LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm qua ngành xây dựng Việt Nam đã co những bước tiến mạnh
mẽ . Tổng công ty xây dựng Việt Nam đã tập trung cho việc phát triển cơ sở hạ
tầng là tối quan trọng với mục tiêu phấn đấu trở thành nước phát triển về công
nghiệp , đồng thời cải tổ lại cơ cấu tổ chức hành chính , kỹ thuật cũng được quan
tâm và thực hiện tốt . Mục đích lớn nhất trong công cuộc xây dựng nền kinh tế
quốc dân,việc cơ giới hoá là tối cần thiết vì nó có đủ khả năng giải phóng gần như
hoàn toàn sức lao động của nhân dân, nó là cứu cánh để hoàn thiện các qui trình
sản xuất,tăng năng suất lao động xã hội. Bên cạnh đó ngành xây dựng tăng cường
hợp tác quan hệ, trao đổi với các nước công nghiệp phát triển khác trên thế giới
để hoà nhập vào xu hướng phát triển chung của ngành xây dựng .
Vì lẽ đó mà ngành máy trục hiện nay được sử dụng khá rộng rãi với nhiều
loại khác nhau tuỳ theo yêu cầu sử dụng mà người ta thiết kế các loại máy chuyên
dùng khác nhau để phục vụ cho những mục đích khác nhau nhằm đáp ứng nhu
cầu thực tế trong công cuộc đổi mới trong việc phát triển xây dựng nền công
nghiệp của nước nhà .
Xuất phát từ những nhu cầu trên , đề tài này đi vào nghiên cứu về một loại
máy trục sử dụng rộng rãi trong ngành xây dựng hiện nay đó là cần trục tháp xây
dựng .
Khi đi vào tính toán thiết kế cần trục tháp không phải mặc nhiên mà tự
thiết kế hoàn toàn cho nên từ nhiều tài liệu tham khảo,các loại sách hướng dẫn
thiết kế môn học.Nhưng vấn đề cần đưa ra ở đây là việc hữu ích và tầm quan
trọng của cần trục tháp trong phục vụ sản xuất và xây dựng công nghiệp.
Đây là bản thiết kế kết cấu thép cần của cần trục tháp kiểu tháp quay.Là
một sinh viên ,với kiến thức còn hạn chế bản thiết kế này không thể tránh những
thiếu sót . Em rất mong nhận được sự góp ý của quý thầy cô để có thể hoàn thiện
hơn . Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô.
Tp.HCM- ngày 30 tháng 5 năm 2008
Sinh viên thực hiện.
HOÀNG GIA ANH

thiết kế sao cho dễ tháo dỡ, dựng lắp và vận chuyển hoặc có khả năng tự
dựng và được di chuyển trên đường dưới dạng tổ hợp toàn máy. Điều này
làm giảm đi được chi phí và thời gian dựng lắp cần trục.
−Thông thường cần trục tháp được chế tạo có sức nâng từ 1 ÷ 12 (T) ,
cá biệt là có thể đến 75 (T), moment tải của cần trục đạt tới 350 t; m, tầm với từ 8 ÷ 50, chiều cao nâng đến 100 ÷ 120(m). do có chiều cao nâng là
rất lớn nên tốc độ nâng sẽ bò hạn chế lại và nằm trong khoảng 0,32 ÷ 1m/
s và có thể thay đổi tốc độc theo cấp hoặc vô cấp.
−Tốc độ nâng hạ vật để điều chỉnh hàng thường là ≤ 8m/s, tốc độ quay
của cần từ 0,3 ÷ 1v/pt, thời gian thay đổi tầm với từ 25 ÷ 100 (s), tốc độ
di chuyển của xe con 0,2 ÷ 1m/s và di chuyển cần trục 0,2 ÷ 0,63m/s.Chương 2 :KẾT CẤU THÉP CẦN CỦA CẦN
TRỤC THÁP
4.1. Giới thiệu:
−Trong quá trình tính toán, thiết kế cần trục tháp, kết cấu tháp là thành
phần chòu lực lớn nhất chủ yếu khi thiết kế và cần phải đảm bảo các điều
kiện sau:
Kết cấu đủ bền và ổn đònh.
Hình dáng phân bố hợp lý để giảm nhẹ trọng lượng cần trục.
−Cụ thể ở cần trục tháp phục vụ trong các công trình xây dựng, khi thiết
kế phải đảm bảo tính bền vững và an toàn. Do cần trục tháp phần lớn làm
việc ở ngoài trời và chiều cao nâng rất lớn nên rất cần thiết phải tính toán
hình dáng kết cấu để giảm bớt trọng lượng, giảm moment mất cân bằng do
trọng lượng cần giảm khoảng không chắn gió, tính ổn đònh cao khi hoạt
động. Do vậy việc chọn kết cấu dàn là hợp lý. Để liên kết các thanh dàn sử
dụng các thép đònh hình hàn lại với nhau, hàn trực tiếp, dùng bản mã và có

−Khi đó xem các thanh được biểu diễn như đường thẳng. Trục thanh và
các lực xem như đặt trực tiếp vào trục thanh.
−Trong mặt phẳng thẳng đứng, cần là một dầm consol tựa trên 2 gối:
Gối cố đònh: khớp bản lề ở đuôi cần.
Gối treo: liên kết với thanh giằng ở đầu cần.
−Khi tính toán cần trục tháp thường tính theo phương pháp trạng thái giới
hạn về độ bền và tính ổn đònh của chúng, không tính đến độ bền mỏi bời vì
cần trục tháp thường xuyên làm việc ở chế độ nhẹ và trung bình.
−Các thông số kỹ thuật:
Trọng lượng xe con gồm cả móc treo: 0,39 (T).
Trọng lượng cần : G
c
= 7,55 (T).
Trọng lượng hàng : Q = 10 (T).
Tốc độ quay của cần trục : 0,47 (v/ph).
Vận tốc di chuyển xe con : v
x
=31.5 (m/ph).
4.2.2. Lập bảng tổ hợp tải trọng :
Các tải trọng tác dụng lên cần trục xác đònh đối với tất cả các trạng thái có
thể diễn ra của cần trục như : trạng thái không làm việc kí hiệu IIIa ; trạng thái không làm việc đang tiến hành lắp ráp kí hiệu IIIb ; trạng thái làm việc
kí hiệu II.
STT Tải trọng tác dụng II III
a b c d a b
1 Trọng lượng bản thân các
bộ phận G
1.1G 1.1G 1.1G 1.1G 1.1G 1.5G

+
-
+
-
+
-
-
-
5 p lực gió nPgII - nPgII nPgII nPgIII

P
gIII
6 Tải trọng lắp ráp và vận
chuyển
- - - - - +
Chú thích:
1. Các tổ hợp tải trọng qui ước dùng cho các bộ phận của kết cấu thép như
sau:IIa,IIb,IIc,cho thanh biên của cần cột,tháp bệ quay:IIc chocác thanh
bụng của cần ; IId cho các thanh bụng của tháp
2. Dấu + chỉ tải trọng có để ý đến ; dấu – chỉ tải trọng không để ý đến.
3. Chiều của áp lực gió lấy tương tự như chiều của lực ngang sinh ra do cần
trục bò nghiêng.4.2.3. Tính toán các tải trọng:
−Trọng lượng cần (phần quay) khi tính tới hệ số động:
G = K
t
. G
c

tt
qt
= m
c
. ω
2
. R
i
Trong đó:
m
c
= 7550 (kg) : khối lượng cần.
R
i
: bán kính phần quay (m).
ω : vận tốc góc khi quay cần.
ω =
(m/s) 0,0492
30
0,47 . 14,3

30
n .
q
==
π
P
tt
qt
=

lt
qt
=
t
R ..m
ic
ω
t = 2 (s) : thời gian hãm cơ cấu.
 P
tt
qt
=
360.2
2.R7550.0,049
i
= 0.52.R
i
.
Lập bảng cho các thông số:
Vò trí
Thông số
R
max
= 40m R

= 24m R
min
= 8.5m
P
lt

.30
60.2
Q 390 +
(kg).
Lập bảng:
Vò trí
Thông số
R
max
= 40m R

= 24m R
min
= 8.5m
Q (kg) 5500 10000 10000
P
x
qt
(kg) 1472.5 2597.5 2597.5
P
x
qt max
(kg) 2945 5195 5195−Lực ngang do cáp lắp động:
T = k
t
. Q. tgα
Với:

h
= q
o
. n. c. η. β (CT – 1.11 sách tính toán máy nâng chuyển)
w
h
: tải trọng gió phân bổ đều
q
o
= 15kg/m
2
: áp suất động của gió.
n = 2 : hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào độ cao so với mặt đất
(Tra bảng 1.6 sách tính toán máy nâng chuyển).
c = 1,4 : hệ số khí động học (Bảng 1.7 sách tính toán máy nâng
chuyển).
η = 1 : hệ số quá tải.
β = 1 hệ số động lực.
 w
h
= 15. 2. 1. 1,4. 1 = 42 (kg/m
2
)
F
c
: diện tích bao của cần.
F
c
= F
cn

h

Với: w
h
= 42 (kg/m
2
)
F
h
: diện tích bao của hàng.
Tra bảng 4.2 của sách KKKLMT với sức nâng đònh mức:
Q
đm
= 10 (T) cho F
h
= 10 (m
2
).
 w
2
= 42 . 10 = 420 (kg)
−Lực quán tính do cơ cấu nâng gây ra:
P
n
qt max
= ψ
π
. Q
Với :
ψ

khi chòu lực. Mặt cắt ngang của cần thường không lớn và thay đổi theo chiều
dài của cần và trong mặt phẳng nằm ngang chỉ có tải trọng phân bố đều trên
cần có giá trò rất nhỏ.
−Trong mặt phẳng nâng hàng gồm có các lực:
Lực quán tính nằm ngang do dao động của cần trục Pq’
Lực quán tính thẳng đứng do các phần dao động của cần trục và do
hàng cùng móc treo hàng :Pq & Pq’’
Trọng lượng hàng mang và xe con
Trọng lượng bản thân cần
0 .30Y- Gc.20Gx).R(Q Pqt.R
B
=+++
−PT cân bằng lực:
MA = Pqt’’.R + Pqt.40 +(Q +Gx).R + Gc.20 -Sk .30=0
Y= Pqt + Pqt’’ + Gc + Q + Gx – Sk.sin 20 – YA
X = Pqt’ – XA – Sk .cos 20 = 0
Trong đó: Gx :Trọng lượng xe con
Q : Trọng lượng hàng mang.
G
c
: Khối lượng cần.
P
qt
’:lực quán tính ngang do các phần dao động của cần
trụcPqt’’ & P
qt
: lực quán tính thẳng đứng do phần dao động

(kg).
Thò trường gió tác dụng lên hàng : Pq
h
(kg).
Lực quán tính tiếp tuyến khi quay cần có treo hàng : P
qt
Lực ngang do cáp lắc động : T (kg).