Hoàng Văn Chiến
GIỚI THIỆU CHUNG
1, Giới thiệu chung
- Trong công cuộc xây dựng và pháy triển của nền kinh tế quốc dân, các
ngành công nghiệp mũi nhọn luôn được nhà nước đầu tư đúng mức cả về
công sức, ngân sách và chính sách pháp luật. Các ngành này góp phần
giúp cho nền kinh tế phát triển.
- Ngành máy xếp dỡ là một ngành mới nhưng rất quan trọng vì nó phục
vụ trực tiếp vào công cuộc phát triển và hiện đại hoá đất nước.
- Việt nam là nước có vị trí địa lý thuận lợi ở đông nam á, có bờ biển
dài, khí hậu nhiệt đới do vậy rất phù hợp với ngành hàng hải và các
ngành liên quan, là điều kiện thuận lợi cho việc tạo mối quan hệ ngoại
giao, buôn bán đường biển.
- Trong công cuộc xây dựng nền kinh tế đòi hỏi phải có một cơ sở hạ
tầng vững chắc do vậy mà ngành máy xếp dỡ rất quan trọng, các công
trình xây dựng vững chắc, cầu cảng bến bãi, nhà cửa đòi hỏi phải có máy
móc vận chuyển vật liệu do đó máy xếp dỡ có vai trò quan trọng để nâng
cao năng xuất lao động, và thay thế phần lớn sức lao động của con người.
- Cảng sông, cảng biển của Việt nam được mở rộng rất nhiều tạo điều
kiện cho viếc xếp dỡ hàng hoá chính vì vậy nhà nước đã đầu tư phát triển
hàng hải.
- Ngành đóng mới tàu hàng đã được chú trọng, đã đủ khả năng đóng
mới những con tàu có trọng tải hàng ngàn tấn do vậy việc ứng dụng máy
1
Hoàng Văn Chiến
xếp dỡ vào ngành này rất phù hợp, thông thường phải sử dụng máy trục
để nâng những loại hàng khối, hàng nặng.
Cổng trục là một loại cần trục kiểu cầu có dầm cầu đặt trên các chân
cổng với các bánh xe di chuyển trên ray đặt ở dưới đất .
Theo công dụng có thể phân cổng thành : Cổng trục có công dụng
chung hay còn gọi là cổng trục dùng để xếp dỡ , cổng trục dùng để lắp

khả năng kẹt bánh xe di chuyển trên ray. Các cổng trục có khấu độ dầm
dưới 25 m có thể chế tạo cả hai chân cùng có liên kết cứng với dầm và
như vậy sẽ giảm nhẹ công chế tạo và lắp dựng cổng trục 3
Hoàng Văn Chiến
PHẦN I : LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP TÍNH
TOÁN KẾT CẤU THÉP
Kết cấu thép của cần trục được tính chủ yếu theo 2 phương pháp
lầ trang thái giới hạn và tính theo ứng suất cho phép . Ngoài ra còn co
phướng pháp tính theo xác suất hư hỏng của kết cấu
- Phương pháp tính theo trạng thái giới hạn : Là phương pháp tính
đảm bảo cho kết cấu không vượt quá trạng thái giới hạn khiến con cho
kết các không sử dụng được nữa
- Phương pháp tính theo ứng suất cho phép : Dựa trên cơ sở xác định
hệ số dự trữ độ bền của kết cấu
- Phương pháp tính theo xác suất hư hỏng : Dựa trên cơ sở xác suất
hư hỏng của kết cấu . Phương pháp này cho phép tính tuổi thọ , độ tnh
cậy và dự đoán khả năng làm việc cảu kết cấu . Tuy nhiện phương pháp
này chưa được sử dụng rộng rãi .
1.1. Tính theo phương pháp trạng thái giới hạn :
- Trạng thái giới hạn là trạng thái mà kết cấu thép không thảo mãn
các điều kiện khai thác theo quy định như không đủ kha năng chịu lực
hoặc bi biên dạng quá mức . Tính theo phướng pháp này nhằm đảm bảo
kết cấu không tiến tới trạng thái giới hạn trong suốt thời gian làm việc .
Khi tính theo phương pháp này cần dựa trên cơ sở nghiện cứu điều kiện
sử dụng , tình hình tải trọng tronh úa trình sử dụng . Kết quả tính của
4
Hoàng Văn Chiến

Độ cứng tĩnh :
f f
L L
 
≤
 
 
Độ cứng động : được đánh giá bằng thời gian tắt dao
động
[ ]
t t≤

6
Hoàng Văn Chiến
PHẦN II : XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC VÀ DẠNG LIÊN KẾT
KẾT CẤU THÉP
2.1.Sử dụng kết cấu dàn 7
Hoàng Văn Chiến
Dàn dược sử dụng trong kết cấu kim loại máy trục với kết cấu có khẩu
độ lớn chịu tải trọng nhỏ. Do đó toàn bộ cổng trục là kết cấu dàn có ưu
điểm là : trọng lượng kết cấu nhỏ, diện tích chắn gió nhỏ hơn so với kết
cấu dầm nhiều .
Như vậy theo đặc tính kỹ thuật của cổng trục có sức nâng trung
bình và khẩu độ không lớn ta chọn phương án thiết kế là kết cấu dầm dàn
2 đầu không công sol
2.2.Kết cấu nối chân với cầu
Kết cấu của cổng trục là kết cấu tầng trên theo dạng cầu như cầu

Tổ hợp tải trọng
Ia Ib IIa IIb IIc
Trọng lượng dầm có
tính đến k
t
và k
t
' G
c
k
t
'.G
c
G
c
k
t
.G
c
G
c
Trọng lượng xe con
có tính đến k
t
và k
t
' G
x
k
t

Trong đó :
[ ]
σ
: ứng suất cho phép của vật liệu chế tạo kết cấu
c
σ
: Giới hạn chảy của vật liệu chế tạo kết cấu
1−
σ
: Giơi hạn mởi của vật liệu
n : Hệ số dự trữ độ bền
9
Hoàng Văn Chiến
c : Hệ số động . Chọn c
I
= 1,2 ; c
II
= 1,3
k
t
, k
t
' : Hệ số tải trọng động
với cổng trục di chuyển trên ray thì k
t
phụ thuộc vào tốc độ di
chuyển
vận tốc di chuyển : v
c
= 40 m / ph nên k

400B có :
- Mômen dàn hồi về kéo , nén
( )
5 2
2,1.10 /E N mm=
- Giới hạn chảy
( )
3 3 2
24.10 28.10 /
c
N cm
σ = ÷
- Giới hạn bền
( )
3 3 2
38.10 42.10 /
b
N cmσ = ÷
- Độ dai va đập
( )
2
70 /
k
a j cm
=>
- Độ giãn dài khi nứt
21%β =
- Trọng lượng riêng
( )
3

30
1
÷
50
1
) L
= (
30
1
÷
50
1
)6610 = 2203 ÷ 1322 (mm )
Chọn B
o
= 2097 ( mm )
-Chiều dày tấm thành
2δ
t
= 7 +
1000
4550.3
= 20 mm
= 10 mm
chọn δ
t
= 10 mm
- Chiều cao tấm thành
H = H - 2δ
b

+ 111.10
3
= 201.10
3
mm
2
- Mômen quán tính tiết diện với trục X-X
J
X
= J
Xb
+ J
X t
với J
Xb
mômen quán tính của các tấm biên với trục X-X
J
Xb
=
2
3
2212
2






−+

J
X t
momen quán tính của tấm thành với trục X-X
J
X t
=
9
3
3
10.152
12
4500.10.2
12
.2
==
h
t
δ
(mm
4
)
- Momen chống uốn của tiết diện với tr ục X-X
W
X
=
7
9
10.55
2/4500
10.1264

δ
- J
yb
: Momen quán tính của các tấm biên với trục Y-Y
- J
yt
: Mômen quán tính của các tấm thành v ới tr ục Y-Y
13
Hoàng Văn Chiến
J
yt
= 2.














−+
2
2212
.

