Đề tài Tính toán kết cấu thép cầu trục 2 dầm

Trọng lượng bản thân cầu trục bao gồm: trọng lượng phần kết cấu thép, cơ cấu di chuyển cầu và thiết bị điện. 2.2. Trọng lượng palăng điện: (kG) 2.3. Hệ số va đập khi di chuyển: Dựa vào tốc dộ di chuyển cầu v =95 (m/ph) tra bảng (4-12)-[03], ta chọn hệ số va đập tính theo độ bền . Hệ số va đập khi tính đến độ bền mỏi K’đ được tính theo Kđ như sau: K’đ = 1 + 0.5*(Kđ -1) = 1 2.4. Hệ số động khi nâng hạ hàng Hệ số động được xác định qua công thức gần đúng như sau: (1.06.1)-[03] (1.06.2)-[03] Với Vn = 7,74 (m/ph): tốc độ nâng hàng của palăng điện. 2.5. Trọng lượng hàng nâng : Q =20 (T) = 20000 (kG) 3. Lực quán tính ngang : 3.1. Khi cầu trục di chuyển, tiến hành hãm cầu trục làm xuất hiện lực quán tính có phương ngang theo phương di chuyển của cầu trục. (1.09)-[03] Trong đó: + mc = 31600 (kG):Trọng lượng toàn bộ cầu trục. + mh = 20000 (kG): Trọng lượng hàng nâng định mức. + Vdc = 95 (m/ph)=1,58 (m/s) + t = 2 (s): Thời gian gia tốc (hoặc phanh hãm) cầu trục. (kG) Khi gia tốc cầu trục một cách đột ngột, lực quán tính ngang được tính giá trị lớn gấp hai lần giá trị định mức. (kG) (1.10)-[0.3] 3.2. Lực quán tính do khối lượng xe tời và hàng khi phanh xe con. Lực này sẽ tác dụng lên dầm đầu và là tải trọng để tính toán kiểm tra bền và ổn định dầm đầu (tổ hợp IIc). 4.Tính toán dầm chính: 4.1. Tính chọn sơ bộ tiết diện mặt cắt ngang của dầm chính. 4.1.1. Xác định mômen uốn lớn nhất theo phương thẳng đứng. Trên dầm chính, cụm palăng di chuyển trên 4 bánh xe. Để bài toán được đơn giản ta xem như áp lực của các bánh xe tác dụng lên dầm là N1, N2 và khoảng cách giữa các tải trọng là b =220 (mm) (khoảng cách giữa tâm 2 bánh xe 2 bên là bằng nhau ). (kG) Hình: + Phản lực tại gối tựa A. Với khối lượng dầm phân bố trên một đơn vị chiều dài. + Mômen uốn ở tiết diện dầm dưới tải trọng N1 nằm cách gối tựa A một khoảng cách x, phương trình M1(x) có dạng parabol. (01) Để xác định vị trí ứng với giá trị mômen uốn dưới bánh xe 1 là lớn nhất ta tìm cực trị của hàm số M1(x) và cho . (02) Thay vào (01), ta được: (03) + Lực cắt lớn nhất trên dầm chính xuất hiện tại gối tựa của dầm chính khi xe con di chuyển đến vị trí tận cùng của dầm chính (dầm đầu). (04) Thay các giá trị vào (02), (03) và (04) ta được các giá trị: + Tại x = 10 (m) thì: RA = 31227,5(kG) Mmax = 187092 (kG.m) =18709200(KG.cm) + Lực cắt lớn nhất xuất hiện tại gối tựa. 31227,5 (kG) 4.1.2. Xác định chiều cao của dầm. Chiều cao của dầm ảnh hưởng lớn đến độ bền, độ cứng, độ ổn định và tính kinh tế của nó. Khi chiều cao của dầm tăng thì trọng lượng tấm thành (bản bụng) có tăng, song trọng lượng của tấm biên (bản cánh) lại được giảm đi tương ứng để đảm bảo mômen chống uốn của dầm giữ nguyên. Khi đó dầm sẽ có nhiều ưu điểm hơn dầm có cùng môđun chống uốn nhưng chiều rộng bản cánh lớn. Chiều cao lớn nhất của dầm hmax hạn chế bởi điều kiện để nhận được khối lượng dầm nhỏ nhất là Gmin. Chiều cao nhỏ nhất của dầm hmin hạn chế bởi điều kiện độ võng của dầm (f) và thời gian tắt dao động (t). Chiều cao tối ưu của dầm có thể xác định bằng tính toán. Để sử dụng hoàng toàn vật liệu của dầm: căn cứ vào mômen chống uốn của dầm do tải trọng gây ra M để xác định mômen chống uốn cần thiết của tiết diện dầm. (cm3) Trong đó: + : cường độ tính toán gốc (vật liệu là thép CT3). + Mmax = 18709200 (kG.cm): Mômen uốn lớn nhất tại tiết diện nguy hiểm nhất. – Chiều cao của dầm hmax xác định theo điều kiện khối lượng của dầm là nhỏ nhất nhưng vẫn đảm bảo nhận được mômen chống uốn của tiết diện W cần thiết. Hình: Đặt trọng lượng của một đơn vị chiều dài dầm là g, khi đó: Trong đó: + : trọng lượng chiều dài 1 mét chiều dài 2 tấm bản thành dầm. + : trọng lượng 1 mét chiều dài 2 tấm biên của dầm. + : trọng kượng riêng của vật liệu chế tạo dầm. + : hệ số kết cấu phụ thuộc vào trọng lượng các gân tăng cứng và các bản ngăn tăng cứng của dầm. Mômen quán tính của tiết diện (hình vẽ). Công thức trên nhận được khi ta bỏ qua mômen quán tính của tấm biên đối với trục trung hòa của nó và coi chiều cao thành dầm gần bằng chiều cao dầm: ht = h. Vậy mômen chống uốn của dầm được xác định như sau: Thay Fb vào ta được: Để tìm chiều cao dầm tương ứng sao cho trọng lượng dầm là nhỏ nhất ta đạo hàm biểu thức (…) theo h và cho bằng 0 để tìm cực trị. Chiều cao tiết diện dầm ứng với trọng lượng dầm nhỏ nhất tức chiều cao kinh tế của dầm được tính theo công thức. Song độ mảnh của thành dầm không được vượt quá một giới hạn nhất định khi xét đến độ bền của tấm thành dưới tác dụng của ứng suất tiếp và vấn đề ổn định cục bộ của nó. Vì vậy chiều cao lớn nhất của dầm cần xác định theo công thức (chọn (cm)): (cm) Chọn h = 167 (cm). 4.1.3. Xác định kích thước thành dầm. Kích thước các bộ phận dầm tổ hợp, chiều dày của các tấm và kích thước của dầm tổ hợp được chọn sơ bộ. Sau khi đã chọn được tiết diện dầm tổ hợp sẽ tiến hành kiểm tra theo các điều kiện độ bền, độ cứng và độ ổn định của dầm. Chiều cao thành dầm ht gần bằng chiều cao của dầm (). Để sử dụng tiết kiệm các thép tấm cán sẵn từ các nhà máy chế tạo, nên lấy chiều cao tấm thành là bội số của 10 (cm). Khi đó mức độ hao phí vật liệu chế tạo sẽ ít. Trong đó: + : Chiều dày của bản cánh (tấm biên). Do xe con di chuyển ở bản cánh dưới của dầm nên ta chọn chiều dày bản cánh dưới gấp đôi chiều dày bản cánh trên (). Chọn (cm). (cm) 4.1.4. Xác định chiều rộng tấm biên. Để đảm bảo ổn định tổng thể của kết cấu dầm ta nên chọn. (cm) Vậy ta chọn B = 40 (cm). Tiết diện dầm được chọn có dạng như sau: Hình: 4.2. Xác định nội lực trong dầm chính trong trường hợp trường hợp tải trọng IIa. Đối với trường hợp này, ta tiến hành tính toán khi cầu trục đứng yên, cơ cấu nâng làm việc với mã hàng định mức (Q = 20 (T) = 20000 (kG)), tiến hành khởi động (hoặc hãm) cơ cấu nâng một cách đột ngột với toàn bộ tốc độ. 4.2.1. Các tải trọng đặt lên dầm chính bao gồm: – Trọng lượng bản thân dầm chính Gc = 21000 (kG). Như vậy phần tải trọng này là loại tải trọng phân bố dọc chiều dài dầm chính và có trị số: – Trọng lượng palăng điện: Gpl = 570 (kG). – Trọng lượng hàng nâng có tính đến hệ số động khi nâng hạ hàng : (kG) Trên dầm chính, cụm palăng di chuyển trên 4 bánh xe. Để bài toán được đơn giản ta xem như áp lực của các bánh xe tác dụng lên dầm là N1, N2 và khoảng cách giữa các tải trọng là b =220 (mm) (khoảng cách giữa tâm 2 bánh xe 2 bên là bằng nhau ). Áp lực đặt lên các bánh xe là do trọng lượng hàng và palăng gây nên. Do khoảng cách giữa 2 bánh xe tương đối nhỏ (b = 220 (mm)) so với chiều dài cầu trục L = 20 (m), như đã chứng minh ở trên: điểm gây ra mômen uốn cực đại tại x = 10 (m) là gần giữa dầm. Để bài toán được đơn giản và tính toán một cách gần đúng ta coi như trọng lượng của palăng và hàng là tải trọng tập trung có điểm đặt là điểm giữa 2 trục bánh xe di chuyển palăng theo chiều dọc dầm chính. Sơ đồ tính toán dầm chính khi palăng nâng cùng mã hàng ở vị trí bất lợi nhất là ngay giữa dầm như sau: Hình: Xác định phản lực tại các gối tựa: (kG) – Ta lại có: (kG) – Giá trị lực cắt tại C: (kG) – Giá trị momen uốn tại C: (kG.m) 4.2.2. Kiểm tra bền dầm chính trong trường hợp tổ hợp tải trọng IIa: Ta chọn vật liệu chế tạo dầm chính là thép CT3 có các đặc trưng cơ tính như sau: + Môđun đàn hồi khi kéo: + Môđun đàn hồi trượt: + Giới hạn chảy: + Giới hạn bền: + Khối lượng riêng: Đặc trưng hình học của mặt cắt ngang của dầm chính. Hình: – Chiều cao mặt cắt ngang của dầm: h = 1670 (mm) – Chiều rộng tấm biên : Bt = 500 (mm) – Bề dày tấm biên : (mm) – Bề dày tấm thành: (mm) – Đặc trưng hình học của tiết diện dầm hộp: + Mômen quán tính đối với trục X. JX = 181308 (cm4) + Mômen quán tính đối với trục Y. JY = 53198 (cm4) + Mômen chống uốn đối với trục X-X. WX = 5107.3 (cm3) + Mômen chống uốn đối với trục Y-Y. WY = 2876 (cm3) Áp dụng phương pháp tính theo ứng suất cho phép, ta kiểm tra độ bền dầm chính theo công thức sau: (2.1)-[03] Trong đó: + : Ứng suất cho phép khi tính toán kiểm tra bền cầu trục. + : Ứng suất giới hạn chảy của vật liệu (CT3) dùng để chế tạo cầu trục. + n: Hệ số an toàn khi tính toán kiểm tra, tra bảng (2.2)-[03], ta có n=1.5. – Ứng suất xuất hiện trong dầm chính do tải trọng tác dụng, xác định như sau: Trong đó: + 18709200 (kG.m) = 18709200 (kG.cm) + 5107.3 (cm3) Vậy dầm thỏa điều kiện bền . 4.3. Xác định nội lực trong dầm chính trong trường hợp tổ hợp tải trọng IIb: Đối với trường hợp này, ta tiến hành tính toán di chuyển của cầu trục khi có hàng, tiến hành khởi động (hoặc hãm) cơ cấu di chuyển cầu một cách đột ngột. Khi này sẽ xuất hiện tải trọng quán tính tác dụng lên di chuyển, gây ra mômen uốn ngang dầm. 4.3.1 Tính toán dầm bên (dầm đầu): 4.3.1.1. Kết cấu dầm đầu: Tham khảo máy mẫu, ta chọn kết cấu dầm đầu là kết cấu kiểu hộp, được chế tạo bằng thép CT3. Dầm đầu được tạo thành do ghép các tấm thép lại với nhau bằng phương pháp hàn. – Tiết diện mặt cắt ngang của dầm đầu như sau: Hình: + Chiều cao dầm đầu: H = 250 (mm) = 25 (cm) + Chiều rộng dầm đầu: B = 150 (mm) = 15 (cm) + Bề dày các tấm thép chế tạo dầm: S = 10 (mm) = 1 (cm) – Đặc trưng hình học của tiết diện mặt cắt ngang: + Mômen chống uốn theo phương x-x: (cm3) + Mômen chống uốn theo phương y-y: (cm3) 4.4. Tải trọng tác dụng lên dầm đầu trong trường hợp trường hợp tải trọng IIC: Dầm đầu sẽ chịu các tải trọng theo phương thẳng đứng và theo phương ngang như sau: 4.4.1. Tải trọng tác dụng theo phương thẳng đứng, bao gồm: – Trọng lượng phần kết cấu thép dầm chính: Gdc = 31600(kG) – Trọng lượng palăng điện: Gpl = 570 (kG) – Trọng lượng hàng nâng: Q = 20000 (kG) 4.4.2. Tải trọng tác dụng theo phương ngang: – Khi palăng mang hàng di chuyển dọc theo dầm chính với toàn bộ tốc độ và phanh hãm palăng một cách đột ngột, lúc này sẽ xuất hiện lực quán tính tác dụng lên dầm đầu theo phương ngang. – Lực quán tính xác định theo công thức sau: (1.09)-[03] 4.4.3. Xác định nội lực trong dầm đầu tương ứng với trường hợp trường hợp tải trọng IIC : Đối với trường hợp này, ta tính toán dầm đầu khi cầu trục đứng yên, palăng nâng làm việc với mã hàng định mức Q = 20 (T). Tiến hành di chuyển palăng với vận tốc cực đại VX = 95 (m/ph), sau đó phanh hãm palăng một cách đột ngột sao cho vị trí dừng của palăng là sát dầm đầu nhất. Khi này, vị trí đặt và giá trị của các tải trọng tác dụng lên dầm đầu như sau: Để tính toán lực tác dụng lên dầm đầu ta chỉ cần xét lực tác dụng lên mỗi dầm. Trọng lượng hàng nâng định mức và trọng lượng palăng điện: hai tải trọng này được đặt tại vị trí gây ra trạng thái nguy hiểm nhất cho dầm đầu là đặt gần sát một bên dầm. Khi này có một dầm đầu chịu tải trọng lớn hơn nhiều lần so với dầm kia. Sơ đồ xác định tải trọng do hàng và palăng đặt không đều lên 2 dầm đầu như sau: Hình: + Phản lực tại gối tựa A. Trong đó: + : Khối lượng dầm phân bố trên một đơn vị chiều dài. + l = 0.8 (m): Khoảng cách từ tâm móc đến tâm ray dẫn hướng dầm đầu. + N1 = N2 = 10285 (kG): Aùp lực bánh xe của cụm palăng tác dụng lên dầm chính. + b = 220 (mm) = 0.22 (m): Khoảng cách tâm của 2 bánh xe di chuyển dọc cầu trục. (kG) Vậy áp lực theo phương thẳng đứng tác dụng lên dầm đầu RA = 31227,5 (kG). Ngoài ra dầm đầu còn chịu tác dụng của các tải trọng khác như: + Trọng lượng bản thân của dầm đầu: Gdđ = 2(0.23*10+0.15*10)*3.32*7.85 = 198 (kG) Tải trọng này phân bố theo phương thẳng đứng dọc suốt chiều dài dầm đầu với cường độ (q) và được xác định như sau: + Tải trọng tác dụng theo phương ngang (kG). Với tải trọng tác dụng như vậy, sơ đồ tính dầm đầu trong trường hợp này như sau: Hình: * Xác định các phản lực tại các gối tựa: (kG) – Giá trị momen uốn tại F: (kG.m) * Xác định các phản lực tại các gối tựa: (kG) (kG) – Giá trị mômen uốn tại F: (kG.m) 4.4.4. Kiểm tra bền dầm đầu: Áp dụng phương pháp tính theo ứng suất cho phép, ta kiểm tra độ bền dầm chính theo công thức sau: (2.1)-[03] Trong đó: + : Ứng suất cho phép khi tính toán kiểm tra bền cầu trục. + : Ứng suất giới hạn chảy của vật liệu (CT3) dùng để chế tạo cầu trục. + n: Hệ số an toàn khi tính toán kiểm tra, tra bảng (2.2)-[03], ta có n=1.5. – Ứng suất xuất hiện trong dầm chính do tải trọng tác dụng, xác định như sau: Trong đó: + 5569.7 (kG.m) = 556970 (kG.cm) + 416.33 (cm3) + 217.6 (kG.m) = 21760 (kG.cm) + 289.67 (cm3) Vì , nên dầm đầu thỏa mãn điều kiện bền. 4.5. Tính toán các kết cấu phụ của cầu trục: 4.5.1. Phương pháp bố trí gân tăng cứng thành dầm. Đối với dầm hai thành (tiết diện hình hộp) để tăng cứng cho tấm thành và các tấm biên, đồng thời tăng độ cứng chống xoắn tiết diện ngang của dầm: gân tăng cứng được bố trí là các vách ngăn. Các vách ngăn là các tấm thép được bố trí trong lòng của dầm hàn với các tấm thành và tấm biên. Các gân tăng cứng thành dầm sẽ chia tấm thành dầm thành các khoang nhỏ. Khi mất ổn định cục bộ, các khong không ảnh hưởng lẫn nhau. Vì vậy cần tiến hành kiểm tra ổn định cục bộ của các khoang nhỏ được giới hạn bởi các gân tăng cứng và tấm biên: các khoang có hình chữ nhật, có kích thước tùy thuộc vào việc bố trí các gân tăng cứng thành dầm gọi là các tấm kiểm tra. + Ở đây ta bố trí khoảng cách giữa các gân cơ bản (tấm kiểm tra) lấy theo kinh nghiệm l = 800 (mm). Tấm kiểm tra được giới hạn bởi hai gân đứng và hai tấm biên của dầm. Hình dạng và kích thước của tấm kiểm tra có dạng: Hình: + Để tăng khả năng chống uốn theo phương ngang ta bố trí thêm các gân dọc. Tùy vào chiều cao của thành dầm mà ta chọn bố trí một gân dọc hay nhiều gân. Ơû đây ta bố trí một cặp gân dọc lấy theo kinh nghiệm. 4.5.2. Tính toán ổn định cục bộ của tấm thành. Để kiểm tra ổn định cục bộ của bản thành dầm cần tiến hành xác định ứng suất tới hạn của tấm kiểm tra (khoang) và hệ số dự trữ ổn định cục bộ. 4.5.2.1 Ổn định cục bộ dưới tác dụng của ứng suất tiếp () do lực cắt ngang Q gây ra: – Nếu ảnh hưởng của mômen uốn có thể bỏ qua (Mu = 0), tấm kiểm tra chỉ chịu tác dụng của ứng suất tiếp () do lực cắt Q gây ra. – Ứng suất tiếp tới hạn của tấm kiểm tra được tính theo công thức (5.87)-[03]: Trong đó: + a = 800 (mm) = 80 (cm): Khoảng cách giữa hai tấm kiểm tra. + b = 680 (mm) = 68 (cm): Chiều cao của tấm kiểm tra. + = 6 (mm) = 0.6 (cm): Chiều dày tấm thành. – Ứng suất trong tấm do tải trọng ngoài (lực cắt) Q gây ra được tính theo công thức (5.89)-[03]. – Hệ số ổn định cục bộ khi tính theo phương pháp ứng suất cho phép được tính theo công thức (5.88)-[03]. – Điều kiện ổn định cục bộ khi tính theo phương phápTTGH (5.90)-[03]. Vì nên tấm thành ổn định. 4.5.2.2. Ổn định cục bộ dưới tác dụng của ứng suất pháp () do mômen uốn M gây ra: – Nếu ảnh hưởng của ứng suất tiếp có thể bỏ qua ( = 0), lực cắt ngang Q = 0, tấm kiểm tra chỉ chịu tác dụng của ứng suất phẳng do mômen uốn M gây ra. – Ứng suất pháp tới hạn đối với dầm hai thành được tính theo công thức (5.87)-[03]: Trong đó: + h0 = 680 (mm) = 68 (cm): Chiều cao của thành dầm. + = 6 (mm) = 0.6 (cm): Chiều dày tấm thành. – Hệ số ổn định cục bộ khi tính theo phương pháp ứng suất cho phép được tính theo công thức (5.88)-[03]. – Điều kiện ổn định cục bộ khi tính theo phương phápTTGH (5.90)-[03]. Vì nên tấm thành ổn định. 4.5.2.3. Ổn định cục bộ của tấm thành khi chịu tác dụng đồng thời của ứng suất tiếp và ứng suất pháp. – Điều kiện đảm bảo ổn định: – Hệ số ổn định cục bộ. Vậy tấm thành đảm bảo điều kiện ổn định. 4.5. 3. Tính toán ổn định của tấm biên. – Đối với tấm biên trên có thể được khảo sát như một tấm tỳ 4 phía: hai phía tỳ lên hai tấm thành và hai phía tỳ lên các gân tăng cứng của dầm (là hai vách ngăn). Tấm đang khảo sát chịu ứng suất nén phân bố đều theo hai phía. Ứng suất tới hạn của tấm biên trên được xác định theo công thức (5.106)-[03]. Trong đó: + : Chiều dày tấm biên trên. + b = 400 (mm) = 40 (cm): Bề rộng của tấm biên trên. + Điều kiện ổn định cục bộ khi tính theo phương pháp TTGH (5.96)-[03]. Do nên tấm biên trên đảm bảo điều kiện ổn định. – Đối với tấm biên dưới của dầm, do palăng di chuyển ở bản cánh dưới của dầm có thể gây mất ổn định cho tấm biên nên ta cần kiểm tra ổn định. Theo công thức (5.106)-[03] ta tính như sau. Trong đó: + : Chiều dày tấm biên dưới. + b = 500 (mm) = 50 (cm): Bề rộng của tấm biên dưới. + Điều kiện ổn định cục bộ khi tính theo phương pháp TTGH (5.96)-[03]. Do nên tấm biên dưới đảm bảo điều kiện ổn định. 4.5.4. Tính toán kiểm tra bền mối ghép bulông: Do những thành tựu về hàn mà phương pháp liên kết bằng bulông ngày càng ít được sử dụng. Liên kết bulông được sử dụng trong các cấu kiện lắp ráp. Ngoài ra còn sử dụng cho các liên kết sử dụng trong thời gian ngắn. Việc liên kết các kết cấu thép của cầu trục chịu tải trọng động và dao động hay dùng bulông tinh và bulông có độ bền cao, đảm bảo cho mối nối có độ tin cậy lớn. Mối ghép bulông liên kết giữa dầm chính và hộp đầu chỉ chịu kéo do trọng lượng bản thân dầm chính, trọng lượng palăng điện, trọng lượng hàng và thiết bị mang hàng, cùng với các tải trọng động phát sinh khi nâng hạ hàng và di chuyển palăng khi có hàng. Để đảm bảo khả năng chịu lực và độ tin cậy cao trong suốt quá trình làm việc, ta sử dụng loại bulông có cường độ cao 8.8. Loại bulông này được làm từ thép hợp kim 40X, sau đó được gia công nhiệt. Giống như các loại buông thường (bulông thô), độ chính xác của bulông có cường độ cao không cao, nhưng do bulông được làm từ thép có cường độ cao nên ta có thể vặn đai ốc rất chặt (bằng clê đo lực) làm cho thân bulông chịu kéo và gây lực ép rất lớn lên các chi tiết ghép. Các bulông được bố trí như sau: Hình: – Các bulông được bố trí như hình vẽ. Các bulông chịu lực xiết ban đầu là V. Ttrong suốt quá trình làm việc, tải trọng ngoài tác dụng lên bulông chỉ theo một phương duy nhất là phương dọc trục bulông, do đó chỉ gây cho bulông tình trạng chịu kéo. Tổng lực kéo lớn nhất tác dụng lên mối ghép bulông N được xem như phản lực của dầm chính tác dụng lên dầm đầu hay chính là phản lực tại gối tựa A. (kG) – Mối ghép bulông liên kết giữa dầm chính và dầm đầu được kiểm tra bền theo công thức sau: (3.22)-[03] Trong đó : + : hệ số điều kiện làm việc của kết cấu. + : khả năng chịu kéo của một bulông, xác định như sau: (3.15)-[03] Trong đó: + : diện tích thực của tiết diện thân bulông (đã trừ giảm yếu do phần ren cắt). Tra bảng với loại bulông đường kính d = 16 mm ta có (cm2). + : cường độ tính toán khả năng chịu kéo và chịu cắt của bulông. Tra bảng với loại bulông 8.8 có cường độ cao, ta có . (kG) (kG) Vậy mối ghép bulông đủ bền. 4.5.5. Tính toán kiểm tra bền mối ghép hàn: – Để đảm bảo yêu cầu công việc, cầu trục được thiết kế