Đề tài Thiết kế máy ép cọc bấc thấm

t¸c b»ng liªn kÕt chèt. C¸c m¸y c¬ së nµy th«ng th­êng cã c«ng suÊt kho¶ng tõ 100- 300 m· lùc, phæ biÕn nhÊt lµ tõ 120 – 250 m· lùc. Xi lanh thuû lùc cña m¸y xóc cã t¸c dông t¹o ®é xiªn ©m hay xiªn d­¬ng cho qu¸ tr×nh Ðp bÊc thÊm xuèng nÒn. Bé c«ng t¸c th­êng ®­îc cÊu t¹o tõ cèt thÐp dÉn h­íng mµ chñ yÕu lµ cét thÐp d¹ng kÝn hay hë. Trong khung thÐp cã ®Æt hÖ thèng bao gåm: bé têi Ðp( puly, c¸p thÐp, tang quÊn c¸p vµ ®éng c¬ thuû lùc..); cäc thÐp cã ®ót bÊc thÊm ë trong (xem h×nh vÏ cÊu t¹o). Tõ m« h×nh tæng thÓ ta tiÕn hµnh t×m hiÓu & chän lo¹i m¸y c¬ së thÝch hîp. II - chän m¸y c¬ së: A - Giíi ThiÖu Chung: Do cã ­u ®iÓm quan träng mµ phÇn trªn ®· tr×nh bµy còng nh­ lµ trong ®iÒu kiÖn thùc tÕ thi c«ng, ngµy nay trªn thÕ giíi & c¶ trong n­íc: toµn bé c¸c thiÕt bÞ gia cè nÒn mãng nãi chung & m¸y Ðp cäc bÊc thÊm nãi riªng ®Òu chän m¸y c¬ së lµ lo¹i m¸y xóc 1 gÇu truyÒn ®éng thuû lùc. M¸y xóc 1gÇu lµ danh tõ quen gäi nh­ng ch­a hîp lý l¾m v× do c«ng viÖc cña nã lµ ®µo chø kh«ng ph¶i xóc, nh­ng trªn thùc tÕ quen gäi nh­ vËy nªn ta cø dïng. Trong c¸c c«ng tr×nh x©y dùng ®­êng x¸ cÇu cèng, ®ª ®Ëp, kªnh m­¬ng.. m¸y xóc 1 gÇu th­êng ®­îc liÖt vµo hµng quan träng nhÊt trong c«ng viÖc lµm mãng ®µo ®¾p xÕp dì, B- Ph©n Lo¹i: Cã nhiÒu c¸ch ph©n lo¹i m¸y xóc 1 gÇu, ë ®©y chØ nªu mét sè c¸ch ph©n lo¹i chÝnh: - Theo c¬ cÊu di chuyÓn th× m¸y xóc 1gÇu chia ra thµnh lo¹i: + Di chuyÓn b¸nh h¬i: dïng cho läai m¸y cã dung tÝch gÇu th­êng tõ 0,35m3 trë xuèng. + Di chuyÓn b¸nh xÝch: dïng cho läai m¸y cã dung tÝch gÇu th­êng tõ 0,35m3 trë lªn. - Theo dung tÝch gÇu mµ m¸y xóc 1 gÇu ®­îc chia ra: th«ng th­êng th× trªn c¸c c«ng tr×nh x©y dùng võa vµ nhá ng­êi ta th­êng dïng lo¹i m¸y cã dung tÝch gÇu 1m3 trë l¹i, cßn ë nh÷ng c«ng tr­êng lín nh­ má than, má ®¸, th× ng­êi ta dïng nh÷ng lo¹i cã dung tÝch gÇu lín h¬n & thËm chÝ rÊt lín. - Theo lo¹i gÇu mµ m¸y xóc 1 gÇu l¹i ®­îc chia ra thµnh nh÷ng lo¹i: + GÇu ngöa. + GÇu xÊp. + GÇu qu¨ng. + GÇu ngo¹m. + GÇu bµo.. - Ph©n lo¹i theo lo¹i truyÒn ®éng cña bé c«ng t¸c ta l¹i cã: + M¸y xóc 1 gÇu truyÒn ®éng c¬ häc. + M¸y xóc 1 gÇu truyÒn ®éng thuû lùc. 2 lo¹i nµy th­êng ®­îc l¾p gÇu ngöa vµ gÇu sÊp & ®éng c¬ dÉn ®éng hÇu hÕt ®­îc trang bÞ ®éng c¬ ®iezen. “Qua c¸ch ph©n lo¹i trªn vÒ m¸y xóc vµ dùa vµo yªu cÇu thiÕt kÕ cña ®Ó bµi giao, ta ®­a ra sù lùc chän m¸y c¬ së lµ lo¹i m¸y xóc 1 gÇu truyÒn ®éng thuû lùc”. C- Chän d¹ng m¸y c¬ së: 1- Giíi thiÖu: Trong kho¶ng 20 n¨m trë l¹i ®©y, c¸c kiÓu m¸y xóc 1 gÇu truyÒn ®éng thuû lùc ®· ph¸t triÓn m¹nh mÏ vµ cµng cã xu h­íng thay thÕ truyÒn ®éng c¬ khÝ. Së dÜ m¸y xóc thuû lùc ®­îc ­u tiªn ph¸t triÓn nh­ vËy v× chóng cã nhiÒu ­u ®iÓm h¬n so víi chuyÒn ®éng c¬ khÝ. Cô thÓ lµ vµi ­u ®iÓm chÝnh sau: + §iÒu chØnh v« cÊp ®­îc tèc ®é lµm viÖc, thÝch hîp víi sù biÕn ®æi phøc t¹p cña lùc c¶n ®µo trong qu¸ tr×nh c«ng t¸c. + M¸y lµm viÖc ªm, b¶o ®¶m an toµn khi qu¸ t¶i, tuæi thä cao, ®é tin cËy lín. + H×nh d¸ng vµ mÉu m· ®Ñp, träng l­îng vµ kÝch th­íc nhá gän. + Lµm viÖc chÝnh x¸c, cã thÓ ®¶m ®­¬ng nhiÒu nhiÖm vô phøc t¹p kh¸c. + Cã thÓ trang bÞ ®­îc nhiÒu kiÓu thiÕt bÞ c«ng t¸c mµ cô thÓ lµ bé c«ng t¸c Ðp cäc bÊc thÊm do ®ã nã cã tÝnh v¹n n¨ng cao. + Ch¨m sãc kü thuËt ®¬n gi¶n. 2- Chän lo¹i m¸y: C¸c m¸y xóc thuû lùc hiÖn nay trªn c¸c c«ng tr­êng x©y dùng th­êng cã dung tÝch gÇu tõ 0,25 – 2,5 m3, vµ thËm chÝ dïng gÇu cã dung tÝch 3,2 –4,5 m3. Víi tr­êng hîp chän lo¹i m¸y xóc cho Ðp cäc bÊc thÊm th× qua kinh nghiÖm cña c¸c thÇy ®· tÝnh to¸n tr­íc th× lo¹i m¸y xóc 1 gÇu ph¶i chän cã dung tÝch gÇu >1,6m3 . C¸c h·ng m¸y hiÖn nay th­êng sö dông lµ: KOMATSU; CAT; LIEBHERR..cña c¸c n­íc s¶n xuÊt nh­ §øc, NhËt, Mü, HµnQuèc.. ®Òu ®¶m b¶o lµm viÖc tèt. Qua tham kh¶o th«ng tin qua m¹ng cña nhiÒu h·ng m¸y trªn thÕ giíi, cô thÓ lµ h·ng “KOMATSU - JAPAN”, mµ ta cã ®­îc c¸c th«ng tin vÒ lo¹i m¸y xóc 1 gÇu thuû lùc. H·ng KOMATSU lµ mét h·ng MXD næi tiÕng cña NhËt B¶n, §Æc biÖt lµ thÓ lo¹i m¸y xóc 1GÇu truyÒn ®éng thuû lùc hiÖn nay ®­îc c¸c n­íc trªn thÕ giíi & c¶ ViÖt Nam mua & sö dông nhiÒu. B¶ng: sery m¸y xóc 1GÇu truyÒn ®éng thuû lùc cña h·ng KOMATSU: M¸c m¸y C«ng SuÊt §C Träng l­îng Dung TÝch GÇu ChiÒu s©u ®µo TÇm víi max Model Flywheel HP Operating Weight Bucket Capacity Digging Depth Maximum Reach PC200LC-7 143 46,870 (lb) 0.65–2.0 (cu yd) 21'9" 32'5" PC300LC-7 242 74,803 (lb) (cu yd) 24'3" 36'5" PC120LC-6 86 28,375 (lb) 0.46 – 0.88 (cu yd) 18'0'' 27'4'' PC220LC-7 168 55,189 (lb) 0.63–2.20 (cu yd) 24'0" 34'8" PC95R-2 82.5 19,290 (lb) 0.24-0.56 (cu yd) 13'1" 22'6" PC100-6 81 24,470 (lb) 0.4-0.88 (cu yd) 16'7" 25'4" PC120-6 AVANCE 87 26,950 (lb) 0.48-1.0 (cu yd) 18'1" 26'10" PC128US-2 86 28,730 (lb) 0.48-1.0 (cu yd) 17'9" 26'10" PC128UU-2 86 28,800 (lb) 0.24-.88 (cu yd) 16'0" 23'10" PC150-6 107 40,054 (lb) 0.5-1.12 (cu yd) 19'8" 29'5" PC150LC-6 107 39,400 (lb) 0.5-1.12 (cu yd) 19'7" 29'5" PC200LC-6 133 46,363 (lb) 0.62-1.5 (cu yd) 21'9" 32'5" PC200-6B 128 46,720 (lb) 0.62-1.5 (cu yd) 21'9" 32'5" PC220LC-6 158 57,483 (lb) 0.75-1.75 (cu yd) 22'3" 33'5" PC228USLC-2 128 50,485 (lb) 0.81-1.96 (cu yd) 22'3" 32'3" PC228USLC-3 143 50,552 (lb) 0.62-1.54 (cu yd) 22'4" 32'4" PC270LC-6 174 65,035 (lb) 1.0-2.0 (cu yd) 21'2" 33'0" PC270LC-6MH 174 70,672 (lb) NA (cu yd) NA 44'-46' PC300LC-6 232 74,803 (lb) 1.0-2.5 (cu yd) 24'3" 36'5" PC300HD-6 232 80,755 (lb) 36630 kg 1.25-2.5 (cu yd) 23'5" 7140mm 36'5" 11100mm PC300HD-6MH 232 97,263 (lb) NA (cu yd) NA NA PC400LC-6 306 99,517 (lb) 1.25-3.0 (cu yd) 25'6" 39'5" PC400HD-6 306 102,712 (lb) 1.25-3.0 (cu yd) 25'0" 39'5" PC450LCD-6 306 118,915 (lb) 1.63-3.00 (cu yd) 23'1" 40'4" PC600LC-6 384 133,160 (lb) 2.12-5.0 (cu yd) 27'10" 42'9" PC750-6 444 165,390 (lb) 3.5-6.0 (cu yd) 27'8" 44'6" Tõ b¶ng trªn & dùa vµo c¸c ph­¬ng ¸n ph©n lo¹i m¸y xóc ë phÇn trªn, qua c¸c ­u nh­îc ®iÓm mµ ta chän m¸y c¬ së: “ Lµ lo¹i m¸y xóc 1 gÇu(gÇu sÊp) truyÒn ®éng thuû lùc, c¬ cÊu di chuyÓn b¸nh xÝch, dung tÝch gÇu ³ 1,6m3 , cña h·ng KOMATSU – JAPAN. Sery m¸y lµ: PC300 HD6 (C¸c th«ng sè tra b¶ng) ”. C¸c th«ng tin & th«ng sè cô thÓ cña lo¹i m¸y PC300HD6 nh­ sau: M« h×nh thùc m¸y PC300-HD6: CÊu