần ở tổ hợp IIa này không lớn bằng nội lực sinh ra trong tổ hợp IIb. Do đó ta không cần xác định nội lực trong các thanh trong trường hợp này. V. Tính kết cấu thép của cần với tổ hợp tải trọng IIb: 1. Sơ đồ tính toán: Hình 5: Sơ đồ tính cần ở tổ hợp IIb. 2. Xác định vị trí tính toán: Căn cứ vào biểu đồ sức nâng của cần trục, ta xác định ba vị trí tính toán của hệ cần: Thông số Vị trí Q (T) R (m) (°) Rmin 104 11 82 Rtb 52 28 59 Rmax 30 45 23 Trong đó: + Q : Tải trọng nâng bao gồm trọng lượng hàng và thiết bị mang hàng. + R : Tầm với. + a : Góc nghiêng của cần so với phương ngang. + Rmax : Tầm với lớn nhất của cần. + Rtb : Tầm với trung bình của cần. + Rmin : Tầm với nhỏ nhất của cần. 3. Tính kết cấu cần trong mặt phẳng nâng hàng: a) Các tải trọng tính toán: * Trọng lượng bản thân của cần: Gc (N). - Trọng lượng cần Gc có: + Điểm đặt: trung điểm chiều dài của cần. + Phương, chiều: có phương thẳng đứng, chiều ngược chiều dương trục Z. + Độ lớn: Gc = 24,5 (T) = 245.103 (N). - Trọng lượng cần Gc có thể coi là tải trọng phân bố đều trên các mắt dàn. Tải trọng phân bố qc có: + Điểm đặt: đặt tại mắt dàn. + Phương, chiều: có phương thẳng đứng, chiều ngược chiều dương trục Z. + Độ lớn: Trong đó: + Gc : Trọng lượng bản thân của cần. + n : Số mắt dàn. * Trọng lượng hàng kể cả thiết bị mang hàng: Q (N). - Điểm đặt: tập trung tại điểm cố định của các ròng rọc trên cần. - Phương, chiều: có phương thẳng đứng, chiều ngược chiều dương trục Z. - Độ lớn: Trong đó: + Qh : Trọng lượng của hàng. + Gm : Trọng lượng móc. + kd =1 : Hệ số động Tải trọng Vị trí Qh (N) Gm (N) Q (N) Rmin 1000000 40000 1040000 Rtb 480000 40000 520000 Rmax 260000 40000 300000 * Lực căng dây cáp treo hàng: Sh (N). Trong đó: + Q : Sức nâng định mức. Q = Qh + Gm - Qh : Trọng tải của hàng. - Gm : Trọng lượng móc. + m = 1 : Bội suất palăng. + hP : Hiệu suất chung của palăng. Trong đó: + a = 1 : Bội suất của palăng. + t = 4 : Số ròng rọc đổi hướng không tham gia tạo bội suất a. + l = 0,98 : Hiệu suất từng ròng rọc, được chọn theo điều kiện làm việc và loại ổ, chọn puly có ổ lăn với điều kiện bôi trơn bình thường bằng mỡ, nhiệt độ môi trường bình thường. Tải trọng Vị trí Q (N) Sh (N) Rmin 1040000 1130435 Rtb 520000 565217 Rmax 300000 326087 b) Tải trọng tác dụng trong mặt phẳng nâng hàng: Vì dàn đối xứng nên ta tính toán cho một bên dàn, còn mặt kia thì tương tự. - Trong mặt phẳng nâng hàng, cần chịu các tải trọng sau : + Trọng lượng hàng cùng thiết bị mang hàng: Q. + Lực căng của nhánh cáp cuối cùng của palăng mang hàng: Sh. + Trọng lượng bản thân cần: Gc. - Khi đặt các tải trọng tính toán lên cần trong mặt phẳng nâng hạ (mặt phẳng đứng) ta phải chia đôi các tải trọng vì ta chỉ tính cho một mặt của dàn. Vậy các tải trọng tác dụng lên một bên dàn trong mặt phẳng đứng ở các vị trí là: Tải trọng phân bố lên các mắt dàn do trọng lượng bản thân của cần: Trong đó: + Gc = 245000 (N): Trọng lượng bản thân của cần. + n = 32 (mắt) : Số mắt của một bên dàn trong mặt phẳng nâng hàng. (N/mắt) Vị trí Tải trọng Rmin Rtb Rmax 520000 260000 150000 565217 282608 163043 (N/mắt) 3828 3828 3828 c) Xác định các phản lực tại các liên kết tựa: Hình 6: Sơ đồ xác định các phản lực tại các liên kết tựa. * Tính ứng lực xilanh thay đổi tầm với: - Ta xác định tay đòn của các lực dựa vào hoạ đồ vị trí của cần. Vị trí Tay đòn Rmin Rtb Rmax a (mm) 6650 23670 41921 b (mm) 3159 11691 20895 c (mm) 4369 9202 11873 d (mm) 5107 5814 5058 - Vậy ta có ứng lực trong xilanh thay đổi tầm với cho từng trường hợp là: + Trường hợp Rmin: + Trường hợp Rtb: + Trường hợp Rmax: Vị trí Lực xilanh Rmin Rtb Rmax T (N) 269345 857549 1366544 * Tính phản lực tại gối đỡ A: - Các góc ,: góc nghiêng của xilanh thuỷ lực thay đổi tầm với và cáp hàng so với phương nằm ngang. Các góc này thay đổi tuỳ thuộc vào góc nghiêng của cần so với phương nằm ngang và xác định bằng phương pháp hoạ đồ vị trí. Vị trí Góc Rmin Rtb Rmax (o) 77 48 8 (o) 45 13 -14 - Vậy phản lực tại gối đỡ A: Vị trí Phản lực gối Rmin Rtb Rmax HA (N) 317602 1024672 1487408 VA (N) 1383686 785425 -35406 d) Xác định nội lực trong các thanh ở mặt phẳng đứng: - Cách tính toán nội lực trong các thanh của dàn tương tự như ở tổ hợp IIa. - Ta quy ước như sau: + Thanh biên trên: 1A416A. + Thanh biên dưới: 1B415B. + Thanh bụng đặt theo số thứ tự:1430. Mắt 1: SX = N1A.cosb + N1B.cosc + HA = 0 SY = N1A.sinb + N1B.sinc + VA – qc = 0 Ở tầm với Rmax: b = 32o, c = 14o, VA = -35406 (N), HA =1487408 (N). => N1A = 1287648 (N) N1B = -2658360 (N) Ở tầm với Rtb : b = 68o, c = 50o, VA = 785425 (N), HA =1024672 (N). => N1A = 914329 (N) N1B = -2126964 (N) Ở tầm với Rmin : b = 91o, c = 73o, VA = 1383686 (N), HA = 317602 (N). => N1A = -322659 (N) N1B = -1105555 (N) Mắt 2: SY = -N1.sin42o – qc.sina = 0 SX = -N1A + N2A + N1.cos42o – qc.cosa = 0 Ở tầm với Rmax: a = 58o, qc = 3828 (N), N1A = 1287648 (N) => N2A = 1293282 (N) N1 = -4852 (N) Ở tầm với Rtb : a = 22o, qc = 3828 (N), N1A = 914329 (N) => N2A = 919471 (N) N1 = -2143 (N) Ở tầm với Rmin : a = -1o, qc = 3828 (N), N1A = -322659 (N) => N2A = -318905 (N) N1 = 99 (N) Mắt 3: SY = N1.sin24o + N2.sin45o – qc.sina = 0 SX = -N1B + N2B – N1.cos24o + N2.cos45o – qc.cosa = 0 Ở tầm với Rmax: a = 76o, qc = 3828 (N), N1 = -4852 (N), N1B = -2658360 (N) => N2B = -2667554 (N) N2 = 8044 (N) Ở tầm với Rtb : a = 40o, qc = 3828 (N), N1 = -2143 (N), N1B = -2126964 (N) => N2B = -2129321 (N) N2 = 4712 (N) Ở tầm với Rmin : a = 17o, qc = 3828 (N), N1 = 99 (N), N1B = -1105555 (N) => N2B = -1102883 (N) N2 = 1526 (N) Mắt 5: SY = N2B.cos81o + N3 – qc.sina = 0 SX = -N2B.sin81o + N3B – qc.cosa = 0 Ở tầm với Rmax: a = 67o, qc = 3828 (N), N2B = -2667554 (N) => N3B = -2633216 (N) N3 = 420821 (N) Ở tầm với Rtb : a = 31o, qc = 3828 (N), N2B = -2129321 (N) => N3B = -2099824 (N) N3 = 335071 (N) Ở tầm với Rmin : a = 8o, qc = 3828 (N), N2B = -1102883 (N) => N3B = -1085514 (N) N3 = 173061 (N) Mắt 4: SY = T.sind – N2A.sin9o – N2.cos53o – N3 – N4.sin47o – qc.sina = 0 SX = -T.cosd – N2A.cos9o – N2.sin53o + N4.cos47o – qc.cosa + N3A = 0 Ở tầm với Rmax: a = 67o, d = 37o, qc = 3828 (N), T = 1366544 (N) N2A = 1393282 (N), N2 = 8044 (N), N3 = 420821 (N) => N3A = 2198626 (N) N4 = 261032 (N) Ở tầm với Rtb : a = 31o, d = 46o, qc = 3828 (N), T = 857549 (N) N2A = 919471 (N), N2 = 4712 (N), N3 = 335071 (N) => N3A = 1386731 (N) N4 = 182065 (N) Ở tầm với Rmin : a = 8o, d = 37o, qc = 3828 (N), T = 269345 (N) N2A = -318905 (N), N2 = 1526 (N), N3 = 173061 (N) => N3A = -129804 (N) N4 = 51236 (N) Mắt 6: SY = -N5 – qc.sina = 0 SX = -N3A + N4A – qc.cosa = 0 Ở tầm với Rmax: a = 67o, qc = 3828 (N), N3A = 2198626 (N) => N4A = 2200122 (N) N5 = -3524 (N) Ở tầm với Rtb : a = 31o, qc = 3828 (N), N3A = 1386731 (N) => N4A = 1390012 (N) N5 = -1972 (N) Ở tầm với Rmin : a = 8o, qc = 3828 (N), N3A = -129804 (N) => N4A = -126013 (N) N5 = -533 (N) Mắt 7: SY = N4.sin47o + N5 – qc.cosa + N6.sin46o = 0 SX = -N3B + N4B – qc.sina + N6.cos46o – N4.cos47o = 0 Ở tầm với Rmax: a = 23o, qc = 3828 (N), N3B = -2633216 (N) N4 = 261032 (N), N5 = -3524 (N) => N4B = -2296606 (N) N6 = -255594 (N) Ở tầm với Rtb : a = 59o, qc = 3828 (N), N3B = -2099824 (N) N5 = -1972 (N), N4 = 182065 (N) => N4B = -1847598 (N) N6 = -179623 (N) Ở tầm với Rmin : a = 82o, qc = 3828 (N), N3B = -1085514 (N) N4 = 51236 (N), N5 = -533 (N) => N4B = -1011624 (N) N6 = -50610 (N) Mắt 8: SY = -N7.sin46o – qc.sina – N6.sin46o = 0 SX = -N4A + N5A – qc.cosa – N6.cos46o + N7.cos46o = 0 Ở tầm với Rmax: a = 67o, qc = 3828 (N), N6 = -255594 (N), N4A = 2200122(N) => N5A = 1849919 (N) N7 = 250695 (N) Ở tầm với Rtb : a = 31o, qc = 3828 (N), N6 = -179623 (N), N4A = 1390012 (N) => N5A = 1145644 (N) N7 = 176882 (N) Ở tầm với Rmin : a = 8o, qc = 3828 (N), N6 = -50610 (N), N4A = -126013 (N) => N5A = -192023 (N) N7 = 49869 (N) Mắt 9: SY = N7.sin46o – qc.sina + N8.sin46o = 0 SX = -N4B + N5B – qc.cosa – N7.cos46o + N8.cos46o = 0 Ở tầm với Rmax: a = 67o, qc = 3828 (N), N7 = 250695 (N), N4B = -2296606 (N) => N5B = -1922442 (N) N8 = -245796 (N) Ở tầm với Rtb : a = 31o, qc = 3828 (N), N7 = 176882 (N), N4B = -1847598 (N) => N5B = -1600475 (N) N8 = -174141 (N) Ở tầm với Rmin : a = 8o, qc = 3828 (N), N7 = 49869 (N), N4B = -1011624 (N) => N5B = -939064 (N) N8 = -49128 (N) Mắt 10: SY = -N8.sin46o – qc.sina – N9.sin46o = 0 SX = -N5A + N6A – qc.cosa – N8.cos46o + N9.cos46o = 0 Ở tầm với Rmax: a = 67o, qc = 3828 (N), N5A = 1849919 (N), N8 = -245796 (N) => N6A = 1513329 (N) N9 = 240897 (N) Ở tầm với Rtb : a = 31o, qc = 3828 (N), N5A = 1145644 (N), N8 = -174141 (N) => N6A =908892 (N) N9 = 171400 (N) Ở tầm với Rmin : a = 8o, qc = 3828 (N), N5A = -192023 (N), N8 = -49128 (N) => N6A = -255972 (N) N9 = 48387 (N) Mắt 11: SY = N9.sin46o – qc.sina + N10.sin46o = 0 SX = -N5B + N6B – qc.cosa – N9.cos46o + N10.cos46o = 0 Ở tầm với Rmax: a = 67o, qc = 3828 (N), N5B = -1922442 (N), N9 = 240897 (N) => N6B = -1589667 (N) N10 = -235998 (N) Ở tầm với Rtb : a = 31o, qc = 3828 (N), N5B = -1600475 (N), N9 = 171400 (N) => N6B = -1314191 (N) N10 = -168659 (N) Ở tầm với Rmin : a = 8o, qc = 3828 (N), N5B = -939064 (N), N9 = 48387 (N) => N6B = -868563 (N) N10 = -47646 (N) Mắt 12: SY = -N10.sin46o – qc.sina – N11.sin46o = 0 SX = -N6A + N7A – qc.cosa – N10.cos46o + N11.cos46o = 0 Ở tầm với Rmax: a = 67o, qc = 3828 (N), N6A = 1515329 (N), N10 = -235998 (N) => N7A = 1190352 (N) N11 = 231099 (N) Ở tầm với Rtb : a = 31o, qc = 3828 (N), N6A = 908892 (N), N10 = -168659 (N) => N7A = 679756 (N) N11 = 165918 (N) Ở tầm với Rmin : a = 8o, qc = 3828 (N), N6A = -255972 (N), N10 = -47646 (N) => N7A = -317862 (N) N11 = 46905 (N) Mắt 14: SY = -N7A.sin2o – qc.sina - N12.sin88o = 0 SX = N8A – N7A.cos2o – qc.cosa + N12.cos88o = 0 Ở tầm với Rmax: a = 69o, qc = 3828 (N), N7A = 1190352 (N) => N8A = 1192574 (N) N12 = -45144 (N) Ở tầm với Rtb : a = 33o, qc = 3828 (N), N7A = 679756 (N) => N8A = 683453 (N) N12 = -25824 (N) Ở tầm với Rmin : a = 10o, qc = 3828 (N), N7A = -317862 (N) => N8A = -314227 (N) N12 = 10435 (N) Mắt 13: SY = N6B.sin2o – qc.sina + N12.sin88o + N13.sin43o + N11.sin48o = 0 SX = N7B – N6B.cos2o – qc.cosa + N12.cos88o + N13.cos43o – N11.cos48o = 0 Ở tầm với Rmax: a = 65o, qc = 3828 (N), N6B = -1589667 (N) N11 = 231099 (N), N12 = -45144 (N) => N7B = -1158297 (N) N13 = -99231 (N) Ở tầm với Rtb : a = 29o, qc = 3828 (N), N6B = -1314191 (N) N11 =165918 (N), N12 = -25824 (N) => N7B = -1144746(N) N13 = -72980 (N) Ở tầm với Rmin : a = 6o, qc = 3828 (N), N6B = -868563 (N) N11 = 46905 (N), N12 = 10435 (N) => N7B = -817578 (N) N13 = -21368 (N) Mắt 15: SY = -N13.sin47o – qc.sina - N14.sin41o = 0 SX = N9A – N8A – qc.cosa - N13.cos47o + N14.cos41o = 0 Ở tầm với Rmax: a = 69o, qc = 3828 (N), N8A = 1192574 (N), N13 = -99231 (N) => N9A = 1046896 (N) N14 = 105172 (N) Ở tầm với Rtb : a = 33o, qc = 3828 (N), N8A = 683453 (N), N13 = -72980 (N) => N9A = 577889 (N) N14 =78178 (N) Ở tầm với Rmin : a = 10o, qc = 3828 (N), N8A = -314227 (N), N13 = -21368 (N) => N9A = -340609 (N) N14 = 20642 (N) Mắt 16: SY = N14.sin45o – qc.sina + N15.sin43o = 0 SX = N8B – N7B – qc.cosa - N14.cos45o + N15.cos43o = 0 Ở tầm với Rmax: a = 65o, qc = 3828 (N), N7B = -1358297 (N), N14 = 116460 (N) => N8B = -1206282 (N) N15 = -103957 (N) Ở tầm với Rtb : a = 29o, qc = 3828 (N), N7B = -1144746 (N), N14 = 78178 (N) => N8B = -1028827 (N) N15 = -78335 (N) Ở tầm với Rmin : a = 6o, qc = 3828 (N), N7B = -817578 (N), N14 = 20642 (N) => N8B = -783952 (N) N15 = -20815 (N) Mắt 17: SY = -N15.sin47o – qc.sina - N16.sin41o = 0 SX = N10A – N9A – qc.cosa - N15.cos47o + N16.cos41o = 0 Ở tầm với Rmax: a = 69o, qc = 3828 (N), N9A = 1046896 (N), N15 = -103957 (N) => N10A = 924100 (N) N16 = 70582 (N) Ở tầm với Rtb : a = 33o, qc = 3828 (N), N9A = 577889 (N), N15 = -78335 (N) => N10A = 464168 (N) N16 = 84147 (N) Ở tầm với Rmin : a = 10o, qc = 3828 (N), N9A = -340609 (N), N15 = -20815 (N) => N10A = -407010 (N) N16 = 22190 (N) Mắt 18: SY = N16.sin45o – qc.sina + N17.sin44o = 0 SX = N9B – N8B – qc.cosa - N16.cos45o + N17.cos44o = 0 Ở tầm với Rmax: a = 65o, qc = 3828 (N), N8B = -1206282 (N), N16 = 70582 (N) => N9B = -1302662 (N) N17 = -66852 (N) Ở tầm với Rtb : a = 29o, qc = 3828 (N), N8B = -11028827 (N), N16 = 84147 (N) => N9B = -906285 (N) N17 = -82983 (N) Ở tầm với Rmin : a = 6o, qc = 3828 (N), N8B = -783952 (N), N16 = 22190 (N) => N9B = -748620(N) N17 = -22012 (N) Mắt 19: SY = -N17.sin47o – qc.sina – N18.sin42o = 0 SX = N11A – N10A – qc.cosa - N17.cos47o + N18.cos42o = 0 Ở tầm với Rmax: a = 69o, qc = 3828 (N), N10A = 924100 (N), N17 = -66852 (N) => N11A = 829547 (N) N18 = 67728 (N) Ở tầm với Rtb : a = 33o, qc = 3828 (N), N10A = 464168 (N), N17 = -82983 (N) => N11A = 347350 (N) N18 = 85359 (N) Ở tầm với Rmin : a = 10o, qc = 3828 (N), N10A = -407010 (N), N17 = -22012 (N) => N11A = -435393 (N) N18 = 23065 (N) Mắt 20: SY = N18.sin46o – qc.sina + N19.sin44o = 0 SX = N10B – N9B – qc.cosa – N18.cos46o + N19.cos44o = 0 Ở tầm với Rmax: a = 65o, qc = 3403 (N), N9B = -1302662 (N), N18 = 67728 (N) => N10B = -1207138 (N) N19 = -65140 (N) Ở tầm với Rtb : a = 29o, qc = 3403 (N), N9B = -906285 (N), N18 = 85359 (N) => N10B = -781979(N) N19 = -85720 (N) Ở tầm với Rmin : a = 6o, qc = 3403 (N), N9B = -748620 (N), N18 = 23065 (N) => N10B = -712024 (N) N19 = -23308 (N) Mắt 21: SY = -N19.sin48o – qc.sina – N20.sin42o = 0 SX = N12A – N11A – qc.cosa – N19.cos48o + N20.cos42o = 0 Ở tầm với Rmax: a = 69o, qc = 3828 (N), N11A = 829547 (N), N19 = -65140 (N) => N12A = 737538 (N) N20 = 67004 (N) Ở tầm với Rtb : a = 33o, qc = 3828 (N), N11A = 347350 (N), N19 = -85720 (N) => N12A = 224769 (N) N20 = 92086 (N) Ở tầm với Rmin : a = 10o, qc = 3828 (N), N11A = -435393 (N), N19 = -23308 (N) => N12A = -465718 (N) N20 = 24893 (N) Mắt 22: SY = N20.sin46o – qc.sina + N21.sin45o = 0 SX = N11B – N10B – qc.cosa – N20.cos46o + N21.cos45o = 0 Ở tầm với Rmax: a = 65o, qc = 3828 (N), N10B = -1207138 (N), N20 = 67004 (N) => N11B = -1114246 (N) N21 = -63256 (N) Ở tầm với Rtb : a = 29o, qc = 3828 (N), N10B = -781979 (N), N20 = 92086 (N) => N11B = -650278 (N) N21 = -91054 (N) Ở tầm với Rmin : a = 6o, qc = 3828 (N), N10B = -712024 (N), N20 = 24893 (N) => N11B = -673399 (N) N21 = -24758 (N) Mắt 23: SY = -N21.sin48o – qc.sina – N22.sin43o = 0 SX = N13A – N12A – qc.cosa – N21.cos48o + N22.cos43o = 0 Ở tầm với Rmax: a = 69o, qc = 3828 (N), N12A = 737538 (N), N21 = -63256 (N) => N13A = 650005 (N) N22 = 63687 (N) Ở tầm với Rtb : a = 33o, qc = 3828 (N), N12A = 224769 (N), N21 = -91056 (N) => N13A = 96722 (N) N22 = 961630 (N) Ở tầm với Rmin : a = 10o, qc = 3828 (N), N12A = -465718 (N), N21 = -24758 (N) => N13A = -497532 (N) N22 = 26003 (N) Mắt 24: SY = N22.sin46o – qc.sina + N23.sin45o = 0 SX = N12B – N11B – qc.cosa – N22.cos46o + N23.cos45o = 0 Ở tầm với Rmax: a = 65o, qc = 3828(N), N11B = -1114246 (N), N22 = 63687 (N) => N12B = -1026044 (N) N23 = -59882 (N) Ở tầm với Rtb : a = 29o, qc = 3828 (N), N11B = -650278 (N), N22 = 96163 (N) => N12B = -537736 (N) N23 = -95202 (N) Ở tầm với Rmin : a = 6o, qc = 3828 (N), N11B = -673399 (N), N22 = 26003 (N) => N12B = -633224 (N) N23 = -25887 (N) Mắt 25: Y = N24.cos43o – N23. cos49o – q.cosa– N13A = 0 X = – q.sina – N24 .sỉn43 – N23.sin49 = 0 Ở tầm với Rmax: a = 65o, qc = 3828 (N), N13A = 65005 (N), N23 = - 59882 (N) N24 = 61179 (N) N14A = -17407 (N) Ở tầm với Rtb : a = 29o, qc =3828 (N), N13A = 96722 (N), N23 = -95202 (N) N24 = 102631 (N) N14A = 37447 (N) ở tầm với Rmin: a = 6o, qc = 3828 (N), N13A = -497532 (N), N23 = -25887 (N) N24 = 28060 (N) N14A = 531230 (N) Mắt 26: Y = N24sin47 + N25sin46 – q.sina = 0 X = N25.cos46 + N13B –N12B – N24.cos47 – q.cosa = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a = 65o, qc = 3828 (N), N12B = -1026044 (N), N24 = 61179 (N) ð N25 = -57377(N) N13B = -942845 (N) Tầm với trung bình Rtb: a = 29o, qc = 3828(N), N12B = -537736 (N), N24 = 102631 (N) ð N25 = -101765 (N) N13B = -394384 (N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: a = 6o, qc = 3828 (N), N12B = -633224 (N), N24 =28060 (N) ð N25 = -27972 (N) N13B = -590849 (N) Mắt 27 X = N15A + N26.cos44 – qc.cosa – N25.cos49 – N14A = 0 Y = N26.sin44 + qc.sina + N25.sin49 = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a = 65, q = 3828 (N), N14A = -17407 (N), N25 = -57377 (N) ð N26 = 57343 (N) N15A = -94681 (N) Tầm với trung bình Rtb: a =29o, q = 3828 (N), N14A = 37447 (N), N25 = -101765 (N) ð N26 = 107890 (N) N15A = -103578 (N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: a = 6o, q = 3828 (N), N14A = 531230 (N), N25 = -27972 (N) ð N26 = 29814 (N) N15A = 495239 (N) Mắt 28 Y = N26.sin48 + N27.sin46 – q.sina = 0 X = N14B + N27.cos46 – q.cosa – N26.cos48 – N13B = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a = 65o, q = 3828(N), N26 = 57343 (N), N13B = -942845 (N) ð N27 = -54417 (N) N14B = 865056 (N) Tầm vơi trung bình Rtb: a = 29o, q = 3828 (N), N26 = 107890 (N), N13B = -394384 (N) ð N27 = -108880 (N) N14B = -44881 (N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: a = 6o, N26 = 29814 (N), N13B = -590489 (N) ð N27 = -30244 (N) N14B = 545723 (N) Mắt 29 Y = N27.sin + N28.sịn + q.sina = 0 X = N16A + N28.cos45 – q.cosa – N27.cos50 – N15A = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a = 65o, q = 3828 (N), N15A = -94681 (N), N27 = -54417 (N) ð N28 = 54046 (N) ð N16A = 166258 (N) Tầm với trung bình Rtb: a = 29o, q = 3828 (N), N15A = -103578 (N), N27 = -108880 (N) ð N28 = 115330(N) N16A = 251767 (N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: a = 6o, q = 3828 (N), N15A = 495239 (N), N27 = -30244(N) ð N28 = 32199 (N) N16A = -456837 (N) Mắt 30 Y = N28.sin48 + q.sina + N29.sin49 = 0 X = N15B +N29.cos44 – q.cosa – N28.cos48 – N14B = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a= 65o, q =3828 (N), N28 = 54046 (N), N14B = 865056 (N) ð N29 = -62812 (N) ð N15B = -948021 (N) Tầm với trung bình Rtb: a = 29o, q = 3828 (N), N28 =115330 (N), N14B =44881(N) ð N29 = -126051 (N) ð N15B = -216073 (N) tầm với nhỏ nhất Rmin: a = 6o, q =3828 (N), N28 = 32199 (N), N14B = – 545723(N) ð N29 = - 35022 (N) N15B = -596268 (N) Mắt 31 Y = q.sina + N29.sin48 + N30.cos2 + = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a = 65o, b = 35o, q = 3828 (N), N29 = - 62812 (N), Sh /2= 163043 (N) ð N30 =-49095 (N) Tầm với trung bình Rtb: a =29o, b = 25o, q =3828 (N), N29 = -126051 (N) Sh/2 = 282608 (N) ð N30 = -27395 (N) tầm với nhỏ nhất Rtb: a = 6o, b =15o, =3828 (N), N29 = -35022 (N) Sh/2 = 565217 (N) ð N30 = -144765 (N) * Nội lực trong thanh xiên: (N) Vị trí Thanh Rmax Rtb Rmin 1 -4852 -2143 99 2 8044 3603 1526 3 420821 335071 173061 4 261032 182065 51236 5 -3524 -1972 -533 6 -255594 -179623 -50610 7 250695 176882 49869 8 -245796 -174141 -48128 9 2400897 171400 48388 10 -235998 -168659 -47646 11 231099 165918 46905 12 -45144 -25824 10435 13 -99231 -72980 -21368 14 105172 78178 20642 15 -103957 -78335 -20815 16 70582 84147 22190 17 -66852 -82983 -22012 18 67728 85359 23056 19 -65140 -85720 -23308 20 67004 92086 24893 21 -63256 -91054 -24758 22 63687 91963 26003 23 -59882 -95202 -25887 24 61179 102631 28060 25 -57377 -102765 -27972 26 57343 107890 29814 27 -54417 -108880 -30244 28 54046 115330 32199 29 -62822 -12051 -35022 30 43209 91818 25626 Bảng.3: Nội lực trong thanh xiên ở mặt phẳng nâng hạ (tổ hợp IIb). * Nội lực trong thanh biên: (N) Vị trí Thanh Rmax Rtb Rmin 1A 1287648 914329 -322659 2A 1293282 919471 -318905 3A 2198626 1386731 -129804 4A 2200122 1390012 -126013 5A 1849919 1145644 -192023 6A 1513329 908892 -255872 7A 1190352 679756 -317862 8A 1192574 683453 -314227 9A 1046896 577889 -340609 10A 924100 464168 -407010 11A 829547 347350 -435393 12A 737538 224769 -461718 13A 650005 96722 -497532 14A -174070 37447 -531230 15A -94681 -103578 -495239 16A 166258 251767 -456837 1B -2744083 -2194373 -1105555 2B 2667554 -2129321 -1102883 3B -2633216 -2099824 -1085514 4B -2296606 -1847598 -1011624 5B -1922442 -1600475 -939064 6B -1589667 -1314191 -868563 7B -1358297 -1144746 -817578 8B -1206282 -1028827 -783952 9B -1302662 -906285 -748620 10B -1207138 -781979 -712024 11B -1114246 -650278 -673399 12B -1026044 -537736 -633224 13B -942845 -394384 -590849 14B 865056 -44881 545723 15B -948021 -216073 -596268 Bảng 4Nội lực trong thanh biên ở mặt phẳng nâng hạ (tổ hợp IIb). 