Thiết kế hệ cần của cầu truyền tải kock sức nâng Q= 63 t

TKMH: KẾT CẤU THÉP GVHD:Nguyễn Danh Chấn
BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ-NGÀNH MÁY XÂY DỰNG
----------o0o----------

THIẾT KẾ MÔN HỌC
KẾT CẤU THÉP




ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ CẦN CỦA CẦU TRUYỀN TẢI
KOCK SỨC NÂNG: Q= 63 T
Sinh viên thiết kế : NGUYỄN XUÂN HÙNG
Giáo viên hướng dẫn : NGUYỄN DANH CHẤN
Lớp :
MX05
MX05
Mã số sinh viên : MX05005
Ngành : Máy Xây Dựng
SVTK: Nguyễn Xuân Hùng
1
TKMH: KẾT CẤU THÉP GVHD:Nguyễn Danh Chấn
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦU CHUYỂN TẢI
Chương 1: Giới Thiệu Về Cầu Chuyển Tải KOCK
1.1 Các thông số cơ bản của cầu chuyển tải:
- Công suất đònh mức:
+ Dưới khung chụp co duỗi: 65Tf
+ Dưới cần nâng hàng: 60 Tf
- Loại container bốc xếp:

+ 20ft, 40ft, 45ft
+ 2 cont 20ft cùng lúc
- Loại khung chụp:
+ 20ft, 40ft, 45ft
+ Khung chụp co duỗi cho 20ft đôi
- Khẩu độ ray: 24m
- Tầm với phía trước: 50m
- Tầm với phía sau: 15m
- Khoảng trống giữa các chân giàn: 17m
- Chiều cao dưới khoảng trống thanh đỡ của giàn: 13m
- Tốc độ nâng/hạ hàng:
+ Với tải đònh mức: 50m/phút
+ Với cont rỗng: 120m/phút
- Tốc độ xe con: 150m/phút
- Tốc độ di chuyển cả cầu chuyển tải: 45m/phút
- Tốc độ nâng cần: 5phút/chiều
- Điều chỉnh cont lệch tâm:
+ Cân bằng (trimmen): +/- 3
0
+ Nghiêng (list): +/- 3
0
+ Xiên (skew): +/- 3
0
Hình 1.1: Góc điều chỉnh cont
SVTK: Nguyễn Xuân Hùng
2
TKMH: KẾT CẤU THÉP GVHD:Nguyễn Danh Chấn
1.2 Cấu tạo chung của cầu chuyển tải:
Hình 1.2: Bản vẽ tổng thể
1- Thanh giằng dầm biển; 2- Giá chữ A; 3- Thanh giằng dầm bờ; 4- Nhà điều khiển

điện; 5- Nhà tời nâng cần; 6- Dầm chính phía bờ; 7- Cáp tràng hoa; 8- Cabin lái; 9- Ngáng chụp;
10- Tời cuốn cáp điện; 11,12,13- Thanh giằng; 14- Dầm chính phía biển
SVTK: Nguyễn Xuân Hùng
3
TKMH: KẾT CẤU THÉP GVHD:Nguyễn Danh Chấn
1.2.1 Đặc điểm hoạt động:
- Cần chuyển tải KOCK được dẫn động bởi động cơ điện với nguồn cung cấp từ
lưới điện quốc gia, cơ cấu di chuyển của KOCK di chuyển trên ray được lắp đặt cố
đònh trên cầu tàu.
- Nguồn điện được thông qua cáp cuộn trên rulô quay được theo hai chiều và
được dẫn động bởi hai động cơ điện.
- Cầu chuyển tải KOCK được dùng cho việc xếp dỡ container bằng phương tiện
là khung chụp có hệ thống khung lồng, có khả năng thay đổi chiều dài tùy theo
kích thước mà container được xếp dỡ. Ngoài ra, cầu chuyển tải KOCK còn đặc
biệt hơn các cầu chuyển tải khác ở Việt Nam ở chỗ nó sử dụng loại ngáng chụp
hiện đại có khả năng gấp cùng lúc 2 container 20ft. Trong các trường hợp đặc
biệt, nó còn được dùng để xếp dỡ hàng bách hóa bằng phương tiện chuyên dùng.
Cả hai phương tiện mang hàng trên được liên kết với dầm chính phía bờ và ghép
đôi với xe con .
- Cầu chuyển tải có cấu trúc cần một dầm với phần công-xôn phía nước và dầm
phía bờ. Phần công xôn phía trước có thể nâng và hạ ra phía trước hoặc ra sau cấu
trúc bằng bộ máy nâng cần được lắp đặt trong nhà tời của bộ máy nâng hạ cần.
- Tại chân C có thang máy và hệ thống cầu thang bộ.
- Tại chân B có hệ thống dây điện và máng điện được truyền lên cho các cụm
máy hoạt động của cầu chuyển tải.
- Đường chạy của xe con là đường ray phía trên dầm chính và hệ thống điện
cung cấp cho xe con thông qua hệ thống cáp tràng hoa được lắp đặt sau dầm chính
phía bờ.
- Cabin buồng lái được treo trên hệ thống cabin, hệ thống treo cabin được lắp với
bộ máy di chuyển cabin và được liên kết với tải của xe con bằng các thanh giằng

