TÊN ĐỒ ÁN: ĐỒ ÁN TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU THÉP MÁY ÉP CỌC TĨNH LỰC ÉP 150 TẤN

Mã đồ án MXD&XD000004
Dữ liệu: khodoankythuat.vn
Mô tả đồ án

  Đồ án có dung lượng 360MB. Bao gồm đầy đủ các file như: File bản vẽ cad 2D (Bản vẽ kết cấu máy ép cọc tĩnh, bản vẽ các phương án thiết kế, bản vẽ kết cấu thép tháp động, bản vẽ kết cấu thép tháp tĩnh, bản vẽ quy trình lắp dựng máy, bản vẽ quy trình chế tạo khung, bản vẽ chèn thuyết minh…); file word (Bản thuyết minh, bản trình chiếu PowerPoint, bìa đồ án…). Ngoài ra còn cung cấp rất nhiều các tài liệu chuyên ngành, các tài liệu phục vụ cho thiết kế đồ án........... TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU THÉP MÁY ÉP CỌC TĨNH LỰC ÉP 150 TẤN.

Giá: 950,000 VND
Nội dung tóm tắt

MỤC LỤC

MỤC LỤC.

LỜI NÓI ĐẦU.

Chương 1:  CÔNG TÁC THI CÔNG NỀN MÓNG.

1.1. Giới thiệu.

1.2. Các phương pháp gia cố nền móng.

1.2.1. Phương pháp khoan cọc nhồi.

1.2.2. Phương pháp đóng cọc bằng búa diezel.

1.2.3. Phương pháp sử lý nền bằng bấc thấm.

1.2.4. Phương pháp ép cọc tĩnh.

Chương 2:  CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU.

2.1. Khái quát nguyên lý thực hiện của hệ thống máy ép cọc nhồi.

2.1.1. Đưa cọc vào khung động.

2.1.2. Giữ cọc với khung động.

2.2. Các phương án thiết kế kết cấu.

2.2.1. Phương án 1: Máy ép cọc kiểu vít me.

2.2.2. Phương án 2: Máy ép thuỷ lực bắt bulông.

2.2.3. Phương án 3: Máy ép thuỷ lực kiểu quang treo.

2.3. Nhận xét.

Chương 3:  TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU THÉP.

3.1. Tính toán thiết kế tổng thể.

3.1.1. Xác định kích thước của các khối bê tông.

3.1.2. Xác định kích thước của máy.

3.2. Tính toán thiết kế kết cấu thép tháp tĩnh và tháp động.

3.2.1. Tính toán tháp động.

3.2.2. Lựa chọn hình thức kết cấu.

3.2.3. Lực tác dụng lên tháp động.

3.2.3. Tính chọn mặt cắt thép góc, bản giằng.

3.2.5. Tính cụm tai xylanh dưới.

3.3. Tính toán kết cấu thép của tháp tĩnh.

3.3.1. Đặc điểm cấu tạo.

3.3.2. Lực tác dụng lên tháp.

5.3.3. Tính  chọn mặt cắt của thép làm khung và bản giằng.

3.3.4. Tính cụm tai xylanh trên.

3.3.5. Tính quang treo.

3.3.6. Tính đòn gánh.

Chương 4:  QUY TRÌNH LẮP DỰNG MÁY.

4.1. Công tác chuẩn bị  để thi công máy ép cọc tĩnh.

4.1.1. Về mặt bằng thi công.

4.1.2. Các thiết bị phụ trợ.

4.1.2. Chuẩn bị cọc.

4.1.3. Chuẩn bị về nhân lực.

4.2. Qui trình lắp dựng.

4.1.2. Bước 1. Lắp dựng dầm đáy.

4.1.3. Bước 2. Cẩu đặt dầm trung gian.

4.1.4. Bước 3. Cẩu tải trọng đặt lên dầm trung gian.

4.1.4. Bước 4. Sau khi tải được chất lên ta tiến hành lắp dựng dàn ép.

4.1.5. Bước 5. Nối ống dẫn dầu.

4.3. Quy trình thi công ép cọc.

4.3.1. Bước1. Lắp ghép cọc.

4.3.2. Bước 2. Lắp đòn gánh và tiến hành ép cọc.

4.3.3.  Bước 3. Nối cọc.

4.3.4. Bước 4. Thay đổi vị trí ép cọc.

Chương 5:  LẬP QUY TRÌNH CHẾ TẠO KHUNG TĨNH.

5.1. Kích thước của cột thép.

5.2 . Quy trinh chế tạo cột thép.

5.2.1. Dụng cụ, nhân công phục vụ quy trình chế tạo cột thép.

5.2.2. Quy trình chế tạo.

5.3. Quy trình tổ hợp khung tĩnh.

5.3.1. Tổ hợp cột thép với bản giằng dưới.

5.3.2. Hàn các thanh giằng tăng cứng cho khung tĩnh.

5.3.3. Hoàn thiện kết cấu.

5.4. Làm sạch và sơn.

KẾT LUẬN.

TÀI LIỆU THAM KHẢO.

LỜI NÓI ĐẦU

  Trong bối cảnh nước ta hiện nay là một nước đang phát triển, cơ sở hạ tầng ngày càng được xây dựng và hoàn thiện. Trong thực tế các công trình xây dựng lớn hiện nay thì việc gia cố nền móng là rất quan trọng. Cấu tạo của nền sau khi đào, đắp, đầm...thường không đồng nhất và khả năng chịu áp lực nhỏ; Vì vậy trong công tác xây dựng nhà cao tầng (mang tính vĩnh cửu) và xây dựng cầu, đập nước, ống khói, v.v... người ta phải xử lý móng. Một trong các cách xử lý nền móng vừa kinh tế lại vừa đảm bảo độ bền vững của công trình là dùng phương pháp đóng cọc. Cọc dùng để đóng có thể là cọc tre, gỗ, hoặc cọc thép, cọc bê tông- cốt thép, cọc cát...Trong điều kiện hiện nay thì cọc bê tông- cốt thép được sử dụng rộng rãi nhất vì có nhiều ưu điểm hơn các loại cọc khác. Đó là điều kiện áp dụng không phụ thuộc vào tình hình mực nước ngầm (tuy nhiên khi dùng cọc ở những nơi nước mặn thì phải chú ý tới hiện tượng ăn mòn cốt thép trong cọc) giá thành của cọc nhỏ hơn nhiều so với cọc thép, sức chịu tải của cọc cao... Hầu hết các công trình hiện nay đều dùng cách gia cố nền móng bằng cọc.

  Xuất phát từ yêu cầu đó trong lần làm đồ án tốt nghiệp này em đã được giao và nhận đồ án tốt nghiệp với đề tài “Tính toán thiết kế kết cấu thép  máy ép cọc tĩnh lực ép 150 tấn”.

  Được sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy giáo hướng dẫn: ……………, cùng tập thể các thầy giáo giáo trong bộ môn Máy Xây Dựng trường Đại Học CN GTVT cộng với sự nỗ lực bản thân. Em đã hoàn thành đề tài tốt nghiệp được giao.

  Do thời gian có hạn, mặc dù em đã rất cố gắng. Song trong quá trình thiết kế không tránh khỏi những thiếu xót. Vì vậy em kính mong các Thầy giáo trong bộ môn nhận xét, chỉ bảo để giúp em hoàn thiện hơn đồ án của mình. Giúp cho buổi bảo vệ đồ án đạt kết quả tốt

  Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo hướng dẫn: …………… cùng toàn thể các thầy trong bộ môn đã giúp em hoàn thành đồ án này.

Chương 1
CÔNG TÁC THI CÔNG NỀN MÓNG

1.1. Giới thiệu

Đất nước ta đang trong thời kỳ phát triển hợp tác và hội nhập với các nước trong khu vực, cũng như các nước trên thế giới. Để có nền kinh tế phát triển nhanh thì cần có nền kinh tế ổn định, vững chắc và để phát triển nhanh thì cần phải có cơ sở hạ tầng vững chắc và hiện đại. Do đó hàng loạt các công trình xây dựng dân dụng cũng như các công trình giao thông đã và đang, sắp được xây dựng. Trong các công trình lớn cũng như nhỏ thì việc sử lý nền móng là yếu tố hết sức quan trọng vì nó quyết định đến chất lượng cũng như  tuổi thọ của công trình.

Việc sử lý nền móng đã có từ rất lâu, nhất là sử lý nền móng bằng các loại cọc, ban đầu là các loại cọc nguyên thuỷ có sẵn như: Cọc tre, cọc gỗ, và với quy mô công trình ngày càng lớn và xây dựng trên nền đất yếu nên các loại cọc cũng phải hiện đại và đáp ứng được yêu cầu của các công trình.

