Thiết kế Trạm trộn bê tông năng suất 45m3.giờ (bản vẽ autocad)

Tính toán kết cấu thép tháp trộn
3.1. chọn Sơ bộ hình thức kết cấu:
Để dễ dàng cho thiết kế và chế tạo,ta chia các thanh thành 5
nhóm,tơng ứng với 5 loại thép chữ C.
.nhóm 1:các thanh có số 1-20(các thanh đứng)
.nhóm 2:các thanh có số 21-37(các thanh ngang tầng 2)
.nhóm 3:các thanh có số 38-60(các thanh ngang tầng 3)
.nhóm 4:các thanh có số 61-81(các thanh đờng ray,thanh liên
kết với đờng

ray và thanh ở giá chữ A)

.nhóm 5:các thanh có số 82-101(các thanh giằng)


H1.3. M« h×nh kh«ng gian KCT cña th¸p trén
( c¸c chØ sè lµ tªn cña thanh )


3.2. Các tải trọng tác dụng lên kết cấu
3.2.1. Tải trọng gió
ở đây ta phải xét đến tải trọng do gió tác dụng lên kết cấu
khung giá đỡ (Vì trạm trộn làm việc ngoài công trờng).
Ta nhận thấy diện tích chịu áp lực gió chủ yếu là cabin,vì diện
tích này là mặt kín và lớn hơn nhiều so với khung thép,nên ta chỉ
xét áp lực gió cho phần này.

Mặt khác gió sẽ gây nguy hiểm nhất khi nó tác dụng theo phơng
Y.
+ q0: áp lực gió.
Bảng áp lực gió ở trạng thái làm việc theo cao độ so với mặt đất
(N/m2)
Chiều cao từ mặt 0ữ 2 20ữ 4 40ữ 6 60ữ 8 80ữ 1

10

đất (m)
áp lực gió (N/m2)

0
180

0
100

0
0
0
00
1150 1300 1500 1650

0

0

Do chiều cao toàn trạm nhỏ hơn 20m nên:
Chọn áp lực gió để tính chung cho trạm là: q0= 1000(N/m2)

3.2.2. Trọng lợng buồng trộn:
Tham khảo các trạm có cùng năng suất của Viện Máy và Dụng Cụ
Công Nghiệp IMI ta có khối lợng của cả buồng trộn (gồm động cơ,
hộp giảm tốc,cánh tay trộn, bàn tay trộn,vỏ thùng trộn) là:
G1 = 3850 Kg
Khối lợng vật liệu của một mẻ trộn là
G2 =V. =0,94.2300=2162 Kg
tổng

trọng

Kg=60000 N

lợng

buồng

trộn

P=3850+2162=6000


A

C
thù ng trộn
khung

D

B

H 2.3.tải trọng thùng trộn
P đợc phân bố trên 2 thanh AB và CD.
Lực phân bố:
P

p= 2.l

=

AB

60000
= 11538 N / m
2.2,6

3.2.3.Trọng lợng phễu cân ximăng
.ximăng: với mác bê tông M300 độ sụt 76.5mm
Mximang=16%mhh=16%.0,94.2300=340 kg
.phễu cân: tham khảo thực tế,phễu cân có khối lợng
60kg
Pximang+phễu=400 KG=4000N

Trọng lợng này đợc đặt tại 3 điểm nh sau

H3.3.tải trọng phễu ximăng
P/3=333N

3.2.4.Trọng lợng phễu cân nớc
.nớc:với mác bê tông M300 độ sụt 76.5mm
mnớc=8%mhh=8%.0,94.2300=170 kg
.phễu cân:tham khảo thực tế,phễu cân có khối lợng
50kg
Pnớc+phễu=2200N

3.2.5. Tải trọng do xe skip
Theo tính toán của Thăng:
.trọng lợng xe skip và vật liệu: 20KN
.Lực căng cáp lớn nhất:24.5 KN
.Trọng lợng palăng kéo xe skíp:5 KN
Ta nhận thấy xe skip gây nguy hiểm nhất khi nó đổ vật
liệu vào buồng trộn.
. Khi đó cáp kéo coi nh thẳng đứng nên ta có thể cộng gộp
trọng lợng palăng và lực căng cáp.P=24,5+5=29,5 KN.Lực này đặt
chính giữa giá chữ A.
. Khi đó trọng lợng xe skip+vật liệu chia đều 2 bánh trớc.2
lực này đặt gần đỉnh của ray.P1=P2=10KN.
Sơ đồ đặt tải trọng tác dụng lên kết cấu:


H 4.3. S¬ ®å t¶i träng giã t¸c dông lªn KCT cña th¸p trén


H 5.3. Sơ đồ tải trọng của thùng trộn tác dụng lên KCT


H6.3. S¬ ®å t¶i träng cña hÖ thèng c©n níc t¸c dông lªn
KCT cña th¸p trén

H7.3. S¬ ®å t¶i träng cña hÖ thèng c©n XM t¸c dông lªn
KCT cña th¸p trén:


H8.3.S¬ ®å lùc do hÖ thèng xe skip t¸c dông lªn KCT

3.3.THIÕT KÕ S¥ Bé


Do cha biết mặt cắt các thanh nên ta chỉ tìm nội lực các thanh
dới tác dụng của tổ hợp tải KoBT(không có tải bản thân)
Với mỗi nhóm(có 5 nhóm)ta tính mặt cắt cho 1 thanh chịu lực lớn
nhất.
.Khi chọn, ta chọn mặt cắt lấ
y lớn lên.Khi kiểm tra,ta kiểm tra 3 điều kiện:
.Độ bền:kiểm tra theo điều kiện sức chịu kết
hợp(Mx,My,P)
.Độ cứng
.

Độ ổn định(thanh chịu nén đúng tâm)

Từ bảng excel nội lực ta chọn ra giá trị lớn nhất(về độ lớn)của nội
lực M3 trong mỗi nhóm 1,2,3,4,5.Sau đó ta thiết kế mặt cắt theo
giá trị này.


H9.3.biÕn d¹ng cña kÕt cÊu

H10.3.Momen M3


H11.3.Mon men M2


H12.3. Lùc däc P


tính chọn mặt cắt
.Nhóm 1
Từ 3 biểu đồ Mx.My,P ta thấy các thanh nhóm 1 chịu lực dọc
trục P là nguy hiểm nhất.
Từ bảng trên ta tìm đợc Pmin=111776,12N tại thanh 14
Ta dùng công thức cho thanh chịu nén đúng tâm:
P

F .[ ]

(6.4, [ 4] )

Trong đó . :hệ số uốn dọc.
Chọn độ mảnh =100 thì =0,6

[ ] :ứng suất uốn cho phép.Đối với thép CT3 thì [ ]
=16000N/cm2
Thay số vào đợc F

111776 ,12
= 12 cm2
0,6.16000

Vì ta mơí tính cho lực dọc trục nên phải chọn mặt cắt lớn hơn
nhiều.
Chọn thép C24 có F=30,6 cm2, Wx=242 cm3,Wy=31,6 cm3
.Nhóm 2
Các thanh nhóm này chịu momen uốn Mx là nguy hiểm nhất.xác
định mặt cắt theo điều kiện cờng độ:
Wx

M max
[ ]

Theo bảng excel ta đợc Mmax=12640,1 N.m tại thanh 31
Wx

1264010
= 79cm 3
16000

Chọn mặt cắt C30 có Wx=387 cm3 ,Wy=43,6cm3,F=40,5 cm2

.Nhóm 3:
Các thanh nhóm này chịu momen uốn Mx là nguy hiểm nhất.
Wx

M max
[ ]

(7.5, [ 4] )

Mmax=2477,62 N.m tại thanh 46


Wx

247762
= 53cm 3
16000

Chọn mặt cắt C20 có Wx=152 cm3,Wy=20,5 cm3,F=23,4 cm2
.Nhóm 4:ta thấy trong số các thanh này thì thanh 65(thanh
ngang của giá chữ A)chịu lực lớn nhất.Ta tính riêng cho thanh
này,sau đó tính cho các thanh còn lại.
+thanh 65:Mmax=19517N.m
Wx

1951700
= 122cm 3
16000

Giá trị này rất lớn nên chỉ có thể dung 2 thanh thép
C.Chọn mặt cắt là 2 thanh C16 nh sau(vì thanh này liên kết với
palăng điện nên chọn khoảng cách 2 thép là d=0,1m)

thép C16 có:Wxo=93,4 cm3,Wyo=13,8cm3,Fo=18,1
cm2,zo=1,8 cm
Wx=2.(Wxo+Fo.(h/2+d/2)2)=237 cm3

thoả mãn.

Wy=2.Wyo=27,6 cm3
F=2.Fo=36,2 cm2
+với các thanh còn lại:từ bảng excel ta tìm đợc
Mmax=1009N.m ứng với thanh 68.Để dễ dàng cho thiết kế ta chọn
thép C16.Nhng do đây có đơng ray nên mặt cắt nh sau:


Wx=2.Wxo=186,8 cm3;Wy=2.(Wyo+Fo.zo2)=145
cm3,F=2.Fo=36,2cm2
Kiểm tra điều kiện bền:
Wx

M max 100900
= 6.3cm 3
=
[ ]
16000

thoả mãn

.Nhóm 5:
Các thanh nhóm này chịu lực dọc trục là chính.Ta kiểm tra
theo đk ổn định.
Pmax=17619N taị thanh 82
P

17619

F .[ ] = 0,6.16000 = 3cm

2

Chọn thép C8 có Wx=22,4 cm3,Wy=4,75 cm2,F=8,98cm2
Từ các mặt cắt đã chọn ta chạy SAP có tải bản thân và thu đợc
các kết quả:
3.4.Kiểm tra
Với các mặt cắt đã chọn ta đợc kết cấu thật nh sau:


H13.3.kÕt cÊu thÐp thùc

Ta kiÓm tra kÕt cÊu ®îc biÓu ®å hÖ sè n nh sau:


σ

(n= [σ ] )

H14.3.kiÓm tra an toµn
nh×n vµo biÓu ®å ta thÊy tÊt c¶ c¸c thanh ®Òu tho¶ m·n ®iÒu
kiÖn bÒn.