Đồ án Thiết kế kết cấu thép của cần trục tháp

A- GIÔÙI THIEÄU CHUNG VEÀ CAÙC THIEÁT BÒ NAÂNG HAÏ PHUÏC VUÏ XAÂY DÖÏNG Caàn truïc thaùp laø loaïi caàn truïc coù moät thaân thaùp thöôøng cao töø 30 ¸ 50, hoaëc cao hôn nöõa (coù theå ñeán 100 ¸ 120 m). Phía treân gaàn ñænh thaùp coù gaén caàn daøi töø 12 ¸ 50 m ñoâi khi ñeán 70m, ñöôïc keát noái baèng choát baûn leà. Moät ñaàu caàn coøn laïi ñöôïc treo baèng caùp hoaëc thanh keùo ñi qua ñænh thaùp. Keát caáu chung cuûa caàn truïc thaùp chuû yeáu goàm 2 phaàn: phaàn quay vaø phaàn khoâng quay). Treân phaàn quay boá trí caùc cô caáu coâng taùc nhö: tôøi naâng vaät, tôøi naâng caàn, tôøi keùo xe con, cô caáu quay, ñoái troïng, trang thieát bò ñieän vaø caùc thieát bò an toaøn. Phaàn khoâng quay coù theå ñöôïc ñaët coá ñònh treân neàn hoaëc coù khaû naêng di chuyeån treân ñöôøng ray nhôø cô caáu di chuyeån. Taát caû caùc cô caáu cuûa caàn truï ñöôïc ñieàu khieån bôûi cabin treo treân cao gaàn ñænh thaùp phoå bieán laø loaïi cabin ñöôïc treo ôû phaàn lieân keát giöõa caàn thaùp vaø coät thaùp. Do coù chieàu cao naâng vaø taàm vôùi lôùn, coù khoâng gian phuïc vuï naâng nhôø caùc chuyeån ñoäng naâng haï vaät, thay ñoåi taàm vôùi, quay toaøn voøng vaø dòch chuyeån toaøn boä maùy maø caàn truïc thaùp ñöôïc söû duïng roäng raõi trong caùc coâng trình xaây döïng daân duïng, xaây döïng coâng nghieäp hoaëc duøng ñeå boác dôõ, vaän chuyeån haøng hoùa, caáu kieän, vaät lieäu treân caùc kho baõi. Tuy nhieân do keát caáu phöùc taïp, thaùp cao vaø naëng, toán keùm nhieàu chi phí trong quaù trình thaùo dôõ vaø laép raùp, di chuyeån, chuaån bò maët baèng neáu caàn thaùp ñöôïc yeâu caàn chæ söû duïng ôû nôi coù khoái löôïng xaây laép töông ñoái lôùn vaø khi söû duïng caàn truïc töï haønh laø khoâng ñem laïi hieäu quaû kinh teá cao hoaëc khaû naêng ñaùp öùng yeâu caàu veà coâng vieäc thaáp. Do tính chaát laøm vieäc cuûa caàn truïc thaùp laø luoân thay ñoåi ñòa ñieåm neân chuùng thöôøng ñöôïc thieát keá sao cho deã thaùo dôõ, döïng laép vaø vaän chuyeån hoaëc coù khaû naêng töï döïng vaø ñöôïc di chuyeån treân ñöôøng döôùi daïng toå hôïp toaøn maùy. Ñieàu naøy laøm giaûm ñi ñöôïc chi phí vaø thôøi gian döïng laép caàn truïc Thoâng thöôøng caàn truïc thaùp ñöôïc cheá taïo coù söùc naâng töø 1 ¸ 12 (T) , caù bieät laø coù theå ñeán 75 (T), moment taûi cuûa caàn truïc ñaït tôùi 350 t; m, taàm vôùi töø 8 ¸ 50, chieàu cao naâng ñeán 100 ¸ 120(m). do coù chieàu cao naâng laø raát lôùn neân toác ñoä naâng seõ bò haïn cheá laïi vaø naèm trong khoaûng 0,32 ¸ 1m/s vaø coù theå thay ñoåi toác ñoäc theo caáp hoaëc voâ caáp. Toác ñoä naâng haï vaät ñeå ñieàu chænh haøng thöôøng laø £ 8m/s, toác ñoä quay cuûa caàn töø 0,3 ¸ 1v/pt, thôøi gian thay ñoåi taàm vôùi töø 25 ¸ 100 (s), toác ñoä di chuyeån cuûa xe con 0,2 ¸ 1m/s vaø di chuyeån caàn truïc 0,2 ¸ 0,63m/s. Phaân loaïi: Caàn truïc thaùp trong thöïc teá ñöôïc cheá taïo raát nhieàu vaø ña daïng, tuy nhieân ñeå phaân loaïi theo töøng nhoùm caàn truïc ta coù theå döïa vaøo caùc ñaëc ñieàm rieâng cuûa töôøng loaïi caàn truïc. Phaân loaïi theo coâng duïng: Caàn truïc thaùp coù coâng duïng chung duøng trong xaây döïng daân duïng vaø moät phaàn duøng trong xaây döïng coâng nghieäp. Loaïi naøy coù moment taûi töø 4 ¸ 160 t.m, coù söùc naâng 0,4 ¸ 8 (t), chieàu cao naâng töø 12 ¸ 100m taàm vôùi lôùn nhaát vaøo khoaûng 10 ¸30(m). ñeå xaây döïng nhaø baèng phöông phaùp laép gheùp taám hoaëc khoái beâ toâng coøn coù caùc caàn truïc thaùp coù söùc naâng ñeán 12 T vaø moment taûi 40 ¸ 250t.m. Ngoaøi ra