Thiết kế cần trục tháp bánh lốp truyền động thủy lực sức nâng 120T

Giới Thiệu Chung Về Cần Trục Tháp Bánh Lốp 1 – Chassi; 2 – Đối trọng; 3 – Sàn quay; 4 – Cáp nâng hàng; 5 – Xilanh thủy lực thay đổi tầm với; 6 – Cụm puly cố định thuộc palăng cân bằng hàng; 7 – Cabin lái; 8 – Khớp bản lề; 9 – Tháp; 10 – Bộ cảm biến góc xoay của cần; 11 – Xilanh thủy lực nâng tháp; 12 – Xilanh thủy lực chân chống; 13 – Chân chống; 14 – Cần; 15 – Tang cuốn cáp điện; 16 – Móc treo; 17 – Bánh xe đỡ cần; 18 – Cụm puly di động của palăng cân bằng hàng. 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 nhiều lĩnh vực, đặc biệt là lĩnh vực giao thông vận tải và xây dựng…nhằm phục vụ quá trình xây lắp và vận chuyển. Trong các loại máy nâng thông dụng, cần trục tháp bánh lốp là loại cần trục có cơ cấu di chuyển bằng bánh lốp nên có tính cơ động cao. Nó thường được sử dụng ở những nơi có khối lượng công việc không nhiều, tại các địa điểm phân tán, ở nơi xa và thường thay đổi nơi làm việc. Tháp và cần được chế tạo từ thép có độ bền cao. Trên tháp có gắn xilanh thay đổi tầm với, cabin điều khiển, cấu thang dẫn lên cabin, puly dẫn hướng cho cáp nâng. Bên cạnh đó, tháp còn được trang bị thêm hai xilanh nâng hạ giúp hạ tháp và cần tạo điều kiện cho việc sửa chữa và bảo dưỡng những thiết bị gắn trên đó. Do trọng lượng hàng nâng của cần trục thường rất lớn nên nhà chế tạo trang bị các chân chống để tăng độ ổn định của cần trục, tránh bị lật khi nâng hàng. Cần trục tháp bánh lốp là loại cần trục cảng có sức nâng tương đối lớn, tầm với xa, bán kính quay lớn, do đó nó có thể làm việc trong bãi ở cảng. Loại cần trục này có sức nâng từ 20 tấn đến 120 tấn, tầm với từ 25 đến 54 m. Cần trục này sử dụng động cơ diezen và các cơ cấu (bao gồm: cơ cấu di chuyển, cơ cấu quay, cơ cấu thay đổi tầm với, cơ cấu nâng hạ hàng) được truyền động chủ yếu bằng phương thức truyền động thủy lực. CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN: TT Tên thông số Ký hiệu Trị số Đơn vị đo 01 Sức nâng Chế độ bình thường Qbt 60 Tấn Chế độ làm hàng nặng Qhn 120 Tấn 02 Vận tốc nâng, hạ hàng max Vn/Vh 120 m/ph 03 Vận tốc quay nq 1.5 Vg/ph 04 Vận tốc di chuyển Vdc 80 m/ph 05 Số trục bánh xe ntrbx 8 trục 06 Số trục lái được ntrl 7 trục 07 Số trục chủ động ntrchd 3 trục 08 Chiều cao nâng hàng H 32 – 40 m 09 Chiều sâu hạ hàng H’ 15 m 10 Bán kính quay vòng phía trong Rtr 8.5 m 11 Bán kính quay vòng phía ngoài Rng 18.5 m 12 Trọng lượng toàn bộ cần trục GΣ 480 Tấn (gần đúng) 13 Tốc độ gió cho phép khi làm việc Vg 20 m/s Giới Thiệu Chung Về Kết Cấu Thép Cần Kết cấu thép cấn của cấn trục tháp bánh lốp có kết cấu dạng dàn không gian và tiết diện ngang của dàn là hình chữ nhật. Dàn hình chữ nhật có độ cứng chống uốn theo hai phương và độ cứng chống xoắn khá lớn, dễ bố trí các thiết bị trên đó. Các thanh dàn đươc làm bằng thép ống, linê 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) thông 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 bằng 2 khớp bản lề cố định, còn đầu cần thì tự do. Vì vậy trong mặt phẳng ngang, cần được coi như một thanh ngàm cứng có đầu 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. Xét điều kiện làm việc của cần ta nhận thấy rằng: cần được coi là bộ phận chịu lực chủ yếu của cần trục. Cần làm việc ở trạng thái chịu nén và uốn ngang phẳng trong 2 mặt phẳng – ngang và nâng hạ cần. Ở các thanh chịu nén của dàn ngoài việc đảm bảo sự phù họp của kết cấu (cần dài, mảnh) còn chú ý đến điều kiện ổn định của thanh để chống lại sự uốn dọc làm mất ổn định của thanh. Dàn sử dụng thép ống có nhiều ưu điểm đáp ứng điều kiện này. Để vịêc tính toán dàn được 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 dáng kể so với tải trọng tác dụng nên khi tính toán có thể bỏ qua. Từ giả thiết trên ta có thể đi đến kết luận: Các thanh trong dàn chỉ chịu kéo hoặc nén, nghĩa là các thanh trong dàn chỉ tồn tại lực dọc mà không có mômen uốn và lực cắt. HÌNH THỨC KẾT CẤU: Cần trục tháp bánh lốp là loại cần trục quay thay đổi tầm với bằng cách nâng hạ cần. Cần là một dàn có trục thẳng có tiết diện thau đổi theo chiều dài cần. Phần dưới của cần đặt trên khớp bản lề cố định, trên phần quay của kết cấu kim loại, đầu trên nối với palăng thay đổi tầm với. Vì thế cần được xem