t¹o chung: 1- m¸y c¬ së; 2- Cabin; 3 – Bé truyÒn xÝch; 4- xilanh thuû lùc; 5- Tay cÇn; 6- Tay gÇu; 7- GÇu xóc; 8- Gi¸ ch÷ A. - kÝch th­íc & th«ng sè c¬ b¶n cña m¸y Pc300-hd6: T trong ®ã: tra b¶ng chän víi lo¹i cã tay gÇu = 2550mm, ta cã c¸c kÝch th­íc sau: A = 10965mm; F = 1420mm; K = 2870mm; P = 2995mm ; G = 706mm; L = 3070mm; Q = 3500mm; C = 3400mm; H = 3300mm; M = 700mm; D = 3570mm; I = 4020mm; N = 37mm; E = 3365mm; J = 5355mm; O = 2815mm; - ChiÒu s©u ®µo max = 6610mm; - ChiÒu cao ®æ ®Êt max = 7010mm; - Dung tÝch gÇu = 1.62m3; - VÖt ®µo = 1219mm; - Tû träng gÇu & ®Êt = 1.8T/m3; - C«ng suÊt ®éng c¬ = 232HP = 173KW; - Träng l­îng c«ng t¸c cña m¸y = 36630kg = 36.63T; - B¸n kÝnh ®µo min = 4400mm; D . TÝnh to¸n tæng thÓ 1.Tæng thÓ bé phËn c«ng t¸c Víi chiÒu s©u Ðp cäc lµ 25 m ta cã : ADCT : Ld = Lc+L Trong ®ã : + Ld- Lµ chiÒu cao cña cét dµn (m) + Lc- lµ chiÒu dµi cña cäc Ên (m) + L - Lµ chiÒu dµi tù do (m) Th­êng ta lÊy L = 1,5 VËy ta cã : Ld=25+1,5 = 26,5 (m) VËy víi kÝch th­íc trªn ta chia cét dµn ra lµm 5 ®o¹n , kÝch th­íc cña c¸c ®o¹n nh­ sau: +®o¹n 1: 5,5 m +®o¹n 2: 5,5 m +®o¹n 3: 5 m +®o¹n 4: 5 m +®o¹n 5: 5,5 m gi÷a c¸c ®o¹n ®­îc liªn kÕt b»ng bu l«ng , ®Ó t¨ng c­êng ®é chÝnh x¸c khi ghÐp nèi t¹i c¸c mèi ghÐp ta lµm thªm c¸c chèt ®Þnh vÞ. 2. TÝnh to¸n c¸c lùc t¸c dông lªn trôc Ðp a. Lùa chän h×nh d¸ng kÝch th­íc cña cäc Ên H×nh d¸ng - kÝch th­íc cña cäc ®­îc chän sao cho m¸y lµm viÖc trong ®iÒu kiÖn nÆng nhäc nhÊt ,lùc t¸c dông lªn cäc lµ lín nhÊt mµ hÖ (m¸y - cét dµn ) vÉn cã kh¶ n¨ng lµm viÖc æn ®Þnh do vËy chän cäc cã cÊu t¹o h×nh thoi (®ã lµ kÕt cÊu h×nh l­ìi kiÕm) ,®ã lµ thÐp 45 cã tiÕt diÖn lµ : 36 cm2 CÊu t¹o cña cäc : b. C¸c lùc t¸c dông lªn trôc Ðp * Lùc Ðp cäc Pe +Tr­íc hÕt ta x¸c ®Þnh tÇng ®Þa chÊt cña ®Êt :Nh­ ta ®· biÕt thiÕt bÞ ®ãng cäc thi c«ng t¹i c¸c c«ng tr­êng kh¸c nhau , t¹i c¸c khu vùc kh¸c nhau th× cÊu tróc c¸c tÇng ®Þa chÊt ë khu vùc ®ã lµ kh¸c nhau ,do ®ã lùc c¶n t¸c dông lªn bé c«ng t¸c còng kh¸c nhau . Muèn x¸c ®Þnh ®­îc lùc c¶n t¸c dông lªn trôc Ðp ta ph¶i lÊy mÆt c¾t ®Þa chÊt ë tõng khu vùc tiªu biÓu .T¹i ®©y ta xÐt kÕt cÊu tÇng ®Þa chÊt bao gåm tÊt c¶ 3 tÇng Ta cã lùc Ðp cäc Pe ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : Pe = Pc+ Trong ®ã : . Pc - lùc c¶n ®Çu cäc do ph¶n lùc cña nÒn t¸c dông lªn ®Çu cäc . Pb - Tæng c¸c lùc bã th©n cäc Ta cã : +Pc =? Pc = Ft.P01 Trong ®ã : .Ft lµ diÖn tÝch mÆt c¾t ®Çu trôc Ðp Ft = 40.90 = 3600(mm2) = 36(cm2) .P01 - Lùc c¶n riªng cña nÒn t¸c dông lªn trôc Ðp P0 phô thuéc vµo tiÕt diÖn ngang ®Çu cäc NÕu cäc cã diÖn tÝch Ft<150 cm2 : th× P0 = 15¸30 tÊn / m2 NÕu cäc cã diÖn tÝch Ft < 800 cm 2 : th× P0 = 40 ¸ 50 tÊn / m2 VËy víi cäc cã Ft = 36cm2< 150 cm2 ta chän P0 = 30 tÊn / m2 = 0,03 KN/cm2 Víi c¸c lo¹i cäc cã chiÒu dµi >10m ta lÊy t¨ng lªn 1,5 lÇn vËy ta cã P01 = 0,03 . 1,5 = 0,045 KN/cm2 Þ Pc = Ft . P01 = 36 . 0,03 .1,5 =1,62 KN = 0,162 TÊn + P b = ? Pb lµ lùc bã th©n cäc øng víi ba tÇng ®Þa chÊt ®· nªu ë trªn ¸p dông c«ng thøc : Pb = C.h.fc Trong ®ã : C lµ chu vi cña trôc Ðp h lµ chiÒu dµi cña trôc Ðp xuèng nÒn fc: lµ hÖ sè ma s¸t ®Êt – thÐp (tra b¶ng1.2 s¸ch M¸y Lµm §Êt- §HGTVT) ta cã C = 384,9mm = 0,3849m øng víi ba tÇng ®Þa chÊt TÇng 1 §Êt sÐt cã : fc1 = 1,472 tÊn /m2,h1 = 4,5m TÇng 2 §Êt ¸ c¸t cã : fc2 = 0,7848 tÊn/m2 ,h2 = 6,5m TÇng 3 §Êt bïn cã : fc3 = 0,5886 tÊn / m2 ,h3 =14m ta cã: Pb1 = 0,3849.4,5.1,472 = 2,55 tÊn Pb2 = 0,3849.6,5.0,7848 = 1,96 tÊn Pb3 = 0,3849.14.0,5886 = 3,17 tÊn Þ = Pb1 + Pb2 + Pb3 = 2,55+1,96+3,17 = 7,68 tÊn VËy ta cã Pe = Pc + = 0,162+7,68 = 7,842 tÊn VËy ta cã thÓ chän : Pe= 8 tÊn * Lùc rót cäc Pr theo c«ng thøc Pr = Pe.1,5 = 8.1,5 = 12 tÊn 3.TÝnh to¸n thiÕt kÕ bé phËn tang têi dÉn ®éng trôc Ðp ( S¬ ®å m¾c c¸p ) a.TÝnh chän c¸p lùc c¨ng c¸p lín nhÊt vµo tang ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc Pmax = trong ®ã : i lµ béi suÊt cña c¸p i = 2 z lµ sè têi quÊn c¸p z = 2 lµ hiÖu suÊt cña c¸c puly ta cã : = p7 víi p lµ hiÖu suÊt cña puly lÊy p = 0.96 Þ = 0.967 = 0.75 Pr = 12 tÊn = 120 KN Pmax = = 40 KN V× c¬ cÊu lµm viÖc víi vËn tèc cao ®Ó ®¶m b¶o c¸c tÇng ®Þa chÊt Ýt bÞ s¸o trén h¬n n÷a c¸p bÞ uèn nhiÒu qua c¸c rßng räc . Do ®ã ta chän lo¹i c¸p lôa cã ®é cøng nhá vµ cã kh¶ n¨ng mÒm theo c¸c ph­¬ng tèt . Lo¹i c¸p lôa cã kÕt cÊu kiÓu theo 3070 -55 cã tiÕp xóc ®­êng gi÷a c¸c sîi thÐp ë c¸c líp kÒ nhau lµm viÖc l©u háng vµ cã kh¶ n¨ng mÒm theo cac ph­¬ng tèt vµ ®­îc sö dông réng r·I ,vËt liÖu chÕ t¹o lµ c¸c sîi thÐp cã giíi h¹n bÒn lµ b= 1200¸2100 N/mm2 .VËy ta chän lo¹i c¸p (6*19) =114 theo 2688 - 55 giíi h¹n bÒn cña thÐp trong kho¶ng b= 1500¸1600 N/mm2 ®Ó dÔ dµng trong viÖc thay c¸p sau nµy khi c¸p bÞ mßn ®øt KÝch th­íc d©y c¸p chän dùa theo c«ng thøc C Trong ®ã : C lµ hÖ sè an toµn cña c¸p P® lµ lùc kÐo ®øt c¸p (P® ®­îc x¸c ®Þnh b»ng mÉu thö víi sîi c¸p tiªu chuÈn) Pmax lµ lùc kÐo lín nhÊt trªn d©y c¸p øng víi mçi ph¹m vi sö dông kh¸c nhau ng­êi ta ®­a ra c¸c trÞ sè C kh¸c nhau víi m¸y Ðp cäc bÊc thÊm do c¸p lµm viÖc nÆng nhäc vµ th­êng bÞ uèn nhiÒu qua c¸c rßng räc th­êng chØ tõ 20000 ¸ 25000 m ph¶I thay c¸p míi do ®ã th­êng lÊy trÞ sè C cao th­êng lÊy C = 6 Tõ c«ng thøc: P® Pmax.C = 6.40 = 240 KN XuÊt ph¸t tõ c«ng thøc trªn øng víi lo¹i d©y ®¶ chän trªn víi giíi h¹n bÒn cña sîi b=1600 N/mm2 ta chän lo¹i d©y c¸p cã c¸c th«ng sè sau ®©y : + §­êng kÝnh c¸p : 21 mm + §­êng kÝnh sîi : 1,55 mm + DiÖn tÝch tiÕt diÖn mÆt c¾t tÝnh to¸n tÊt c¶ c¸c sîi : 174,75 mm2 + Träng l­îng 100 m c¸p ®· b«i tr¬n : 163,1 KG + Giíi h¹n bÒn cña sîi : =1600 daN/mm2 + Lùc kÐo ®øt c¸p : P® = 237,7 KN b. TÝnh to¸n tang vµ rßng räc ®­êng kÝnh tang Dt Dt dc (e-1) Víi : dc lµ ®­êng kÝnh d©y c¸p nhá nhÊt e lµ hÖ sè thùc nghiÖm phô thuéc tõng lo¹i m¸y vµ chÕ ®é lµm viÖc víi m¸y Ðp cäc bÊc thÊm ta lÊy e = (16 30) Dt dc (20-1) 19 dc Dt 19 . 