loaïi caàn coù loaïi caàn truïc thaùp duøng ñeå xaây döïng caùc coâng trình lôùn, loaïi naøy coù moment taûi khaù lôùn töø 30 ¸ 250t.m coù theå leân tôùi 500 t.m, söùc naâng ôû taàm vôùi lôùn nhaát ñaït 2 ¸ 4 (t), ôû taàm vôùi nhoû nhaát vaøo khoaûng 12 (t), taàm vôùi ñaït 20 ¸ 50m coù theå ñaït tôùi 70(m), chieàu cao naâng 50 ¸ 100(m) vaø coù theå leân tôùi 250m. tuy nhieân loaïi caàn truïc thaùp ñaëc bieät chuyeân duøng trong xaây döïng coâng nghieäp coù moment taûi raát lôùn ñaït tôùi 600 t.m caù bieät leân tôùi 1500 t.m. Söùc naâng lôùn töø 2 ¸ 75 T taàm vôùi lôùn nhaát 20 ¸ 40m. Phaân loaïi theo phöông aùn laép ñaët taïi hieän tröôøng coù theå chia ra: caàn truïc thaùp di chuyeån treân ray, caàn truïc thaùp ñaët coá ñònh vaø caàn truïc thaùp töï naâng. Caàn truïc thaùp coá ñònh coù chaân thaùp gaén lieàn vôùi neàn moùng hoaëc truïc coá ñònh. Caàn truïc thaùp töï naâng coù theå naèm ngoaøi hoaëc trong coâng trình, thaùp ñöôïc töï noái ñoä daøi ñeå taêng ñoä cao naâng theo söï phaùt trieån chieàu cao cuûa coâng trình, khi thaùp coù ñoä cao lôùn noù ñöôïc neo vôùi coâng trình ñeå taêng oån ñònh vaø taêng khaû naêng chòu löïc ngang. Vôùi caàn truïc thaùp töï naâng ñaët treân coâng trình xaây döïng, khi laøm vieäc seõ töï naâng toaøn boä caàn truïc theo chieàu cao coâng trình. Toaøn boä taûi troïng caàn truïc ñöôïc truyeàn xuoáng coâng trình Phaân loaïi theo ñaëc ñieåm laøm vieäc cuûa thaùp coù caàn truïc thaùp loaïi quay voøng vaø loaïi thaùp khoâng quay.ÔÛ loaïi thaùp quay, toaøn boä thaùp vaø coù cô caáu ñöôïc ñaët treân baøn quay. Baøn quay ñaët treân thieát bò töïa quay ñaët treân khung di chuyeån. Khi quay toaøn boä baøn quay quay cuøng vôùi thaùp. Ôû thaùp khoâng quay, phaàn quay ñaët treân ñaàu thaùp. Khi quay chæ coù caàn, ñaàu thaùp, ñoái troïng vaø caùc cô caáu treân ñoù quay. Phaân loaïi theo phöông phaùp thay ñoåi taàm vôùi ta coù theå chia ra laøm 2 loaïi: caàn truïc thaùp vôùi caàn naâng haï vaø caàn truïc thaùp coù caàn naèm ngang coù xe con di chuyeån treân caàn ñeå thay ñoåi taàm vôùi. Caàn kieåu naâng haï coù keát caáu nheï vaø chieàu cao naâng lôùn hôn so vôùi loaïi caàn naèm ngang. Caàn naèm ngang coù keát caáu naëng hôn nhöng do thay ñoåi taàm vôùi baèng xe con neân ñoä cao naâng vaø toác ñoä di chuyeån ngang cuûa vaät laø oån ñònh , ñaëc bieät laø coù theå ñöa moùc treo tieán gaàn saùt thaân thaùp neân taêng khoâng gian phuïc vuï cuûa caàn truïc. Toùm laïi caàn truïc thaùp chuû yeáu duøng trong caùc coâng trình xaây döïng laø öu ñieåm lôùn nhaát cuûa noù maø caùc loaïi maùy truïc khaùc khoâng theå coù, khi thieát keá, cheá taïo ngöôøi ta chæ löu yù ñeán ñaëc ñieåm rieâng lôùn nhaát cuûa noù maø löïa choïn sao cho phuø hôïp vôùi coâng vieäc maø noù thöïc hieän. B-Tính toaùn thieát keá keát caáu theùp heä coä I-Khaùi nieäm Trong caùc maùy truïc ,keát caáu kim loaïi chieám moät phaàn lôùn khoái löôïng kim loaïi ,keát caáu kim loaïi chieám 60%-70% khoái löôïng toaøn boä maùy truïc, vì theá vieäc tính toaùn chon löôïng kim loaïi thích hôïp ñaûm baûo laøm vieäc bình thöôøng vaø tính kinh teá cao Keát caáu kim loaïi cuûa coät laø theùp oáng ,coù tieát dieân maët caét ngang laø hình vaønh khaên II-Caùc thoâng soá kyû thuaät Teân caùc thoâng soá Kyù hieäu Giaù trò Ñôn vò Söùc naâng ñònh möùc Q0 8 T Chieàu cao naâng toái ña Hmax 33 m Chieàu cao naâng toái thieåu Hmin 48 m Taàm vôùi lôùn nhaát Rmax 25 m Taàm vôùi nhoû nhaát Rmin 12.5 m Vaän toác naâng haøng Vn 14 m/phuùt Toác ñoä quay cuûa caàn truïc Nq 0.7 Voøng/phuùt Toác ñoä di chuyeån cuûa