Các thanh thép định hình hoặc thép tấm liên kết với nhau tạo nên những kết cấu cơ bản, sau đó các kết cấu cơ bản lại được liên kết với nhau tạo thành một kết cấu chịu lực hoàn chỉnh gọi là kết cấu thép. Kết cấu thép là phần chịu lực chính của toàn bộ cần trục, đây là phần có tỉ trọng về khối lượng lớn nhất, khoảng 6080% tổng khối lượng cần trục. Cho nên việc tính toán kết cấu thép có ý nghĩa rất quan trọng, nó quyết định đến sự an toàn khi làm việc của bản thân cần trục và các cơ cấu khác.

Kết cấu thép cần trục trong luận án này chỉ tính cho kết cấu thép cần và vòi có dạng thép định hình và dạng hộp được cấu tạo từ các tấm thép và các đoạn dầm liên kết với nhau bằng mối ghép bulông hay hàn.

1 Các thông so kỉ thuật.

· Chiều Cao Nâng: H = 20000 mm.

· Chiều sâu hạ H =12000 mm.

· Sức nâng: Q = 30000 KG.

· Vận tốc nâng:

Đến 10 t vn = 20m/phút.

Đến 20t vn = 12m/phút.

Đến 30 t vn = 10 m/phút.

· Tầm với:

Rmax= 30m.

Rmin = 8m.

Các thông số về vật liệu:

Vật liệu kết cấu thép cần trục là thép CT3 có các đặc trưng cơ tính sau:

- Môđun đàn hồi khi kéo: E = 2,1.106 kG/cm2

- Môđun đàn hồi trượt: G = 0,81. 106 kG/cm2

- Giới hạn chảy: = 2400 – 2800 kG/cm2

- Giới hạn bền: = 3800 – 4200 kG/cm2

- Độ dai va đập: ak = 50 – 100 J/ cm2

- Khối lượng riêng: = 7,83 T/ m3

- Độ dãn dài khi đứt: = 21%

- Ứng suất cho phép lớn nhất:

() = 18 (KG/mm2)

Các trường hợp tải trọng và tổ hợp tải trọng tính toán kết cấu thép:

1> Trường hợp tải trọng:

Khi cần trục làm việc, nó chịu nhiều loại tải trọng khác nhau tác dụng lên kết cấu. Các tải trọng có thể tác động thường xuyên hoặc không thường xuyên, theo qui luật hoặc không theo qui luật, tải trọng tĩnh hoặc động, tải trọng tác động theo phương thẳng đứng hoặc phương ngang Từ sự phối hợp đa dạng của các loại tải trọng, người ta chia ra các trường hợp tải trọng tính toán như sau:

a. Trường hợp tải trọng I:

Tải trọng bình thường ở trạng thái làm việc, phát sinh khi máy làm việc ở điều kiện bình thường. Trường hợp này dùng để tính bền các chi tiết theo mỏi. Các tải trọng thay đổi được qui đổi thành tải trọng tương đương.

b. Trường hợp tải trọng II:

Tải trọng lớn nhất ở trạng thái làm việc, phát sinh khi cầu trục làm việc ở điều kiện nặng nhất. Các tải trọng này gồm các lực cản tĩnh cực đại, tải trọng động cực đại khi mở (hoặc phanh) máy (hoặc cơ cấu) đột ngột Trường hợp này dùng để tính các chi tiết theo điều kiện bền tĩnh.

c. Trường hợp tải trọng III:

Tải trọng cực đại ở trạng thái không làm việc. Các tải trọng tác dụng lên cầu chuyển tải gồm có: trọng lượng bản thân cầu chuyển tải, gió bão tác dụng lên cầu chuyển tải ở trạng thái không làm. Trường hợp này dùng để tiến hành kiểm tra độ bền kết cấu và tính ổn định cần trục ở trạng thái không làm việc