21 = 399 mm chän Dt = 400 mm Dr (e-1)dc víi bé phËn rßng räc chän e=16 Ta cã Dr (16-1).21 = 15.21 = 315 mm Chän Dr = 315 mm ë ®©y ®­êng kÝnh rßng räc c©n b»ng kh«ng ph¶i lµ rßng räc lµm viÖc nªn cã thÓ chän nhá h¬n 20 % so víi ®­êng kÝnh rßng räc lµm viÖc VËy Drc = 0,8.Dr = 0,8.315 = 252 mm Chän Drc = 250 mm chiÒu dµi toµn bé tang ta cã c«ng thøc : L=2L0+2L1+2L2+L3 + chiÒu ®µi lµm viÖc cña tang L0 phô thuéc vµo chiÒu dµi cña c¸p cuèn vµo tang l phô thuéc vµo sè líp c¸p m , ®­êng kÝnh tang vµ ®­êng kÝnh c¸p : Ta cã : L0 = +(1,5÷2).dc Trong ®ã : (1,5÷2).dc lµ ®o¹n dù tr÷ an toµn sè vßng quÊn c¸p trªn ®o¹n nµy kh«ng ®­îc më ra khi lµm viÖc l lµ chiÒu dµi c¸p cuèn vµo tang v× tang lµ tang kÐp cã hai nh¸nh mét nh¸nh cuèn mét nh¸nh nh¶ nªn c¸p cuèn vµo tang lµ l = 150 m m lµ sè líp c¸p cuèn vµo tang chän m = 6 vËy ta cã : L0 = +1,5.0,021 = 0,3515 m L0 = 351,5 mm VËy ta chän L0 = 352 mm + chiÒu dµi phÇn tang kÑp ®Çu c¸p L1 : ë ®©y ta sö dông ph­¬ng ph¸p kÑp c¸p th«ng th­êng nªn ta ph¶i c¾t thªm 3 vßng r·nh trªn tang ta cã : L1 = 3 dc = 3.21 = 63 mm + chiÒu dµi thµnh bªn tang L2 L2 = = 0,02Dt +(6÷10) L2 = 0,02.400+10 = 18 mm + chiÒu dµi phÇn gi÷a tang kh«ng c¾t r·nh L3 lÊy L3 = 20 mm do ®ã chiÒu dµi thµnh tang lµ : L = 2L0 + 2 L1 + 2 L2 + L3 L = 2.352 + 2.63 + 2.18 + 20 = 886 mm Ta cã kÕt cÊu tang : BÒ dµy thµnh tang x¸c ®Þnh theo c«ng thøc kinh nghiÖm : lÊy : = 0,02.400 + 10 = 18 mm = 18 mm ®Ó x¸c ®Þnh ®­êng kÝnh thµnh bªn cña tang ta ph¶i dùa vµo sè líp c¸p cuèn vµo tang ë ®©y ta chän m = 6 do ®ã ®­êng kÝnh thµnh bªn cña tang lµ : Dtb Dt + 2 m . dc Dtb Dt + 2. 6 . dc = 400 + 2.6.21 = 652 mm + TÝnh søc bÒn cña tang (KiÓm tra ®é bÒn) thµnh tang chÞu lùc tæng hîp nÐn, uèn, xo¾n nh­ng do chiÒu dµi tang nhá h¬n 3 lÇn ®­êng kÝnh tang nªn øng suÊt uèn vµ xo¾n (1015) øng suÊt nÐn do ®ã søc bÒn cña tang chØ ®­îc kiÓm tra theo øng suÊt nÐn MÆt c¾t tang = Trong ®ã : Pmax = 40000 (N) lµ søc c¨ng c¸p max = 18 mm lµ chiÒu dµy thµnh bªn t = 20 mm lµ b­íc ren = 0,8 lµ hÖ sè gi¶m øng suÊt (v× tang lµm b»ng gang) k = 1 lµ hÖ sè phô thuéc vµo líp c¸p quÊn trªn tang = ; lµ giíi h¹n bÒn nÐn cña vËt liÖu b»ng gang chän gang lµ gang C15.32 cã : = 565 N/mm2 VËy øng suÊt nÐn trªn tang = = 88,89 N/mm2 = = 113 N/mm2 < VËy tho¶ m·n ®iÒu kiÖn bÒn c. Chän ®éng c¬ ®iÖn C«ng suÊt tÜnh khi n©ng vËt N®c = Kw Trong ®ã : Pr =12 tÊn = 120 KN = 120000 N lµ lùc rót cäc Ve = 45 m/ph lµ tèc ®é Ðp = lµ hiÖu suÊt bé truyÒn chän : = 0,96 ;= 0,96 ; = 0,995 ; = 0,97 N®c = = 101 Kw d.Ph©n phèi tØ sè truyÒn TØ sè truyÒn chung tõ ®éng c¬ ®Õn trôc tang lµ : ic = = trong ®ã : n®c= lµ sè vßng quay cña ®éng c¬ nt lµ sè vßng quay cña trôc tang ta cã : nt = = = 68,08 vßng/ph ®. Bé phËn tang KÑp ®Çu c¸p trªn tang Ta sÏ dïng kiÓu kÑp ®Çu c¸p trªn tang kiÓu th«ng th­êng , ë mçi ®Çu c¸p sö dông 3 tÊm cÆp øng víi dc = 21 mm b­íc c¾t r·nh t = 20 mm , vÝt cÊy M20 + Lùc tÝnh to¸n ®èi víi cÆp c¸p S0 = Trong ®ã : Pmax= 40000 N lµ lùc c¨ng c¸p lín nhÊt f = 0,14 lµ hÖ sè ma s¸t mÆt tang víi c¸p = 4 gãc «m cña c¸c vßng c¸p dù tr÷ trªn tang øng Z0=2 S0 = = 6893 N + lùc kÐo c¸c vÝt cÊy P = = = 24618 N + Lùc uèn c¸c vÝt cÊy P0 = P.f = 24618.0,14 = 3446,5 N + øng suÊt tæng xuÊt hiÖn trong th©n vÝt cÊy víi : Z = 3 lµ sè tÊm cÆp d1 =18,75 mm lµ ®­êng kÝnh trong cña vÝt cÊy l0 = 26,5 mm lµ tay ®ßn ®Æt lùc P0 = 84,83 N/mm2 VËy c¸c øng suÊt ph¶i chän lµ thÐp CT3 cã = 75485 N/mm2 4. Quy tr×nh sö dông bÊc thÊm . Tæ chøc thi c«ng bÊc thÊm cã vÞ trÝ cho trong b¶ng sau: a. X¸c ®Þnh ph¹m vi thi c«ng Ph¹m vi thi c«ng bÊc thÊm LÝ tr×nh ®o¹n thi c«ng §é dµi ®o¹n ChiÒu s©u cÊm C¹nh tam gi¸c Thêi gian lón ChiÒu cao gia t¶i Tõ §Õn m M m Th¸ng m 9 + 290 12 +680 30+850 37+000 40+300 43+150 43+600 44+250 44+770 9+590 12+860 31+250 37+650 40+850 43+600 44+250 44+570 45+250 300 180 400 650 550 450 650 270 280 9.0 10.0 20.0 20.0 20.0 22.0 22.0 22.0 22.0 1.7 1.7 1.7 1.7 1.7 1.7 1.7 1.7 1.7 6 6 6 6 6 6 6 6 6 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.8 0.8 0.5 0.8 b. Lo¹i bÊc thÊm sö dông: C¨n cø vµo tiªu chuÈn quy ®Þnh trong thiÕt kÕ, dïng 2 lo¹i ë 2 ®o¹n kh¸c nh­ sau: §o¹n: Nh·n hiÖu: VËt liÖu lâi bÊc: VËt liÖu vá bäc: Søc chÞu kÐo: Kh¶ n¨ng thÊm: Tõ km9 + 290 ®Õn km 12 + 860 NYLEX BERHAD Polyethylene Non woven Pllyester > 200kg/100mm 1,0 x 10-4cm/sec Tõ km 30 + 850 ®Õn km 45 + 050 AKZONOBEL Polyester Non woven Polyester > 180 kg/100mm 1,1 x 10-4cm/sec c. ThiÕt bÞ l¾p ®Æt bÊc thÊm: §o¹n: Lo¹i m¸y: KÝch th­íc m¸y (H.L.W) T¶i träng ho¹t ®éng: Lùc Ên max: ChiÒu s©u c¾m max: C«ng suÊt m¸y: TiÕt diÖn dïi dÉn (h.4-8) ChiÒu dµi dïi dÉn Tõ km9 + 290 ®Õn km 12 + 860 KATO 19x11,2x3,19m 25 tÊn 15 tÊn 18m 154kw 70cm2 < 90cm2 15 m Tõ km 30 + 850 ®Õn km 45 + 050 KOBELCO SK16-11 28x17,1x3,65m 42 tÊn 25 tÊn 25 m 216kw 78cm2 < 90cm2 25m d. B×nh ®å khu vùc c¾m bÊc thÊm: Lµ b¶n vÏ mÆt b»ng thÓ hiÖn râ vÞ trÝ tõng hµng däc, ngang c¾m bÊc thÊm. Th­êng ký hiÖu hµng däc lµ A, B, C... X, Y, Z. Hµng ngang lµ 1, 2, 3.... 31, 32..... VÞ trÝ 1 bÊc thÊm lµ sè kÕt hîp A1, B1, C1.... A6, B6, C6......K6, L6, M6..... e. Kh¶o s¸t ®Þnh vÞ bÊc thÊm: thÓ hiÖn c¸ch ®Þnh vÞ bÊc thÊm, cäc ®Þnh vÞ bÊc thÊm, cäc ®Þnh vÞ, h­íng thi c«ng... f. §¸nh dÊu chiÒu dµi bÊc thÊm: trªn cuén bÊc thÊm l¾p vµo m¸y c¾m, ®­îc ®¸nh dÊu tõng mÐt mét ®Ó theo dâi ®é s©u c¾m bÊc thÊm. -Dïi dÉn (mandrel): ph¶i b¶o ®¶m dÞch chuyÓn ®­îc theo 2 h­íng ®Ó dÔ dµng ®Æt ®óng vÞ trÝ ®Þnh c¾m bÊc thÊm. Lç thñng ë gi÷a ®Ó luån bÊc thÊm vµo, khi dïi c¾m xuèng ®Êt sÏ ®­a theo bÊc thÊm ®Õn ®é s©u thiÕt kÕ. Do vËy, ®Çu bÊc thÊm ë ®Çu dïi dÉn sÏ ®­îc lu«n vµo b¶n neo. -B¶n neo (anchoring): lµm b»ng tÊm thÐp nhá, cã t¸c dông gi÷ ®Çu bÊc thÊm sÏ ®­îc c¾t cao h¬n mÆt nÒn c¸t 15 cm. Tr×nh tù c¾m nh­ h×nh. -Nèi bÊc thÊm (splicing): khi ph¶i nèi bÊc thÊm, ®o¹n chång ghÐp dµi 15c¸ch m¹ng vµ ®­îc ghim l¹i. -Xö lÝ trôc trÆc (obstruction): khi mét vÞ trÝ c¾m bÊc thÊm bÞ trë ng¹i, ph¶i c¾m thay 2 vÞ trÝ l©n cËn c¸ch vÞ trÝ chÝnh thøc 50 cm. h. KiÓm tra chÊt l­îng: §é s©u c¾m bÊc thÊm: qua ®¸nh dÊu tõng mÐt mét trªn cuén bÊc thÊm ta x¸c ®Þnh ®­îc ®é s©u c¾m bÊc ®· ®¹t yªu cÇu thiÕt kÕ ch­a. Kh¼ng ®Þnh bÊc thÊm ®· ®­îc neo chÆt ë cao ®é thiÕt kÕ: sau khi dïi dÉn c¾m bÊc thÊm ®Õn ®é s©u thiÕt kÕ råi rót lªn, b¶n neo bÞ gi÷ l¹i ë ®é s©u thiÕt kÕ nªn bÊc thÊm sÏ vÉn cã ®é c¨ng dÝnh nhÊt ®Þnh. NÕu tuét chèt neo sÏ cã hiÖn t­îng bÊc thÊm bÞ chïng xuèng. KiÓm tra hiÖn t­îng ®øt bÊc thÊm: khi c¾m bÊc thÊm, nÕu bÊc thÊm ®­îc c¾m s©u ®Òu ®Æn theo ®é s©u c¾m cña dïi dÉn th× b¨ng cuén bÊc thÊm lu«n lu«n quay. NÕu thÊy b¨ng cuén nµy dõng l¹i, tøc lµ bÊc th¾m ®· bÞ ®øt. Ph¶i c¾m l¹i c¸ch vÞ trÝ cò 50 cm. B¶o vÖ bÊc thÊm khi c¾m ®Æt xong: sau khi bÊc thÊm c¾m ®Æt xong: sau khi c¾m bÊc thÊm xong trong mét ph¹m vi nµo ®Êy, ®Ó b¶o vÖ bÊc thÊm, cã thÓ ®¾p tiÕp nÒn ®­êng ®Ó che phñ ®Çu b¾c thÊm. H×nh : KiÓm tra chèt neo qua ®é chïng cña bÊc thÊm. i. Ghi chÐp lÞch tr×nh c¾m bÊc thÊm. Ngµy c¾m, vÞ trÝ c¨m, chiÒu dµi c¾m (tøc ®é s©u), c¸c trë ng¹i... ®­îc ghi l¹i theo mÉu b¶ng B¶ng lÞch tr×nh c¾m bÊc thÊm: LÞch tr×nh ®o¹n c¾m bÊc thÊm: Tõ km 9 + 290 ®Õn km 9 + 350 Theo b¶n vÏ b×nh ®å vÞ trÝ bÊc thÊm sè:.........