Đồ án tốt nghiệp cần trục tháp sơn GTVT

Đề tài của em là thiết kế: “ Tính toán, thiết kế cần trục tháp sức nâng 6/1,3 tấn- tầm với lớn nhất 50m”, loại cần trục tháp được sử dụng trong các công trình xây dựng dân dụng và công n

Trang 1

MỤC LỤC

Lời nói đầu 6

Chương 1: Giới thiệu chung về cần trục tháp 7

1.1 Đặc điểm chung của cần trục tháp 8

1.2 Phân loại cần trục tháp 11

1.2.1 Phân loại cần trục tháp theo công dụng 11

1.2.2 Phân loại cần trục tháp theo phương pháp lắp đặt 11

1.2.3 Phân loại theo đặc điểm làm việc của cần trục tháp 14

1.2.4 Phân loại theo phương pháp thay đổi tầm với 15

1.3 Tình hình sử dụng cần trục tháp ở Việt Nam hiện nay 16

1.4 Các thông số cơ bản của cần trục tháp thiết kế 17

1.5 Thông số của cần trục tháp TC5013B-6 17

Chương 2: Tính toán kết cấu thép trên phần mềm SAP 2000 18

2.1 Các tải trọng và tổ hợp tải trọng tác dụng lên cần trục tháp 18

2.1.1 Các tải trọng tác dụng lên cần trục tháp 18

2.1.2 Các tổ hợp tải trọng 33

2.2 Mô hình cần trục tháp trên phần mềm SAP 2000 36

2.3 Biểu đồ nội lực các phần tử của cần trục tháp 36

Chương 3: Tính toán kết cấu thép cột tháp 38

3.1 Biểu đồ nội lực cột tháp 38

3.1.1 Biểu đồ lực dọc trục 38

3.2 Tính chon mặt cắt các thanh trên cột tháp 39

3.2.1 Tính chọn thanh đứng 39

3.2.2 Tính chọn thanh ngang và thanh xiên 42

3.3 Tính toán liên kết 46

3.3.1 Tính toán mốighép hàn liên kết giữa thanh xiên và thanh ngang với bản mã thanh biên 48

Chương 4: Tính toán kết cấu thép đỉnh tháp 50

4.1 Xác định các kích thước cơ bản của đỉnh tháp 50

4.2 Biểu đồ nội lực của tháp 51

4.3 Tính chọn mặt cắt các thanh tháp 51

4.3.1 Tính chọn thanh đứng(thanh biên) 52

4.3.2 Tính chọn thanh ngang 56

4.3.3 Tính chọn thanh xiên 59

4.4 Tính toán liên kết 61

Trang 2

Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế cần trục tháp sức Q= 6/1,3T Lmax 50m

