Đề tài Thiết kế cầu trục 4 dàn, sức nâng Q = 5T, khẩu độ L = 20m

các thanh dưới tác dụng của tải trọng di động xác định bằng Piyi, trong đó Pi - tải trọng di động; yi - tung độ đường ảnh hưởng dưới tải trọng di động tương ứng. + Đường ảnh hưởng của các thanh biên trên được xây dựng bằng cách đặt dưới gối tựa bên trái tung độ , trong đó: x- khoảng cách từ điểm Rite, điểm lấy mômen của thanh đang xét, đến gối tựa; H- chiều cao của dàn chính. Tung độ cựa đại nằm dưới điểm Rite của thanh đó. - Thanh biên trên O2 và O3 Diện tích đường ảnh hưởng: F = y1 x 20 = -1,125x22,5 = -22,5N Tải trọng phân bố đều = q x F = 1539,79 x (–22,5) = -34945,3N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (- 0,625 x 17000)+(-1,125 x 8500) = -20188N Tải trọng di động = (y1 x 47100)+(y2 x 45636) = (-1,125 x 47100)+(-1,014 x 45636) = -99263N Lực trong thanh = (-34945,3) +(-20188)+ (-99263) = -154396,3N - Thanh biên trên O4 và O5 Diện tích đường ảnh hưởng: F = y1 x 20 = -2x 20 = -20N Tải trọng phân bố đều = q x F = 1539,79 x (–20) = -30795,8N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (- 1,25 x 17000)+(-1 x 8500) = -29750N Tải trọng di động = (y1 x 47100)+(y2 x 45636) = (-2 x 47100)+(-1,778 x 45636) = -175341N Lực trong thanh = (-30795,8) +(-29750)+ (-175341) = -235886,8N - Thanh biên trên O6 và O7 tính tương tự - Thanh biên trên O8 và O9 tính tương tự - Thanh biên trên O10 và O11 tính tương tự + Đường ảnh hưởng của các thanh biên dưới cũng được xây dựng tương tự. Riêng thanh U1 khi xây dựng đường ảnh hưởng cần chú ý là cánh tay đòn không phải là chiều cao H của dàn, mà là khoảng cách từ thanh U1 đến điểm lấy mômen của nó. - Thanh biên dưới U1 Diện tích đường ảnh hưởng: F = y1 x 20 = 0,972 x20 = 9,72N Tải trọng phân bố đều = q x F = 1539,79 x 9,72 = 14967N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (0,53 x 17000)+(0,921 x 8500) = 16839N Tải trọng di động = (y1 x 47100)+(y2 x 45636) = (0,972 x 47100)+(0,512 x 45636) = 69147N Lực trong thanh = 14967+69147+16839 = 100953N - Thanh biên dưới U2 Diện tích đường ảnh hưởng: F = y1 x 20 = 1,594 x 20 = 15,94N Tải trọng phân bố đều = q x F = 1539,79 x 15,94 = 24544,2N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (0,938 x 17000)+( 1,063 x 8500) = 24982N Tải trọng di động = (y1 x 47100)+(y2 x 45636) = (1,594 x 47100)+( 1,427 x 45636) = 140200N Lực trong thanh = 24544,2+24982+140200 = 189726,2N - Thanh biên dưới U3 Diện tích đường ảnh hưởng: F = y1 x 20 = 2,343 x 20 = 23,43N Tải trọng phân bố đều = q x F = 1539,79 x 23,43 = 36077,3N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (1,563 x 17000)+( 0,938 x 8500) = 34544N Tải trọng di động = (y1 x 47100)+(y2 x 45636) = (2,343 x 47100)+( 2,066x 45636) = 204639N Lực trong thanh = 36077,3+34544+204639 = 275260,3N - Thanh biên dưới U4 và U5 tính tương tự + Khi xây dựng đường ảnh hưởng của thanh xiên D1 có điểm lấy mômen C nằm ngoài nhịp, ta đặt dưới gối tựa bên trái tung độ , trong đó: C-khoảng cách từ gối tựa đến điểm lấy mômen; h1-khoảng cách từ điểm lấy mômen đến thanh D1. Thanh xiên D1 Diện tích đường ảnh hưởng: F = y1 x 20 = -1,24 x 20 = -12,4N Tải trọng phân bố đều = q x F = 1539,79 x -12,4 = -19093,4N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (-0,654 x 17000)+( -1,173 x 8500) = -21089N Tải trọng di động = (y1 x 47100)+(y2 x 45636) = (-1,24 x 47100)+( -1,123 x 45636) = -109653N Lực trong thanh = (-19093,4)+( -21089)+( -109653) = -149835,4N + Khi xây dựng đường ảnh hưởng của thanh xiên D2 cũng có điểm Rite C, ta đặt dưới gối tựa A tung độ và dưới gối tựa B tung độ , trong đó: h2- khoảng cách từ điểm lấy mômen đến thanh D2; L-nhịp cầu. Thanh xiên D2 Diện tích đường ảnh hưởng: F = F1 + F2 = 7,58 + (-0,76) = 6,82N Tải trọng phân bố đều = q x F = 1539,79 x 6,82 = 10501,4N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (0,446 x 17000)+( 0,73 x 8500) = 13787N Tải trọng di động = (y1 x 47100)+(y2 x 45636) = (0,73 x 47100)+( 0,667 x 45636) = 64822N Lực trong thanh = 10501,4+13787+64822 = 89110,4N + Đường ảnh hưởng của các thanh xiên khác khi các thanh xiên song song nhau( D3, D4, D5, D6, D7…) xây dựng bằng cách nhân đường ảnh hưởng của tải trọng đơn vị tác dụng lên dàn với hệ số trong đó: -góc giữa thanh xiên và thanh đứng. Đặt dưới gối tựa A và B tung độ bằng . Ở đây vì: =350 nên cos=0,82 và =1,22. Thanh xiên D3 Diện tích đường ảnh hưởng: F = F1 + F2 = 0,14+ (-10,10) = -9,96N Tải trọng phân bố đều = q x F = 1539,79 x (-9,96)= -15336,3N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (0,59x 17000)+( -0,118 x 8500) = -9027N Tải trọng di động = (y1 x 47100)+(y2 x 45636) = (-1,003 x 47100)+( -0,9 x 45636) = -88314N Lực trong thanh = (-15336,3)+(-9027)+(-88314) = -112677,3N Thanh xiên D4 Diện tích đường ảnh hưởng: F = F1 + F2 = 9,50+ (-0,31) = 9,19N Tải trọng phân bố đều = q x F = 1539,79 x 9,19 = 14150,6N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (0,59 x 17000)+(-0,118 x 8500) = 9027N Tải trọng di động = (y1 x 47100)+(y2 x 45636) = (0,944 x 47100)+(0,84 x 45636) = 82796N Lực trong thanh = 14150,6+9027+82796 = 105973,6N Thanh xiên D5 Diện tích đường ảnh hưởng: F = F1 + F2 = 0,57+ (-7,87) = -7,30N Tải trọng phân bố đều = q x F = 1539,79 x (-7,30)= -11240,5N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (-0,59 x 17000)+( 0,118 x 8500) = -9027N Tải trọng di động = (y1 x 47100)+(y2 x 45636) = (-0,886x 47100)+(-0,78 x 45636) = -77327N Lực trong thanh = (-11240,5)+(-9027)+(-77327) = -97594,5N Thanh xiên D6, D7, D8, D9, D10, tính tương tự Trị số lực trong các thanh của dàn đứng chính trong bảng 5-1. 7.2) Đường ảnh hưởng của dàn đứng phụ: Hình 5.3 Đường ảnh hưởng dàn đứng phụ Vì sơ đồ của dàn đứng chính và dàn đứng phụ giống nhau nên đường ảnh hưởng của chúng có những tính chất tương tự nhau. Các thanh biên trên của dàn đứng phụ ngoài tải trọng thẳng đứng còn có các tải trọng ngang tác dụng. - Thanh biên trên O2 và O3 Diện tích đường ảnh hưởng: F = y1 x 20= -1,125x20 = -11,25N Tải trọng phân bố đều = q x F = 957 x (–11,25) = -10766,25N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (- 0,625 x 17000)+(-1,125 x 8500) = -20188N Tải trọng ngang tác dụng = -26924N Lực trong thanh = (-10766,25) +(-20188)+ (-26924) = -57878,25N Thanh biên trên O4 và O5 Diện tích đường ảnh hưởng: F = y1 x 20 = -2 x20= -20N Tải trọng phân bố đều = q x F = 957x (–20) = -19140N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (-1,25 x 17000)+(-1 x 8500) = -29750N Tải trọng ngang tác dụng = -41482N Lực trong thanh = (-19140) +(-29750)+ (-41482) = -90372N - Thanh biên trên O6 và O7 tính tương tự - Thanh biên trên O8 và O9 tính tương tự - Thanh biên trên O10 và O11 tính tương tự - Thanh biên dưới U1 Diện tích đường ảnh hưởng: F = y1 x 20 = 0,972 x20 = 9,72N Tải trọng phân bố đều = q x F = 957 x 9,72 = 9302N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (0,53 x 17000)+(0,921 x 8500) = 16839N Lực trong thanh = 9302+16839 = 26141N Thanh biên dưới U2 Diện tích đường ảnh hưởng: F = y1 x 20 = 1,594 x20 = 15,94N Tải trọng phân bố đều = q x F = 957 x 15,94 = 15254N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (0,938 x 17000)+( 1,063 x 8500) = 24982N Lực trong thanh = 15254+24982 = 40236N Thanh biên dưới U3 Diện tích đường ảnh hưởng: F = y1 x 20 = 2,343 x 20 = 23,43 Tải trọng phân bố đều = q x F = 957 x 23,43 = 22422,5N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (1,563 x 17000)+( 0,938 x 8500) = 34544N Lực trong thanh = 22422,5+34544 = 56966,5N Thanh biên dưới U4 và U5 tính tương tự Thanh xiên D1 Diện tích đường ảnh hưởng: F = y1 x 20 = -1,24 x 20 = -12,4N Tải trọng phân bố đều = q x F = 957 x -12,4 = -11866,8N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (-0,654 x 17000)+( -1,173 x 8500) = -21089 Lực trong thanh = (-11866,8)+( -21089) = -32955.8N Thanh xiên D2 Diện tích đường ảnh hưởng: F = F1 + F2 = 7,58 + (-0,76) = 6,82N Tải trọng phân bố đều = q x F = 957 x 6,82 = 6526,7N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (0,446 x 17000)+( 0,73 x 8500) = 13787N Lực trong thanh = 6526,7+13787= 20313,7N Thanh xiên D3 Diện tích đường ảnh hưởng: F = F1 + F2 = 0,14+ (-10,10) = -9,96N Tải trọng phân bố đều = q x F = 957 x (-9,96)= -9532N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (0,59x 17000)+( -0,118 x 8500) = -9027N Lực trong thanh = (-9532)+(-9027) = -18559N Thanh xiên D4 Diện tích đường ảnh hưởng: F = F1 + F2 = 9,50+ (-0,31) = 9,19N Tải trọng phân bố đều = q x F = 957 x 9,19 = 8795N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (0,59 x 17000)+(-0,118 x 8500) = 9027N Lực trong thanh = 8795+9027 = 17822N Thanh xiên D5 Diện tích đường ảnh hưởng: F = F1 + F2 = 0,57+ (-7,87) = -7,30N Tải trọng phân bố đều = q x F = 957 x (-7,30)= -6986N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (-0,59 x 17000)+( 0,118 x 8500) = -9027N Lực trong thanh = (-6986)+(-9027) = -16013N - Thanh xiên D6, D7, D8, D9, D10, tính tương tự Trị số lực trong các thanh của dàn đứng phụ trong bảng (5-2) 7.3)Đường ảnh hưởng của dàn ngang trên: Vì dàn ngang trên có tính chất đối xứng nên chúng ta chỉ xây dựng đường ảnh hưởng của nửa dàn phía bên có buồng lái. - Lực trong thanh O1 bằng không. Tung độ các đường ảnh hưởng tại điểm chịu tải trọng quán tính ngang của các tải trọng di động là y1 và y2, của cơ cáu di động là y3 và của buồng lái là y4. Khi xây dựng đường ảnh hưởng của các thanh xiên = 390 nên cos= 0,78 và = 1,287. - Vì dàn ngang phụ chịu tác dụng của các tải trọng từ dàn đứng chính và dàn đứng phụ nên khi tính nó chúng ta cho tải trọng đơn vị di động trên thanh biên trên( khi đó chỉ tính những lực tác dụng từ phía trên, và di động theo thanh biên dưới( khi đó chỉ tính đối với các tải trọng tác dụng phía dưới). Trị số lực trong các thanh của dàn ngang trên cho trong bảng 5-3 và 5-4. Hình 5.4 Đường ảnh hưởng dàn ngang trên Hình 5.5 Đường ảnh hưởng dàn ngang dưới 8) Tính dàn đứng chính : 8.1)Chọn tiết diện thanh biên trên: Tiết diện của thanh biên chọn theo tiết diện thanh chịu tải lớn nhất O11 = -369191N và tính theo cả hai trường hợp phối hợp tải trọng. - Khi tính theo trường hợp phối hợp tải trọng thứ nhất, nội lực trong thanh O11=-369191N và mômen uốn tác dụng trong mặt phẳng thẳng đứng của đốt là: Mu=== 7850Nm Trong đó: + P1= 47100N- áp lực của xe lăn và vật nâng tác dụng lên bánh xe; + =1m - chiều dài đốt. Khi tính theo trường hợp phối hợp tải trọng thứ hai, ngoài tải trọng đã tính trên ta cần thêm: - Nội lực trong thanh O11 do tải trọng quán tính ngang gây ra( bảng5-4) O11ng= -66596N - Mômen uốn trong đốt ở mặt phẳng ngang: M’=== 683,3Nm. Tiết diện của thanh biên trên chọn như hình vẽ Hình 5.6 - Diện tích tiết diện bằng: Ftr=150.10 +mm2. - Mômen tĩnh của tiết diện đối với trục x1-x1: Sx1=180.10+150. = 187500mm3. - Khoảng cách từ trục x1-x1 đến trọng tâm của tiết diện: e = - Momen quán tính của tiết diện đối với trục x- x Jx=+150.10.522 + +180.10.432= =12,395.106mm4. - Mômen chống uốn của tiết diện đối với trục x-x: + đối với cạnh trên của tiết diện: Wx===217000mm3 + đối với cạnh dưới của tiết diện: W’x===93150mm3 - Bán kính quán tính đối với trục x-x: rx===61,3mm - Độ mảnh của thanh đối với trục x-x: x===18,35 - Hệ số giảm ứng suất cho phép x=0,965( bảng 6-1). - Mômen quán tính đối với trục y-y: Jy=+=2,815.106mm3. - Mômen chống uốn đối với trục y-y: Wy = ==37500mm3. - Bán kính quán tính đối với trục y-y: ry===29mm. - Độ mảnh của thanh đối với trục y-y: y===38,79 - Hệ số giảm ứng suất cho phép y=0,938 * Kiểm tra độ bền của thanh biên trên - Trường hợp phối hợp tải trọng thứ nhất. + Ứng suất nén cựa đại ở giữa đốt: + Ứng suất cạnh dưới của tiết diện ở giữa đốt: -Trường hợp phối hợp tải trọng thứ hai: + Ứng suất nén cực đại ở giữa đốt: * Kiểm tra độ ổn định: - Trường hợp phối hợp tải trọng thứ nhất đối với trục x-x - Đối với trục y-y: - Trường hợp phối hợp tải trọng thứ hai đối với trục x-x - Đối với trục y-y 8.2)Chọn tiết diện thanh biên dưới: - Tiết diện của thanh biên dưới chọn theo đốt chịu tải trọng nhiều nhất U5=361078N. Tiết diện của thanh biên dưới gồm hai thanh thép góc 75x75x8mm theo OCT8509-57 Hình 5.7 - Diện tích của tiết diện: Fd=2.F=2.1150=2300 mm2 - Bán kính quán tính nhỏ nhất đối với trục x-x: rx=22,8 mm. - Chiều dài tính của thanh l= 2000 mm. - Độ mảnh của thanh: - Ứng suất trong thanh 8.3)Chọn tiết diện thanh xiên. Thanh xiên chịu tải lớn nhất là thanh D1 = 149123 và D3 = 110460. Thanh xiên gồm có hai thanh thép góc ghép lại . Hình 5.8 * Tính thanh D1 - Chiều dài hình học của thanh D1 trong mặt phẳng của dàn: l= - Chiều dài tính của thanh: l1=0,8.l=0,8.1280,6=1024,5 mm. - Chọn độ mảnh của thanh =100, khi đó hệ số giảm ứng suất cho phép=0,6. Tiết diện cần thiết của thanh theo điều kiện ổn định bằng: F= - Bán kính quán tính cần thiết: r = Với điều kiện như thế cho phép chúng ta chọn tiết diện thanh xiên gồm hai thanh thép góc 70x70x6 mm theo OCT 8509-57, diện tích tiết diện mỗi thanh là F1=815 mm2 và bán kính quán tính rx=21,5 mm. - Diện tích chung của tiết diện: F=2F1=2.815=1630mm2 - Độ mảnh của thanh đối với trục x-x: - Hệ số giảm ứng suất cho phép x=0,895 - Độ bền của thanh: - Độ ổn định của thanh theo trục x-x - Chiều dài tính của thanh ngoài mặt phẳng của dàn bằng chiều dài hình học của nó l1=l=1105 mm - Mômen quán tính của tiết diện đối với trục y-y: - Bán kính quán tính đối với trục y-y: - Độ mảnh của thanh đối với trục y-y: - Hệ số giảm ứng suất cho phép y=0,93. - Độ ổn định của thanh đối với trục y-y: * Tính thanh D3. - Chiều dài hình học của thanh: - Chiều dài tính của thanh: lt=0,8l=0,8.1326,65=1061 mm. - Độ mảnh của thanh đối với trục x-x: - Hệ số giảm ứng suất cho phép x=0,918 - Độ bền của thanh: - Độ ổn định của thanh đối với trục x-x - Chiều dài tính của thanh ngoài mặt phẳng của dàn bằng chiều dài hình học của nó lt=l=1061mm. - Độ mảnh của thanh đối với trục y-y: - Hệ số giảm ứng suất cho phép y=0,94 - Độ ổn định của thanh đối với trục y-y: 8.4) Chọn tiết diện thanh đứng. Tiết diện của thanh đứng chọn theo thanh chịu tải lớn nhất V6=-65583N. Để giảm số lượng thép góc cần mua, tiết diện thanh đứng chúng ta chọn giống như tiết diện thanh xiên, tức là bằng thép góc 70x70x6 … Vì thanh đứng chịu tải ít hơn thanh xiên và chiều dài của nó ngắn hơn nên ở đây chúng ta không phải tính. 9) Tính dàn đứng phu:ï Tất cả các thanh của dàn đứng phụ khi làm việc chỉ chịu lực dọc, không chịu mômen uốn. Trị số các lực dọc cho trong bảng 5-2. Tiết diện của các thanh gồm một thanh thép góc. Hình 5.9 Vì sự không cân đối của tiết diện nên ứng suất cho phép lấy giảm đi 25%, tức là: 9.1)Chọn tiết diện thanh biên trên. Tiết diện của thanh biên trên chọn theo thanh chịu tải lớn nhất O11=-154956N. Với mục đích giảm loại thép góc dùng cho kết cấu dàn, tiết diện của thanh biên trên chọn loại thép 100x100x12 mm, Đặc tính hình học của thép góc này gồm: - diện tích tiết diện: F= 2280 mm2. - mômen quán tính nhỏ nhất: Jyo = 869000 mm4. - bán kính quán tính nhỏ nhất: r= - Chiều dài tính của thanh l= 1125 mm - Độ mảnh của thanh: - Hệ số giảm ứng suất cho phép =0,867. - Độ ổn định của thanh: 9.2) Chọn tiết diện thanh biên dưới. Lực kéo lớn nhất ở thanh biên dưới U5=80731 N. Chọn thép góc giống như thanh biên trên. Chiều dài tính l= 2250 mm. - Độ mảnh của thanh: - Độ bền của thanh: 9.3)Chọn tiết diện thanh xiên. Lực nén lớn nhất ở thanh xiên D1=-32961 N (chiều dài thanh D1 là l1=1380,44 mm) và lực kéo lớn nhất ở thanh D2=19594N (chiều dài thanh D2 là l2=1326,65mm). Tiết diện thanh xiên ở dàn gồm một thanh thép góc 70x70x6mm( cùng loại thép góc với các thanh xiên ở dàn đứng chính). - Mômen quán tính nhỏ nhất Jyo= 155000 mm4. - Bán kính quán tính nhỏ nhất: r= - Độ mảnh của thanh D1: - Hệ số giảm ứng suất cho phép 1= 0,6. - Độ ổn định của thanh D1: - Độ mảnh của thanh D2: - Độ bền của thanh D2: 9.4) Chọn tiết diện thanh đứng. Lực nén lớn nhất trong thanh đứng V6=-17958N. Tiết diện thanh đứng là thép góc 70x70x6mm. Vì thanh đứng chịu tải ít hơn và chiều dài ngắn hơn thanh xiên nên chúng ta không tính. 10) Tính dàn ngang trên: Đối với dàn ngang chúng ta chỉ cần chọn tiết diện của thanh xiên và thanh đứng, vì thanh biên trên và dưới đều là các thanh biên của dàn đứng chính và phụ. 10.1)Chọn tiết diện thanh xiên. Khi tính dàn ngang, ta thấy dưới tác dụng của các tải trọng quán tính ngang( 5-3) các thanh lần lượt chịu kéo và nén. Nhưng các tải trọng quán tính ngang có thể tác dụng lên dàn với chiều ngược lại chiều tác dụng. Và như vậy những thanh chịu kéo khi chiều tác dụng của tải trọng quán tính ngang sẽ chịu nén khi chiều tác dụng của tái trọng quán tính ngược lại. Vì thế các lực cực đại trong các thanh ta đều tính theo nén. - Thanh xiên chịu tải lớn nhất là D2=-13301 N. - Chiều dài tính của thanh bằng chiều dài hình học của nó: L==1720,5 mm. - Tiết diện của thanh là thép góc 56x56x3,5 mm. Đặc tính hình học của thép góc: - Diện tích tiết diện: F =386 mm2. - Mômen quán tính nhỏ nhất: Jyo= 48000 mm4. - Bán kính quán tính nhỏ nhất: r= - Độ mảnh của thanh: - Hệ số giảm ứng suất cho phép = 0,29. - Độ ổn định của thanh: 10.2) Chọn tiết diện thanh đứng. Thanh đứng chịu tải lớn nhất là thanh V6=-5948 N. - Chiều dài tính của thanh đứng là l= 1400 mm. - Tiết diện của thanh đứng làm bằng thép góc 50x50x5 mm. Đặc tính hình học của thép góc: - Diện tích tiết diện: F = 480 mm2. - Mômen quán tính nhỏ nhất: Jyo= 46300 mm4. - Bán kính quán tính nhỏ nhất: r= - Độ mảnh của thanh: = 143<[]=200. - Hệ số giảm ứng suất cho phép = 0,348. - Độ ổn định của thanh: =36 N/mm2< []’1 =120 mm2 11) Kiểm tra độ cứng của kết cấu Độ võng của dàn đứng chính ở giữa nhịp bằng: f==15mm trong đó: + L= 20000 mm, tầm rộng của cầu trục(khẩu độ) + E= 2,1.105 N/m2 môdun đàn hồi của vật liệu: + J = 14,5.108 mômen quán tính của dàn ở giữa nhịp + J = ( Ftr + Fd) . =(3300 + 2300)=45,36.108 mm4 trong đó: + Ftr và Fd : diện tích tiết diện thanh biên trên và dưới: + H : chiều dài dàn; + Mu : mômen uốn mớn nhất dưới tác dụng tĩnh của tải trọng di động khi xe lăn nằm ở giữa nhịp. Mu==N mm ở đây: Q = 80000N, trọng tải vật nâng; Gx = 42000N, trọng tải xe lăn; B =1800 mm, khoảng cách trục bánh xe. Độ võng cho phép: [f]==28,6 mm Vậy f<[f] =>Độ cứng kết cấu kim loại của cần trục đã được thoả mãn 12) Xác định biên dàn chịu uốn cục bộ. Tính toán biên dàn đồng thời chịu tác dụng tải trọng dọc và ngang, khi tính toán theo tải trọng ngang ta coi biên là dầm liên tục có số gối bằng số mắt biên với giả thiết đơn giản sau: Tất cả các khoang biên dài bằng nhau, tiết diện của biên khơng đổi ở tất cả các khoang, gối của biên cùng nằm trên cùng một đường thẳng. Khi tính toán momen uốn và phản lực gối tựa được xác định bằng đường ảnh hưởng: đối với những khoang ở giữa coi như dầm có vô số nhịp dài bằng nhau, còn đối với khoang ngoài cũng coi như dầm 4 nhịp. Hình 5.10 Thanh biên dàn chịu uốn cục bộ do bánh xe di chuyển Hình 5.11 Dạng biểu đồ ứng suất của thanh biên trên Theo phuơng pháp gần đúng, tính uốn cục bộ chỉ do bánh xe có áp lực lớn nhất