THIẾT KẾ THIẾT BỊ NÂNG XE BUS SỬ DỤNG TRONG TRẠM BẢO DƯỠNG SỬA CHỨA XE Ô TÔ

Nhưng điểm chung đều sử dụngnguồn động lực chính đó là năng lượng điện năng thông qua một động cơ điện vàqua truyền động bánh răng hoặc truyền động xích có thể biến chuyển động quaycủa t

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến các Thầy Cô trong Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải – Cơ Sở II, đặc biệt là các Thầy Cô trong Bộ Môn Máy Xây Dựng đã truyền thụ những kiến thức quý báu cho em trong những năm học qua

Em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo Th.S Nguyễn Hữu Chí,

giảng viên Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải – Cơ Sở II đã hết lòng quan tâm giúp đỡ, cung cấp tài liệu và tạo mọi điều kiện thuận lợi để

em có thể hoàn thành tập đồ án này

Xin chân thành cảm ơn những người bạn, những người thân đã gíu`ùp đỡ và động viên trong quá trình làm đồ án

TP.Hồ Chí Minh tháng 4 năm 2005

SVTH

Nguyễn Quang Long

LỜI NÓI ĐẦU

Bất kỳ thời đại nào thì giao thông cũng là một điều hết sức quan trọng của mọi người và mọi quốc gia Từ việc giao lưu giữa làng này với làng khác, xã này với xã khác đến việc giao lưu buôn bán trao đổi hàng hoá cũng như là văn hoá nghệ thuật khoa học kỹ thuật,… đều cần có sự đi lại Hình thức giao cũng rất là đa dạng, có thể bằng đường bộ đường thuỷ, đường không, đường sắt,….Nhưng quan trọng nhất vẫn là giao thông đường bộ Vì giao thông đường bộ rất đơn gian và rất dễ tham gia Từ xưa đến nay thì giao thông đường bộ đã có sự chuyển biến rất lớn Từ việc đi bộ đến, xe ngựa, xe ngựa, xe đạp, rồi đến xe hơi,…

Ngày nay đối với nước ta lượng xe lưu thông trên đường quá lớn dẫn đến hậu quả do nó gây ra không nhỏ như lượng khí thải lớn gây ô nhiễm môi trường, gây nhiều tai nạn giao thông, gây kẹt xe làm tốn thời gian cho người tham gia giao thông, tiêu tốn lượng nhiên liệu lớn dẫn đến ảnh huởng nền kinh tế Do đó việc làm giảm lượng xe lưu thông trên đường hiện nay là vấn đề quan tâm của rất nhiều cơ quan chức năng Và việc đưa xe bus ( một trong những phương tiện giao thông công cộng ) vào sử dụng là một điều tất yếu Và bất kỳ máy móc hay phương tiện dụng cụ nào sau một thời gian sử dụng đều phải hư hỏng hoặc giảm chất lượng sử dụng Do đó việc nâng cao chất lượng và giảm hỏng hóc cho máy móc là điều không thể thiếu Mà

xe bus không phải là ngoại lệ vì thế việc bảo dưỡng và sửa chữa xe bus là vấn đề cần thiết Tuy hiện nay xe bus hay phương tiện giao thông công cộng

ở nuớc ta chưa được quan tâm đúng mức nhưng tôi tin trong thời gian không lâu thì vấn đề giao thông công cộng sẽ trở thành một vấn đề hết sức quan trọng vì lượng năng lượng tự nhiên là có hạn và luợng xăng dầu cũng sẽ cạn kiệt Do đó cho nên vấn đề bảo dưỡng sửa chữa từ thời điểm này là cần thiết Xe bus nói riêng và xe hơi hay phương tiện giao thông công cộng nói chung đều có trọng lượng rất lớn và đều có độ cao của gầm xe thấp Cho nên để đảm bảo cho việc bảo dưỡng sửa gầm xe bus thì vấn đề dùng thiết bị nâng để nâng xe bus lên một độ cao nhất định là rất cần thiết Vì thế là một kỹ sư tương lai chúng ta không thể bỏ qua cơ hội làm một điều gì đó đóng góp cho đất nước như thiết kế ra một thiết bị nâng xe bus sử dụng cho trạm bảo dưỡng sửa chữa xe hơi.