Tuỳ thuộc vào quy mô, thời hạn thời hạn phục vụ của công trình, điều kiện tự nhiên của đất xây dựng mà người ta áp dụng các biện pháp khác nhau để gia cố nền móng cho phù hợp, với những công trình xây dựng nhà ở thuộc loại nhỏ của các hộ gia đình thì áp dụng biện pháp làm móng cọc bê tông.

Hiện nay trong thực tế xây dựng nền móng cho các công trình lớn, thời hạn phục vụ lâu dài thì người ta áp dụng các loại máy, đây là loại máy đảm bảo khả năng xây dựng nhà và công trình trên các loại đất có sức chịu tải nhỏ. Chính việc áp dụng móng cọc đã thúc đẩy việc ứng dụng các phương pháp công nghiệp công nghiệp hoá xây dựng cũng như việc trang bị cho các cơ quan xây dựng những máy hạ cọc chuyên dùng gọn nhẹ và có năng suất cao.

Những ưu điểm cơ bản của việc áp dụng móng cọc như: Rút ngắn thời gian thi công, giảm bớt công tác nặng nhọc, giảm bớt khối lượng thép bê tông và giảm bớt khối lượng công tác làm đất. Móng cọc ít nhạy cảm với sự thay đổi trạng thái của đất nền, có thể đào những hố sâu ngay sát cạnh những móng cọc mà không gây nguy cơ phá huỷ các công trình.

Ngoài phương pháp gia cố nền bằng cọc thì người ta còn dùng nhiều phương pháp khác như:

- Để gia cố nền có các loại đất to hạt có nhiều lỗ rỗng và vết nứt thì người ta thường dùng biện pháp xi măng hoá. Đây là biện pháp hiệu quả và được sử dụng rộng rãi.

- Để gia cố sử lý nền mà bên dưới có các mạch nước ngầm thì người ta dùng phương pháp ép cọc bấc thấm hoặc dùng cọc cát.

1.2. Các phương pháp gia cố nền móng

Gia cố nền móng có nhiều phương pháp khác khác nhau, mỗi phương pháp có những ưu điểm riêng và phù hợp với các công trình khác nhau. Các phương pháp hiện nay thường được sử dụng là:

1.2.1. Phương pháp khoan cọc nhồi

Cọc nhồi được chế tạo bằng cách rót trực tiếp vật liệu (bê tông, cát) vào những lỗ cọc đã được khoan sẵn.

Phương pháp khoan cọc nhồi có những ưu, nhược điểm sau:

a. Ưu điểm

- Cọc được chế tạo tại chỗ có kích thước và chiều dài tuỳ ý, không mất côngvận chuyển hay phải làm công tác phụ khác như: Cưa, cắt, nối cọc ..

- Thi công cọc khoan nhồi tránh được các lực xung kích gây ảnh hưởng xấu đến các công trình xung quanh, không gây tiếng ồn.

1.2.4. Phương pháp ép cọc tĩnh

Máy ép cọc dùng để ép cọc bê tông cốt thép. Trong việc gia cố nền móng với các nền móng không quá yếu. Thường được sử dụng trong xây dựng các công trình dân dụng như  nhà cửa… vì lực ép lớn và tiếng ồn nhỏ, quá trình ép cọc êm dịu, cọc ít bị vỡ đầu cọc do chấn động như khi sử dụng búa diezel  và chiều sâu ép cọc có thể đạt yêu cầu tốt.

Chương 2
CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU

Máy ép cọc là loại máy hoạt động dựa trên áp lực của dầu thuỷ lực. Áp suất cao của dầu thuỷ lực sẽ tạo ra lực ép để ép cọc sâu vào lòng đất, vì vậy nó hoạt động rất êm, không gây ảnh hưởng đến những công trình xung quanh, và nó không gây ra tiếng ồn khi hoạt động. Kết cấu của máy gồm có khung tĩnh, khung động, 2 xi lanh dùng để ép cọc và dầm chính và phụ. Khung động thì trượt trong khung tĩnh.

2.1.Khái quát nguyên lý thực hiện của hệ thống máy ép cọc nhồi

Nguyên lý thực hiện của hệ thống máy ép cọc nhồi được thực hiện qua các công đoạn sau:

2.1.1. Đưa cọc vào khung động

Cọc được đưa vào khung động (bằng cẩu) được thể hiện như hình 2.1.

 

Hình 2.1.Đưa cọc nhồi vào khung động.

01-Móc cẩu; 02- Cọc; 03-  Tháp động; 04- Tháp tĩnh; 05- Quang treo;

06- Đối trọng; 07- Dây cáp

2.1.2. Giữ cọc với khung động

Sau khi đưa cọc vào khung đông, thì bước tiếp theo ta dùng đòn để giữ cọc với khung động. Qua strình thực hiện được thể hiện như hình 2.2.

 

Hình 2.2.Giữ cọc với khung động.

01- Cọc;02- Tháp tĩnh; 03- Quang treo; 04- Dây cáp.

Qua hình 2.2 ta thấy:

Sau khi đã cố định cọc với khung động thì ta cho xy lanh duỗi ra và ép cọc xuống đất. Khi hết hành trình của xi lanh thì xi lanh sẽ được co lại và ta lại cố định cọc với khung động ở vị trí khác, sau đó hành trình lại lặp lại như trước. Khi đã ép hết cọc đó thì người ta đưa cọc khác vào và hàn đầu cọc mới với cọc đã ép rồi, sau đó lại tiếp tục ép đến khi đạt yêu cầu thiết kế thì thôi. Hiện nay có nhiều loại với kết cấu khác nhau.

2.2. Các phương án thiết kế kết cấu

 Sau đây em xin trình bày một số phương án thiết kế kết cấu thép dùng cho Máy ép cọc tĩnh lực ép 150 tấn có thể thực hiện được như sau:

2.2.1. Phương án 1: Máy ép cọc kiểu vít me

Máy ép cọc kiểu vít me thì kết cấu của nó gồm có giá trung gian thì được liên kết với dầm bằng quang treo, khung tĩnh liên kết với giá trung gian bằng vít me.

Kết cấu của máy ép cọc kiểu vít me được thể hiện như hình 2.3.

 

Hình 2.3.Máy ép cọc kiểu vít me.

01-Dầm đáy; 02- Dầm trung gian; 03- Xylanh;

04- Khung tĩnh; 05-Khung động.

Qua hình 2.3 ta thấy:Đối với máy này thì có những ưu nhược điểm sau:         

a. Ưu điểm

- Kết cấu đơn giản gọn nhẹ

- Giá thành chế tạo rẻ

- Khả năng tháo lắp nhanh

b. Nhược điểm

-  Do giá trung gian  được treo trên dầm nên phải có thiết bị để nêm và giữ cho ổn định, khi dùng nêm thì không chắc chắn được bằng dùng vít hoặc bulông.

-  Giá trung gian thì kết cấu phải có dãnh để bắt vít, vì vậy kết cấu của giá trung gian tương đối phức tạp, và kết cấu không gọn nhẹ.

-  Khoảng cách để chất tải hẹp hơn so với kiểu quang treo  nếu chiều dài dầm đáy như nhau.

2.2.2. Phương án 2: Máy ép thuỷ lực bắt bulông

Máy ép thuỷ lực loại này dùng 2 xi lanh thuỷ lực, và có dầm trung gian thì liên kết bằng bulông với dầm chính. Trên dầm chính thì có dãnh trượt để có thể bắt được bulông với dầm trung gian. Khung tĩnh thì được liên kết bằng bulông với dầm trung gian.

Kết cấu của máy ép thủy lực bằng bulông được thể hiện như hình 2.4.

 

Hình 2.4.Máy ép thủy lực bắt bulông.

01-Dầm đáy; 02- Dầm trung gian; 03- Xylanh;

04- Khung tĩnh; 05-Khung động.

Qua hình 2.4 ta thấy:Đối với máy này thì có những ưu nhược điểm sau:         

a. Ưu điểm

Đối với loại máy này thì khả năng dịch chuyển khi đóng cọc là tương đối nhanh, và khi tháo lắp cũng nhanh do giá trung gian có thể di chuyển dọc theo dầm chính và khung tĩnh có thể di chuyển dọc theo giá trung gian.

b. Nhược điểm

-  Kết cấu của dầm chính và giá trung gian là tương đối phức tạp, do phải làm dãnh để bắt bulông.