4.4.1 Tính toán mối ghép hàn liên kết giữa thah xiên và thanh ngang với

bản mã thanh biên 62

Chương 5: Tính toán kết cấu thép cần nâng hàng 65

5.1 Đặt lực tác dụng lên kết cấu cần 65

5.1.1 Mô hình cần nâng hàng trên SAP 65

5.2 Biểu đồ nội lực cần nâng hàng 65

5.2.1 Biểu đồ lực dọc trục 65

5.3 Tính chọn mặt cắt các thanh 66

5.3.1 Tính chọn thanh biên trên 66

5.3.2 Tính chọn thanh biên dưới 67

5.3.3 Tính chọn thanh xiên và thanh ngang 70

Chương 6:Tính toán thiết kế bộ máy tự nâng 73

6.1 Quy trình nâng đẩy tháp 73

6.1.1 Cấu tạo bộ máy tự nâng 73

6.1.2 Quy trình nâng đẩy 76

6.2 Xác định lực tác dụng lên xi lanh 79

6.3 Thiết kế mạch thủy lực 83

6.4 Tính dầm ngang 86

6.5 Tính vấu bám ,vấu tỳ 89

6.5.1 Vấu tỳ 89

6.3 Vấu bám 92

Chương 7: Quy trình chế tạo kết cấu thép cần nâng hàng 96

7.1 Phân tích đặc điểm chịu lực của cần nâng hàng 96

7.2 Đặc điểm kết cấu thép của cần nâng hàng và yêu cầu khi chế tạo 96

7.3 Xác định dạng sản xuất và phương pháp chế tạo phôi 97

7.4 Trình tự chuẩn bị nguyên vật liệu và mặt bằng công nghệ 97

7.4.1 Chuẩn bị thép 98

7.4.2 Pha cắt phôi liệu và tiến hành cắt phôi 98

7.4.3 Làm sạch vật liệu 100

7.4.4 Chuẩn bị mép mối hàn 101

7.4.5 Chuẩn bị bản mã 102

7.4.6 Chuẩn bị mặt bằng công nghệ 103

7.4.7 Tạo thanh biên dưới 105

7.5 Trình tự gá lắp, định vị và hàn các chi tiết 106

7.5.1 Các bước nguyên công 106

Trang 3

7.5.1.2 Gá đặt bản mã vào vị trí các thanh biên 107

7.5.1.3 Gá đặt các thanh biên và thanh bụng 109

7.5.2 Quy trình hàn các chi tiết 112

7.5.2.1 Quy trình hàn bản mã vào thanh biên 112

7.5.2.2 Quy trình hàn thanh bụng với bản mã 113

7.5.2.3 Kiểm tra mối hàn 113

7.6 Sơn vật liệu chống gỉ 115

7.7 Kiểm tra thông số kĩ thuật của giàn theo tiêu chuẩn 115

Tài liệu tham khảo 117

Phụ lục chương trình SAP 2000( Bảng Excel)………119

Trang 4

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay, trong công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá ở nước ta, Đảng

và Nhà nước rất chú trọng đến việc xây dựng các cơ sở hạ tầng như các côngtrình giao thông, thuỷ lợi, công nghiệp, xây dựng dân dụng…do đó nhu cầu vềcác thiết bị máy móc phục vụ thi công rất lớn và đòi hỏi cao về chất lượng

Đề tài của em là thiết kế: “ Tính toán, thiết kế cần trục tháp sức nâng

6/1,3 tấn- tầm với lớn nhất 50m”, loại cần trục tháp được sử dụng trong các

công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp Hiện nay, với sự phát triển củacông nghệ thông tin đã đạt được rất nhiều thành tựu đặc biệt là việc ứng dụngmáy tính điện tử vào các lĩnh vực kỹ thuật chuyên ngành đã giúp cho sinh viên vàcác cán bộ kỹ thuật giải quyết nhanh chóng, hiệu quả các bài toán kỹ thuật Vìvậy trong đề tài này em có sử dụng phần mềm là Sap 2000 version 14 hỗ trợ việctính toán, thiết kế để được kết quả chính xác và nhanh chóng hơn

Đề tài với khối lượng lớn vì vậy với sự hướng dẫn của PGS.TS NguyễnBính em có nhiệm vụ thiết kế một số bộ phận sau:

1. Tính toán thiết kế kết cấu thép cột cần trục tháp

2. Tính toán thiết kế kết cấu thép cần, đỉnh cần trục tháp

3. Tính toán thiết kế bộ máy tự nâng chiều cao cần trục

4. Quy trình chế tạo cần nâng hàng

Hà Nội, Ngày 29 tháng 4 năm 2013

Sinh viên

Phạm Hồng Sơn

Trang 5

PGS.TS Nguyễn Bính

Do thời gian có hạn cũng như trình độ còn hạn chế nhiều cho nên đề tàituy đã hoàn thành nhưng không tránh khỏi những thiếu sót Vì vậy mong nhậnđược sự góp ý, phê bình của các thầy cô để em có được những kiến thức chuyênmôn tốt hơn

Em xin chân thành cám ơn các thầy cô giáo, các bạn cùng lớp đã giúp đỡ

em trong những năm học vừa qua và một lần nữa em xin chân thành cảm ơn cácthầy cô giáo trong bộ môn Máy Xây Dựng

Hà Nội, Ngày 29 tháng 4 năm 2013

Sinh viên

Phạm Hồng Sơn

Trang 6

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CẦN TRỤC THÁP

1.1 Đặc điểm chung của cần trục tháp

Trong công tác xếp dỡ nói chung và trong ngành xây dựng ở Việt Nam thìcần trục tháp được sử dụng rất phổ biến Như dùng xếp dỡ hàng ở cảng sông,cảng biển, trong các bến bãi, nhà kho, nhà máy và trên các công trình xây dựngnhà cao tầng

Hình 1.1 Hình ảnh cần trục tháp tại công trường

Cần trục tháp được dùng để giảm sức lao động và trong những công việc

mà những loại cần trục, phương tiện xếp dỡ khác không phù hợp hoặc không làmđược Đó là là do những đặc điểm cấu tạo riêng của loại cần trục này

Cần trục tháp là loại cần trục có một thân tháp thường cao từ 30-80m hoặccao tới 100m, phía trên gần đỉnh tháp có gắn một cần dài từ 12-60m đôi khi đến70m bằng chốt bản lề Một đầu cần còn lại được treo bằng thanh kéo đi qua đỉnhtháp Kết cấu chung của cần trục tháp gồm hai phần:

Trang 7

Phần quay và phần không quay Trên phần quay có bố trí các cơ cấu côngtác như: Tời nâng hạ vật tời nâng cần, tời kéo xe con, cơ cấu quay, đối trọng ,trang thiết bị điện và các thiết bị an toàn

Phần không quay có thể được liên kết cố định trên nền hoặc có thể dichuyển trên đường ray nhờ cấu di chuyển Tất cả các cơ cấu của cần trục đượclàm việc bởi các thiết bị điều khiển đặt ở trong ca bin treo ở trên cao gần đỉnhtháp

Hình 1.2 Cấu tạo chung 1 cần trục tháp

Tuỳ thuộc vào tính chất công việc cần trục tháp có các thông số sau :

Đối với cần trục tháp phục vụ xây dựng nhà cao tầng tải trọng nâng Q=3÷8tấn, độ với lớn nhất R=20 ÷42m, chiều cao nâng H=32 ÷40m, đặc biệt có thể đến

Trang 8

Tải trọng Q được nâng từng mã hàng phụ thuộc vào tầm với R, vị trí gần tâm quay được nâng mã hàng lớn, ở vị trí xa nhất của tầm với, tải trọng được nâng là nhỏ nhất, thường phải đảm bảo mô men tải trọng là giá trị không thay đổi

Ma= Q.R= const

Do có chiều cao nâng và tầm với lớn, khoảng không gian phục vụ rộng nhờcác chuyển động nâng hạ vật, thay đổi tầm với, quay toàn vòng và dịch chuyểntoàn bộ máy mà bộ máy sử dụng trong xây lắp các công trình xây dựng dân dụng,xây dựng công nghiệp hoặc dùng để bốc dỡ, vận chuyển hàng hoá, cấu kiện, vậtliệu trên các kho bãi

Tuy nhiên do kết cấu phức tạp, tháp cao và nặng tốn kém trong việc tháo

dỡ và lắp dựng, di chuyển, chuẩn bị mặt bằng Nên chỉ dùng cần trục tháp ởnhững nơi có khối lượng xây lắp tương đối lớn, thời gian phục vụ cho công việctrong một khoảng thời gian dài, hoặc khi sử dụng những loại cần trục tự hànhkhông kinh tế hoặc không có khả năng đáp ứng yêu cầu

Do tính chất làm của cần trục tháp là luôn đổi địa điểm nên chúng đượcthiết kế sao cho dễ tháo dỡ, lắp dựng và vận chuyển hoặc có khả năng tự dựngbằng các thiết bị cơ khí hay thuỷ lực và được di chuyển trên đường dưới dạng tổhợp toàn máy Điều này cho phép giảm chi phí và thời gian lắp dựng cần trục

1.2 Phân loại cần trục tháp

Tuỳ theo tính chất công việc mà phân loại cần trục tháp như sau:

1.2.1 Phân loại cần trục tháp theo công dụng

Cần trục tháp có công dụng chung, dùng trong xây dựng dân dụng và côngnghiệp Loại này có mô men tải từ 4 đến 160t.m, có sức nâng từ 0,4 đến 8 tấn,chiều cao nâng từ 12 đến 100m, tầm với từ 10 đến 30m

Cần trục tháp dùng để xây dựng nhà cao tầng (loại cần trục tự nâng,tự leo).Loại này có mô men tải từ 30 đến 250 tấn.m Sức nâng ở tầm với lớn nhất từ 2đến 4 tấn, ở tầm với nhỏ nhất có thể lên đến 12 tấn, chiều cao nâng đạt 50-100m

Cần trục tháp chuyên dùng trong xây dựng các công trình công nghiệp.Loại này có mô men tải đạt 600 t m và sức nâng đạt từ 2-50 tấn

1.2.2 Phân loại cần trục tháp theo phương pháp lắp đặt

Theo phương pháp lắp đạt tại hiện trường có thể chia ra:

• Cần trục tháp di chuyển trên ray:

Trang 9

Cần trục tháp di chuyển trên ray phục vụ trong các kho bãi, các nhà máy, ởnhững vị trí có không gian rộng Cần trục tháp di chuyển trên ray thường làm việcvới yêu cầu di chuyển liên tục trong phạm vi công trường nên thường có chiềucao không lớn và chiều dài của cần ngắn, tải trọng nâng nhỏ.

Hình 1.3 Cần trục tháp di chuyển trên ray

Trang 10

Hình 1.5 Cần trục tháp loại tự nâng chiều cao

Cần trục tháp tự nâng có thể nằm ngoài hoặc trong công trình, tháp được tựnối dài để tăng độ cao nâng theo sự phát triển chiều cao của công trình, khi tháp

có độ cao lớn, nó được neo với công trình để tăng độ ổn định của cần trục và tăngkhả năng chịu lực ngang Với cần trục tháp tự nâng đặt trên bộ tải trọng đượctruyền xuống công trình (cần trục công trình xây dựng, khi làm việc nó tự nângtoàn bộ cần trục theo chiều cao công trình và toàn neo tường)

Ưu điểm: phù hợp với mọi hình dáng kiến trúc và nhu cầu thay đổi chiềucao tầng Không ảnh hưởng đến việc điều độ thi công Lắp ráp, tháo dỡ thuận lợi,không cản trở tầm nhìn và thao tác của người điều khiển máy, năng suất cao

Nhược điểm: ảnh hưởng trang trí mặt ngoài của công trình Cần nhiều đốtthân tháp tiêu chuẩn và một số trang thiết bị neo nhất định, làm tăng giá thành vàchi phí cho mỗi ca máy

Vì thế, đối với nhà cao tầng từ 10 đến 20 tầng, khi hình dáng đơn giản, diệntích tòa nhà không lớn, chọn cần trục tháp tự nâng để thi công

1.2.3 Phân loại theo đặc điểm làm việc của cần trục tháp

• Cần trục tháp loại tháp quay:

Trang 11

Toàn bộ tháp và cơ cấu được đặt trên bàn quay Bàn quay tựa trên các thiết

bị tựa quay đặt trên khung di chuyển Cần trục tháp loại tháp quay có tính ổn địnhcao, dễ tháo lắp vận chuyển và bảo dưỡng, tuy nhiên bị khống chế tầm với và sứcnâng

Trang 12

1.2.4 Phân loại theo phương pháp thay đổi tầm với

Cần trục tháp thay đổi tầm với bằng cách thay đổi góc nghiêng của cần:

Hình 1.8 Cần trục tháp loại thay đổi góc nghiêng cần

Loại cần trục tháp này có kết cấu nhẹ, dễ tháo lắp, được sử dụng trong cáccông trình bị hạn chế về phạm vi làm việc Tuy nhiên sức nâng và tầm với khônglớn

Cần trục tháp thay đổi tầm với bằng cách di chuyển xe con trên ray củacần

Hình 1.9 Cần trục tháp loại thay đổi tầm với dùng xe con

Loại cần trục tháp thay đổi tầm với bằng cách di chuyển xe con có kết cấunặng hơn loại cần trục thay đổi tầm với bằng thay đổi góc nghiêng của cần nhưng

có độ cao nâng và tốc độ dịch ngang của vật nâng là ổn định

1.3 Tình hình sử dụng cần trục tháp ở Việt Nam hiện nay

Cần trục tháp được đưa vào sử dụng tại Việt Nam từ những năm thập niên

70 do Liên Xô cũ và các nước XHCN giúp đỡ Tuy nhiên do nền kinh tế cònnhiều khó khăn nên việc sử dụng cần trục tháp chưa được phổ biến và hạn chế vềchủng loại, số lượng Các loại cần trục tháp thời điểm này bị hạn chế về năng

Trang 13

Tại Việt Nam hiện nay, cần trục tháp được sử dụng rất phổ biến trong cácngành xây dựng dân dụng, công trình giao thông vận tải, công tác xếp dỡ hànghóa tại các cảng và kho bãi, các nhà máy công nghiệp…

Do nước ta đang trong quá trình công nghiệp hóa hiên đại hóa rất nhanh nên để đáp ứng được nhu cầu của sự phát triển của các ngành kinh tế quốc dân thì

đã có rất nhiều loại cần trục tháp được nhập về từ nước ngoài và tự sản xuất trongnước, như cần trục tháp của hãng POTAIN- ITALIA, HAISHAN- Trung Quốc, LIEBHERR- Đức, LIDEN COMANSA- Tây Ban Nha,… đối với trong nước thì hiện nay, tập đoàn Hòa Phát đã chủ động được công nghệ sản xuất chế tạo ra cần trục tháp và đã đưa vào sử dụng

Cần trục tháp hiện nay rất hiện đại và có hiệu suất sử dụng cao Sức nângtầm với được cải thiện làm cho cần trục tháp đóng một vai trò rất quan trọngtrong công tác xây dựng, xếp dỡ hàng hóa

1.4 Các thông số cơ bản của cần trục tháp thiết kế

+ Chiều cao nâng cao nhất H= 40,5m

+ Tầm với cần lớn nhất L= 50m

+ Tải trọng nâng lớn nhất Q= 6 tấn

1.5 Thông số kỹ thuật của cần trục tháp TC 5013B-6

Trong quá trình thiết kế để việc thiết kế có cơ sở thực tế em đã tham khảo thông

số của cần trục tháp TC5013B-6 của hãng ZOOMLION- Trung Quốc có các thông số cơ bản sau:

Trang 14

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÉP TRÊN PHẦN MỀM SAP 2000

2.1 Các tải trọng và tổ hợp tải trọng tác dụng lên cần trục tháp

Từ kết cấu thực của cần trục tháp để tính toán, xác định trọng lượng Gi, số nút ni, tải trọng phân bố trên mỗi nút qi của cần nâng hàng, cột, đỉnh tháp và mô tả từng phần tử kết cấu trên phần mềm SAP2000 version14

) ( 03 1 132

136

q = =

Trang 15

Hình 2.3: Đặt tải trọng bản thân cột lên kết cấu

+ Trọng lượng đỉnh tháp: Gđỉnh = 23 (kN)

Tổng số nút của đỉnh là: 8 x 4 = 32(nút)Tải trọng phân bố trên mỗi nút là:

) ( 71875 , 0 2832

23

kN

q dinh = =

Trang 16

Hình 2.4: Đặt tải trọng bản thân đỉnh tháp lên kết cấu

+ Trọng lượng cần phụ: Gcp = 45 (kN)

Tải trọng phân bố trên 1 mét cần phụ là:

) / ( 875 , 1 24

m kN

q cp = =

Hình 2.5: Đặt tải trọng bản thân cần phụ lên kết cấu

+ Khối lượng đối trọng khi cân bằng

Chọn trọng lượng đối trọng khi cân bằng là: Gđt = 130 (kN)

Hình 2.7: Đặt tải trọng đối trọng lên kết cấu

Trang 17

• Tải trọng gió tác dụng lên cần phụ

Tải trọng gió được coi là tác dụng theo phương ngang và được xác định theocông thức:

P1= k0.q F1 (kN)

Trong đó:

k0 – hệ số cản khí động học

Đối với loại dàn và các dầm kín thì k0=1,4

q – là áp lực gió ở trạng thái làm việc

q= 0,25 (KN/m2)

F1 – diện tích chịu gió tính toán

F1 = F11+ F12 (m2)Với:

F01- diện tích chịu gió của cần phụ (m2)

F01=lcp.k Trong đó: lcp là chiều dài cần phụ; lcp=12m;

Tải trọng gió tác dụng lên cần phụ là : P1 = 1,4.0,25.8,48=2,9687 (kN)

Tải trọng gió tác dụng lên 1 (m) cần phụ là:

) / ( 62 , 0 12 4 , 0

9687 , 2

m kN

p gio = =

Trang 18

Hình 2.8: Đặt tải trọng gió lên cần phụ

• Tải trọng gió tác dụng lên cột, đỉnh, cần của cần trục tháp

Diện tích chịu gió của cần nâng hàng : Fcần= 50.1,194= 59,7 (m2)

Diện tích chịu gió của đỉnh tháp: Fđỉnh=

( ) 5,3( )

