CHƯƠNG 6 : KẾT CẤU KIM LOẠI
6.1 Giới thiệu chung về kết cấu kim loại trong máy trục
6.1.1 Vật liệu
Không chỉ trong ngành xây dựng dân dụng và công nghiệp, cầu, bến cảng…
kết cấu thép chiếm phần khối lượng rất lớn. Trong ngành thiết bị nâng, kết cấu
kim loại cũng chiếm đến 60 ÷ 80% khối lượng kim loại của toàn bộ thiết bị nâng.
Vì thế, việc chọn kim loại thích hợp cho kết cấu kim loại để sử dụng chúng một
cách kinh tế nhất là rất quan trọng.
Trong kết cấu kim loại của thiết bị nâng, người ta thường sử dụng thép Cacbon
thường, thép hợp kim và hợp kim nhôm, trong đó thép Cacbon thường được sử
dụng rộng rãi. Trong thép Cacbon, Cacbon là nguyên tố quan trọng nhất, quyết
định chủ yếu đến tổ chức và cơ tính của thép Cacbon và cả thép hợp kim. Quy
luật chung là khi thành phần Cacbon tăng lên thì độ bền, độ cứng của thép tăng
lên, còn độ dẻo, độ dai giảm đi. Tuy nhiên, độ bền chỉ tăng lên theo Cacbon đến
giới hạn 0,8 ÷ 1%C, vượt quá giới hạn này độ bền lại giảm đi.
Hiện nay trong ngành xây dựng ở nước ta đang sử dụng rộng rãi thép Cacbon
thường theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 1765-75 và thép xây dựng của Nga theo
ГОСТ 380-71. Tiêu chuẩn Việt Nam ký hiệu chữ viết tắt là CT là thép Cacbon
thường, các chữ số đứng sau chỉ giới hạn bền kéo tính bằng daN/mm
2
. Ví dụ:
CT31; CT33; CT35; CT38. Ở Việt Nam, thép Cacbon thường được chia ra ba
nhóm :
• Nhóm A – bảo đảm tính chất cơ học.
• Nhóm B – bảo đảm thành phần hoá học.
• Nhóm C – bảo đảm tính chất cơ học và thành phần hoá học.
Trong đó ký hiệu nhóm A thì không cần ghi chữ “A” lên đầu, còn nhóm B, C
thì phải ghi chữ “B”, “C” phía trước chữ CT. Ví dụ : BCT31; BCT33; BCT34;
CCT34; CCT38; CCT42. Theo ГОСТ 380-71 thép Cacbon thường được ký hiệu
bằng chữ C
T

• Giảm được khối lượng kim loại từ 10 ÷ 20% so với liên kết đinh tán,
bulông vì không có các phần đầu đinh tán, bulông.
• Độ bền mối hàn cao, mối hàn kín.
• Giảm được tiếng động khi sản xuất.
• Thiết bị hàn tương đối đơn giản và dễ chế tạo.
Tuy nhiên liên kết hàn cũng có những nhược điểm :
• Kết cấu bị biến hình do sau khi hàn vẫn tồn tại ứng suất dư.
• Vật liệu bị giòn do quá trình nung nóng khi hàn.
• Khó kiểm tra các khuyết tật bên trong mối hàn.
• Chất lượng mối hàn phụ thuộc vào trình độ công nhân hàn.
• Khả năng chịu tải trọng động kém.
6.1.3 Các loại hình kết cấu
Kết cấu thép được sử dụng trong các máy xếp dỡ – xây dựng chủ yếu gồm hai
loại hình kết cấu: kết cấu dầm và kết cấu dàn.
Kết cấu dầm : là một loại hình kết cấu được sử dụng rất rộng rãi trong chế
tạo kết cấu thép của các loại máy trục. Ví dụ trong các loại cổng trục, cầu trục….
Về mặt chịu lực thì dầm chủ yếu chịu uốn. Theo đặc điểm cấu tạo tiết diện của
dầm người ta chia dầm làm hai loại: dầm hình và dầm tổ hợp.
a. Dầm hình
Dầm hình là dầm làm từ các thép hình, thường là các loại thép chữ I, chữ U
chữ C v.v…, được chế tạo từ cán hay dập. Dầm hình có ưu điểm là cấu tạo đơn
giản, chi phí thấp nên giá thành dầm hình thấp hơn giá thành dầm tổ hợp.
Hình 6.1. Dầm hình.
a, b – thép cán phổ thong.
c – thép cán chữ I cánh rộng.
d, e – thép hình thành mỏng dập.
b. Dầm tổ hợp
Dầm tổ hợp là loại dầm chế tạo từ các loại thép tấm hoặc từ các thép tấm kết
hợp với các thép hình liên kết lại với nhau bằng phương pháp hàn hoặc đinh tán.
Nếu dùng liên kết hàn để liên kết cấu kiện của dầm thì đó là dầm tổ hợp hàn.

cấu tạo từ một thép góc hoặc thép tròn.
• Dàn thường : là loại phổ biến, nội lực trong các thanh biên nhỏ hơn 5000
kN. Các thanh dàn được ghép bởi hai thép góc, tiết diện ngang dạng chữ
T.
• Dàn nặng : dùng cho các công trình chịu tải trọng nặng, như dàn làm cầu,
nội lực lớn nhất trong thanh biên không dưới 5000 kN. Tiết diện thanh
dàn dạng thanh tổ hợp.
c. Theo hình dáng bên ngoài
• Dàn có biên song song (cần của cần trục tháp …).
• Dàn có biên trên dốc một phía thường dùng cho cần trục có xe con di
chuyển ở biên dưới.
• Dàn có đường biên dưới gãy khúc (dùng cho cầu trục, cổng trục, cầu
chuyển tải).
• Dàn có đường bao hình tam giác (làm vi kéo mái nhà dân dụng, công
nghiệp).
d. Theo kết cấu hệ thanh bụng
• Dàn có thanh bụng tam giác: loại có thanh chống đứng (hình 6.5 a, b, c,
d, e) và loại không có thanh chống đứng (hình 6.5 g).
• Dàn có hệ thanh bụng nghiêng về một phía (hình 6.5 i).
a - Đường biên song song; b - Đường biên dốc một phía; c - Đường biên
dưới gãy khúc; d - Đường biên tam giác; e - Hệ thanh bụng kiểu tam giác có
thanh chống đứng; g - Hệ thanh bụng không có thanh chống đứng; h - Hệ
thanh bụng kiểu tam giác có thanh chống đứng chủ yếu cho thanh biên trên.
• Dàn có hệ thanh bụng giao nhau kiểu chéo nhau chữ K (hình 6.5 n).
• Dàn có hệ thanh bụng giao nhau kiểu hình thoi (hình 6.5 l, p).
• Dàn không có thanh xiên (hình 6.5 m).
• Dàn phân nhỏ (hình 6.5 o).
i - Dàn có hệ thanh bụng nghiêng về một phía; k, m - Dàn không có thanh
xiên; l, p - Dàn có hệ thanh bụng giao nhau kiểu hình thoi; n - Dàn có hệ
thanh bụng giao nhau kiểu chữ K; o - Dàn phân nhỏ; q - Các kích thước hình