Đề tài Tính kết cấu kim loại

TÍNH KẾT CẤU KIM LOẠI 1) Giới thiệu chung: Kết cấu kim loại cầu trục kết cấu kiểu dàn là một hệ không gian phức tạp gồm hai nửa cầu. Kết cấu của một nửa cầu là một hệ không gian được cấu tạo từ 4 dàn phẳng: dàn đứng chính, dàn đứng phụ, dàn ngang trên, dàn ngang dưới. Để đảm bảo độ cứng cho dàn không gian, trong dàn có kết cấu thêm các thanh giằng chéo. 2) Đặc điểm tính toán: Kết cấu kim loại cầu trục 4 dàn là một hệ không gian, khi tính toán không tính theo dàn không gian mà tính theo phương pháp gần đúng bằng cách chia dàn không gian thành những dàn phẳng. Coi rằng toàn bộ tải trọng di động của trọng lượng xe con có hàng chỉ tác dụng lên dàn đứng chính. Nội lực trong các thanh của dàn đứng chính dưới tác dụng của các tải trọng chính xác định theo phương pháp đường ảnh hưởng. Kết cấu của dàn đứng chính có tính chất đối xứng so với trục thẳng đứng đi qua điểm giữa của khẩu độ nên chỉ cần xây dựng đường ảnh hưởng cho nửa dàn phía bên buồng lái. Sơ đồ hình học của dàn phụ giống dàn đứng chính nên đường ảnh hưởng các thanh trong dàn phụ cũng giống như trong dàn đứng chính tuy nhiên dàn đứng phụ chỉ chịu tải trọng thẳng đứng do trọng lượng bản thân dàn, trọng lượng cơ cấu di chuyển cầu trục, buồng lái và các thiết bị điện, các hệ thống dây cấp điện cho xe tời, hê trục truyền động cơ cấu di chuyển. Dàn phụ cũng chịu tác dụng của lực quán tính ngang khi phanh cầu (vì các thanh biên của dàn phụ cũng là thanh biên của dàn ngang trên và dàn ngang dưới). Dàn ngang cũng có kết cấu đối xứng nên khi xây dựng đường ảnh hưởng ta cũng xây dựng cho nửa dàn phía bên có buồng lái. 3) Tải trọng tính toán và tổ hợp tải trọng tính toán kết cấu thép: Các trường hợp và tổ hợp tải trọng : Khi máy trục nói riêng, cầu trục nói chung làm việc, nó chịu 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 tĩnh 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 ba trường hợp tải trọng tính toán như sau: 3.1) Các trường hợp tải trọng: Bảng tổ hợp tải trọng. Tải Trọng Tính Theo Độ Bền Và Độ Ổn Định Tổ Hợp Tải Trọng IIa IIb IIc 1 Trọng lượng bản thân cầu GC tính tới hệ số động khi di chuyển Kđ. Gc GcKđ Gc 2 Trọng lượng xe con GX có tính đến hệ số va đập Kđ. Gx GxKđ Gx 3 Trọng lượng hàng Q kể đến thiết bị mang hàng có tính đến hệ số va đập Kđ. YIIQ QKđ Q 4 Lực quán tính ngang khi hãm cơ cấu di chuyển cầu trục. _ Pqtmax Pqtx 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 tĩnh 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 tĩnh. c) Trường hợp tải trọng III: - Tải trọng lớn nhất ở trạng thái không làm việc của cầu trục. Trường hợp này dùng để kiểm tra kết cẩu theo độ ổn định. 3.2) Các tổ 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 Ia, IIa: Hai tổ hợp này tương ứng với trường hợp cầu trục đứng yên, chỉ có cơ cấu nâng làm việc, tính toán khi khởi động (hoặc hãm) cơ cấu nâng một cách từ từ (Ia) hoặc đột ngột (IIa). – Tổ hợp Ib, IIb: Hai tổ hợp này ứng với trường hợp cầu trục mang hàng di chuyển, khởi động (hoặc phanh) từ từ (Ib), hoặc đột ngột (IIb). Trong trường hợp này, các cơ cấu nâng và di chuyển xe con không làm việc hoặc làm việc với gia tốc ổn định. - Tổ hợp IIc: Tổ hợp này ứng với trường hợp xe con mang hàng di chuyển, khởi động hoặc phanh đột ngột. Trong trường hợp này, các cơ cấu nâng và di chuyển cầu trục đứng yên hoặc làm việc với gia tốc không đổi. - Đối với cầu trục thuộc đề tài này, kết cấu thép của cầu trục được tính theo điều kiện bền tĩnh, ứng với ba tổ hợp tải trọng IIa, IIb, IIc. 4) Các kích thước chính và trọng lượng các phần tử kết cấu kim loại: - Chiều cao của dầm đứng chính ở giữa nhịp: - Chọn H = 1600mm Hình 5.1 Sơ đồ kết cấu cầu trục kiểu dàn - Chiều cao dàn ở tiết diện gối tựa: H0 = (0.4÷ 0.5)xH = (0.4÷¸ 0.5)x1600 = = 640÷800 Chọn H0 = 800mm Chiều dài đoạn nghiêng: C = (0.1÷¸ 0.2)xL = (0.1÷¸ 0.2)x20000 = = 2000÷4000mm Chọn C = 2000mm - Chiều dài mỗi đốt của thanh biên khi số đốt lấy bằng 20: - Bề rộng mặt phẳng ngang của dầm lấy bằng b = 1400 mm - Trọng lượng của một dầm đứng chính ( xác định sơ bộ theo công thức 8-15, [1] ): Gch = 10Qx(L-5) +7000 = 10 x 100x(20-5) + 7000 = 22000N - Trọng lượng của một dầm đứng phụ (công thức 8-17 [1] ) Gph = - Trọng lượng của một dàn ngang: (công thức 8-18 [1] ) - Trọng lượng của các phần khác của kết cấu kim loại lấy như sau: - Trọng lượng một sàn: Gs=k.L.b.d.g=0.5x20x1,25.0,003x78000=2925(N) Trong đó: + k = 0.5 -Hệ số kể đến các lỗ trên sàn; + L = 20m -Tầm rộng của cầu trục + b = 1,25m –chiều ngang của sàn + d = 0.003m –chiều dày của sàn; + g = 78000N/m3 – trọng lượng riêng của thép - Trọng lượng dầm cuối: Gc = 9000N - Trọng lượng cơ cấu di động cầu Gd = 34000N - Trọng lượng buồng lái và các thiết bị điện Gb = 17000N - Trọng lượng xe lăn Gx = 42000N 5) Xác định tải trọng tác dụng lên dầm đứng chính: Tải trọng tác dụng lên dầm đứng chính được tính phía cơ cấu di động cầu - Tải trọng không di động phân bố đều dọc chiều dài dàn: - Tải trọng tập trung đặt phía dàn có cơ cấu di động: + do trọng lượng cơ cấu di động: Nd = k1 + do trọng lượng buồng lái và thiết bị điện: Nb = k1 - Tải trọng di động: Pc’ = PD’ = - Tải trọng quán tính ngang phân bố đều: qng = 0.1q =0,1.1539,79=153,979N - Tải trọng quán tính ngang tập trung: +do trọng lượng cơ cấu di động gậy ra: Nd = 0,1 + do trọng lượng buồng lái và các thiết bị điện gậy ra: Nbng = 0,1 - Tải trọng quán tính ngang của tải trọng động: P’Cng = 0,1()= P’Dng = 0,1() = 6) Xác định tải trọng tác dụng lên dàn đứng phụ: Đối với dàn đứng phụ chúng ta cũng tính phía biên có cơ cấu di động - Tải trọng phân bố đều: - Tải trọng tập trung: + do trọng lượng cơ cấu di động: Nd = k1 + do trọng lượng buồng lái và thiết bị điện: Nb = k1 -Tải trọng quán tính ngang phân bố đều: qphng = 0,1qph = 0,1.957 = 95,7N/m 7) Xác định đường ảnh hưởng của dàn: 7.1) Đường ảnh hưởng của dàn đứng chính: Gọi các thanh biên trên là O, các thanh biên dưới là U, các thanh xiên là D và các thanh đứng là V. Đường ảnh hưởng được thể hiện trong hình vẽ dưới Hình 5.2 Đường ảnh hưởng dàn đứng chính - Lực trong các thanh của dàn dừng chính dưới tác dụng của tải trọng chính( tính theo trường hợp phối hợp tải trọng thứ nhất) được xác định theo phương pháp đường ảnh hưởng. Vì dàn đứng chính đối xứng qua trục thẳng đứng ở giữa nhịp nên ta chỉ tính đối với nửa dàn phía bên có buồng lái. - Ở biên của dàn, mắt đầu có hai nhánh O1 và V1 không chịu ngoại lực nên lực trong thanh O1 bằng không. - Tung độ các đường ảnh hưởng dưới tải trọng di động kỳ diệu là y1 và y2, dưới cơ cấu di động đặt giữa nhịp y3 và buồng lái y4. Lực trong các thanh dưới tác dụng của các tải trọng phân bố đều bằng qF, trong đó q - tải trọng phân bố đều dọc theo chiều dài dàn; tổng diện tích đường ảnh hưởng. - Lực trong các thanh cưới tác dụng của tải trọng tập trung bằngNiyi, trong đó Ni tải trọng tập trung ; yi - tung độ đường ảnh hưởng dưới tải trọng tập trung tương ứng. Lực trong các thanh dưới tác dụng của tải trọng di động xác định bằng Piyi, trong đó Pi - tải trọng di động; yi - tung độ đường ảnh hưởng dưới tải trọng di động tương ứng. + Đường ảnh hưởng của các thanh biên trên được xây dựng bằng cách đặt dưới gối tựa bên trái tung độ , trong đó: x- khoảng cách từ điểm Rite, điểm lấy mômen của thanh đang xét, đến gối tựa; H- chiều cao của dàn chính. Tung độ cựa đại nằm dưới điểm Rite của thanh đó. - Thanh biên trên O2 và O3 Diện tích đường ảnh hưởng: F = y1 x 20 = -1,125x22,5 = -22,5N Tải trọng phân bố đều = q x F = 1539,79 x (–22,5) = -34945,3N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (- 0,625 x 17000)+(-1,125 x 8500) = -20188N Tải trọng di động = (y1 x 47100)+(y2 x 45636) = (-1,125 x 47100)+(-1,014 x 45636) = -99263N Lực trong thanh = (-34945,3) +(-20188)+ (-99263) = -154396,3N - Thanh biên trên O4 và O5 Diện tích đường ảnh hưởng: F = y1 x 20 = -2x 20 = -20N Tải trọng phân bố đều = q x F = 1539,79 x (–20) = -30795,8N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (- 1,25 x 17000)+(-1 x 8500) = -29750N Tải trọng di động = (y1 x 47100)+(y2 x 45636) = (-2 x 47100)+(-1,778 x 45636) = -175341N Lực trong thanh = (-30795,8) +(-29750)+ (-175341) = -235886,8N - Thanh biên trên O6 và O7 tính tương tự - Thanh biên trên O8 và O9 tính tương tự - Thanh biên trên O10 và O11 tính tương tự + Đường ảnh hưởng của các thanh biên dưới cũng được xây dựng tương tự. Riêng thanh U1 khi xây dựng đường ảnh hưởng cần chú ý là cánh tay đòn không phải là chiều cao H của dàn, mà là khoảng cách từ thanh U1 đến điểm lấy mômen của nó. - Thanh biên dưới U1 Diện tích đường ảnh hưởng: F = y1 x 20 = 0,972 x20 = 9,72N Tải trọng phân bố đều = q x F = 1539,79 x 9,72 = 14967N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (0,53 x 17000)+(0,921 x 8500) = 16839N Tải trọng di động = (y1 x 47100)+(y2 x 45636) = (0,972 x 47100)+(0,512 x 45636) = 69147N Lực trong thanh = 14967+69147+16839 = 100953N - Thanh biên dưới U2 Diện tích đường ảnh hưởng: F = y1 x 20 = 1,594 x 20 = 15,94N Tải trọng phân bố đều = q x F = 1539,79 x 15,94 = 24544,2N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (0,938 x 17000)+( 1,063 x 8500) = 24982N Tải trọng di động = (y1 x 47100)+(y2 x 45636) = (1,594 x 47100)+( 1,427 x 45636) = 140200N Lực trong thanh = 24544,2+24982+140200 = 189726,2N - Thanh biên dưới U3 Diện tích đường ảnh hưởng: F = y1 x 20 = 2,343 x 20 = 23,43N Tải trọng phân bố đều = q x F = 1539,79 x 23,43 = 36077,3N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (1,563 x 17000)+( 0,938 x 8500) = 34544N Tải trọng di động = (y1 x 47100)+(y2 x 45636) = (2,343 x 47100)+( 2,066x 45636) = 204639N Lực trong thanh = 36077,3+34544+204639 = 275260,3N - Thanh biên dưới U4 và U5 tính tương tự + Khi xây dựng đường ảnh hưởng của thanh xiên D1 có điểm lấy mômen C nằm ngoài nhịp, ta đặt dưới gối tựa bên trái tung độ , trong đó: C-khoảng cách từ gối tựa đến điểm lấy mômen; h1-khoảng cách từ điểm lấy mômen đến thanh D1. Thanh xiên D1 Diện tích đường ảnh hưởng: F = y1 x 20 = -1,24 x 20 = -12,4N Tải trọng phân bố đều = q x F = 1539,79 x -12,4 = -19093,4N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (-0,654 x 17000)+( -1,173 x 8500) = -21089N Tải trọng di động = (y1 x 47100)+(y2 x 45636) = (-1,24 x 47100)+( -1,123 x 45636) = -109653N Lực trong thanh = (-19093,4)+( -21089)+( -109653) = -149835,4N + Khi xây dựng đường ảnh hưởng của thanh xiên D2 cũng có điểm Rite C, ta đặt dưới gối tựa A tung độ và dưới gối tựa B tung độ , trong đó: h2- khoảng cách từ điểm lấy mômen đến thanh D2; L-nhịp cầu. Thanh xiên D2 Diện tích đường ảnh hưởng: F = F1 + F2 = 7,58 + (-0,76) = 6,82N Tải trọng phân bố đều = q x F = 1539,79 x 6,82 = 10501,4N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (0,446 x 17000)+( 0,73 x 8500) = 13787N Tải trọng di động = (y1 x 47100)+(y2 x 45636) = (0,73 x 47100)+( 0,667 x 45636) = 64822N Lực trong thanh = 10501,4+13787+64822 = 89110,4N + Đường ảnh hưởng của các thanh xiên khác khi các thanh xiên song song nhau( D3, D4, D5, D6, D7…) xây dựng bằng cách nhân đường ảnh hưởng của tải trọng đơn vị tác dụng lên dàn với hệ số trong đó: -góc giữa thanh xiên và thanh đứng. Đặt dưới gối tựa A và B tung độ bằng . Ở đây vì: =350 nên cos=0,82 và =1,22. Thanh xiên D3 Diện tích đường ảnh hưởng: F = F1 + F2 = 0,14+ (-10,10) = -9,96N Tải trọng phân bố đều = q x F = 1539,79 x (-9,96)= -15336,3N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (0,59x 17000)+( -0,118 x 8500) = -9027N Tải trọng di động = (y1 x 47100)+(y2 x 45636) = (-1,003 x 47100)+( -0,9 x 45636) = -88314N Lực trong thanh = (-15336,3)+(-9027)+(-88314) = -112677,3N Thanh xiên D4 Diện tích đường ảnh hưởng: F = F1 + F2 = 9,50+ (-0,31) = 9,19N Tải trọng phân bố đều = q x F = 1539,79 x 9,19 = 14150,6N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (0,59 x 17000)+(-0,118 x 8500) = 9027N Tải trọng di động = (y1 x 47100)+(y2 x 45636) = (0,944 x 47100)+(0,84 x 45636) = 82796N Lực trong thanh = 14150,6+9027+82796 = 105973,6N Thanh xiên D5 Diện tích đường ảnh hưởng: F = F1 + F2 = 0,57+ (-7,87) = -7,30N Tải trọng phân bố đều = q x F = 1539,79 x (-7,30)= -11240,5N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (-0,59 x 17000)+( 0,118 x 8500) = -9027N Tải trọng di động = (y1 x 47100)+(y2 x 45636) = (-0,886x 47100)+(-0,78 x 45636) = -77327N Lực trong thanh = (-11240,5)+(-9027)+(-77327) = -97594,5N Thanh xiên D6, D7, D8, D9, D10, tính tương tự Trị số lực trong các thanh của dàn đứng chính trong bảng 5-1. 7.2) Đường ảnh hưởng của dàn đứng phụ: Hình 5.3 Đường ảnh hưởng dàn đứng phụ Vì sơ đồ của dàn đứng chính và dàn đứng phụ giống nhau nên đường ảnh hưởng của chúng có những tính chất tương tự nhau. Các thanh biên trên của dàn đứng phụ ngoài tải trọng thẳng đứng còn có các tải trọng ngang tác dụng. - Thanh biên trên O2 và O3 Diện tích đường ảnh hưởng: F = y1 x 20= -1,125x20 = -11,25N Tải trọng phân bố đều = q x F = 957 x (–11,25) = -10766,25N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (- 0,625 x 17000)+(-1,125 x 8500) = -20188N Tải trọng ngang tác dụng = -26924N Lực trong thanh = (-10766,25) +(-20188)+ (-26924) = -57878,25N Thanh biên trên O4 và O5 Diện tích đường ảnh hưởng: F = y1 x 20 = -2 x20= -20N Tải trọng phân bố đều = q x F = 957x (–20) = -19140N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (-1,25 x 17000)+(-1 x 8500) = -29750N Tải trọng ngang tác dụng = -41482N Lực trong thanh = (-19140) +(-29750)+ (-41482) = -90372N - Thanh biên trên O6 và O7 tính tương tự - Thanh biên trên O8 và O9 tính tương tự - Thanh biên trên O10 và O11 tính tương tự - Thanh biên dưới U1 Diện tích đường ảnh hưởng: F = y1 x 20 = 0,972 x20 = 9,72N Tải trọng phân bố đều = q x F = 957 x 9,72 = 9302N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (0,53 x 17000)+(0,921 x 8500) = 16839N Lực trong thanh = 9302+16839 = 26141N Thanh biên dưới U2 Diện tích đường ảnh hưởng: F = y1 x 20 = 1,594 x20 = 15,94N Tải trọng phân bố đều = q x F = 957 x 15,94 = 15254N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (0,938 x 17000)+( 1,063 x 8500) = 24982N Lực trong thanh = 15254+24982 = 40236N Thanh biên dưới U3 Diện tích đường ảnh hưởng: F = y1 x 20 = 2,343 x 20 = 23,43 Tải trọng phân bố đều = q x F = 957 x 23,43 = 22422,5N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (1,563 x 17000)+( 0,938 x 8500) = 34544N Lực trong thanh = 22422,5+34544 = 56966,5N Thanh biên dưới U4 và U5 tính tương tự Thanh xiên D1 Diện tích đường ảnh hưởng: F = y1 x 20 = -1,24 x 20 = -12,4N Tải trọng phân bố đều = q x F = 957 x -12,4 = -11866,8N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (-0,654 x 17000)+( -1,173 x 8500) = -21089 Lực trong thanh = (-11866,8)+( -21089) = -32955.8N Thanh xiên D2 Diện tích đường ảnh hưởng: F = F1 + F2 = 7,58 + (-0,76) = 6,82N Tải trọng phân bố đều = q x F = 957 x 6,82 = 6526,7N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (0,446 x 17000)+( 0,73 x 8500) = 13787N Lực trong thanh = 6526,7+13787= 20313,7N Thanh xiên D3 Diện tích đường ảnh hưởng: F = F1 + F2 = 0,14+ (-10,10) = -9,96N Tải trọng phân bố đều = q x F = 957 x (-9,96)= -9532N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (0,59x 17000)+( -0,118 x 8500) = -9027N Lực trong thanh = (-9532)+(-9027) = -18559N Thanh xiên D4 Diện tích đường ảnh hưởng: F = F1 + F2 = 9,50+ (-0,31) = 9,19N Tải trọng phân bố đều = q x F = 957 x 9,19 = 8795N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (0,59 x 17000)+(-0,118 x 8500) = 9027N Lực trong thanh = 8795+9027 = 17822N Thanh xiên D5 Diện tích đường ảnh hưởng: F = F1 + F2 = 0,57+ (-7,87) = -7,30N Tải trọng phân bố đều = q x F = 957 x (-7,30)= -6986N Tải trọng tập trung = (y3 x 17000)+(y4 x 8500) = (-0,59 x 17000)+( 0,118 x 8500) = -9027N Lực trong thanh = (-6986)+(-9027) = -16013N - Thanh xiên D6, D7, D8, D9, D10, tính tương tự Trị số lực trong các thanh của dàn đứng phụ trong bảng (5-2) 7.3)Đường ảnh hưởng của dàn ngang trên: Vì dàn ngang trên có tính chất đối xứng nên chúng ta chỉ xây dựng đường ảnh hưởng của nửa dàn phía bên có buồng lái. - Lực trong thanh O1 bằng không. Tung độ các đường ảnh hưởng tại điểm chịu tải trọng quán tính ngang của các tải trọng di động là y1 và y2, của cơ cáu di động là y3 và của buồng lái là y4. Khi xây dựng đường ảnh hưởng của các thanh xiên = 390 nên cos= 0,78 và = 1,287. - Vì dàn ngang phụ chịu tác dụng của các tải trọng từ dàn đứng chính và dàn đứng phụ nên khi tính nó chúng ta cho tải trọng đơn vị di động trên thanh biên trên( khi đó chỉ tính những lực tác dụng từ phía trên, và di động theo thanh biên dưới( khi đó chỉ tính đối với các tải trọng tác dụng phía dưới). Trị số lực trong các thanh của dàn ngang trên cho trong bảng 5-3 và 5-4. Hình 5.4 Đường ảnh hưởng dàn ngang trên Hình 5.5 Đường ảnh hưởng dàn ngang dưới 8) Tính dàn đứng chính : 8.1)Chọn tiết diện thanh biên trên: Tiết diện của thanh biên chọn theo tiết diện thanh chịu tải lớn nhất O11 = -369191N và tính theo cả hai trường hợp phối hợp tải trọng. - Khi tính theo trường hợp phối hợp tải trọng thứ nhất, nội lực trong thanh O11=-369191N và mômen uốn tác dụng trong mặt phẳng thẳng đứng của đốt là: Mu=== 7850Nm Trong đó: + P1= 47100N- áp lực của xe lăn và vật nâng tác dụng lên bánh xe; + =1m - chiều dài đốt. Khi tính theo trường hợp phối hợp tải trọng thứ hai, ngoài tải trọng đã tính trên ta cần thêm: - Nội lực trong thanh O11 do tải trọng quán tính ngang gây ra( bảng5-4) O11ng= -66596N - Mômen uốn trong đốt ở mặt phẳng ngang: M’=== 683,3Nm. Tiết diện của thanh biên trên chọn như hình vẽ Hình 5.6 - Diện tích tiết diện bằng: Ftr=150.10 +mm2. - Mômen tĩnh của tiết diện đối với trục x1-x1: Sx1=180.10+150. = 187500mm3. - Khoảng cách từ trục x1-x1 đến trọng tâm của tiết diện: e = - Momen quán tính của tiết diện đối với trục x- x Jx=+150.10.522 + +180.10.432= =12,395.106mm4. - Mômen chống uốn của tiết diện đối với trục x-x: + đối với cạnh trên của tiết diện: Wx===217000mm3 + đối với cạnh dưới của tiết diện: W’x===93150mm3 - Bán kính quán tính đối với trục x-x: rx===61,3mm - Độ mảnh của thanh đối với trục x-x: x===18,35 - Hệ số giảm ứng suất cho phép x=0,965( bảng 6-1). - Mômen quán tính đối với trục y-y: Jy=+=2,815.106mm3. - Mômen chống uốn đối với trục y-y: Wy = ==37500mm3. - Bán kính quán tính đối với trục y-y: ry===29mm. - Độ mảnh của thanh đối với trục y-y: y===38,79 - Hệ số giảm ứng suất cho phép y=0,938 * Kiểm tra độ bền của thanh biên trên - Trường hợp phối hợp tải trọng thứ nhất. + Ứng suất nén cựa đại ở giữa đốt: + Ứng suất cạnh dưới của tiết diện ở giữa đốt: -Trường hợp phối hợp tải trọng thứ hai: + Ứng suất nén cực đại ở giữa đốt: * Kiểm tra độ ổn định: - Trường hợp phối hợp tải trọng thứ nhất đối với trục x-x - Đối với trục y-y: - Trường hợp phối hợp tải trọng thứ hai đối với trục x-x - Đối với trục y-y 8.2)Chọn tiết diện thanh biên dưới: - Tiết diện của thanh biên dưới chọn theo đốt chịu tải trọng nhiều nhất U5=361078N. Tiết diện của thanh biên dưới gồm hai thanh thép góc 75x75x8mm theo OCT8509-57 Hình 5.7 - Diện tích của tiết diện: Fd=2.F=2.1150=2300 mm2 - Bán kính quán tính nhỏ nhất đối với trục x-x: rx=22,8 mm. - Chiều dài tính của thanh l= 2000 mm. - Độ mảnh của thanh: - Ứng suất trong thanh 8.3)Chọn tiết diện thanh xiên. Thanh xiên chịu tải lớn nhất là thanh D1 = 149123 và D3 = 110460. Thanh xiên gồm có hai thanh thép góc ghép lại . Hình 5.8 * Tính thanh D1 - Chiều dài hình học của thanh D1 trong mặt phẳng của dàn: l= - Chiều dài tính của thanh: l1=0,8.l=0,8.1280,6=1024,5 mm. - Chọn độ mảnh của thanh =100, khi đó hệ số giảm ứng suất cho phép=0,6. Tiết diện cần thiết của thanh theo điều kiện ổn định bằng: F= - Bán kính quán tính cần thiết: r = Với điều kiện như thế cho phép chúng ta chọn tiết diện thanh xiên gồm hai thanh thép góc 70x70x6 mm theo OCT 8509-57, diện tích tiết diện mỗi thanh là F1=815 mm2 và bán kính quán tính rx=21,5 mm. - Diện tích chung của tiết diện: F=2F1=2.815=1630mm2 - Độ mảnh của thanh đối với trục x-x: - Hệ số giảm ứng suất cho phép x=0,895 - Độ bền của thanh: - Độ ổn định của thanh theo trục x-x - Chiều dài tính của thanh ngoài mặt phẳng của dàn bằng chiều dài hình học của nó l1=l=1105 mm - Mômen quán tính của tiết diện đối với trục y-y: - Bán kính quán tính đối với trục y-y: - Độ mảnh của thanh đối với trục y-y: - Hệ số giảm ứng suất cho phép y=0,93. - Độ ổn định của thanh đối với trục y-y: * Tính thanh D3. - Chiều dài hình học của thanh: - Chiều dài tính của thanh: lt=0,8l=0,8.1326,65=1061 mm. - Độ mảnh của thanh đối với trục x-x: - Hệ số giảm ứng suất cho phép x=0,918 - Độ bền của thanh: - Độ ổn định của thanh đối với trục x-x - Chiều dài tính của thanh ngoài mặt phẳng của dàn bằng chiều dài hình học của nó lt=l=1061mm. - Độ mảnh của thanh đối với trục y-y: - Hệ số giảm ứng suất cho phép y=0,94 - Độ ổn định của thanh đối với trục y-y: 8.4) Chọn tiết diện thanh đứng. Tiết diện của thanh đứng chọn theo thanh chịu tải lớn nhất V6=-65583N. Để giảm số lượng thép góc cần mua, tiết diện thanh đứng chúng ta chọn giống như tiết diện thanh xiên, tức là bằng thép góc 70x70x6 … Vì thanh đứng chịu tải ít hơn thanh xiên và chiều dài của nó ngắn hơn nên ở đây chúng ta không phải tính. 9) Tính dàn đứng phu:ï Tất cả các thanh của dàn đứng phụ khi làm việc chỉ chịu lực dọc, không chịu mômen uốn. Trị số các lực dọc cho trong bảng 5-2. Tiết diện của các thanh gồm một thanh thép góc. Hình 5.9