II. Các phơng án thiết kế chế tạo
1. Tải trọng tĩnh tác dụng lên kết cấu chân đỡ
1.1. Trọng lợng vật liệu chứa trong thùng chứa.
- Tính cho trờng hợp thùng chứa đang chứa đầy sản phẩm Bê tông nhựa nóng, khi đó khối lợng Bê tông nhựa chứa trong thùng là:
m1 = 100 (T) ⇒P1= m1.g= 100. 103.10= 106 (N) 1.2. Trọng lợng thùng chứa m2 = (F1.δ1 + F1. δ2).γ Trong đó: + F1: Diện tích thép làm vỏ bồn chứa F1 = 77,42 (m2)
+ δ1 : Chiều dày của thép làm vỏ bồn chứa. δ1 = 5 mm = 0,005 m
+ F2: Diện tích tôn bảo vệ lớp cách nhiệt F2 = 77,42 m2
+ δ2: Chiều dày của tôn bảo vệ lớp cách nhiệt δ2 = 1,2 (mm) = 0,0012 (m) + γ: Khối lợng riêng của thép
γ = 7,85 (T/m3) = 7850 (kg/m3)
⇒ m2 = (77,42.0,005 + 77,42.0,0012).7850 = = 3768,03 (kg)
⇒P2= m2.g= 3768,03.10= 37680,3 (N)
1.3. Khối lợng bông thủy tinh cách nhiệt
m3 = F3. γ3.δ3
Trong đó:
F3: Diện tích lớp bông thủy tinh bảo ôn F3 = 77,42 (m2)
δ3: Chiều dày lớp bông thủy tinh δ3 = 50 (mm) = 0,05 (m)
γ3: Khối lợng riêng của bông thủy tinh γ3 = 69 (kg/m3)
⇒ m3 = 77,42.0,05.69 = 267 (kg) ⇒P3= m3.g= 267.10= 2670 (N).
1.4. Tải trọng gió tác dụng lên kết cấu
- Vì thùng chứa làm việc trong điều kiện ngoài trời nên trong tính toán cần phải xét đến tải trọng gió tác dụng lên cơ cấu.
- Tải trọng gió đợc coi là tác dụng ngang và tính cho trờng hợp kết cấu thùng chứa chịu lực nguy hiểm nhất tức là chiều của lực gió tác dụng cùng chiều với lực của xe kíp tác dụng lên thùng chứa. Tải trọng gió tác dụng đợc tính theo công thức sau:
Pg = Ko.q.Fg
(Công thức trang 123 - [2]) Trong đó:
+ K0: Hệ số cản khí động học. Đối với dầm và dàn lấy K0=1,4; đối với buồng lái, đối trọng, dây cáp lấy K… 0 =1,2.
Nếu là kết cấu ống tròn lấy theo bảng sau:
Qd2 ≤ 10 12 13 13,5 14 ≥15
K0 1,2 1,0 0,9 0,7 0,55 0,4
(d: đờng kính ống)
+ q0: áp lực tính toán lấy theo tài liệu khí tợng Việt Nam hoặc theo bảng giá trị sau:
Đặc điểm phép tính Cần trục cảng và
cần trục nổi Các cần trục khác
- Tính kết cấu thép, cơ cấu và ổn định của cần trục
- Tính công suất động cơ
- Tính sức bền mỏi 400 250 50 250 150 50 Bảng áp lực gió ở trạng thái làm việc (N/m2) Chiều cao từ mặt đất
(m) 0ữ20 20ữ40 40ữ60 60ữ80 80ữ10
0 ≥100
áp lực gió (N/m2) 1000 1150 1300 1500 1650 1800
+ Fg: Diện tích chịu gió tính toán (m2). Đối với kết cấu thành kín diện tích chịu gió tính toán chính là diện tích giới hạn bởi đờng viền ngoài của kết cấu, còn đối kết cấu dàn phải trừ đi khoảng trống giữa các thanh có thể tính gần đúng bằng cách nhân vào hệ số α
Fg = α. F (Trang 124 - [2]) Trong đó:
+ Fg: Diện tích chịu gió của kết cấu thép và các cơ cấu máy trục + F: Diện tích đờng viền
+ α: Hệ số; với dàn lấy nh sau α = 0,3ữ0,4; với kết cấu khác lấy
α = 0,8ữ1,0 Nh vậy ta có: Pg= K0.q.Fg Với: K0 = 1,4 Q = 1000 (N/m2) Fg= 4,6.2,42 + (2,6+24,6).1+(2,5+24,6).1,8 = 21,122 (m2) 92
⇒ Pg = 1,4.1000.21,122 = 29570,8 (N)
1.5. Tải trọng động của xe kíp
- Khối lợng của hệ xe kíp tác dụng lên thùng chứa đợc tính theo tr- ờng hợp tải trọng động (do xe kíp hoạt động lên xuống).
mxk= 1500 (kg) ⇒ Pxk= k.mxk.g = = 1,2.1500.9,8 = = 17640 (N)
- Vì xe kíp tựa vào thùng ở góc nghiêng 600 nên Pxk dợc phân thành 2 thành phần sau:
+ P1xk: Thành phần lực do xe kíp tác dụng theo phơng thẳng đứng và hớng xuống.
P1xk= Pxk.Sin600 = 15276,7 (N)
+ P2xk: Thành phần lực do xe kíp tác dụng theo phơng ngang và cùng chiều với lực gió.
P2xk= Pxk.Cos600 = 8820 (N).