cần phải có khẩu độ là L = 20 (m). Với khẩu độ tương đối lớn như vậy, việc gia công chế tạo dầm cần liền nguyên khối nhằm đảm bảo khả năng chịu lực đồng đều tại mọi vị trí của dầm là điều không thể làm được. Vì vậy ta buộc phải lựa chọn phương án gia công dầm chính bằng cách ghép các tấm thép lại với nhau. – Hiện nay trong ngành Cơ khí chế tạo máy có nhiều phương pháp liên kết các kết cấu thép lại với nhau, nhưng trong đó phương pháp hàn là ưu việt nhất và được sử dụng phổ biến nhất vì nó có rất nhiều ưu điểm: dễ dàng trong việc gia công chế tạo, giá thành rẻ hơn rất nhiều so với các phương pháp khác, có thể nối ghép hầu hết các chi tiết lại với nhau (chỉ trừ một số chi tiết có kích thước quá bé, chi tiết có bề mặt ghép quá phức tạp, chi tiết được làm bằng loại vật liệu không thể hàn), khả năng chịu lực của mối ghép hàn gần như tương đương với khả năng chịu lực của vật liệu chế tạo chi tiết ghép … – Ngoài ra, do dầm chính cầu trục có kích thước theo phương dọc cầu lớn hơn rất nhiều so với kích thước tối đa của các loại thép tấm. Vì vậy, trong quá trình gia công chế tạo dầm chính, ta phải tiến hành ghép các tấm thép lại với nhau thành 1 tấm có kích thước lớn bằng phương pháp hàn. Như vậy mối ghép hàn cần phải được thực hiện tại một số vị trí sau đây: + Tại vị trí liên kết giữa tấm biên (biên trên, biên dưới) với tấm thành: mối hàn được thực hiện là mối hàn góc (hàn 2 tấm thép vuông góc nhau), mối hàn góc được kiểm tra sức bền theo tác dụng của lực trượt T mà không cần tính đến tác dụng của tải trọng tập trung cục bộ P (khi Palăng điện di chuyển ở bản cánh dưới của dầm). Hình: 4.5.6. Tính toán độ võng của dầm. Để tính độ võng của dầm một cách gần đúng ta giả thuyết đưa bài toán về dầm liên tục đặt trên hai gối (hai dầm đầu) và tải trọng tác dụng lên dầm chính là tải trọng tập trung đặt ở giữa dầm (khoảng cách giữa hai bánh xe di chuyển ngang tương đối nhỏ l = 220 (mm) nên ta có thể xem áp lực đặt lên các bánh xe của palăng điện là tải trọng tập trung tại một điểm đặt lên dầm chính). Sơ đồ tính như sau: Hình: – Trong đó: + Gh = 20000 (kG): Trọng lượng của hàng nâng. + Gpl = 570 (kG): Trọng lượng của palăng điện. + q = 217.5: Trọng lượng dầm phân bố trên một đơn vị chiều dài. – Để bài toán được đơn giản ta tính độ võng của dầm theo hai trường hợp: + Chỉ xét đến trọng lượng bản thân dầm. + Không xét đến trọng lượng bản thân dầm. 4.5.6.1. Tính độ võng của dầm khi chỉ chịu tác dụng của trọng lượng bản thân dầm chính. Hình: – Xác định phản lực tại các gối tựa: (kG) – Phương trình mômen uốn tại mặt cắt ngang có hoành độ z là: – Theo phương trình vi phân của đường đàn hồi. (1) – Tích phân lần 1 ta được: – Tích phân lần 2 ta được: – Theo điều kiện biên ở các gối tựa trái và phải của dầm, ta có: + Tại gối tựa A: z = 0; y = 0. + Tại gối tựa B: z = L; y = 0. – Từ điều kiện biên ở trên ta tính được các hằng số tích phân như sau: + D = 0 + – Như vậy phương trình đàn hồi có dạng: – Ta dễ dàng nhận thấy được độ võng lớn nhất tại mặt cắt ngang giữa dầm ứng với z = L/2. Thay vào phương trình độ võng ta