4. Tính kết cấu cần trong mặt phẳng nằm ngang: a) Các tải trọng tính toán: * Tải trọng do quán tính tiếp tuyến do quay cần trục: (N). Trong đó: + mc : Khối lượng cần. + : Gia tốc góc. Trong đó: - w : Vận tốc góc quay. - t = 10 (s): Thời gian khởi động hoặc hãm cơ cấu. + rc : Khoảng cách từ tâm phần quay tới trọng tâm của cần. Vị trí Thông số Rmin Rtb Rmax mc (kg) 25000 25000 25000 rc (m) 7,7 16,232 25,436 0,016 0,016 0,016 (N) 3080 6492,8 10174,4 * Tải trọng gió: Pg (N). - Tải trọng gió. = Pgc + Pgh Trong đó: + Pg : Toàn bộ tải trọng gió tác dụng lên máy trục. + FH : Diện tích chắn gió tính toán của kết cấu và vật nâng. + pg : Aùp lực của gió tác dụng lên kết cấu. Trong đó: + qo : Cường độ gió ở độ cao 10m so với mặt đất. + n : Hệ số hiệu chỉnh áp lực gió tính đến sự tăng áp lực theo chiều cao. + c : Hệ số khí động học của kết cấu. + : Hệ số kể tới tác dụng động của gió. + : Hệ số vượt tải. FH = kc.Fb Trong đó: + kc : Hệ số độ kín của kết cấu (hệ số lọt gió). + Fb : Diện tích hình bao của kết cấu. - Tải trọng gió tác dụng lên cần: Aùp lực của gió: Trong đó: + qo = 25 (kG/m2) : Cường độ gió ở độ cao 10m so với mặt đất. = 250 (N/m2) + c = 1,4 : Hệ số khí động học của kết cấu. + = 1,5 : Hệ số kể tới tác dụng động của gió. + = 1 : Hệ số vượt tải (tính theo phương pháp ứng suất cho phép). + n : Hệ số hiệu chỉnh áp lực gió tính đến sự tăng áp lực theo chiều cao. Vị trí Thông số Rmin Rtb Rmax qo (N/m2) 250 250 250 1,5 1,5 1,5 1 1 1 c 1,4 1,4 1,4 n 1,7 1,7 1,5 pgc (N/m2) 892,5 892,5 787,5 Diện tích chắn gió tính toán của cần: Fc = kc.Fb Trong đó: + kc = 0,2 : Hệ số độ kín của kết cấu (hệ số lọt gió) + Fb : Diện tích hình bao của cần. - Tải trọng gió tác dụng lên hàng: Aùp lực của gió: Trong đó: + qo = 25 (kG/m2) : Cường độ gió ở độ cao 10m so với mặt đất. = 250 (N/m2) + c = 1,2 : Hệ số khí động học của kết cấu. + = 1,25 : Hệ số kể tới tác dụng động của gió. + = 1 : Hệ số vượt tải (tính theo phương pháp ứng suất cho phép). + n : Hệ số hiệu chỉnh áp lực gió tính đến sự tăng áp lực theo chiều cao. Vị trí Thông số Rmin Rtb Rmax qo (N/m2) 250 250 250 1,25 1,25 1,25 1 1 1 c 1,2 1,2 1,2 n 1,8 1,7 1,7 pgh (N/m2) 675 637,5 637,5 Diện tích chắn gió tính toán của hàng: Fh = kc.Fb Trong đó: + kc = 1 : Hệ số độ kín của kết cấu + Fb : Diện tích hình bao của hàng Dựa vào bảng ta có: Vị trí Thông số Rmin Rtb Rmax Q (T) 100 48 26 Fh (m2) 36 25 18 => Vậy tải trọng gió tác dụng lên cần: Vị trí Thông số Rmin Rtb Rmax pgc (N/m2) 892,5 892,5 787,5 Fc (m2) 13,3 13,3 13,3 pgh (N/m2) 675 637,5 637,5 Fh (m2) 36 25 18 Pg (N) 36170 27808 21949 * Tải trọng do lực ngang tác dụng ở đầu cần: T (N). Tn = Q . tg Trong đó: + Q : Sức nâng định mức. + = 12o : Góc nghiêng của cáp treo hàng. Vị trí Thông số Rmin Rtb Rmax Q (T) 1040000 520000 300000 (o) 12 12 12 Tn (N) 221059 110529 63767 b) Tải trọng tác dụng trong mặt phẳng nằm ngang: Vì dàn đối xứng nên ta tính toán cho một bên dàn, còn mặt kia thì tương tự. - Các tải trọng ngang tác dụng trong mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng treo hàng gồm có: + Các tải trọng ngang do gió và quán tính coi là tải trọng phân bố đều trên các mắt dàn (qg, qqt) hợp thành lực qn. Trong đó: P n : Tải trọng ngang do gió và quán tính gây ra. n : Số mắt dàn. Vị trí Thông số Rmin Rtb Rmax Pg (N) 36170 27808 21949 (N) 3080 6492,8 10174,4 Pn (N) 39250 34300,8 32123,4 + Tải trọng do lực ngang tác dụng ở đầu cần T. - Khi đặt các tải trọng tính toán lên cần trong mặt phẳng nằm ngang ta phải chia đôi các tải trọng vì ta chỉ tính cho một mặt của dàn. Vậy các tải trọng tác dụng lên một bên dàn trong mặt phẳng ngang ở các vị trí là: Tải trọng phân bố lên các mắt dàn do tải trọng gió và quán tính gây ra: Trong đó: + P n : Tải trọng ngang do gió và quán tính gây ra. + n = 34 (mắt) : Số mắt của một bên dàn trong mặt phẳng nằm ngang. Vị trí Tải trọng Rmin Rtb Rmax 110529 55264 31883 (N/mắt) 577 504 472 c) Xác định các phản lực tại các liên kết tựa: = Rn.Bo – –. L = 0 ð Rn = . Tầm với lớn nhất Rmax: Pn = 32123,4 (N), Tn = 63767 (N), Bo = 2,56 (m), L = 45,4 (m) ð Rn = 707856 (N) Tầm với trung bình Rtb: Pn = 34300,8 (N), Tn = 110529(N), Bo=2,56(m), L=45,4(m) ð Rn = 1132157 (N) Tầm với nhỏ nhất Rmin : Pn = 39250 (N), Tn = 221059 (N), B o = 2,56 (m), L =45,4(m) ð Rn = 2134190 (N) = = 0 ð RN = Tầm với lớn nhất Rmax: Pn = 32123,4 N), Tn = 63767 (N) ð RN = 47945 (N) Tầm với trung bình Rtb: Pn = 34300,8 (N), Tn = 110529 (N) ð RN = 72451 (N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: Pn = 39250 (N), Tn = 221059 (N) ð RN = 130154 (N) - Vậy phản lực tại gối đỡ A: Vị trí Phản lực gối Rmin Rtb Rmax Rn (N) 2134190 1132157 707856 RN (N) 130154 72415 47945 d) Xác định nội lực trong các thanh ở mặt phẳng nằm ngang: Ta quy ước như sau: + Thanh biên ngoài: 1A416A. + Thanh biên trong: 1B415B. + Thanh bụng đặt theo số thứ tự:1434. Tính toan nội lực trong các thanh: Mắt 1: = N1A – Rn = 0 Y = N1 + qn – RN = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: Rn = 707856 (N), RN = 47945(N), qn = 472 (N) N1A = 707856 (N) N1 = 47473 (N) Tầm với trung bình Rtb: Rn = 1132157 (N), RN = 72415 (N), qn =504 (N) ð N1A = 1132157 (N) N1 = 71911 (N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: Rn = 2134190 (N), RN = 130154 (N), qn =577 (N) ð N1A = 2134190 (N) N1 = 129577 (N) Mắt 2: X = N1B + N2.cos51 = 0 Y = N1 + N2.cos39 – qn = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: qn = 472 (N), N1 = 47473 (N) N2 = - 60479 (N) N1B = 38061 (N) Tầm với trung bình Rtb: qn = 504 (N), N1 = 71911 (N) N2 = - 91883 (N) N1B = 57824 (N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: qn= 577 (N), N1 = 129577 (N) ð N2 = - 165992 (N) N1B = 129000 (N) Mắt 3 Y = qn.cosa + N2.sin51 + N3.sin51 = 0 X = N2A + N3.cos51 – N1A – N2.cos51 + q.sina = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: qn = 472 (N), N1A = 707856 (N), N2 = - 60479 (N), a = 58 ð N3 = 60157 (N) N2A = 614104 (N) Tầm với trung bình Rtb: qn = 504 (N), N1A = 1132157 (N), N2 = - 91883 (N), a = 22 ð N3 = 91282 (N) N2A = 989811 (N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: qn =577(N), N1A =2134190 (N), N2 = - 165992 (N), a = -1 ð N3 = 165415 (N) N2A = 1876638 (N) Mắt 4: Y = q.cosa – N3.sín51 – N4.sin50 = 0 X = N2B+ N4.cos50 + q.sina – N1B – N3.cos51 = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a = 76, q = 472 (N), N1B = 38061 (N), N3 = 60157 (N) N4 = - 60876 (N) N2B = 111243 (N) Tầm với trung bình Rtb: a = 40, q = 504 (N), N1B = 57824 (N), N3 = 91282 (N) ð N4 = - 92101 (N) N2B = 169082 (N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: a = 17 , N1B = 129000 (N), N3 = 165415 (N) ð N4 = - 167091 (N) N2B = 337914 (N) Mắt 5 Y = N5 + N4.cos40 + q.cosa = 0 x = N3A + q.sina – N4.cos50 – N2A = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a = 67, q = 472 (N), N2A = 614104 (N), N4 = - 60876 (N) ð N5 = 46449 (N) N 3A = 574539 (N) Tầm với trung bình Rrb: a = 31, q = 504 (N), N2A = 989811 (N), N4 = - 92101 (N) ð N5 = 70121 (N) N3A = 930350 (N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: a = 8, q = 577 (N), N2A = 1876638 (N), N4 = - 167091 (N) ð N5 =127428 (N) N3A = 1769153 (N) Mắt 6 Y = qcosa – N6 = 0 SX = N3B + q.sina – N2B = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a = 67, q = 472 (N), N2B = 111243 (N) ð N6 = 184 (N) N 3B = 110808 (N) Tầm với trung bình Rrb: a = 31, q = 504 (N), N2B = 169082 (N), ð N6 = 432 (N) N3B = 168822 (N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: a = 8, q = 577 (N), N2B = 337914 (N) ð N6 =571 (N) N3B = 337833 (N) Mắt 7: Y = -N8.sin27 + N7.sin27 + q.cosa – N5 + N6 = 0 x = N8.cos27 + q.sina + N7.cos27 = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a = 67, q = 472 (N), N5 = 46449 (N), N6 = 184 (N) ð N7 = 50506 (N) N8 = -50994 (N) Tầm với trung bình Rrb: a = 31, q = 504 (N), N5 = 70121 (N), N6 = 432 (N) ð N7 = 76130 (N) N8 =- 76421(N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: a = 8, q = 577 (N), N5 = 127428 (N), N6 = 571 (N) ð N7 =139039 (N) N8 = - 139129 (N) Mắt 8: Y = N9 + N8.cos63+ q.cosa = 0 x = N4A + q.sina - N8.cos27 – N3A= 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a = 67, q = 472 (N), N3A =574539 (N), N8 =- 50994 (N) ð N9 = 22716 (N) N4A = 528668 (N) Tầm với trung bình Rrb: a = 31, q = 504 (N), N3A = 930350 (N), N8 = -76421 (N) ð N9 = 34435 (N) N4A = 861999(N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: a = 8, q = 577 (N), N3A = 1769153 (N), N8 =- 139129 (N) ð N9 = 63083 (N) N4A = 1645108 (N) Mắt 9: Y = N9 + N10.cos40 + q.cosa + N7.cos63 = 0 x = N4B - q.sina – N10.cos50 – N7.cos27 – N3B = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a =23, q = 472 (N), N3B =110808 (N), N7 =50506(N) N9 =22716 (N) ð N10 = - 60153 (N) N4B = 194659 (N) Tầm với trung bình Rrb: a = 59, q = 504 (N), N3B = 168822 (N), N7 = 76130 (N) N9 = 34435 (N) ð N10 = - 90408 (N) N4B = 295199(N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: a =82, q = 577 (N), N3B = 337833 (N), N7 = 139039 (N) N9 = 63083 ð N10 = - 164854 (N) N4B = 568255 (N) Mắt 10: Y = N10.sin50 + q.cosa + N11.sin49 = 0 x = N5A + q.sina – N11.cos49 – N10.cos50 – N4A = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a =67, q = 472 (N), N4A = 528668 (N), N10 = - 60153 (N) ð N11 = 60812 (N) N5A = 449672 (N) Tầm với trung bình Rrb: a = 31, q = 504 (N), N4A = 861999 (N), N10 = 90408 (N) ð N11 = 91193 (N) N5A = 743798(N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: a =8, q = 577 (N), N4A = 1645108 (N), N10 = - 164854 (N) ð N11 = 146662 (N) N5A = 1442842 (N) Mắt 11: Y = N12.sin49 + q.cosa + N11.sin50 = 0 x = N5B - q.sina + N12.cos49 – N11.cos50 – N4B = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a =67, q = 472 (N), N4B = 194659 (N), N11 = 60812 (N) ð N12 = 61481 (N) N5B = 193847 (N) Tầm với trung bình Rrb: a = 31, q = 504 (N), N4B = 295199 (N), N11 = 91193 (N) ð N12 = 91990 (N) N5B = 293725(N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: a =8, q = 577 (N), N4B = 568255 (N), N11 = 146662 (N) ð N12 = 148107 (N) N5B = 565441 (N) Măt 12: Y = N13.sin49 + q.cosa + N12.sin40 = 0 x = N6A + q.sina + N13.cos49 – N12.cos40 – N5A = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a =67, q = 472 (N), N5A = 449672 (N), N12 = 61481 (N) ð N13 = - 52119 (N) N6A = 530528 (N) Tầm với trung bình Rrb: a = 31, q = 504 (N), N5A = 743798 (N), N12 = 91990 (N) ð N13 = - 77775 (N) N6A = 865032(N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: a =8, q = 577 (N), N5A = 1442842 (N), N12 = 1481072 (N) ð N13 = - 125386 (N) N6A = 1638479 (N) Mắt 13: Y = - N14.sin49 + q.cosa - N13.sin49 = 0 x = N6B + q.sina + N14.cos49 – N13.cos49 – N5B = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a =67, q = 472 (N), N5B = 193847 (N), N13 = - 52119 (N) ð N14 = 52363 (N) N6B = 124866 (N) Tầm với trung bình Rrb: a = 31, q = 504 (N), N5B = 293725 (N), N13 =- 77775 (N) ð N14 = 78347 (N) N6B =191040(N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: a =8, q = 577 (N), N5B = 565441 (N), N13 = - 125386 (N) ð N14 = - 126143 (N) N6B = 399852 (N) Mắt 14: Y = N15 .sin48 + q.cosa + N14.sin49 = 0 x = N7A + q.sina + N15.cos48 – N14.cos49 – N6A = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a =69, q = 472 (N), N6A = 530528 (N), N14 = 52363 (N) ð N15 = -53405 (N) N7A = 600175 (N) Tầm với trung bình Rrb: a = 33, q = 504 (N), N6A = 865032 (N), N14 = 78347 (N) ð N15 = -80135 (N) N7A =969778(N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: a =10, q = 577 (N), N6A = 1638479 (N), N14 = 126143 (N) ð N15 = - 128870 (N) N7A =1807366 (N) Mắt 16: Y = q.cosa + N16 = 0 X = N8A + q.sina – N7A = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a =69, q = 472 (N), N7A = 600175 (N), ð N16 = -169 (N) N8A = 599734 (N) Tầm với trung bình Rrb: a = 33, q = 504 (N), N7A = 969778 (N), ð N16 = - 423 (N) N8A =969503 (N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: a =10, q = 577 (N), N7A = 1807366 (N), ð N16 = - 568 (N) N8A = 1807265 (N) Mắt 15: Y = - N17 .sin52 + q.cosa – N16 - N15.sin49 = 0 X = N7B + q.sina + N17.cos52 – N15.cos49 – N6B = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a =65, q = 472 (N), N6B = 124866 (N), N15 = - 53405 (N) N16 = -169 (N) ð N17 = 51615 (N) N7B = 57685 (N) Tầm với trung bình Rrb: a = 31, q = 504 (N), N6B = 191040 (N), N15 = - 80135 (N) N16 = - 423 ð N17 = 77833 (N) N7B = 90288 (N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: a =8, q = 577 (N), N6B = 3998529 (N), N15 = - 128870 (N) N16 = - 568 ð N17 = 124869 (N) N7B = 238348 (N) Mắt 17: Y = N17 .sin52 + q.cosa + N18.sin52 = 0 X = N9A + q.sina + N18.cos52 – N17.cos52 – N8A = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a =69, q = 472 (N), N8A = 599734 (N), N17 = 51615 (N) ð N18 = -51829 (N) N9A = 662979 (N) Tầm với trung bình Rrb: a = 33, q = 504 (N), N8A = 969503 (N), N17 = 77833 (N) ð N18 =-78639 (N) N9A = 1065670 (N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: a =10, q = 577 (N), N8A = 1807265 (N), N17 = 124869 (N) ð N18 = -125590 (N) N9A = 1961362 (N) Mắt 18: Y = -N18.sin52 + q.cosa - N19.sin52 = 0 X = N8B + q.sina + N19.cos52 – N18.cos52 – N7B = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a =65, q = 472 (N), N7B = 57685 (N), N18 = -51829 (N) ð N19 = 52082 (N) N8B = -6716 (N) Tầm với trung bình Rrb: a =29, q = 504 (N), N7B = 90288 (N), N18 = -78369 (N) ð N19 =78928(N) N8B = -6798 (N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: a =6, q = 577 (N), N7B = 238348 (N), N18 = -125590 (N) ð N19 = 126318 (N) N8B = -83197 (N) Mắt 19: Y = N19.sin52 + q.cosa + N20.sin51 = 0 X = N10A + q.sina + N20.cos52 – N19.cos52 – N9A = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a =69, q = 472 (N), N9A = 662979 (N), N19 = 52082 (N) ð N20 =-52038 (N) N10A = 727975 (N) Tầm với trung bình Rrb: a =33, q = 504 (N), N9A = 1065670 (N), N19 = 78928 (N) ð N20 = -80575(N) N10A = 1164496 (N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: a =10, q = 577 (N), N9A = 1961362 (N), N19 = 126318(N) ð N20 = -128652 (N) N10A = 2119994 (N) Mắt 20: Y = -N21.sin56 + q.cosa - N20.sin51 = 0 X = N9B + q.sina + N21.cos56 – N20.cos52 – N8B = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a =65, q = 472 (N), N20 = -53028 (N), N8B = -6716 (N) ð N21 =-50644 (N) N9B = -11471 (N) Tầm với trung bình Rrb: a =29, q = 504 (N), N20 = -80575 (N), N8B = -6798 (N) ð N21 = -77119(N) N9B =-13524 (N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: a =6, q = 577 (N), N20 = -128652 (N), N8B = -83197(N) ð N21 = -122977 (N) N9B = -93695 (N) Mắt 21: Y = N21.sin56 + q.cosa + N22.sin56 = 0 X = N11A + q.sina + N22.cos56 – N21.cos56 – N10A = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a =69, q = 472 (N), N10A = 727975 (N), N21 =-50644 (N) ð N22 = 50439 (N) N11A =671009 (N) Tầm với trung bình Rrb: a =33, q = 504 (N), N10A = 1164496 (N), N21 = -77119 (N) ð N22 = 76609(N) N11A = 1088790 (N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: a =10, q = 577 (N), N10A = 2119994 (N), N21 = -122977(N) ð N22 = 122291 (N) N11A = 1999443 (N) Mắt 22: Y = -N22.sin57 + q.cosa - N23.sin59 = 0 X = N10B + q.sina + N23.cos59 – N22.cos58 – N9B = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a =65, q = 472 (N), N22 = 50439 (N), N9B = -11471 (N) ð N23 =-49669 (N) N10B = 40411 (N) Tầm với trung bình Rrb: a =29, q = 504 (N), N22 = 76609 (N), N9B = -13524 (N) ð N23 = -75279(N) N10B = 65599 (N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: a =6, q = 577 (N), N22 = 122291 (N), N9B = -93695(N) ð N23 = -120320 (N) N10B = 33018 (N) Mắt 23: Y = N23.sin59 + q.cosa + N24.sin60 = 0 X = N12A + q.sina + N24.cos60 – N23.cos59 – N11A = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a =69, q = 472 (N), N11A = 671009 (N), N23 =-49669 (N) ð N24 =48965 (N) N12A =620504 (N) Tầm với trung bình Rrb: a =33, q = 504 (N), N11A =1088790 (N), N23 = -75279 (N) ð N24 = 74021(N) N12A = 1012733 (N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: a =10, q = 577 (N), N11A = 1999443 (N), N23 = -120320(N) ð N24 = 118433 (N) N12A = 1878157 (N) Mắt 24: Y = -N24.sin60 + q.cosa - N25.sin62 = 0 X = N11B + q.sina + N25.cos62 – N24.cos60 – N10B = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a =65, q = 472 (N), N24 = 48965(N), N10B = 40411 (N) ð N25 = 47800 (N) N11B = 42025 (N) Tầm với trung bình Rrb: a =29, q = 504 (N), N24 = 74021 (N), N10B = 65599 (N) ð N25 = 72103(N) N11B =68515 (N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: a =6, q = 577 (N), N24 = 118433 (N), N10B = 33018(N) ð N25 = 115513 (N) N11B = 37944 (N) Mắt 25: Y = N26.sin62 + q.cosa + N25.sin63 = 0 X = N13A + q.sina + N26.cos62 – N25.cos63 – N12A = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a =69, q = 472 (N), N12A = 620504 (N), N25 = 47800 (N) ð N26 = -48428 (N) N13A =664499 (N) Tầm với trung bình Rrb: a =33, q = 504 (N), N12A =1012733 (N), N25 = 72103 (N) ð N26 = -73239(N) N13A = 1079576 (N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: a =10, q = 577 (N), N12A = 1878157 (N), N25 = 115513(N) ð N26 = -117211 (N) N13A = 1985525 (N) Mắt 26: Y = N17.sin64 + q.cosa - N26.sin63 = 0 X = N12B + q.sina + N27.cos64 – N26.cos63 – N11B = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a =65, q = 472 (N), N26 = -48428(N), N11B = 42025 (N) ð N27 = -48230(N) N12B = 42273 (N) Tầm với trung bình Rrb: a =29, q = 504 (N), N26 =-73329 (N), N11B = 68515 (N) ð N27 = -73184(N) N12B = 69362 (N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: a =6, q = 577 (N), N26 = -117211 (N), N11B = 37944(N) ð N27 = -116834 (N) N12B = 39565 (N) Mắt 27: Y = N28.sin66 + q.cosa + N27.sin65 = 0 X = N14A + q.sina + N28.cos66 – N27.cos65 – N13A = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a =65, q = 472 (N), N13A = 664499 (N), N27 = -48230 (N) ð N28 = 47629 (N) N14A = 624316 (N) Tầm với trung bình Rrb: a =29, q = 504 (N), N13A = 1079576 (N), N27 = -73184(N) ð N28 = -72122(N) N14A = 1019068 (N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: a =6, q = 577 (N), N13A = 1985525 (N), N27 = -116834(N) ð N28 = 115280 (N) N14A = 1889199 (N) Mắt 28: Y = -N29.sin69 + q.cosa - N28.sin66 = 0 X = N13B + q.sina + N29.cos69 – N28.cos66 – N12B = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a =65, q = 472 (N), N28 = 47629(N), N12B = 42273 (N) ð N29 = -46393(N) N13B = 77843 (N) Tầm với trung bình Rrb: a =29, q = 504 (N), N28 =72122 (N), N12B = 69362 (N) ð N29 = -70102(N) N13B = 123574 (N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: a =6, q = 577 (N), N28 = 115280 (N), N12B = 39565(N) ð N29 = -112191 (N) N13B = 126599 (N) Mắt 29: Y = N30.sin69 + q.cosa + N29.sin70 = 0 X = N15A + q.sina + N30.cos69 – N29.cos70 – N14A = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a =65, q = 472 (N), N14A = 624316 (N), N29 = -46393 (N) ð N30 = 46483 (N) N15A = 591363 (N) Tầm với trung bình Rrb: a =29, q = 504 (N), N14A = 72122 (N), N29 = -70102(N) ð N30 = 70088(N) N15A = 22784 (N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: a =6, q = 577 (N), N14A =1889199 (N), N29 = -112191(N) ð N30 = 112311 (N) N15A = 1810518(N) Mắt 30: Y = -N31.sin67 + q.cosa – N30.sin69 = 0 X = N14B + q.sina + N31.cos67 – N30.cos69 – N13B = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a =65, q = 472 (N), N30 = 46483(N), N13B = 77843 (N) ð N31 = -46926(N) N14B = 112408 (N) Tầm với trung bình Rrb: a =29, q = 504 (N), N30 =70088 (N), N13B =123574 (N) ð N31 = -70604(N) N14B = 176034 (N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: a =6, q = 577 (N), N30 = 112311 (N), N13B = 126599(N) ð N31 = -113283 (N) N14B = 211050 (N) Mắt 31 Y = N32.sin69 + q.cosa + N31.sin68 = 0 X = N16A + q.sina + N32.cos69 – N31.cos68 – N15A = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a =65, q = 472 (N), N15A = 591363 (N), N31 = -46926(N) ð N32 = 46391 (N) N16A = 556731 (N) Tầm với trung bình Rrb: a =29, q = 504 (N), N15A = 22784 (N), N31 = -70604(N) ð N32 = 69648(N) N16A = -28868 (N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: a =6, q = 577 (N), N15A =1810518 (N), N31 = -113283(N) ð N32 = 111892 (N) N16A = 1727922(N) Mắt 32 Y = -N33.sin69 + q.cosa – N32.sin70 = 0 X = N15B + q.sina + N33.cos69 – N32.cos70 – N14B = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a =65, q = 472 (N), N32 = 46391(N), N14B = 112408 (N) ð N33 = -3478(N) N15B = 111222(N) Tầm với trung bình Rrb: a =29, q = 504 (N), N32 =69648 (N), N14B =176034 (N) ð N33 = -69632(N) N15B =224564 (N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: a =6, q = 577 (N), N32 = 111892 (N), N14B = 211050(N) ð N33 = -112009 (N) N15B = 289399 (N) Mắt 33 Y = N34 + T/2 + q.cosa + N33.cos20 = 0 Tầm với lớn nhất Rmax: a =65, q = 472 (N), T/2 = 31883 (N), N33 = -3478(N) ð N34 = -28814(N) Tầm với trung bình Rrb: a =29, q = 504 (N), T/2 = 55264 (N), N33 = -69632(N) ð N34 = 9728(N) Tầm với nhỏ nhất Rmin: a =6, q = 577 (N), T/2 =110529 (N), N33 = -112009(N) ð N34 =-5849 (N) * Nội lực trong thanh xiên: (N) Vị trí Thanh Rmin Rtb Rmax 1 129577 71911 47473 2 -165992 -91883 -60479 3 165415 91282 60157 4 -167091 -92101 -60876 5 127428 70121 46449 6 571 432 184 7 139039 76130 50506 8 -139129 -76421 -50994 9 63083 34435 22716 10 -164854 -90408 -60153 11 146662 91193 60812 12 148107 91990 61481 13 -125386 -77775 -52119 14 126143 78347 52363 15 -128870 -80135 -53405 16 -568 -423 -169 17 124869 77833 51615 18 -125590 -78369 -51892 19 126318 78928 52082 20 -128652 -80575 -53028 21 -122977 -77119 -50644 22 122291 76609 50439 23 -120320 -75279 -49669 24 118433 74021 48965 25 115513 72103 47800 26 -117211 -73329 -48428 27 -116834 -73184 -48230 28 115280 72122 47629 29 -112191 -70102 -46393 30 112311 70088 46483 31 -113283 -70604 -46926 32 111892 69648 46391 33 -112009 -69632 -3478 34 -5849 9728 -28814 Bảng 5 Nội lực trong thanh xiên ở mặt phẳng ngang (tổ hợp IIb). * Nội lực trong thanh biên: (N) Vị trí Thanh Rmin Rtb Rmax 1A 707856 1132157 129577 2A 1876638 989811 474823 3A 1769153 930350 435258 4A 1645108 861999 389387 5A 1442842 743798 310390 6A 1638479 865032 391246 7A 1807366 969778 460893 8A 1807265 969503 460452 9A 1961362 1065670 523698 10A 2119994 1164496 588694 11A 1999443 1088790 531728 12A 1878157 1012733 481223 13A 1985525 1079576 44476 14A 1889199 1019068 4293 15A 1810518 22784 -28660 16A 1727921 -28868 -63291 1B 129000 57824 38061 2B 337914 169082 111243 3B 347833 168822 110808 4B 568255 295199 194659 5B 565441 293725 193847 6B 399852 191040 124866 7B 238348 90288 57685 8B -83197 -6798 -6716 9B -93695 -13524 11471 10B 33018 65599 40411 11B 37944 68515 42025 12B 39565 69362 42273 13B 126599 123574 77843 14B 211050 176034 112408 15B 289399 224564 112222 Bảng 6Nội lực trong thanh biên ở mặt phẳng ngang (tổ hợp IIb). VI. Xác định nội lực lớn nhất trong các thanh của dàn: 1. Nội lực lớn nhất trong thanh xiên: Dựa vào bảng nội lực trong các thanh xiên (từ thanh 130 ở mặt phẳng nâng hàng [bảng 1 và 3] và từ thanh 1 34 ở mặt phẳng ngang [bảng 5]), ta xác định được nội lực lớn nhất của thanh xiên trong dàn là thanh số 3 có lực dọc N3 = 50578 (N) tại vị trí Rmax ở mặt phẳng nâng hàng (thuộc tổ hợp IIa). 2. Nội lực lớn nhất trong thanh biên: - Nội lực lớn nhất trong thanh biên của dàn ở tổ hợp IIa (bảng 2) là thanh số 2B có N2B = -3209356 (N) ở vị trí Rmax. - Tính nội lực trong thanh biên của dàn ở tổ hợp IIb bằng cách cộng đại số nội lực của thanh biên trong mặt phẳng nằm ngang (bảng 6) và mặt phẳng nâng hàng (bảng 4).Ta qui ước: + Trong mặt phẳng thẳng đứng: Thanh biên trên kí hiệu từ 1A 16A. Thanh biên dưới kí hiệu từ 1B 15B. + Trong mặt phẳng ngang: Thanh biên ngoài kí hiệu từ 1A 16A. Thanh biên trong kí hiệu từ 1B 15B. + Vậy cộng nội lực theo nguyên tắc: NiA + NiA, NjB + NjB Với i = 1 16 và j = 1 15. Ta có bảng tổng hợp nội lực của thanh biên trong tổ hợp IIb như sau: Vị trí Thanh Rmax Rtb Rmin 1A 1417225 2046486 385197 2A 1768105 1909282 1557733 3A 2633884 2317081 1639349 4A 2589509 2252011 1519095 5A 2160309 1889442 1250819 6A 1904575 1773924 1382507 7A 1651245 1649534 1489504 8A 1653026 1652956 1493038 9A 1570594 1643559 1620753 10A 1512794 1628664 1712984 11A 1361275 1430140 1564050 12A 1218761 1237502 1416439 13A 694481 1176298 1487993 14A -169777 1056515 1357969 15A -123341 -80794 1315279 16A 102967 222899 1271085 1B -2620299 -2069140 -976555 2B -2556311 -1960239 -764969 3B -2522408 -1931002 -747681 4B -2001947 -1552399 -443369 5B -1728595 -1306750 -373623 6B -1464801 -1123151 -468781 7B -1300612 -1054458 -579230 8B -1212998 -1035625 -867149 9B -1291191 -919089 -842315 10B -1164727 -716380 -679006 11B -1072221 -581763 -635455 12B -983771 -468374 -506625 13B -865002 -27-810 -464250 14B -752648 220919 -334673 15B -835799 8491 -306869 + Dựa vào bảng tổng hợp nội lực trên, thanh biên có nội lực lớn nhất là thanh số 1B có lực dọc N3A = 2633884 (N) ở vị trí tầm với Rmax. + So sánh nội lực lớn nhất của thanh biên ở hai tổ hợp tải trọng: Tổ hợp IIa: N2B = -3209356 (N). Tổ hợp IIb: N3A = 2633884 (N). Vậy nội lực lớn nhất trong thanh biên là: N2B = -3209365 (N). 3. Xác định giới hạn cho phép của vật liệu: Kết cấu thép cần của cần trục được thiết kế tính toán theo phương pháp ứng suất cho phép. Theo phương pháp ứng suất cho phép điều kiện an toàn về bền của kết cấu là phải đảm bảo ứng suất do tải trọng tiêu chuẩn sinh ra trong kết cấu không vượt quá trị số ứng suất cho phép. Ứng suất cho phép này lấy bằng ứng suất giới hạn của vật liệu so chia cho hệ số an toàn n. - Điều kiện giới hạn về độ bền khi tính theo phương pháp ứng suất cho phép: Trong đó : + s : Ứùng suất do tải trọng tiêu chuẩn sinh ra trong cấu kiện. + [s] : Ứng suất cho phép. + so : Ứng suất giới hạn, đối với vật liệu dẻo so là giới hạn chảy, đối với vật liệu dòn so là giới hạn bền. + n : Hệ số an toàn. - Điều kiện giới hạn về độ ổn định khi tính theo phương pháp ứng suất cho phép: - Vật liệu làm kết cấu thép cần là thép CT3 có: + sch = 2400 ¸2800 (KG/cm2): Giới hạn chảy của thép CT3. + n = 1,4 : Hệ số an toàn, chọn theo bảng VII. Tính chọn tiết diện các thanh trong dàn: 1. Tính chọn tiết diện thanh xiên: - Thanh xiên chịu tải lớn nhất trong cả hai trường hợp tải trọng là thanh số 3 trong mặt phẳng nâng hạ ở tổ hợp IIa và có giá trị nội lực là N3 = 505578 (N). - Tiết diện thanh xiên được chọn sơ bộ theo điều kiện bền: Tiết diện của thanh xiên có các thông số sau: + Diện tích : F = 3694 (mm2). + Đuờng kính ngoài : D = 110 (mm). + Đường kính trong : d = 86 (mm). * Kiểm tra độ ổn định của thanh xiên: - Mômen quán tính của tiết diện đối với trục x và y: Jx = Jy = 0,05.D4.(1 - h4) Trong đó: => Jx = Jy = x 1104 x (1 – 0,784) = 4610813 (mm4) - Bán kính quán tính của tiết diện đối với trục x và y: - Độ mảnh: Trong đó: + m = 1 : Hệ số chiều dài tính toán, phụ thuộc liên kết của thanh ở hai đầu của cột. + l = 2200 (mm) : Chiều dài hình học của thanh. + r = 35,3 (mm) : Bán kính quán tính của tiết diện. Tra bảng ta có ứng với l = 62,3 thì j = 0,86. - Tính ổn định của cột chịu nén: Vậy thanh xiên thoả mãn điều kiện ổn định. *Kiểm tra bền của thanh xiên: Ứng suất lớn nhất trong thanh là: Vậy thanh xiên thỏa mãn điều kiện bền. 2. Tính chọn tiết diện thanh biên: - Thanh biên chịu tải lớn nhất là thanh 2B trong mặt phẳng nâng hạ ở tổ hợp IIa và có giá trị nội lực là N2B = -3209356 (N). - Tiết diện thanh biên được chọn sơ bộ theo điều kiện bền: Tiết diện của thanh biên có các thông số sau: + Diện tích : F = 19242 (mm2). + Đuờng kính ngoài : D = 210 (mm). + Đường kính trong : d = 140 (mm). * Kiểm tra độ ổn định của thanh biên: - Mômen quán tính của tiết diện đối với trục x và y: Jx = Jy = .D4.(1 - h4) Trong đó: => Jx = Jy = x 2104 x (1 – 0,674) = 77645449 (mm4) - Bán kính quán tính của tiết diện đối với trục x và y: - Độ mảnh: Trong đó: + m = 1 : Hệ số chiều dài tính toán, phụ thuộc liên kết của thanh ở hai đầu của cột. + l = 2480 (mm) : Chiều dài hình học của thanh. + r = 63,5 (mm) : Bán kính quán tính của tiết diện. Tra bảng ta có ứng với l = 39 thì j = 0,92. - Tính ổn định của cột chịu nén: Vậy thanh biên thoả mãn điều kiện ổn định. *Kiểm tra bền của thanh biên: Ứng suất lớn nhất trong thanh là: Vậy thanh biên thỏa mãn điều kiện bền. VIII. Kiểm tra ổn định tổng thể cần: Hình 7.1: Các kích thước hình học của cần. * Đặc trưng hình học của các mặt cắt: Hình 7.2: Các mặt cắt của cần. - Mômen quán tính đối với trục X – X: JX = 4.(Jx + b2.F) Trong đó: + Jx: Mômen quán tính. + b: Khoảng cách từ trục X-X đến x-x. + F: Diện tích tiết diện thanh biên. - Mômen quán tính đối với trục Y – Y: JY = 4.(Jy + a2.F) Trong đó: + Jy : Mômen quán tính. + a : Khoảng cách từ trục Y-Y đến y-y. + F: Diện tích tiết diện thanh biên. - Bán kính quán tính của tiết diện đối với trục X – X: - Bán kính quán tính của tiết diện đối với trục Y – Y: Mặt cắt a (cm) b (cm) JX (cm4) JY (cm4) rX (cm) rY (cm) I - I 35,5 127 12418132 998932 127 36 II - II 110 119,2 10943296 9323860 119 110 III - III 38,5 110,5 9408532 1169428 111 39 * Cần là thanh tổ hợp, dùng phương pháp biến đổi tương đương từ đó ta có thể xác định chiều dài tính toán của cần trong mặt phẳng nâng và mặt phẳng ngang. - Trong mặt phẳng nâng hạ: ; Tra bảng, ta được hệ số qui đổi tương đương là m1 = 1,01. Chiều dài tính toán của cần trong mặt phẳng nâng: lX = m.m1.l Trong đó: + m = 1 : Hệ số phụ thuộc vào liên kết cần. + l = 45400 (mm) : Chiều dài cần. => lX = 45400 x 1 x 1,01 = 45854 (mm) - Trong mặt phẳng ngang: Do không kể đến ảnh hưởng của cáp nâng hàng đến độ ổn định tổng thể của cần nên coi cần là một thanh có đầu công son m = 2. Căn cứ vào hình dạng biến đổi của cần trong mặt phẳng ngang kết hợp với tra bảng, ta có hệ số qui đổi tương đương là m1 = 1,45. Chiều dài tính toán của cần trong mặt phẳng nâng: lY = m.m1.l Trong đó: + m = 2 : Hệ số phụ thuộc vào liên kết cần. + l = 45400 (mm) : Chiều dài cần. => lY = 45400 x 2 x 1,45 = 131660 (mm) - Để xác định độ mảnh qui đổi của cần , ta tìm độ mảnh lớn nhất của thanh cần cũng như mặt cắt đặc: Vậy ta có: Trong đó: + = 119,7: Độ mảnh lớn nhất của thanh tương ứng với một trong các trục chính, = max (,). + Fb = 4 x 19242 = 76968 (mm2): Diện tích tiết diện của tất cả các thanh biên. + Fg1 = Fg2 = 2 x 3694 = 7388 (mm2): Diện tích tiết diện của các thanh giằng (trong mặt phẳng thẳng đứng và mặt phẳng nằm ngang). + Trong mặt phẳng đứng = 46o thì k1 = 27; trong mặt phẳng ngang = 48o thì k2 = 27. Tra bảng, ta được 0,45. - Từ các số liệu ở trên, kiểm định tổng thể của cần kiểm tra tại mặt cắt II – II ở đoạn giữa của cần: Vậy cần thoả mãn điều kiện ổn định. XI. Tính tốn mối hàn - Mối ghép bằng hàn có nhiều ưu điểm nên ngày càng sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp. Kết cấu ghép bằng hàn có khối lượng nhỏ so với ghép bằng đinh tán vì không có mũ đinh, không phải ghép chồng hoặc dùng tấm đệm, kim loại được tận dụng vì không bị lỗ đinh làm yếu. - Ta tính mối hàn của thanh xiên, thanh biên trong mặt phẳng có nội lực 2 thanh liên kết hàn lớn nhất. - Chọn phương pháp hàn hồ quang bằng tay, dùng que hàn 42 . Ứng suất cho phép của mối hàn: + Chịu kéo: + Chịu nén: + Cắt: - Các thanh xiên cùng đường kính nên mối hàn thanh xiên với thanh biên, ta chọn thanh xiên có nội lực lớn nhất để hàn với thanh biên để tính mối hàn được đảm bảo độ bền khi hàn các thanh xiên còn lại. Trong đó: + M = 0 : Mômen uốn của thanh. + hh = 5 (mm) : Chiều cao của mối hàn gĩc: + Q = N3 = 505578 (N) : Nội lực lớn nhất của thanh xiên. Chọn chiều dài mối hàn l = 650 (m) Vậy chiều cao của tiết diện mối hàn của mối hàn: