Tính toán và thiết kế kết cấu thép cảu cần trục tháp tiến hành theo phương pháp giới hạn ,hiện nay người ta ít tính toán theo ứng suất cho phép
Khả năng chịu đựng của kết cấu thép được kiểm tra : δ < =R R k mH. .
Với RH sức bền định mức hay giới hạn chảy của vật liệu
m : hệ số điều kiện làm việc xác định theo công thức m m m m= 1. .2 3
Lực dọc trong các
thanh Giá trị của các lực ở các tầm với (kG)
Rmax Rtb Rmin
N3133 3986 5682 16980
N3233 171 464 749
N3234 4359 10365 21354
N3334 231 653 1020
N3335 4687 12047 23659
N3435 2036 6890 3025
N3436 4369 16824 22321
N3437 661 1350 2364
N3536 6983 14598 24360
N3637 6359 16894 23654
N3638 681 3657 9586
N3738 4016 9865 15098
N3739 2568 6548 25035
N3839 4268 12356 22352
N3840 6954 23511 24150
N3940 326 867 1211
N3941 3652 6582 9860
N4041 6950 9581 14652
CHAÁN
m1:hệ số xét đến mức độ do hỏng hóc
m2:hệ số xét đến ảnh hưởng của sự biến dạng các cấu kiện thành mỏng(do uốn,nén)
m3:hệ số điều kiện lắp rắp ,xét đến ứng suất phụ trong thanh các hệ số tra theo bảng 6.4
+Tính cho thanh biên của cần
-Nhận xét :khi tính toán thiết kế kết cấu thép của cần ta tính theo tổ hợp IIa.Bên cạnh đó nội lực trong các thanh biên của dàn ngang nhỏ hơn dàn đứng.Do đó ta tính toán thanh biên của cần theo tổ hợp IIa tác dụng lên dàn đứng.
-Sức bề tính toán :
Với thép CT3 : H 2400 kG2, 0,9
R k
= cm =
Đối với thanh biên làm bằng thép ống sự phá hủy có thể làm đổ cần trục thì : m = 0,9.1.1=0,9
2400.0,9.0,9 1944( kG2)
R cm
→ = =
-Nội lực lớn nhất của các thanh biên, dựa vào bảng thống kê của dàn đứng tổ hợp IIa là :36253 (kG)
' 36253 18,65( 2)
1944
N N
R F F cm
F R
δ
→ = ≤ → ≥ → ≥ =
Từ tiết diện của thép ta chon thép có:
D= 110 mm d= 98 mm F=20cm2
+tính cho thanh bụng của cần
Khi tính cho các thanh bụng của cần ta tính theo tổ hợp IIc và dựa vào bảng nội lực các thanh của dàn đứng
Căn cứ vào bảng ta có nội lực lớn nhất trong các thanh bụng là :30460(kG) -Sức bề tính toán : H 2400.0,9.0,9.0,8 155, 2(kG2)
R cm
→ = =
Diện tích mặt cắt ngang các thanh bụng : H 1555, 230460 19,6( 2)
F N F cm
≥ R → ≥ =
Từ tiết diện của thép ta chon thép có:
D= 80 mm d= 62mm F=21cm2
CHAÁN
Kiểm tra các thanh theo độ cứng và độ ổn định Kiểm tra theo độ cứng :λ λ≤[ gh]
-thanh biờnλ = àr.l với λ : Độ mảnh của thanh l : Chiều dài của thanh
r : Bán kính quán tính của thanh
ng
r J
= F với J : Mô men quán tính của tiết diện Fng: diện tích tiết diện
Jx =Jy =0,05.D4(1−η4) với :η = Dd 0,05.11 .(14 9,844) 270,8( 4)
x y 11
J J cm
→ = = − =
207,8 3, 2
r 20
→ = =
Theo hỡnh 6.26a sỏch KCKLMT thỡ à =0,5
0,5.150 3, 2 23
λ = =
Tra bảng 6.1:[λgh] 120= > =λ 23 Vậy thanh biên đảm bảo độ cứng Thanh buùng :
Jx =Jy =0,05.D4(1−η4) với :η = Dd 0,05.8 .(14 6, 24 4) 131( 4)
x y 8
J J cm
→ = = − =
131 2,5
r 21
→ = = → =λ 0,5.1502,5 =30 Vậy thanh bụng đủ độ cứng
Kiểm tra về độ ổn định ẹieàu kieọn : . 0.