Trong thời gian qua em được bộ môn MÁY XÂY DỰNG giao nhiệm vụ thiết kế “THIẾT BỊ NÂNG XE BUS SỬ DỤNG TRONG TRẠM BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA XE ÔTÔ” Em đã cố gắng vận dụng kiến thức đã học

cùng với sự giúp đỡ tận tình của thấy cô và các bạn đặc biệt thầy giáo Th.S Nguyễn Hữu Chí để hoàn thanh Đồ án của mình.

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn và các bạn đã tận tình giúp đỡ em trong suốt thời làm đề tài tốt nghiệp Tuy nhiên kiến thức còn hạn chế, cũng như bước đầu còn bỡ ngỡ trong công việc thiết kế nên không thể tránh khỏi những sai sót Em rất mong nhận được sự đóng góp và chỉ dẫn của quý thầy cô và các bạn

TP.Hồ Chí Minh tháng 4 năm 2005 SVTH

Nguyễn Quang Long

PHẦN I ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN VÀ LỰA CHỌN

PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

I.Giới thiệu chung về thiết bị nâng xe bus:

Thiết bị nâng xe bus là một máy nâng dùng trong bảo dưỡng sử chữa Nhiệm vụchính của nó là nâng xe lên để tạo khoảng không gian rộng thoáng ở duới gầm xeđể dễ dàng thao tác Thiết bị nâng xe bus có nhiều loại với công suất và sức nângkhác nhau Có loại dùng kiểu truyền động cơ khí có loại dùng kiểu truyền độngthuỷ lực và hỗn hợp cơ khí thuỷ lực Truyền động cơ khí có thể dùng truyền độngxích hoặc truyền động trục vít đai ốc hoặc kết hợp Nhưng điểm chung đều sử dụngnguồn động lực chính đó là năng lượng điện năng thông qua một động cơ điện vàqua truyền động bánh răng hoặc truyền động xích có thể biến chuyển động quaycủa trục động cơ thành chuyển động quay của trục vít và cơ cấu trục vít đai ốc cóthể biến chuyển động quay của trục vít thành chuyển động tịnh tiến lên xuống củakhung nâng tức là xe được nâng lên và hạ xuống Hoặc có thể thông qua bơm thuỷlực có thể biến chuyển động quay của động cơ điện thành năng lượng ở dạng thếnăng đó là áp suất dầu cao Aùp suất dầu này chuyển thành chuyển động tịnh tiếncủa khung nâng nhờ xilanh thuỷ lực và cơ vấu hình bình hành

II.Các phương án:

Qua khảo sát và tài liệu tham khảo em nhận thấy có 3 phương án chính sau:

1.Phương án 1:

khung nâng hộp giảm tốcđộng cơ

hộp diều khiểnPHƯƠNG ÁN 1

Nguyên lý hoạt động:

Động cơ điện quay làm trục động cơ quay thông qua truyền động cặp bánh rănggiữa trục động cơ với trục vít đặt trong trụ chống đứng ( có 4 trụ ) làm cho trục vítquay ngược chiều với trục động cơ Trục vít quay làm cho đai ốc chuyển động tịnhtiến lên xuống đồng htời nhờ hệ truyền xích cũng làm cho 3 trục vít của 3 trụ cònlại cũng quay cùng chiều với nó Và 3 trục vít này cũng làm cho 3 đai ốc gắn khớpvới nó chuyển động tịnh tiến lên xuống Bốn đai ốc này được gắn trên khung nângchuyển động được thì 4 đai ốc phải đảm bảo chuyển động đồng tốc Vì thế cho nên

