Tìm hiểu tính toán kết cấu thép cổng trục

Phaàn 2 : THIEÁT KEÁ KYÕ THUAÄT CHÖÔNG 1 TÍNH TOAÙN KEÁT CAÁU THEÙP COÅNG TRUÏC §1 :SÔ LÖÔÏC VEÀ VAÄT LIEÄU VAØ CAÁU TAÏO KEÁT CAÁU CUÛA COÅNG TRUÏC 1.1Vaät lieäu. - Keát caáu kim loaïi cuûa maùy truïc laø phaàn chieám nhieàu kim loïai nhaát trong toøan boä maùy truïc. Vì theá ñeå coù khoái löôïng maùy truïc hôïp lyù caàn phaûi thieát keá vaø tính toùan ñuùng phaàn keát caáu kim loïai cuûa noù. - Khoái löôïng kim loïai duøng cho keát caáu kim loïai chieám 60¸80% khoái löôïng kim loaïi cuûa toaøn boä maùy truïc, coù khi coøn hôn nöõa. Vì vaäy vieäc choïn kim loïai thích hôïp cho keát caáu kim loïai ñeå söû duïng chuùng moät caùch tinh teá nhaát laø raát quan troïng. Ngoaøi vieäc phaûi ñaûm baûo ñoä beàn khi laøm vieäc, keát caáu kim loïai caàn phaûi deã gia coâng, coù giaù thaønh thaáp, dieän tích chòu gioù nhoû, beà maët ngoøai cuûa keát caáu caàn phaúng ñeå deå ñaùnh ræ vaø deå sôn. - Keát caáu kim loïai coång truïc phaàn lôùn duøng theùp taám, coù theå lieân keát vôùi nhau baèng haøn hay ñinh taùn. Vì moái gheùp haøn gia coâng nhanh vaø reû ñöôïc söû duïng roäng raõi neân ta choïn caùch gia coâng naøy. - Caùc loïai theùp vaø theùp taám duøng cho keát caáu kim loïai cuûa maùy truïc coù theå ñöôïc cheá taïo baøng theùp cacbon, theùp keát caáu hôïp kim thaáp hay baèng hôïp kim nhoâm. - Theùp caùn noùng chaát löôïng thöôøng cuûa nga ñöôïc chia ra laøm 3 nhoùm: A, B, C. Theùp cacbon trong nhoùm A laø loïai theùp ñöôïc baûo ñaûm veà cô tính, khoâng ñaûm baûo veà thaønh phaàn hoùa hoïc. Kyù hieäu cuûa theùp cacbon trong nhoùm A nhö sau :CT0, CT1, CT1Kn, CT2,CT2Kn, CT3,CT3Kn, CT4,CT4Kn…. - Theùp nhoùm B baûo ñaûm caû veà cô tính laãn thaønh phaàn hoùa hoïc. Kí hieäu cuûa theùp nhoùm naøy nhö sau : BCT2,BCT2Kn, BCT3, BCT3Kn,BCT4, BCT4Kn… - Trong keát caáu kim loaïi cuûa coång truïc thieát keá, söû duïng theùp taám CT3 laø loïai ñöôïc söû duïng roäng raõi trong cheá taïo maùy, vôùi löôïng löu huyønh chöùa khoâng quaù 0,05%; löôïng phoát pho chöùa khoâng quaù 0,045%; toång löôïng Croân, niken vaø ñoàng khoâng quaù 0,6%. Ñoái vôùi caùc thanh phuï khoâng chòu taûi, daøn baûo veä, tay vòn, saøn laùt… coù theå duøng theùp CT0,CT1,CT2. 1.2 Caáu taïo. Coång truïc goàm 2 daàm ngang kieåu hoäp coù tieát dieän khoâng ñoåi suoát chieàu daøi coång. Daàm ñöôïc töïa treân caùc chaân ñôõ laø caùc chaân cuûa coång .ÔÛ chaân coång, phía döôùi coù thanh giaèng ñeå lieân keát chaân coång § 2: CAÙC THOÂNG SOÁ KÍCH THÖÔÙC CÔ BAÛN KEÁT CAÁU THEÙP Theo döï kieán thieát keá ban ñaàu thì caàu seõ goàm hai daàm hoäp. Ray di chuyeån cho xe laên seõ boá trí ôû thaønh treân cuûa daàm. Maët treân cuûa caàu seõ keát hôïp laøm saøn kieåm tra. Khoûang caùch giöõa hai daàm phaûi tính sau cho caàu ñuû oån ñònh trong maët phaúng ngang do taùc duïng cuûa taûi troïng leäch, vöøa phaûi phuø hôïp vôùi kích thöôùc cuûa xe laên vaø giaèng daàm. Muïc ñích cuoái cuøng laø choïn keát caáu nhoû goïn maø vaãn ñuû khaû naêng laøm vieäc. Cô sôû ban ñaàu ñeå tính caàu laø: *: L=24m * Troïng löôïng naâng:Q =45 taán 2.1Caùc kích thöôùc cô baûn cuûa daàm treân. Do hai daàm gioáng nhau neân ôû phaàn naøy ta chæ trình baøy kích thöôùc cuûa ñaëc tröng cuûa moät daàm. Chieàu daøy thaønh ñöùng cuûa hoäp laáy lôùn hôn 6mm vaø phuï thuoäc vaøo taûi troïng naâng, vôùi Q=35taán neân ta choïn d=16mm. Tuy nhieân do choïn phöông aùn ñaët ray leân treân bieân treân neân aùp löïc thaúng ñöùng cuûa baùnh xe cuûa xe laên seõ sinh ra moâment xoaén daàm. Caùnh tay ñoøn cuûa moâment xoaén naøy laø khoûang caùch töø taâm uoán cuûa daàm ñeán ñöôøng ray nhöng trò soá moâment naøy nhoû neân ta coù theå boû qua. Tuy nhieân ñeå thuaän tieän trong tính toaùn vaø taêng veõ myõ quan maø vaãn ñaûm baûo laøm vieäc an toaøn ta choïn chieàu daøy caùc thaønh nhö sau: Khaåu ñoä: L=24m. Chieàu cao cuûa daàm laáy trong giôùi haïn: h= Choïn chieàu cao cuûa daàm h=1,7m Chieàu daøy cuûa thaønh daàm =()h (5.20)[5] choïn chieàu daøy thaønh daàm =13(mm) Chieàu daøy cuûa taám bieân: (5.23)[5] Choïn =18(mm) Chieàu cao cuûa thaønh daàm: ht=(h-2.d)=(1700-2.18)=1664(mm.) Khoaûng caùch nhoû nhaát giöõa 2 taám thaønh hình hoäp xaùc ñònh töø ñieàu kieän ñeå haøn ñöôïc caùc vaùch ngaên beân trong. B . Töø 2 ñieàu kieän naøy ta choïn B=1000mm Phaàn nhoâ ra cuûa taám bieân so vôùi taám thaønh: b’=(1215). Choïn b’=150mm Hình 1.1 Tieát dieän daàm treân 2.2c Kích thöôùc cô baûn cuûa daàm giaèng chaân coång Hình 1.2 Tieát dieän giaèng chaân coång 2.3.Caùc kích thöôùc cô baûn cuûa chaân coång. Chaân coång coù tieát dieän thay ñoåi: Phía treân chaân coång: Hình 1.3 Tieát dieän phía treân chaân coång Phía döôùi chaân coång: Hình 1.4haân coång phía döôùi. §3 :ÑAËC TRÖNG HÌNH HOÏC CUÛA TIEÁT DIEÄN 3.1. Daàm treân. - Dieän tích taám bieân:F1=1,8.130=234(cm2) - Dieän tích taám thaønh 2: F=1,3.166,4=216,32(cm) -- Momen quaùn tính cuûa tieát dieän: Jx= Jx=4,308.10cm4. Jy= Jy=1,713.106cm4 - Momen choáng uoán cuûa tieát dieän: Wx = Wx=50,682.103 cm3 Wy= Wy=26,35.103cm3. 3.2. Daàm giaèng chaân coång - Dieän tích taám bieân:F1=100.1,8=180(cm) - Dieän tích taám thaønh:F2=1,4.131,4=183,96(cm) - Momen quaùn tính cuûa tieát dieän: Jx= Jx=2,126.106cm4. Jy= Jy=1,022.106cm4 - Momen choáng uoán cuûa tieát dieän: Wx = Wx=31,496.103 cm3 Wy= Wy=20,44.103cm3. 3.3. Tieát dieän treân cuûa chaân coång. - Dieän tích taám bieân:F1=140.1,8=252(cm) - Dieän tích taám thaønh:F2=1,4.96,4=134,96(cm) - Momen quaùn tính cuûa tieát dieän: Jx= Jx=1,424.106cm4. Jy= Jy=1,939.106cm4 - Momen choáng uoán cuûa tieát dieän: Wx = Wx=28,48.103 cm3 Wy= Wy=27,7.103cm3. 3.4. tieát dieän döôùi cuûa chaân coång. - Dieän tích taám bieân:F1=100.1,8=180(cm) - Dieän tích taám thaønh:F2=1,4.141,4=197,96(cm) - Momen quaùn tính cuûa tieát dieän: Jx= Jx=2,505.106cm4. Jy= Jy=1,077.106cm4 - Momen choáng uoán cuûa tieát dieän: Wx = Wx=34,552.103 cm3 Wy= Wy=21,54.103cm3. §4 :CAÙC TAÛI TROÏNG TÍNH 4.1 Baûng toå hôïp taûi troïng Keát caáu kim loïai cuûa coång truïc chòu caùc loïai taûi troïng: taûi troïng khoâng di ñoäng, taûi troïng di ñoäng, löïc quaùn tính, taûi troïng gioù, taûi troïng leäch do phaân boá taûi khoâng ñeàu giöõa 2 chaân coång. Baûng 3: Baûng toå hôïp taûi troïng. Loaïi taûi troïng Tính theo moõi Tính theo beàn vaø oån ñònh. [s]rk= [s]= Toå hôïp taûi troïng Ia Ib IIa IIb IIc Taûi troïng baûn thaân caáu kieän G G kT’.G G kT.G G Troïng löôïng xe con: Gx Gx kT’.Gx Gx kT.Gx Gx Troïng löôïng haøng keå caû thieát bò mang haøng yI.Qtñ kT’.Qtñ yII.Q kT.Q Q Löïc quaùn tính khi haõm coång truïc vaø xe con Pqt Pqtmax Pqt’ Löïc söôøn R khi coù di chuyeån leäch caàn truïc R R Löïc xoâ ngang H H H Taûi troïng gioù PgII PgII PgII Chuù thích: - Caùc tröôøng hôïp taûi troïng töông öùng söï laøm vieäc cuûa caàn truïc nhö sau: Ia ,IIa : Coång truïc ñöùng yeân, naâng haøng töø maët neàn hoaëc haõm khi ñang haï haøng vôùi nöûa toác ñoä(Ia) vaø caû toác ñoä(IIa). Ib ,IIb : Coång truïc mang haøng di chuyeån tieán haønh phanh coång truïc töø töø(Ib) vaø phanh ñoät ngoät (IIb). IIc : Coång truïc ñöùng yeân, xe con coù mang haøng di chuyeån treân caàu khi haõm xe con ñoät ngoät, toå hôïp II duøng ñeå tính keát caáu kim loaïi cuûa chaân ñôõ cöùng - Trong tröôøng hôïp naøy ta seõ tính keát caáu kim loaïi coång truïc theo ñoä beàn vaø oån ñònh. - Vôùi caùc tröôøng hôïp caàn phaûi tính laøIIa ,IIb ,IIc 4.2 Taûi troïng tính toaùn Troïng löôïng baûn thaân keát caáu - Troïng löôïng baûn thaân keát caáu kim loïai, cuûa saøn laùt,haøng raøo kieåm tra, ray, truïc truyeàn cuûa cô caáu di chuyeån… ñöôïc xem nhö phaân boá ñeàu doïc theo chieàu daøi cuûa keát caáu. Coøn taûi troïng cuûa cô caáu di chuyeån caàu, buoàng laùi vaø caùc thieát bò ñieän ñöôïc xem nhö taäp trung taïi ñieåm ñaët cuûa noù. - Vì coù hieän töôïng va ñaäp trong quaù trình di chuyeån treân ñöôøng ray coù moái noái, neân taûi troïng do troïng löôïng baûn thaân keát caáu kim loïai, cuûa saøn laùt, ray phaûi tính ñeán aûnh höôûng cuûa hieän töôïng va ñaäp. Troïng löôïng cuûa baûn thaân keát caáu ñöôïc xaùc ñònh döïa vaøo maùy maãu Khoái löôïng daàm chuû (choïn daàm chuû coù khoái löôïng lôùn hôn ñeå tính) m=32307 (kg) Khoái löôïng ray:m= 63,7(kg/m) Troïng löôïng phaân boá cuûa daàm chính: q=kT. q=1409,83(kG/m) Trong ñoù: kT=1,0: heä soá ñieàu chænh keå ñeán hieän töôïng va ñaäp khi di chuyeån theo trang 85,[kct] öùng vôùi Vc=11,07m/ph. Theo maùy maãu ta coù khoái löôïng chaân ñôõ m=17392(kg) qc==1,0.=1087(kG/m Troïng löôïng haøng Q troïng löôïng haøng Q=45000(kG) heä soá ñoäng khi naâng haøng : ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc gaàn ñuùng =1+0,04.V=1,64 Troïng löôïng xe tôøi G Troïng löôïng xe tôøi ñöôïc löïa choïn theo maùy maãu: G=18600 (kG) Löïc söôønR: Löïc söôøn khi coù söï di chuyeån leäch caàn truïc. R=0,1.N N:aùp löïc lôùn nhaát treân moät baùnh xe khi xe tôøi ôû vò trí ngoaøi cuøng cuûa consol: N=59000(kG)(döïa theo maùy maãu). R=5900 (kG) Löïc quaùn tính ngang. Khi coång truïc di chuyeån, tieán haønh haõm coång truïc laøm xuaát hieän löïc quaùn tính- löïc quaùn tính coù phöông ngang theo phöông di chuyeån cuûa coång truïc, chieàu phuï thuoäc vaøo chieàu cuûa gia toác(taêng toác hoaëc haõm). Löïc quaùn tính ngang do troïng löôïng caàu truïc, xe haøng vaø troïng löôïng haøng gaây ra( taûi troïng taäp trung): P=(m+m) (1.09)[5] Vôùi m:troïng löôïng caàu truïc vaø xe haøng m=23096+18600=41696(kG) m=45000(kG) troïng löôïng naâng V=11,07(m/phuùt):vaän toác di chuyeån coång truïc t=2s thôøi gian taêng toác hoaëc haõm coång truïc khi haõm coång truïc moät caùch ñoät ngoät löïc quaùn tính ngang ñöôïc tính giaù trò gaáp 2 laàn giaù trò ñònh möùc P=2.P (1.10)[5] =2.(41696+45000).=15995,41(kG) Khi caàn truïc di chuyeån coù gia toác thì coù taûi troïng quaùn tính phaân boá do troïng löôïng cuûa daàm chính, chaân coång di chuyeån coù gia toác. Taûi troïng quaùn tính phaân boá cuûa daàm chính khi caàn truïc di chuyeån coù mang haøng roài haõm ñoät ngoät laø: Taûi troïng quaùn tính phaân boá leân chaân ñôõ khi caàu truïc di chuyeån coù mang haøng, haõm ñoät ngoät: Taûi troïng gioù. Taûi troïng gioù taùc duïng leân caàn truïc ôû traïng thaùi ñang laøm vieäc: PgII=q0.n.c.g.b.åF (4.4)[5] Trong ñoù: F: Dieän tích caáu kieän (hay haøng)(m2). q0: Cöôøng ñoä cuûa gioù ôû ñoä cao 10m so vôùi maët ñaát phuï thuoäc vaùo toác ñoä cuûa gioù, q0=25kG/m2. b: Heä soá ñoäng löïc hoïckeå ñeán ñaëc tính xung ñoängcuûa gioù, laáy b=1,4. g: Heä soá vöôït taûi. Heä soá phuï thuoäc vaøo phöông phaùp tính toaùn. Khi tính theo öùng suaát cho pheùp g=1. c: Heä soá khí ñoäng hoïc keát caáu laáy c=1,4. n:heä soá hieäu chænh tính ñeán söï taêng aùp löïc cuûa gioù theo chieàu cao vôùi H=10¸20-->n=1,32. Dieän tích chaén gioù ñöôïc tính toaùn theo maùy maãu: Dieän tích chaén gioù cuûa daàm ngang bao goàm caû 2 ñoaïn consol: Fd=1,7.24+2.(5,5.1,7+)=80,1m2. Dieän tích chaén gioù cuûa caàu truïc, xe haøng,tang theo maët phaúng chieáu ñöùng Fct=12m2 Dieän tích chaén gioù cuûa chaân coång theo maët phaúng chieáu ñöùng: Fc=2.