liên kết, hướng của người điều khiển cầu chuyển tải về phía biển và trên khung
chụp.
- Các cơ cấu của cầu chuyển tải gồm: cơ cấu nâng hạ hàng, cơ cấu di chuyển xe
con, cơ cấu nâng hạ công xôn và cơ cấu di chuyển cẩu. Những động cơ điện của
cơ cấu di chuyển cầu chuyển tải là loại động cơ điện không đồng bộ 3 pha.
SVTK: Nguyễn Xuân Hùng
4
TKMH: KẾT CẤU THÉP GVHD:Nguyễn Danh Chấn
1.2.2 Đặc điểm kết cấu thép:
Với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là trong lónh vực vật liệu, người
ta đã chế tạo ra cầu chuyển tải với kết cấu thép rất gọn, thẩm mỹ nhưng vẫn đảm
bảo đầy đủ những tiêu chuẩn về an toàn, làm việc và có tính kinh tế nhất. Kết cấu
thép của cầu chuyển tải được chia ra 3 phần chính:
+ Kết cấu thép khung đỡ.
+ Dầm chính phía bờ và các cơ cấu điều khiển.
+ Dầm chính phía nước và hệ thống puly nâng hạ côngxon.
a. Kết cấu thép khung đỡ:
. Kết cấu thép khung đỡ của cầu chuyển tải KOCK bao gồm các phần sau:
+ 4 cụm cơ cấu di chuyển A,B,C,D.
+ Dầm ngang phía biển, dầm ngang phía bờ.
+ 2 Khung chữ U.
+ U
1
(B-C) phía phải: chân đứng phía trên B, C và dầâm ngang liên kết
dầm đứng B,C.
+ U
2
(A-D) phía phải: chân đứng phía trên A, D và dầâm ngang liên kết
dầm đúng A, D.
+ 4 chân đứng phía trên (dầm liên kết U):

+ 2 chân đứng phía A-D và các thanh giằng ngang + giằng chéo.
+ 2 chân đứng phía B-C và các thanh giằng ngang + giằng chéo.
+ Giá chữ A và các thanh giằng.
b. Kết cấu thép dầm chính phía bờ:
+ Dầm chính phía bờ.
+ Các thanh giằng của dầm chính phía bờ.
+ Các cấu kiện và bộ phận công tác của cẩu chuyền tải.
c. Kết cấu thép dầm chính phía nước:
+ Dầm chính phía nước.
+ 6 thanh giằng của dầm chính phía nước.
+ Hệ thống puly nâng hạ dầm chính phía nước.
SVTK: Nguyễn Xuân Hùng
5
TKMH: KẾT CẤU THÉP GVHD:Nguyễn Danh Chấn
Tính Toán Thiết Kế Kết Cấu Thép
Các thông số cơ bản để tính toán kết cấu thép:
Kết cấu thép là phần chòu lực chính của toàn bộ cầu chuyển tải, đây là phần
có tỉ trọng về khối lượng lớn nhất, khoảng 60
÷
80% tổng khối lượng cầu chuyển
tải. Cho nên việc tính toán kết cấu thép có ý nghóa rất quan trọng, nó quyết đònh
đến sự an toàn khi làm việc của bản thân cầu chuyển tải và các cơ cấu khác. Kết
cấu thép cầu chuyển tải có dạng hộp được cấu tạo từ các tấm thép và các đoạn
dầm liên kết với nhau bằng mối ghép bulông hay hàn.
Các thông số kích thước:
- Chiều dài toàn dầm: L
toàn dầm
=69 (m)
- Khẩu độ ray: L=24 (m)
- Khoảng cách giữa hai chân: 16,5 (m)

- Tầm với làm việc max tính từ tâm ray phía biển: 50 (m)
- Tầm với làm việc max tính từ tâm ray phía bờ: 15 (m)
Các thông số về khối lượng:
- Khối lượng toàn bộ cầu chuyển tải: G
c
(T)
- Khối lượng xe con và cụm tời nâng hàng: G
x
=30,1 (T)
- Khối lượng nhà tời nâng cần: 5,54 (T)
- Khối lượng dầm chính phía biển: 86,530 (T)
- Khối lượng dầm chính phía bờ: 67,4 (T)
Các thông số về vật liệu:
Vật liệu kết cấu thép cầu chuyển tải là thép CT3 có các đặc trưng cơ tính sau:
- Môđun đàn hồi khi kéo: E = 2,1.10
6
kG/cm
2
- Môđun đàn hồi trượt: G = 0,81. 10
6
kG/cm
2
- Giới hạn chảy:
c
σ
= 2400 – 2800 kG/cm
2
- Giới hạn bền:
b
σ

= 3800 – 4200 kG/cm
2
- Độ dai va đập: a
k
= 50 – 100 J/ cm
2
- Khối lượng riêng:
γ
= 7,83 T/ m
3
- Độ dãn dài khi đứt:
0
ε
= 21%
- Ứng suất cho phép lớn nhất:
[ ]
180
5,1
270
===
n
c
σ
σ
(
2
/ mmN
)
Các trường hợp tải trọng và tổ hợp tải trọng tính toán kết cấu thép:
SVTK: Nguyễn Xuân Hùng

6
TKMH: KẾT CẤU THÉP GVHD:Nguyễn Danh Chấn
Trường hợp tải trọng:
Khi cầu trục làm việc, nó chòu 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 tónh 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 tónh 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 tónh.
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 đònh cần trục ở trạng thái không làm việc.
Bảng tổ hợp các trường hợp tải trọng:
Ở trạng thái làm việc của máy trục, người ta tổ hợp các tải trọng tác dụng lên
kết cấu và chia thành các tổ hợp tải trọng sau:
- Tổ hợp I
a
, II
a
: hai tổ hợp này tương ứng với trường hợp cầu chuyển tải và xe

con đứng yên, chỉ có cơ cấu nâng làm việc, tính toán khi khởi động (hoặc hãm) cơ
cấu nâng một cách từ từ (I
a
) hoặc đột ngột (II
a
).
- Tổ hợp I
b
, II
b
: hai tổ hợp này ứng với trường hợp cầu chuyển tải đứng yên, xe
con mang hàng di chuyển, khởi động (hoặc phanh) từ từ (I
b
), hoặc đột ngột (II
b
).
Trong trường hợp này, cơ cấu nâng không làm việc hoặc làm việc với gia tốc ổn
đònh.
- IIc: cầu truyền tải không di chuyển, xe con có hàng di chuyển và phanh xe
con đột ngột tổ hợp này chỉ dùng để tính chân của cầu truyền tải.
- Tổ hợp III: cầu chuyển tải không làm việc, chòu tác dụng của tải trọng gió
bão.
SVTK: Nguyễn Xuân Hùng
7
TKMH: KẾT CẤU THÉP GVHD:Nguyễn Danh Chấn
Bảng tổ hợp tải trọng:
Loại tải trọng
Các trường hợp tải trọng
I II III
[ ]

Irk
n/
σσ
=
[ ]
IIc
n/
σσ
=
[ ]
IIIc
n/
σσ
=
Tổ hợp tải trọng
I
a
I
b
II
a
II
b
III
Trọng lượng cầu G
c
G
c
G
c

G
c
K
đ
.G
c
G
c
Trọng lượng xe tời G
x
có
tính đến hệ số k
đ
G
x
K
đ
.G
x
G
x
K
đ
.G
x
G
x
Trọng lượng hàng nâng Q
(cả thiết bò mang hàng) có
tính đến hệ sô k

đ
,
ψ
tdI
Q.
'
ψ
K
đ
.
Q
Q
II
.
ψ
K
đ
.Q _
Lực quán tính ngang khi hãm
cơ cấu di chuyển xe con P
x
qt
– P
x
qt
– P
x
qt
_
Tải trọng gió _ _ P

II
g
P
II
g
P
III
g
Xác đònh các thành phần trong bảng tổ hợp tải trọng:
vì em chỉ tính toán hệ cần nên chỉ dưa các thông số trọng lượng cần và các trọng
lượng tác dụng lên nó.
Trọng lượng bản thân cần trục, xe con và hàng:
a. Trọng lượng bản thân cần trục:
Trọng lượng bản thân cầu chuyển tải bao gồm trọng lượng phần kết cấu thép,
nhà tời nâng hạ dầm biển, thiết bò điện, cabin điều khiển… Dựa vào hồ sơ kỹ thuật
của các loại cầu chuyển tải thông dụng có cùng sức nâng và hồ sơ mời thầu, ta
ước tính sơ bộ trọng lượng của cầu chuyển tải: G
c
(T).
- Trọng lượng dầm ngang trên phía trước(phụ):
SVTK: Nguyễn Xuân Hùng
8
TKMH: KẾT CẤU THÉP GVHD:Nguyễn Danh Chấn
- Số lượng thanh giằng:
+ 5 thanh giằng số hiệu L100x75x7, chiều dài 48500 mm
=> Tổng trọng lượng các thanh giằng:
g
Q
=772,578 kG.
- Diện tích mặt cắt trung bình của thanh:

tb
F
=200900 (
2
mm
)
- Chiều dài tổng thể của dầm ngang trên phía trước:
tt
L
=48500 (mm)
=> Tổng trọng lượng của dầm ngang trên phía trước:
ct
Q
=
Q
k
.(
g
Q
+
tb
F
.
tt
L
.
t
γ
)=20785,97 (kG)
- Trọng lượng dầm ngang trên chính:

- Số lượng thanh giằng:
+ 2 thanh giằng số hiệu L125x75x7, chiều dài 7800 mm
+ 2 thanh giằng số hiệu L125x75x7, chiều dài 15000 mm
+ 6 thanh giằng số hiệu L125x75x7, chiều dài 42500 mm
+ 1 thanh giằng số hiệu L125x75x7, chiều dài 20460 mm
=> Tổng trọng lượng các thanh giằng:
g
Q
=2067,12 kG.
- Diện tích mặt cắt trung bình của thanh:
tb
F
=251500 (
2
mm
)
- Chiều dài tổng thể của dầm ngang trên phía sau:
tt
L
=42500 (mm)
=> Tổng trọng lượng của dầm ngang trên chính:
ct
Q
=
Q
k
.(
g
Q
+

tb
F
.
tt
L
.
t
γ
)=25297,233 (kG)
b. Trọng lượng xe con:
Đây là loại cầu chuyển tải có kết cấu xe con khác hẳn so với những cần trục
trước đây. Cụm tời nâng hàng của cầu chuyển tải không được đặt cố đònh lên kết
cấu thép mà đặt thẳng lên xe con làm cho trọng lượng của xe con tăng lên đáng
kể: G
x
=30,1 (T)
Trọng lượng hàng nâng và bộ phận mang hàng:
- Tổng trọng lượng hàng nâng và bộ phận mang hàng: Q=80 (T)
- Trọng lượng hàng tương đương:
QQ
td
.
ϕ
=
= 0,8.80=64 (T) (4.1)[05]
Trong đó:
+
td
Q
: trọng lượng hàng tương đương khi tính kết cấu thép

+
ϕ
=0,8: số tương đương phụ thuộc vào chế độ làm việc của máy
trục, tra bảng (4.1)[05]
- Hệ số động khi nâng (hạ) hàng
II
ψ
:
2,1.04,01 =+= v
II
ψ
(1.06.2)[05]
Trong đó:
+ v: vận tốc nâng hàng của cơ cấu nâng
Lực quán tính ngang khi hãm cơ cấu di chuyển xe con:
SVTK: Nguyễn Xuân Hùng
9
TKMH: KẾT CẤU THÉP GVHD:Nguyễn Danh Chấn
jmmP
hxqt
).( +=
(4.18)[05]
Trong đó:
+
x
m
=30,1 (T): khối lượng xe con
+
h
m

=80 (T): khối lượng hàng và bộ phận mang
+ j=1,63 (
2
/ sm
): gia tốc khi khởi động (hãm) xe con
Thay vào:
qt
P
=(30,1 + 80).10
3
.1,63=179463 (N)=17946 (KG)
Tải trọng gió tác dụng lên kết cấu:
( )
Hg
II
g
FpP .∑=
(4.4)[05]
Trong đó:
+
g
p
: áp lực gió tác dụng lên máy trục, kG
+ F
H
=F
v
+
C
F

=610 (m
2
): diện tích chắn gió tính toán của kết cấu và
vật nâng (trong trạng thái làm việc), m
2
- Diện tích chắn gió của vật nâng F
v
=30 m
2
, tra theo bảng (4.2)[05]
- Diện tích chắn gió của kết cấu:
bcC
FkF .=
=1 . 580=580 (m
2
) (4.5)[05]
Trong đó:
+
c
k
=1: hệ số độ kín đối với thép hộp
+
b
F
= 580 m
2
: diện tích bao của kết cấu được tính gần đúng thông
qua các mặt cắt giả đònh trước và kích thước hình học của cầu chuyển tải
- p lực gió tác dụng lên máy trục:
γβ

....
0
cnqp
g
=
(4.6)[05]
Trong đó:
+
0
q
=25
( )
2
/ mKG
: áp lực gió trung bình ở trạng thái trung bình đối với
cần trục cảng
+ n=1,0
÷
1,9: hệ số hiệu chỉnh áp lực gió tính đến sự tăng áp lực gió
theo chiều cao, tra bảng (4.5)[05]
+ c=1,2: hệ số khí động học của kết cấu, tra bảng (4.6)[05]
+
β
=1,25: hệ số kể đến tác dụng động của gió lên kết cấu, tra bảng
đối với cần trục có độ cứng vững cao
+
γ
=1: hệ số vượt tải, lấy đối với phương pháp ứng suất cho phép
Thay vào (4.6):
== 1.25,1.2,1.5,1.25

g
p
56,25
( )
2
/ mKG
Thay vào (4.4):
610.25,56=
II
g
P
=34312,5 (KG)
các đặt trưng hình học của tiết diện dầm trên cầu chuyển tải:
SVTK: Nguyễn Xuân Hùng
10
TKMH: KẾT CẤU THÉP GVHD:Nguyễn Danh Chấn
Dựa vào hồ sơ kỹ thuật của nhà chế tạo, sơ bộ ta lựa chọn các tiết diện dầm trên
như sau (chi tiết xem phần bản vẽ Kết Cấu Thép):
Dầm ngang trên chòu tác dụng chủ yếu của momen uốn nên tiết diện dầm
được chế tạo có xu hướng to dần về phía giữa dầm, do đó đối với dầm này ta sẽ
quan tâm chủ yếu đến tiết diện giữa dầm là chỗ có momen uốn lớn, tiết diện đầu
dầm là chỗ có momen uốn nhỏ nhưng tiết diện dầm cũng nhỏ.
- Mặt cắt dầm phụ :
- Mặt cắt tiết diện: F=200900 (
2
mm
)
- Tổng momen tónh của tiết diện đối với trục x
1
– x

1
: S=117600000 (
3
mm
)
- Tọa độ trọng tâm của tiết diện đối với trục x
1
– x
1
:
0
Z
=693,7 (
mm
)
- Momen quán tính của tiết diện đối với trục x – x:
x
J
=19,87.10
10
(
4
mm
)
- Momen chống uốn của tiết diện đối với trục x-x:
x
W
=177,1.10
6
(

3
mm
)
- Momen quán tính đối với trục y – y:
y
J
=6,167.10
10
(
4
mm
)
- Momen chống uốn đối với trục y-y:
y
W
=104,8.10
6
(
3
mm
- Mặt cắt dầm chính :
SVTK: Nguyễn Xuân Hùng
11
TKMH: KẾT CẤU THÉP GVHD:Nguyễn Danh Chấn
Hình 4.5: Mặt Cắt Dầm Ngang Trên ở Giữa Dầm
- Mặt cắt tiết diện: F=251500 (
2
mm
)
- Tổng momen tónh của tiết diện đối với trục x

1
– x
1
: S=129360000 (
3
mm
)
- Tọa độ trọng tâm của tiết diện đối với trục x
1
– x
1
:
0
Z
=693,7 (
mm
)
- Momen quán tính của tiết diện đối với trục x – x:
x
J
=43,31.10
10
(
4
mm
)
- Momen chống uốn của tiết diện đối với trục x-x:
x
W
=290,3.10

6
(
3
mm
)
- Momen quán tính đối với trục y – y:
y
J
=8,159.10
10
(
4
mm
)
- Momen chống uốn đối với trục y-y:
y
W
=136,6.10
6
(
3
mm
)
Xác đònh nội lực trong kết cấu:
vì hệ cần của cầu truyền tải là một hệ ghép tónh dònh gồm một dầm chính và một
dầm phụ nên việc tính nội lực theo hệ ghép.
Kết cấu dầm quy về hệ ghép:
SVTK: Nguyễn Xuân Hùng
12
TKMH: KẾT CẤU THÉP GVHD:Nguyễn Danh Chấn

Q=50T
Q=63T
m
m
m
m
m
trường hợp tải trọng IIa :
xét nội lực dầm khi chòu tải trọng bản thân, trọng lượng xe con, và trọng lượng
hàng nâng.tải trọng gió, lực quán tính theo phương ngang của cần trục:
Trọng lượng của bồng lái:
Qbl = 5,54 T
Luc phân bố của buồng máy là:
q3 = Qbl / l = 5540 / 10 = 554 ( kg/ m)
Tổng trọng lượng của dầm ngang trên phụ :
ct
Q
=
Q
k
.(
g
Q
+
tb
F
.
tt
L
.

t
γ
)=20785,97 (kG)
lực phân bố trên dầm phụ là:
)/(576,4285,4897,20785/
11
mkglQq
CT
===
Tổng trọng lượng của dầm ngang trên chính :
ct
Q
=
Q
k
.(
g
Q
+
tb
F
.
tt
L
.
t
γ
)=25297,233 (kG
lực phân bố trên dầm chínhï là:
)/(48,5685,44233,25297/

22
mkglQq
CT
===
trọng lượng xe con G
x
=30,1 (T)
 xét trường hợp xe con ở xa nhất (đầu dầm phụ)Q = 50T:
Trọng lượng hàng nâng và bộ phận xe con mang hàng:
- Tổng trọng lượng hàng nâng và bộ phận mang hàng: Q=80 (T)
- Trọng lượng hàng tương đương:
QQ
IIn
.
ψ
=
= 1,2*80 = 96 (T) (4.1)[05]
SVTK: Nguyễn Xuân Hùng
13
TKMH: KẾT CẤU THÉP GVHD:Nguyễn Danh Chấn
Trong đó:
+
td
Q
: trọng lượng hàng tương đương khi tính kết cấu thép
+
II
ψ
=1,2 hệ số động khi nâng hàng
sơ đồ chụi lực:

Qn=96T
m
m
m
m
m
q1=428,576kg/m
q2=568,48kg/m
q3=545kg/m
RB
m
xét nội lực của dầm phụ :
Qn=96T
m
m
q1=428,576kg/m
m
M
RM
RNy
RNx
Tính phản lực các gối đỡ: (RN, RM)
VÌ góc tại N là 30 độ: cho nên RN bao gồm: RNx và RNy
SVTK: Nguyễn Xuân Hùng
14
TKMH: KẾT CẤU THÉP GVHD:Nguyễn Danh Chấn
kg
qQn
Rm
q

QRMM
NN
20896
33
2
5,17
*233,4285,6*96000
33
2
5,17
*5,6*
0
2
*)5,1533(5,6*33*
2
2
1
1
2
=
+
=
+
=⇒
=−−+=
∑
KgRNy
QRNyqRMY
137665233,428*5,489600020896
04,48*

1
=++=⇒
=+−+=
∑
RNx=RNy/tg30 = 137665/0,58 =237353 kg
Các thông nội lực của tiết diện:
Nội lực lên dầm phụ:
Xét mặt cắt 1-1 cách dầu dầm một doạn Z1: (0 < Z1 < 15,5 )
Qy và Mx do tải trọng và trọng lượng bản thân gây ra:
Tại Z1 = 0:
Qn=96T
q1=428,576kg/m
+
y
Q
=
kgZqQ
n
1128000*233,428112800*
11
=+=+
+
ux
M
=
0**
111
=+ ZqZQ
n
(

Kgm
)
tại Z1=15,5m
+
y
Q
=
kgZqQ
n
1194375,15*233,428112800*
11
=+=+
+
ux
M
=
179873
2
5,15
*5,4285,15*112800
2
**
2
2
1
11
=+=+
z
qZQ
n

(
Kgm
)
tải trọng theo phưng ngang do gió gây ra:
+
x
Q
=
332*25,56=
II
g
P
=18675 (KG)
SVTK: Nguyễn Xuân Hùng
15
TKMH: KẾT CẤU THÉP GVHD:Nguyễn Danh Chấn
+
uy
M
=
0*
1
=ZP
II
g
(
Nmm
)
xet mặt cắt 2-2 cách M một doạn Z2(0 < Z2 < 33 ) :
q1=428,576kg/m

M
RM
tại Z2=0 tại m:
+
y
Q
=
kgZqRm 208960*233,42820896*
11
=+=+
+
ux
M
=
0
2
0
*233,4280*20896
2
**
2
2
2
11
=+=+
z
qZQ
n
(
Kgm

)
+
x
Q
=
0*6.6*25,56=
II
g
P
=0 (KG)
+
uy
M
=
0
2
0
*332
2
*
2
2
2
==
z
P
II
g
(
Nmm

)
tại Z2=33
+
y
Q
=
kgZqRm 2218133*233,42820896*
11
=+=+
+
ux
M
=
922740
2
33
*233,42833*20896
2
**
2
2
2
11
=+=+
z
qZQ
n
(
Kgm
)

+
x
Q
=
33*6.6*25,56=
II
g
P
=18675 (KG)
+
uy
M
=
180774
2
33
*332
2
*
2
2
2
==
z
P
II
g
(
Nmm
)

các thông số hình học thiết diên mặt cắt dầm phụ:
+
x
W
=177,1. 10
6
(
3
mm
)
+
y
W
=104,8.10
6
(
3
mm
)
+
x
J
=19,07.10
10
(
4
mm
)
SVTK: Nguyễn Xuân Hùng
16

TKMH: KẾT CẤU THÉP GVHD:Nguyễn Danh Chấn
+
F
=200900(
2
mm
)
+
δ
=20 (
mm
)
+
y
J
=6,167.
10
10
(
4
mm
)
+
x
S
=117600000 (
3
mm
)
biểu đồ nội lực dầm phụ :

Qn=96T
m
q1=428,576kg/m
2m
Qy
Mx
My
Qx
0
103475kg
153947kgm
0
0
237353kg
0
18675kg
N
180774kgm
- Xác đònh ứng suất tương đương trong tiết diện:
Mặt cắt tại điểm dặt giằng là mặt cắt nguy hiểm nhất của dầm
phụ ta kiểm tra
ứng suất tại mặt cắt này:
+
88,2
20*10*07,19*2
117600000*10*18675
..2
.
10
===

δ
τ
x
xx
n
J
SQ
(
2
/ mmN
)
+
20*10*617,6*2
10*1176*10*103475
..2
.
10
5
==
δ
τ
y
xy
d
J
SQ
=46 (
2
/ mmN
)

=>
dn
τττ
+=
=5,56+2,88 = 48,88 (
2
/ mmN
)
SVTK: Nguyễn Xuân Hùng
17
TKMH: KẾT CẤU THÉP GVHD:Nguyễn Danh Chấn
+
F
N
W
M
W
M
y
uy
x
ux
++=
σ
=
2,1
200900
237353
10*8,104
10*180774

10*1,177
10*153947
66
=++
(
2
/ mmN
)
=>
2222
88,48*32,1.3 +=+=
τσσ
td
=84,7 (
2
/ mmN
)
Vậy mặt cắt đảm bảo điều kiện bền do
[ ]
σσ
≤
td
.
Xét nội lực tác dụng lên dầm chính:
m
m
m
q2=568,48kg/m
q3=545kg/m
RB

Ry
N
Rx
trong dó: Ry, Mu,Rx là do dầm phụ tác dụng lên dầm chính
Ry =20896 kg
Rx=0 kg
N=237353 KG
Tính phản lực các gối đỡ: (RA, RB)
SVTK: Nguyễn Xuân Hùng
18
TKMH: KẾT CẤU THÉP GVHD:Nguyễn Danh Chấn
kg
qqqRy
RB
RyqqqRBM
A
21407
24
2
39
*48,568290*545
2
5,3
*48,5685,3*20896
24
2
39
*290*
2
5,3

*5,33*
05,3*
2
5,3
*29*10*
2
39
*24*
22
2
23
2
2
2
23
2
2
−=
−−+
=
−−+
=⇒
=−−++=
∑
KgRA
RAqqRBRYY
2910010*5455,42*48,5682140720896
010*5,42*
32
=++−=⇒

=−+++=
∑
xét mặt cắt (1-1)cách m một khoảng Z1 (0< Z1< 3,5)
q2=568,48kg/m
Rx
z
1
qg=278kg/m
N
kgMxZ
MuxZ
ZRy
z
zqM
KgQZ
KGRQZ
qZRxQ
kgQyZ
kgRyQZ
RyqZQ
ux
X
XX
gx
y
y
766185,3*20896
2
5,3
*48,5685,3

00
*
2
**
177025,3*278186755,3
186750
*
228872089648,568*5,35,3
208960
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
=+=⇒=
=⇒=
+=
−=+−=⇒=
−=−=⇒=
+−=
=+=⇒=
==⇒=
−−=

SVTK: Nguyễn Xuân Hùng
19
TKMH: KẾT CẤU THÉP GVHD:Nguyễn Danh Chấn
kgMxZ
kgMMuxZ
ZRx
z
zqMM
gyuy
3158615,3*168675
2
5,3
*2789057375,3
9057370
*
2
**
2
1
01
1
1
10
=−+=⇒=
==⇒=
−+=
xét mặt cắt (2-2)cách m mọt khoảng Z2 (3,5 < Z2 < 27,5)
q2=568,48kg/m
Ry
Rx

N
kgMuyZ
KGMZ
ZR
Z
qMuy
KG
qRyRMxZ
kgMxZ
z
zqRyZRZMx
kgQZ
KGQZ
qZRQ
kgQyZ
kgQZ
qZRyRQ
UY
X
II
g
A
A
X
X
II
gXx
y
Ay
4084445,27*18675

2
5,27
*2785,27
636605,3*18675
2
5,3
*2785,3
2
*
5,91196
2
5,27
*48,56820896*5,2729100*24
2
5,27
**5,27245,27
69654
2
5,3
*48,56820896*5,35,3
2
**)5,3(
11030278*5,27186755,27
17702278*5,3186755,3
742948,568*5,2720896291005,27
621448,568*5,320896291005,3
2
2
2
2

2
2
2
2
2
22
2
2
2
2222
2
2
2
2
2
22
−=−=⇒=
−=−=⇒=
−=
−=−−=
−−=⇒=
=−=⇒=
−−−=
−=+−=⇒=
−=+−=⇒=
+−=
−=−−=⇒=
=−−=⇒=
−−=
xét mặt cắt 3-3 cách n một khoảng z3( 0 < Z3 < 17 ):

SVTK: Nguyễn Xuân Hùng
20
TKMH: KẾT CẤU THÉP GVHD:Nguyễn Danh Chấn
Z
3
q2=568,48kg/m
q3=545kg/m
kgMxZ
MuxZ
z
zq
z
zqM
KgQZ
KGQZ
qZQ
kgQyZ
kgQZ
zqqZQ
ux
X
X
gx
y
y
36,1502705,12*10*545
2
17
*48,56817
00

)7
2
7
(*)7(*
2
**
4726278*1717
00
*
16,9664545*1048,568*1717
00
)7(*
2
3
3
3
33
3
32
3
3
3
3
3
3323
=+=⇒=
=⇒=
+
−
−+=

==⇒=
=⇒=
=
=−−=⇒=
=⇒=
−−−=
kgMxZ
kgMuxZ
z
zqM
guy
40171
2
17
*27817
00
2
**
2
3
3
3
3
==⇒=
=⇒=
=
biểu đồ nội lực dầm chính
SVTK: Nguyễn Xuân Hùng
21
TKMH: KẾT CẤU THÉP GVHD:Nguyễn Danh Chấn

q2=568,48kg/m
q3=545kg/m
RB
Qy
Rx
Mux
Qx
Muy
Ry
N
22886
20896
0
76618
91196
0
0
N
0
0
17702
31586
237353
từ sự phân tích nội lực tác dụng lên dầm chính trên ta thấy mặt cắt nguy
hiểm nhất của dầm chính trong trường hợp này là mặt cắt 1-1:
ứng xuất nguy hiểm của mặt cắt này nằm ngoài về bên phải nên chỗ
cần kiểm tra là tại Z1=3,5:
nội lực tương ưng:
+
x

Q
=117702*10 (
N
)
+
y
Q
=22886*10 (
N
)
+
ux
M
=76618*10
4
(
Nmm
)
+
uy
M
=315861*10
4
(
Nmm
)
SVTK: Nguyễn Xuân Hùng
22
TKMH: KẾT CẤU THÉP GVHD:Nguyễn Danh Chấn
+N = 237353*10 N

- Các thông số hình học và nội lực của tiết diện:
+
x
S
=129360000 (
3
mm
)
+
δ
=20 (
mm
)
+
x
W
=290,3. 10
6
(
3
mm
)
+
y
W
=136,6.10
6
(
3
mm

)
+
x
J
=43,31.10
10
(
4
mm
)
+
F
=251500 (
2
mm
)
+
y
J
=8,159.
10
10
(
4
mm
)
- Xác đònh ứng suất tương đương trong tiết diện:
+
δ
τ

..2
.
x
xx
n
J
SQ
=
=0,82 (
2
/ mmN
)
+
δ
τ
..2
.
y
xy
d
J
SQ
=
=9,33 (
2
/ mmN
)
=>
dn
τττ

+=
=10,15 (
2
/ mmN
)
+
F
N
W
M
W
M
y
uy
x
ux
++=
σ
=30,66 (
2
/ mmN
)
=>
22
.3
τσσ
+=
td
=35,35 (
2

/ mmN
)
Vậy mặt cắt đảm bảo điều kiện bền do
[ ]
σσ
≤
td
 xét trường hợp xa nhất mà có thể nâng hàng Q= 63T
Trọng lượng hàng nâng và bộ phận xe con mang hàng:
- Tổng trọng lượng hàng nâng và bộ phận mang hàng:
Q= 94(T)
- Trọng lượng hàng tương đương:
QQ
IIn
.
ψ
=
= 1,2*94 = 112,8 (T)
(4.1)[05]
Trong đó:
SVTK: Nguyễn Xuân Hùng
23
TKMH: KẾT CẤU THÉP GVHD:Nguyễn Danh Chấn
+
n
Q
: trọng lượng hàng tương đương khi tính kết cấu thép
+
II
ψ

=1,2 hệ số động khi nâng hàng
sơ đồ chụi lực:
m
m
m
m
m
q1=428,576kg/m
q2=568,48kg/m
q3=545kg/m
RB
m
Qn=112,8T
RM
RNy
RNx
xét nội lực của dầm phụ :
m
m
q1=428,576kg/m
m
M
RM
RNy
RNx
Qn=112,8T
Tính phản lực các gối đỡ: (RN, RM)
VÌ góc tại N là 30 độ: cho nên RN bao gồm: RNx và RNy
SVTK: Nguyễn Xuân Hùng
24

TKMH: KẾT CẤU THÉP GVHD:Nguyễn Danh Chấn
kg
qQn
Rm
q
QRMM
NN
24205
33
2
5,17
*233,4285,6*112800
33
2
5,17
*5,6*
0
2
*)5,1533(5,6*33*
2
2
1
1
2
=
+
=
+
=⇒
=−−+=

∑
KgRNy
QRNyqRMY
157774233,428*5,4811280024205
04,48*
1
=++=⇒
=+−+=
∑
RNx=RNy/tg30 = 157774/0,58 =272024kg
Các thông nội lực của tiết diện:
Nội lực lên dầm phụ:
Xét mặt cắt 1-1 cách dầu dầm một doạn Z1: (0 < Z1 < 3,5 )
Qy và Mx do tải trọng và trọng lượng bản thân gây ra:
Tại Z1 = 0:
+
y
Q
=
kgZqQ
n
1128000*233,428112800*
11
=+=+
+
ux
M
=
0**
111

=+ ZqZQ
n
(
Kgm
)
tại Z1=15,5m
+
y
Q
=
kgZqQ
n
1194375,15*233,428112800*
11
=+=+
+
ux
M
=
179873
2
5,15
*5,4285,15*112800
2
**
2
2
1
11
=+=+

z
qZQ
n
(
Kgm
)
tải trọng theo phưng ngang do gió gây ra:
+
x
Q
=
332*25,56=
II
g
P
=18675 (KG)
+
uy
M
=
0*
1
=ZP
II
g
(
Nmm
)
tại Z1 = 15,5
+

x
Q
=
332*25,56=
II
g
P
=18675 (KG)
+
uy
M
=
2894625,15*18675*
1
==ZP
II
g
(
Nmm
)
xet mặt cắt 2-2 cách M một doạn Z2(0 < Z2 < 33 ) :
SVTK: Nguyễn Xuân Hùng
25