2

7.2.0324,

m

=+

Diện tích chịu gió của cột: Fcột= 40,5 1,6 = 64,8 (m2)

Diện tích chịu gió của cần nâng hàng, cột, đỉnh tháp là:

F2 = α.(Fcần + Fcột + Fđỉnh) = 0,4( 59,7 + 64,8 + 5,3) = 51,92 (m2)

α : Hệ số độ rỗngĐối với dàn lấy α = 0,3÷0,4 Lấy α = 0,4

Vậy tải trọng gió tác dụng lên cột, đỉnh, cần là:

P2 = k0.q.F2 = 1,4.0,25.51,92 = 18,17 (kN)

Số nút chịu gió của cần trục tháp: 72 + 62 + 14 = 148 (nút)

Lực gió tác dụng lên mỗi nút là:

) ( 12 , 0 148

17 , 18

kN

q gio = =

Hình 2.9 Đặt tải trọng gió lên cần, cột , đỉnh tháp

+ Tải trọng quán tính tác dụng lên cần trục tháp

• Lực quán tính của cần phụ khi quay

Trang 19

kN t g

V Q

6 , 0 14 , 3 6 30

376 , 0 45

kN

Lực quán tính của cần phụ khi quay tác dụng lên 1 m cần:

)(014375,

024

Hình 2.10: Đặt tải trọng quán tính cần lên kết cấu.

• Lực quán tính của đối trọng khi quay

) (

.

kN t g

V G

qtđt =

Trang 20

) / ( 752 , 0 376 , 0 2

=>

)(993,15

.81,9

752,0.130

kN

Lực quán tính của cần phụ khi quay tác dụng lên 1 m đối trọng:

) ( 498 , 0 4

993 , 1

kN

q qtđt = =

Hình 2.11: Đặt tải trọng quán tính của đối trọng lên kết cấu

• Lực quán tính của cần nâng hàng khi quay

) (

.

kN t g

V G

Q c c qtc=

) / ( 57 , 1 30

6 , 0 14 , 3 25 30

57 , 1 62

kN

Q qtc = =

Tổng số nút trên cần nâng : 105 (nút)

Trang 21

Tải trọng phân bố trên 1 nút là: qqtc = 0,019 (kN).

Hình 2.11.Đặt tải trọng quán tính cần lên kết cấu

• Tải trọng quán tính của hàng nâng

- Khi tải trọng 1,33 tấn đặt ở cuối cần

Lực quán tính của hàng, móc câu, xe con khi xe con di chuyển dọc cần

V G G G

Q = h + xc + mc xc

Vxc = 21 (m/ph) = 0,35 (m/s)

5 81 , 9

35 , 0 45 , 1 05 , 2 3 , 13

Tải trọng sẽ được phân bố đều trên 4 nút ở cuối cần: q11 = 0,03 (kN)

Trang 22

Hình 2.12 Đặt tải trọng quán tính Q 11 lên kết cấu

Lực quán tính của hàng, xe con, móc câu khi xe con đứng yên còn cầnquay

V G G G

Q = h + xc + mc h

)/(14,357,1.2

14 , 3 45 , 1 05 , 2 3 , 13

Tải trọng sẽ được phân bố đều trên 4 nút ở cuối cần: q11 = 0,2625 (kN)

Hình 2.13 Đặt tải trọng Q 12 lên kết cấu

V G G

35,0.45,105,2

30

Trang 23

Tải trọng sẽ được phân bố đều trên 4 nút ở giữa cần: q11 = 0,06 (kN)

Lực quán tính của hàng, xe con, móc câu khi xe con đứng yên còn cần quay

V G G G

Q = h + xc + mc h

) / ( 57 , 1 30

6 , 0 14 , 3 25 30

6 0

57 , 1 45 , 1 05 , 2 30

Tải trọng sẽ được phân bố đều trên 4 nút ở giữa cần: q11 = 0,268(kN)

Trang 24

V G G G

Q = h + xc + mc h

) / ( 91 , 0 30

6 , 0 14 , 3 5 , 14 30

6 0

91 , 0 45 , 1 05 , 2 60

Trang 25

+ Tải trọng hàng + xe con + móc câu

Trang 26

+ Trọng lượng hàng nâng + xe con + móc câu

+ Tải trọng quán tính của cần, cột, đối trọng

+ Tải trọng quán tính quay: Q12

- Tổ hợp tải trọng 3( COMBO3): Tải trọng 3 tấn đặt giữa cần, xe con dichuyển

+ Tải trọng bản thân cần trục tháp và đối trọng ( cần, cột, đỉnh tháp, cần phụ,đối trọng, cơ cấu nâng, tời di chuyển xe con)

+ Tải trọng gió

+ Tải trọng quán tính Q21

Trang 27

- Tổ hợp tải trọng 4 ( COMB04): Tải trọng 3 tấn đặt giữa cần, xe con đứngyên còn cần quay.

