Tính toán lập quy trình thiết kế dầm đỡ cầu trục bằng thép tiết diện đặc
Đất nước ta đang trong quá trình đổi mới, hội nhập và bước vào thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa, xây dựng cơ sở vật chất – kỹ thuật cho sự phát triển nền kinh tế. Việc xây dựng, mở rộng các nhà máy, các cơ sở sản xuất và phát triển các khu công nghiệp đang được tiến hành; hệ thống máy móc hiện đại ngày càng phổ biến và từng bước thay thế dần sức lao động của con người.
Với nhà công nghiệp, yếu tố ảnh hưởng lớn đến sự làm việc của kết cấu là cầu trục. Tải trọng cầu trục là tải trọng di động, tác dụng ngắn hạn, lặp đi lặp lại … dễ làm cho kết cấu bị phá hoại do hiện tượng mỏi.
Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép hiện hành của Việt Nam TCVN 5575:2012 đã quy định và đang hoàn thiện, hợp lý dần phương pháp tính toán thiết kế hệ thống đỡ cầu trục. Tuy nhiên đối với các kỹ sư thiết kế, việc áp dụng vẫn còn nhiều hạn chế do không quen với loại kết cấu không mới nhưng lạ lẫm: có tiết diện và sự làm việc phức tạp, chịu tải trọng động, lặp, ngắn hạn theo cả ba phương trong không gian.
Đề tài luận văn “Tính toán, lập quy trình thiết kế dầm đỡ cầu trục bằng thép tiết diện đặc ” nhằm tìm hiểu đặc điểm làm việc, ứng xử của các bộ phận, cách tính, quy trình thiết kế cho dầm đỡ cầu trục và các bộ phận cấu thành.
2. Mục tiêu của đề tài
– Tìm hiểu đặc điểm làm việc, ứng xử các bộ phận của kết cấu đỡ cho cầu trục có sức nâng, chế độ làm việc nhẹ và trung bình;
– Tìm hiểu phương pháp tính toán và thiết lập quy trình để thiết kế các bộ phận của kết cấu đỡ cầu trục loại nhẹ và trung bình, nhằm giảm lao động thiết kế, tăng hiệu quả đưa vào sử dụng của công trình.
– Tiêu chí của kết quả là: giảm thiểu lao động thiết kế; giảm nhẹ trọng lượng kết cấu, từ đó giảm giá thành xây dựng mà vẫn đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật của công trình.
3. Nội dung nghiên cứu
– Hiện trạng sử dụng hệ thống cầu trục hiện nay trong các công trình công nghiệp cho thấy rằng: hoạt động của cầu trục là ít và chưa hiệu quả. Xuất phát từ yêu cầu công nghệ của ngành công nghiệp nhẹ, việc sử dụng phổ biến các cầu trục có sức nâng nhỏ và trung bình, dẫn đến việc ứng dụng ngày càng nhiều các dầm đỡ cầu trục (dầm cầu trục) tiết diện đặc;
– Phân tích các ảnh hưởng của hệ thống đỡ cầu trục tới hệ thống chịu lực của toàn kết cấu công trình;
– Khảo sát các giải pháp cấu tạo, liên kết chi tiết, lập quy trình tính toán, thiết kế các bộ phận của kết cấu đỡ cầu trục.
4. Phương pháp nghiên cứu
+ Thu thập các tài liệu tổng quan về hiện trạng sử dụng cầu trục có sức nâng nhẹ và trung bình ở nước ta.
+ Thu thập tài liệu trong và ngoài nước về cách tính toán, thiết kế dầm đỡ cầu trục trong các công trình.
+ Tính toán tác động của các dầm đỡ cầu trục lên hệ kết cấu công trình. Các tác động này có thể do một hoặc nhiều cầu trục, có tải hoặc không tải, hoạt động trong một nhịp hoặc nhiều nhịp, di chuyển bình thường hoặc phanh đột ngột, của toàn bộ cầu trục hay của riêng xe con.
+ Đề xuất giải pháp, cách tính toán, lập quy trình các bước thiết kế.
Luận văn này hướng tới việc tính toán, lập quy trình thiết kế hệ thống đỡ cầu trục bằng thép tiết diện đặc, dùng cho cầu trục có sức nâng bé và trung bình; quan tâm đến ảnh hưởng của hoạt động cầu trục đến kết cấu công trình để công trình hoạt động một cách bình thường, hợp lý, tiết kiệm chi phí trong quá trình sản xuất kinh doanh;
Luận văn chỉ giới hạn việc tính toán dầm đỡ cầu trục theo quy định của Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5575:2012; có tham khảo cách tính của Tiêu chuẩn Anh – British Standards (BS), qua đó đưa ra cách tính toán, lập quy trình thiết kế dầm đỡ cầu trục bằng thép tiết diện đặc trong các nhà xưởng một tầng loại nhỏ và trung bình.
Ngoài phần mở đầu, kết luận. Luận văn gồm 3 chương:
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CẦU TRỤC VÀ VIỆC SỬ DỤNG CẦU TRỤC TRONG CÔNG NGHIỆP
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN DẦM CẦU TRỤC THEO MỘT SỐ TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ
CHƯƠNG 3: MỘT SỐ VÍ DỤ BẰNG SỐ VỀ TÍNH TOÁN DẦM CẦU TRỤC
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CẦU TRỤC VÀ VIỆC SỬ DỤNG
CẦU TRỤC TRONG CÔNG NGHIỆP
TỔNG QUAN VỀ CẦU TRỤC
1.1.1. Giới thiệu về cầu trục trong nhà công nghiệp
1.1.2. Đặc điểm của cầu trục
1.1.3. Phân loại
Phân loại cầu trục theo công dụng
Phân loại cầu trục theo kết cấu dầm
Phân loại cầu trục theo cách tựa của dầm chính.
Phân loại cầu trục theo bố trí cơ cấu di chuyển
Phân loại cầu trục theo nguồn dẫn động
Phân loại cầu trục theo chế độ làm việc
1.1.4. Cấu tạo chung của cầu trục
1.2. TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU ĐỠ CẦU TRỤC
1.2.1. Dầm (Dàn) đỡ cầu trục
1.2.2. Kết cấu hãm (dầm hãm hoặc dàn hãm)
1.2.3. Đặc điểm của dầm cầu trục tiết diện đặc kết hợp với dầm hãm
1.2.5. Cấu tạo các bộ phận cơ cấu khác
– Gối chặn cầu trục ở đầu dầm cầu trục
– Liên kết ray với dầm cầu trục
– Liên kết đầu dầm cầu trục với vai cột và cánh cột
CHƯƠNG 2
PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN DẦM CẦU TRỤC
THEO MỘT SỐ TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ
2.1. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN DẦM CẦU TRỤC THEO TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 5575:2012
2.1.1. Tải trọng – Nội lực
2.1.2. Chọn sơ bộ tiết diện dầm
2.1.3. Kiểm tra dầm cầu trục theo điều kiện bền
2.1.4. Kiểm tra ổn định cục bộ của bản bụng và bản cánh
2.1.5. Tính toán dầm cầu trục về bền mỏi
2.1.6. Tính toán độ võng của dầm cầu trục
2.1.7. Tính toán ray cầu trục
b. Kiểm tra độ bền của ray cầu trục
2.1.8. Tính toán gối chặn cầu trục
2.2. TÍNH TOÁN DẦM CẦU TRỤC THEO TIÊU CHUẨN ANH – BRITISH STANDARDS (BS) 2573-1
2.2.1. Tải trọng tính toán dầm đỡ cầu trục
a. Áp lực thẳng đứng
b. Tải trọng ngang do xe con
c. Lực hãm dọc, theo phương dọc nhà
d. Lực ngang do tác động vặn của xe cẩu
2.2.2. Kiểm tra tiết diện dầm
a. Kiểm tra về bền
b. Kiểm tra về cắt
c. Kiểm tra về oằn do uốn (ổn định tổng thể)
d. Kiểm tra ép cục bộ của bụng dưới bánh xe
2.3. TRÌNH TỰ THIẾT KẾ DẦM CẦU TRỤC THEO TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 5575:2012
2.3.2. Xác định tải trọng và các tác dụng
2.3.4. Chọn tiết diện
2.3.5. Kiểm tra độ bền
2.3.6. Kiểm tra điều kiện bền
2.3.7. Vùng chịu nén của bản bụng
2.3.8. Kiểm tra ổn định cục bộ
2.3.9. Kiểm tra ổn định tổng thể
2.3.10. Tính toán về bền mỏi
2.3.11. Tính toán các cấu kiện phụ khác
2.3.12. Tính toán liên kết
CHƯƠNG 3
MỘT SỐ VÍ DỤ BẰNG SỐ
VỀ TÍNH TOÁN DẦM CẦU TRỤC
3.1. VÍ DỤ 1
Nhà xưởng nhịp L = 24m; Thiết kế dầm đỡ cầu trục tiết diện đặc, nhịp L1 = 9,0m (bằng bước khung B), có sơ đồ đơn giản. Dầm dùng cho 2 cầu trục chế độ làm việc trung bình, sức nâng 30/5 Tấn. Nhịp của cầu trục Lk = 22,5m. Vật liệu thép CCT34, cường độ tính toán f = 2100 daN/cm2; độ võng giới hạn /L = 1/500. Đường hàn liên kết cánh và bụng dầm đỡ cầu trục dùng hàn tự động. Các đường hàn còn lại dùng hàn thủ công; que hàn N42.
Bài giải:
- Xác định Tải trọng và Nội lực
Áp lực tính toán lớn nhất của một bánh xe cầu trục:
Lực hãm ngang tính toán
* Xác định nội lực
Mômen uốn lớn nhất trong dầm dưới lực P* (Hình 3.1).
Mômen uốn do tải trọng tiêu chuẩn gây ra là:
Mômen uốn do lực hãm ngang gây ra là:
Hình 3.1. Sơ đồ dùng cho tính toán dầm cầu trục
- Sơ đồ tải trọng cầu trục;
- Đặt tải cầu trục để xác định Mmax;
- Đặt tải cầu trục để xác định Vmax;
d) Đường ảnh hưởng xác định mômen uốn ngang trong thanh biên.
Lực cắt lớn nhất ở gần gối tựa như trong Hình 3.1c.
2. Chọn và kiểm tra tiết diện dầm theo điều kiện bền
Xác định chiều cao tối thiểu của dầm, công thức:
Sơ bộ chọn chiều cao dầm h = 100cm, hw = 96cm.
Chiều cao bản bụng:
Theo điều kiện chịu cắt:
Chọn tw = 1cm.
Chiều cao kinh tế của dầm:
Chọn h = 100cm.
Chọn cánh trên:
Chọn cánh dưới: 290 x 16mm ()
Bản dụng: 968 x 10mm (Aw = 96,8 cm2). Tiết diện như Hình 3.2
Kiểm tra tiết diện vừa chọn:
Độ võng tương đối của dầm:
Ứng suất pháp ở cánh trên do tải trọng thẳng đứng gây ra là:
Ứng suất pháp ở cánh dưới do tải đứng gây ra:
Hình 3.2. Tiết diện dầm cầu trục
Ứng suất tiếp lớn nhất (ở gối tựa dầm):
Kiểm tra điều kiện bền của thớ trên bụng dầm dưới tác dụng của áp lực cục bộ của bánh xe cầu trục:
Để chịu lực hãm ngang, cần đặt dầm hãm.
* Dầm hãm
Chọn dầm hãm bằng thép bản, có tiết diện 520 x 6mm và thanh biên chữ U số hiệu U10 (A = 10,9 cm2 ; z0 = 1,4 cm ; Iy = 20,4 cm4) – xem Hình 3.3.
– Xác định các đặc trưng hình học của tiết diện dầm hãm:
Hình 3.3. Tiết diện tính toán của dầm hãm
- Tiết diện dầm hãm; b) Sơ đồ tải trọng tác dụng lên dầm hãm
Ứng suất pháp:
Ứng suất tiếp:
Kiểm tra:
Kiểm tra bền của cánh ngoài dàn hãm
Mômen uốn trong thanh biên chữ U do tải trọng đứng:
Theo phương ngang, dầm hãm có nhịp 9m.
Ứng suất tại điểm B của thanh biên chữ C (với Wx = 34,8 cm3)
Độ võng tương đối của thanh biên chữ C nhịp 4,5m (Ix = 174cm4) do tải trọng tiêu chuẩn gây ra:
Kiểm tra ổn định cục bộ của bụng dầm cầu trục
Độ mảnh quy ước của bản bụng:
Kích thước sườn cứng ngang theo cấu tạo như sau:
bs > hw /30 + 40 = 968/30 + 40 = 72,3mm; chọn bs = 10cm.
chọn ts = 0,8cm
Chọn khoảng cách sườn a = 150cm (a ≤ 2hw);
3. Kiểm tra ổn định cục bộ của bụng dầm
Kiểm tra ổn định ô 3:
Đặt tải như Hình 3.4 sẽ cho giá trị mômen lớn.
M= 1,05.323,98.(2,22+1,69) = 1330kNm
Lực cắt lớn nhất ở bên phải tiết diện D (Hình 3.4).
Hình 3.4. Đường ảnh hưởng mômen và lực cắt+
- Của tiết diện D; b) Của tiết diện E
+ Kiểm tra theo mục c
Ứng suất pháp giới hạn phụ thuộc vào δ:
Hệ số
Kiểm tra ổn định cục bộ của bản bụng dưới tác dụng đồng thời của ứng suất pháp và ứng suất tiếp:
+ Kiểm tra theo mục b:
+ Kiểm tra ổn định ô bản 1:
Tiếp diện kiểm tra E giữa ô hình vuông cạnh hw, tức là tiết diện cách gối bên phải một đoạn 1,016m. Đường ảnh hưởng mômen và lực cắt của tiết diện E như Hình 3.3.
M = 1.05.323,98 (0,901 + 0,766) = 567kNm
V = 1,05,323,98 (0,887 + 0,754) = 558,2kN
4. Ổn định tổng thể của dầm
Ổn định tổng thể dầm luôn được đảm bảo, vì chiều cao dầm hãm lớn hơn tỷ số L/16 = 0,56m. Không cần kiểm tra.
5. Liên kết bản cánh với bản bụng dầm
Chiều cao đường hàn cần thiết:
Chọn chiều cao đường hàn hf = 6mm.
6. Nối và gối dầm:
Cách tính nối và gối dầm tương tự như với dầm thông thường.
3.2. VÍ DỤ 2
Tính toán dầm cầu trục theo số liệu sau: nhịp dầm Lb = 6m sức trục Q = 5T, cầu trục nhịp L = 20m chế độ làm việc nhẹ. Vật liệu thép CCT34, que hàn N42, hàn điện thủ công.
Bài giải:
- Tính toán tải trọng và nội lực
Tra bảng sổ tay cầu trục có và
Vẽ đường ảnh hưởng, hoặc tra các bảng lập sẵn Taxtamusev, có được: ;;
Hình 3.5. Sơ đồ tác dụng của cầu trục
Từ đó nhận được:
Mx = P; QM = P
Qmax= P; My = T
Trong đó: P =1,1n P = 1,1×1,2×8,7 = 11,5T
T = n T = 1,2×0,18 = 0,216T
Kể đến trọng lượng bản thân của dầm
Mx = 1,03×26,5 = 27,3Tm; My = 1,0×0,5 = 0,5Tm;
QM = 1,02×10,1 = 10,3T; Qmax = 1,02×22,1 = 22,6T.
- Chọn tiết diện dầm
Tính được:
*Xác định chiều cao kinh tế:
; chọn chiều cao bụng dầm hw = 65cm;
Sơ bộ chọn tiết diện dầm như Hình 3.6.
3. Kiểm tra tiết diện dầm theo điều kiện bền
Ứng suất trong cánh trên:
Ứng suất trong cánh dưới:
;
Hình 3.6. Tiết diện dầm cầu trục
Bản bụng 6×650; cánh trên 10×250; cánh dưới 10×150;
Diện tích tiết diện:
A =0,6×65+1,0×25+1,0×15 = 79cm2;
Độ lệch của trọng tâm: Trục x lùi lên trên so với trọng tâm bản bụng một đoạn y;
Ix=13700+(25+15)x332-79×4,22 =55900cm4
Iy=Ift+Ifb=(1×253)/12+(1×153)/12 =1300+282 =1582cm4
;
Ứng suất tiếp trung bình tại nơi có ứng suất pháp lớn nhất:
Kiểm tra điều kiện chịu ép cục bộ đối với thớ trên bản bụng dầm:
Tính được:
4. Kiểm tra dầm về ổn định tổng thể:
Tính được:
Kiểm tra ổn định tổng thể dầm theo công thức:
;
Trong đó M/1,1 là giá trị mômen tính toán không kể đến hệ số động lực.
5. Kiểm tra ổn định cục bộ của bản bụng dầm
Trong ô thứ nhất
Hình 3.7 dưới đây đã chỉ ra vị trí tải trọng bất lợi
Đối với ô bản thứ nhất:
,,
*Kiểm tra lần 1:
;
;
;
*Kiểm tra lần 2:
Hình 3.7. Kiểm tra ổn định cục bộ bụng dầm cầu trục
- Cấu tạo các bản bụng dầm;
- Vị trí xếp bánh xe bất lợi để kiểm tra ổn định ô 1;
- Vị trí bánh xe bất lợi để kiểm tra ổn định ô 3.
Với ô bản bụng thứ ba:
Việc kiểm tra tương tự như với ô bản thứ nhất, kiểm tra 2 lần với các giá trị ứng suất tới hạn giống nhau (vì cấu tạo ô bản giống nhau);
*Kiểm tra lần thứ nhất:
*Kiểm tra lần thứ 2:
Chọn tiết diện của sườn ngang cứng là: 65×6; Có bs/ts = 65/6 = 11<15.
6. Kiểm tra đường hàn liên kết cánh và bụng dầm.
Chọn chiều cao đường hàn góc hf = 6mm;
7. Kiểm tra sườn gối tựa. (tính giống ví dụ trước)
8. Kiểm tra lại độ võng
. Đạt yêu cầu về độ võng.
3.3. VÍ DỤ 3
Tính toán dầm cầu trục, nhịp L = 12m, đỡ cầu trục có sức nâng Q = 10 Tấn. Nhịp của cầu trục 25m, chế độ làm việc trung bình. Sử dụng dầm hàn bằng thép CCT34, que hàn N42.
Tra bảng sổ tay cầu trục, có Pcmax = 15,5T và Tcngang = 0,35T. Ray cầu trục dùng ray P-38, có Ix = 1220cm4.
Bài giải:
- Tính toán tải trọng và nội lực
Từ bảng tra ta có: ; ;
Tra công thức của bảng, và tính được: P = 1,1×1,2×15,5 = 20,5 T;
T = 1,2×0,35 = 0,42 T;
Nội lực tính toán: Mx = P= 20,5×5,89 = 121 Tm;
My = T= 0,42×5,89 = 2,5 Tm;
QM = P= 20,5×0,396 = 8,1 T;
Qmax = P= 20,5×2,32 = 47,6 T;
Kể đến trọng lượng bản thân và tải trọng tạm thời của dầm hãm
Mx = 1,05×121 = 126 Tm; My = 1,0×2,5 = 2,5 Tm;
QM = 1,04×8,1 = 8,5T; Qmax = 1,04×47,6 = 49,6T;
- Chọn tiết diện dầm
;
Chọn h0 = 120cm; tw = 1cm ; h0 /tw = 120;
Chọn tiết diện bản cánh dưới là 10×300; bản cánh trên chọn lớn hơn là 12×300.
Tiết diện của dầm hãm là: cánh trên của dầm cầu trục 12×300; bản ngang 6×600; thanh chống là C24. Chiều rộng tổng cộng của dầm hãm là 900mm.
Hình 3.3. Tiết diện dầm
- Tiết diện chịu tải trọng đứng; b) Tdiện chịu tải trọng ngang
3. Kiểm tra tiết diện theo điều kiện bền
*Xét sự làm việc trong mặt phẳng đứng, kiểm tra dầm cầu trục:
– Ứng suất pháp trong cánh trên của dầm cầu trục kiểm tra theo;
– Ứng suất pháp trong cánh dưới của dầm cầu trục:
;
– Ứng suất tiếp tại tiết diện có Qmax:
– Ứng suất tiếp trung bình tại tiết diện có Mmax :
;
Kiểm tra ứng suất cục bộ:
;
Kiểm tra độ võng của dầm cầu trục
*Xét sự làm việc trong mặt phẳng ngang, kiểm tra dầm hãm:
Ứng suất trong thớ biên của dầm:
Độ võng đứng của thanh biên chữ C:
3. Tính toán liên kết hàn bàn cánh với bản bụng dầm
Chọn chiều cao đường hàn góc hf = 6mm; hàn tự động = 1,0;
4. Kiểm tra ổn định cục bộ của bản bụng dầm
Bố trí các đôi sườn ngang kẹp 2 bên bản bụng, cách a = 120cm
Kiểm tra ô thứ 1 và ô thứ 5 (như Hình 3.9).
Hình 3.9. Ổn định cục bộ các ô bụng dầm ví dụ 3.3
- Sơ đồ xếp bánh xe của 2 cầu trục;
- Đặt 1 bánh xe vào giữa ô1 để kiểm tra ổn định ô1;
- Đặt 1 bánh xe vào giữa ô5 để kiểm tra ổn định ô5.
*Ô bản thứ 1:
;
;
;
;;
.
Thỏa mãn điều kiện ổn định cục bộ.
*Ô bản thứ 5: Việc kiểm tra tương tự như với ô bản thứ 1:
; ;
;
Vì 2 ô bản có cấu tạo và kích thước như nhau; nên ứng suất tới hạn của ô bản 5, giống như của ô bản 1. Do đó:
; Thỏa mãn điều kiện ổn định cục bộ.
chọn sườn cứng có (bsxts ) = 90×6; chiều rộng sườn đã chọn lớn hơn bề rộng yêu cầu và bs/ts = 90/6 = 15
5. Tính toán kiểm tra sườn gối tựa: Tính tương tự như ví dụ trước.
Nhận xét về phương pháp tính toán dầm cầu trục theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5575:2012 so với quy định của Tiêu chuẩn Anh – British Standards (BS) 2573-1.
Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5575:2012 có một mục dành riêng cho dầm cầu trục.
Tiêu chuẩn Anh (BS) 5950 không có điều khoản riêng về tính toán mỏi: với những cầu trục chế độ làm việc nặng được xếp cấp U4 đến U9 thì theo Tiêu chuẩn BS 2573 mới cần tính về mỏi; và khi đó việc tính toán theo Tiêu chuẩn BS 5400 (sự bền mỏi của kết cấu cầu thép).
Việc thiết kế dầm cầu trục theo Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) có yêu cầu cao hơn và phức tạp hơn so với quy định của Tiêu chuẩn Anh – British Standards (BS): Tiết diện dầm phải được kiểm tra về ứng suất pháp theo hai phương, ứng suất cục bộ, ứng suất cắt và ứng suất phức hợp. Đặc biệt là phải kiểm tra về mỏi và tuân theo những giải pháp cấu tạo để làm giảm tập trung ứng suất. Việc kiểm tra điều kiện ổn định cục bộ của các ô bản, tính toán độ bền mỏi là rất phức tạp.
Ngoài các quy tắc chung như với dầm thường, Tiêu chuẩn Anh (BS) đưa ra những yêu cầu và cách tính riêng cho dầm cầu trục. Các tải trọng của cầu trục, xếp cấp cho cầu trục tuân theo Tiêu chuẩn Anh (BS) 2573-1 Quy tắc thiết kế cầu trục và Tiêu chuẩn Anh (BS) 6399 Tải trọng đối với nhà. Luận văn này chỉ dẫn trích ra một số quy định của các Tiêu chuẩn nói trên mà không có trong chính văn của Tiêu chuẩn Anh (BS) 5950.
Điều đặc thù trong Tiêu chuẩn Anh (BS) 5950 là lực ngang do tác dụng vặn của xe cẩu: Cầu trục cấp Q1 và Q2 không gây tác động do vặn xe cẩu; nhưng cầu trục cấp Q3 và Q4 có gây ra một ngẫu lực do tác động vặn của các bánh xe xe cẩu. Ngẫu lực này gồm hai lực bằng nhau và ngược chiều, đặt vuông góc với ray, tại vị trí của mỗi đầu của bệ bánh xe. Tải trọng này không tính đồng thời với với tải trọng ngang do hãm xe cẩu. TCVN không quy định điều này.
Một điểm đặc biệt nữa là: khi tính theo Tiêu chuẩn Anh (BS) về kiểm tra ép cục bộ của bản bụng bên dưới bánh xe. Lực bánh xe truyền qua ray và cánh dầm theo góc 450 xuống bụng dầm. Cũng có thể dùng cách phân bố áp lực coi ray và cánh như một dầm trên nền đàn hồi. TCVN cũng yêu cầu kiểm tra ép cục bộ lên bản bụng theo phương pháp tương đương và đưa ra công thức của đoạn phân bố lực Z giống như của Tiêu chuẩn Anh (BS).
Phần còn lại là kiểm tra tiết diện dầm cầu trục về bền khi uốn xiên, về oằn ngang khi uốn xoắn, về cắt được thực hiện như đối với dầm thường.
Kết luận, kiến nghị
Luận văn đã thực hiện được các phần việc sau:
– Giới thiệu, phân loại, nêu đặc điểm hoạt động của các loại cầu trục thông dụng dùng trong nhà công nghiệp;
– Nêu cấu tạo chi tiết của các kết cấu đỡ cầu trục, phương pháp, cách tính toán các bộ phận này theo Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN), có liên hệ với Tiêu chuẩn Anh (BS).
– Kiến nghị trình tự tính toán dầm cầu trục tiết diện đặc dùng cho cầu trục có chế độ làm việc nhẹ và trung bình.
– Tiến hành các ví dụ bằng số để minh họa cho trình tự thiết kế nêu trên.
Nhận thấy rằng:
Dầm cầu trục là kết cấu đặc thù, chịu tải trọng động lặp; tiết diện dầm thường không đối xứng và bị uốn xiên do tải trọng tập trung tác động lên nó có ở cả 3 hướng: đứng, ngang và dọc dầm.
Vì chịu tải trọng động nên nội lực của dầm được xác định không theo cách thông thường của dầm chịu tải trọng tĩnh, mà phải xác định bằng đường ảnh hưởng hoặc gần đúng theo nguyên lý Vinkler.
Dầm chịu tải trọng cục bộ, tập trung từ chân các bánh xe, nên cần kiểm tra điều kiện chịu lực cục bộ.
Tiết diện dầm thường cao, bụng mảnh, dễ bị xoắn, nên thường phải kiểm tra ổn định tổng thể;
Dầm thường có các sườn ngang để tăng cường ổn định cục bộ, nên còn phải kiểm tra ổn định cục bộ của từng ô bụng.
Ngoài một số lưu ý đặc biệt như đã nêu trên về chế độ làm việc, về xác định nội lực, về sự phức tạp khi tính toán kiểm tra, thì về nguyên lý và cách thức tính toán tiết diện của dầm cầu trục cũng tương tự như với dầm thường. Các ví dụ tiến hành của luận văn đã minh họa điều này.
E:\DỮ LIỆU COP CỦA CHỊ YẾN\DAI HOC DA NANG\LUAN VAN KY THUAT\LUAN VAN 2014\LUAN VAN KY THUAT\NGUYEN QUOC TU