10.90
12
10.4500
= 196.10
9
(mm
4
)
=> J
y
= (46 + 196).10
9
= 242.10
9
(mm
4
)
- Momen chống uốn của tiết diện dầm với trục Y-Y
W
y
=
7
9
10.22
2/2220
10.242
2/
==
H
J

+ J
x2

J
x1
m omen qu án t ính ti ết di ện vach theo chi ều d ài a:
J
x1
=
302640
12
1220.10.2
12
2
33
==
ba
( mm
4
)
J
x2
mômen quán tính tiết diện vạch theo chiều dài b:
J
x2
=
2
3
2212
2

(mm
4
)
Mômen chống uốn của tiết diện với trục X-X
W
x
=
6
10
12
10.15,66
2/2220
10.343,7
==
b
J
x
( mm
3
)
Tính cho tiết diện trên cả dầm cứng:
15
Hoàng Văn Chiến
J
x
= J
x1
+ J
x2
J


−+
δδ
a
F
a
=
2
3
2
10
2
3940
10.3940
12
10.3940.2






−+
=1,52.10
11
(mm
4
)
=> J
x

b
a
X
X
Hình :Mặt cắt đầu, cuối cứng cổng
5.2.2 Với chân mềm
16
Hoàng Văn Chiến
Do kết cấu chân mềm chủ yếu chịu lực nén do đó tiết diện chân mềm
không đổi kích tiết diện chân mềm : (a×b) = 1220×1220
-
Mômen quán tính của tiế diện với trục y-y
J
y
= J
y1
+ J
y2
J
y1
= 2.
( )
411
33
10.02,1
12
3940.10.2
12
.
mm














−+
2
3
2
10
2
2010
10.2010
12
10.2010
= 4,02.10
10
(mm
4
)
=> J
y

= J
y1
+ J
y2
J
y1
=
( )
47
33
10.135
12
10.20.10
.2
12
.2
mm
a
==
δ
J
y2
= 2.









−+
2
3
2
10
2
1220
10.1220
12
10.1220
8,93.10
7
(mm
4
)
17
a
X
X
a
Hoàng Văn Chiến
=> J
y
= 135.10
7
+ 8,93.10
7
= 143,93.10
7

G: trọng lượng toàn bộ kết cấu dầm
Kđ: 1,3 hệ số khí động
Trọng lượng bản thân này khi tính toán được khai báo trong kết cấu nhờ
phần mềm sáp 2000
Trọng lượng hàng xe con, móc treo hàng. Trọng lượng xe con và móc
treo được chọn theo sức nâng 200T ta dung 2 xe con tương ứng với mức
tải mỗi xe là 100T do đó ta chọn
18
Hoàng Văn Chiến
Gxe = 13 t
Gmóc = 2.5T
Tổng trọng lượng xe và móc:
Gx = 2(13+2.5)=31T
Trọng lượng của toàn bộ hệ thống trên xe:
G = 200+31 = 231T
Trọng lượng này được phân bổ đều trên các bánh của xe con , trọng tải
này cùng tải trọng quán tính của hàng được khai báo là tải trọng di động :
tải trọng này có giá trị là:
P =
87,28
8
231
8
==
G
T
Khai bong trong sáp 2000 thì giá trị này được nhận thêm hệ số Kđ
6.2) Trong mặt phẳng nằm ngang
Trong mặt phẳng nằm ngang kết cấu chiu các tải trọng:
-

với H = 0÷10m => n=1
H = 10÷20m => n=1.2
H = 20÷30m => n=1.5
H = 30÷40m => n = 1.8
β: hệ số tải trọng gió
β = 1.2÷1.4 với cổng trục cao 40m
γ: hệ số vượt tải phụ thuộc vào phương pháp tính toán với phương pháp
ứng xuất cho phép γ = 1
P
II
qt
= F
og
.P
i
= 89,8.302,4 = 27150,6
Tải trọng gió tăng lên chân cứng phía sau mặt gió được lấy = 0,6 lần tải
trọng gió chân phía trước:
P
II
gs
= 0,6.27150,6 n= 16290 (N)
Diện tích chắn gió của chân mềm
F
cg
= K
k
. F
m
F

trị số P
m
qt
= Q J
max
Q: trọng lượng hàng, móc treo
Q = 200+ 2,5.2 = 205 (T)
J
max
gia tốc lớn nhất khi khởi động hay hãm phanh.
J
max
=
tg
v
V = 20 ( m/phút) vận tôc di chuyển cổng tg thời gian quá độ
tq = 3 (s) tính ở phần cơ cấu di chuyển
J
max
=
( )
2
/11,0
300
20
sm=
 P
max
qt
= 205.10