- Kết cấu như vậy dẫn đến khối lượng của máy lớn.

- Khả năng vận chuyển khó vì trọng lượng lớn và kết cấu cồng kềnh.

2.2.3. Phương án 3: Máy ép thuỷ lực kiểu quang treo

  Đối với máy kiểu này thì kết cấu của nó gồm có:

+ Dầm trung gian thì được liên kết với dầm chính (dầm ngang) nhờ bằng quang treo.

+ Khung tĩnh cũng được liên kết với dầm trung gian bằng quang treo.

Hình 2.5 thể hiện kết cấu máy ép thủy lực kiểu quang treo.

 

Hình 2.5.Máy ép thủy lực kiểu quang treo.

01- Tháp động; 02- Tháp tĩnh; 03- Quang treo; 04- Đối trọng;

 05-Dầm đáy; 06-Dầm trung gian; 07- Xylanh.

Qua hình 2.5 ta thấy:Đối với máy này thì có những ưu nhược điểm sau:

a. Ưu điểm

+ Kết cấu của dầm chính và dầm trung gian đơn giản hơn hai loại trên.

+ Trọng lượng bản thân của máy nhẹ hơn.

+ Việc vân chuyển máy đến nơi làm việc là dễ dàng hơn, vì trọng lượng của máy nhẹ.

+ Bố trí đường dầu đơn giản.

+ Việc thực hiện chuyển đóng cọc là tương đối nhanh.

+ Giá thành chế tạo rẻ.

b. Nhược điểm

Phải dùng nêm để cố định khung tĩnh và dầm trung gian, do đó có thể khung tĩnh bị nghiêng do chêm, vì vậy lực tác dụng lên các quang là không đều nhau và khi đóng cọc phải chỉnh cọc nhiều hơn.

2.3. Nhận xét

Như vậy, qua 3 phương án đã phân tích ở trênta thấy các phương án đều có những ưu, nhược điểm khác nhau. Trong 3 phương án trên phương án 3 là phương án khả thi nhấtso với các phương án còn lại. Do đó, ta sử dụng phương án 3 là phương án cho thiết kế.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Chương 3
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU THÉP

3.1. Tính toán thiết kế tổng thể

Kích thước của máy phụ thuộc vào chiều dài của cọc và số lượng cọc ép được trong một đài ép và kích thước của các khối bê tông.

3.1.1. Xác định kích thước của các khối bê tông

Các khối bê tông có trọng lượng theo yêu cầu là 5 (T/khối). Khối bê tông để làm đối trọng thì gồm có các khối bê tông dài và các khối bê tông ngắn. Khối bê tông có chiều dài lớn thì được đặt ở dưới cùng, còn các khối bê tông có chiều dài ngắn thì được đặt trên khối bê tông dài. Các khối bê tông có hình dáng khái quát như  hình 3.1.

 

 

 

Hình 3.1.Hình dáng khối bê tông.

 a. Chọn kích thước của khối bê tông dài

Ta có khối lượng của khối bê tông được xác định theo công thức:

                     m = a2.b.  = 5

Trong đó:

: Khối lượng riêng của bê tông: = 2,5 (T/m3).

Suy ra: a2.b =

Chọn: b = 3,4 (m) = 3400(mm)   (m) = 767 (mm)

Vậy kích thước của khối bê tông dài là:

b = 3400 (mm).

a = 767 (mm).

b. Xác định kích thước khối bê tông ngắn

  Chọn: b = 2 (m) = 2000 (mm).

 (m) = 1000 (mm).

3.1.2. Xác định kích thước của máy

  Kích thước của máy phụ thuộc vào số lượng cọc ép được theo thiết kế và chiều dài của cọc, kích thước của các khối bê tông.

Trong phần này, giả sử ta chọn số lượng cọc đóng được trong một đài là 4 cọc, và cọc được bố trí như hình 3.2.

 

Hình 3.2.Sơ đồ bố trí cọc đóng.

Theo thiết kế ta chọn: a=900 (mm).

a. Tính chiều dài của máy

Sơ đồ bố trí dầm khi đóng cọc được thể hiện như hình 3.3.

 

Hình 3.3.Sơ đồ bố trí dầm khi đóng cọc.

Chiều dài của máy được xác định theo công thức:

L = L1+L2+L3 (*)

Qua hình 3.3 ta thấy:

Khoảng cách L1 và L3 để bố trí xếp tải trọng: L1 = L3.

Kích thước của L1, L3 được xác định theo kích thước của tải trọng dài, vì khối đối trọng dài được xếp đầu tiên và số lượng khối đối trọng dài được xếp ở mỗi bên là 2 khối. Sơ đồ bố trí đối trọng được thể hiện như hình 3.4.

 

Hình 3.4.Sơ đồ bố trí đối trọng.

01-Dây đáy; 02-Khối đối trọng dài.

Khi xếp đối trọng thì cần phải có khoảng cách nhất địnhnhư sau:

                       L1 = L3 2a

Trong đó:

a: Chiều rộng đối trọng dài:

a= 767 (mm) L1=L3  2.767=1534 (mm). Chọn: L1=L3 =1600 (mm).

Chiều dài máy được xác định theo công thức:

                      L2=2Lat+n.d

Trong đó:

Lat: Khoảng cách an toàn từ giá đóng cọc đến đối trọng. Chọn: Lat=1000 (mm).

d: Khoảng cách giữa các cọc được đóng. Theo thiết kế: d = 900 (mm)

n: Số khoảng cách.

Vì số lượng cọc được đóng là 4 cọc nên ta có: n = 3

Vậy:

                   L2=2Lat+n.d = 2.1000 + 3.900 = 4700 (mm)

Ta chọn: L2 = 4800 (mm)

Ta thay:  L1, L2, L3 vào công thức (*) ta được chiều dài của máy

                   L = L1+L2+L3 = 1600 + 4800 +1600 = 8000 (mm)

b. Xác định chiều rộng của máy

Chiều rộng của máy được xác định trên cơ sở kích thước của khối đối trọng dài.

Kích thước chiều dài của khối đối trọng dài là:  b = 3400 (mm).

Vậy ta chọn chiều rộng của máy là:  B = 3400 (mm)

Vậy kích thước của dầm đáy được thể hiện như hình 3.5

 

Hình 3.5.Sơ đồ kích thước của dầm đáy.

c. Xác định chiều cao của khung tĩnh và khung động

Chiều cao của khung tĩnh và khung động phụ thuộc vào chiều cao của cọc và hành trình xylanh:

- Hành trình xylanh ta chọn là:  S = 1600 (mm)

- Chiều dài của cọc là: L cọc = 8000 (mm)

Do đó ta chọn chiều dài của khung động là: L = 7000 (mm), chiều dài của khung tĩnh là  Lt = 5550 (mm).

Vậy ta có bảng kê các thông số tổng thể của máy được thể hiện như bảng 3.1.

Bảng 3.1.Bảng kê các thông số tổng thể của máy.

Thông số

Chiều dài máy

Chiều rộng máy

Chiều caokhung động

Chiều cao của khung tĩnh

Giá trị (mm)

8000

3400

7000

5550

 

 

3.2. Tính toán thiết kế kết cấu thép tháp tĩnh và tháp động

a. Chế độ làm việc và phương pháp tính toán kết cấu thép

Kết cấu thép của máy ép cọc được tạo thành từ thép hình. Trong chế tạo để thuận tiện ta chủ yếu sử dụng sẵn các thép định hình để tạo lên và được liên kết bằng mối hàn.

Chế độ làm việc và tình hình chịu lực của tháp động và tĩnh được mô tả trong hình 3.6.

 

Hình 3.6.Sơ đồchế độ làm việc và chịu lực của tháp động và tháp tĩnh.

A- Điểm hành trình trên cảu cọc; B- Điểm hành trình dưới của cọc; 01-Cọc; 02-Xylanh; 03-Khung động; 04- Khung tĩnh.

Qua hình 3.6 ta thấy:

Khi ép cọc ở vị trí A thì cả khung động bị kéo xuống dưới như hình vẽ. Sau đó cọc được đặt ở vị trí B ở hành trình tiếp theo và khi ép thì đoạn từ B đến cuối khung lai bị kéo. Cứ như vậy thì cả khung động sẽ bị kéo.

Khung tĩnh thì bị kéo lên.

Do vậy cả khung tĩnh và khung động đều bị kéo

Tải trọng tác dụng lên kết cấu thay đổi nhưng không liên tục và việc xác qui luật thay đổi tải trọng là khó khăn. Để đơn giản trong tính toán ta tính theo phương pháp ứng suất cho phép, điều kiện bền khi xét theo phương pháp này là:

 

Mà:              =

Trong đó:

- : Ứng suất lớn nhất cho phép

-   : Ứng suất cho phép của vật liệu

-  : Giới hạn chảy của vật liệu

-  n   : Hệ số an toàn: n = 1,3  1,7. Ta lựa chọn: n = 1,5

Trong tính toán sau đây ta tính toán cho kết cấu thép cho từng bộ phận.

3.2.1. Tính toán tháp động

a. Đặc điểm cấu tạo tháp động và lực tác dụng lê tháp

Cấu tạo tháp động và lực tác dụng lên tháp được thể hiện như hình 3.7

 

Hình 3.7.Sơ đồ cấu tạo của tháp động và lực tác dụng lên tháp.

01-Bản giằng sau; 02-Thép góc đều số 14; 03-Bản giằng trước; 04-Tay xilanh; 05-Chốt xilanh; 06-Bản giằng bên; 07-Rãnh trượt.

 

3.2.2. Lựa chọn hình thức kết cấu

Tháp động có nhiệm vụ giữ cọc và dẫn hướng cho cọc. Ta chọn hình thức kết cấu như sau

Kết cấu mặt cắt ngang của tháp động được thể hiện như hình 3.8.

 

a                                                 b

Hình 3.8.Mặt cắt ngang của tháp động.

a- Mặt cắt trên; b- Mặt cắt dưới.

3.2.3. Lực tác dụng lên tháp động

  Lực tácdụng lên tháp động gồm những lực sau:

- Lực kéo P: P= 150 (Tấn).

- Trọng lượng bản thân kết cấu:

Khung trượt được tạo thành từ khối nên trọng lượng bản thân kết cấu được xác định như sau

                                        GK =

Trong đó :

- : Khối lượng riêng của thép.

- V: Thể tích khối thép.

Do trọng lượng bản thân nhỏ hơn rất nhiều so với lực kéo P cho nên khi tính toán ta bỏ qua lực này.

Áp lực gió  Pg:Do máy làm việc ngoài trời nên tháp chịu tác dụng bởi gió, nên suất hiện tải trọng gió tác dụng lên tháp.

Do lực này tác dụng lên tháp là rất cho nên khi tính toán ta cũng bỏ qua lực này

 

 

3.2.3. Tính chọn mặt cắt thép góc, bản giằng

* Tính chọn thép góc

Sơ đồ tính toán của tháp động được thể hiện như hình 3.9.                                                             

 

Hình 3.9.Sơ đồ tính toán tháp động.

Chọn vật liệu chế tạo thép góc là thép CT3 có: = 240 (MPa)

* Xác định ứng suất cho phép

Ứng  suất cho phép xác định theo công thức:

=

Trong đó :

- : Là ứng suất cho phép .

- : Giới hạn chảy của vật liệu.

- n: Hệ số an toàn phụ thuộc vào trường hợp tổ tải trọng và chế độ làm việc của kết cấu (thường n= 1,33 ÷1,7). Chọn  n=1,5

= = =160 (MPa).

hay  = 1600 (KG/cm2)

Khung bị kéo đúng tâm nên để đảm bảo cường độ làm việc của khung khi khung chịu kéo thì                                     

 

ThayP=150 (T) = 150000 (KG) và  vào ta có :

(cm2)

Vậy diện tích mặt cắt một bản thép góc là :

 (cm2)

Tra bảng (3,TL[II] ) ta chọn thép góc đều số hiệu là 14 với các thông số sau được thể hiện như hình 3.10.

 

Hình 3.10.Các thông số thép góc số hiệu 14.

Tra bảng lần lượt ta được các thông số sau:

F=24,7 (cm2)

a=140 (mm)

       d=9 (mm)

* Kiểm tra lại mặt cắt đã chọn.

Với thép đã chọn thì ta có khối lượng trên một mét dài của thép là: =19,4 (Kg/m).

Vậy trọng lực bản thân tác dụng lên kết cấu là:

                G = 4.Lđ. .g (N)

Trong đó:

      Lđ: Chiều dài của tháp động

      Lđ=7000 (mm) = 7 (m)

: Khối lượng trên một mét dài của thép hình

 g: Gia tốc trọng trường. Lấy g=10 (m/s2)

Vậy trọng lực bản thân kết cấu:

G = 4.7.19,4.10 = 5432 (N) = 543,3 (KG)

Ta có :

(KG/cm2)

Với: P Lực kéo: P = 150 (T) = 15.104 (KG)

Ta thấy:

Vậy mặt cắt đã chọn thoả mãn

*Tính chọn mặt cắt bản giằng bên

Khi ép cọc thì bản giằng bên sẽ chịu uốn do lực ép P=150 (Tấn) sinh ra

Hình thức liên kết bản giằng bên với khung động được thể hiện như hình 3.11.

 

Hình 3.11.Kết cấu liên kết bản giằng.

01-Bản giằng bên; 02-Khung nhôm.

Sơ đồ tính toán của bản giằng bên được thể hiện như hình 3.12.

 

Hình 3.12.Sơ đồ tính toán bản giằng.

Qua hình 3.12 ta thấy:Đây là liên kết siêu tĩnh bậc 3 vì vậy khi tính toán lực ta giải phóng liên kếtvà thay vào đó là các lực đơn vị.

Khi tính toán ta bỏ qua chuyển vị của dầm do lực cắt vàlực dọc trục gây ra

 

 

Sơ đồ tính toán dầm được thể hiện như hình 3.13.

 

Hình 3.13.Sơ đồ tính toán dầm.

+ Biểu đồ mô men do mô men lực đơn vị  X3=1 (T.m) gây ra là:

 

Hình 3.14.Biểu đồ mômen đơn vị X3 gây ra..

Qua hình 3.14 ta xác định được mômen như sau:

M3 = x3.0.45 = 1.0,45 =0,45 (T.m).

+ Biểu đồ mô men do lực đơn vị  X1=1(T) gây ra là:

 

Hình 3.15.Biểu đồ mômen đơn vị X1 gây ra.

Qua hình 3.15 ta xác định được mômen như sau:

M1= x1.0,45 = 1.0,45 = 0,45 (T.m).

+ Biểu đồ mô men do lực P=75 (T) gây ra là:

 

Hình 3.16.Biểu đồ mômen do lực P gây ra.

Mpmax= 75.  (T.m)

 

Phương trình chính tắc

Theo công thức (3-4,TL[III]) ta có hệ phương trình:

 (*)

Trong đó :

- : Chuyển vị theo phương i do lực đơn vị j =1 gây ra: i=1 3;  j = 1 3

- : Chuyển vị theo phương i do lực P=75 (T) sinh ra.

Do bỏ qua ảnh hưởng chuyển vị của lực cắt và lực dọc trục nên ta có:

 

Thay  vào hệ phương trình (*) ta có :

(**)

Theo công thức (4-13,TL[III]) ta có:

 

 

 

 

Với:

+ E: Mô đun đàn hồi của vật liệu

+ J: Mô men quán tính

Thay   vào hệ phương trình  (**) và giải ra ta được các lực như sau:

X2=0; X1=-37,5(T); X3=-8,8(T.m)

Vậy mô men tác dụng lên bản giằng là

            M=

Ta có biểu đồ lực tác dụng và mô men tác dụng lên bản giằng thể hiện như hình 3.17.

 

Hình 3.17.Biểu đồ mômen và lực tác dụng lên bản giằng.

Vậy mặt cắt nguy hiểm nhất của dầm là ở giữa dầm với

Mô men  M và lực cắt Q

  M=4,24 (T.m);Q=75 (T)

Ta có mặt cắt của bản giằng có dạng như hình 3.18

 

Hình 3.18.Mặt cắt bản giằng.

* Sơ bộ chọn mặt cắt bản giằng theo điều kiện uốn.

Mô men chống uốn:

 Wcu=  (cm3)

Theo điều kiện chống uốn:

 

Với:         Mu = 4,24 (T.m) = 424 (T.cm)

=1600 (KG/cm2) = 1,6 (T/cm2)

Thay vào ta được

              Wcu (cm3)

 (cm3)

Chọn: h=36 (cm) = 360 (mm)  (cm) =12,2 (mm)

Ta chọn: b = 4 (cm) =40 (mm)

* Kiểm tra lại mặt cắt đã chọn.