()=39,28m2 Dieän tích chaén gioù cuûa haøng theo maët phaúng chieáu ñöùng F=2,4.2,4=5,76(m) +Taûi troïng gioù taùc duïng leân daàm chuû trong maët phaúng chieáu ñöùng PgIId=25.1,32.1,4.1,4.1.(80,1+12+5,76)=6329,58(kG) + Taûi troïng gioù phaân boá treân moät ñôn vò chieàu daøi daàm theo maët phaúng chieáu ñöùng: àqgIId= + Taûi troïng gioù taùc duïng leân chaân coång trong maët phaúng chieáu ñöùng PgIIc=25.1,32.1,4.1,4.39,28=2540,63(kG) + Taûi troïng gioù phaân boá treân moät ñôn vò chieàu daøi cuûa chaân coång qgIIc=79,39(kG/m) Löïc xoâ ngang H Xaûy ra khi coù taûi troïng di ñoäng doïc keát caáu cuûa caàu treân, do troïng löôïng baûn thaân chaân coång hoaëc caùc taûi troïng khaùc taùc duïng leân coång khi coång laø keát caáu hai chaân cöùng. Löïc xoâ ngang chæ xuaát hieän khi coång ñöùng yeân, khi coång truïc di chuyeån löïc xoâ ngang bò trieät tieâu. §5 :XAÙC ÑÒNH NOÄI LÖÏC TRONG KEÁT CAÁU THEÙP Xaùc ñònh noäi löïc theo toå hôïp taûi troïng IIa. Tröôøng hôïp xe con coù haøng naèm ôû ngoaøi muùt consol laø tröôøng hôïp nguy hieåm khi tính cho daàm chính: Caùc taûi troïng taùc duïng leân daàm: Taûi troïng do haøng, xe tôøi,caàu truïc taùc duïng leân moãi daàm: N=N= Taûi troïng do troïng löôïng baûn thaân daàm : q=1409,83(kG/m) Taûi troïng do troïng löôïng baûn thaân cuûa chaân ñôõ: q=1087(kG/m) Taûi troïng gioù taùc duïng theo phöông ngang, vuoâng goùc vôùi daàm chính vaø taùc duïng leân daàm chính: q=119,83(kG/m) Taûi troïng gioù taùc duïng leân chaân ñôõ: q=79,39(kG/m) Sô ñoà tính taûi troïng II Hình 1.5 Sô ñoà tính IIa a,Xaùc ñònh caùc noäi löïc trong heä do caùc taûi troïng thaúng ñöùng gaây ra: Sô ñoà tính noäi löïc trong maët phaúng ñöùng Hình 1.6 Sô ñoà tính trong maët phaúng ñöùng Ñaây laø heä sieâu tónh baäc 1. ta choïn heä cô baûn töông ñöông baèng caùch caét boû 1 lieân keát taïi B vaø thay baèng moät phaûn löïc X, khi ñoù B trôû thaønh goái di ñoäng. Heä khi ñoù trôû thaønh: Hình 1.7 Heä cô baûn Ta tieán haønh giaûi heä sieâu tónh baèng phöông phaùp nhaân bieåu ñoà. Hình 1.8 Bieåu ñoà noäi löïc Hình 1.9 Bieåu ñoà noäi löïc d11== D1p= Ta coù phöông trình chính taéc: àX1=12225,54(kG) Bieåu ñoà momen toång:M= Hình 1.10 Bieåu ñoà momen M Hình 1.11 Bieåu ñoà löïc caét Q Hình 1.12 Bieåu ñoà löïc doïc N b, xaùc ñònh noäi löïc trong heä do caùc taûi troïng ngang gaây ra: toå hôïp II ta duøng ñeå tính ñoái vôùi daàm chính vaø consol. Trong maët phaúng ngang ta coi daàm chính vaø consol ñöôïc ñaët treân 2 goái coá ñònh, daàm chính vaø consol chòu taùc duïng cuûa taûi troïng gioù ngang. Sô ñoà tính nhö sau: Hình 1.13 Sô ñoà tính taûi troïng ngang Bieåu ñoà noäi löïc trong daàm chính vaø consol do caùc taûi troïng gioù taùc duïng theo phöông ngang: Hình 1.14 Bieåu ñoà noäi löïc , Ngoaøi ra do ray ñaët treân moät taám thaønh neân khi laøm vieäc aùp löïc cuûa caùc baùnh xe ñaêt caùch taâm uoán moät khoaûng x=0,5m neân seõ gaây ram omen xoaén daàm. Giaù trò cuûa momen xoaén daàm Mx: Mx=2.N.x=2.28874.0,5=28874kG.m 5.1: Xaùc ñònh noäi löïc cuûa coång truïc theo toå hôïp IIb. Toå hôïp II: coång truïc di chuyeån coù mang haøng, tieán haønh haõm coång truïc ñoät ngoät xeùt taïi vò trí nguy hieåm: xe con mang haøng naèm ôû cuoái consol. Sô ñoà tính caùc taûi troïng taùc duïng: Caùc löïc taùc duïng leân coång truïc trong toå hôïp II goàm: +troïng löôïng baûn thaân cuûa daàm chính: q=1409,83kG/m +troïng löôïng baûn thaân cuûa chaân ñôõ : q=1087kG/m +taûi troïng cuûa haøng, xe tôøi, caàu truïc taùc duïng leân daàm qua baùnh xe: N=N= +taûi troïng gioù taùc duïng leân daàm chính vaø consol: q=119,83kG/m +taûi troïng gioù taùc duïng leân chaân ñôõ q=79,39 kG/m +taûi troïng quaùn tính taäp trung cuûa haøng, xe tôøi, caàu truïc khi coång truïc phanh ñoät ngoät: P/2= +taûi troïng quaùn tính phaân boá cuûa daàm chính vaø consol khi coång truïc haõm ñoät ngoät : q=260,11kG/m +taûi troïng quaùn tính phaân boá cuûa chaân ñôõ khi coång truïc haõm ñoät ngoät : q=200,55kG/m + löïc söôøn taùc duïng leân coång truïc khi coång truïc di chuyeån leäch: R= 5900kG Ta coù sô ñoà tính coång truïc ôû traïng thaùi di chuyeån laø heä tónh ñònh. Hình 1.15 Sô ñoà tính coång trong toå hôïp IIb a, Sô ñoà tính caùc taûi troïng taùc duïng trong maët phaúng thaúng ñöùng: Hình 1.16 Sô ñoà tính trong maët phaúng thaúng ñöùng Ta coù: Vaäy ta coù bieåu ñoà noäi löïc: Hình 1.17 Bieåu ñoà momen M Hình 1.18 Bieåu ñoà löïc caét Q Hình 1.19 Bieåu ñoà löïc doïc N b, xaùc ñònh noäi löïc trong heä do caùc taûi troïng ngang gaây ra: toå hôïp II ta duøng ñeå tính ñoái vôùi daàm chính vaø consol. Trong maët phaúng ngang ta coi daàm chính vaø consol ñöôïc ñaët treân 1 goái coá ñònh, 1 goái di ñoäng, daàm chòu taûi troïng gioù ngang, löïc quaùn tính phaân boá cuûa troïng löôïng daàm, consol, löïc quaùn tính taäp trung do troïng löôïng haøng, xe tôøi, caàu truïc gaây ra khi haõm coång truïc ñoät ngoät.. Sô ñoà tính nhö sau: Hình 1.20 Sô ñoà tính trong maët phaúng ngang Bieåu ñoà noäi löïc trong daàm chính vaø consol do caùc taûi troïng gioù vaø quaùn tính taùc duïng theo phöông ngang: Hình 1.21 Bieåu ñoà noäi löïc My, Qx Ngoaøi ra do ray ñaët treân moät taám thaønh neân khi laøm vieäc aùp löïc cuûa caùc baùnh xe ñaêt caùch taâm uoán moät khoaûng x=0,5m neân seõ gaây ram omen xoaén daàm. Giaù trò cuûa momen xoaén daàm Mx: Mx=2.N.x=2.21674.0,5=21674kG.m Löïc quaùn tính ngang taäp trung do haøng, xe con, caàu truïc khi haõm coång truïc