(kÌm theo) Ngµy c¾m: ChiÒu dµi c¾m 16m Lo¹i bÊc thÊm: NYLEX BERHAD M¸y c¾m: KATO To¹ ®é 1 2 3 4 5 6 7 8 9 .... 85 A x X x B x x x C x X x D x 13,4 x E x X x F x x x G x X x ... Z Tê sè:.......... Ng­êi ghi sè liÖu: Chó ý: B¶ng trªn ®­îc ghi theo tiÕn tr×nh dÞch chuyÓn hîp lý cña m¸y c¾m bÊc thÊm. Th«ng th­êng nªn c¾m tiÕn theo chiÒu mèc c¾m ®Ó kh«ng ph¸ háng c¸c cäc tre lµm mè. ThÓ hiÖn trªn b¶ng trªn lµ c¾m tõ cét 3 ®Õn 8, c¸c cäc tre cßn l¹i lµ tõ cét 8 trë ®i. Khi c¶ khu vùc chiÒu dµi c¾m nh­ nhau (thÝ dô 15m), mçi vÞ trÝ täa ®é bÊc thÊm chØ cÇn ®¸nh dÊu chÐo. Tr­êng hîp ®Æc biÖt bÞ v­íng nÒn cøng, chØ ®­îc c¾m 13,4m (thÝ dô vÞ trÝ D6) sÏ ghi sè 13,4 vµo « D6. k. Mét sè l­u ý khi sö dông m¸y Ðp cäc bÊc thÊm : Khi Ðp cäc x¶y ra sù cè ®øt c¸p ,m¸y háng ... th× ph¶i t×m biÖn ph¸p nhanh chãng kÐo trôc thÐp lªn v× sau mét thêi gian th× lùc c¶n bã th©n cäc rÊt lín . ViÖc rót cäc thùc hiÖn võa kÝch võa kÐo . Do tèc ®é Ðp vµ nhæ cäc rÊt lín mµ m¸y lµm viÖc liªn tôc nªn c«ng t¸c ch¨m sãc kü thuËt ph¶i th­êng xuyªn , th­êng th× tõ (20÷25).103 m th× ph¶i thay c¸p mét lÇn . III- Chän s¬ bé kiÓu d¸ng vµ kÕt cÊu bé c«ng t¸c: A - Chän kiÓu d¸ng bé c«ng t¸c: Tõ m« h×nh tæng thÓ cña lo¹i m¸y Ðp cäc bÊc thÊm ®· chän ë trªn: lµ lo¹i m¸y xóc 1 gÇu truyÒn ®éng thuû lùc cã l¾p bé c«ng t¸c Ðp lµ kÕt cÊu thÐp d¹ng cét. Th«ng th­êng th× cét lµ kÕt cÊu chÞu nÐn th­êng dïng ®Ó ®ì c¸c kÕt cÊu d¹ng dÇm, dµn & truyÒn t¶i träng xuèng bé phËn kÕt cÊu phÝa d­íi nã hoÆc mãng. KÕt cÊu cña cét th­êng dïng trong kÕt cÊu cña c¸c lo¹i m¸y trôc, m¸y n©ng chuyÓn..Thùc tÕ ë ®©y lµ dïng cho kÕt cÊu bé c«ng t¸c Ðp. V× m¸y Ðp cäc bÊc thÊm cã nhiÖm vô c¾m bÊc thÊm xuèng nÒn th«ng qua èng thÐp mang bÊc, v× vËy èng thÐp chØ thùc hiÖn chuyÓn ®éng tÞnh tiÕn lªn xuèng theo quü ®¹o lµ r·nh tr­ît cña kÕt cÊu d¹ng cét. KL: Qua tÝnh chÊt c«ng viÖc cña bé c«ng t¸c vµ dùa vµo h×nh d¸ng kÕt cÊu cña nhiÒu lo¹i m¸y Ðp cäc trong & ngaßi n­íc, tõ ®ã mµ ta chän vµ tÝnh to¸n bé c«ng t¸c theo kÕt cÊu d¹ng cét. B - Chän kiÓu kÕt cÊu cña cét: §èi víi cét chÞu nÐn th× ®iÒu kiÖn lµm viÖc tèt nhÊt cña nã lµ chØ chÞu nÐn vµ ph¶i b¶o ®¶m æn ®Þnh vÒ kÕt cÊu vµ c¸c mèi liªn kÕt. H×nh vÏ thÓ hiÖn c¸c d¹ng liªn kÕt cña cét chÞu t¶i: Víi bé c«ng t¸c Ðp th× chñ yÕu lµ cét chÞu lùc theo ph­¬ng ¸n (b), v× vËy sÏ ph¶i chän ra lo¹i h×nh kÕt cÊu cña cét thËt thÝch hîp ®Ó ®¶m b¶o ®é æn ®inh cho bé c«ng t¸c. 1- giíi thiÖu c¸c d¹ng kÕt cÊu cét: Dùa vµo nh÷ng kiÕn thøc ®· häc & cô thÓ lµ dùa vµo s¸ch “ KÕt cÊu thÐp ” cña tr­êng §HGTVT ®ång thêi dùa vµo c¸c kÕt cÊu cña m¸y mãc trªn thùc tÕ ta ®Þnh ra ®­îc cã 2 lo¹i kÕt cÊu cét chÝnh: a - Cét kÝn: Kh¸i NiÖm: Cét mµ hÖ thanh bông cña nso lµ tÊm b¶n kÝn xuèt chiÒu dµi th× gäi t¾t lµ cét kÝn. C¸c d¹ng m/c: MÆt c¾t cña cét kÝn cã thÓ lµ h×nh ch÷ I, h×nh ch÷ +, hay lµ lo¹i h×nh kÝn kh¸c. - Cét kÝn lµm b»ng thÐp c¸n h×nh ch÷ I ®­îc chÕ t¹o ®¬n gi¶n nhÊt , nh­ng b¸n kÝnh qu¸n tÝnh ®èi víi trôc (y-y) lµ qu¸ nhá nªn kh«ng tho¶ m·n ®/k æn ®inh theo 2 ph­¬ng v× vËy Ýt dïng. - Cét lµm b»ng thÐp ch÷ I c¸nh réng cã ®é æn ®inh theo 2 ph­¬ng gÇn b»ng nhau. - D¹ng m/c (d) gåm 3 b¶n thÐo ghÐp l¹i víi nhau b»ng ®­êng hµn cã b¸n kÝnh qu¸n tÝnh ®èi víi 2 trôc chÝnh chªnh lÖch qu¸ lín nªn Ýt dïng. - D¹ng m/c (®) lµ mÆt c¾t ch÷ I ®­îc ghÐp b»ng ®Þnh t¸n, lo¹i cét nµy chÕ t¹o mÊt nhiÒu c«ng, tèn vËt liÖu nªn Ýt dïng. - D¹ng m/c (e &g) ®­îc ghÐp b»ng c¸c lo¹i thÐp h×nh ch÷ I &C võa cøng l¹i võa rÎ, tiÕt kiÖm ®­îc thÐp b¶n nªn gi¸ thµnh rÎ nªn khi t¶i träng t¸c dông lín th× dïng lo¹i nµy lµ thÝch hîp. - D¹ng m/c (h) cã ­u ®iÓm lµ æn ®Þnh theo 2 ph­¬ng b»ng nhau. So víi lo¹i m/c ch÷ I cã cïng diÖn tÝch th× ®é cøng cña m/c nµy nhá h¬n. - Ngoµi ra cßn cã thÓ dïng thÐp èng hay thÐp h×nh hay thÐp b¶n ghÐp l¹i víi nhau thµnh c¸c lo¹i mÆt c¾t kÝn . Lo¹i cét nhÑ cã thÓ lµm b»ng thÐp h×nh cã thµnh máng, Ðp b»ng khu«n hay uèn. KÕt LuËn: C¸c lo¹i cét kÝn cã ­u ®iÓm lµ kÕt cÊu ®­îc thu gän, kiÓu d¸ng ®Ñp, ®é æn ®Þnh theo c¸c ph­¬ng ®Òu nhau. Nh­ng nh­îc ®iÓm cña lo¹i nµy lµ gia c«ng chÕ t¹o phøc t¹p & gi¸ thµnh cao. Víi ®iÒu kiÖn trong n­íc hiÖn nay: + C«ng nghÖ luyÖn kim ch­a ®¹t tíi tr×nh ®é nh­ c¸c n­íc ®i trøoc v× vËy mµ nh÷ng lo¹i thÐp h×nh cßn ph¶i nhËp cña n­íc ngoµi hay sx víi chÊt l­îng ch­a cao nh­ cña n­íc ngaßi. + Tr×nh ®é tay nghÒ ng­êi thî & quy tr×nh sx vÉn cßn mang nÆng tÝnh thñ c«ng nªn chØ sx tèt nh÷ng s¶n phÈm cã kÕt cÊu ®¬n gi¶n cßn ®èi víi nh÷ng s¶n phÈm cã kÕt cÊu phøc t¹p th× tÝnh chÝnh x¸c cña nã kh«ng ®­îc cao. Trong khi viÖc thiÕt kÕ & sx ë n­íc ngoµi ®Òu thùc hiÖn trªn m¸y mãc vµ tù ®éng ho¸ cao nªn chÊt l­îng vµ sè l­îng s¶n phÈm cña hä cã chÊt l­îng tèt h¬n. + XÐt vÒ ®iÒu kiÖn kinh tÕ th× n­íc ta cßn nghÌo, viÖc ®Çu t­ vèn cho m¸y mãc hiÖn nay vÉn ®ang lµm vÊn ®Ò to lín ph¶i suy nghÜ. MÆt kh¸c th× ®iÒu kiÖn ®ßi hái vÒ kÕt cÊu cña bé c«ng t¸c Ðp ph¶i æn ®Þnh & kinh tÕ nªn nh÷ng m¸y mãc cã chÊt l­îng tèt ®i ch¨ng n÷a nh­ng gi¸ thµnh qu¸ cao hay chÕ t¹o mµ qu¸ tèn kÐm th× còng ph¶i xem xÐt nh­êng chç cho nh÷ng lo¹i rÎ tiÒn h¬n nh­ng chÊt l­îng cã thÓ thÊp h¬n mét tÝ nh­ng vÉn ®ñ ®iÒu kiÖn cho phÐp khi thi c«ng. VËy ph­¬ng ¸n chän d¹ng kÕt cÊu bé c«ng t¸c kiÓu cét kÝn lµ ch­a phï hîp. HiÖn ph­¬ng ¸n nµy chØ thÝch hîp ®èi víi c¸c n­íc c«ng nghiÖp cã nÒn sx vµ bu«n b¸n MXD hµng ®Çu trªn thÕ giíi nh­ Hµ Lan, §øc, NhËt, Mü..