caàn truïc V 0.8 Voøng/phuùt III-Vaät lieäu cheá taïo vaø öùng suaát cho pheùp keát caáu theùp cuûa caàn Choïn vaät lieäu cheá taïo keát caáu theùp caàn laø theùp CT3, coù cô tính: STT Cô tính vaät lieäu Kí hieäu Trò soá Ñôn vò 1 Moâñun ñaøn hoài E 2,1.106 KG/cm2 2 Moâñun ñaøn hoài tröôït G 0,84.106 KG/cm2 3 Giôùi haïn chaûy sch 2400 ¸ 2800 KG/cm2 4 Giôùi haïn beàn sb 3800 ¸ 4200 KG/cm2 5 Ñoä giaõn daøi khi ñöùt e 21 % 6 Khoái löôïng rieâng g 7,83 T/m3 7 Ñoä dai va ñaäp ak 50¸100 J/cm2 IV-Caùc tröôøng hôïp taûi troïng vaø toå hôïp taûi troïng: - Khi maùy truïc laøm vieäc thì noù chòu nhieàu loaïi taûi troïng khaùc nhau taùc duïng leân keát caáu: taûi troïng coá ñònh, taûi troïng quaùn tính, taûi troïng gioù, taûi troïng do laéc ñoäng haøng treân caùp. - Toång hôïp caùc taûi troïng khaùc nhau taùc duïng leân caàn truïc coù theå chia ra 3 tröôøng hôïp: + Tröôøng hôïp taûi troïng I : Caùc taûi troïng taùc duïng leân maùy truïc laø taûi troïng tieâu chuaån ôû traïng thaùi laøm vieäc vaø ôû nhöõng ñieàu kieän söû duïng tieâu chuaån. Duøng ñeå tính toaùn keát caáu kim loaïi theo ñoä beàn vaø ñoä beàn moûi. Khi taûi troïng thay ñoåi, trong ñoù coù troïng löôïng haøng thay ñoåi thì khoâng tính theo trò soá taûi troïng cöïc ñaïi maø tính theo trò soá taûi troïng töông ñöông. + Tröôøng hôïp taûi troïng II : Caùc taûi troïng taùc duïng leân maùy truïc laø taûi troïng cöïc ñaïi ôû traïng thaùi laøm vieäc vaø ôû ñieàu kieän naëng nhaát, laøm vieäc vôùi troïng löôïng vaät naâng ñuùng tieâu chuaån. Duøng ñeå tính toaùn keát caáu kim loaïi theo ñoä beàn vaø ñoä oån ñònh. + Tröôøng hôïp taûi troïng III : Caùc taûi troïng taùc duïng leân maùy truïc laø taûi troïng cöïc ñaïi ôû traïng thaùi khoâng laøm vieäc. Caùc taûi troïng ñoù goàm coù: troïng löôïng baûn thaân caàn truïc vaø gioù baõo taùc duïng leân caàn truïc ôû traïng thaùi khoâng laøm vieäc. Tröôøng hôïp naøy duøng ñeå kieåm tra keát caáu theo ñieàu kieän ñoä beàn, ñoä oån ñònh ôû traïng thaùi khoâng laøm vieäc. - ÔÛ traïng thaùi laøm vieäc cuûa caàn truïc ngöôøi ta toå hôïp caùc taûi troïng taùc duïng leân caàn truïc vaø chia thaønh caùc toå hôïp taûi troïng sau : + Toå hôïp Ia, IIa : Töông öùng traïng thaùi caàn truïc laøm vieäc, caàn truïc ñöùng yeân chæ coù moät cô caáu naâng laøm vieäc, tính toaùn khi khôûi ñoäng (hoaëc haõm) cô caáu naâng haøng moät caùch töø töø tính cho toå hôïp Ia; khôûi ñoäng (hoaëc haõm) cô caáu naâng haøng moät caùch ñoät ngoät tính cho toå hôïp IIa. + Toå hôïp Ib, IIb : Maùy truïc mang haøng ñoàng thôøi laïi coù theâm cô caáu khaùc hoaït ñoäng (quay, thay ñoåi taàm vôùi, di chuyeån…) tieán haønh khôûi ñoäng (hoaëc haõm) cô caáu ñoù moät caùch töø töø tính cho toå hôïp Ib; khôûi ñoäng (hoaëc haõm) cô caáu ñoù moät caùch ñoät ngoät tính cho toå hôïp IIb. Baûng toå hôïp taûi troïng. Ñoái vôùi töøng loaïi caàn truïc, caên cöù vaøo ñieàu kieän khai thaùc cuûa caàn truïc vaø caùc taûi troïng taùc duïng leân noù maø ta coù baûng toång hôïp taûi troïng sau : Caùc daïng taûi troïng IIa IIb IIc IId IIIa IIIb Troïng löôïng baûn thaân caùc boä phaän 1.1G 1.1G 1.1G 1.1G 1.1G 1.5G Troïng löôïng haøng( khoâng keå moùc treo) n2Q n2Q n2Q n2Q - - Taûi troïng quaùn tính khi cô caáu laøm vieäc Naâng hoaëc haï haøng + + + - - - Quay coù haøng - + - + - - Löïc ngang do nghieâng caàn truïc Trong mp treo haøng - - + + + - vgoùc vôùi mp treo haøng + - - - - - Aùp löïc gioù nPgII - nPgII nPgII nPgIII nPgIII Taûi troïng laép raép vaø vaän chuyeån - - - - - + Caùc toå hôïp taûi troïng qui öôùc duøng cho caùc boä