ñoät ngoät coøn gaây ra momen xoaén consol do löïc quaùn tính ñaët leäch taâm Hình 1.22 Maët caét daàm chính Momen xoaén do löïc quaùn tính Pqt ñaët ôû ñaàu ray gaây xoaén consol: Mx=P/2.h==7837,75(kGm) Trong ñoù h1= 5.1: Xaùc ñònh noäi löïc coång truïc theo toå hôïp IIc Toå hôïp II: coång truïc ñöùng yeân, xe con coù mang haøng di chuyeån treân caàu, haõm xe con ñoät ngoät taïi vò trí nguy hieåm : xe con ôû vò trí ngoaøi cuøng cuûa consol, toå hôïp II duøng ñeå tính keát caáu kim loaïi chaân ñôõ cöùng. Caùc taûi troïng taùc duïng leân coång truïc trong toå hôïp II bao goàm: +troïng löôïng baûn thaân cuûa daàm chính: q=1409,83kG/m +troïng löôïng baûn thaân cuûa chaân ñôõ : q=1087kG/m +taûi troïng cuûa haøng, xe tôøi, caàu truïc taùc duïng leân daàm qua baùnh xe: N=N= +taûi troïng gioù taùc duïng leân daàm chính vaø consol: q=119,83kG/m +taûi troïng gioù taùc duïng leân chaân ñôõ :q=79,39 kG/m + löïc quaùn tính doïc daàm khi haõm xe con ñoät ngoät: Vôùi V=45(m/phuùt) vaän toác di chuyeån caàu truïc t=2,5(s): thôøi gian haõm caàu truïc ôû toå hôïp II coång truïc ñöùng yeân neân ta choïn sô ñoà tính laø heä sieâu tónh baäc 1 vôùi hai goái coá ñònh. a, Sô ñoà tính coång theo maët phaúng khaåu ñoä: Hình 1.23 Sô ñoà tính trong maët phaúng khaåu ñoä toå hôïp IIc Sô ñoà tính theo maët phaúng ñöùng Hình 1.24 Sô ñoà tính trong maët phaúng thaúng ñöùng Choïn heä cô baûn töông ñöông baèng caùch thay goái B baèng goái di ñoäng vaø theâm phaûn löïc X: Hình 1.25 Heä cô baûn Ta giaûi heä sieâu tónh treân baèng phöông phaùp nhaân bieåu ñoà: Hình 1.26 Bieåu ñoà Hình 1.27 Bieåu ñoà d11== D1p= Ta coù phöông trình chính taéc: àX1=22726,8(kG) Bieåu ñoà momen toång:M= Caùc bieåu ñoà noäi löïc tìm ñöôïc: Hình 1.28 Bieåu ñoà momen M Hình 1.29 Bieåu ñoà löc caét Q Hình 1.30 Bieåu ñoà löïc doïc N b, Caùc taûi troïng taùc duïng leân chaân ñôõ trong maët phaúng ray bao goàm: + taûi troïng gioù taùc duïng theo phöông ngang: p=79,39kG/m +troïng löôïng baûn thaân cuûa chaân ñôõ : q=1087kG/m +troïng löôïng baûn thaân thanh giaèng : q=1150kG/m Sô ñoà tính chaân ñôõ trong maët phaúng ray ta ñöa veà heä tónh ñònh nhö sau : Hình 1.31 Sô ñoà tính trong maët phaúng ray toå hôïp IIc ta coù R=R=26017kG H=H=0 Ta coù bieåu ñoà noäi löïc cuûa caùc löïc taùc duïng leân chaân ñôõ trong maët phaúng ray: Hình 1.32 Bieåu ñoà momen M Hình 1.33 Bieåu ñoà löïc caét Q Hình 1.34 Bieåu ñoà löïc doïc N Ngoaøi ra do ray ñaët treân moät taám thaønh neân khi laøm vieäc aùp löïc cuûa caùc baùnh xe ñaêt caùch taâm uoán moät khoaûng x=0,5m neân seõ gaây ra momen xoaén daàm. Giaù trò cuûa momen xoaén daàm Mx: Mx=2.N.x=2.21674.0,5=21674kG.m §6 :KIEÅM TRA BEÀN KIEÅM TRA BEÀN CHO DAÀM CHÍNH 6.1. Toå hôïp taûi troïng IIa. Döïa vaøo bieåu ñoà noäi löïc ñaõ tìm ñöôïc ôû treân ta tieán haønh kieåm tra beàn cho daàm chính ôû toå hôïp IIa Ta kieåm tra beàn cho daàm chính taïi hai tieát dieän: Tieát dieän I-I coù moâmen uoán, löïc caét, momen xoaén lôùn . Tieát dieän II-II coù momen uoán, löïc caét, löïc doïc lôùn Taïi tieát dieän I-I: Tieát dieän I-I ôû beân traùi cuûa goái töïa traùi tieát dieän naøy coù: Muñ=-887382,78 kG.m Qñ= 78190,54 kG Mun=-12597,13 kG.m Q = 1737 kG Mx = 28874 kG.m J= 4,308.10 cm W= 50,682.10 cm S= 28678 cm J= 1,713.10 cm W= 26,35.10 cm S= 18561 cm -Öùng suaát phaùp ôû moät ñieåm caùch ñöôøng trung hoøa moät khoaûng y ñöôïc tính baèng coâng thöùc: (6.1)[6] -Öùng suaát tieáp cuõng ñaët caùch ñieåm trung hoøa moät khoaûng y tính baèng coâng thöùc: + (1.38)[5] Vôùi : +M: momen tính toaùn theo phöông ñöùng +M: momen xoaén daàm +: öùng suaát tieáp theo phöông ñöùng +Q: löïc caét +S: momen tónh cuûa phaàn tieát dieän caét ñoái vôùi ñöôøng trung hoøa x +d : chieàu daøy moät taám thaønh +y :toïa ñoä cuûa vò trí tính toaùn +J:momen quaùn tính cuûa maët caét ngang ñoái vôùi truïc quaùn tính chính trung taâm +b: beà roäng cuûa maët caét taïi vò trí tính öùng suaát +F: dieän tích hình bao tieát dieän daàm +: chieàu daøy taïi vò trí tính öùng suaát -Öùng suaát phaùp ôû moät ñieåm caùch ñöôøng trung hoøa moät khoaûng x ñöôïc tính baèng coâng thöùc: (6.1)[6] -Öùng suaát tieáp cuõng ñaët caùch ñieåm trung hoøa moät khoaûng x tính baèng coâng thöùc: + (1.38)[5] Vôùi : +M: momen tính toaùn theo phöông ngang +: öùng suaát tieáp theo phöông ngang +Q: löïc caét +S: momen tónh cuûa phaàn tieát dieän caét ñoái vôùi ñöôøng trung hoøa y +d : chieàu daøy moät taám bieân +x :toïa ñoä cuûa vò trí tính toaùn +J:momen quaùn tính cuûa maët caét ngang ñoái vôùi truïc quaùn tính chính trung taâm +b: beà roäng cuûa maët caét taïi vò trí tính öùng suaát -Bieåu ñoà phaân boá öùng suaát phaùp vaø öùng suaát tieáp treân maët caét I-I nhö hình veõ: Hình 1.35 Bieåu ñoà öùng suaát taïi maët caét I-I toå hôïp IIa Töø bieåu ñoà phaân boá öùng suaát ta thaáy coù ba phaân toá nguy hieåm laø A, B vaø C vì vaäy ta kieåm tra beàn cho ba phaân toá naøy. Xeùt phaân toá A: Phaân toá A vöøa coù öùng suaát phaùp do uoán ñöùng vöøa coù öùng suaát phaùp do uoán ngang, öùng suaát phaùp toång taïi phaân toá A laø: Ta thaáy : Vaäy phaân toá A ñuû beàn Xeùt phaân toá B: Phaân toá B vöøa coù öùng suaát phaùp do uoán ñöùng vöøa coù öùng suaát phaùp do uoán ngang laïi vöøa coù öùng suaát tieáp do uoán ñöùng, öùng suaát tieáp do uoán ngang raát nhoû so vôùi caùc giaù trò coøn laïi neân ta boû qua giaù trò naøy. Öùng suaát phaùp toång taïi B: Öùng suaát tieáp taïi B: Öùng suaát töông ñöông taïi B: Ta thaáy : Vaäy phaân toá B ñuû beàn Xeùt phaân toá C: Phaân toá C vöøa coù öùng suaát phaùp do uoán ngang vöøa coù öùng suaát tieáp do uoán ñöùng. Öùng suaát tieáp do uoán ñöùng taïi C: Öùng suaát phaùp do uoán ngang taïi C: Öùng suaát töông ñöông taïi C: Ta thaáy : Vaäy phaân toá C ñuû beàn Taïi tieát dieän II-II: Tieát dieän II-II ôû beân phaûi cuûa goái töïa traùi. tieát dieän naøy coù: Muñ= -691774,07 kG.m Qñ= - 47716,89 kG Mun= -12597,13 kG.m Q = -1437,96 kG + N= 12225,54 kG J= 4,308.10 cm W= 50,682.10 cm S= 28678 cm J= 1,713.10 cm W= 26,35.10 cm S= 18561 cm -Öùng suaát phaùp ôû moät ñieåm caùch ñöôøng trung hoøa moät khoaûng y ñöôïc tính baèng coâng thöùc: -Öùng suaát tieáp cuõng ñaët caùch ñieåm trung hoøa moät khoaûng y tính baèng coâng thöùc: Vôùi : +M: momen tính toaùn theo phöông ñöùng +: öùng suaát tieáp theo phöông ñöùng +Q: löïc caét +S: momen tónh cuûa phaàn tieát dieän caét ñoái vôùi ñöôøng trung hoøa x +d : chieàu daøy moät taám thaønh +y :toïa ñoä cuûa vò trí tính toaùn +J:momen quaùn tính cuûa maët caét ngang ñoái vôùi truïc quaùn tính chính trung taâm +b: beà roäng cuûa maët caét taïi vò trí tính öùng suaát -Öùng suaát phaùp ôû moät ñieåm caùch ñöôøng trung hoøa moät khoaûng x ñöôïc tính baèng coâng thöùc: - öùng suaát phaùp do löïc neùn daàm gaây ra, ñöôïc tính nhö sau: -Öùng suaát tieáp cuõng ñaët caùch ñieåm trung hoøa moät khoaûng x tính baèng coâng thöùc: Vôùi : +M: momen tính toaùn theo phöông ngang +: öùng suaát tieáp theo phöông ngang +Q: löïc caét +S: momen tónh cuûa phaàn tieát dieän caét ñoái vôùi ñöôøng trung hoøa y +d : chieàu daøy moät taám bieân +x :toïa ñoä cuûa vò trí tính toaùn +J:momen quaùn tính cuûa maët caét ngang ñoái vôùi truïc quaùn tính chính trung taâm +b: beà roäng cuûa maët caét taïi vò trí tính öùng suaát -Bieåu ñoà phaân boá öùng suaát phaùp vaø öùng suaát tieáp treân maët caét II-II nhö hình veõ: Hình 1.36 Bieåu ñoà öùng suaát taïi maët caét II-II toå hôïp IIa - Töø bieåu ñoà phaân boá öùng suaát ta thaáy coù ba phaân toá nguy hieåm laø A, B vaø C vì vaäy ta kieåm tra beàn cho ba phaân toá naøy. Xeùt phaân toá A: Phaân toá A vöøa coù öùng suaát phaùp do uoán ñöùng vöøa coù öùng suaát phaùp do uoán ngang, öùng suaát phaùp do daàm chòu keùo. öùng suaát phaùp toång taïi phaân toá A laø: Ta thaáy : Vaäy phaân toá A ñuû beàn Xeùt phaân toá B: Phaân toá B vöøa coù öùng suaát phaùp do uoán ñöùng vöøa coù öùng suaát phaùp do uoán ngang, öùng suaát phaùp do daàm chòu keùo, laïi vöøa coù öùng suaát tieáp do uoán ñöùng, öùng suaát tieáp do uoán ngang raát nhoû so vôùi caùc giaù trò coøn laïi neân ta boû qua giaù trò naøy. Öùng suaát phaùp toång taïi B: Öùng suaát tieáp taïi B: Öùng suaát töông ñöông taïi B: Ta thaáy : Vaäy phaân toá B ñuû beàn Xeùt phaân toá C: Phaân toá C vöøa coù öùng suaát phaùp do uoán ngang, öùng suaát phaùp do daàm chòu keùo. vöøa coù öùng suaát tieáp do uoán ñöùng. Öùng suaát tieáp do uoán ñöùng taïi C: Öùng suaát phaùp toång taïi C: Öùng suaát töông ñöông taïi C: Ta thaáy : Vaäy phaân toá C ñuû beàn 6.2. Toå hôïp taûi troïng IIb. Döïa vaøo bieåu ñoà noäi löïc ñaõ tìm ñöôïc ôû treân ta tieán haønh kieåm tra beàn cho daàm chính ôû toå hôïp IIb Ta kieåm tra beàn cho daàm chính taïi tieát dieän: Tieát dieän I-I coù moâmen uoán, löïc caét, momen xoaén lôùn . Taïi tieát dieän I-I: Tieát dieän I-I ôû beân traùi cuûa goái töïa traùi tieát dieän naøy coù: Muñ=-703062,78 kG.m Qñ= 63790,54 kG Mun=-142311,75 kG.m Q = 13506,83 kG Mx= 21674 kG.m J= 4,308.10 cm W= 50,682.10 cm S= 28678 cm J= 1,713.10 cm W= 26,35.10 cm S= 18561 cm -Öùng suaát phaùp ôû moät ñieåm caùch ñöôøng trung hoøa moät khoaûng y ñöôïc tính baèng coâng thöùc: (6.1)[6) -Öùng suaát tieáp cuõng ñaët caùch ñieåm trung hoøa moät khoaûng y tính baèng coâng thöùc: + (1.38)[5] Vôùi : +M: momen tính toaùn theo phöông ñöùng +M: momen xoaén daàm +: öùng suaát tieáp theo phöông ñöùng +Q: löïc caét +S: momen tónh cuûa phaàn tieát dieän caét ñoái vôùi ñöôøng trung hoøa x +d : chieàu daøy moät taám thaønh +y :toïa ñoä cuûa vò trí tính toaùn +J:momen quaùn tính cuûa maët caét ngang ñoái vôùi truïc quaùn tính chính trung taâm +b: beà roäng cuûa maët caét taïi vò trí tính öùng suaát +F: dieän tích hình bao tieát dieän daàm +: chieàu daøy taïi vò trí tính öùng suaát -Öùng suaát phaùp ôû moät ñieåm caùch ñöôøng trung hoøa moät khoaûng x ñöôïc tính baèng coâng thöùc: (6.1)[6] -Öùng suaát tieáp cuõng ñaët caùch ñieåm trung hoøa moät khoaûng x tính baèng coâng thöùc: + (1.38)[5] Vôùi : +M: momen tính toaùn theo phöông ngang +: öùng suaát tieáp theo phöông ngang +Q: löïc caét +S: momen tónh cuûa phaàn tieát dieän caét ñoái vôùi ñöôøng trung hoøa y +d : chieàu daøy moät taám bieân +x :toïa ñoä cuûa vò trí tính toaùn +J:momen quaùn tính cuûa maët caét ngang ñoái vôùi truïc quaùn tính chính trung taâm +b: beà roäng cuûa maët caét taïi vò trí tính öùng suaát -Bieåu ñoà phaân boá öùng suaát phaùp vaø öùng suaát tieáp treân maët caét I-I nhö hình veõ: Hình 1.37 Bieåu ñoà öùng suaát taïi maët caét I-I toå hôïp IIb Töø bieåu ñoà phaân boá öùng suaát ta thaáy coù ba phaân toá nguy hieåm laø A, B vaø C vì vaäy ta kieåm tra beàn cho ba phaân toá naøy. Xeùt phaân toá A: Phaân toá A vöøa coù öùng suaát phaùp do uoán ñöùng vöøa coù öùng suaát phaùp do uoán ngang, öùng suaát phaùp toång taïi phaân toá A laø: Ta thaáy : Vaäy phaân toá A ñuû beàn Xeùt phaân toá B: Phaân toá B vöøa coù öùng suaát phaùp do uoán ñöùng vöøa coù öùng suaát phaùp do uoán ngang laïi vöøa coù öùng suaát tieáp