TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÉP

1. LỜI MỞ ĐẦU:

Trong các máy trục kết cấu kim loại chiếm một phần kim loại rất lớn. Khối lượng kim loại dùng cho kết cấu kim loại chiếm 60%80% khối lượng kim loại tồn bộ máy trục, có khi còn hơn nữa. Vì thế việc chọn kim loại thích hợp cho kết cấu kim loại để sử dụng một cách kinh tế nhất là rất quan trọng.

Kết cấu kim loại của máy trục gồm các thép tấm và thép góc nối với nhau bằng hàn hay đinh tán. Vì mối ghép hàn gia công nhanh và rẻ nên được dùng rộng rãi hơn.

Các loại thép góc và thép tấm dùng cho kết cấu kim loại máy trục có thể được chế tạo bằng thép cácbon, thép kết cấu hợp kim thấp hay hay bằng hợp kim nhôm.

2. VẬT LIỆU:

Kết cấu dàn của cần trục bánh lốp sức nâng 100T do Liên Xô cũ chế tạo được làm từ thép cácbon trung bình, loại thép CT3 có các cơ tính cơ bản sau:

_ Môđun đàn hồi: E = 2,1.106 KG/cm2.

_ Môđun đàn hồi trượt: G = 0,84.106 KG/cm2.

_ Giới hạn chảy: ch = (24002800) KG/cm2.

_ Giới hạn bền: b = (38004700) KG/cm2.

_ Độ giãn dài khi đứt:  = 21%.

_ Khối lượng riêng:  = 7,83 T/m3.

_ Độ dai va đập: ak = 70 J/cm2.

3. HÌNH THỨC KẾT CẤU:

Cần trục bánh lốp là loại cần trục quay thay đổi tầm với bằng cách nâng hạ cần. Cần là một dàn có trục thẳng với tiết diện thay đổi theo chiều dài cần. Phần dưới của cần đặt trên bản lề cố định trên phần quay của kết cấu kim loại, đầu trên nối với palăng thay đổi tầm với. Vì thế cần được xem như một thanh đặt trên hai bản lề.

Các cần thẳng dùng trong trường hợp khi dây cáp dùng để nâng hạ cần nối ở đầu cần. Các cần này có ưu điểm là nhẹ hơn và kết cấu đơn giản hơn. Tuy nhiên nó không cho phép nâng vật nặng lên cao ở tầm với nhỏ nhất như là cần có trục gãy.

Đối với các cần trục có trọng tải lớn cần được chế tạo kiểu dàn với tiết diện ngang tứ giác. Thanh biên của các tứ giác đó được làm bằng thép góc. Để giảm nhẹ trọng lượng, các cần được chế tạo theo kiểu dàn có độ cứng thay đổi.

Các thông số cơ bản của kết cấu thép cần:

_ Chiều dài cần: l = 15m.

_ Chiều cao tiết diện cần ở giữa chiều dài chọn phụ thuộc vào chiều dài cần l và thường lấy trong khoảng:

ta chọn h=1m

_ Chiều rộng tiết diện cần ở giữa chiều dài lấy trong khoảng:

b = (11,5)h = 1- 1,5 m . (Chọn b = 1h).

_ Khoảng cách giữa hai điểm tựa ở đầu dưới cần lấy trong khoảng:

Chọn

 Chọn loại tiết diện dàn:

Chọn tiết diện thanh căn cứ vào điều kiện bền và ổn định của các thanh:

_ Ở các thanh chịu kéo thì hình dạng tiết diện không ảnh hưởng đến độ bền của chúng, hình dạng tiết diện đó chọn theo kết cấu thực tế đảm bảo cho sự liên kết của các thanh chịu kéo này với các cấu kiện khác của dàn theo nguyên tắc đã được tiêu chuẩn hóa về hình dạng được sử dụng trong dàn.

Ở các thanh chịu nén của dàn, ngồi việc bảo đảm sự phù hợp về kết cấu theo chỉ định thiết kế thì hình dạng của tiết diện còn phải chú ý đến điều kiện ổn định của thanh để chống sự uốn dọc làm mất ổn định của thanh.

_ Cần cơ bản của cần trục bánh lốp truyền động Diesel – điện sức nâng100T gồm ba đoạn ghép với nhau, mỗi đoạn dài 5m: giao điểm của các thanh trong dàn gọi là mắt. Khoảng cách giữa các mắt thuộc cùng một đường biên gọi là đốt. Thanh tạo thành chu vi phía trên gọi là thanh biên trên, ở phía dưới gọi là thanh biên dưới. Ngồi ra còn có các thanh giằng chéo.