ng
N m R
ϕF ≤ (công thức 6.10 –sách KCKLMT)
Với Fng : diện tích tiết diện nguyên không kể đến giảm yếu do lổ đinh ,bu lông ϕ : hệ số chiết giảm ứng suất (tra bảng 5 sách bt sức bền vật liệu)
Đối với thanh biên : ϕ =0,96 Đối với thanh bụng : ϕ =0,94
CHAÁN
Với m R0. được xác định theo từng tổ hợp tải trọng Đối với thanh biên : m R0. =1944(kG2)
cm 36253
0,96.20 1888
→ = <1944(kG2) cm
Đối với thanh bụng: m R0. =1555,2(kG2) cm 30460
0,94.21 1543
→ = <1555,2(kG2) cm
Vậy thanh biên và thanh bụng đảm bảo độ bền và độ ổn định Tính toán các mối ghép
Tính mối ghép hàn
-mối ghép hàn có nhiều ưu điểm nên ngày càng được sử dụng rộng rãi.Kết cấu thép ghép bằng hàn có khối lượng nhỏ hơn so với các mối ghép khác vì không có mủ đinh không phải ghép chồng hoặc dùng tấm đệm ,kim loại được tận dụng vì không bị lổ đinh làm yếu
-Chọn phương pháp hàn tự động có trợ dung ,chiều dày tính toán của mối hàn
h .hh
δ =η (công thức 3.2-KCKLMT)
Với : η hệ số điều chỉnh ,phụ thuộc vào phương pháp hàn với phương pháp hàn tự động ta có η=1 →δh =hh
Căn cứ vào bảng 3.4 chiều cao nhỏ nhất của mối hàn góc ta có : hhmin=5 (mm) -Điều kiện để loại trừ việc làm không thấu và vật hàn bị nung quá nhiệt là : 4mm h≤ ≤h 1, 2δ (công thức 3.3 –KCKLMT)
→4mm h≤ ≤h 1, 2.6 7, 2= mm
Chọn chiều cao hàn hh=7 (mm) →δh =7(mm)
CHAÁN
Xác định chiều dài đường hàn :
.
gh h
h
N R
δl ≤ (bảng 3.1 –KCKLMT)
Với Ngh :lực tính toán theo hệ số quá tải và hệ số điều kiện làm việc lh :chiều dài đường hàn
δ :chiều dày mối hàn
Rh :độ bền tính toán , Rh=15( kG2)
mm (bảng 3.3)
30640
292( )
. 7.15
gh
h h
l N mm
δ R
→ ≥ = =
Vậy chiều dài cần hàn : l=lh+2.5=292+10=302(mm), (mỗi đầu đường hàn lấy thêm 5mm vì khi bắt đầu và kết thúc mối hàn phải có chổ để duy trì vùng lửa hàn ) -Tính cho mối hàn giáp mối ở thanh biên:
+Chiều dày mối hàn : δ =7(mm) +Que hàn :∋ 42
+Phương pháp hàn tự động ,có trợ dung
+Chiều dài đường hàn : h .ghh 362537.21 246,6( )
l N mm
δ R
→ ≥ = =
Chiều dài cần hàn là : l=lh+2.5=256,6(mm) ,chọn 257(mm)
Các chi tiết khác như bản mã khi hàn trên thanh biên thì chiều dài hàn và các điều kiện hàn khác giống như diều kiện hàn giáp mối ở hai thanh biên