do uoán ñöùng, öùng suaát tieáp do uoán ngang Öùng suaát phaùp toång taïi B: Öùng suaát tieáp taïi B: Öùng suaát töông ñöông taïi B: Ta thaáy : Vaäy phaân toá B ñuû beàn Xeùt phaân toá C: Phaân toá C vöøa coù öùng suaát phaùp do uoán ngang vöøa coù öùng suaát tieáp . Öùng suaát tieáp taïi C: Öùng suaát phaùp do uoán ngang taïi C: Öùng suaát töông ñöông taïi C: Ta thaáy : Vaäy phaân toá C ñuû beàn Vaäy ta keát luaän daàm chính vaø consol ñuû beàn KIEÅM TRA BEÀN CHO CHAÂN COÅNG 6.3 Toå hôïp taûi troïng IIc Döïa vaøo bieåu ñoà noäi löïc ñaõ tìm ñöôïc ôû treân ta tieán haønh kieåm tra beàn cho chaân coång ôû toå hôïp IIb Ta kieåm tra beàn cho chaân coång taïi hai tieát dieän: Tieát dieän I-I coù moâmen uoán, löïc caét lôùn . Tieát dieän II-II coù löïc neùn chaân coång lôùn Taïi tieát dieän I-I: Tieát dieän I-I laø tieát dieän treân cuûa chaân coång ôû goái töïa phaûi, theo chieàu cao tieát dieän naøy caùch goái töïa 16m, tieát dieän naøy coù: + M = -363629 kG.m Q = -22726,8 kG N = 3097,64 kG J = 1,424.10 cm W= 28,48.10 cm J = 1,939.10 cm W= 27,7.10 cm S = 17497,93 cm -Öùng suaát phaùp do löïc neùn N gaây ra tính baèng coâng thöùc: [6] -Öùng suaát phaùp ôû moät ñieåm caùch ñöôøng trung hoøa moät khoaûng x ñöôïc tính baèng coâng thöùc: (6.1)[6] -Öùng suaát tieáp cuõng ñaët caùch ñieåm trung hoøa moät khoaûng x tính baèng coâng thöùc: (6.4)[6] Vôùi : +M: momen tính toaùn theo phöông ngang +: öùng suaát tieáp theo phöông ngang +Q: löïc caét +S: momen tónh cuûa phaàn tieát dieän caét ñoái vôùi ñöôøng trung hoøa y +d : chieàu daøy moät taám bieân +x :toïa ñoä cuûa vò trí tính toaùn +J:momen quaùn tính cuûa maët caét ngang ñoái vôùi truïc quaùn tính chính trung taâm +b: beà roäng cuûa maët caét taïi vò trí tính öùng suaát -Bieåu ñoà phaân boá öùng suaát phaùp vaø öùng suaát tieáp treân maët caét I-I nhö hình veõ: Hình 1.38 Bieåu ñoà öùng suaát taïi maët caét I-I toå hôïp IIc -Töø bieåu ñoà phaân boá öùng suaát ta thaáy coù ba phaân toá nguy hieåm laø A, B vaø C vì vaäy ta kieåm tra beàn cho ba phaân toá naøy. Xeùt phaân toá A: Phaân toá A vöøa coù öùng suaát phaùp do uoán ngang vöøa coù öùng suaát phaùp do neùn, öùng suaát phaùp toång taïi phaân toá A laø: Ta thaáy : Vaäy phaân toá A ñuû beàn Xeùt phaân toá B: Phaân toá B vöøa coù öùng suaát phaùp do neùn vöøa coù öùng suaát phaùp do uoán ngang laïi vöøa coù öùng suaát tieáp do uoán ngang Öùng suaát phaùp toång taïi B: Öùng suaát tieáp taïi B: Öùng suaát töông ñöông taïi B: Ta thaáy : Vaäy phaân toá B ñuû beàn Xeùt phaân toá C: Phaân toá C coù öùng suaát tieáp do uoán ngang . Öùng suaát tieáp taïi C: Ta thaáy : Vaäy phaân toá C ñuû beàn Taïi tieát dieän II-II: Tieát dieän II-II caùch goái töïa traùi 2m theo chieàu cao tieát dieän naøy coù: Muñ= -7780,22 kG.m Qñ= -1111,46 kG Mun= -6564 kG.m Q = -3282 kG N = -151602,63kG J= 2,505.10 cm W= 34,552.10 cm S= 19885,9 cm J= 1,077.10 cm W= 21,54.10 cm S= 13269,6 cm -Öùng suaát phaùp do löïc neùn ñöôïc tính baèng coâng thöùc: -Öùng suaát phaùp ôû moät ñieåm caùch ñöôøng trung hoøa moät khoaûng y ñöôïc tính baèng coâng thöùc: (6.1)[6] -Öùng suaát tieáp cuõng ñaët caùch ñieåm trung hoøa moät khoaûng y tính baèng coâng thöùc: (6.4)[6] Vôùi : +M: momen tính toaùn theo phöông ñöùng +M: momen xoaén daàm +: öùng suaát tieáp theo phöông ñöùng +Q: löïc caét +S: momen tónh cuûa phaàn tieát dieän caét ñoái vôùi ñöôøng trung hoøa x +d : chieàu daøy moät taám thaønh +y :toïa ñoä cuûa vò trí tính toaùn +J:momen quaùn tính cuûa maët caét ngang ñoái vôùi truïc quaùn tính chính trung taâm +b: beà roäng cuûa maët caét taïi vò trí tính öùng suaát +F: dieän tích hình bao tieát dieän daàm +: chieàu daøy taïi vò trí tính öùng suaát -Öùng suaát phaùp ôû moät ñieåm caùch ñöôøng trung hoøa moät khoaûng x ñöôïc tính baèng coâng thöùc: (6.1)[6] -Öùng suaát tieáp cuõng ñaët caùch ñieåm trung hoøa moät khoaûng x tính baèng coâng thöùc: (6.4)[6] Vôùi : +M: momen tính toaùn theo phöông ngang +: öùng suaát tieáp theo phöông ngang +Q: löïc caét +S: momen tónh cuûa phaàn tieát dieän caét ñoái vôùi ñöôøng trung hoøa y +d : chieàu daøy moät taám bieân +x :toïa ñoä cuûa vò trí tính toaùn +J:momen quaùn tính cuûa maët caét ngang ñoái vôùi truïc quaùn tính chính trung taâm +b: beà roäng cuûa maët caét taïi vò trí tính öùng suaát -Bieåu ñoà phaân boá öùng suaát phaùp vaø öùng suaát tieáp treân maët caét II-II nhö hình veõ: Hình 1.39 Bieåu ñoà öùng suaát taïi maët caét II-II toå hôïp IIc Töø bieåu ñoà phaân boá öùng suaát ta thaáy giaù trò cuûa öùng suaát tieáp laø nhoû so vôùi caùc giaù trò coøn laïi neân ta boû qua aûnh höôûng cuûa giaù trò naøy. Ta thaáy phaân toá nguy hieåm ôû ñaây laø phaân toá A vì vaäy ta kieåm tra beàn cho phaân toá naøy. Xeùt phaân toá A: Phaân toá A vöøa coù öùng suaát phaùp do uoán ñöùng vöøa coù öùng suaát phaùp do uoán ngang,öùng suaát phaùp do neùn gaây neân, öùng suaát phaùp toång taïi phaân toá A laø: Ta thaáy : Vaäy phaân toá A ñuû beàn Nhö vaäy sau khi kieåm tra hai tieát dieän nguy hieåm ta keát luaän chaân coång ñuû beàn §7 :KIEÅM TRA OÅN ÑÒNH 7.1. OÅN ÑÒNH TOÅNG THEÅ CUÛA DAÀM. Ñieàu kieän oån ñònh: s= Trong ñoù: jd :heä soá giaûm öùng suaát cho pheùp khi kieåm tra oån ñònh toång theå. Ñoái vôùi daàm toå hôïp ta coù coâng thöùc tính nhö sau: jd=y. Jx,Jy:momen quaùn tính lôùn nhaát vaø nhoû nhaát cuûa tieát dieän daàm vôùi truïc quaùn tính chíng trung taâm. h=1700mm: chieàu cao daàm l=2000mm: khoûang caùch giöõa caùc gaân taêng cöùng. y: laø heä soá ñöôïc tra baûng (soå tay caàn truïc taäp 1) phuï thuoäc vaøo a. a=1,6 Jk:momen choáng xoaén töï do cuûa tieát dieän daàm: Jk= g=1(daàm haøn): heä soá hieäu chænh Jk= Do ñoù a=1,6. Öùng vôùi a=4 tra baûng ta coù y=0,00053 Suy ra jd=0,00053. Vôùi toå hôïp IIa M=Mxmax=887382,78kG.m: Momen uoán lôùn nhaát trong tröôøng hôïp tính cho daàm chính. W=Wx=50,682.103cm3: Momen choáng uoán cuûa tieát dieän. s= jd.