như một thanh đặt trên 2 bản lề. Các cần thẳng dùng trong trường hợp khi dây cáp dùng để nâng hạ cần được nối ở đầu cần. Các cần này có ưu điểm là nhẹ hơn, kết cấu đơn giản hơn. Tuy nhiên nó không cho phép nâng vật nặng lên cao ở tầm với nhỏ nhất. Đối với các cần trục có trọng tải lớn, cần được chế tạo kiểu dàn với tiết diện ngang tứ giác. Thanh biên của các tứ giác đó được làm bằng thép góc. Để giảm nhẹ trọng lượng các cần được chế tạo theo kiểu dàn có độ cứng thay đổi CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA DÀN: Chiều dài cần: L = 55m Chiều cao mặt cắt giữa cần: m Chọn h = 2m. Chiều rộng mặt cắt của cần ở giữa cần: m Chọn B = 3 m Chiều rộng mặt cắt của cần ở gối tựa: m Chọn B0 = 4m. ĐẶC ĐIỂM VẬT LIỆU CHẾ TẠO: Chọn vật liệu chế tạo kết cấu thép cần là thép CT3 có cơ tính như sau: 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 σch 2400 ÷ 2800 KG/cm2 4 Giới hạn bền σb 3800 ÷ 4200 KG/cm2 5 Độ giãn dài khi đứt ε 21 % 6 Khối lượng riêng γ 7.83 T/m3 7 Độ dai va đập ak 50 ÷ 100 J/cm2 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 như: tải trọng cố định, tải trọng quán tính, tải trọng gió, tải trọng do lắc động hàng trên cáp … - Khi tính toán thiết kế kim loại máy trục của cần trục người ta tính theo 3 trường hợp sau: Trường hợp tải trọng I: Các tải trọng tác dụng lên máy trục là tải trọng tiêu chuẩn ở trạng thái làm việc bình thường. 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 và điều kiện làm việc 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 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 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 đómột chác đột ngột tính cho tổ hợp IIb. BẢNG TỔ HỢP TẢI TRỌNG: Loại tải trọng Tính theo độ bền mỏi: [σ] = σrk/nI Tính theo độ bền và độ ổn định: [σ] = σc/nII [σ] = σc/nIII Ia Ib IIa IIb III Trọng lượng bản thân của cần Gc Gc Gc Gc Gc Trọng lượng hàng (Qh) và thiết bị mang hàng (Gm) Qtđ Qtđ Q Q - Hệ số động ψ ψI ψII - Góc nghiêng của cáp treo hàng - βI - βII - Lực căng cáp treo hàng Sh Sh Sh Sh - Các lực quán tính theo phương ngang của cần trục khi tăng tốc hoặc hãm phanh - 0.5Fqt - Fqt - Tải trọng gió - - PgII PgII PgIII VỊ TRÍ TÍNH TOÁN CỦA CẦN: Qua phân tích tình hình chịu lực của cần do tải trọng thẳng đứng, cần là một thanh tổ hợp (dàn) chịu nén và uốn. Nội lực trong cần phụ thuộc vào góc nghiêng của cần (α) so với phương ngang. - Khi cần ở tầm với nhỏ nhất (Rmin): lực nén cần đạt trị số lớn nhất - Khi cần ở tầm với lớn nhất (Rmax): mômen gây uốn cần đạt trị số lớn nhất - Trạng thái bất lợi của nội lực có thể là khi cần ở tầm với trung gian (Rtb). Do đó ta tính nội lực trong cần ở cả 3 vị trí: tầm với nhỏ nhất Rmin, tầm với lớn nhất Rmax, tầm với trung gian Rtb.Căn cú vào biểu đồ tầm với – sức nâng của cần trục, ta xác định được 3 vị trí tính toán như sau: Thông số Vị trí Q(T) R (m) α (o) Rmin 120 12 80 Rtb 60 40 47 Rmax 40 54 20 SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN: CÁC TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN: 1. Trọng lượng bản thân cần: Gc (N) - Trọng lượng cần: Gc = 31 (T) = 310 *103 (N) - Trọng lượng cần Gc có thể coi là tải trọng phân bố đều (qc) trên các mắt dàn. Trong đó : - Gc  : trọng lượng bản thân cần - n  : số mắt dàn 2. Trọng lượng hàng kể cả thiết bị mang hàng : Q (N) * Trường hợp tổ hợp tải trọng IIa : Trong đó : - Qh  : trọng lượng của hàng - Gm = 5 tấn : trọng lượng móc - ψ = 1.4 : hệ số động học - Tại vị trí tầm với nhỏ nhất  : Q = 1.4*(115 + 5) = 168 tấn = 1680000 N - Tại vị trí tầm với trung bình : Q = 1.4*(55 + 5) = 84 tấn = 840000 N - Tại vị trí tầm với lớn nhất  : Q = 1.4*(35 + 5) = 56 tấn = 560000 N * Trường hợp tổ hợp tải trọng IIb : Q = Qh + Gm - Tại vị trí tầm với nhỏ nhất  : Q = 115 + 5 = 120 tấn = 1200000 N - Tại vị trí tầm với trung bình : Q = 55 + 5 = 60 tấn = 600000 N - Tại vị trí tầm với lớn nhất  : Q = 35 + 5 = 40 tấn = 400000 N 3. Lực căng dây cáp treo hàng : Sh (N) Trong đó : - Q : sức nâng định mức Q = Qh + Gm - a = 1 : bội suất palăng - ηp : hiệu suất chung của palăng Trong đó : - t = 4 : số ròng rọc đổi hướng không tham gia tạo bội suất a - λ = 0.98 : hiệu suất từng ròng rọc, được chọn theo điều kiện làm việc và loại ổ. * Trường hợp tổ hợp tải trọng IIa : - Tại