BÀI 7 KẾT CẤU ĐỠ CẦU TRỤC
1. Đại cương về kết cấu đỡ cầu trục
a.Các bộ phận của kế cấu đỡ cầu trục
l l
l l
l
A
1 2
3 t
p
mặt cắt a-a
A
b)
c)
d)
e) a)
l
Hình 1.66. Kết cấu đỡ cầu trục
a) Các chi tiết cấu tạo; b,c) dầm cầu trục tiết diện đặc; d,e) dầm cầu trục rỗng
Kết cấu đỡ cầu trục là bộ phận để đỡ và làm đường chạy cho cầu trục, nó chịu toàn bộ lực thẳng đứng và lực hãm ngang của cầu trục để truyền vào khung ngang
(h1.66). Thông thường kết cấu cầu trục bao gồm : dầm(hay dàn) cầu trục 1 để chịu tải
trọng thẳng đứng của cầu trục, kết cấu hãm (dầm hoặc dàn) 2 để chịu tải trọng nằm ngang và ray cầu trục 3.
Dầm cầu trục là bộ phận chịu lực cơ bản của kết cấu cầu trục, tiết diện được thiết
kế ở dạng :
Loại đặc : có tiết diện chữ I định hình hoặc tổ hợp từ 2 bản thép (h.1.66b,c).
Bài giảng kết cấu nhà thép _ 106 _
Bộ môn : Xây dựng dân dụng & công nghiệp
Loại rỗng : dàn cầu trục, dùng khi sức trục nhẹ (Q<30t) mà nhịp dầm lớn
(h.1.66d). Dàn cầu trục tiết kiệm 15-20% vật liệu so với dầm đặc, nhưng tốn công chế
tạo hơn.
Sơ đồ kết cấu của dầm cầu trục có thể làm dầm đơn giản hay liên tục (h.1.66b,c). Dầm liên tục tiết kiệm (12-15)% vật liệu nhưng lắp ráp khó hơn vì có các mối nối. Ngoài ra, khi gối tựa bị lún sẽ gây ứng suất trong dầm. Độ lún đàn hồi của gối có thể đánh giá bằng hệ số c . . /E J l3 ( - chuyển vị gối tựa do lực đơn vị có kể đến độ lún của móng cột, EJ – độ cứng của dầm cầu trục ; l – nhịp dầm). Khi c>0,05 thì không nên dùng dầm liên tục.
Nếu nhà có dàn đỡ kèo và cầu trục sức nâng lớn, có thể kết hợp dàn đỡ kèo và dầm cầu trục thành một kết cấu mà thanh cánh dưới của dàn đỡ kèo là dầm cầu trục
(h.1.66e). Các dạng khác của dầm cầu trục là: dầm cầu trục treo, dầm cầu trục conxon.
Kết cấu cầu trục có một số điều kiện làm việc khác với kết cấu dầm sàn: khi cầu trục làm việc sẽ sinh ra các lực thẳng đứng(giá trị lớn đến 600-800kN) và lực xô ngang
ở các bánh xe, những lực này có vị trí di động theo chiều dài dầm, do đó gây ra trạng thái ứng suất phức tạp ở bụng dầm với giá trị ứng suất lớn. Những sai số do chế tạo, dựng lắp như là 2 đường ray không song song, không phẳng hay sự nghiêng lệch của cầu trục cũng ảnh hưởng đến sự làm việc của dầm cầu trục. Tất cả các yếu tố trên sẽ được xét đến khi tính toán dầm và đặc biệt trong nhà xưởng có chế độ làm việc nặng thì dầm cầu trục còn phải kiểm tra trạng thái bền mỏi.
b.Tải trọng
Tải trọng của cầu trục truyền lên kết cấu cầu trục qua các bánh xe cầu trục, tùy theo sức trục mà số bánh xe ở môi phía của cầu trục là hai, bốn hay nhiều hơn (h.1.67) Khi tính độ bền và ổn định của kết cấu cầu trục, cần xét với tải trọng do hai cầu trục mang vật nặng ở vị trí sát nhau tác dụng bất lợi nhất. Áp lực thẳng đứng tính toán
P và lực ngang tính toán T ở một bánh xe xác định theo công thức:
1. ct. .c max
Pk n P (1.216)
2. ct. .c 1
T k n T (1.217) Trong đó :
ax
Pm - áp lực thẳng đứng lớn nhất ở một báng xe(lấy theo catalog cầu trục);
Bài giảng kết cấu nhà thép _ 107 _
Bộ môn : Xây dựng dân dụng & công nghiệp
1; 2
k k - Hệ số động lực, kể đến khả năng thay đổi vận tốc của cầu trục và sự không bằng phẳng của ray, lấy theo bảng 1.12, phụ thuộc chế độ làm việc của cầu trục
và nhịp của dầm cầu trục;
ct– Hệ số độ tin cậy của tải trọng (hệ số vượt tải) , ct 1,1;
nc – Hệ số tổ hợp, khi tính với hai cầu trục nc = 0,85 khi chế độ làm việc nhẹ và trung bình và nc = 0,95 khi chế độ làm việc nặng và rất nặng.
T1 – xác định theo công thức (1.38)
k b
t p t p t p t tp p t p
b
t p
t p
t
p
t
p
Hình 1.67. Sơ đồ tải trọng của cầu trục Bảng 1.12. Giá trị của hệ số động k1, k2
Chế độ làm việc của cầu trục Bước cột B (m) K1 K2
Nhẹ, trung bình Không phụ thuộc vào B 1 1
Nặng B < 12
B > 12
1,1
1
1
1
Rất nặng B < 12
B > 12
1,2 1,1
1,1 1,1
Dầm hãm ngoài tác dụng chịu lực xô ngang T, còn dùng để làm đường đi lại sửa chữa cầu trục, hoạt tải sửa chữa được lấy theo điều kiện thực tế của nhà xưởng. Nếu không có số liệu cụ thể, hoạt tải tiêu chuẩn có thể lấy bằng 200daN/m2, hệ số tin cậy
P 1,3
.
Bài giảng kết cấu nhà thép _ 108 _
Bộ môn : Xây dựng dân dụng & công nghiệp
Khi xác định độ võng đứng, độ võng ngang của kết cấu cầu trục, chỉ lấy tác dụng của một cầu trục bất lợi nhất.
Hình 1.68. Cấu tạo dầm hãm có thể đi lại được