[s]=0,9.20=1800kG/cm2. s < js.[s]. Vaäy vôùi toå hôïp IIa daàm thoaû ñieàu kieän oån ñònh veà uoán. Vôùi toå hôïp IIb M=Mxmax=703062,78kG.m: Momen uoán lôùn nhaát trong tröôøng hôïp tính cho daàm chính. W=Wx=50,682.103cm3: Momen choáng uoán cuûa tieát dieän. s= jd.[s]=0,9.20=1800kG/cm2. s < js.[s]. Vaäy vôùi toå hôïp IIb daàm thoaû ñieàu kieän oån ñònh veà uoán. 7.2: KIEÅM TRA ÑOÄ VOÕNG CUÛA DAÀM Khi laøm vieäc daàm khoâng ñöôïc voõng quaù ñoä voõng cho pheùp, vì khi daàm bò voõng quaù nhieàu thì seõ gaây ra hieän töôïng dao ñoäng, khi ñoù daàm raát deå bò maát oån ñònh vì vaäy ta phaûi khoáng cheá sao cho ñoä voõng cuûa daàm khoâng quaù ñoä voõng cho pheùp. Ñoä voõng cuûa daàm döôùi taùc duïng cuûa xe con vaät naâng vaø troïng löôïng daàm ñöôïc xaùc ñònh Ta coù sô ñoà tính nhö sau: Hình 1.40 Sô ñoà tính ñoä voõng daàm Hình 1.41 Bieåu ñoà momen M Hình 1.42 Bieåu ñoà löïc doïc N Hình 1.43 Bieåu ñoà Hình 1.44 Bieåu ñoà Baèng phöông phöông phaùp nhaân bieåu ñoà ta coù: 0,045 m=45mm vôùi E=2,1.10kG/cm: moñun ñaøn hoài cuûa vaät lieäu J=4,038.10cm Ñoä voõng tónh cho pheùp: Theo TCVN 5575-1991 quy ñònh [f ]= = =48 mm Ta thaáy [f]>f vaäy daàm thoûa maûn ñieàu kieän veà ñoä voõng 7.3 TÍNH OÅN ÑÒNH CUÛA COÅNG TRUÏC Khi caàn truïc ñöùng yeân treân maët neàn, döôùi taùc duïng cuûa ngoaïi löïc nhö troïng löôïng vaät naâng, gioù, löïc quaùn tính phaùt sinh khi caùc cô caáu cuûa maùy laøm vieäc, aûnh höûông cuûa ñoä doác neàn…caàn truïc coù theå ôû traïng thaùi bò laät hoaëc bò ñoå. Khi naøy noùi caàn truïc bò maát oån ñònh. Caàn truïc caàn phaûi ñaûm baûo oån ñònh ôû caû hai traïng thaùi: laøm vieäc(coøn goïi laø oån ñònh coù taûi) vaø khoâng oån ñònh(oån ñònh khoâng taûi). Oån ñònh caàn truïc phaûi ñöôïc kieåm tra baèng tính toaùn thoâng qua heä soá oån ñònh k ôû caû hai traïng thaùi Heä soá oån ñònh coù taûi laø tæ soá giöõa momen cuûa troïng löôïng caùc boä phaän caàn truïc coù tính ñeán taát caû caùc löïc phuï(gioù, quaùn tính môû maùy hoaëc phanh caùc cô caáu) vaø aûnh höôûng cuûa nghieâng cho pheùp lôùn nhaát khi laøm vieäc, ñoái vôùi truïc laät vaø momen cuûa do taûi troïng cuûa troïng löôïng naâng Q gaây ra ñoái vôùi truïc laät ñoù. Heä soá oån ñònh khoâng taûi ñöôïc xaùc ñònh baèng tæ soá giöõa momen cuûa troïng löôïng caùc boä phaän cuûa caàn truïc coù tính ñeán goùc nghieâng maët neàn veà phía laät, ñoái vôùi truïc laät vaø momen cuûa löïc gioù ñoái vôùi truïc laät. Khi xeùt caàn truïc theo maët phaúng khaåu ñoä thì ta coù truïc laät naèm treân ñöôøng thaúng noái hai cuïm baùnh xe sau. Ñoái vôùi toå hôïp IIa thì momen laät M do taûi troïng gioù gaây ra, coøn momen giöõ M do troïng löôïng caùc boä phaän caàn truïc vaø troïng löôïng haøng gaây neân( coù tính ñeán heä soá ñoäng khi naâng haøng. Ñoái vôùi toå hôïp IIb thì momen laät M do taûi troïng gioù ngang vaø löïc quaùn tính ngang khi haõm coång truïc, coøn momen giöõ M do troïng löôïng caùc boä phaän caàn truïc vaø troïng löôïng haøng gaây neân coù tính ñeán heä soá ñoäng khi di chuyeån k=1. coøn toå hôïp IIc thì momen laät M do taûi troïng gioù taùc duïng theo phöông ngang gaây ra, coøn momen giöõ M do troïng löôïng haøng vaø troïng löôïng caùc boä phaän caàn truïc gaây ra. Vaäy ta thaáy trong maët phaúng khaåu ñoä thì tröôøng hôïp IIb seõ nguy hieåm hôn vaø ta tính oån ñònh khi coù taûi cho tröôøng hôïp naøy: Ta coù sô ñoà tính coång truïc ôû traïng thaùi di chuyeån laø heä tónh ñònh. Hình 1.45 Sô ñoà tính oån ñònh M=P.16+q.(14,5.2+24).16+q.2.+q.(14,5.2+24).16+q.2. M=15995,4.16+119,83.53.16+79,39.16+260,11.53.16+200,55.16 =649780,16(kG.m) M=(G+Q). vôùi : G: troïng löôïng coång truïc G=250 taán(theo maùy maãu) Q: troïng löôïng haøng Q=35 taán H=15m: khoaûng caùch chaân coång theo maët phaúng ray M=(250000+35000)=2137500(kG.m) Heä soá oån ñònh khi coù taûi k= Khi coång truïc khoâng laøm vieäc thì momen laät M do taûi troïng gioù theo phöông ngang gaây ra, coøn momen giöõ M do troïng löôïng caùc boä phaän caàn truïc gaây ra M=q.(14,5.2+24).16+q.2. M=119,83.53.16+79,39.16=121939,68(kG.m) M=G. vôùi : G: troïng löôïng coång truïc G=250 taán(theo maùy maãu) M=250000.=1875000(kG.m) Heä soá oån ñònh khi khoâng taûi k= Khi xeùt coång truïc trong maët phaúng ray thì truïc laät seõ laø ray ôû phía sau. Ôû traïng thaùi laøm vieäc: Khi xeùt coång truïc trong toå hôïp IIa thì momen laät M do taûi troïng gioù ngang gaây ra, coøn momen giöõ thì do troïng löôïng cuûa caùc boä phaän caàn truïc vaø do troïng löôïng haøng gaây neân. Khi xeùt coång truïc ôû traïng thaùi IIb thì momen laät M do taûi troïng gioù ngang gaây ra, coøn momen giöõ M thì do troïng löôïng cuûa caùc boä phaän caàn truïc vaø do troïng löôïng haøng gaây neân. Khi xeùt coång truïc ôû traïng thaùi IIc thì momen laät M do taûi troïng gioù ngang vaø löïc quaùn tính doïc khi phanh xe tôøi treân daàm chính gaây ra, coøn momen giöõ M thì do troïng löôïng cuûa caùc boä phaän caàn truïc vaø do troïng löôïng haøng gaây neân. Töø ñoù ta thaáy trong ba traïng thaùi thì ôû IIc coång thieáu oån ñònh nhaát, ta tieán haønh kieåm tra coång trong tröôøng hôïp naøy: M=2.q.