Đồ Án tính toán kết cấu thép cần trục tháp bánh lốp Q = 40T

1.1.1. Giới thiệu:
- Kết cấu thép cần của cần trục tháp bánh lốp có kết cấu dạng dàn không gian và tiết diện ngang của dàn là hình tam gic.
- Các thanh dàn làm bằng thép ống, liên kết với nhau nhờ các mối hàn. Cần gồm có ba thanh biên, giữa các thanh biên có các hệ thanh xiên không có thanh chống đứng ở giữa. Cần là một dàn có trục thẳng và tiết diện thay đổi theo chiều dài cần.
- Trong mặt phẳng nâng hàng, cần là một thanh tổ hợp có 2 điểm liên kết tựa: 1 điểm liên kết với bộ phận quay (tháp) qua khớp bản lề cố định ở đuôi cần, 1 điểm liên kết với xilanh thủy lực thay đổi tầm với tương đương một liên kết thanh. Phương của liên kết thanh có phương của xilanh thủy lực.
- Trong mặt phẳng ngang, đuôi cần được liên kết với tháp bởi 2 khớp bản lề cố định, còn đầu cần thì tự do.Vì vậy trong mặt phẳng ngang, cần được coi là một thanh ngàm cứng có đầu cần là tự do. Do đó hình dáng bao cần có dạng hình thang, đầu cần có kích thước nhỏ nhất, đuôi cần tại 2 khớp liên kết với tháp có kích thước lớn nhất.
- Xét điều kiện làm việc của cần ta nhận thấy rằng: cần được coi là bộ phận chịu lực chủ yếu của cần trục. Cần làm việc ở trạng thái chịu nén và uốn ngang phẳng trong 2 mặt phẳng.
- Ở các thanh chịu nén của dàn ngoài việc đảm bảo sự phù hợp của kết cấu: cần dài, mảnh còn chú ý đến điều kiện ổn định của thanh để chống lại sự uốn dọc làm mất ổn định của thanh, dàn sử dụng thép ống có nhiều ưu điểm đáp ứng điều kiện này.
-Để tính toán dàn đơn giản ta phải thừa nhận các giả thiết theo cơ kết cấu về dàn [5]:
+ Mắt của dàn phải nằm tại giao điểm của các trục thanh và là khớp lí tưởng, không ma sát.
+ Tải trọng chỉ tác dụng tại các mắt của dàn.
+ Trọng lượng các thanh trong dàn nhỏ không đáng kể so với tải trọng tác dụng nên khi tính toán bỏ qua trọng lượng các thanh trong dàn.
=> Từ giả thiết trên ta có thể đi đến kết luận quan trọng :
Các thanh trong dàn chỉ chịu kéo hoặc nén nghĩa là nội lực các thanh trong dàn chỉ tồn tại lực dọc mà không có mômen uốn và lực cắt.
2. CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT:

Tên các thông số Kí Hiệu Thông số Đơn vị
Sức nâng định mức Q0 40 Tấn
Chiều cao nâng tối đa Hmax 20 Mét
Chiều cao nâng tối thiểu Hmin 10 Mét
Vận tốc nâng hàng Vn 13,5 Mét/phút
Tầm với lớn nhất Rmax 25 Mét
Tầm với nhỏ nhất Rmin 5 Mét
Tốc độ quay của cần trục nq 1,5 Vòng/phút


7.1.2. Các kích thước cơ bản của dàn :














Hình 7.1: Kết cấu thép cần.
- Chiều dài của cần : L = 30 (m).
- Chiều cao mặt cắt giữa cần:
(bảng 5-1) [10]




Chọn h = 1,5 (m).
- Chiều rộng mặt cắt của cần ở giữa cần:
B = (1 1,5).h (bảng 5-1) [10]
=> B = (1 1,5) x 1,5
Chọn B = 1,5 (m).
- Chiều rộng mặt cắt của cần ở gối tựa:
(bảng 5-1) [10]


Chọn Bo = 2,5 (m).


1.2. Vật liệu chế tạo và ứng suất cho phép kết cấu thép của cần
Chọn vật liệu chế tạo kết cấu thép cần là thép CT3, có cơ tính:


STT Cơ tính vật liệu Kí hiệu Trị số Đơn vị
1 Môđun đàn hồi E 2,1.106 KG/cm2
2 Môđun đàn hồi trượt G 0,84.106 KG/cm2
3 Giới hạn chảy ch 2400 2800 KG/cm2
4 Giới hạn bền b 3800 4200 KG/cm2
5 Độ giãn dài khi đứt 21 %
6 Khối lượng riêng 7,83 T/m3
7 Độ dai va đập ak 50100 J/cm2