& hiÖn nay c¸c h·ng næi tiÕng vÒ MXD hä th­êng sö dông kÓu kÕt cÊu nµy cho kÕt cÊu d¹ng cét. (h×nh vÏ minh ho¹) H×nh minh ho¹ kÕt cÊu d¹ng cét kÝn bé c«ng t¸c m¸y Ðp cäc bÊc thÊm cña HµLan: b - Cét hë: Kh¸i NiÖm: Cét mµ cã hÖ thanh bông cña nã cïng víi c¸c nh¸nh cét lµm thnµh kÕt cÊu dµn hoÆc kÕt cÊu khung víi hÖ thanh bông hë th× gäi lµ cét hë. C¸c d¹ng m/c: - Cét hë th­êng cã c¸c nh¸nh ch÷ C hay I hay thÐp gãc ®­îc liªn kÕt víi nhau b»ng c¸c thanh gi»ng (h×nh a, b, c) hay b¶n gi»ng (h×nh d) hoÆc b¶n lç (h×nh®). MÆt c¾t cña cét hë cã quy ­íc lµ: trôc ®øng víi nh¸nh cét lµ trôc thùc cßn trôc song song víi nh¸nh cét lµ trôc ¶o. Kho¶ng c¸ch b gi÷a 2 nh¸nh cét th­êng bè trÝ ®Ó cho cét cã ®é æn ®Þnh ®èi víi 2 ph­¬ng cña trôc chÝnh b»ng nhau. - Trªn thùc tÕ: víi nh÷ng thanh chÞu nÐn ®óng t©m, chÞu t¶i träng nhá chiÒu dµi lín th× cã thÓ dïng 4 thÐp gãc ghÐp thµnh mÆt c¾t, ë c¶ 4 mÆt ®Òu liªn kÕt b»ng thanh gi»ng hay b¶n gi»ng (h×nh d). Khi néi lùc trong cét rÊt lín th× cã thÓ dïng b¶n thÐp kho¸t lç ®Ó liªn kÕt c¸c nh¸nh (hh×nh vÏ ®). NÕu 2 cét cã diÖn tÝch m/c nh­ nhau th× lo¹i cét liªn kÕt b»ng thanh gi»ng cøng h¬n lo¹i liªn kÕt b»ng b¶n gi»ng v×: mÆt bªn cét lµ thanh gi»ng th­êng chÞu lùc däc trôc. Cßn cét liªn kÕt b»ng b¶n gi»ng th× cã m/c lµ kÕt cÊu khung, b¶n gi»ng vµ nh¸nh cét bÞ biÕn d¹ng uèn nªn ®é cøng t­¬ng ®èi kÐm. Thanh gi»ng th­êng dïng thÐp h×nh cßn b¶n gi»ng th­êng dïng thÐp b¶n. H×nh vÏ thÓ hiÖn c¸c d¹ng liªn kÕt trong cét hë: Cét hë víi c¸c d¹ng liªn kÕt b»ng thÐp h×nh th­êng ®­îc ¸p dông trong c¸c d¹ng m¸y trôc nh­ cÇn trôc th¸p, cÇn trôc b¸nh xÝch .. 2- chän kÕt cÊu cét: Tuy cét kÝn cã liªn kÕt ®¬n gi¶n h¬n cét hë nh­ng khi chiÒu réng cña cét t­¬ng ®èi lín th× kh«ng cã lîi khi cã t¶i träng giã t¸c dông + träng l­îng b¶n th©n lín sÏ g©y mÊt æn ®Þnh. VËy nªn khi chän h×nh thøc cét cÇn ph¶i xÐt ®Õn : yÕu tè t¶i träng, ®iÒu kiÖn sö dông, lo¹i thÐp hiÖn cã & kh¶ n¨ng chÕ t¹o & thêi tiÕt thi c«ng(cÊp giã). Qua nh÷ng vÊn ®Ó ®· tr×nh bµy ë trªn vµ qua nghiªn cøu tham kh¶o thªm c¸c t­ liÖu d¹ng m¸y ®· sx trong n­íc & n­íc ngoµi, ®Æc biÖt lµ d¹ng kÕt cÊu bé c«ng t¸c cña lo¹i m¸y Ðp nµy mµ c¸c thÇy gi¸o trong bé m«n MXD -§HGTVT- HN ®· thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o, VËy: ” ta chän d¹ng kÕt cÊu bé c«ng t¸c Ðp lµ d¹ng cét hë d¹ng m¾t l­íi ” . Do ®¸p øng ®­îc c¸c yªu cÇu ®Æt ra ë trªn. H×nh thÓ hiÖn ph­¬ng ¸n chän d¹ng liªn kÕt vµ m/c cña bé c«ng t¸c Ðp: Trong ®ã: d¹ng mÆt c¾t bao gåm 8 thanh thÐp h×nh ch÷ C hay 4 thanh thÐp hép ®­îc gi»ng víi nhau b»ng c¸c thanh thÐp gãc vµ liªn kÕt víi nhau theo ph­¬ng ph¸p hµn. - C¸c d¹ng t¶i träng t¸c dông lªn cét: §ãi víi cét m¾t l­íi d¹ng kÕt cÊu thÐp; ®Ó thùc hiÖn ®­îc viÖc tÝnh to¸n thiÕt kÕ ra c¸c d¹ng mÆt c¾t cña c¸c thanh liªn kÕt hay thanh m¸ th× tr­íc hÕt: cÇn ph¶i x¸c ®Þnh ®­îc yÕu tè t¶i träng t¸c dông. Sau ®ã chän & ph©n tÝch ra biÓu ®å lùc t¸c dông lªn kÕt cÊu cét; tõ ®ã lµm c¬ së ®Ó tÝnh chän mÆt c¾t c¸c thanh trong kÕt cÊu cét. Tõ kiÕn thøc ®· häc & kinh nghiÖm thùc tÕ, ta ®­a ra c¸c d¹ng t¶i träng t¸c dông chÝnh lªn kÕt cÊu cét cÇn thiÕt kÕ: - T¶i träng Ðp cäc & rót cäc: T¶i träng Ðp cäc(G11): T¶i träng nµy sinh ra khi thùc hiÖn qu¸ tr×nh Ðp cäc, khi ®ã ®éng c¬ thuû lùc kÐo trôc Ðp ®©m xuèng ®Êt th«ng qua hÖ c¸p thÐp & puly dÉn h­íng. Theo s¬ ®å m¾c c¸p & ®Ò bµi ra th×: G11: Cã ph­¬ng trïng víi ®­êng t©m cña trôc Ðp. Cã chiÒu tõ trªn xuèng. Cã gi¸ trÞ G11 » 7T = 70 KN. T¶i träng rót cäc(G12): T¶i träng nµy sinh ra khi thùc hiÖn qu¸ tr×nh kÐo cäc lªn khái nÒn, khi ®ã ®éng c¬ thuû lùc kÐo trôc Ðp lªn khái nÒn th«ng qua hÖ c¸p thÐp & puly dÉn h­íng. Theo s¬ ®å m¾c c¸p th×: G11: Cã ph­¬ng trïng víi ®­êng t©m cña trôc Ðp. Cã chiÒu tõ d­íi lªn trªn. Cã gi¸ trÞ:(lÊy theo gi¸ trÞ ®Ò bµi giao) G12 = 70 KN = 15T = 150 KN Trong ®ã : hÖ sè k nµy lµ hÖ sè kinh nghiÖm thÓ hiÖn sù t¨ng t¶i do ¸p lùc cña ®Êt lªn trôc Ðp khi thùc hiÖn qu¸ tr×nh rót cäc, vµ chØ x¶y ra ë qu¸ tr×nh nµy. Träng l­îng b¶n th©n(G2): Träng l­îng nµy bao gåm träng l­îng cña c¸c chi tiÕt vµ c¸c thanh gi»ng, thanh m¸, côm puly, têi thuû lùc.. cÊu thµnh bé c«ng t¸c. Th­êng th× ng­êi ta bá qua träng l­îng b¶n th©n cña c¬ cÊu khi tÝnh to¸n, nh­ng víi kÕt cÊu cña bé c«ng t¸c do cã t¶i träng lín nªn ph¶i xÐt ®Õn. Khi tÝnh to¸n thiÕt kÕ bé c«ng t¸c Ðp th× t¶i träng nµy lµ ch­a x¸c ®Þnh ®­îc. §Ó tÝnh s¬ bé träng l­îng bé c«ng t¸c ta dùa vµo kinh nghiÖm thùc tÕ: nghÜa lµ dùa vµo kÕt cÊu bé c«ng t¸c cña m¸y ®· sx cã chiÒu s©u Ðp 15& 20T; cô thÓ h¬n lµ qua sö h­íng dÉn cña c¸c thÇy gi¸o h­íng dÉn mµ ta ®Þnh ra s¬ bé gi¸ trÞ cña: G2 » 7,5T = 75 KN Dùa vµo gi¸ trÞ nµy sau khi tÝnh to¸n xong sÏ ®em so s¸nh & ®iÒu chØnh l¹i víi kÕt qu¶ cho hîp lÝ. T¶i träng giã (G3): §èi víi m¸y lµm viÖc ngoµi trêi cÇn ph¶i tÝnh ®Õn t¶i träng giã g©y ra. Do t¶i träng giã thay ®æi ngÉu nhiªn & phô thuéc nhiÒu vµo thêi tiÕt, khÝ hËu cña tõng vïng nªn khi mang m¸y ®i thi cong cÇn chó ý ®iÒu kiÖn thêi tiÕt ë c«ng tr­êng ®Ó ®¶m b¶o cho m¸y lµm viÖc an toµn. Cßn trong tÝnh to¸n thiÕt kÕ, t¶i träng giã ®­îc xem lµ t¸c dông theo ph­¬ng ngang víi ct theo s¸ch (TÝnh to¸n m¸y trôc-25): G3 = q.n.c.b.A Trong ®ã: q = 0,5KN/m2. lµ ¸p lùc giã lín nhÊt ë tr¹ng th¸i lµm viÖc. n = 1,52. Lµ hÖ sè kÓ ®Õn sù t¨ng ¸p lùc giã theo chiÒu cao. (chän tõ b¶ng 0.11 s¸ch M¸y&ThiÕt bÞ n©ng). c = 1. Lµ hÖ sè c¶n khÝ ®éng häc . b = 1. Lµ hÖ sè ®éng lùc häc kÓ ®Õn ®Æc tÝnh xung ®éng cña t¶i träng giã. A lµ diÖn tÝch høng giã(phô thuéc vµo bÒ mÆt c¸c thanh vµ c¸c chi tiÕt..). Ta chän gi¸ trÞ G3 = 0,005 KN/cm2 lµ gi¸ trÞ ¸p lùc giã cho c¶ khi lµm viÖc & kh«ng lµm viÖc. C¸c t¶i träng kh¸c: - Lùc c¶n ma s¸t cña ®Êt – trôc Ðp: Fc = Ltrôc . Ctrôc . fc Trong ®ã: Ltrôc : lµ chiÒu dµi ®o¹n trôc cÇn Ðp xuèng nÒn. Ctrôc: Lµ chu vi cña mÆt c¾t trôc Ðp. fc = 1: lµ hÖ sè ma s¸t ®Êt – thÐp (tra b¶ng1.2 s¸ch M¸y Lµm §Êt- §HGTVT) Lùc nµy cµng t¨ng lªn khi trôc Ðp cµng lón x©u xuèng ®Êt, ta lÊy gi¸ trÞ max khi: Ltrôc = 25m. Ngoµi ra cßn cã ¸p lùc cña ®Êt lªn ®Çu mòi cäc khi Ðp cäc& Lùc n©ng c¸c côc gia t¶i khi têi thuû lùc lµm viÖc. Nh­ng v× ®Çu mòi cäc cã tiÕt diÖn nhá nªn ¸p lùc kh«ng ®¸ng kÓ & c¸c côc gia t¶i cã khèi l­îng nhá nªn lùc th¾ng gia t¶i kh«ng ¶nh h­ëng ®Õn qu¸ tr×nh lµm viÖc, v× vËy mµ ta cã thÓ bá qua c¸c lùc nµy. C - S¬ bé ®Þnh ra kÝch th­íc tæng thÓ cña BCT: 1 - Chän kÝch th­íc cét: - Dùa vµo c¸c th«ng sè ®Çu bµi cho vÒ bé c«ng t¸c: + ChiÒu s©u Ðp: 25m. + Lùc Ðp max: 15T. + Tèc ®é Ðp: 45m/ph. - Qua tham kh¶o kÝch th­íc c¸c lo¹i m¸y trong vµ ngoµi n­íc & ®Æc biÖt lµ bé c«ng t¸c Ðp do tr­êng sx víi chiÒu s©u Ðp cäc = 15m hay 20m (H×nh vÏ). Tõ ®ã ta ®Þnh ra ®­îc: Bé c«ng t¸c lµ kÕt cÊu d¹ng cét m¾t l­íi; Víi chiÒu s©u Ðp theo quy ®Þnh = 25m th× chiÒu cao cña kÕt cÊu cét ph¶i ®¶m b¶o: Hcét > 25m Trong ®ã: Hcét : lµ chiÒu cao cña kÕt cÊu cét. Tõ ®ã s¬ bé chän chiÒu cao cña kÕt cÊu cét: Hcét = 26.5m. NÕu trªn thùc tÕ mµ chÕ t¹o nguyªn c¶ ®o¹n cét cã ®é dµi = 26.5m th× sÏ g©y nhiÒu bÊt tiÖn: + VÒ mÆt sx: khi sx & chÕ t¹o th× ph¶i hµn thªm c¸c thanh m¸ ®Ó cã chiÒu dµi 26,5m hay ph¶i ®Æt riªng kÝch th­íc víi nhµ m¸y chÕ t¹o, v× thùc tÕ c¸c thanh thÐp h×nh kh«ng cã chiÒu dµi nh­ vËy. + Khi thi c«ng ph¶i vËn chuyÓn m¸y ra c«ng tr­êng: khi ®ã do ®é dµi cña kÕt cÊu qu¸ khæ nªn viÖc di chuyÓn trong thµnh phè hay c¸c khu trung t©m ph¶i xin giÊy phÐp(phøc t¹p), mÆt kh¸c th× víi kÝch th­íc nh­ vËy th× viÖc chän xe chuyªn chë sÏ khã kh¨n. + V× t×nh h×nh kinh tÕ n­íc ta cßn nhiÒu khã kh¨n nªn viÖc ®Çu t­ vèn mua m¸y c¬ së ®Ó s¶n xuÊt riªng lo¹i m¸y Ðp víi bé c«ng t¸c cã chiÒu s©u Ðp chuyªn dïng lµ rÊt khã thùc hiÖn, mµ nÕu cã thùc hiÖn th× còng tèn kÐm. Trong khi môc tiªu x¸c ®Þnh lµ trong qu¸ tr×nh thi c«ng ph¶i tËn dông lo¹i m¸y c¬ së cã s½n trªn c«ng tr­ßng, tÝnh ®a n¨ng khi thi c«ng cña bé c«ng t¸c, Tõ nh÷ng bÊt lîi trªn ta ®­a ra ph­¬ng ¸n: chia c¶ ®o¹n 26.5m thµnh c¸c ®o¹n nhá h¬n. Sau ®ã liªn kÕt c¸c ®o¹n nµy l¹i = liªn kÕt mÆt bÝch b¾t bu l«ng. X¸c ®Þnh kÝch th­íc chiÒu dµi tõng ®o¹n: Qua ph©n tÝch c¸c kÕt cÊu cña bé c«ng t¸c thùc tÕ, kinh nghiÖm cña thÇy c« chØ dÉn & dùa vµo kÝch th­íc c¸c lo¹i m¸y ®· sx ë trong n­íc cã d¹ng kÕt cÊu t­¬ng tù: + Lo¹i m¸y cã chiÒu s©u Ðp 15m, ®­îc chÕ t¹o t¹i x­ëng tr­êng §HGTVT gåm cã 3 ®o¹n, ChiÒu dµi trung b×nh c¸c ®o¹n kh«ng qu¸ 5.5m. + Lo¹i m¸y cã chiÒu s©u Ðp =20m, ®­îc l¾p trªn m¸y ®µo HITACHI- EX270 gåm 4 ®o¹n. ChiÒu dµi ®o¹n lín nhÊt =5.5m. MÆt kh¸c dùa vµo chiÒu cao n©ng tèi ®a cña tay cÇn trªn m¸y c¬ së PC300HD-6. Qua tÝnh to¸n s¬ bé tõ c¸c kÝch th­íc, ta thÊy r»ng chèt liªn kÕt tay gÇu víi tay cÇn th­êng n»m t¹i vÞ trÝ cao nhÊt so víi mÆt nÒn ph¼ng: H = 6 ¸ 7m VËy th× liªn kÕt chèt cña tay cÇn víi bé c«ng t¸c ta sÏ ®Æt trong kho¶ng < 7m. tõ ®ã ta ®Þnh ra ®­îc kho¶ng c¸ch hîp lÝ phÇn liªn kÕt gi÷a m¸y c¬ së & bé c«ng t¸c. VËy: qua ph©n tÝch dôa trªn thùc tÕ ta ®­a ra ph­¬ng ¸n chän ®é dµi kÕt cÊu tõng ®o¹n cét cña bé c«ng t¸c víi chiÒu s©u Ðp = 25m nh­ sau: §o¹nI: (§o¹n liªn kÕt víi ®Õ & mang puly dÉn h­íng) (h×nh vÏ) §o¹nII ( ®o¹n liªn kÕt bé c«ng t¸c víi m¸y c¬ së) (H×nh vÏ) §o¹nIII ( ®o¹n trung gian 1) (h×nh vÏ) §o¹nIV (®o¹n trung gian 2): (H×nh vÏ) §o¹n nµy lµ ®o¹n trung gian víi chiÒu dµi chØ cã 5m môc ®Ých chÝnh vÉn lµ ®o¹n nèi cña bé c«ng t¸c Ðp chuyÓn tõ chÒu s©u Ðp cäc 20m lªn 25m. NÕu Ðp 20m th× ng­êi ta bá ®o¹n nµy kh«ng nèi vµo mµ chØ nèi lu«n ®o¹n V víi ®o¹n III §o¹nV (®o¹n mang côm puly ®Çu ®Ønh cét): (h×nh vÏ) §o¹n nµy cã l¾p 2 pulydÉn h­íng t¹i ®Çu ®Ønh cét ®Ó dÉn h­íng c¸p kÐo trôc Ðp. §èi víi chiÒu s©u Ðp 15m hay 20m & 25m th× ®o¹n nµy kh«ng thÓ thiÕu, còng nh­ ®o¹n I &®o¹nII. Sau khi ®· x¸c ®Þnh s¬ bé ®­îc kÝch th­íc ®é dµi & mÆt c¾t cña c¸c ®o¹n, ta sö dông ch­¬ng tr×nh tÝnh to¸n kÕt cÊu SAP2000. Giíi thiÖu qua vÒ SAP2000 & c¸ch sö dông: Sap2000 lµ mét ch­¬ng tr×nh phÇn mÒm vi tÝnh cã kh¶ n¨ng ph©n tÝch tÜnh häc & ®éng häc, tuyÕn tÝnh, phi tuyÕn tÝnh.. ®èi víi c¸c d¹ng kÕt cÊu thÐp , bª t«ng..Ch­¬ng tr×nh nµy tÝnh to¸n thiÕt kÕ c¸c kÕt cÊu theo tiªu chuÈn AASHTO, ACI, AISC cña Hoa-kú, mµ c¸c tiªu chuÈn nµy hiÖn nay ®ang ®­îc sö dông réng r·i ë ViÖtNam & cô thÓ lµ ®ang ®­îc vËn dông trong tÝnh to¸n kÕt cÊu ë tr­êng §HGTVT- HN. C¸c b­íc c¬ b¶n cña ph­ong ph¸p gi¶i bµi to¸n trªn SAP2000: B­íc1: - Chän ®¬n vÞ ®o. X¸c ®Þnh kÝch th­íc h×nh häc cña kÕt cÊu. X¸c ®Þnh tÝnh chÊt vËt liÖu, ®Þnh nghÜa mÆt c¾t cña c¸c cÊu kiÖn. G¸n c¸c d¹ng mÆt c¾t cho c¸c cÊu kiÖn & c¸c bËc tù do cho c¸c phÇn tö. X¸c ®Þnh c¸c d¹ng t¶i träng & g¸n c¸c trÞ sè t¶i träng. B­íc 2: - Ch¹y ch­¬ng tr×nh. ThÓ hiÖn d¹ng kÕt cÊu sau khi ®· bÞ t¸c dông cña lùc. ThÓ hiÖn c¸c gi¸ trÞ chuyÓn vÞ cña c¸c phÇn tö ThÓ hiÖn c¸c gi¸ trÞ néi lùc, lùc c¾t.. trong c¸c cÊu kiÖn. B­íc3: - In kÕt qu¶. Sau khi ch¹y xong ch­ong tr×nh ®­îc thÇy gi¸o kiÓm tra kÕt qu¶, sau khi ®· cã kÕt qu¶ hîp lÝ th× ta ®i vµo tÝnh to¸n chän cô thÓ mÆt c¾t & x¸c ®Þnh sè hiÖu kÝch th­íc c¸c lo¹i thÐp h×nh còng nh­ khÝch th­íc cña c¸c ®o¹n dùa vµo s¸ch KÕt CÊu ThÐp. D - tÝnh chän cô thÓ kÝch th­íc c¸c ®o¹n: 1- X¸c ®Þnh mÆt c¾t cÇn thiÕt & TÝnh chän , kiÓm tra bÒn , æn ®Þnh: a - §o¹n I: Tõ mÆt c¾t ®· chän cña ®o¹nI ta ®i tÝnh chän mÆt c¾t cho thanh m¸ tr­íc: */ ThanhM¸: V× mÆt c¾t cña thanh m¸ trong cét hë ta ®· chän lµ 2 thÐp C ghÐp l¹i víi nhau nªn coi nh­ mÆt c¾t ®Êy lµ d¹ng cét kÝn chÞu nÐn ®óng t©m. ¸p dông CT (6-6) s¸ch KCT 2000(143) ta cã: DiÖn tÝch mÆt c¾t cÇn thiÕt: Fct = cm2 Trong ®ã: Fct: lµ diÖn tÝch mÆt c¾t cÇn thiÕt cña ®o¹n thanh. N: lµ néi lùc tÝnh to¸n cña cét (®­îc lÊy kÕt qu¶ tõ ch­¬ng tr×nh SAP2000 vµ lÊy gi¸ trÞ cña ®o¹n thanh cã gi¸ trÞ max øng víi t¶i Ðp+Giã ): Nmax = 139,6»140KN. j : lµ hÖ sè uèn däc, dùa vµo gi¶ ®Þnh l = 100 sau ®ã tra b¶ng s¸ch KCT (219) phô lôc2 ta cã: l = 100; j = 0,6. Ro: lµ c­êng ®é tÝnh to¸n khi chÞu lùc däc trôc cña thÐp lµm cét. §èi víi thÐp CT3 = 210MN/m2 = 21 KN/ cm2. Thay c¸c gi¸ trÞ vµo ( Fct) ta cã : Fct = 11 cm2 . B¸n kÝnh qu¸n tÝnh cÇn thiÕt: rct = Trong ®ã: lo: lµ chiÒu dµitÝnh to¸n cña cét. lo = mo.l. l: lµ chiÒu dµi thùc cña ®o¹n thanh cÇn tÝnh. l = 51cm mo: lµ hÖ sè tÝnh ®æi xÐt ®Õn liªn kÕt ®Çu mót ®o¹n cét cÇn tÝnh. Ta chän mo = 0,7. Thay c¸cgi¸ trÞ vµo (rct) ta cã : rct = 0,357 cm. KÝch th­íc cÇn thiÕt cña cét: ChiÒu cao cÇn thiÕt: hct = ChiÒu réng cÇn thiÕt: bct = Víi c¸c gi¸ trÞ ax= 0,38 & ay= 0,44 tra b¶ng 4-1(76) s¸ch KCT. Thay c¸c gi¸ trÞ vµo c¸c ct ta cã: hct =0,9cm; bct= 0,9cm. Víi nh÷ng th«ng sè kÝch th­íc trªn ta tra b¶ng thÐp h×nh chän: Lo¹i thÐp C10 cã c¸c th«ng sè: h = 10cm (100mm); b = 4,6cm (46mm); F = 10,9cm (109mm); G = 8,59kg; Jx = 174cm4; rx = 3,99cm. Chän 2 thÐp C10. MÆt c¾t cña ®o¹n cét nµy coi nh­ h×nh vu«ng nªn æn ®Þnh theo c¶ 2 ph­¬ng lµ nh­ nhau. VËy ta chØ kiÓm tra víi trôc (x-x) lµ ®ñ. KiÓm tra mÆt c¾t ®o¹n cét ®· chän: Víi rx = 3,99cm võa tra ®­îc thay vµo ct tÝnh ®é m¶nh: Tra b¶ng phô lôc2 ta ®­îc: jx = 0,99 KiÓm tra øng suÊt: KN/cm2 < [R]= 21 KN/cm2. VËy mÆt c¾t ®· chän lµ hîp lý. Ta chän cho c¶ chiÒu dµi 5m cña 4 nh¸nh cét ®Òu lµ 2 thanh thÐp C10 liªn kÕt hµn */ Thanh gi»ng ngang: Thanh gi»ng ngang cã môc ®Ých lµm gi¶m chiÒu dµi tÝnh to¸n cña nh¸nh cét, néi lùc cña nã th­êng nhá h¬n cña thanh gi»ng xiªn. Trong quy ph¹m thiÕt kÕ MXD th× ng­êi ta h­íng dÉn chän lo¹i L50.50.5. Khi cét chÞu nÐn th× thanh gi»ng ngang chñ yÕu chÞu lùc kÐo& c¾t. MÆt kh¸c thanh m¸ chÞu nÐn theo lý thuyÕt tÝnh to¸n lµ ®óng t©m. Nh­ng trong thùc tÕ th­êng chÞu nÐn lÖch t©m do c¸c yÕu tè sau: + Thanh thÐp khi chÕ t¹o ®· kh«ng ®­îc th¼ng lý t­ëng. + Trong chÕ t¹o nhÊt lµ khi hµn & ®Þnh vÞ kh«ng ®­îc chÝnh x¸c tuyÖt ®èi nh­ khi tÝnh to¸n. + Ngoµi ra cßn do quü ®¹o thùc cña trôc Ðp lÖch t©m. VËy ngay khi thanh m¸ chÞu t¶i th× ®· bÞ lÖch t©m dÉn ®Õn ph¸t sinh lùc c¾t. c¸c lùc c¾t nµy t¸c dông vµo c¸c thanh gi»ng ngang & gi»ng xiªn. Theo tÝnh to¸n trªn phÇn mÒm Sap2000 th× chñ yÕu thanh gi»ng ngang chÞu lùc kÐo. Theo nguyªn t¾c chung khi chän diÖn tÝch c¸c thanh ë s¸ch KCT(104) cô thÓ lµ riªng ®èi víi dµn hµn: + Sè lo¹i thÐp h×nh kh«ng qu¸ 5 lo¹i; + ThÐp gãc nhá nhÊt kh«ng ®­îc < L 50.50.5. Theo kinh nghiÖm th­êng chän diÖn tÝch mÆt c¾t c¸c thanh gi»ng < diÖn tÝch mÆt c¾t nh¸nh cét tõ 20 – 30%. Theo kÕt cÊu thùc tÕ víi bé c«ng t¸c Ðp 15m trong x­ëng tr­êng, c¸c thanh gi»ng ngang cña ®o¹nI ®Òu chän lµ thÐp C10. XÐt theo ®iÒu kiÖn chÞu lùc do ®o¹nI lµ ®o¹n chÞu lùc lín nhÊt trong 5 ®o¹n, cô thÓ lµ: + T¶i träng Ðp + t¶i träng b¶n th©n c¸c ®o¹n trªn + t¶i träng b¶n th©n c¸c chi tiÕt & côm puly c¸p.. V× vËy ta chän c¸c thanh gi»ng ngang trong ®o¹nI c¶ 4 bÒ mÆt cét lµ thÐp C10, víi c¸c th«ng sè kÝch th­íc ®· nªu ë trªn. Thanh g»ng xiªn: Theo nguyªn t¾c chung khi chän diÖn tÝch c¸c thanh ë s¸ch KCT(104) cô thÓ lµ riªng ®èi víi dµn hµn: + Sè lo¹i thÐp h×nh kh«ng qu¸ 5 lo¹i; + ThÐp gãc nhá nhÊt kh«ng ®­îc < L 50.50.5. Theo kinh nghiÖm th­êng chän diÖn tÝch mÆt c¾t c¸c thanh gi»ng < diÖn tÝch mÆt c¾t nh¸nh cét tõ 20 – 30%. Theo kÕt cÊu thùc tÕ víi bé c«ng t¸c Ðp 15m trong x­ëng tr­êng, c¸c thanh gi»ng xiªn cña ®o¹nI ®Òu chän lµ thÐp L 50.50.5. Qua ph©n tÝch lùc trªn phÇn mÒm SAP2000 th× thÊy r»ng c¸c thanh gi»ng xiªn chÞu lùc nÐn& kÐo. Cô thÓ lµ gi¸ trÞ lùc cµng t¨ng lªn vµ cã gi¸ trÞ max ë ®o¹nI cô thÓ lµ ë mÊy thanh d­ãi cïng. Gi¸ trÞ lùc nÐn lín nhÊt trong thanh gi»ng xiªn cho ®o¹nI vµ còng lµ c¶ cét 26,5m lµ: Nmax = 17,14 » 17,5KN. Khi tÝnh chän mÆt c¾t cho thanh xiªn th× ta lÊy gi¸ trÞ N =17,5KN. Chän mÆt c¾t thanh xiªn: ¸p dông ct tÝnh chän mÆt c¾t: cm2 Ta chän c¸c thanh gi»ng xiªn trong c¶ 4 bÒ mÆt cét ®o¹nI lµ: thÐp h×nh L 50.50.5(1 thanh), víi c¸c th«ng sè kÝch th­íc: h = 50mm (5cm); rx = 1,53 cm b = 50mm (5cm); G = 3,77 kg/m d = 5mm (0,5cm); F = 4,8 cm2. KiÓm tra theo ®iÒu kiÖn bÒn: Víi rx = 1,53cm võa tra ®­îc thay vµo ct tÝnh ®é m¶nh: Trong ®ã: lo: lµ chiÒu dµitÝnh to¸n cña cét. lo = mo.l. l: lµ chiÒu dµi thùc cña ®o¹n thanh cÇn tÝnh. TÝnh chän cho thanh cã néi lùc lín nhÊt nªn chiÒu dµi thanh còng lÊy theo thanh ®ã cßn c¸c thanh kh¸c cã néi lùc nhá h¬n th× ta chän dùa vµo thanh cã néi lùc max : l = 57,98cm. (h×nh vÏ) mo: lµ hÖ sè tÝnh ®æi xÐt ®Õn liªn kÕt ®Çu mót ®o¹n cét cÇn tÝnh. Ta chän mo = 0,5 øng víi thanh xiªn cã 2 ®Çu ngµm. BiÕt ®­îc lx = 18,94 ta tra b¶ng phô lôc2 ta ®­îc: jx = 0,96. KiÓm tra øng suÊt: KN/cm2 < [R]= 21 KN/cm2. Theo ®iÒu kiÖn cøng: lmax = lx = 18,94 < [l] = 105 Víi thÐp CT3: [l] = 105 Thanh xiªn võa chÞu lùc khi cét chÞu nÐn & uèn (h×nh vÏ). Khi cét bÞ nÐn däc th× thanh xiªn bÞ nÐn & co l¹i mét ®o¹n d, khi nh¸nh cét bÞ nÐn th× nã co l¹i mét ®o¹n a. Tõ h×nh vÏ ta cã: d = a.sina §é co cña thanh gi»ng & nh¸nh cét ®­îc x¸c®Þnh theo ct s¸ch KCT(168) : d = ; a = Trong ®ã: d: lµ chiÒu dµi thanh xiªn. d = 57,98cm a: lµ kho¶ng c¸ch 2 tiÕp ®iÓm trªn cét. a = 51cm. E: lµ modun ®µn håi cña thÐp = 2,1.105MN/m2 = 21.103 KN/cm2 . s2 & sn: lµ øng xuÊt trong thanh xiªn & nh¸nh cét khi chÞu nÐn. ta cã: Thay: ta cã sin2 = sin2450. 1,002 = 0,5KN/cm2 Khi cét chÞu uèn th× ta cã øng suÊt trong thanh xiªn lµ: KN/cm2. VËy øng suÊt tæng céng cña thanh xiªn: KN/cm2 KN/cm2. Trong ®ã: m: lµ hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc chän = 7,75 v× thanh gi»ng xiªn chØ dïng 1 thÐp gãc nªn kh«ng ®èi xøng. VËy ®ñ ®iÒu kiÖn ®Ó chän thanh xiªn cã néi lùc lín nhÊt & c¸c thanh xiªn trong ®o¹nI lµ thÐp L 50.50.5. TÝnh liªn kÕt tiÕp ®iÓm: Ta chän liªn kÕt tiÕp ®iÓm cña: (Thanh m¸ + Thanh gi»ng ngang + Thanh gi»ng xiªn). trong kÕt cÊu cña ®o¹nI t¹i ®iÓm cã c¸c trÞ sè lùc max lµ liªn kÕt hµn kh«ng b¶n liªn kÕt. Lý do chän dùa vµo mÊy vÊn ®Ò sau: + Liªn kÕt b»ng ®­êng hµn lµ h×nh thøc chñ yÕu nhÊt cña KÕt cÊu thÐp hiÖn nay.§Æc ®iÓm lµ nã kh«ng lµm gi¶m yÕu mÆt c¾t cña thanh, cÊu t¹o ®¬n gi¶n & dÔ dµng sö dông. + §èi víi kÕt cÊu cét cña bé c«ng t¸c, cô thÓ lµ ®o¹nI. Do ph¶i chÞu lùc lín tõ c¸c ®o¹n trªn truyÒn xuèng & kÝch th­íc c¸c khoang nhá(kh«ng lín nh­ kÕt cÊu cña cÇn trôc th¸p & c¸c kÕt cÊu kh¸c). Nªn chç tiÕp ®iÓm gi÷a c¸c thanh (M¸ + Ngang + Xiªn) dùa vµo ®iÒu kiÖn thùc tÕ s¶n xuÊt trong n­íc hiÖn nay còng nh­ kiÕn thøc ®· häc mµ ta nªn sö dông ph­¬ng ph¸p hµn & ®inh t¸n. - §èi víi ph­¬ng ph¸p liªn kÕt b»ng ®inh t¸n trong tr­êng hîp nµy ph¶i thªm b¶n liªn kÕt & sè l­îng ®inh t¸n còng kh«ng nhá nªn lµm gi¶m ®i diÖn tÝch chÞu lùc cÇn thiÕt cña chç tiÕp ®iÓm. VÒ mÆt s¶n xuÊt & chÕ t¹o th× phøc t¹p h¬n ®èi víi ph­¬ng ph¸p hµn. - §èi víi ph­¬ng ph¸p hµn th× cã thÓ thªm b¶n liªn kÕt hay kh«ng thªm còng ®­îc mµ mèi ghÐp vÉn ®¶m b¶o ®é bÒn & æn ®Þnh. Cßn vÒ mÆt gia c«ng chÕ t¹o th× thuËn tiÖn & dÔ dµng. + Trong mèi liªn kÕt tiÕp ®iÓm nµy do cÊu t¹o cña thÐp h×nh nªn ta sö dông c¶ ph­¬ng ph¸p hµn ®èi ®Çu & hµn gãc. Hai lo¹i nµy ®Òu chÞu ®­îc c¶ øng suÊt kÐo nÐn & øng suÊt c¾t hay chÞu uèn. + V× c¸c thanh cÊu kiÖn chän lµ thÐp CT3 nªn khi hµn trong s¶n xuÊt chó ý chän lo¹i que hµn còng lµ thÐp CT3 cho ®ång nhÊt vÒ chÊt liÖu ®Ó kh«ng ph¸t sinh thªm øng suÊt co kÐo phô mµ lµm gi¶m chÊt l­îng mãi hµn, dÉn ®Õn lµm gi¶m bÒn kÕt cÊu. TÝnh to¸n ®­êng hµn: ¸p dông ct tÝnh to¸n ®­êng hµn trong s¸ch KÕt CÊu thÐp MXD (21 )ta cã: */ Ta tÝnh cho ®­êng hµn ®èi ®Çu tr­íc. (H×nh vÏ) Qua s¬ ®å lùc ph©n tÝch ë trªn ta thÊy: TiÕp ®iÓm võa chÞu lùc däc trôc võa chÞu uèn. V× diÖn tÝch hµn ®èi ®Çu so víi ph­¬ng cña lùc c¾t lµ lín nªn lùc c¾t trong ®­êng hµn ®èi ®Çu kh«ng g©y nguy hiÓm. VËy ta kiÓm tra cho 2 d¹ng t¸c dông lùc lµ däc trôc & uèn. */ Tõ ct ®­êng hµn chÞu lùc däc trôc: KN/cm2 KN/cm2 Trong ®ã: [sh] = Rh =Ro. Gi¸ trÞ nµy lÊy theo b¶ng 3-7(39)KCT. N: lµ néi lùc tÝnh to¸n = 17,5KN = 18KN(lÊy gi¸ trÞ max) lh: lµ chiÒu dµi tÝnh to¸n cña ®­êng hµn – 10mm. Ta cã lh =170,7 – 10 = 160,7mm = 16,07cm. dh: lµ chiÒu cao tÝnh to¸n cña ®­êng hµn, ta lÊy = chiÒu dµy min cña c¸c b¶n thÐp d­îc hµn = 4,5mm = 0,45cm. [d]: lµ øng suÊt hµn giíi h¹n =1,6 KN/cm2. */ Tõ ct ®­êng hµn chÞu momen uèn: KN/cm2 KN/cm2. Trong ®ã: M: lµ momen uèn tÝnh to¸n ph¸t sinh khi lùc däc trôc kh«ng ®óng t©m. Ta cã: M = 18KN.1cm = 18KN.cm (lÊy gi¸ trÞ max); l =1cm lµ kho¶ng lÖch t©m max cña lùc däc trôc. Wh: lµ momen chèng uèn cña ®­êng hµn = dh.l2h /6 = 19,368 cm2. Ta cã lh = 160,7mm = 16,07cm. */ TÝnh cho ®­êng hµn gãc (h×nh vÏ): Qua ph©n tÝch lùc t¸c dông trªn mÆt c¾t tiÕp ®iÓm ta thÊy r»ng: - §èi víi ®­êng hµn gãc (h×nh vÏ) lùc däc trôc & momen uèn sÏ kh«ng ¶nh h­ëng l¾m tíi ®­êng hµn. Chñ yÕu quan t©m trong tr­êng hîp nµy lµ lùc c¾t. Mµ c¸c lùc nµy t¸c dông tr­íc hÕt vµo c¸c mÐp ngoµi cña thÐp gãc L50 & b¶n c¸nh cña C10. VËy ta tÝnh cho diÖn tÝch mÆt c¾t cña 1 c¸nh L50 & 1 c¸nh C10: ¸p dông c«ng thøc tÝnh øng suÊt hµn khi mèi hµn chÞu t¸c dông cña lùc c¾t (s¸ch KCT-25): Trong ®ã: Q: lµ lùc c¾t. ta lÊy Q = 18KN. ålh = 2´(50– 20) + (100-20) = 110mm = 11cm . dh = 0,5cm lµ chiÒu dµy b¶n c¸nh L50; b: lµ hÖ sè, khi hµn tay b = 0,7. VËy thay c¸c gi¸ trÞ vµo ct ta cã: KN/cm2KN/cm2. Víi 0,75.Ro = 0,7515,75KN/cm2. VËy mèi hµn cña tiÕp ®iÓm c¸c thanh (m¸ + gi»ng ngang + gi»ng xiªn) ®ñ ®iÒu kiÖn bÒn vÒ c¸c d¹ng øng suÊt t¸c dông-> chän lo¹i liªn kÕt nµy lµ hîp lý. Tõ ®ã ta chän cho c¸c ®iÓm liªn kÕt kh¸c trong ®o¹nI ®Òu lµ liªn kÕt hµn d¹ng nµy. KiÓm tra æn ®Þnh tæng thÓ cña cét: Ta kiÓm tra æn ®Þnh cña toµn bé mÆt c¾t ®o¹nI cña cét theo ct: Trong ®ã: Fc: lµ diÖn tÝch mÆt c¾t toµn ®o¹n cét = FC10´8 = 10,9´8= 87,2cm2. Gå: lµ néi lùc tÝnh to¸n cña toµn cét (®­îc lÊy gi¸ trÞ max øng víi t¶i Ðp +Träng l­îng b¶n th©n). Ta lÊy: =150+75=225KN b: lµ hÖ sè lµm viÖc cña cét, lÊy = 0,75. j : lµ hÖ sè uèn däc, ®­îc tÝnh dùa vµo ®é m¶nh l ®­îc tÝnh theo ct ®é m¶nh tÝnh ®æi cña cét: Trong ®ã: Fnh1 & Fnh2: lµ diÖn tÝch mÆt c¾t c¸c nh¸nh cét = Fx1 & Fx2: lµ diÖn tÝch mÆt c¾t c¸c thanh gi»ng xiªn =. lmax: lµ ®é m¶nh lín nhÊt cña cét, tÝnh theo ct: Víi rx: b¸n kÝnh qu¸n tÝnh cña m/c toµn bé cét: XÐt mÆt c¾t toµn cét(H×nh vÏ): Ta cã momen qu¸n tÝnh m/c cét: Jx=[JxC +()] VËy ta cã: sau ®ã tra b¶ng s¸ch KCT (219) phô lôc2 ta cã: l = -> j = 0,. Thay c¸c gi¸ trÞ võa tÝnh ®­îc vµo ct (s) ta cã: KN/cm2. VËy mÆt c¾t toµn bé cña ®o¹nI ®· chän lµ hîp lý. TÝnh liªn kÕt gi÷a c¸c ®o¹n cét: C¸c ®o¹n cét ®­îc ta ®Þnh ra lµ liªn kÕt víi nhau th«ng qua mèi ghÐp bul«ng & mÆt bÝch cã thªm g©n chÞu lùc t¨ng c­êng liªn kÕt víi nhau b»ng ®­êng hµn. Chän s¬ bé h×nh d¸ng liªn kÕt & tÝnh cho1 nh¸nh cét (h×nh vÏ): Khi nèi ®o¹n nµy víi ®o¹n kia, th«ng th­êng liªn kÕt nµy chÞu lùc kÐo nÐn ®óng t©m khi lµm viÖc ngßai ra cßn cã lùc giã t¸c ®éng nªn cã momen uèn & lùc c¾t(tr­ît gi÷a c¸c b¶n thÐp). Khi th¸o l¾p, cét ®­îc ghÐp l¹i sau ®ã ®­îc cÈu lªn, Lóc nµy mèi liªn kÕt chñ yÕu chÞu lùc c¾t & momen uèn. VËy ta tÝnh to¸n & kiÓm tra liªn kÕt víi c¸c tr¹ng th¸i øng suÊt nguy hiÓm nhÊt x¶y ra víi cét lµ uèn & c¾t& kÐo. DiÖn tÝch m/c cÇn thiÕt cña ®o¹n cã liªn kÕt: Fct = cm2 Trong ®ã: N: lµ néi lùc tÝnh to¸n max ®o¹n liªn kÕt cña cét (®­îc lÊy kÕt qu¶ tõ ch­¬ng tr×nh SAP2000 vµ lÊy gi¸ trÞ cña ®o¹n thanh cã gi¸ trÞ max øng víi t¶i Ðp+Giã ): Nmax = 139,6»140KN. j : lµ hÖ sè uèn däc, dùa vµo gi¶ ®Þnh l = 100 sau ®ã tra b¶ng s¸ch KCT (219) phô lôc2 ta cã: l = 100; j = 0,6. Ro: lµ c­êng ®é tÝnh to¸n khi chÞu lùc däc trôc cña thÐp lµm cét. §èi víi thÐp CT3 = 210MN/m2 = 21 KN/ cm2. KiÓu d¸ng b¶n ®Õ: Mèi liªn kÕt b¶n ®Õ cã g©n th­êng thiÕt kÕ h×nh vu«ng. ChiÒu réng cña b¶n ®Õ thÝnh theo ct s¸ch KCT(174): b = a + 2dg + 2c = 8 + 2´0,8 + 2´5 = 19,6cm Trong ®ã: a: lµ kho¶ng c¸ch gi÷a 2 g©n. Ta chän g©n lµ thÐo b¶n cã bÒ dµy d = 8mm, cã diÖn tÝch t¨ng dÇn theo chiÒu cao (h×nh vÏ),. VËy a = 80mm =8cm. dg: lµ bÒ dµy g©n = 8mm =0,8cm. C: lµ chiÒu dµi nh« ra cña b¶n ®Õ, th­êng lÊy tõ 2-6cm . VËy ta chän bÒ réng b = 20cm. V× chän b¶n ®Õ h×nh vu«ng cã kÝch th­íc võa tÝnh: b = 20cm. Sè g©n liªn kÕt tæng céng mçi= 6g©n. Bul«ng ghÐp 2 b¶n víi nhau ta chän lµ bul«ng 6 c¹nh. Ta ®i tÝnh chän sè l­îng & kÝch th­íc cÇn thiÕt cña bul«ng nh­ sau: Dùa vµo ®iÒu kiÖn bÒn ta cã: Khi chÞu c¾t: t[tb] Khi chÞu kÐo: sk[sk] Trong ®ã: Ta tÝnh tr­êng hîp bul«ng chÞu c¾t víi [tb] : lµ øng suÊt cho phÐp cña v/liÖu lµm bul«ng = 0,4.sch = 0,4´200 = 80N/mm2.. Ta tÝnh tr­êng hîp bul«ng chÞu kÐo víi [sk] : lµ øng suÊt cho phÐp cña v/liÖu lµm bul«ng = 0,6.sch = 0,6´200 = 120N/mm2.. N= 140KN.(Néi lùc lín nhÊt cña nh¸nh cét max) Fb: lµ diÖn tÝch cÇn thiÕt cña bul«ng chÞu lùc c¾t, mµ diÖn tÝch nµy l¹i lµ h×nh trßn nªn coi: Fb = (pd2/4), víi d lµ ®­êng kÝnh bul«ng. Ta cã: Khi chÞu c¾t: t[tb] Khi chÞu kÐo: s[sk] Thay c¸c gi¸ trÞ vµo c¸c ct ta cã: øng víi khi chÞu c¾t: dct mm øng víi khi chÞu kÐo: dct mm VËy víi dct = 47,2(mm) tÝnh khi chÞu c¾t lµ lín nhÊt, VËy ta chän sè bul«ng liªn kÕt 2 b¶n ®Õ cña 1 nh¸nh cét: n =4 (chiÕc) víi ®­êng kÝnh 1 bul«ng: d mm. Ta chän: 4 bul«ng cã d = 16(mm) ®­îc ph©n ®Òu ra 4 gãc cña b¶n ®Õ. KiÓm tra bul«ng ®· chän: ©ng ³wx±mlj¸rsgfamax aminbåd GÈ . ®(thiÕt bÞ). = t1 ´ ´ (1 + a) a: HÖ sè tù phôc vô(a = 0,1). ®= 24 ´ 300 ´ (1+ 0,1) = 7920.