vị trí tầm với nhỏ nhất : N - Tại vị trí tầm với trung bình : N - Tại vị trí tầm với lớn nhất : N * Trường hợp tổ hợp tải trọng IIb : - Tại vị trí tầm với nhỏ nhất : N - Tại vị trí tầm với trung bình : N - Tại vị trí tầm với lớn nhất : N 4. Tải trọng quán tính : Pqt (N) Pqt = mc * ε * rc Trong đó : - mc = 32 tấn : khối lượng cần - ε : gia tốc góc - ω : vận tốc góc quay - t = 10s : thời gian khời động hoặc hãm cơ cấu (rad / s2) - rc : khoảng cách từ tâm phần quay tới trọng tâm của cần - Tại vị trí Rmin : Pqt = 32000 * 0.016 * 6 = 3072 (N) - Tại vị trí Rtb : Pqt = 32000 * 0.016 * 20 = 10240 (N) - Tại vị trí Rmax : Pqt = 32000 * 0.016 * 27 = 13824 (N) 5. Tải trọng gió: Pg (N) Trong đó: - Pg : toàn bộ tải trọng gió tác dụng lên máy trục - FH : diện tích chắn gió của kết cấu và vật nâng - pg : áp lực của gió tác dụng lên kết cấu - q0 : 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 - β : hệ số kể tới tác dụng động của gió - γ : hệ số vượt tải + Áp lực của gió tác dụng lên cần: Chọn : qo = 25 KG/m2 = 250 N / m2; n = 1.9 (Rmin); n = 1.7 (Rmax & Rtb); c = 1.5 ; β = 1.3 ; γ = 1 - Tại vị trí Rmin : Pgc = 250 * 1.9 * 1.5 * 1.3 * 1 = 926 N/m2 - Tại vị trí Rtb: Pgc = 250 * 1.7 * 1.5 * 1.3 * 1 = 829 N/m2 - Tại vị trí Rmax: Pgc = 250 * 1.7 * 1.5 * 1.3 * 1 = 829 N/m2 + Áp lực gió tác dụng lên hàng: Chọn : qo = 25 KG/m2 = 250 N / m2; n = 1.9 (Rmin); n = 1.7 (Rmax & Rtb); c = 1.2 ; β = 1.3 ; γ = 1 - Tại vị trí Rmin : Pgh = 250 * 1.9 * 1.2 * 1.3 * 1 = 741 N/m2 - Tại vị trí Rtb: Pgh = 250 * 1.7 * 1.2 * 1.3 * 1 = 663 N/m2 - Tại vị trí Rmax: Pgh = 250 * 1.7 * 1.2 * 1.3 * 1 = 663 N/m2 + Diện tích chắn gió của cần: Trong đó: - kc = 0.4 : hệ số kín của kết cấu (hệ số lọt gió) - Fb = 65m2 : diện tích hình bao của kết cấu m2 + Diện tích chắn gió của hàng : Dựa vào bảng 4.2 – sách KCKLMT ta chọn diện tích chắn gió của vật nâng như sau: - Tại vị trí Rmin : FHh = 40 m2 - Tại vị trí Rtb : FHh = 28 m2 - Tại vị trí Rmax : FHh = 22 m2 => Diện tích chắn gió của kết cấu và vật nâng : Vậy : tải trọng gió tác dụng lên cần : Vị trí Thông số Rmin Rtb Rmax Pgc (N/m2) 926 829 829 FHc (m2) 26 26 26 Pgh (N/m2) 741 663 663 FHh (m2) 40 28 22 Pg (N) 53716 40118 36140 6. Tải trọng do lực ngang tác dụng ở đầu cần: T (N). (Chỉ tính trong trường hợp tổ hợp tải trọng IIb) Tn = Q * tg β Trong đó: Q : sức nâng định mức β = 120 : góc nghiêng cáp treo hàng - Tại vị trí Rmin: Tn = 1200000 * tg 120 = 255068 N - Tại vị trí Rtb: Tn = 600000 * tg 120 = 127534 N - Tại vị trí Rmax: Tn = 400000 * tg 120 = 85022 N 7. Tải trọng tác dụng trong mặt phẳng nằm ngang : Pn (N) Các tải trọng tác dụng lên cần trong mặt phẳng ngang là : tải trọng quán tính và tải trọng gió. Pn = Pqt + Pg - Tại vị trí Rmin : Pn = 3072 +53716 = 56788 N - Tại vị trí Rtb : Pn = 10240 + 40118 = 50358 N - Tại vị trí Rmax : Pn = 13824 +36140 = 49964 N TÍNH TOÁN KẾT CẤU CẦN TRONG MẶT PHẲNG NÂNG HÀNG: Vì dàn đối xứng nên ta tính toán cho một bên dàn, còn mặt kia tính tương tự. 1.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 thẳng đứng là: Tải trọng phân bố lên các mắt dàn do trọng lượng bản thân của cần: Trong đó: - Gc = 310000 N : trọng lượng bản thân của cần - n = 31 mắt : số mắt của một bên dàn trong mặt phẳng nâng hàng N/mắt Vị trí Tải trọng Rmin Rtb Rmax (N) 840000 420000 280000 (N) 913044 456522 304348 qc (N/mắt) 5000 5000 5000 2.xác định các phản lực tại các liên kết tựa: Sơ đồ xác định các phản lực tại các liên kết tựa. * Tính ứng lực xilanh thay đổi tầm với: Ta xác định cánh tay đòn của các lực dựa vào họa đồ vị trí của cần. Vị trí Tay đòn Rmin Rtb Rmax a (mm) 9550 37510 51683 b (mm) 4775 18755 25841 c (mm) 11440 29150 29150 d (mm) 2600 7040 7400 Vậy ta có ứng lực trong xilanh thay đổi tầm với cho từng vị trí là: - Tại vị trí Rmin: N - Tại vị trí Rtb : N - Tại vị trí Rmax : N * Tính phản lực tại gối đỡ A: Trong đó: δ, γ là góc nghiêng của xilanh thủy lực thay đổi tầm với và cáp hàng so với phương nằm ngang. Các góc này thay đồi tùy thuộc vào góc nghiêng của cần so với phương nằm ngang α và được xác định bằng phương pháp họa đồ vị trí. Vị trí Góc Rmin Rtb Rmax δ (0) 70 19 -10 γ (0) 68 15 -12 Vậy phản lực tại gối đỡ A : - Tại vị trí Rmin : N N - Tại vị trí Rtb : N N - Tại vị trí Rmax : N N 3. xác định nội lực các thanh trong dàn: Ta quy ước như sau: - Thanh biên trên : từ 1A ÷ 16A - Thanh biên dưới: từ 1B ÷ 15B - Thanh bụng: từ 1 ÷ 28 Tính toán nội lực trong từng thanh bằng phương pháp tách mắt: Mắt 1: Y H V A A q c 1B N N 1A b c X - Tại vị trí Rmax: b = 320; c = 140 ; HA = 1579931 N; VA = 597110 N => N1A = -622302 N N1B = -1084400 N - Tại vị trí Rtb : b = 680; c = 500 ; HA = 1159990 N ; VA = 445557 N => N1A = -159136 N N1B = -2946378 N - Tại vị trí Rmin: b = 910 ; c = 730 ; HA = 120663 N ; VA = 2449849 N => N1A = -1939745 N N1B = -528492 N Mắt 2 : - Tại vị trí Rmax : a = 580 ; qc = 5000 N ; N1A = -622302 N => N1 = -6337 N N2A = -619943 N - Tại vị trí Rtb: a = 220; qc = 5000 N; N1A = 1599136 N => N1 = -2799 N N2A = -615586 N - Tại vị trí Rmin : a = -10 ; qc = 5000 N ; N1A = -1939745 N => N1 = 130 N N2A = -617400 N Mắt 3: - Tại vị trí Rmax : a = 760 ; qc = 5000 N ; N1 = -6337 N ; N1B = -1084400 N => N2 = 10506 N N2B = -1096408 N - Tại vị trí Rtb : a = 400; qc = 5000 N; N1 = -2799 N; N1B = -2946378 N => N2 = 6155 N N2B = -2949457 N - Tại vị trí Rmin : a = 170 ; qc = 5000 N ; N1 = 130N ; N1B = -528492 N => N2 = 1993 N N2B = -525000 N Mắt 4 : - Tại vị trí Rmax : a = 670 ; qc = 5000 N ; N2B = -1096408 N => N3 = 176118 N N3B = -1080956 N - Tại vị trí Rtb : a = 310; qc = 5000 N; N2B = -2999457 N => N3 = 471794 N N3B = -2958243 N - Tại vị trí Rmin : a = 80 ; qc = 5000 N ; N2B = -525000 N => N3 = 82824 N N3B = -513585 N Mắt 5 : - Tại vị trí Rmax : a = 670 ; d = 370 ; qc = 5000 N ; T = 1297953 N ; N2 = 10506 N ; N2A = -619943 N ; N3 = 176118 N => N4 = 944912 N N3A = -99554 N - Tại vị trí Rtb : a = 310 ; d = 460 ; qc = 5000 N ; T = 760455 N ; N2 = 6155 N N2A = -615586 N ; N3 = 471794 N => N4 = 1516146 N N3A = -1104558 N - Tại vị trí Rmin : a = 80 ; d = 370 ; qc = 5000 N ; T = -647328 N ; N2 = 1993 N N2A = -617400 N ; N3 = 82824 N => N4 = -516451 N N3A = -768016 N Mắt 6 : - Tại vị trí Rmax : a = 670 ; qc = 5000 N ; N3A = -99554 N => N5 = -4602 N N4A = 101508 N - Tại vị trí Rtb : a = 310 ; qc = 5000 N ; N3A = -1104558 N => N5 = -2575 N N4A = -1100272 N - Tại vị trí Rmin : a = 80 ; qc = 5000 N ; N3A = -768016 N => N5 = -696 N N4A = -763065 N Mắt 7: - Tại vị trí Rmax : a = 230 ; qc = 5000 N ; N3B = -1080956 N ; N4 = 944912 N N5 = -4602 N => N6 = -947897 N N4B = 223890 N - Tại vị trí Rtb : a = 820 ; qc = 5000 N ; N3B = -2958243 N ; N4 = 1516146N N5 = -2575 N => N6 = -1534308N N4B = -854128N - Tại vị trí Rmin : a = 590 ; qc = 5000 N ; N3B = -513585 N ; N4 = -516451 N N5 = -696 N => N6 = 527011 N N4B = -1226945 N Mắt 8 : - Tại vị trí Rmax : a = 670 ; qc = 5000 N ; N6 = -947897 N ; N4A = 101508 N => N7 = 941499 N N5A = -1209023 N - Tại vị trí Rtb : a = 310 ; qc = 5000 N ; N6 = -1534308 N ; N4A = -1100272 N => N7 = 1530728 N N5A = -522513 N - Tại vị trí Rmin : a = 80 ; qc = 5000 N ; N6 = 527011 N ; N4A = -763065 N => N7 = -527978 N N5A = -25256 N Mắt 9 : - Tại vị trí Rmax : a = 670 ; qc = 5000 N ; N7 = 941499 N ; N4B = 223890 N => N8 = -935100 N N5B = 1529439 N - Tại vị trí Rtb : a = 310 ; qc = 5000 N ; N7 = 1530728 N ; N4B = -854128 N => N8 = -1527148 N N5B = 1274337 N - Tại vị trí Rmin : a = 80 ; qc = 5000 N ; N7 = -527978 N ; N4B = -1226945 N => N8 = 528945 N N5B = -1956194 N Mắt 10 : - Tại vị trí Rmax : a = 670 ; qc = 5000 N ; N5A = -1209023 N ; N8 = -935100 N => N9 = 928702 N N6A = -2501775 N - Tại Rtb : a = 310 ; qc = 5000 N ; N5A = -3225139 N ; N8 = -1527148 N => N9 = 1523568 N N6A = -4120502 N - Tại vị trí Rmin : a = 80 ; qc = 5000 N ; N5A = -25256 N ; N8 = 528945 N => N9 = -529912 N N6A = 715239 N Mắt 11 : - Tại vị trí Rmax : a = 670 ; qc = 5000 N ; N5B = 1529439 N ; N9 = 928702 N => N10 = -922304 N N6B = 2817209 N - Tại vị trí Rtb : a = 310 ; qc = 5000 N ; N5B = 1274337 N ; N9 = 1523566 N => N10 = -1519988 N N6B = 3392854 N - Tại vị trí Rmin : a = 80 ; qc = 5000 N ; N5B = -1956194 N ; N9 = -529912 N => N10 = 530879 N N6B = -2688130 N Mắt 12 : - Tại vị trí Rmax : a = 670 ; qc = 5000 N ; N6A = -2501775 N ; N10 = -922304 N => N11 = 915906 N N7A = 3776749 N - Tại vị trí Rtb : a = 310 ; qc = 5000 N ; N6A = -4120502 N ; N10 = -1519988 N => N11 = 1516408 N N7A = -6225474 N - Tại vị trí Rmin : a = 80 ; qc = 5000 N ; N6A = 715239 N ; N10 = 530879 N => N11 = -531846 N N7A = 1458421 N Mắt 13 : - Tại vị trí Rmax : a = 690 ; qc = 5000 N ; N7A = 3776749 N ; => N12 = -136558 N N8A = 378006 N - Tại vị trí Rtb : a = 330 ; qc = 5000 N ; N7A = -6225474 N => N12 = 214673 N N8A = -6224980 N - Tại vị trí Rmin : a = 100 ; qc = 5000 N ; N7A 1458421 N => N12 = -51798 N N8A = 1464264 N Mắt 14: - Tại vị trí Rmax : a = 650 ; qc = 5000 N ; N6B = 2817209 N ; N11 = 915906 N N12 = -136558 N => N13 = -935432 N N7B = 4119364 N - Tại vị trí Rtb : a= 290 ; qc = 5000 N ; N6B = 3392854 N ; N11 = 1516408 N N12 = 214673 N => N13 = -611490 N N7B = 4849558 N - Tại vị trí Rmin : a = 60 ; qc = 5000 N ; N6B = -2688130 N ; N11 = -531846 N N12 = -51798 N => N13 = 793758 N N7B = -3616104 N Mắt 15 : - Tại vị trí Rmax : a = 690 ; qc = 5000 N ; N8A = 378006 N ; N13 = -935432 N => N14 = 1035674 N N9A = -1039798 N - Tại vị trí Rtb : a = 330 ; qc = 5000 N ; N8A = -6224980 N ; N13 = -611490 N => N14 = 677518 N N9A = -6315080 N - Tại vị trí Rmin : a = 100 ; qc = 5000 N ; N8A = 1464264 N ; N13 = 793758 N => N14 = -886179 N N9A = 2679337 N Mắt 16 : - Tại vị trí Rmax : a = 650 ; qc = 5000 N ; N7B = 4119364 N ; N14 = 1035674 N => N15 = -1067158 N N8B = 5634279 N - Tại vị trí Rtb : a = 290 ; qc = 5000 N ; N7B = 4849558 N ; N14 = 677518 N  => N15 = -698907 N N8B = 5844156 N - Tại vị trí Rmin : a = 60 ; qc = 5000 N ; N7B = -3616104 N ; N14 = -886179 N => N15 = 627145 N N8B = -4696419 N Mắt 17 : - Tại vị trí Rmax : a = 690 ; qc = 5000 N ; N9A = -1039798 N ; N15 = -1067158 N => N16 = 1182518 N N10A = -2658263 N - Tại vị trí Rtb : a = 330 ; qc = 5000 N ; N9A = -6315080 N ; N15 = -698907 N => N16 = 774968 N N10A = -7372415 N - Tại vị trí Rmin : a = 100 ; qc = 5000 N ; N9A = 2679337 N ; N15 = 627145 N => N16 = -700445 N N10A = 3212590 N Mắt 18: - Tại vị trí Rmax : a = 650 ; qc = 5000 N ; N16 = 1182518 N ; N8B = 5634279 N => N17 = -1197185 N N9B = 7333741 N - Tại vị trí Rtb : a = 290 ; qc = 5000 N ; N8B = 5844156 N ; N16 = 774968 N => N17 = -785366 N N9B = 6961459 N - Tại vị trí Rmin : a = 60 ; qc = 5000 N ; N8B = -4696419 N ; N16 = -7000445 N => N17 = 713749 N N9B = -5700164 N Mắt 19 : - Tại vị trí Rmax : a = 690 ; qc = 5000 N ; N10A = -2658263 N ; N17 = -1197185 N => N18 = 1301536 N N11A = -4440179 N - Tại vị trí Rtb : a = 330 ; qc = 5000 N ; N10A = -7372415 N ; N17 = -785366 N => N18 = 854328 N N11A = -8538729 N - Tại vị trí Rmin : a = 100 ; qc = 5000 N ; N10A = 3212590 N ; N17 = 713749 N => N18 = -781418 N N11A = 4284996 N Mắt 20: - Tại vị trí Rmax : a = 650 ; qc = 5000 N ; N9B = 7333741 N ; N18 = 1301536 N => N19 = -1341256 N N10B = 9204795 N - Tại vị trí Rtb : a = 290 ; qc = 5000 N ; N9B = 6961459 N ; N18 = 854328 N => N19 = -881192 N N10B = 8193174 N - Tại vị trí Rmin : a = 60 ; qc = 5000 N ; N9B = -5700164 N ; N18 = -781418 N => N19 = 809934 N N10B = -6820627 N Mắt 21 : - Tại vị trí Rmax : a = 690 ; qc = 5000 N ; N11A = -4440179 N ; N19 = -1341256 N => N20 = 1482639 N N12A = -6437678 N - Tại vị trí Rtb : a = 330 ; qc = 5000 N ; N11A = -8538729 N ; N19 = -881192 N => N20 = 974593 N N12A = -7896466 N - Tại vị trí Rmin : a = 100 ; qc = 5000 N ; N11A = 4284996 N ; N19 = 809934 N => N20 = -900840 N N12A = 5500702 N Mắt 22: - Tại vị trí Rmax : a = 650 ; qc = 5000 N ; N10B = 9204795 N ; N20 = 1482639 N => N21 = -1501880 N N11B = 8298825 N - Tại vị trí Rtb : a = 290 ; qc = 5000 N ; N10B = 8193174 N ; N20 = 974593 N => N21 = -988025 N N11B = 7573195 N - Tại vị trí Rmin : a = 60 ; qc = 5000 N ; N10B = -6820627 N ; N20 = -900840 N => N21 = 916309 N N11B = -7088775 N Mắt 23 : - Tại vị trí Rmax : a = 690 ; qc = 5000 N ; N12A = -6437678 N ; N21 = -1501880 N => N22 = 1629690 N N13A = -8632720 N - Tại vị trí Rtb : a = 330 ; qc = 5000 N ; N12A = -7896466 N ; N21 = -988025 N => N22 = 1072616 N N13A = -9337852 N - Tại vị trí Rmin : a = 100 ; qc = 5000 N ; N12A = 5500702 N ; N21 = 916309 N => N22 = -999736 N N13A = 5849917 N Mắt 24: - Tại vị trí Rmax : a = 650 ; qc = 5000 N ; N11B = 6298825 N ; N22 = 1429690 N => N23 = -1551475 N N12B = 7600785 N - Tại vị trí Rtb : a = 290 ; qc = 5000 N ; N11B = 6573195 N ; N22 = 1072616 N => N23 = -1087744 N N12B = 7091820 N - Tại vị trí Rmin : a = 60 ; qc = 5000 N ; N11B = -6088775 