Đồ án tốt nghiệp cần trục tháp sơn GTVT

Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế cần trục tháp sức Q= 6/1,3T Lmax 50m

MỤC LỤC
Lời nói đầu.....................................................................................................6
Chương 1: Giới thiệu chung về cần trục tháp............................................7
1.1. Đặc điểm chung của cần trục tháp........................................................8
1.2. Phân loại cần trục tháp.......................................................................11
1.2.1. Phân loại cần trục tháp theo công dụng..............................................11
1.2.2. Phân loại cần trục tháp theo phương pháp lắp đặt..............................11
1.2.3. Phân loại theo đặc điểm làm việc của cần trục tháp...........................14
1.2.4. Phân loại theo phương pháp thay đổi tầm với....................................15
1.3. Tình hình sử dụng cần trục tháp ở Việt Nam hiện nay.......................16
1.4. Các thông số cơ bản của cần trục tháp thiết kế..................................17
1.5. Thông số của cần trục tháp TC5013B-6.............................................17
Chương 2: Tính toán kết cấu thép trên phần mềm SAP 2000................18
2.1. Các tải trọng và tổ hợp tải trọng tác dụng lên cần trục tháp..............18
2.1.1. Các tải trọng tác dụng lên cần trục tháp.............................................18
2.1.2. Các tổ hợp tải trọng............................................................................33
2.2. Mô hình cần trục tháp trên phần mềm SAP 2000.............................36
2.3. Biểu đồ nội lực các phần tử của cần trục tháp...................................36
Chương 3: Tính toán kết cấu thép cột tháp..............................................38
3.1. Biểu đồ nội lực cột tháp......................................................................38
3.1.1. Biểu đồ lực dọc trục............................................................................38
3.2. Tính chon mặt cắt các thanh trên cột tháp...........................................39
3.2.1. Tính chọn thanh đứng..........................................................................39
3.2.2. Tính chọn thanh ngang và thanh xiên.................................................42
3.3. Tính toán liên kết................................................................................46
3.3.1. Tính toán mốighép hàn liên kết giữa thanh xiên và thanh ngang với
bản mã thanh biên..........................................................................48

Chương 4: Tính toán kết cấu thép đỉnh tháp...........................................50
4.1. Xác định các kích thước cơ bản của đỉnh tháp....................................50
4.2. Biểu đồ nội lực của tháp......................................................................51
4.3. Tính chọn mặt cắt các thanh tháp........................................................51
4.3.1. Tính chọn thanh đứng(thanh biên)......................................................52
4.3.2. Tính chọn thanh ngang........................................................................56
4.3.3. Tính chọn thanh xiên..........................................................................59
4.4. Tính toán liên kết.................................................................................61

SV: Phạm Hồng Sơn

1

Lớp: Máy xây dựng A – K50


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế cần trục tháp sức Q= 6/1,3T Lmax 50m

4.4.1. Tính toán mối ghép hàn liên kết giữa thah xiên và thanh ngang với
bản mã thanh biên.............................................................................62
Chương 5: Tính toán kết cấu thép cần nâng hàng...................................65
5.1. Đặt lực tác dụng lên kết cấu cần...........................................................65
5.1.1. Mô hình cần nâng hàng trên SAP.......................................................65
5.2. Biểu đồ nội lực cần nâng hàng............................................................65
5.2.1. Biểu đồ lực dọc trục............................................................................65
5.3. Tính chọn mặt cắt các thanh................................................................66
5.3.1 Tính chọn thanh biên trên....................................................................66
5.3.2. Tính chọn thanh biên dưới..................................................................67

5.3.3. Tính chọn thanh xiên và thanh ngang.................................................70
Chương 6:Tính toán thiết kế bộ máy tự nâng..........................................73
6.1. Quy trình nâng đẩy tháp.....................................................................73
6.1.1. Cấu tạo bộ máy tự nâng......................................................................73
6.1.2. Quy trình nâng đẩy ............................................................................76
6.2. Xác định lực tác dụng lên xi lanh ......................................................79
6.3. Thiết kế mạch thủy lực.......................................................................83
6.4. Tính dầm ngang..................................................................................86
6.5. Tính vấu bám ,vấu tỳ..........................................................................89
6.5.1 Vấu tỳ.................................................................................................89
6.3. Vấu bám............................................................................................92
Chương 7: Quy trình chế tạo kết cấu thép cần nâng hàng......................96
7.1. Phân tích đặc điểm chịu lực của cần nâng hàng.................................96
7.2. Đặc điểm kết cấu thép của cần nâng hàng và yêu cầu khi chế tạo.....96
7.3. Xác định dạng sản xuất và phương pháp chế tạo phôi.......................97
7.4. Trình tự chuẩn bị nguyên vật liệu và mặt bằng công nghệ................97
7.4.1. Chuẩn bị thép....................................................................................98
7.4.2. Pha cắt phôi liệu và tiến hành cắt phôi..............................................98
7.4.3. Làm sạch vật liệu.............................................................................100
7.4.4. Chuẩn bị mép mối hàn....................................................................101
7.4.5. Chuẩn bị bản mã..............................................................................102
7.4.6 Chuẩn bị mặt bằng công nghệ.........................................................103
7.4.7. Tạo thanh biên dưới.........................................................................105
7.5. Trình tự gá lắp, định vị và hàn các chi tiết......................................106
7.5.1 Các bước nguyên công...................................................................106
7.5.1.1. Gá lắp và định vị đầu nối với các thanh biên.................................106
SV: Phạm Hồng Sơn

2

Lớp: Máy xây dựng A – K50


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế cần trục tháp sức Q= 6/1,3T Lmax 50m

7.5.1.2 .Gá đặt bản mã vào vị trí các thanh biên.........................................107
7.5.1.3 Gá đặt các thanh biên và thanh bụng..............................................109
7.5.2 Quy trình hàn các chi tiết...............................................................112
7.5.2.1 Quy trình hàn bản mã vào thanh biên............................................112
7.5.2.2 Quy trình hàn thanh bụng với bản mã............................................113
7.5.2.3 Kiểm tra mối hàn............................................................................113
7.6
Sơn vật liệu chống gỉ......................................................................115
7.7
Kiểm tra thông số kĩ thuật của giàn theo tiêu chuẩn......................115
Tài liệu tham khảo.....................................................................................117
Phụ lục chương trình SAP 2000( Bảng Excel)…………………………119

SV: Phạm Hồng Sơn

3

Lớp: Máy xây dựng A – K50


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế cần trục tháp sức Q= 6/1,3T Lmax 50m

LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay, trong công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá ở nước ta, Đảng
và Nhà nước rất chú trọng đến việc xây dựng các cơ sở hạ tầng như các công
trình giao thông, thuỷ lợi, công nghiệp, xây dựng dân dụng…do đó nhu cầu về
các thiết bị máy móc phục vụ thi công rất lớn và đòi hỏi cao về chất lượng.
Đề tài của em là thiết kế: “ Tính toán, thiết kế cần trục tháp sức nâng
6/1,3 tấn- tầm với lớn nhất 50m”, loại cần trục tháp được sử dụng trong các
công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp. Hiện nay, với sự phát triển của
công nghệ thông tin đã đạt được rất nhiều thành tựu đặc biệt là việc ứng dụng
máy tính điện tử vào các lĩnh vực kỹ thuật chuyên ngành đã giúp cho sinh viên và
các cán bộ kỹ thuật giải quyết nhanh chóng, hiệu quả các bài toán kỹ thuật. Vì
vậy trong đề tài này em có sử dụng phần mềm là Sap 2000 version 14 hỗ trợ việc
tính toán, thiết kế để được kết quả chính xác và nhanh chóng hơn.

1.
2.
3.
4.

Đề tài với khối lượng lớn vì vậy với sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn
Bính em có nhiệm vụ thiết kế một số bộ phận sau:
Tính toán thiết kế kết cấu thép cột cần trục tháp
Tính toán thiết kế kết cấu thép cần, đỉnh cần trục tháp
Tính toán thiết kế bộ máy tự nâng chiều cao cần trục
Quy trình chế tạo cần nâng hàng

Hà Nội, Ngày 29 tháng 4 năm 2013
Sinh viên

Phạm Hồng Sơn

SV: Phạm Hồng Sơn

4

Lớp: Máy xây dựng A – K50


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế cần trục tháp sức Q= 6/1,3T Lmax 50m

LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập và rèn luyện và học tập tại trường em đã nhận
được sự dạy dỗ của các thầy giáo, các cô giáo đã giúp em có đủ những kiến thức
để bước đầu vững bước trong con đường sự nghiệp sau này. Trong khi hoàn thành
nốt nhiệm vụ cuối cùng của một người sinh viên đó là Đồ án tốt nghiệp với sự
giúp đỡ rất tận tình của các thầy cô giáo trong bộ môn Máy Xây Dựng, đặc biệt là
thầy giáo:
PGS.TS Nguyễn Bính
Do thời gian có hạn cũng như trình độ còn hạn chế nhiều cho nên đề tài
tuy đã hoàn thành nhưng không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy mong nhận
được sự góp ý, phê bình của các thầy cô để em có được những kiến thức chuyên
môn tốt hơn.
Em xin chân thành cám ơn các thầy cô giáo, các bạn cùng lớp đã giúp đỡ
em trong những năm học vừa qua và một lần nữa em xin chân thành cảm ơn các
thầy cô giáo trong bộ môn Máy Xây Dựng.

Hà Nội, Ngày 29 tháng 4 năm 2013

Sinh viên

Phạm Hồng Sơn

SV: Phạm Hồng Sơn

5

Lớp: Máy xây dựng A – K50


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế cần trục tháp sức Q= 6/1,3T Lmax 50m

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CẦN TRỤC THÁP
1.1 Đặc điểm chung của cần trục tháp
Trong công tác xếp dỡ nói chung và trong ngành xây dựng ở Việt Nam thì
cần trục tháp được sử dụng rất phổ biến. Như dùng xếp dỡ hàng ở cảng sông,
cảng biển, trong các bến bãi, nhà kho, nhà máy và trên các công trình xây dựng
nhà cao tầng.

Hình 1.1 Hình ảnh cần trục tháp tại công trường
Cần trục tháp được dùng để giảm sức lao động và trong những công việc
mà những loại cần trục, phương tiện xếp dỡ khác không phù hợp hoặc không làm
được. Đó là là do những đặc điểm cấu tạo riêng của loại cần trục này.
Cần trục tháp là loại cần trục có một thân tháp thường cao từ 30-80m hoặc
cao tới 100m, phía trên gần đỉnh tháp có gắn một cần dài từ 12-60m đôi khi đến
70m bằng chốt bản lề. Một đầu cần còn lại được treo bằng thanh kéo đi qua đỉnh
tháp. Kết cấu chung của cần trục tháp gồm hai phần:

SV: Phạm Hồng Sơn

6

Lớp: Máy xây dựng A – K50


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế cần trục tháp sức Q= 6/1,3T Lmax 50m

Phần quay và phần không quay. Trên phần quay có bố trí các cơ cấu công
tác như: Tời nâng hạ vật tời nâng cần, tời kéo xe con, cơ cấu quay, đối trọng ,
trang thiết bị điện và các thiết bị an toàn .
Phần không quay có thể được liên kết cố định trên nền hoặc có thể di
chuyển trên đường ray nhờ cấu di chuyển. Tất cả các cơ cấu của cần trục được
làm việc bởi các thiết bị điều khiển đặt ở trong ca bin treo ở trên cao gần đỉnh
tháp.

Hình 1.2 Cấu tạo chung 1 cần trục tháp
Tuỳ thuộc vào tính chất công việc cần trục tháp có các thông số sau :
Đối với cần trục tháp phục vụ xây dựng nhà cao tầng tải trọng nâng Q=3 ÷ 8
tấn, độ với lớn nhất R=20 ÷ 42m, chiều cao nâng H=32 ÷ 40m, đặc biệt có thể đến
80m.
Tốc độ di chuyển cần trục Vdc= 15 ÷ 30m/ph
Tốc độ nâng
Vn = 15 ÷ 30m/ph
Tốc độ quay
Nq = 0,5 ÷ 0,8v/ph

Đối với cần trục phục vụ xây dựng dân dụng công nghiệp, lắp ráp máy
sức nâng có thể đến 80 tấn , thờng từ 5 ÷ 15 tấn , độ với lớn nhất R= 30 ÷ 60m,
Chiều cao nâng H= 60 ÷ 80m.
Tốc độ di chuyển Vdc = 6 ÷ 9,6m/ph .
Tốc độ nâng
Vn = 9,6 ÷ 12m/ph .
Tốc độ quay
Nq = 0,16 ÷ 0,32v/ph .

SV: Phạm Hồng Sơn

7

Lớp: Máy xây dựng A – K50


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế cần trục tháp sức Q= 6/1,3T Lmax 50m

Tải trọng Q được nâng từng mã hàng phụ thuộc vào tầm với R, vị trí gần
tâm quay được nâng mã hàng lớn, ở vị trí xa nhất của tầm với, tải trọng được
nâng là nhỏ nhất, thường phải đảm bảo mô men tải trọng là giá trị không thay đổi.
Ma= Q.R= const .
Do có chiều cao nâng và tầm với lớn, khoảng không gian phục vụ rộng nhờ
các chuyển động nâng hạ vật, thay đổi tầm với, quay toàn vòng và dịch chuyển
toàn bộ máy mà bộ máy sử dụng trong xây lắp các công trình xây dựng dân dụng,
xây dựng công nghiệp hoặc dùng để bốc dỡ, vận chuyển hàng hoá, cấu kiện, vật
liệu trên các kho bãi.
Tuy nhiên do kết cấu phức tạp, tháp cao và nặng tốn kém trong việc tháo

dỡ và lắp dựng, di chuyển, chuẩn bị mặt bằng. Nên chỉ dùng cần trục tháp ở
những nơi có khối lượng xây lắp tương đối lớn, thời gian phục vụ cho công việc
trong một khoảng thời gian dài, hoặc khi sử dụng những loại cần trục tự hành
không kinh tế hoặc không có khả năng đáp ứng yêu cầu.
Do tính chất làm của cần trục tháp là luôn đổi địa điểm nên chúng được
thiết kế sao cho dễ tháo dỡ, lắp dựng và vận chuyển hoặc có khả năng tự dựng
bằng các thiết bị cơ khí hay thuỷ lực và được di chuyển trên đường dưới dạng tổ
hợp toàn máy. Điều này cho phép giảm chi phí và thời gian lắp dựng cần trục.
1.2 Phân loại cần trục tháp
Tuỳ theo tính chất công việc mà phân loại cần trục tháp như sau:
1.2.1 Phân loại cần trục tháp theo công dụng
Cần trục tháp có công dụng chung, dùng trong xây dựng dân dụng và công
nghiệp. Loại này có mô men tải từ 4 đến 160t.m, có sức nâng từ 0,4 đến 8 tấn,
chiều cao nâng từ 12 đến 100m, tầm với từ 10 đến 30m.
Cần trục tháp dùng để xây dựng nhà cao tầng (loại cần trục tự nâng,tự leo).
Loại này có mô men tải từ 30 đến 250 tấn.m. Sức nâng ở tầm với lớn nhất từ 2
đến 4 tấn, ở tầm với nhỏ nhất có thể lên đến 12 tấn, chiều cao nâng đạt 50-100m.
Cần trục tháp chuyên dùng trong xây dựng các công trình công nghiệp.
Loại này có mô men tải đạt 600 t. m và sức nâng đạt từ 2-50 tấn

•

1.2.2 Phân loại cần trục tháp theo phương pháp lắp đặt
Theo phương pháp lắp đạt tại hiện trường có thể chia ra:
Cần trục tháp di chuyển trên ray:

SV: Phạm Hồng Sơn

8

Lớp: Máy xây dựng A – K50


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế cần trục tháp sức Q= 6/1,3T Lmax 50m

Cần trục tháp di chuyển trên ray phục vụ trong các kho bãi, các nhà máy, ở
những vị trí có không gian rộng. Cần trục tháp di chuyển trên ray thường làm việc
với yêu cầu di chuyển liên tục trong phạm vi công trường nên thường có chiều
cao không lớn và chiều dài của cần ngắn, tải trọng nâng nhỏ.

Hình 1.3 Cần trục tháp di chuyển trên ray
•

Cần trục tháp cố định:
Là loại có chân tháp gắn liền với nền hoặc tựa trên nền thông qua bệ đỡ
hoặc các gối tựa cố định.

Hình 1.4 Cần trục tháp loại tháp cố định
•

Cần trục tháp tự nâng.

SV: Phạm Hồng Sơn

9

Lớp: Máy xây dựng A – K50

Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế cần trục tháp sức Q= 6/1,3T Lmax 50m

Hình 1.5 Cần trục tháp loại tự nâng chiều cao
Cần trục tháp tự nâng có thể nằm ngoài hoặc trong công trình, tháp được tự
nối dài để tăng độ cao nâng theo sự phát triển chiều cao của công trình, khi tháp
có độ cao lớn, nó được neo với công trình để tăng độ ổn định của cần trục và tăng
khả năng chịu lực ngang. Với cần trục tháp tự nâng đặt trên bộ tải trọng được
truyền xuống công trình (cần trục công trình xây dựng, khi làm việc nó tự nâng
toàn bộ cần trục theo chiều cao công trình và toàn neo tường).
Ưu điểm: phù hợp với mọi hình dáng kiến trúc và nhu cầu thay đổi chiều
cao tầng. Không ảnh hưởng đến việc điều độ thi công. Lắp ráp, tháo dỡ thuận lợi,
không cản trở tầm nhìn và thao tác của người điều khiển máy, năng suất cao.
Nhược điểm: ảnh hưởng trang trí mặt ngoài của công trình. Cần nhiều đốt
thân tháp tiêu chuẩn và một số trang thiết bị neo nhất định, làm tăng giá thành và
chi phí cho mỗi ca máy.
Vì thế, đối với nhà cao tầng từ 10 đến 20 tầng, khi hình dáng đơn giản, diện
tích tòa nhà không lớn, chọn cần trục tháp tự nâng để thi công.
1.2.3. Phân loại theo đặc điểm làm việc của cần trục tháp
• Cần trục tháp loại tháp quay:

SV: Phạm Hồng Sơn

10

Lớp: Máy xây dựng A – K50

Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế cần trục tháp sức Q= 6/1,3T Lmax 50m

Toàn bộ tháp và cơ cấu được đặt trên bàn quay. Bàn quay tựa trên các thiết
bị tựa quay đặt trên khung di chuyển. Cần trục tháp loại tháp quay có tính ổn định
cao, dễ tháo lắp vận chuyển và bảo dưỡng, tuy nhiên bị khống chế tầm với và sức
nâng.

Hình 1.6 Cần trục tháp loại tháp quay
Cần trục tháp có loại tháp không quay: thân tháp đứng yên, phần quay đặt
trên đầu tháp. Khi quay thì chỉ có cần, đỉnh tháp, đối trọng và các cơ cấu đặt trên
đó quay. Loại này công tác tháo và lắp dựng mất nhiều thời gian, vận chuyển bảo
dưỡng phức tạp, tầm với xa, sức nâng lớn.

Hình 1.7 Cần trục tháp loại tháp quay

SV: Phạm Hồng Sơn

11

Lớp: Máy xây dựng A – K50


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế cần trục tháp sức Q= 6/1,3T Lmax 50m

1.2.4. Phân loại theo phương pháp thay đổi tầm với
Cần trục tháp thay đổi tầm với bằng cách thay đổi góc nghiêng của cần:

Hình 1.8 Cần trục tháp loại thay đổi góc nghiêng cần
Loại cần trục tháp này có kết cấu nhẹ, dễ tháo lắp, được sử dụng trong các
công trình bị hạn chế về phạm vi làm việc. Tuy nhiên sức nâng và tầm với không
lớn.
Cần trục tháp thay đổi tầm với bằng cách di chuyển xe con trên ray của
cần.

Hình 1.9 Cần trục tháp loại thay đổi tầm với dùng xe con
Loại cần trục tháp thay đổi tầm với bằng cách di chuyển xe con có kết cấu
nặng hơn loại cần trục thay đổi tầm với bằng thay đổi góc nghiêng của cần nhưng
có độ cao nâng và tốc độ dịch ngang của vật nâng là ổn định.
1.3. Tình hình sử dụng cần trục tháp ở Việt Nam hiện nay
Cần trục tháp được đưa vào sử dụng tại Việt Nam từ những năm thập niên
70 do Liên Xô cũ và các nước XHCN giúp đỡ. Tuy nhiên do nền kinh tế còn
nhiều khó khăn nên việc sử dụng cần trục tháp chưa được phổ biến và hạn chế về
chủng loại, số lượng. Các loại cần trục tháp thời điểm này bị hạn chế về năng
suất, sức nâng, tầm với. Ví dụ như cần trục tháp KB của Liên Xô cũ.
SV: Phạm Hồng Sơn

12

Lớp: Máy xây dựng A – K50


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế cần trục tháp sức Q= 6/1,3T Lmax 50m

Tại Việt Nam hiện nay, cần trục tháp được sử dụng rất phổ biến trong các

ngành xây dựng dân dụng, công trình giao thông vận tải, công tác xếp dỡ hàng
hóa tại các cảng và kho bãi, các nhà máy công nghiệp…
Do nước ta đang trong quá trình công nghiệp hóa hiên đại hóa rất nhanh
nên để đáp ứng được nhu cầu của sự phát triển của các ngành kinh tế quốc dân thì
đã có rất nhiều loại cần trục tháp được nhập về từ nước ngoài và tự sản xuất trong
nước, như cần trục tháp của hãng POTAIN- ITALIA, HAISHAN- Trung Quốc,
LIEBHERR- Đức, LIDEN COMANSA- Tây Ban Nha,… đối với trong nước thì
hiện nay, tập đoàn Hòa Phát đã chủ động được công nghệ sản xuất chế tạo ra cần
trục tháp và đã đưa vào sử dụng.
Cần trục tháp hiện nay rất hiện đại và có hiệu suất sử dụng cao. Sức nâng
tầm với được cải thiện làm cho cần trục tháp đóng một vai trò rất quan trọng
trong công tác xây dựng, xếp dỡ hàng hóa.
1.4 Các thông số cơ bản của cần trục tháp thiết kế
+ Chiều cao nâng cao nhất H= 40,5m.
+ Tầm với cần lớn nhất L= 50m.
+ Tải trọng nâng lớn nhất Q= 6 tấn
1.5 Thông số kỹ thuật của cần trục tháp TC 5013B-6
Trong quá trình thiết kế để việc thiết kế có cơ sở thực tế em đã tham khảo thông
số của cần trục tháp TC5013B-6 của hãng ZOOMLION- Trung Quốc có các
thông số cơ bản sau:
Tải trọng nâng lớn nhất:
6 Tấn
Tải trọng nâng đầu cần:
1,33 Tấn
Tầm với lớn nhất :
50m
Chiều cao nâng lớn nhất:
40,5m
Trọng lượng cột :
13,6 Tấn

Trọng lượng cần nâng hàng :
6,2 Tấn
Các thông số khác lấy trong phụ lục tài liệu tham khảo [10], [11].

SV: Phạm Hồng Sơn

13

Lớp: Máy xây dựng A – K50


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế cần trục tháp sức Q= 6/1,3T Lmax 50m

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÉP TRÊN PHẦN MỀM SAP 2000
2.1 Các tải trọng và tổ hợp tải trọng tác dụng lên cần trục tháp
Từ kết cấu thực của cần trục tháp để tính toán, xác định trọng lượng Gi, số
nút ni, tải trọng phân bố trên mỗi nút qi của cần nâng hàng, cột, đỉnh tháp và mô tả
từng phần tử kết cấu trên phần mềm SAP2000 version14.
2.1.1 Các tải trọng tác dụng lên cần trục tháp
Tải trọng bản thân cần trục tháp
+ Trọng lượng cần nâng hàng: Gcần = 62 (kN)
Tổng số nút của cần là:
105 (nút)
qc =

Tải trọng phân bố lên mỗi nút là:

62

= 0,59(kN )
105

Hình 2.2: Đặt tải trọng bản thân cần lên kết cấu
+ Trọng lượng cột: Gcột = 136 (kN)
Tổng số nút của cột là: 132 (nút)
q cot =

Tải trọng phân bố trên mỗi nút là:

SV: Phạm Hồng Sơn

14

136
= 1.03(kN )
132

Lớp: Máy xây dựng A – K50


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế cần trục tháp sức Q= 6/1,3T Lmax 50m

Hình 2.3: Đặt tải trọng bản thân cột lên kết cấu
+ Trọng lượng đỉnh tháp: Gđỉnh = 23 (kN)
Tổng số nút của đỉnh là: 8 x 4 = 32(nút)
q dinh =

Tải trọng phân bố trên mỗi nút là:

SV: Phạm Hồng Sơn

15

23
= 0,71875 (kN )
2832

Lớp: Máy xây dựng A – K50


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế cần trục tháp sức Q= 6/1,3T Lmax 50m

Hình 2.4: Đặt tải trọng bản thân đỉnh tháp lên kết cấu
+ Trọng lượng cần phụ: Gcp = 45 (kN)
q cp =

45
= 1,875 ( kN / m 2 )
24

Tải trọng phân bố trên 1 mét cần phụ là:

Hình 2.5: Đặt tải trọng bản thân cần phụ lên kết cấu
+ Khối lượng đối trọng khi cân bằng
Chọn trọng lượng đối trọng khi cân bằng là: Gđt = 130 (kN)

Hình 2.7: Đặt tải trọng đối trọng lên kết cấu
+Tải trọng gió tác dụng lên cần trục tháp
SV: Phạm Hồng Sơn

16

Lớp: Máy xây dựng A – K50


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế cần trục tháp sức Q= 6/1,3T Lmax 50m

Tải trọng gió tác dụng lên cần phụ
Tải trọng gió được coi là tác dụng theo phương ngang và được xác định theo
công thức:
P1= k0.q. F1 (kN)
Trong đó:
k0 – hệ số cản khí động học.
Đối với loại dàn và các dầm kín thì k0=1,4
q – là áp lực gió ở trạng thái làm việc.
q= 0,25 (KN/m2)
F1 – diện tích chịu gió tính toán.
F1 = F11+ F12 (m2)
Với:
F01- diện tích chịu gió của cần phụ (m2)
F01=lcp.k
Trong đó: lcp là chiều dài cần phụ; lcp=12m;
k hệ số độ rỗng với thanh dàn; k= 0,4m

F01 = 12.0,4= 4,8 (m2)
F02- diện tích chịu gió của khối đối trọng.
(m2)
Chọn loại đối trọng 2,6 tấn có kích thươc 2630x1084x350 mm
F12 = 2,63.1,4 = 3,68(m2)
Vậy: F1 = F11+ F12 = 4,8 + 3,68 = 8,48 (m2)
Tải trọng gió tác dụng lên cần phụ là : P1 = 1,4.0,25.8,48=2,9687 (kN)
•

p gio =

Tải trọng gió tác dụng lên 1 (m) cần phụ là:

SV: Phạm Hồng Sơn

17

2,9687
= 0,62(kN / m)
0,4.12

Lớp: Máy xây dựng A – K50


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế cần trục tháp sức Q= 6/1,3T Lmax 50m

Hình 2.8: Đặt tải trọng gió lên cần phụ
• Tải trọng gió tác dụng lên cột, đỉnh, cần của cần trục tháp

Diện tích chịu gió của cần nâng hàng : Fcần= 50.1,194= 59,7 (m2)
(1,324 + 0.2).7 = 5,3(m 2 )
2
Diện tích chịu gió của đỉnh tháp: Fđỉnh=
Diện tích chịu gió của cột: Fcột= 40,5 .1,6 = 64,8 (m2)
Diện tích chịu gió của cần nâng hàng, cột, đỉnh tháp là:
F2 = α.(Fcần + Fcột + Fđỉnh) = 0,4( 59,7 + 64,8 + 5,3) = 51,92 (m2)
α : Hệ số độ rỗng
Đối với dàn lấy α = 0,3÷0,4. Lấy α = 0,4
Vậy tải trọng gió tác dụng lên cột, đỉnh, cần là:
P2 = k0.q.F2 = 1,4.0,25.51,92 = 18,17 (kN)
Số nút chịu gió của cần trục tháp: 72 + 62 + 14 = 148 (nút)
q gio =

Lực gió tác dụng lên mỗi nút là:

18,17
= 0,12( kN )
148

Hình 2.9 Đặt tải trọng gió lên cần, cột , đỉnh tháp
+ Tải trọng quán tính tác dụng lên cần trục tháp.
• Lực quán tính của cần phụ khi quay

SV: Phạm Hồng Sơn

18

Lớp: Máy xây dựng A – K50

Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế cần trục tháp sức Q= 6/1,3T Lmax 50m

Qqtcp =

Qcp .Vcp
g.t

( kN )

g : Gia tốc trọng trường; g = 9,81 (m/s2)
t : Thời gian mở máy; t = 4 ÷ 5 (s)
Lấy: t = 5 (s)
Vcp : Vận tốc dài của tâm cần phụ khi quay
Vcp = R.π .

n
0,6
= 6.3,14.
= 0,376(m / s )
30
30

n = 0,6 (vòng/ phút)
Qqtcp =

45.0,376
= 0,345(kN )

9,81 .5

=>
Lực quán tính của cần phụ khi quay tác dụng lên 1 m cần:
q qtcp =

0,345
= 0,014375(kN )
24

•

Hình 2.10: Đặt tải trọng quán tính cần lên kết cấu.
Lực quán tính của đối trọng khi quay
Qqtđt =

SV: Phạm Hồng Sơn

Gđt .Vđt
(kN )
g .t

19

Lớp: Máy xây dựng A – K50


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế cần trục tháp sức Q= 6/1,3T Lmax 50m

Vđt = 2.Vcp = 2.0,376 = 0,752(m / s 2 )
Qqtđt =

130.0,752
= 1,993(kN )
9,81 .5

=>
Lực quán tính của cần phụ khi quay tác dụng lên 1 m đối trọng:
q qtđt =

1,993
= 0,498(kN )
4

Hình 2.11: Đặt tải trọng quán tính của đối trọng lên kết cấu
• Lực quán tính của cần nâng hàng khi quay
Qqtc =

Gc .Vc
(kN )
g.t

Vc = Rc .π .

Qqtc =

n
0,6

= 25.3,14.
= 1,57(m / s 2 )
30
30

62.1,57
= 1,98( kN )
9,81 .5

=>
Tổng số nút trên cần nâng : 105 (nút)

SV: Phạm Hồng Sơn

20

Lớp: Máy xây dựng A – K50


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế cần trục tháp sức Q= 6/1,3T Lmax 50m

Tải trọng phân bố trên 1 nút là: qqtc = 0,019 (kN).

Hình 2.11.Đặt tải trọng quán tính cần lên kết cấu
• Tải trọng quán tính của hàng nâng
- Khi tải trọng 1,33 tấn đặt ở cuối cần
Lực quán tính của hàng, móc câu, xe con khi xe con di chuyển dọc cần
Q11 =

( Gh + G xc + Gmc ).Vxc (kN )
g.t

Vxc = 21 (m/ph) = 0,35 (m/s)
Q11 =

(13,3 + 2,05 + 1,45).0,35 = 0,12(kN )
9,81 .5

Tải trọng sẽ được phân bố đều trên 4 nút ở cuối cần: q11 = 0,03 (kN)

SV: Phạm Hồng Sơn

21

Lớp: Máy xây dựng A – K50


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế cần trục tháp sức Q= 6/1,3T Lmax 50m

Hình 2.12 Đặt tải trọng quán tính Q11 lên kết cấu
Lực quán tính của hàng, xe con, móc câu khi xe con đứng yên còn cần
quay
Q12 =

( Gh + G xc + Gmc ).Vh (kN )
g.t

Vh = 2.Vc = 2.1,57 = 3,14(m / s)
Q12 =

(13,3 + 2,05 + 1,45).3,14 = 0,105(kN )
9,81 .5

=>

Tải trọng sẽ được phân bố đều trên 4 nút ở cuối cần: q11 = 0,2625 (kN)
Hình 2.13 Đặt tải trọng Q12 lên kết cấu
- Tải trọng 3 tấn đặt giữa cần
Lực quán tính của hàng, móc câu, xe con khi xe con di chuyển dọc cần

Q21 =

( Gh + G xc + Gmc ).Vxc (kN )
g .t

Vxc = 21 (m/ph) = 0,35 (m/s)
( 30 + 2,05 + 1,45).0,35 = 0,239(kN )
Q21 =
9,81 .5

SV: Phạm Hồng Sơn

22

Lớp: Máy xây dựng A – K50

Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế cần trục tháp sức Q= 6/1,3T Lmax 50m

Tải trọng sẽ được phân bố đều trên 4 nút ở giữa cần: q11 = 0,06 (kN)

Hình 2.14 Đặt tải trọng Q21 lên kết cấu
Lực quán tính của hàng, xe con, móc câu khi xe con đứng yên còn cần quay
Q22 =

( Gh + G xc + Gmc ).Vh (kN )

Vh = R.π .

Q22 =

g .t

0.6
0,6
= 25.3,14.
= 1,57(m / s )
30
30

( 30 + 2,05 + 1,45).1,57 = 1,072(kN )
9,81 .5

=>

Tải trọng sẽ được phân bố đều trên 4 nút ở giữa cần: q11 = 0,268(kN)

SV: Phạm Hồng Sơn

23

Lớp: Máy xây dựng A – K50


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế cần trục tháp sức Q= 6/1,3T Lmax 50m

Hình 2.15 Đặt tải trọng Q22 lên kết cấu
- Tải trọng 6 tấn đặt cuối cần
Lực quán tính của hàng, xe con, móc câu khi xe con đứng yên còn cần quay
Q31 =

( Gh + G xc + Gmc ).Vh (kN )

Vh = R.π .

Q31 =

g .t

0 .6
0,6
= 14,5.3,14.
= 0,91( m / s )

30
30

( 60 + 2,05 + 1,45).0,91 = 1,178(kN )
9,81 .5

=>

SV: Phạm Hồng Sơn

24

Lớp: Máy xây dựng A – K50


Đồ án tốt nghiệp

Tính toán thiết kế cần trục tháp sức Q= 6/1,3T Lmax 50m

Hình 2.16 Đặt tải trọng Q31 lên kết cấu
Tải trọng hàng + xe con + móc câu.
• Tải trọng 1 tấn đặt cuối cần:
Q1 = 13,3 + 2,05 + 1,45 =16,8 (kN) => q1 = 4,2 (kN)

+

Hình 2.17 Đặt tải trọng hàng Q1 lên kết cấu
-

Tải trọng 3 tấn đặt giữa cần: Q2 = 33,5 (kN) => q2 = 8,37 (kN)

-

Hình 2.18 Đặt tải trọng Q2 lên kết cấu
Tải trọng 8 tấn đặt đầu cần: Q3 = 63,5 (kN) => q3 = 15,87 (kN)

SV: Phạm Hồng Sơn

25

Lớp: Máy xây dựng A – K50