ở đây sử dụng hệ truyền xích để đảm bảo độ đồng tốc của 4 đai ốc Khi nâng, hạkhung nâng xuống vị trí thấp nhất và cho xe vào

Ưu điểm của phương án này:

- Khả năng tự hãm cao

- Thao tác nâng xe nhanh

- Độ ổn định cao

Nhược điểm của phương án này:

- Công suất và sức nâng nhỏ

- Hệ thống truyền động phức tạp

- Gầm xe ít thông thoáng làm cho thao bảo dưỡng sửa chữa trở nên khó khăn

- Sự bố trí nó không được gọn ( không gian sử dụng lớn )

2.Phương án 2:

Sử dụng thiết bị nâng dạng cột

PHƯƠNG ÁN 2

123

45

67

Nguyên lý hoạt động:

Động cơ 6 quay làm cho trục vít ở trong cột quay và đai ốc di chuyển tịnh tiến lên xuống tức là làm cho khung nâng gắn với đai ốc di chuyển lên xuống

Ưu điểm của phương án 2:

- Khả năng tự hãm cao

- Độ thông thoáng gầm cao

Nhược điểm của phương án này:

- Thao tác nâng xe chậm

- Sức nâng và công suất nhỏ

Cặp bulông 5 điều chỉnh được và có nhiệm vụ đảm bảo cho độ cân bằng của thiết bị nâng Cặp bánh xe di chuyển trước 4 và sau 3 có nhiệm vụ đảm bảo cho việc di chuyển thiết bị nâng đến vị trí nâng một cách nhẹ nhàng và dễ dàng hơn Khi nâng xe ta nâng cặp bulông chống 5 lên để cho cặp bánh xe di chuyển trước

4 tiếp xúc với bề mặt di chuyển Sau đó dùng tay kích 1 kích cho kích thuỷ lực 2 đẩy cặp bánh xe di chuyển sau 3 xuống tiếp xúc với bề mặt di chuyển cho đến khi đế của thiết bị nâng được nâng lên đến một vị trí nhất định đủ để di chuyển thiết bịnâng Tiếp theo là di chuyển thiết bị nâng đến bánh xe của xe cần nâng Lúc này khung nâng 6 đã được hạ đến vị trí thấp nhất Di chuyển thiết bị nâng vào sao cho bánh xe nằm trọn trong khung nâng Để nâng được xe ít nhất phải có 4 cột nâng và khung nâng của 4 cột nâng phải di chuyển đồng tốc Để khung nâng của 4 cột di chuyển đồng tốc thì 4 động cơ điện của 4 cột nâng phải quay đồng tốc Tức là 4 động cơ điện phải hoàn toàn giống nhau và cùng một hệ thống điện

3.Phương án 3:

Dùng hệ truyền động thuỷ lực với cơ cấu hình bình hành

PHƯƠNG ÁN 3

cơ câu hình bình hành

xilanh thuỷ lực khung nâng

Nguyên lý hoạt động:

Động cơ điện quay thông qua hộp giảm tốc làm cho bơm thuỷ lực quay, bơm thuỷ lực quay sinh ra áp suất dầu trong ống lớn và thông qua ống dẫn truyền đến xilanh thuỷ lực làm đẩy piston của xilanh thuỷ lực đi lên Cán piston nối với thanh chéo của cơ cấu hình bình hành, cơ cấu hình bình hành gắn với khung nâng bằng các chốt và con trượt Piston di chuyển đi lên nhờ cơ cấu hình bình hành làm cho khung nâng di chuyển đi lên

Khi nâng ta chỉ việc hạ khung nâng xuống vị trí thấp ( nếu nó chưa được hạ xuống ) và di chuyển xe vào vị trí khung nâng

Ưu điểm của phương án 3 là:

- Sức nâng và công suất lớn

- Hệ thống truyền động đơn giản

- Thao tác nâng xe nhanh

- Bố trí gọn, ít chiếm không gian

Nhược điểm của phương án này :

- Không có khả năng tự hãm

- Độ thông thoáng gầm xe thấp

III.Lựa chọn phương án:

Qua 3 phương án trên ta thấy phương án 3 có nhiều ưu điểm hơn cả và ưu điểm quan trọng nhất chính là sức nâng lớn Do đóù ta chọn phương án thiết kế là phương án 3 phương án sử dụng truyền động thuỷ lực và cơ cấu hình bình hành

PHẦN II

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHUNG

VÀ CÁC CHI TIẾT

A.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHUNG

I.Thông số ban đầu:

a.Thông số về xe bus:

• Chiều dai toàn xe 9210 mm

• Chiều rộng toàn xe 2300 mm

• Tổng chiều cao 3075 mm

• Khoảng cách cơ sở 4390 mm

• Khoảng nhô phía trước 1910 mm

• Khoảng nhô phía sau 2750 mm

• Vết bánh trước 1910 mm

• Vết bánh sau 1740 mm

• Trong lượng xe 6834 kg

• Trọng lượng cầu trước 2032 kg

• Trọng lượng cầu sau 4802 kg

b.Thông số hệ thống:

Chiều dài dầm ngang :

Hành trình nâng hạ : 3 m = 300 cm

Thời gian nâng hạ : 1 phút

II.Tính toán kết cấu thép :

II1.Sơ dồ tính toán :

a.Tải trọng tính toán :

Kết cấu thép của máy trục thường chịu tác dụng bởi các tải trọng chủ yếusau :tải trọng tĩnh, tải trọng di động (hoạt tải), tải trọng quán tính, tải trọng ly tâm, tảitrọng lắp ráp và tải trọng tự nhiên…

Đối với thiết bị nâng vì vận tốc nâng nhỏ nên tải trọng quán tính có thể bỏ qua,không có tải trọng tự nhiên vì thiết bị nâng thường được đặt trong nhà xưởng nênlực gió và sự thay đổi nhiệt độ gây ra Còn tải trọng ngẫu nhiên do các yếu tố ngẫunhiên gây ra như động đất… và tải trọng lắp ráp xuất hiện khi quá trình lắp ráp máygây ra và chỉ quan tâm khi máy trục có kích thước và chiều cao kiến trúc lớn màthiết bị nâng có kích thước không lớn nên hai tải trọng này cũng có thể bỏ qua Vậy tải trọng tác dụng lên kết cấu thép gồm tải trọng tĩnh và tải trọng di động

Do đó khi tính toán kết cấu thép của thiết bị nâng thì tải trọng tính toán được nhưsau :

Ptt = Gtt + Qtt

Trong đó :

Gtt -Tải trọng tính toán bản thân kết cấu thép thiết bị nâng

Gtt = ψ1.G

G-Tải trọng bản thân kết cấu thép thiết bị nâng

Qtt -Tải trọng tính toán của vật nâng (xe bus) tác dụng lên thiết bị nâng

Qtt = ψ2.Q

ψ1,ψ2- Hệ số lực động được xác định

ψ1 = 1,0 (Bảng 6-1 trang 122 KCT)

ψ2 = 1,1 (Bảng 6-2 trang 123 KCT)

Q – tải trọng của xe bus tác dụng lên thiết bi nâng là tải trọng tập trung gồm tảitrọng cầu trước và tải trọng cầu sau :

Q = Q1+ Q2

Tải trọng cầu trước :Q1 = 2032 daN

⇒ Tải trọng tính toán cầu trước :Q1tt = 1,1.2032 = 2235 daN

Tải trọng cầu sau : Q2 = 4802 daN

⇒ Tải trọng tính toán cầu sau : Q2tt = 1,1.4802 = 5282 daN

⇒ Q = 2032 + 4802 = 6834 daN

⇒ Qtt = 1,1.6834 = 7517 daN

b.Sơ dồ tính toán :

Thiết bị nâng gồm hai phần : phần bên trái và phần bên phải Phần bên tráichịu tải trọng của dãy bánh trái, phần bên phải chịu tải trọng của dãy bánh bênphải Mà tải trọng xe chia đều cho hai dãy bánh nên hệ thống nâng hai bên làgiống nhau Do đó ta chỉ tính toán thiết kế cho một bên

khóa an toán

dầm phụ nền dầm chính nền thanh chéo II

xilanh thuỷ lực

thanh chéo Idầm phụ

dầm chính sàn thép

Vì các phần dưới chịu tải trọng bản thân của các phần trên Nên kết cấu thép nóphụ thuộc vào các phần trên Do đó ta tiến hành tính toán các phần trên trước saumới tiến hành tính toán các phần dưới

II.2.Tính toán sàn thép :

1.Các thông số cơ bản :

Bản sàn làm bằng thép CT3 có cường độ chịu kéo R = 2100 daN/cm2, modun đànhồi E = 2,1.106 daN/cm2

Độ võng cho phép dựa vào phụ lục 2 trang 248 sách bài tập thiết kế kết cấu thép

[f/l] = 1/150

Hệ số Poatxong γ =0,3

Tải trọng thường xuyên (tải trọng tĩnh) : là trọng lượng bản thân của tấm sàn thép,được tính theo công thức dưới đây :

g c =γt.δ

Tải trọng thường xuyên tính toán :

gtt = γt δ ng

Với γt -Trọng lượng đơn vị thép γt = 7850 daN/m3

ng – Hệ số độ tin cậy đối với vật liệu thép (theo tiêu chuẩn “tải trọng và tácđộng”TCVN 2737-95)

δ- Chiều dày bản sàn được chọn sơ bộ căn cứ theo nhịp l của sàn và theo hoạt tảitác dụng lên sàn

Tải trọng tạm thời tính toán :

δ = 10 mm

Tổng tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên sàn:

t c c

Xác dịnh tỷ sốδl :

Theo công thức gần đúng của A.L.Teloian ta thấy:

) 721

(

15

4

4 0

1 0

c

q n

E n

l

+

=

δ

Trong đó:

n 0 = [l/f]= 150

6 2

6 2

1 2,31.10

3,01

10.1,2

10.31,2.721(15

4 0

12

f

c s

=

⇒

3 6

4 0

8,0.10.31,2

12.60.24795,0

4,0.3

2 0

1

Vậy đảm bảo độ võng

Kiểm tra độ bền:

R W

3 1

60.12

39,0.1.10.31,2.10.15,1

12

s = 1 :Tổng tải trọng tính toán lên 1 m rộng bản

F,W : Diện tích và momen chống uốn của tiết diện dải bản rộng 1cm

60.2727

6.53(1

Vậy kích thước thoả điều kiện bền

II.3.Tính toán dầm phụ:

Dầm phụ là phần nối hai dầm chính (dầm dọc)có tác dụng là tăng độ cứng chohệ dầm sàn để đỡ xe bus

Thiết kế dầm phụ gồm các phần:

- Chọn tiết diện dầm

- Kiểm tra tiết diện dầm đã chọn về độ bền, độ võng, độ ổn định tổng thể củadầm

1.Chọn tiết diện dầm định hình:

a.Sơ đồ:

Dầm phụ gồm có dầm phụ biên và dầm phụ giữa Do dầm phụ giữa chịu tảitrọng lớn hơn dầm phụ biên nên ta tính toán cho dầm phụ giữa.

Dầm phụ thường được chọn là dầm đơn giản hai đầu có gối tựa khớp

dầm phụ

lpbdầm chính

b.Tải trọng tác dụng lên dầm và các thông số cơ bản:

Tải trọng sàn thép tải trọng sàn thép tác dụng lên dầm phụ được xem như tảitrọng phân bố đều có giá trị được xác định:

Tải trọng động:

Tải trọng dộng là tải trọng lớn nhất mà bánh xe bus đặt lên dầm khi xe dichuyển trên nó Đó chính là tải trọng của một bên cầu sau khi di chuyển trên nó:

24012

qs=0,3768 daN/cm2641

lpb

 Tính phản lực tại gối M,N:

Vì lực tập trung di động Q2tt xem như tác dụng và hai đầu dầm M, N kết cấu nhưnhau nên phản lực tại M, N là như nhau

2

−+

=

dp s N M

Q l q Y Y Y

13322

264160

.3768,02

M

Q l q Y

 Vẽ biểu đồ nội lực:

- Biểu đồ lực cắt Q: (daN)

NM

1320,5

1320,5

13321332

- Biểu đồ momen M: (daN.cm)

NM

Qua biểu đồ lực cắt và biểu đồ momen ta có:

Trọng lượng trên 1m chiều dài: 22,7 g/cm3 = 0,227 daN/cm3

 Tính lại và kiểm tra dầm:

Tải trọng tính toán lúc này được cộng thêm tải trọng bản thân của dầm thép mớivừa chọn Và tải trọng cộng thêm này được xem như tải trọng phân bố

⇒Tải trọng tĩnh cũng là tải trọng phân bố

=

∑Y Y Y Q tt q

N M

2

60

2 q Q Y

Y

tt N

= 1338 daN

 Biểu đồ nội lực :

- Biểu đồ lực cắt Q: (daN)

NM

1320,51320,5

13381338

- Biểu đồ momen M: (daN.cm)

NM

Kiểm tra độ bền:

Qua biểu đồ lực cắt và biểu đồ momen ta có:

Qmax = 1338 daN

Mmax =40412 daN.cm

2 2

max 1449 / [ ] 1600 /

2,28

40860

cm daN cm

daN W

σ

(W = 28,2 cm3)

Vậy đảm bảo điều kiện bền

II.3.Tính toán dầm chính GH (dầm dọc ):

1.Tải trọng tính toán :

a.Tải trọng tập trung:

Mỗi bên thiết bị nâng gồm các cặp thanh đối xứng nhau theo trục dọc dãy bánh

Vì vậy ta chỉ tính toán thiết kế cho một phần với sơ đồ như sau và với tải trọng cầutrước và cầu sau được chia làm 4:

Tải trọng tính toán cầu trước tác dụng lên một thanh của một bên :

P1 = 559

4

20324

1tt = =

Q

daN Tải trọng tính toán cầu sau tác dụng lên một thanh của một bên :

P2 = 1320

4

52824

2tt = =

Q

daN

b.Tải trọng phân bố:

Ta xem tải trọng của dầm ngang tác dụng lên dầm dọc như là tải trọng phân bố

ldc – Chiều dài dầm chính , ldc = 539 cm

a – Bước dầm phụ, a = 60 cm

539

=+

=

⇒n

ldp – Chiều dài dầm phụ , ldp = 60 cm

q22 – Tọng lượng đơn vị chiều dài của dầm phụ

q22 = 0,227 daN/cm

136227,0.60

1363768,

=+

=

dc

dp s

tp

l

P q

2.Sơ đồ tính toán chung:

380

P2=1320 daN P1=559 daN

50 35 50

Vẽ sơ đồ và tính toán các kích thước và góc trong hai trạng thái :Vị trí thấp nhấtvà vị trí cao nhất

+ Trạng thái1 : Vị trí thấp nhất

5035378

2650

OK CK

OC

2

2 2

2 + −

= 1902 +992 −952

=

3762036876

⇒Tam giác OBC là tam giác đều

K là trung điểm OB

⇒CK vuông góc OB

⇒OCK = 300

3.Tính toán thiết kế:

3.1.Sơ đồ và biểu đồ nội lực của dầm dọc GH:

a.Trạng thái 1 : Vị trí thấp nhất

a2.Tính phản lực tại A,B:

Xét momen quanh A

02

463.413.378.26.2

76

2 2

=

∑M A q tp P Y B P q tp

378

26.5,577)2

76463.(

413.5,

1347

2 2

−

−+

=

⇒Y B q tp

1577378

26.559)2

76463.(

629,0413

1320

2 2

=

−

−+

2

−+

=

∑Y Y A Y B P P q tp GH

1577539

.629,0

1373 1351

31204

b.Trạng thái 1: Vị trí cao nhất

b1.Sơ đồ:

Tách dầm dọc và giải phóng liên kết ta được :

5035

32975

YA=736

B

cm

AE

G

b2.Tính phản lực tại A,B:

Xét momen quang A

02

414.364.329.2

125.75

2 2

125414

.(

364

2 2

=

⇒

75.559)2

125414

.(

629,0364

1320

2 2

=

−

−+

2

−+

=

∑Y Y B Y B P P q tp

B tp

b3.Vẽ biểu đồ nội lực:

- Biểu đồ lực cắt Q: (daN)

98

638

31

13511373

109590

31

- Biểu đồ momen M: (daN.cm)

3.2.Sơ bộ chọn mặt cắt và kiểm tra điều kiện bền dầm dọc GH:

a.Chọn mặt cắt:

Dựa vào biểu đồ lực cắt , momen trong hai trường hợp cơ cấu nâng ở vị trí nângcao nhất và thấp nhất ta có lực cắt lớn nhất và momen lớn nhất:

Qmax = 1373 daN

Mmax = 48472 daN.cm

Vì tải trọng tác dụng trong mặt phẳng nằm theo một trục quán tính chính (oy)nên theo điều kiện cường độ ta có biểu thức

max

u th

Mmax – Momen lớn nhất tác dụng lên dầm

Wth – Momen chống uốn cần thiết của mặt cắt thu hẹp

]

[σu - Ứùng suất cho phép, [σu]= 1600daN/cm2

⇒Momen chống uốn cần thiết của mặt cắt thu hẹp:

- Xác định chiều cao dầm h:

Chiều cao dầm được xác định theo công thức :

Để phù hợp với dầm ngang có chiều cao h = 200 mm ta chọn

h = 20 cm = 200 mm

- Xác định chiều cao bụng h b :

chiều cao hb được xác định theo công thức thực nghiệm

19204

- Xác định chiều dày bản bụng δb :

Chiều dày bụng được xác định theo điều kiện chịu lực với giả thiết toàn bộ lực cắtđều do bản bụng chịu

Ứng suất cắt trên mặt cắt dầm phải thỏa mãn điều kiện :

= và [τ =] 0,6[σu]

Thay vào trên ta rút ra được :

089,01600.2,19

1373.2]

- Xác định chiều rộng bản cánh δc :

Chiều rộng bản cánh được xác định theo công thức thực nghiệm

200)

5,2

15,3

1()5

- Xác định chiều dày bản cánh δc :

Chiều dày cánh bằng nửa chiều cao dầm h và chiều cao bụng hb:

42

192200

64

70

200

-Xác định trọng lượng trên 1 đơn vị chiều dài dầm q 0 :

Trọng lượng trên 1 đơn vị chiều dài được xác định theo công thức:

2650

HF

B

AE

YB=1638YA=699

463.413.378.26.2

76

2 2

=

26.5,577)2

76463.(

413.5,

1347

2 2

−

−+

=

1638378

26.559)2

76463.(

849,0413

1320

2 2

=

−

−+

2

1 − − =

−+

=

∑Y Y A Y B P P q GH

1638539

.849,0

=

⇒Y A

Y A =699 daN

*Vẽ biểu đồ nội lực:

- Biểu đồ lực cắt Q: (daN)

136342245

75624601

42

1393

- Biểu đồ momen M: (daN.cm)

4926716985

b2 Vị trí cao nhất:

*Tính phản lực :

7550

559daN

qtp=0,849daN

1320daNB

AE

414.364.329.2

125.75

2 2

125414

.(

364

2 2

=

⇒

1534329

75.559)2

125414

.(

849,0364

1320

2 2

=

−

−+

2

1 − − =

−+

*Vẽ biểu đồ nội lực :

- Biểu đồ lực cắt Q: (daN)

42141

665601

42138

13631393

- Biểu đồ momen M: (daN.cm)

a.Kiểm tra độ bền:

Kết hợp hai trường hợp trên ta được :

Qmax = 1393 daN

Mmax = 49267 daN.cm

Đối với kết cấu chịu uốn nói chung cần kiểm tra ứng suất pháp do momen tínhtoán gây ra ở mặt cắt giữa dầm (đối với dầm giản đơn) và ứng suất cắt tính toán ởmặt cắt gối dầm Đồng thời cần phải kiểm tra độ võng lớn nhất ở mặt cắt giữadầm Nhưng thực ra cường độ chịu cắt đã được xét đến khi chọn chiều dày bảnbụng, và độ cứng đã được xét đến khi chọn chiều cao dầm và các điều kiện đó đãđược thỏa mãn Do đó chỉ kiểm tra lại cường độ chịu uốn của dầm theo công thức:

][

max

u th

.2(

12

c b

3

10.124612

)4.2200)(

6.270(12

⇒Momen chống uốn của mặt cắt nguyên:

12510

1252

474

/474104

49267

2

2 max

u u

th

u

cm daN

cm daN W

M

σσ

Vậy đảm bảo điều kiện bền

II4.Tính toán thanh chéo:

A.Tính phản lực và vẽ biểu đồ nội lực :

1.Trạng thái 1: vị trí thấp nhất

40 cm

378 cm

KO

BA

b.Tính phản lực tại các gối C,D:

Để tính phản lực tại C,D ta giải phóng liên kết tại gối C,D của hệ ta được sơ đồnhư hình vẽ:

6

I

II

1638daN699daN

40 cm

378 cm

KO

BA

Xeùt momen cuûa heä quanh D:

0

1638

=

∑M A X C AD Y C CD CD

0

1638

B A

Uo Vo

11,412

Xét momen quanh điểm O:

02.6992

.1638

,37

2

378.2337

,23cos.6

sin

0 1638.sin6 699.sin64

,23cos

cos.6996

0

0 = sin23,4 +699.cos6 −1638.cos6

⇒V F K

0 0

0 699.cos6 1638.cos64

,23

c3.Vẽ biểu đồ nội lực :

Chiếu tất cả các lực lên trục U và V ta được như hình vẽ:

1711629

4678

108093744

10907

73

695D

- Biểu đồ lực dọc N: (daN)

B-

1098073

- Biểu đồ lực cắt Q: (daN)

1629

3049

695

+-

+D

- Biểu đồ momen M: (daN.cm)

0154755

Chiếu tất cả các lực lên trục thanh và phương vuông góc với trục thanh ta được

sơ đồ lực tương đương như hình vẽ:

11374699

139411447

d2 biểu đồ nội lực:

- Biểu đồ lực dọc N: (daN)

O

C

2.Trạng thái 2: Vị trí cao nhất

a.sơ đồ:

1534

BII

A803

I

0

CD

I329

190

Xét momen quanh D

0

Uo 60

30°

30

I0

329

1534 803

.803

2

329.2337

sin

sin.80330

sin

030

cos.80330

cos

0 = +803.cos30 −1534.cos30

⇒V F K

=4047−(1534−803).cos300 =3414 daN

c3.Vẽ biểu đồ nội lực:

Chiếu tất cả các lực lên trục U, V ta được như hình vẽ

4047 767

13283414

366

401695

B0

B

- Biểu đồ lực cắt Q: (daN)

+1328

+

0

-2719695

D

B

- Biểu đồ momen M: (daN.cm)

K0

366803

A

0

Chiếu tất cả các lực lên trục AC và phương vuông góc với AC ta được sơ đồ tươngđương như hình vẽ:

d2.Biểu đồ nội lực :

- Biểu đồ lực dọc N: (daN)

+

401

-A

27380

C

- Biểu đồ lực cắt Q: (daN)

+

695695

A

-0

C

- Biểu đồ momen M: (daN.cm)