+ Tải trọng quán tính của cần, cột, đối trọng

+ Tải trọng quán tính quay: Q22

- Tổ hợp tải trọng 5 ( COMBO5): Tải trọng 6 tấn đặt cuối cần, xe con đứngyên, cần quay

+ Tải trọng quán tính Q31

2.2 Mô hình cần trục tháp trên phần mềm SAP2000

Kết quả chung từ mô tả các phần tử của cần trục tháp ta được mô hình sau:

Trang 28

Hình 2.1 Mô hình cần trục tháp trên phần mềm SAP 2000

2.3 Biểu đồ nội lực các phần tử của cần trục tháp

Biểu đồ nội lực trong các phần tử kết cấu của cần trục tháp ứng với các trườnghợp tải trọng được mô tả trên các hình sau:

Trang 29

Trường hợp tải trọng 1

Trang 30

Trường hợp tải trọng 4Trường hợp tải trọng 5

Trang 31

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÉP CỘT THÁP

Trang 32

[σ]

Trong đó:

N-Là nội lực lớn nhất trong thanh (kN)

σ - Là ứng suất trong thanh (kN/cm2)

[σ] - Là ứng suất cho phép của vật liệu chế tạo thanh (kN/cm2)

Vật liệu ở đây ta chọn là thép C30 do đó ta có ứng suất cho phép

của vật liệu là:

[σ] = 33 kN/cm2

ϕ - Là hệ số uốn dọc của thanh xác định theo độ mảnh của thanh λ

Chiều dài của thanh là:

l= 250 cm

Trang 33

y =

= 288 cm³Với :

Wx – Mô men chống uốn của thanh (cm³)

*Kiểm nghiệm mặt cắt

+ Kiểm tra điều kiện độ cứng của thanh theo độ mảnh [λ]

Độ mảnh của thanh với trục yo – yo

Với :

l – là chiều dài tính toán của thanh (cm)

[ λ] - Độ mảnh cho phép của thanh:

[ λ] = 150

ry0 – bán kính quán tính đối với trục y0 – y0.

F J

ryo = yo

Trang 34

cm

4 , 37

376

=

cm 2 , 3

Mx – Mô men uốn lớn nhất trong thanh (kN)

Vậy thoả mãn điều kiện bền

+ Kiểm tra độ ổn định của thanh theo trục yo-yo

Vậy thoả mãn điều kiện về ổn định

*Ta chỉ đi kiểm tra theo phương yo-yo, còn phương xo-xo chắc chắn thoảmãn vì là thép góc đều cạnh

3.2.2 Tính chọn thanh ngang và thanh xiên

Thanh xiên và thanh ngang ta chọn mặt cắt như nhau Trong khi tính toán ta tính cho thanh chịu lực lớn nhất

Theo bảng phụ lục Excel ta tìm được thanh có lực nén lớn nhất là thanh

459 có Nmax= -170,3 kN, Mxmax = -52,8 kNcm

Trang 35

Tiết diện của các thanh ngang gồm một thanh thép góc

Chiều dài hình học của thanh ngang chịu lực trong mặt phẳng đứng là:

N- Là nội lực lớn nhất trong thanh (kN)

σ - Là ứng suất trong thanh (kN/cm2)

[σ]-Là ứng suất cho phép của vật liệu chế tạo thanh (kN/cm2)

Vật liệu ở đây ta chọn là thép C50 do đó ta có ứng suất cho phép của vật liệu là [σ] =43kN/cm2

ϕ - Là hệ số uốn dọc của thanh xác định theo độ mảnh của thanh λ

Sơ bộ chọn độ mảnh của thanh λ=100

Tra bảng phụ lục ta có: ϕ = 0,6

2

6 , 8 33 6 , 0

3 , 170 ]

N

σ ϕ

Ta chọn được thép góc: L80x80x6

Trang 36

Jx

y =

=36,1 cm³

*Kiểm nghiệm mặt cắt

+ Kiểm tra điều kiện độ cứng của thanh theo độ mảnh [λ]

Độ mảnh của thanh với trục yo – yo

Với :

l – là chiều dài của thanh (cm)

[ λ] -Độ mảnh cho phép của thanh:

5 , 23

cm F

Trang 37

Tra bảng ta được hệ số giảm ứng suất cho phép theo phương yo.