Khi kiểm tra thì ta kiểm tra cả trường hợp dầm chịu cả lực cắt Q và mô men uốn M

Theo lý thuyết bền thứ 4 ta có

 (7.20,TL[II]).Với:

 

(cm3)

 Mu = 424 (T.cm)

 

Ứng suất tiếp tuyến do lực cắt Q sinh ra:

 

Theo công thức (7.12,TL[II]) ta có

 

Với Q=75 (T) , b= 4 (cm), h= 36 (cm)

0,78 (T/cm2)

Vậy ta có :

 =1,4(T/cm2)

Ta thấy:  (T/cm2)

Vậy mặt cắt đă chọ thoả mãn điều kiện bền.

a. Tính toán liên kết bản giằng bên với thanh thép góc

Liên kết bản giằng với thanh thép góc được liên kết bằng mối hàn như 3.19.

 

Hình 3.19.Sơ đồ liên kết bản giằng.

Trong đó :

 Ln: Chiều dài đường hàn ngang

 Ld: Chiều dài đường hàn dọc

M: Mô men uốn

  M=4,24 (T.m)=4,24.107 (N.mm)

Ta có:

Ln=h=360 (mm)

Chọn Ld=100 (mm)

Theo công thức (5-14,TL[IV]) ta có:

Điều kiện bền của mối hàn:

 

Với:  K: Chiều rộng cạnh hàn  (K=15 mm)

: Ứng suất cho phép của mối hàn:

 

 Vậy:

Thay K, Ln, Ld, M vào công thức kiểm tra mối hàn ta có:

 

Ta thấy:

Vậy mối hàn thoả mãn điều kiện bền

 b. Tính bản giằng sau

*Xác định lực cắt trong thanh.

Khi tính bản giằng sau thì ta tính như cột chịu nén đúng tâm. Trong thực tế thì thường bị nén lệch tâm ngẫu nhiên, do chế tạo không được thẳng, hoặc do tải trọng tác dụng không hoàn toàn đúng tâm. Vì vậy ngay khi cột hở chịu lực đã bị uốn cong, trong thanh sẽ xuất hiện mô men uốn và lực cắt. Các bản giằng sẽ chịu lực cắt trên. Lực cắt này tính theo công thức quy ước sau đây

Do cột hở làm bằng thép CT3 nên ta có

Lực cắt: Q=20 Fng

Trong đó:

Fng: Diện tích mặt cắt nguyên của cột hở (cm2)

Fng = 24,7.4=98,8 (cm2)

Q: Lực cắt  (daN)

Q=20.98,8=1976(daN) =19760 (N)

* Giản đồ tính toán

 

Hình 3.20.Giản đồ tính toán liên kết bản giằng.

Trong đó :

a: Khoảng cách hai đường tâm của hai bản giằng liên kết : a=1300 (mm)

 c: Là chiều cao: c = 450 (mm)                    

Biểu đồ mô men tác dụng lên bản giằng được thể hiện như hình 3.21.

 

Hình 3.21.Biểu đồ momen tác dụng lên bản giằng.

 

Tách riêng một phần nhánh cột và bản giằng

Từ điều kiện cân bằng của mô men uốn ở tiếp điểm khung cứng ta có:

 

Ta giả thiết bản giằng được liên kết cứng với nhánh cột. Do đó sơ đồ tính toán được xem như dầm hẫng, khẩu độ là: . Đầu mút hẫng (tại điểm uốn của bản giằng) chịu tác dụng của lực tập trung T.

Vậy tại điểm ngàm (chỗ liên kết bản giằng với nhánh cột)chịu lực cắt và mô men uốn sau:

 

Với: Q=19760 (N)

=>

 

* Chọn mặt cắt bản giằng

Dựa vào T và M ta chọn sơ bộ mặt cắt bản giằng. Chọn mặt cắt bản giằng có dạng như hình 3.22.

 

Hình 3.22.Mặt cắt bản giằng.

Với:

h: Chiều cao bản giằng.                                                            

b: Chiều rộng bản giằng.

* Sơ bộ chọn mặt cắt theo điều kiện chịu uốn.

Mô men chống uốn:

                     Wcu    ;   (mm3)

Thay =1600 (KG/cm2) =160 (N/mm2)

Ta được:

                    Wcu   (mm3)

  (mm3)

=>b.h2   (mm3)

Chọn: b = 25 (mm)

(mm)

Ta chọn: h=360 (mm)

* Kiểm tra lại mặt cắt đã chọn

     Theo lý thuyết bền thứ 4 ta có:

 

Ta có :

 

 (7.12,TL[II])

Vậy: 

Ta thấy:

Vậy mặt cắt đã chọn thoả mãn:

 b=25 (mm); h=360 (mm)

* Tính toán liên kết bản giằng sau

Liên kết giữa bản giằng sau và thép góc được thể hiện như hình 3.23.

 

Hình 3.23.Liên kết bản giằng và thép góc.

Trong đó:

 Ln: Chiều dài đường hàn ngang. (mm)

Ld: Chiều dài đường hàn dọc. (mm)

M: Mômen uốn: M = 12843900 (N.mm)

Ta có :

            Ln=h=360 (mm)

            Chọn  Ld=140 (mm)   

Theo công thức  (5-14,TL[IV] ) ta có:

Điều kiện bền của mối hàn

 

Với:         K: Chiều rộng mối hàn: (k=15 mm)

: ứng suất cho phép của mối hàn: =96(N/mm2)

Thay k, Ln, Ld,M vào công thức kiểm tra mối hàn ta có

 

Ta thấy :

Vậy mối hàn đảm bảo điều kiện bền.

c. Tính bản giằng trước

Chọn bản giằng trước có kích thước:

L x B x H = 450 x 25 x 360

Trong đó:

Dài     : 450 (mm)

Rộng  : 360(mm)

Dày    : 25 (mm)

3.2.5. Tính cụm tai xylanh dưới

a. Tính chốt xylanh

Chốt xylanh chủ yếu chịu lực cắt đường kính chốt xylanh xác dịnh theo công thức:

 

Trong đó :

- d: Đường kính chốt

- Q: Lực cắt tác dụng lên chốt: Q= 75.104 (N)

- Ứng suất cho phép của vật liệu :

 

Chọn: d = 100 (mm)

* Cụm tai xylanh dưới dùng để liên kết giữa tháp động xà xylanh thuỷ lực. Đồng thời làm nhiệm vụ dẫn hướng cho khung động

Hình dáng đế cụm tai xylanh dưới được thể hiện như hình 3.24

 

Hình 3.24.Hình dáng đé cụm xylanh dưới

Mặt cắt tại vị trí liên kết giữa tai và khung động như hình 3.25.

 

Hình 3.25.Mặt cắt liên kết giữa tai và khung động.

Khi chịu lực thì cụm tai xylanh dưới có thẻ bị cắt đứt tại vin trí liên kết với khung động.

Để đơn giản ta coi sơ đồ tính toán cụm tai xylanh dưới như 3.26.

 

Hình 3.26.Sơ đồ tính toán cụm xylanh dưới.

P : Lực tác dụng (lực ép của xylanh): P=75.104 (N)

 

 

Sơ đồ lực và mô men tác dụng như hình 3.27.

 

Hình 3.27.Sơ đồ lực và mômen tác dụng.

Qua hình 3.27 ta thấy: Mặt cắt nguy hiểm nhất tại ngàm có lực cắt và mô men tác dụng:

Lực cắt: Q=P= 75.104 (N)

Mô men: M=1125.105  (N.mm)

* Sơ bộ chọn mặt cắt theo điều kiện chống uốn

 

mà 

Wcu : Mô men chống uốn

 

Thay số:

 

M=1125.105 (N.mm)

Ta có:   

Mà:       

Chọn:  b = 450 (mm)    h  96,8 (mm)

Chọn:  h = 200 (mm)

* Kiểm tra lại mặt cắt đã chọn.

Khi kiểm tra lại mặt cắt đã chọn thì ta kiểm tra cả điều kiện mặt cắt chịu lực cắt Q.

Theo lý thuyết bền 4 ta có:

 (7.20, TL[II])

Ta có:

 = 160 (N/mm)

 

Mô men chống uốn

 

=> )

)

Vậy ứng suất tương đương

= = )

Ta thấy:

 

Vậy mặt cắt đã chọn thoả mãn.

3.3. Tính toán kết cấu thép của tháp tĩnh

3.3.1. Đặc điểm cấu tạo

Cấu tạo của tháp tĩnh được thể hiện như hình 3.28.

 

Hình 3.28.Cấu tạo cua rtháp tĩnh.

01-Quang treo; 02- Thang leo; 03-Bảng giằng trước; 03-Thép hôU22; 05-Rãnh trượt; 06-bản giằng sau; 07-Tai xylanh.

3.3.2. Lực tác dụng lên tháp

  Lực tác dụng lên tháp gồm có:

- Lực kéo đúng tâm.

- Trọng lượng bản thân của kết cấu

           Gk = .V

Trong đó:

+ : Trọng lượng riêng của thép làm khung.

+ V: Thể tích khối thép.

Do trọng lượng bản thân tác dụng lên tháp là nhỏ so với lực kéo P cho nên khi tính toán ta bỏ qua lực này.

- Áp lực của gió  Pg

Do máy làm việc ngoài trời nên chịu áp lực của gió, nhưng lực này nhỏ cho nên ta bỏ qua khi tính kết cấu thép của khung.

5.3.3. Tính  chọn mặt cắt của thép làm khung và bản giằng

a. Tính chọn mặt cắt thép làm khung tĩnh

Sơ đồ tính toán khung tĩnh được thể hiện như hình 3.29.

 

Hình 3.29.Cấu tạo cua rtháp tĩnh.

Thép làm khung tĩnh là thép hình chữ  [Vật liệu làm khung là thép CT3 có ứng suất cho phép:  = 1600 (KG/cm2) = 160 (KG/mm2)

Do khung chịu kéo đúng tâm nên ta chọn mặt cắt theo điều kiện cường độ:

 

Trong đó:

- P: Lực kéo: P=150 (T) = 150000 (KG)

- F: Diện tích mặt cắt

 

Vậy diện tích của một mặt cắt của thép hình là

          F1 =

Tra bảng  (2, TL[II]) ta chọn thép  [22 có các thông số sau:

+ Diện thích mặt cắt:     F = 26,7 (cm2)

+ Chiều cao:                  h = 220 (mm)                                         

+ Chiều rộng:                b = 82   (mm)

+ Bề dày :                      d = 5,4 (mm)

Mặt cắt dọc cảu thép [22 được thể hiện như hình 3.30.

                                                           

Hình 3.30.Cấu tạo cua rtháp tĩnh.

Do chọn theo điều kiện cường độn nên tháp đảm bảo theo điều kiện chịu lực

b. Tính chọn bản giằng

Đối với tháp tĩnh thì mặt cắt ở dưới (chỗ quang treo) gồm có 4 bản giằng, còn ở phía trên thì chỉ có hai phía có bản giằng là phía trước và sau.

Sơ đồ liên kết bản giằng dưới và lực tác dụng lên bản giằng được thể hiện như hình 3.31.

 

Hình 3.31.Sơ đồ liên kết và lực tác dụng lên bản giằng.

Khi tính bản giằng thì ta tính như cột chịu nén đúng tâm

Bản giằng sẽ chịu lực cắt Q. Lực cắt này tính theo công thức

Vì vật liệu làm bằng thép CT3 nên:

        Q=20.Fng   (daN)

Fng: Diện tích mặt cắt nguyên của cột (cm2)

Fng = 4.F = 4 . 26,7 = 106,8 (cm2)

=>Q= 20.106,8= 2136(daN)= 21360(N)

Sơ đồ tính toán bản giằng (tách một nửa ra để tính) như hình 3.32.

 

Hình 3.32.Sơ đồ liên kết và lực tác dụng lên bản giằng.

 

Biểu đồ mô men tác dụng lên bản giằng như hình 3.33.

  

 

Hình 3.33.Biểu đồ mômen tác dụng lên bản giằng.

Tách riêng một phần nhánh cột và bản giằng

Từ điều kiện cân bằng của mô men uốn ở tiếp điểm khung cứng ta có

 

Vậy lực cắt tại điểm uốn của bản giằng :

 

Trong đó:

a: Khoảng cách giữa hai đường tâm của hai bản giằng liền nhau: a=950 (mm)

c: Khoảng cách giữa hai đường tâm của nhánh: c=970 (mm)

Ta giả thiết bản giằng được liên kết cứng với nhánh cột. Do đó sơ đồ tính toán được xem như dầm hẫng, khẩu độ là  đầu mút hẫng (tại điểm uốn của bản giằng) chịu  tác dụng của lực tập trung  T.

Vậy tại điểm ngàm ( chỗ liên kết bản giằng với nhánh cột chịu) lực cắt và mô mem uốn sau.

 

 Lực cắt:                      

Mô men uốn:

 

* Tính chọn mặt cắt bản giằng căn cứ vào T và M

Mặt cắt bản giằng có dạng như hình 3.34.

 

 

Hình 3.34.Mặt cắt bản giằng.

Sơ bộ chọn mặt cắt bản giằng theo điều kiện cường độ.Ta có:

 

 

Wcu: Mô men chống uốn

 

: Ứng suất cho phép của vật liệu

 = 1600 (KG/cm2) = 160 (N/mm2)

Thay số ta được

                                   Wcu

=>

Chọn: b = 20 (mm)    h  98 (mm)

Chọn: h=150 (mm)

* Kiểm tra lại mặt cắt đã chọn theo lý thuyết bền 4

Ta có

 

Với b=20 (mm) , h = 150 (mm) thì

 

 

ứng suất tiếp

Theo cong thức (7.12, TL[II] ) ta có:

)

Vậy:

=

Ta thấy 

 

Vậy mặt cắt đã chọn thoả mãn

Ta chọn các bản giằng như sau:

+ Đối với bản giằng trước và sau ở cuối khung tĩnh thì ta lấy bản có kích thước như sau

            750 x 20 x 150 (mm)

+ Đối với bản giằng ở hai bên ta lấy bản giằng có kích thước sau:

            450 x 20 x 150 (mm)

+ Đối với bản giằng ở trước và sau khung (phía trên ) ta lấy kích thước sau:

           970 x 20 x 150 (mm)

3.3.3.3. Tính liên kết bản giằng.

*Đối với bản giằng trước và sau ở cuối khung (chỗ hàn quang treo) thì sơ đồ liên kết như sau:

 

Hình 3.35.Sơ đồ liên kết bản giằng.

Mối hàn chịu lực kéo N và mô men uốn M

Ta có :

              N=Q1 =

          M = 6407820 (N.mm)

Áp dụng công thức  ( 5-16,TL[IV] ) ta có

 

Thay         s = 20 (mm)

                 L=150 (mm)

Ta được:

 

Ta thấy

 

Vậy mối hàn thoả mãn điều kiện bền

* Tính liên kết của bản giằng trước và sau ở phía trên.

Bản giằng có kích thước:   970 x 20 x 150 (mm)

Liên kết bản giằng với nhánh cột được thể hiện như hình 3.36.

 

Hình 3.36.Liên kết bản giằng với nhánh cột.

Qua hình 3.36 ta có:

Ln: Chiều dài đường hàn ngang : Ln = 150 (mm)

Ld: Chiều dài đường hàn dọc: Ld = 110 (mm)

N: Lực kéo đúng tâm: N= 10680 (N)

M: Mô men uốn : M = 6407820 (N.mm)

Theo công thức  (5-15, TL[IV]) ta có điều kiện bền của mối hàn:

 

Với: ': Ứng suất cho phép của mối hàn.

Theo như trên ta tính thì:

'= 96 (N/mm2)

L: Tổng chiều dài đường hàn

          L = 2.Ld +Ln

Thay L = 110 (mm)

Ln = 150 (mm)

= 2.110 +150 =370 (mm)

Ta thay L, Ld, Ln, N, M vào công thức kiểm tra độ bền mối hàn ta có

=33(N/

(Chọn k =15 mm)

Ta thấy:

 

Vậy mối hàn thoả mãn điều kiện bền

Các bản giằng đã chọn thoả mãn điều kiện chịu lực và điều kiện bền của mối hàn.

3.3.4. Tính cụm tai xylanh trên

Chốt của xylanh trên lấy bằng chốt của xylanh dưới: d = 100 (mm)

Kết cấu của tai xylanh trên được thể hiện như hình 3.37.

 

Hình 3.37.Kết cấu cảu tai xylanh.

Để đơn giản khi tính cụm tai xylanh trên ta tính như sơ đồ hình 3.38.

 

Hình 3.38.Sơ đồ tính cụm tai xylanh.

Với: P: Lực tác dụng lên tai xy lanh: P =

Biểu đồ mô men và lực tác dụng được thể hiện như hình 3.39.

 

Hình 3.39.Biểu đồ mômen và lực tác dụng lên tai xylanh.