phaän keát caáu theùp nhö :IIa,IIb,IIc,cho caùc thanh bieân cuûa caàn coät,thaùp,beä quay:IIc cho caùc thanh buïng cuûa caàn:IId cho caùc thanh buïng cuûa thaùp Daáu “+”chæ taûi troïng coù ñeå yù ñeán:daáu “-“ chæ taûi troïng khoâng caàn ñeå yù ñeán Chieàu cuûa aùp löïc gioù Pg laáy töông töï nhö chiue62 cuûa löïc ngang sinh ra do caàn bò nghieâng V-Caùc daïng taûi troïng tính toaùn Caùc löïc trong thaønh phaàn cuûa coät vaø caàn ñöôïc xaùc ñònh theo toå hôïp taûi troïng :IIa,IIb,IIc .Tieán haønh tính toaùn theo tröôøng hôïp taûi troïng baát lôïi nhaát.Ñoiá vôùi caùc tröôøng hôïp phöùc taïp vaø coù khaû naêng laøm cong coät vaø caàn thì neân tính theo heä thoáng bieán daïng Thöôøng hôïp xeùt ñeán toå hôïp IIa 1-Troïng löôïng cuûa caùc boä phaän +Troïng löôïng baûn thaân cuûa coät vaø caàn Troïng löôïng caàn truïc G=(0.7-1.3)*Q*R=0.8*5.5*18=79.2(T) Troïng löôïng cuûa keát caáu theùp trong caàn truïc Gkc=0.55*79.2=43.56(T) Theo soá lieäu tính toaùn heä caàn ôû treân ta coù Gbt-caàn=10(T) suy ra Gcaàn=1.1*10=11(T) +Troïng löôïng cuûa coät vaø choát coät G1=Gkc-Gcaàn=43.56-10=33.56(T) +Ñeå ñaûm baûo chieàu cao treo puli phuø hôïp thì ñoä daøi cuûa choát coät l’=0.25L Taûi troïng phaân boá q=33.56/(29+29*0.25)=0.9258(T/m) Troïng löôïng tính toaùn cuûa coät Gcoät=0.9258*29*1.1=29.533(T) Gchoát coät=0.9258*0.25*29*1.1=7.383(T) Ôû ñaây : n1=1.1 laø heä soá vöôïc taûi Taûi troïng tính toaùn cuûa Cabin Gcb=0.7*1.1=0.77(T) Taûi troïng tình toaùn cuûa haøng(laáy ôû phaàn tính toaùn heä caàn) Thoâng soá Vò trí Q (T) R (m) Rmin 9.6 12.5 Rtb 6 18 Rmax 4.8 25 Taûi troïng cuûa tôøi mang haøng Gm=0.55(T) 2-Taûi troïng quaùn tính Taûi troïng quaùn tính sinh ra khi taêng hoaëc giaûm toác ñoä trong thôøi gian naâng (haï) haøng vaø phanh caùc cô caáu cuûng nhö do söï va ñaäp ôû choå noái ray vaø cô caáu truyeàn ñoäng coù khe hôû cuûa caëp laép gheùp taêng do söï maøi moøn khi laøm vieäc.Ngöôøi ta khoâng aùp duïng phöông phaùp thoâng thöôøng laø xeùt ñeán ñaëc ñieåm ñoäng hoïc cuûa taûi troïng thaúng ñöùng baèng caùch nhaân taûi troïng tính vôùi heä soá ñoäng khi tính toaùn caàn truïc thaùp ôû traïng thaùi laøm vieäc maø ngöôøi ta ñeà caäp tröïc tieáp ñeán taûi troïng quaùn tinh1trong thôøi gian naâng (haï) haøng Po vaø khi quay caàn truïc coù haøng Pq Pqt taùc duïng leân keát caáu tính baèng Vôùi m: khoái löôïng töøng phaàn quy ñoåi veà ñieåm tính toaùn : gia toác daøi tính toaùn taïi ñieåm naøy Trong toå hôïp IIa ta chæ quan taâm ñeán khi naâng hoaëc haï haøng Taûi troïng quaùn tính naøy xuaát hieän do söï dao ñoäng cuûa khoái löôïng caàn truïc vaø haøng goàm Taûi troïng naèm ngang do caùc phaàn dao ñoäng cuûa caàn truïc vaø khoái löôïng cuûa chuùng ñöôïc uy ñoåi veà ñuoâi caàn m1 Vôùi m1=mc*k m1 :khoái löôïng quy ñoåi mc: khoái löôïng cuûa caàn k : heä soá quy ñoåi m1=11*0.8=8.8(T) Trong baûng 1.11 saùch tính toaùn maùy naâng chuyeån(Phaïm Ñöùc) Thôøi gian khôûi ñoäng (haûm) caùc cô caáu maùy truïc tieâu chuaån Ñoài vôi cô caáu naâng haï haøng t=3-8(s) ,ta choïn t=4(s) P10=8800*0.0583=513.3(kG) Taæ troïng quaùn tính thaúng ñöùng do phaàn dao ñoäng cuûa caàn truïc quy ñoåi veà ñaàu m2 vaø dao ñoäng cuûa phaàn moùc caàn quy veà m3 P20=m2* P30=m3* Thoâng soá Vò trí P20 (kG) P30 (kG) R (m) Rmin 513.3 311.9 12.5 Rtb 513.3 381.8 18 Rmax 513.3 591.7 25 3-Caùc löïc ngang do nghieâng caàn truïc Caùc thaønh phaàn naèm ngang cuûa taát caû caùc taûi troïng sinh ra do söï nghieâng cuûa caàn truïc vaø khi ñaët ñöôøng ray hoaëc cheá taïo caàn truïc khoâng chính xaùc taïo ra do söï bieán daïng ñaøn hoài cuûa maët ñöôøng vaø keát caáu caàn truïc Taát caû caùc thaønh phaàn löïc ngang naøy taïo ra theo coâng thöùc ,trong ñoù khoâng keå tôùi heä soá vöôït taûi P=G*i G: Troïng löôïng baûn thaân caàn tính i : Ñoä nghieâng lôùn nhaát cuûa caàn truïc Trong ñoù B: chieàu roäng cuûa baùnh xe Taàm vôùi Caùc thaønh phaàn löïc ngang Rmax Rml Rmin Troïng löôïng coät (kG) 410 Troïng löôïng caàn (kG) 122.2 Troïng löôïng haøng vaø moùc treo (kG) 37.4 72.8 112.8 Troïng löôïng cabin (kG) 7.78 Troïng löôïng choáp coät (kG) 82.03 4-Taûi troïng gioù Taûi troïng gioù taùc duïng leân caàn truïc trong traïng thaùi laøm vieäc :taûi troïng naøy ñöôïc ñeà caäp tôùi khi tính keát caáu theùp ,cô caáu quay ,coâng suaát ñoäng cô vaø oån ñònh cuûa caàn truïc thaùp ,heä soá vöôïc taûi laáy baèng 1 Chieàu cuûa aùp löïc gioù laáy töông töï nhö chieàu cuûa löïc ngang sinh ra do caàn truïc bò nghieâng. Taûi troïng gioù taùc duïng trog maët phaúng vuoâng goùc vôùi maët phaúng treo haøng + Taûi troïng gioù phaân boá leân haøng : Trong ñoù : taûi troïng gioù phaân boá(khoâng phuï thuoäc vaøo khu vöïc ñaëc caàn truïc)=15kG/m2 C : heä soá khí ñoäng hoïc,trong tröôøng hôïp ñöôøng bao khoâng tim ñöôïc C=1.2 KH : Heä soá xeùt ñeán söï taêng aùp löïc gioù theo ñoä cao töø maët ñaát Theo baûng 6-2 trang 308 Saùch TTKCT KH = 1.7 Taûi troïng gioù taùc duïng leân haøng : Vôùi F laø dieän tích chaén gioù cuûa haøng ,F coù theå laáy theo thöïc teá hay soá lieäu thoáng keâ, khi khoâng coù soá lieäu naøy coù theå laáy theo troïng löôïng Theo baûng 4.2 ,KCKLMT thì Taûi troïng gioù tính toaùn taùc duïng leân haøng n : heä soá hieäu chænh aùp löïc gioù Theo baûng 4.5. saùch KCKLMT n=1.7 Caùc thoâng soá Ñôn vò Rmax Rml Rmin Dieän tích chaén gioù m2 6 8 9 Taûi troïng gioù taùc duïng leân haøng kG 183.8 244.8 275.4 Taûi troïng gioù tính toaùn taùc duïng leân haøng kG 312.12 416.16 468.18 +Taûi troïng gioù taùc duïng leân Cabin: Taûi troïng gioù tính toaùn taùc duïng leân haøng: =90.9*1.7=154.53(kG) Taûi troïng gioù taùc dung leân Caàn: +Taûi troïng gioù phaân boá taùc duïng leân dieän tích chaén gioù cuûa keát caáu kim loaïi caàn cuûa caàn truïc thaùp (CT4.6 –KCKLMT) Trong ñoù q0 : Aùp löïc gioù trung bình ôû traïng thaùi laøm vieäc , q0=25kG/m2 n : Heä soá hieäu chænh aùp löïc gioù tính ñeán söï taêng aùp löïc theo chieàu cao Tra baûng 4.5 –KCKLMT n:=1.7 C : Heä soá khí ñoäng hoïc cuûa keát caáu Tra baûng 4.6 –KCKLMT C=0.6 : Heä soá keå ñeán taùc duïng ñoäng cuûa gioù.Trong thöïc haønh keát caáu , ñoái vôùi caàn truïc thaùp ,heä soá phuï thuoäc vaøo chieàu cao vaø chu kyø dao ñoäng rieâng Tra baûng 4.10 –KCKLMT =1.65 : Heä soá vöôïc taûi ,phuï thuoäc vaøo phöông phaùp tính toaùn ,vôùi phöông phaùp traïng thaùi tôùi haïn =1.1 Taûi trong gioù taùc duïng leân caàn Vôùi F laø dieän tích chaén gioù cuûa keát caáu F=kc*Fb ( CT 4.5- KCKLMT) kc : Heä soá ñoä kín cuûa keát caáu ; Tra baûng 4.3 KCKLMT kc=0.3 Fb : dieän tích hình bao cuûa keát caáu caàn Fb=26*1-4.*1=22(m2) F=22*0.3=6.6(m2) =46.3*6.6=305.58(kG) Taûi troïng gioù taùc duïng leân coät Dieän tích chaén gioù cuûa coät Vì tieát dieän coät thay ñoåi ( coât + choát coät ) vaø taûi troïng gioù phaân boá theo chieàu cao ,ñeå ñôn giaûn trong vieäc tính toaùn taûi troïng gioù neân ta laáy chieàu cao lôùn nhaát cuûa coät vaø laáy taûi troïng phaân boá trung bình cho caû coät qo = 25kG/m2 =F*=53.36*46.3=2470.5(kG) Ñaïi löôïng Ñôn vò Rmax Rml Rmin Troïng löôïng tính toaùn coät kG 29533 Troïng löôïng tính toaùn caàn kG 11000 Troïng löôïng tính toaùn haøng vaø vaät mang haøng kG 4800 6000 9600 Troïng löôïng tính toaùn Cabin kG 770 Troïng löôïng tính toaùn choáp coät kG 7383 Taûi troïng quaùn tinh khi cô caáu laøm vieäc naâng haï haøng P10 kG 513.3 P20 kG 513.3 P30 kG 311.9 381.8 519.7 Löïc ngang do nghieâng caàn truïc (trong maët phaúng vuoâng goùc vôùi mp mang haøng) Png-coät kG 410 Png-caàn kG 122.2 Png-choát coät kG 82.03 Png-cabin kG 7.78 Pvaät kG 37.4 72.8 112.8 Aùp löïc gioù taùc duïng leân caùc boä phaän khi laøm vieäc Pg-coât kG 2470.5 Pg-caàn kG 305.58 Pg-vaät kG 312.12 416.16 468.18 Pg-cabin kG 154.53 Toå hôïp IIb Caên cöù vaøo baûng toå hôïp taøi troïng ,ñoái vôùi toå hôïp Iib thì ta chæ caàn tính caùc daïng taûi troïngsau Troïng löôïng baûn thaân caùc boä phaän : gioáng toå hôïpIIa Troïng löôïng haøng ( khoâng keå ñeán cô caáu ngoaïm haøng): gioáng toå hôïpIIa Taûi troïng quaùn tính khi cô caáu laøm vieäc: cô caáu naâng (haï) haøng ;cô caáu quay Ta tính taûi troïng quaùn tính khi côù caáu quay Pqt taùc duïng leân keát caáu tính baèng Vôùi m: khoái löôïng töøng phaàn quy ñoåi veà ñieåm tính toaùn : gia toác daøi tính toaùn taïi ñieåm naøy Taûi troïng quaùn tính naøy xuaát hieän do söï dao ñoäng cuûa khoái löôïng caàn truïc vaø haøng goàm : P10= m1. Vôùi m1=mc.k m1 :khoái löôïng quy ñoåi mc: khoái löôïng cuûa caàn k : heä soá quy ñoåi m1=11.0.8=8,8(T) : gia toác quaùn tính cuûa khoái löôïng ñöôïc xaùc ñònh : Vôùi : gia toác goùc quaùn tính cuûa caàn Theo baûng 1-11 saùch tính toaùn MNC thôøi gian khôûi ñoäng (haõm) caùc cô caáu maùy truïc ñoái vôùi cô caáu quay choïn t=4s R=1,2m: khoaûng caùch töø m1 ñeán truïc quay Thoâng soá Vò trí R Pq1 (kG) Pq2 (kG) Rmin 12.5 0.3045 2679.6 2603.5 Rtb 18 0.42 3639 2541 Rmax 25 0.567 4989.6 2579.85 Toå hôïp IIc Caên cöù vaøo baûng toå hôïp taøi troïng ,ñoái vôùi toå hôïp IIb thì chæ caàn tính caùc daïng taûi troïngsau Troïng löôïng baûn thaân caùc boä phaän : gioáng toå hôïpIIa Troïng löôïng haøng ( khoâng keå ñeán cô caáu ngoaïm haøng): gioáng toå hôïpIIa Taûi troïng quaùn tính khi cô caáu laøm vieäc: cô caáu naâng (haï) haøng ;cô caáu quay Löïc ngang do nghieâng caàn truïc : trong tröôøng hôïp naøy ta chæ quan taâm löïc ngang trong maët phaúng naâng haøng Caùc giaù trò cuûa löïc ngang ñöôïc xaùc ñònh nhö toå hôïp IIa chæ coù maët phaúng taùc duïng laø thay ñoåi so vôùi IIa Löïc ngang do keát caáu caàn truïc gaây ra coù chieàu nhö hình veõ Coù giaù trò nhö trong baûng trong toå hôïp IIa Taûi troïng gioù taùc duïng leân caùc boä phaän coù giaù trò gioáng toå hôïp IIa ,coù phöông naèm trong maët phaúng naâng haøng ,theo quy öôùc chieàu cuûa aùp löïc gioù Pg laáy töông töï nhö chieàu cuûa löïc ngang sinh ra do caàn bò nghieâng +Xaùc löïc caêng daây cuûa caùp treo haøng Do ñaëc ñieåm cuûa heä palang maø löïc caêng daây cuûa caùp treo haøng chæ phuï thuoäc vaøo troïng löôïng vaät naâng vaø hieäu suaát puly Löïc caêng daây caùp ñöôïc xaùc ñònh Vôùi Ph : taûi troïng quaùn tính cuûa haøng vaø boä phaän mang haøng Ñaïi löôïng Ñôn vò Rmax Rml Rmin Ph kG 5350 6550 10150 kG 5570.6 6820 10568.5 Ph= Gv+Gm n : hieäu suaát cuûa 1 puly i :=2 soá puly daån höôùng Ta ñöôïc baûng soá lieäu sau VI-Löïc caêng daây caùp treân caàn Toå hôïp IIa Trong maët phaúng naâng haøng goàm coù Taûi troïng tính toaùn cuûa haøng :Qh Taûi troïng tình toaùn cuûa vaät mang haøng Qm Löïc caêng daây caùp naâng vaät Sv Löïc caêng daây caùp naâng caàn Sc Troïng löôïng caàn Gc Caùc löïc quaùn tính quy ñoåi P10,P20,P30 . Caùc thoâng soá Qh Sv P20 P30 Sc Ñôn vò ñoä ñoä kG kG kG kG kG Rmax 15 25 4800 5570.6 513.3 311.9 21114.5 Rml 40 15 6000 6820 513.3 381.8 31494.5 Rmin 60 10 9600 10568 513.3 591.7 37675.6 Toå hôïp IIb : Trong maët phaúng naâng haøng goàm coù Taûi troïng tính toaùn cuûa haøng :Qh Taûi troïng tình toaùn cuûa vaät mang haøng Qm Löïc caêng daây caùp naâng vaät Sv Löïc caêng daây caùp naâng caàn Sc Troïng löôïng caàn Gc Caùc thoâng soá Qh Sv Sc Ñôn vò ñoä ñoä kG kG kG Rmax 15 25 4800 5570.6 19227.9 Rml 40 15 6000 6820 28845.2 Rmin 60 10 9600 10568 34494.4 Xaùc ñònh toå hôïp IIc Trong maët phaúng ngang goàm coù caùc löïc sau: Taûi troïng tính toaùn cuûa haøng :Qh Taûi troïng tình toaùn cuûa vaät mang haøng Qm Löïc caêng daây caùp naâng vaät Sv Löïc caêng daây caùp naâng caàn Sc Troïng löôïng caàn Gc Caùc löïc quaùn tính quy ñoåi P10,P20,P30 Taûi troïng gioù taùc duïng leân caàn Taûi troïng gioù taùc duïng leân haøng Löïc ngang do nghieâng caàn truïc do haøng Löïc ngang do nghieâng caàn truïc do caàn Caùc thoâng soá Qh Sv P20 P30 Sc Ñôn vò ñoä ñoä kG kG kG kG kG Rmax 15 25 4800 5570.6 513.3 311.9 21473 Rml 40 15 6000 6820 513.3 381.8 33240 Rmin 60 10 9600 10568 513.3 591.7 41640 VII-Xaùc ñònh caùc phaûn löïc ôû goái a.Trong maët phaúng naâng (haï) haøng : Toå hôïp IIa Caùc thoâng soá Qh P10 P20 P30 Sh Sc XB YB Ñôn vò ñoä ñoä kG kG kG kG kG kG kG kG Rmax 15 25 4800 513.3 513.3 311.9 5570.6 21114.5 28458 5294 Rml 40 15 6000 513.3 513.3 381.8 6820 31494.5 50158 4091 Rmin 60 10 9600 513.3 513.3 591.7 10568 37675.6 59452 2506.2 Toå hôïp IIb: Trong maët phaúng naèm ngang thì phaûn löïc khôùp goái taïi B ñeàu nhö nhau Toå hôïp IIc: Caùc thoâng soá Qh P10 P20 P30 Sh Sc XB YB Ñôn vò ñoä ñoä kG kG kG kG kG kG kG kG Rmax 15 25 4800 513.3 513.3 311.9 5570.6 21473 27686 5500.8 Rml 40 15 6000 513.3 513.3 381.8 6820 33240 45599 4680.1 Rmin 60 10 9600 513.3 513.3 591.7 10568 41640 61604 3379.7 VII-Coät quay chòu neùn Khi coät quay chòu neùn thì söï giaûm taûi moät phaàn hay toaøn boä do uoán trong maët phaúng cuûa caàn truïc ñöôïc giaû quyeát khoâng tính ñeán momen bieán daïng phu5trong maët phaúng naøy Döïa vaøo löïc caêng trong palang naâng caàn Sn ,tính ñöôïc boäi suaát cuûa palang theo ñieàn kieän R Sn Q Đvị Rmax 21473 4800 kG Rml 33240 6000 kG Rmin 41640 9600 kG Với bảng số liệu treân ,ta chon giaù trí Smax ,laáy n=2 Töø vieäc caên baèng ñoái vôùi 1 ñieåm treân caàn truc thaùp =10 Trong ñoù Gp : troïng löôïng caùp giaèng caàn Tra theo Sn lôùn nhaát ta choïn ñöïoc loaïi caùp vaø Sd ta coù Gn=750saùch TTMNC) Gc Troïng löôïng caàn Gn : troïng löôïng palang naâng caàn Ta tra theo ñöoøng kính caùp cuoán ASLAT 1976 ta ñuôùc Gn=47kG RQ,Rc, rt, rc : caùc khoaûng caùch Momen uoán ôû trong maët phaúng treo taïi maët caét cuûa goái töa B cacùh khôùp baûng leà moät khoaûng laø b Caùc khoaûn caùch treân ta ño treân maùy maåu ta ñöïoc caùc soá lieâu sau RQ =25.000(m) Rc, =3.975(m) Rc’=1.270(m) rt, =1.080(m) rc =1.172(m) b=4.800(m) H=29.000(m) h =6.000(m) a =0.670(m) X=XA*cos Y=YA*cos :goùc nghieâng cuûa caàn öùng vôùi 3 vò taàm vôùi Giaù trò X Y 15 26742.6 5313.4 40 34930.8 3585.2 60 30802 1689.9 -Momen uoán ôû trong maët phaúng treo taïi maët caét cuûa goái töïa B caùch khôùp baûn leà moät khoaûng b Löïc neùn danh nghæa ôû coât Caùc thoâng soá Y N N Ñôn vò Ñoä kG kG kG kG kG Rmax 1 21473 4800 5313.4 128436 124215 Rml 28 33240 6000 3585.2 141797 104113 Rmin 51 41640 9600 1689.9 184413 103086 Löïc ngang ôû goái töïa B cuûa coät: Caùc thoâng soá X P Ñôn vò Ñoä kG kG kG kG Rmax 1 21473 4800 26742.6 2828 Rml 28 33240 6000 34930.8 2975 Rmin 51 41640 9600 30802 4596 VIII-Xaùc