0

ϕ = 0,75

+ Kiểm tra điều kiện độ bền của thanh

] [ /

17 , 20 1

, 36

76 , 72 38

, 9

3 ,

N

Vậy thoả mãn điều kiện bền

+ Kiểm tra độ ổn định của thanh theo trục yo-yo

] [ /

27 , 26 1

, 36

76 , 72 38 , 9 75 , 0

3 , 170

Vậy thoả mãn điều kiện ổn định

+Ta chỉ đi kiểm tra theo phương yo-yo, còn phương xo-xo chắc chắn thoảmãn vì là thép góc đều cạnh

Trang 38

+Tiết kiệm vật liệu

+Giá thành chế tạo rẻ

Nhưng kết cấu vẫn làm việc ổn định

*Cơ sở để tính toán mối hàn

- Căn cứ vào tải trọng tác dụng lên mối hàn để xác định chiều dài mối hàncần thiết từ đó thiết kế kết cấu hàn Khi thiết kế phải xuất phát từ điều kiện sứcbền giữa mối hàn và chi tiết hàn

- Căn cứ theo kết cấu để định kích thước mối hàn sau đó kiểm nghiệm lạiứng suất

-Trong tính toán sức bền ta giả thiết là chất lượng các mối hàn đạt các yêucầu kỹ thuật

-Các mối ghép hàn được tính theo ứng suất cho phép và trị số các ứng suấtcho phép của mối hàn chịu tải trọng tĩnh phụ phụ thuộc vào kết cấu mối hàn ,loạilực tác dụng ,loại que hàn và phương pháp hàn

-Trị số cho phép của mối hàn chịu tải trọng tĩnh trong trường hợp các chi tiết máy hàn bằng thép ít các bon

**Ta dùng phương pháp hàn hồ quang tự động dưới lớp thuốc hàn, hànbằng tay dung que hàn

Ta có ứng suất cho phép của mối hàn

+Ứng suất kéo [σ]k ∗ = [σ]k= 43 kN/cm2

+Ứng suất nén [σ]n ∗ = [σ]k= 43 kN/cm2.

+Ứng suất cắt [τ]∗ = 0.65[σ]k= 27,95 kN/cm2

Trong đó [σ]k – là ứng suất kéo cho phép của chi tiết hàn (thép C50)

Do cấu tạo của đốt cột gồm bốn thanh iữa các thanh xiên và thanh ngangvới bản mã thanh biên

3.3.1 Tính toán mối ghép hàn liên kết giữa thanh xiên và thanh ngang với bản

=

L N

Trang 39

Trong đó:

τ - Ứng suất cắt phát sinh trong mối hàn (kN/cm2)

[τ]* - Ứng suất cắt cho phép của mối hàn

[τ]*= 27,95(kN/cm2) = 0,2795 kN/mm²

L-Chiều dài mối hàn

L= 2.Ld + Ln

Ld : Chiều dài mối hàn dọc

Ln : Chiều dài mối hàn ngang

δ: Chiều dày của mối hàn

∗

≥

] [

N 2

1 L

Trang 40

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÉP ĐỈNH THÁP

4.1 Xác định kích thước cơ bản của đỉnh tháp

Chiều cao của đỉnh tháp(Giá chữ A): L2 = 7m

Chia ra làm 7 khoang: mỗi khoang dài 1 m

Giá chữ A có mặt cắt thay đổi: Mô hình đỉnh tháp như hình sau:

X Z X YY Z

Hình 4.1 Mô hình tính toán đỉnh tháp trên SAP

Mặt cắt ngang đầu giá chữ A

Chọn a =1324mm

b = 1324mm a

Định dạng
Số trang	97
Dung lượng	2,41 MB