Qua hình 3.39 ta có :

Lực cắt:      Q=18,75 (T)

Mô men:     MMax = 4218,75 (T.mm)

Mặt cắt nguy hiểm nhất ở giữa dầm có:

Q=37,5 (T) = 37,5 .104 (N)

MMax = 4218,75.104 (N.mm)

Chọn mặt cắt dạng như hình 3.40.

 

Hình 3.40.Tiết diện mặt cắt dọc.

* Sơ bộ chọn mặt cắttheo điều kiện chống uốn.

Ta có :

 

Với:

- : Ứng suất cho phép của vật liệu: = 1600 (KG/cm2) = 160 (N/mm2)

Wcu: Mô men chống uốn

 

Thay M, , vào biểu thức trên ta có

(mm3)

=>b.h2

Chọn:    b = 28 (mm) 

Chọn:    h = 300 (mm)

* Kiểm tra lại mặt cắt đã chọn.

Khi kiểm tra thì ta kiểm tra cả khi mặt cắt chịu lực cắt Q

Với b=28 (mm); h=300 (mm)

Thì ta có:

 

Theo điều kiện bền 4 ta có

   (7.20, TL[II])

Trong đó:

 

 

Công thức (7.12, TL[II])

Suy ra: =

Ta thấy:

Vậy mặt cắt đã chọn thoả mãn.

 

 

3.3.5. Tính quang treo

a. Tính chọn mặt cắt quang treo

Quang treo dùng để liên kết khung tĩnh với dầm trung gian

- Lực tác dụng lên mỗi nhánh cột của khung tĩnh là:

                             P =

- Mỗi nhánh cột có hai quang treo, nên lực tác dụng lên mỗi quang treo là:

 

K: Hệ số đồng đều của tải trọng tác dụng lên quang treo, do khi nêm thì khung tĩnh có thể bị nghiêng: K = 1,5

Vậy 

= 28,125(T)

Giản đồ lực tác dụng lên quang treo như 3.41.

 

Hình 3.41. Sơ đồ lực tác dụng lên quang treo.

Tính chọn mặt cắt của quang treo

Theo điều kiện cường độ thì ta có

 

F: Diện tích mặt cắt của quang treo

 

Mỗi quang treo gồm có hai nhánh quang, vậy diện tích mặt cắt một nhánh quang treo là:

            F1=  (mm2)                                                                     

Mặt cắt của quang treo có dạng như hình 3.42.

 

Hình 3.42.Mặt cắt doc của quang treo.

 

Chọn: b=35 (mm)   h  25,1 (mm)

Ta chọn:  h=35 (mm)

b. Tính toán liên kết quang treo

Liên kết giữa quang treo và khung tĩnh được liên kết với nhau bằng mối hàn như hình 3.43.

 

Hình 3.43.Mặt cắt doc của quang treo.

01-Khung tĩnh; 02-Bản giằng; 03-Quang treo.

Lực kéo tác dụng lên một nhánh của quang treo là:

             N1 =

Vậy mối hàn chịu lực kéo: N1=14,1 (T)

Liên kết một nhánh của quang với khung tĩnh như hình 3.44.

 

Hình 3.44.Sơ đồ liên kết một nhánh giữa quang và khung tĩnh.

Trong đó:

Ld: Chiều dài mối hàn dọc: Ld=150 (mm)

Ln: Chiều dài mối hàn ngang : Ln=35 (mm)

Theo công thức (5-11,TL[IV] ) ta có điều kiện bền của mối hàn:

 

Với:

F: Lực kéo : F =14,1 (T)=14,1.104 (N)

 k: Bề rộng cạnh hàn. Lấy k=15 (mm)

 L: Tổng chiều dài đường hàn : L=2Ld+Ln=2.150+35 = 335 (mm)

: Ứng suất cho phép của mồi hàn

[

Thay F, k, L, vào công thức trên ta có:

 

Ta thấy 

Vậy mối hàn thoả mãn điều kiện bền

 

3.3.6. Tính đòn gánh

Đòn gánh dùng để tỳ vào đầu cọc và bản giằng bên của khung động, khi máy ép cọc hoạt động để ép cọc xuống đất. Khi ép cọc thì đòn gánh sẽ chịu lực là P = 150 (T) do vậy nó sẽ bị uốn. Để dảm bảo cho đòn gánh chịu được tải trọng là P = 150 (T) thì đòn gánh phải có mặt cắt cần thiết để đảm bảo được yêu cầu chịu lực.

Sơ đồ liên kết giữa đoàn ghánh và bản giằng bên được thể hiện như hình 3.45.

 

Hình 3.45.Sơ đồ liên kết giữa đoàn gánh và bản giằng bên.

a. Sơ đồ tính toán đòn gánh

Sơ đồ tính toán đoàn gánh được thể hiện như hình 3.46.

 

Hình 3.46.Sơ đồ tính toán đoàn gánh.

Vì bề rộng của khung động là 450 (mm) nên ta chọn đòn gánh có chiều dài là:

L = 550 (mm)

Khi ép cọc thì đòn gánh chịu lực: P = 150 (T)

b. Biểu đồ mô men và lực tác dụng lên đòn gánh

Khi chịu lực thì biểu đồ mô men và lực cắt của đòn gánh như hình 3.47.

 

Hình 3.47.Biểu đồ mômen và lực cắt cảu đoàn gánh.

Qua hình 3.47 ta thấy:

Mô men lớn nhất

            Mu = 75. =20625 (T.mm)

Lực cắt lớn nhất ở giữa dầm

             Q = 75 (T)

c. Chọn mặt cắt đòn gánh

Chọn hình dáng mặt cắt đòn gánh như hình 3.48.

 

Hình 3.48.Mặt cắt dọc dòn gánh.

Mặt cắt nguy hiểm nhất ở giữa dầm với

        Mu max = 20625 (T.mm) = 20625.104 (N.mm)

        Q = 150 (T) = 150.104 (N)

* Chọn sơ bộ mặt cắt theo điều kiện cường độ

Ta có

 

 

Vậy mô men chống uốn:

.

=>

Chọn: b = 150 (mm) 

Chọn:  h = 300 (mm)

* Kiểm tra lại mặt cắt đã chọn

Khi kiểm tra lại mặt cắt đã chọn thì ta kiểm tra cả trường hợp dầm chịu lực cắt

Q = 75 (T)

Theo lý thuyết bền 4 ta có

(7.20, TL[II])

Với   b = 150 (mm), h = 300 (mm) thì ta có

 

 

Ứng suất tiếp

Theo công thức (7.12, TL[II]) ta có

(N/mm2)

Vậy ta có:

 

Ta thấy            

Vậy mặt cắt đã chon thoả mãn

Chương 4
QUY TRÌNH LẮP DỰNG MÁY

4.1. Công tác chuẩn bị  để thi công máy ép cọc tĩnh

4.1.1. Về mặt bằng thi công

  Địa hình thi công yêu cầu phải bằng phẳng  mặt bằng thi công phải được tạo trước khi đưa máy đến làm việc ta có thể sử dụng máy ủi để tạo mặt bằng:

4.1.2. Các thiết bị phụ trợ

+Sử dụng  cần trục bánh lốp KC sức cẩu: Q 12tấn. Chiều  cao nâng  H  đạt được 12 (m).

+ Dây cáp buộc nâng.

+  Máy hàn.

Ta sử dụng máy hàn hồ quang.

4.1.2. Chuẩn bị cọc

  Cọc chuẩn bị sẵn được tâp kết ở bãi, cọc có chất lượng đảm bảo đã

  được thử tải kích thước phù hợp

4.1.3. Chuẩn bị về nhân lực

 Số lượng công nhân  6 người :

+Thợ lái cẩu :                                              1người

+Công nhân buộc cáp :                               1người

+Công nhân nâng hạ đòn gánh:                  1người

+Công nhân điều khiển hệ thống thuỷ lực: 1người

+Công nhân hàn điện :                                1người

+ Công nhân căn chỉnh cọc khi ép             1người

-Bản vẽ sơ đồ vị trí  cọc.

-  Chuẩn bị xe để vận chuyển máy ép cọc  và các thiết bị đến công trình

4.2. Qui trình lắp dựng

Sau khi chuẩn bị xong, máy đã được đưa đến công trình ta tiến hành lắp                                                                            dựng máy  theo các bước như  sau:

4.1.2. Bước 1. Lắp dựng dầm đáy

   Dựa theo bản vẽ sơ đồ bố trí cọc ta tiến hành đặt dầm đáy sao cho dàn ép  ép  được nhiều  vị  trí

Sau khi xác định vị trí đặt dầm đáy ta tiến hành đặt dầm đáy như sau :

  + Buộc cáp vào dầm đáy, ngoặc cáp vào móc câu cẩu trục

  + Nâng dầm đến vị trí xác định, căn chỉnh kê dầm sao cho bằng phẳng . sau khi căn chỉnh dầm xong ta hạ dầm và tháo cáp. Qúa trình thực hiện như hình 4.1.