ñònh öùng löïc ôû coät do taûi troïng ngang sinh ra: Taûi troïng ngang taùc duïng leân coät goàm Caùc taûi troïng quaùn tính khi quay can coù mang haøng Pgt Thaønh phaàn löïc ngang do nghieâng caàn truïc Pn Löïc gioù taùc duïng leân haøng vaø caàn Pqíoio1 Toå hôïp IIa Momen uoán caên baûn trong maët phaúng y: laø caùc caùnh tay ñoàn cuûa caùc löïc gaây momen uoán trong maët phaúng naèm ngang Döïa treân maùy maåu ,ta coù theå coù caùc giaù trò sô boä nhö trong hình veõ döôùi ñaây Löïc caét Momnen xoaén Toå hôïp IIb Momen uoán caên baûn trong maët phaúng Löïc caét Momnen xoaén IX-TÍNH TOAÙN COÄT CHÒU NEÙN LEÄCH TAÂM (NEÙN –UOÁN) Neáu coät chòu neùn N vaø ñoàng thôøi chòu uoán döôùi taùc duïng cuûa löïc neùn leäch taâm hoaëc döôùi taùc duïng cuûa taûi troïng ngang ,luùc ñoù coät phaûi ñöôïc kieåm tra veà beàn vaø oån ñònha Ñoä leäch taâm cuûa toaøn coät vaø dieän tích yeâu caàu: D laø ñöôøng kính ngoaøi cuûa theùp oáng Ta choïn theùp coù D=760mm,=12mm A – Tính toaùn coät chòu neùn leäch taâm theo ñieàu kieän beàn: -Phương pháp tính toán Tính toán và thiết kế kết cấu thép cua cần trục tháp tiến hành theo phương pháp giới hạn ,hiện nay người ta ít tính toán theo ứng suất cho phép Khả năng chịu đựng của kết cấu thép được kiểm tra : Với sức bền định mức hay giới hạn chảy của vật liệu m : hệ số điều kiện làm việc xác định theo công thức m1:hệ số xét đến mức độ do hỏng hóc m2:hệ số xét đến ảnh hưởng của sự biến dạng các cấu kiện thành mỏng(do uốn,nén) m3:hệ số điều kiện lắp rắp ,xét đến ứng suất phụ trong thanh các hệ số tra theo bảng 6.4 -Sức bề tính toán : Với thép CT3 : Đối với thanh biên làm bằng thép ống sự phá hủy có thể làm đổ cần trục thì : m = 0,9.1.1=0,9 Ngh=184413kG Mxgh=271965kG Thoûa ñieàu kieän beàn -Tính toaùn coät chòu neùn leäch taâm theo ñieàn kieän oån ñònh +Tính sô boä oån ñònh cuûa coät chiu neùn leäch taâm coù tieát dieän khoâng thay ñoåi Ngh=184413kG Mxgh=271965kG Ñoä maûnh vaø doä maûnh quy öôùc cuûa coät Ñoä leäch taâm töông ñoái vaø ñoä leäch taâm tính ñoåi Döïa vaøo vaø theùp CT3 ta tra baõng 7.1 /KCKLMT xaùc ñònh ñöôïc =0.4 +Tính coät chòu neùn leäch taâm trong maët phaúng taùc duïng cuûa momnen uoán : heä soá chieát giaûm öùng suaát cuûa thanh chòu neùn leäch taâm Heä soá ñoái vôùi coät ñaëc :tra baûng 7.6 phuï thuoäc vaøo ñoä maûng vaø ñoä leäch taâm tính ñoåi m1,ta xaùc ñònh =0.36 heä soá hình daïng tieát dieän ,trong tính toaùn sô boä coù theå choïn =1.3,khi tính chính xaùc tra baûng 7.8 Tính oån ñònh cuûa coät chòu neùn leäch taâm trong maët phaúng vuoâng goùc vôùi maët phaúng cuûa momen uoán Coâng thöùc kieãm tra oån ñònh coù daïng : heä soá uoán doïc truïc tra baûng 7.1=0.4 C : heä soá keå ñeán aûnh huomh3 cuûa momen uoán Mx ,tra baûng 7.18 ;C=0.9 X-TÍNH TOAÙN MOÁI NOÁI COÄT TIEÁT DIEÄN TROØN Tính toaùn moái noái coät oáng ñöôïc thöïc hieän baèng caùc buloâng ñoä beàn cao,lieân keát hai ñoaïn coät thoâng qua caùc maët bích laép raép Lieân keát treân chòu moâmen uoán M ( taûi troïng ngoaøi taùc duïng leân moái gheùp ) thì löïc taùc duïng leân caùc buloâng phaân boá theo quy luaät baäc nhaát Moái gheùp chòu caùc taûi troïng :löïc neùn N ,momen uoán Mx, My Öùng suaát lôùn nhaát trong caùc bulong laép raép Ñieàu kieän beàn cuûa bulong n: toång soá bulong tham gia trong moái gheùp F : tích tính toùan chòu keùo cuûa moät bulong Momen quaùn tính cuûa maët caét ñoái vôùi truïc y Momen quaùn tính cuûa maët caét ñoái vôùi truïc x F=30cm2 : öùng suaát chaûy cuûa vaät lieäu n n : heä soá an toaøn n=1.5-2.5 Vaäy soá bulong caân duøng laø 12