+P.16=79,39.16+52017,6.16=852605,44(kG.m) M=(G+Q).=(250000+35000).=3420000(kG.m) Heä soá oån ñònh khi coù taûi k= Khi caàn truïc khoâng laøm vieäc thì momen laät M do taûi troïng gioù ngang gaây ra, coøn momen giöõ M thì do troïng löôïng caùc boä phaän coång truïc gaây ra M=2.q.+=79,39.16=20323,84(kG.m) M=G.=250000.=3000000(kG.m) Heä soá oån ñònh khi khoâng taûi k= Vaäy ta keát luaän coång truïc oån ñònh. §8: THIEÁT KEÁ COÂNG NGHEÄ 8.1 TÍNH TOAÙN LIEÂN KEÁT HAØN 8.1.1.Choïn loaïi que haøn. Ñeå ñaûm baûo ñoä beàn cuûa moái haøn khoâng keùm ñoä beàn cuûa kim loaïi cô baûn theùp CT3 ta choïn loaïi que haøn '42 coù ñoä beàn sb=420N/mm2. Öùng suaát phaùp cho pheùp cuûa moái haøn:[s]h=160N/mm2=1600kG/cm2 Öùng suaát tieáp cho pheùp cuûa moái haøn:[t]h=0,6.[s]h=0,6.1600=960kG/cm2 8.1.2.KIEÅM TRA MOÁI HAØN GIÖÕA TAÁM BIEÂN VÔÙI TAÁM THAØNH. Moái haøn giöõa taám bieân vôùi taám thaønh ñöôïc thöïc hieän baèng moái haøn goùc, chieàu cao cuûa moái haøn choïn h=8mm. Moái haøn ñöôïc haøn baèng tay vaø caùc moái haøn naøy chaïy doïc theo chieàu daøi daàm, ñoä beàn moái haøn ñöôïc kieåm tra theo theo taùc duïng cuûa löïc tröôït T: th = [t]h Trong ñoù: Q=78190,54 kG:löïc caét tính toaùn Sc=2340.84,1=196,8.103cm3: moâ men tónh cuûa taám bieân ñoái vôùi truïc trung hoaø hh=8mm: chieàu cao ñöôøng haøn b=0,7:heä soá hình daïng ñöôøng haøn Jx=4,308.106cm4: moâ men quaùn tính cuûa tieát dieän ñoái vôùi truïc trung hoaø Vaäy th = Ta thaáy th<[t]h vaäy moái haøn giöõa taám bieân vôùi taám thaønh ñuû ñoä beàn 8.1.3.KIEÅM TRA MOÁI HAØN CUÛA TAÁM THAØNH. Moái haøn ñeå lieân keát caùc baûn theùp cuûa taám thaønh laø moái haøn ñoái ñaàu, ñaây laø moái haøn chòu ñoàng thôøi moâ men uoán vaø löïc caét.Do ñoù ñoä beàn moái haøn ñöôïc kieåm tra theo caùc coâng thöùc sau: s = t = [t]h Trong ñoù : Mu = M = 187382,78kG.m lh = 170 cm : Chieàu daøi moái haøn. Q=78190,54kG:löïc caét. d=1,3 cm: chieàu daøy taám thaønh. Vaäy s = = 1496,23 kG/cm2 t = =530,7 kG/cm2 Ta thaáy t<[t]h =960kG/cm2; s <=1600 kG/cm2 vaäy moái haøn ñuû ñoä beàn 8..1.4 TRÌNH TÖÏ HAØN LIEÂN KEÁT Vì daàm hoäp neân khi haøn phaûi haøn theo trình tö sau : Tröôùc tieân ta phaûi haøn caùc taám theùp cuûa taám bieân treân laïi vôùi nhau roài gaù ñaët noù treân moät maët phaúng. Keá tieáp ta gaù ñaët caùc taám thaønh, caùc gaân taêng cöùng leân treân taám bieân roài söû duïng caùc moái haøn ñính ñeå ñònh vò chuùng, sau khi ñaõ gaù ñaët vaø ñònh vò xong ta tieán haønh haøn. Sau khi tieán xong böôùc hai ta ñaët taám bieân döôùi leân vaø tieán haønh haøn 8.1.5 QUY TRÌNH HAØN KEÁT CAÁU Caùc moái haøn thöïc hieän theo TCVN 1691:1975 Söû duïng que haøn '42 hoaëc que haøn coù ñaëc tính töông ñöông . Meùp moái haøn phaûi ñöôïc maøi phaúng ,kích thöôùc theo baûn veõ ;beà maët moái haøn döôïc laøm saïch baèng choåi saét vaø chaát taåy röûa tröôùc vaø sau khi haøn. Theùp cheá taïo phaûi coøn môùi ,chöa qua söû duïng. Khi haøn phaûi ñaûm baûo ñoä ñoàng phaúng cuûa caùc taám theùp sau khi gheùp noái.Ñoä khoâng phaúng cuûa beà maët theùp sau khi gheùp <=1,0 mm/m2 . Thöïc hieän khoeùt loã tröôùc khi haøn keát caáu . Löu yù: Thöïc hieän caùc bieän phaùp coâng ngheä ñeå giaûm bieán daïng vaø öùng suaát haøn naâng cao ñoä beàn moûi.(nhö :haøn saâu,thaáu; haøn giaùp moái neân haøn hai beân; keïp chaët choáng bieán daïng 8.2 KHÔÙP BAÛN LEÀ CONSOL NAÂNG HAÏ Hình 1.46 Sô ñoà tính khôùp baûn leà consol naâng haï Vò trí khôùp baûn leà consol caùch goái töïa traùi 1,5m. taïi vò trí naøy nhö ñaõ tính toaùn ôû treân ta coù: Q=76075,79 kG Tai(vaáu) ñeå laép truïc baûn leà ñöôïc cheá taïo töø theùp taám coù chieàu daøy t. öùng suaát lôùn nhaát taïi tieát dieän 1-1 : (3.42) [3] Trong ñoù +k laø heä soá taäp trung öùng suaát phuï thuoäc goùc tieáp xuùc . Ñoái vôùi truïc baûn leà lieân keát caùc boä phaän keát caáu kim loaïi maùy truïc thì tyû soá B/d=1,53,5 thì k=3,84,3 choïn k=4 +B,d: kích thöôùc loã d=150mm B=400mm +t: ñoä daøy cuûa tai baûn leà t=65mm Öùng suaát cho pheùp []=0,85.=0,85.2800=2380(kG/cm) <[]. Vaäy tai vaáu ñaûm baûo ñieàu kieän beàn 8.3 TÍNH TOAÙN LIEÂN KEÁT BULONG Hình 1.47 Lieân keát bulong Ta tính toaùn lieân keát bulong taïi vò trí: vò trí coù löïc keùo lôùn, löïc caét nhoû. Lieân keát chaân coång taïi vò trí phía treân giaèng chaân coång ta coi nhö chæ chòu löïc keùo vì caùc giaù trò momen uoán vaø löïc caét nhoû neân ta boû qua. Khi ñoù ta coù soá löôïng buloâng caàn thieát ñöôïc tính theo coâng thöùc: (3.21)[3] Trong ñoù N=135558,4+23852=159410,4(kG) [N]: khaû naêng chòu keùo cuûa moät buloâng tính theo coâng thöùc: [N]=A.R (3.15)[3] Vôùi A=5,6cmkhi d=30cm - dieän tích thöïc cuûa tieát dieän thaân buloâng(tröø giaûm yeáu do ren) laáy theo baûng 3.8[3] R=1900(daN/cm),lôùp ñoä beàn:5.6 =1: heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa caáu kieän ñoái vôùi buloâng cöôøng ñoä cao Choïn soá bulong n=22 8.4 THANH GIAÈNG CHAÂN COÅNG Khoái löôïng phaân boá cuûa thanh giaèng m=1150 kG/m Momen quaùn tính choáng uoán cuûa tieát dieän thanh giaèng chaân coång: W=31,496.10cm Dieän tích tieát dieän cuûa thanh giaèng chaân coång: F=727,92 cm Theo tính toùan ôû phaàn treân vò trí nguy hieåm laø ôû giöõa thanh,thanh giaèng chòu momen uoán vaø löïc neùn: M=39965,19 kG.m N=1227,24 kG Öùng suaát phaùp do uoán trong thanh giaèng: == ÖÙng suaát neùn trong thanh giaèng : sn= Vaäy öùng suaát toång: =126,89+1,68=128,57kG/cm Vaäy sn<[s1]=2000kG/cm2 Vaäy thanh giaèng ñaûm baûo ñoä beàn khi laøm vieäc.