PD gây ra: Mômen uốn cực đại ở giữa khoang ( Mk) của khoang ở giữa dàn và ở đầu dàn: Ở giữa dàn: Mk = P1.l =.30500.20 =101666,7 Nm Ở đầu dàn: Mk = P1.l =.30500.20 = 122000Nm Mômen uốn cực đại ở mắt của khoang ở giữa dàn và ở đầu dàn: Ở giữa dàn: Mm = P1.l =.30500.20 = 50833,3 Nm Ở đầu dàn: Mm = P1.l = .30500.20 = 61000 Nm Vì Mk > Mm để ứng suất tính toán ở khoang (thớ trên) và mắt (thớ dưới) của biên như nhau thì tiết diện của nó làm theo hình chữ T, nghĩa là không đối xứng so với trục ngang. Trên biên của dàn khi có bánh xe di chuyển trên nó ta cần phải tính ảnh huởng áp lực cục bộ do bánh xe gây ra. Ưùng suất tổng lớn nhất tại giữa khoang của thớ trên do ứng suất nén thanh biên và ứng suất cục bộ gây ra: = = = 112,51N/mm2 Ưùng suất tổng lớn nhất tại mắt dàn của thớ dưới do ứng suất nén thanh biên và ứng suất cục bộ gây ra: = = = 112,61N/mm2 Trường hợp này chọn e1 = 133mm, e2 = 57 mm đảm bảo cho ứng suất thớ trên tại giữa khoang xấp xĩ gần bằng với ứng suất thớ dưới tại mắt dàn 13) Xác định tiết diện dầm đầu với trường hợp tổ hợp IIc. - Dầm đầu làm loại tiết diện hình hộp, dầm đầu bị uốn cong trong mặt phẳng đứng, dầm đầu bị uốn trong mặt phẳng ngang khi phanh xe con có hàng di chuyển dọc cầu trên (IIc). Để đảm bảo cho bánh xe di chuyển cầu trục làm việc được bình thường: momem quán tính của dầm đầu đối với trục thẳng đứng thường được không được nhỏ hơn momem quán tính của dầm chính ở chổ nối dầm chính với dầm đầu đối với trục thẳng đứng. Xác định đặc tính của tiết diện của dầm đầu: Hình 5.10 Tiết diện ngang của dầm đầu. Diện tích tiết diện: +Thanh biên trên: = 570.10 = 5700 mm2 +Thanh biên dưới:= 570.10 = 5700 mm2 +Thanh đứng: 2.780.10 =15600 mm2 = 800 – (10 +10)= 780 mm Tổng diện tích Mômen tĩnh của tiết diện đối với trục : Thanh biên trên: Thanh biên dưới: Thanh đứng: Tổng momen tĩnh: Tọa độ trọng tâm đối với trục Mômen quán tính đối với trục x-x. Thanh biên trên Thanh biên dưới : Thanh đứng: Tổng mômen quán tính: Mômen chống uốn đối với trục x-x (đối với lớp kim loại ngoài cùng của thanh biên trên) Mômen chống uốn đối với trục x-x (đối với lớp kim loại ngoài cùng của thanh biên dưới) Mômen quán tính đối với trục y-y. Thanh biên trên: Thanh biên dưới: Thanh đứng: Tổng mômen quán tính: Mômen chống uốn đối với trục y-y. Như vậy đặc tính của tiết diện dầm đầu: Diện tích tiết diện: F = 21300 N Trọng tâm của tiết diện: Zo = 506 mm Momen quán tính đối với trục nằm ngang: Jx = 2872.106 mm Các tải trọng tác dụng lên dầm đầu như sau: -Về phía cơ cấu di động cầu: -Về phía dàn cấp điện (tính tương tự như trên): P = 38450 N - Phản lực tác dụng lên gối tựa trái dầm cuối: - Phản lực tác dụng lên gối tựa phải dầm cuối: RD = P1 + P2 – Rc = (99380 + 38450) – 49885 = 87945N - Momen uốn lớn nhất ở tiết diện I – I: Mu = RD . l1 = 87945.1000 = 98938125 Nmm - Momen chống uốn của tiết diện: Wx = 9,77.106 mm3 - Ưùng suất uốn dưới tác dụng của tải trọng chính: Ưùng suất cho phép Để đảm bảo cho dầm cuối đủ độ cứng, ứng suất uốn cho phép ở đây nên lấy không lớn hơn 80 – 100 N/mm2. Khi tính dầm cuối theo trường hợp phối hợp tải trọng thứ hai ta tính ứng suất theo lực quán tính lớn nhất c