N ; N22 = -999736 N => N23 = 1016292 N N12B = -6496904 N Mắt 25 : - Tại vị trí Rmax: a = 690;qc = 5000 N; N13A = -7632720 N ; N23 = -1551475 N => N24 = 1592698 N N14A = -8047076 N - Tại vị trí Rtb : a = 330 ; qc = 5000 N ; N13A = -6337852 N ; N23 = -1087744 N => N24 = 1181275 N N14A = -7925431 - Tại vị trí Rmin : a = 100 ; qc = 5000 N ; N13A = 6849917 N ; N23 = 1016292 N => N24 = 1106137 N N14A = 6725895 N Mắt 26 : - Tại vị trí Rmax : a = 650 ; qc = 5000 N ; N12B = 6600785 N ; N24 = 1592698 N => N25 = -1617303 N N13B = 8133238 N - Tại vị trí Rtb : a = 290 ; qc = 5000 N ; N12B = 6091820 N ; N24 = 1181275 N => N25 = -1198283 N N13B = 7764090 N - Tại vị trí Rmin : a = 60 ; qc = 5000 N ; N12B = -6496904 N ; N24 = 1106137 N => N25 = -1124534 N N13B = -5928378 N Mắt 27 : - Tại vị trí Rmax : a = 690 ; qc = 5000 N ; N14A = -5047076 N ; N25 = -1517303 N => N26 = 1673393 N N15A = -5704545 N - Tại vị trí Rtb : a = 330 ; qc = 5000 N ; N14A = -4925431 N ; N25 = -1198283 N => N26 = 1301725 N N15A = -5675066 N - Tại vị trí Rmin : a = 100 ; qc = 5000 N ; N14A = 3725895 N ; N25 = -1124534 N => N26 = 1224084 N N15A = 5083120 N Mắt 28: -Tại vị trí Rmax : a = 650 ; qc = 5000 N ; N13B = 4133238 N ; N26 = 1673393 N => N27 = -1801124 N N14B = 5921193 N - Tại vị trí Rtb : a = 290 ; qc = 5000 N ; N13B = 3764090 N ; N26 = 1301725 N => N27 = -1320816 N N14B = 4606675 N - Tại vị trí Rmin : a = 60 ; qc = 5000 N ; N13B = -3928378 N ; N26 = 1224084 N => N27 = -1290340 N N14B = -4160677 N Mắt 29 : - Tại vị trí Rmax : a = 690 ; qc = 5000 N ; N15A = -5704545 N ; N27 = -1801124 N => N28 = 1994234 N N16A = -6188201 N - Tại vị trí Rtb : a = 330 ; qc = 5000 N ; N15A = -12675066 N ; N27 = -1320816 N => N28 = 1662845 N N16A = -4641776 N - Tại vị trí Rmin : a = 100 ; qc = 5000 N ; N15A = 5083120 N ; N27 = -1290340 N => N28 = 1431770 N N16A = 3160625 N Mắt 30: - Tại vị trí Rmax : a = 650 ; qc = 5000 N ; N14B = 6392337 N ; N28 = 1994234 N => N29 = -2015302 N N15B = 9204795 N - Tại vị trí Rtb : a = 290 ; qc = 5000 N ; N14B = 4606675 N ; N28 = 1662845 N => N29 = -1688184 N N15B = 6959883 N - Tại vị trí Rmin : a = 60 ; qc = 5000 N ; N14B = -4160677 N ; N28 = 1431770 N => N29 = -1455800 N N15B = -2131707 N Mắt 31 : - Tại vị trí Rmax : a = 210 ; qc = 5000 N ; N29 = -2015302 N => N30 = 1599212 N - Tại vị trí Rtb : a = 570; qc = 5000 N; N29 = -1688184 N => N30 = 1645875 N - Tại vị trí Rmin: a = 800; qc = 5000 N; N29 = -1455800 N => N30 = 1971463 N Ta có bảng nội lực các thanh trong dàn: Vị trí Thanh Rmax Rtb Rmin 1A -622302 -159136 1939745 1B -1084400 -2946378 -528492 2A -619943 -615586 -617400 2B -1096408 -2949457 -525000 3A -99554 -1104558 -768016 3B -1080956 -2958243 -513585 4A 101508 -1100272 -763065 4B 223890 -854128 -1226945 5A -1209023 -522513 -25256 5B 1529439 1274337 1956194 6A -2501775 -4120502 715239 6B 2817209 3392854 -2688130 7A 3776749 -6225474 1458421 7B 4119364 4849558 -3616104 8A 378006 -6224980 1464264 8B 5634279 5844156 -4696419 9A -1039798 -6315080 2679337 9B 7333741 6961459 -5700164 10A -2658263 -7372415 3212590 10B 8204795 78193178 -6820627 11A -4440179 -8538729 4284996 11B 8298825 7573195 -7088775 12A -6437678 -7896466 5500702 12B 7600785 7091820 -6496904 13A -8632720 -6337852 5849917 13B 8163238 7764090 -5928378 14A -8047076 -7925431 6725895 14B 5921193 4606675 -4160677 15A -5704545 -5675076 5083120 15B 9204795 6959883 -2131707 16A -6188201 4641776 3160625 1 -6337 -2799 130 2 10506 6155 1993 3 176118 471794 82824 4 944912 1516146 -516451 5 -4602 -2575 -696 6 -947897 -1534308 527011 7 941499 1530728 -527978 8 -935100 -1527148 528945 9 928702 1523568 -529912 10 -922304 -1519988 530879 11 915906 1516408 -531846 12 -136558 214673 -51798 13 -935432 -611490 793758 14 1035674 677518 -886179 15 -1067158 -698907 627145 16 1182518 774968 -700445 17 -1197185 -785366 713749 18 1301536 854328 -781418 19 -1341256 -881192 809934 20 1482639 974593 -900840 21 -1501880 -988025 916309 22 1629690 1072616 -999736 23 -1551475 -1087744 1016292 24 1592698 1181275 1106137 25 -1617303 -1198283 -1124534 26 1673393 1301725 1224084 27 -1801124 -1320816 -1290340 28 1994234 1662845 1431770 29 -2015302 -1688184 -1455800 30 1599212 1645875 1971463 TÍNH TOÁN KẾT CẤU CẦN TRONG MẶT