Hướng dẫn tính dầm cầu trục, cổng trục, bán cổng trục…
Cầu trục là thiết bị sử dụng để nâng hạ di chuyển hàng hoá, vật nặng trong nhà xưởng công nghiệp. Tuỳ thuộc v ào nhu cầu sử dụng mà nhà xưởng có thể bố trí loại cầu trục thích hợp nhất. Thông thường có 3 dạng cầu trục sử dụng trong nhà xưởng đó là:
Cầu trục gắn trực tiếp vào hệ cột của xưởng truyền tải trọng trực tiếp vào xưởng
Loại 2: Cầu trục 1 phía truyền trực tiếp vào cột phía còn lại có hệ chân riêng chạy ray trên đất. Ngoài ta gọi dạng này là bán cầu trục.
Loại 3: Cầu trục có hệ chân riêng và chạy độc lập loại này thường lắp đặt bên ngoài xưởng hoạt động độc lập.
Với kinh nghiệm tính toán kết cấu nhiều năm, am hiểu kỹ thuật và tiêu chuẩn. Mình sẽ tư vấn tốt nhất cho bạn khi bạn có nhu cầu: Vui lòng liên hệ 0908.624.368 Tư vấn thiết kế dầm cầu trục tối ưu chất lượng cao.
Dầm cầu trục là một bộ phận quan trọng trong các hệ thống cầu trục, chứa các tài trọng tĩnh và động trong quá trình vận hành. Việc tính toán dầm cầu trục phải đảm bảo các yêu cầu về sức bền, độ vỏng, ổn định, và khả năng chịu tải lâu dài.
Các bước tính toán dầm cầu trục
Thu thập thông tin đầu vào
- Tải trọng cầu trục:
- Trọng lượng xe con.
- Trọng lượng cầu trục.
- Tải trọng làm việc lớn nhất (tải trọng danh định).
- Hình dạng và cấu tạo dầm:
- Loại dầm: dầm đơn hay dầm đôi.
- Vật liệu: thép, thép hợp kim, hoặc vật liệu khác.
- Chiều dài nhị p dầm (L).
- Môi trường hoạt động:
- Trong nhà xưởng hay ngoài trời.
- Tần suất sử dụng cầu trục (nhóm tải trọng theo tiêu chuẩn).
Xác định tải trọng tác dụng
- Tải trọng tĩnh:
- Trọng lượng bản thân của cầu trục và xe con.
- Tải trọng động:
- Sinh ra do chuyển động của xe con và cầu trục.
- Tính toán thêm hệ số tải trọng động (đặc biệt khi vận tốc cao).
- Tải trọng va chạm:
- Sinh ra khi cầu trục hoặc xe con dừng đột ngột.
- Tải trọng gó:
- Có thể được tính đến đối với các cầu trục ngoài trời.
Tính toán nội lực trong dầm
- Sử dụng các phương pháp tính:
- Phương pháp tay: áp dụng các công thức truyền thống để tính momen uốn, lực cắt.
- Phần mềm mô phỏng: SAP2000, STAAD Pro, hoặc ANSYS.
- Xác định:
- Momen uốn: Dựa trên vị trí tải trọng và kết cấu.
- Lực cắt: Do tải trọng dọc trục.
- Lực xoắn: Trong trường hợp dầm có tải trọng không đều.
Kiểm tra các điều kiện bền và ổn định
- Kiểm tra ứng suất:
- Ứng suất uốn: Đảm bảo nhỏ hơn giới hạn chảy của vật liệu.
- Ứng suất cắt: Phải trong giới hạn cho phép.
- Kiểm tra độ vỏng:
- Độ vỏng cho phép: Thường trong khoảng L/700 đến L/1000 (L là chiều dài nhị p).
- Kiểm tra ổn định:
- ổn định tổng thể.
- ổn định cục bộ đối với tiết diện mỏng.
Kiểm tra dao động
- Tần số dao động tự nhiên:
- Tần số phải lớn hơn tần số dao động do tải trọng động gây ra.
Tiêu chuẩn được áp dụng
Tiêu chuẩn quốc tế
- Eurocode 3 (EN 1993): Quy định về thiết kế kết cấu thép.
- FEM 1.001: Tiêu chuẩn thiết kế cầu trục theo chuẩn châu Âu.
- ASME B30.2: Tiêu chuẩn vận hành cầu trục của Mỹ.
- CMAA Specification No. 70/74: Quy định thiết kế cầu trục.
Các loại cầu trục thông dụng
Cầu trục là thiết bị nâng hạ và di chuyển vật liệu phổ biến trong các nhà máy, xí nghiệp, cảng biển, và công trình xây dựng. Dưới đây là phân loại và mô tả chi tiết các loại cầu trục thường được sử dụng
Phân loại theo cấu tạo
Cầu trục dầm đơn (Single Girder Overhead Crane)
- Đặc điểm:
- Chỉ có một dầm chính.
- Xe con (hoist) treo bên dưới dầm chính.
- Phù hợp cho tải trọng nhỏ và nhịp ngắn.
- Ứng dụng:
- Các nhà xưởng nhỏ, nhà kho, hoặc nơi có không gian hạn chế.
- Tải trọng phổ biến:
- 1 – 20 tấn.
- Ưu điểm:
- Giá thành thấp, cấu trúc gọn nhẹ.
- Lắp đặt và bảo trì dễ dàng.
- Nhược điểm:
- Giới hạn về tải trọng và chiều dài nhịp.
Cầu trục dầm đôi (Double Girder Overhead Crane)
- Đặc điểm:
- Có hai dầm chính song song, xe con di chuyển trên mặt dầm.
- Thích hợp cho tải trọng lớn và nhịp dài.
- Ứng dụng:
- Nhà máy lớn, xưởng cơ khí, cảng biển.
- Tải trọng phổ biến:
- 5 – 500 tấn.
- Ưu điểm:
- Khả năng nâng tải lớn.
- Hỗ trợ các thiết bị nâng hạ đặc biệt.
- Nhược điểm:
- Chi phí cao hơn, cấu trúc phức tạp hơn.
Phân loại theo phương pháp di chuyển
Cầu trục treo (Underhung Crane)
- Đặc điểm:
- Dầm chính treo dưới hệ dầm của nhà xưởng.
- Phù hợp cho không gian trần thấp.
- Ưu điểm:
- Không cần xây dựng đường ray riêng.
- Lắp đặt trong không gian hạn chế.
- Nhược điểm:
- Giới hạn về tải trọng và kích thước.
Cầu trục chạy trên ray (Top Running Crane)
- Đặc điểm:
- Di chuyển trên hệ thống ray đặt trên đỉnh cột.
- Thích hợp cho các nhà xưởng có kết cấu vững chắc.
- Ưu điểm:
- Tải trọng lớn, phù hợp cho các ứng dụng công nghiệp nặng.
- Nhược điểm:
- Yêu cầu xây dựng hệ thống ray và cột chịu lực chắc chắn.
Phân loại theo mục đích sử dụng
Cầu trục nhà xưởng
- Sử dụng trong các nhà máy cơ khí, sản xuất.
- Tải trọng từ nhỏ đến lớn, tùy vào nhu cầu cụ thể.
Cầu trục cảng biển (Gantry Crane hoặc Container Crane)
- Đặc điểm:
- Chuyên dùng để bốc dỡ container tại cảng.
- Có cấu tạo đặc biệt với chân dầm di chuyển trên mặt đất.
- Tải trọng phổ biến:
- 30 – 200 tấn.
- Ưu điểm:
- Thích hợp cho khu vực ngoài trời.
- Nâng hạ và di chuyển vật nặng dễ dàng.
Cầu trục phòng sạch
- Đặc điểm:
- Sử dụng trong các nhà máy sản xuất linh kiện điện tử, dược phẩm.
- Thiết kế đảm bảo không gây ô nhiễm không khí.
- Tải trọng phổ biến:
- 0.5 – 5 tấn.
Phân loại theo tính di động
Cầu trục cố định
- Cố định tại một vị trí nhất định, không di chuyển toàn bộ hệ thống.
- Dùng trong các nhà máy hoặc xưởng sản xuất cố định.
Cầu trục di động
- Toàn bộ hệ thống có thể di chuyển giữa các khu vực làm việc khác nhau.
- Phổ biến trong các công trình xây dựng hoặc nhà máy cần tính linh hoạt.
Phân loại theo thiết kế đặc biệt
Cầu trục quay (Jib Crane)
- Đặc điểm:
- Cấu tạo với cột trụ cố định và dầm quay có thể xoay 360°.
- Phù hợp cho các khu vực làm việc cố định.
- Ứng dụng:
- Bốc dỡ hàng hóa trong kho, khu vực sản xuất.
Cầu trục tháp (Tower Crane)
- Đặc điểm:
- Kết cấu tháp cao, phục vụ các công trình xây dựng cao tầng.
- Có thể xoay và di chuyển theo trục tháp.
Cầu trục cổng (Gantry Crane)
- Đặc điểm:
- Có chân đỡ và di chuyển trên ray hoặc bánh xe đặt dưới mặt đất.
- Sử dụng cho bốc dỡ hàng hóa ở bến tàu, kho bãi lớn.