          

Hình 4.1.lắp dựng dầm đáy.

 +Yêu cầu trong quá trình là việc cần tiến hành cẩn thận an toàn

4.1.3. Bước 2. Cẩu đặt dầm trung gian

  Sau khi đặt xong dầm đáy ta tiến hành đặt dầm trung gian

   + Buộc cáp vào dầm trung gian, ngoặc móc câu cần trục

   + Nâng dầm đến vị trí xác định 

   + Hạ dầm  xỏ thanh cài 

   + Chêm chặt dầm trung gian với dầm đáy

 

Hình 4.2.Cẩu đặt dầm trung gian.

4.1.4. Bước 3. Cẩu tải trọng đặt lên dầm trung gian

+ Buộc cáp vào chỗ buộc trên khối bê tông, ngoặc cáp vào móc câu

+ Nâng tải đến đặt xuống dầm trung gian

+ Bố trí tải sao cho cân đối 2 bên

+ Yêu cầu trong quá trình làm việc cần tiến hành cẩn thận an toàn

 

Hình 4.3.Cẩu đặt tải lên dầm trung gian.

4.1.4. Bước 4. Sau khi tải được chất lên ta tiến hành lắp dựng dàn ép

  + Buộc cáp vào dàn ép, ngoặc cáp vào móc câu

  + Nâng từ từ dàn ép  như hình vẽ cẩu dàn dến bệ dàn

  + Xác định đúng vị trí, hạ từ từ dàn ép xuống  căn chỉnh dàn ép cho cân  thẳng

  + Xỏ thanh cài và tiến hành cố định dàn ép  bằng chêm

Các bước trên được thể hiện trong các hình 4.4 a;b;c.

 

a)

 

b)

 

c)

Hình 4.4.Sơ đồ lắp đặt dựng dàn ép.

4.1.5. Bước 5. Nối ống dẫn dầu

  + Cẩu cụm hệ thống thuỷ lực đến vị trí xác định  đằng sau dàn ép  tại vị trí để người điều khiển dễ quan sát

  + Tiến hành nối ống dẫn dàu

  + Yêu cầu các nút nối vặn  chắc chắn, đường dầu không  bị gập

Sau khi nối đường dầu xong (công tác cung  cấp nguồn điện cho động cơ điện hoàn tất) ta tiến hành thi công ép cọc. Qua trình thực hiện được thể hiện như hình 4.5.

 

Hình 4.5. Sơ đồ nối ống dẫn dầu.

4.3. Quy trình thi công ép cọc

  Các bước thi công ép cọc được thực hiện như sau:

4.3.1. Bước1. Lắp ghép cọc

   + Buộc cáp vào cọc cách đầu cọc 1/3 chiều dài cọc

   + Buộc cáp vào móc câu và tiến hành nâng cọc yêu cầu nâng từ từ

5.2.2. Quy trình chế tạo

 Do thép tấm có khổ chiều dài 6 m, nên ta phải chế tạo dầm chủ thành hai đoạn sau đó sẽ được hàn nối với nhau. Đoạn đầu tiên có chiều dài 6m đoạn còn lại có chiều dài 4,35 m. Các phần thép thừa của thép tấm sẽ dùng để chế tạo bản tăng cứng và các phần bịt đầu dầm

5.3.1. Tổ hợp cột thép với bản giằng dưới

 Khi tổ hợp cần có cầu trục để nâng và giữ cột thép ở vị trí đúng với vạch đánh dấu. Tiến hành hàn đính tại các điểm trên chiều dài của cạnh liên kết. Trong quá trình hàn phải kiểm tra độ vuông góc của bản bụng và bản cánh bằng ke vuông

5.3.2. Hàn các thanh giằng tăng cứng cho khung tĩnh

 Với kết cấu khung tĩnh có chiều dài lớn cần phải tăng cứng (tăng độ ổn định) cho khung tĩnh để dầm không bị mất ổ định khi chịu tải. Phương pháp phổ biến nhất là dùng bản tăng cứng hàn ở phía trong của dầm. Theo tính toán, trên toàn bộ chiều khung tĩnh có 5 bản tăng cứng, mỗi bản cánh nhau 1800 mm. 

KẾT LUẬN

   Sau một thời gian làm việc tập trung, khẩn trương dưới sự hướng dẫn chỉ bảo của các thầy giáo trong bộ môn, đặc biệt là thầy giáo:……...……. đến nay đồ án của em đã hoàn thành đúng thời hạn đảm bảo các nhiệm vụ được giao.

   Qua quá trình làm đồ án đã giúp tôi làm quen với những công việc cụ thể của người kỹ sư trong tương lai, phương pháp làm việc độc lập, sáng tạo, khoa học, kỷ luật, đồng thời đồ án đã giúp bản thân tôi củng cố thêm các kiến thức đã được học cũng như học hỏi được nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báu để phụ vụ cho quá trình ra trường sau này.

   Cuối cùng em xin cám ơn thầy giáo:……...….… cùng các thầy trong bộ môn đã tận tình hướng dẫn cho em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.                                                                                

  Em xin chân thành cảm ơn !

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguyễn Văn Hợp, Phạm Thị Nghĩa(1991),Kết cấu thép Máy Xây Dựng-Xếp Dỡ, NXB Giao thông Vận tải.

2. Vũ Đình Lai, Nguyễn Xuân Lựu,Bùi Đình Nghi (1999), Sức bền vật liệu ,NXB Giao Thông Vận Tải

3. Lê Văn Quý, Cơ học kết cấu, Trường đại học giao thông vận tải-Hà Nội

4. Nguyễn Trọng Hiệp,Chi tiết máy, NXB Giáo Dục

5. Vũ Thanh Bình - Nguyễn Đăng Điệm, Truyền động máy xây dựng và xếp dỡ, NXB Giao Thông Vận Tải

6. Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm, Thiết kế chi tiết máy - NXB  Giáo Dục

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"

hỗ trợ trực tuyến
doanchatluong.vn
đồ án mới cập nhật
ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU KHAI THÁC HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC XE KHÁCH UNIVERSE
ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU KHAI THÁC HỆ THỐNG PHANH Ô TÔ KAMAZ 65115
ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU KHAI THÁC ĐỘNG CƠ 1GR-FE TRÊN XE TOYOTA 4 RUNNER
ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ỔN ĐỊNH HƯỚNG CỦA HỆ THỐNG LÁI UAZ-3160
ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN DẪN ĐỘNG PHANH KHÍ NÉN MỘT DÒNG THÀNH DẪN DỘNG PHANH KHÍ NÉN NHIỀU DÒNG CÓ ĐIỀU HÒA LỰC PHANH TRÊN XE ZIL-131
ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU, LẬP QUY TRÌNH BẢO DƯỠNG SỬA CHỮA ĐỘNG CƠ CUMMIN TT120 TRÊN Ô TÔ SISU MAGNUM
ĐỒ ÁN NGHIÊN CƯU, KHAI THÁC HỆ THỐNG ĐIỆN THÂN XE FORD FOCUS
ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG PHANH ABS TRÊN XE DU LỊCH
ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU QUẢ HỆ THỐNG PHANH XE ZIL-131
ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU LẮP ĐẶT BỘ TÍCH TRỮ NĂNG LƯỢNG CHO HỆ THỐNG PHANH XE URAL-375Đ
ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NHIÊN LIỆU CHO ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
ĐỒ ÁN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH CHÁY ĐẾN NỒNG ĐỘ PHÁT THẢI KHÍ XẢ
ĐỒ ÁN LẬP QUY TRÌNH THỬ NGHIỆM CÁC LOẠI BƠM CAO ÁP ĐIỂN HÌNH TRÊN MÁY KIỂM THỬ BƠM CAO ÁP
ĐỒ ÁN KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG QUAY VÒNG CỦA XE ZIL-131
ĐỒ ÁN KHAI THÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIÊN LIỆU DIESEL KIỂU PHUN DẦU ĐIỆN TỬ CRDI


"Doanchatluong.vn" lấy "chất lượng" làm thước đo của sự tồn tại và phát triển.
Chỉ những đồ án/tài liệu thực sự đảm bảo chất lượng chúng tôi mới đăng lên website.
Bản quyền thuộc về Đồ án chất lượng.vn