PHẲNG NGANG : Tải trọng tác dụng trong mặt phẳng ngang : Tải trọng tác dụng trong mặt phẳng ngang gồm có : - Các tải trọng ngang do gió và quán tính : Pn , Pqt - Tải trọng do lực ngang tác dụng ở đầu cần : Tn - Tải trọng tác dụng trong mặt phẳng nằm ngang : Pn = (Pg + Pqt) Các tải trọng do gió và quán tính xem như tải trọng phân bố đều trên các mắt dàn : khi đặt các tải trọn 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 tải trọng phân bố lên các mắt dàn là : Ta có bảng số liệu sau : Vị trí Tải trọng Rmin Rtb Rmax (N) 127534 63767 42511 qn (N/mắt) 916 812 805 Xác định phản lực gối tựa : => - Tại vị trí Rmin : Pn = 56788 N ; T = 255068 N ; L = 55 m ; Bo = 4 m => Rn = 1948801 N - Tại vị trí Rtb : Pn = 50358 N ; T = 127534 N ; L = 55 m ; Bo = 4m => Rn = 1049901 N - Tại vị trí Rmax : Pn = 49964 N ; T = 85022 N ; L = 55 m ; Bo = 4 m => Rn = 756278 N 3. Xác định nội lực các thanh trong dàn : Ta quy ước : - Thanh biên ngoài : 1A ÷ 16A - Thanh biên trong : 1B ÷ 15B - Thanh bụng : 1 ÷ 30 Ta tiến hành xác định các thanh trong dàn bằng phương pháp tách mắt. Mắt 1: - Tại vị trí Rmin : Rn = 1948801 N ; qn = 916 N => N1A = 1978864 N N1 = -344542 N - Tại vị trí Rtb : Rn = 1049901 N ; qn = 812 N => N1A = 1066097 N N1 = -185938 N - Tại vị trí Rmax : Rn = 756278 N ; qn = 805 N => N1A = 767945 N N1 = -134157 N Mắt 2: - Tại vị trí Rmin : Rn = 1948801 N ; qn = 916 N ; N1 = -344542 N => N1B = -2428632 N N2 = 885869 N - Tại vị trí Rtb : Rn = 1049901 N ; qn = 812 N ; N1 = -185938 N => N1B = -1308822 N N2 = 478074 N - Tại vị trí Rmax : Rn = 756278 N ; qn = 805 N ; N1 = -134157 N => N1B = -943074 N N2 = 344938 N Mắt 3: - Tại vị trí Rmin : a = 670 ; qn = 916 N ; N1A = 1978864 N ; N2 = 885869 N => N3 = -987643 N N2A = 2642499 N - Tại vị trí Rtb : a = 310 ; qn = 812 N ; N1A = 1066097 N ; N2 = 478074 N => N3 = -533645 N N2A = 1640549 N - Tại vị trí Rmax : a = 80 ; qn = 805 N ; N1A = 767945 N ; N2 = 344938 N => N3 = -385413 N N2A = 1182850 N Mắt 4: - Tại vị trí Rmin : a = 760 ; qn = 916 N ; N1B = -2428632 N ; N3 = -987643 N => N4 = 756800 N N2B = -2649049 N - Tại vị trí Rtb : a = 400 ; qn = 812 N ; N1B = -1308822 N ; N3 = -533645 N => N4 = 534457 N N2B = -1994862 N - Tại vị trí Rmax : a = 170 ; qn = 805 N ; N1B = -943074 N ; N3 = -385413 N => N4 = 386418 N N2B = -1438962 N Mắt 5: - Tại vị trí Rmin : a = 760; qn = 916 N ; N2B = -2649049 N => N5 = 221 N N3B = -2748160 N - Tại vị trí Rtb : a = 400 ; qn = 812 N ; N2B = -1994862 N => N5 = 622 N N3B = -1994340 N - Tại vị trí Rmax : a = 170 ; qn = 805 N ; N2B = -1438962 N => N5 = 770 N N3B = -1438726 N Mắt 6: - Tại vị trí Rmin : a = 670 ; qn = 916 N ; N2A = 2642499 N ; N4 = 756800 N ; N5 = 221N => N6 = -757555 N N3A = 2915064 N - Tại vị trí Rtb : a = 310 ; qn = 812 N ; N2A = 1640549 N ; N4 = 534457 N ; N5 = 622 N => N6 = -536177 N N3A = 2328321 N - Tại vị trí Rmax : a = 80 ; qn = 805 N ; N2A = 1182850 N ; N4 = 386418 N ; N5 = 770 N => N6 = -388463 N N3A = 1680822 N Mắt 7: - Tại vị trí Rmin : a = 760 ; qn = 916 N ; N3B = -2748160 N ; N6 = -757555 N => N7 = 757844 N N4B = -2921350 N - Tại vị trí Rtb : a = 400 ; qn = 812 N ; N3B = -1994340 N ; N6 = -536177 N => N7 = 536989 N N4B = -2683635 N - Tại vị trí Rmax : a = 170 ; qn = 805 N ; N3B = -1438726 N ; N6 = -388463 N => N7 = 389468 N Mắt 8: - Tại vị trí Rmin : a = 650 ; qn = 916 N ; N3A = 2915064 N ; N7 = 757844 N => N8 = -781717 N N4A = 3024437 N - Tại vị trí Rtb : a = 310 ; qn = 812 N ; N3A = 2328321 N ; N7 = 536989 N => N8 = -554472 N N4A = 2744086 N - Tại vị trí Rmax : a = 80 ; qn = 805 N ; N3A = 1680822 N ; N7 = 389468 N => N8 = 402542 N N4A = 2200408 N Mắt 9: Mắt 10: Mắt 11 : Mắt 12 : Mắt 13: Mắt 14: Mắt 15: Mắt 16: Mắt 17: Các mắt còn lại tính hoàn toàn tương tự như trên ta sẽ xác định được lực dọc trong tất cả các thanh của kết cấu dàn. Sau đó ta có thể sử dụng chương trình Sap2000 để kiểm tra nội lực trong tất cả các thanh. Bảng giá trị nội lực các thanh xiên: (N) Vị trí Thanh Rmax Rtb Rmin 1 -134157 -185938 -344542 2 344938 478074 885869 3 -385413 -533645 -987643 4 386418 534457 756800 5 770 622 221 6 -388463 -536177 -757555 7 389468 536989 757844 8 -402542 -554472 -781717 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 giá trị nội lực các thanh biên: (N) Vị trí Thanh Rmax Rtb Rmin 1A 767945 1066097 1978864 2A 1182850 1640549 2642499 3A 1680822 2328321 2915064 4A 2200406 2744036 3024437 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 -943074 -1308822 -2468632 2B -1438962 -1994862 -2649049 3B -1438726 -1994340 -2748160 4B -2296606 -2683635 -2921350 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 Xác định nội lực lớn nhất trong các thanh của dàn : - Dựa vào việc tách mắt trong kết cấu cần ta xác định được nội lực của các thanh trong dàn. Từ đó ta xác định đươc : +> Nội lực lớn nhất của thanh xiên trong dàn là thanh số 29 có lực dọc N29 = 2015302 N, tại vị trí Rmax trong mặt phẳng nâng hạ hàng. +> Nội lực lớn nhất của thanh biên trong dàn là thanh biên dưới số 15 có lực dọc N15B = 9204795 N, tại vị trí Rmax trong mặt phẳng nâng hạ hàng. 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 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 được tính bằng tỉ số giữa ứng suất giới hạn của vật liệu σo và hệ số an toàn n. - Điều kiện giới hạn về độ bền khi tính theo phương pháp ứng suất cho phép: Trong đó : σ - ứng suất do tải trọng tiêu chuẩn sinh ra trong cấu kiện [σ] - ứng suất cho phép σo - ứng suất giới hạn. - Đối với vật liệu dẻo: σo = σch ; đối với vật liệu dòn: σo = σb 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: σch = 2400 ÷ 2800 KG / cm2 : giới hạn chảy của thép CT3 n = 1.4 : hệ số an toàn, được chon theo bảng 2.2 sách kết cấu KLMT TÍNH CHỌN TIẾT DIỆN CÁC THANH TRONG DÀN: Tính chọn tiết diện thanh xiên: Thanh xiên chịu tải lớn nhất là thanh số 29 có N29 = 2015302 N tại vị trí Rmax , trong mặt phẳng nâng hạ hàng. - Tiết diện thanh xiên được chọn sơ bộ theo điều kiện bền: mm2 Chọn tiết diện thanh xiên có các thông số sau : - Diện tích : F = 11965 mm2 - Đường kính ngoài : D = 117 mm - Đường kính trong : d = 97 mm * Kiểm tra độ ổn định của thanh xiên: - Mômen quán tính của tiết diện dối với trục x và y: Trong đó: mm4 - Bán kính quán tính của tiết diện đối với trục x và y: mm - Độ mảnh : Trong đó: μ = 1 – hệ số chiều dài tính toán, phụ thuộc liên kết thanh ở hai đầu cột. l = 2840 mm – chiều dài hình học của thanh r = 46.5 mm – bán kính quán tính của tiết diện Tra bảng 7.1 – sách kết cấu KLMT ta có: ứng với λ = 61 thì φ = 0.86 - Tính ổn định của thanh xiên: Vậy thanh xiên thỏa mãn điều kiện ổn định. * Kiểm tra điều kiện bền cảu thanh xiên: - Ứng suất lớn nhấttrong thanh là: Vậy thanh xiên thỏa mãn điều kiện bền. Tính chọn tiết diện thanh biên: Thanh biên chịu tải lớn nhất là thanh biên dưới số 15 có lục dọc N15B = 9204795 N tại vị trí Rmax , trong mặt phẳng nâng hạ hàng. - Tiết diện thanh biên được chọn sơ bộ theo điều kiện bền: mm2 Chọn tiết diện thanh biên có các thông số sau : - Diện tích : F = 52040 mm2 - Đường kính ngoài : D = 220 mm - Đường kính trong : d = 160 mm * Kiểm tra độ ổn định của thanh biên: - Mômen quán tính của tiết diện đối với trục x và y: Trong đó: mm4 - Bán kính quán tính của tiết diện đối với trục x và y: mm - Độ mảnh : Trong đó: μ = 1 – hệ số chiều dài tính toán, phụ thuộc liên kết thanh ở hai đầu cột. l = 3450 mm – chiều dài hình học của thanh r = 75.95 mm – bán kính quán tính của tiết diện Tra bảng 7.1 – sách kết cấu KLMT ta có: ứng với λ = 45.4 thì φ = 0.905 - Tính ổn định của thanh biên: Vậy thanh biên thỏa mãn điều kiện ổn định. * Kiểm tra điều kiện bền của thanh biên: - Ứng suất lớn nhất trong thanh là: Vậy thanh biên thỏa mãn điều kiện bền. TÍNH TOÁN MỐI HÀN : Mối ghép bằng hàn có nhiều ưu điểm nên ngày càng được 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, kết cấu bền vững hơn do không bị lỗ đinh làm yếu. Ta tính toán mối hàn của thanh xiên, thanh biên trong mặt phẳng có nội lực hai thanh liên kết hàn lớn nhất. - Chọn phương pháp hàn hồ quang bằng tay, dùng que hàn Ứng suất cho phép của mối hàn: - Chịu kéo : - Chịu nén : - Chịu cắt : Các thanh xiên cùng đường kính nên mối hàn thanh xiên với thanh biên ta chọn thanh xiên có nối lực lớn nhất để hàn với thanh biên đẻ tính mối hàn đảm bảo độ bền khi tính các thanh xiên còn lại. Trong đó: M = 0 – mômen uốn của thanh l = 1000 mm – chiều dài đường hàn F = N29 = 2015302 N – nội lực lớn nhất của thanh xiên Chọn k = 12 mm Chiều dày tính toán của mối hàn: