Tải trọng cầu trục trong nhà xưởng công nghiệp

Tải trọng cầu trục tác dụng lên khung ngang bao gồm:

• Tĩnh tải: Tải trọng bản thân dầm cầu trục và dầm hãm
• Hoạt tải: áp lực đứng và lực hãm ngang của cầu trục. Các tải trọng này thông qua các bánh cầu trục truyền lên vai cột.

Cầu trục được dùng chủ yếu trong các phân xưởng, nhà kho để nâng hạ và vận chuyển hàng hóa với lưu lượng lớn. Cầu trục có thể nâng hạ và vận chuyển hàng theo yêu cầu tại bất kỳ điểm nào trong không gian nhà xưởng.

Bài viết này áp dụng cho cầu trục chế độ làm việc trung bình, sức nâng từ 5T đến 32T.

Download Bảng Excel tính toán Tải trọng cầu trục → Price: 50K

1. Thông số cầu trục

Dựa vào bảng tra thông số cầu trục xác định được Nhịp cầu trục (khẩu độ), chiều cao gabarit, bề rộng gabarit, …

Các ký hiệu trong bảng tra:

• Q: sức nâng của của cầu trục
• L_K: nhịp cầu trục
• H_K: chiều cao gabarit của cầu trục (khoảng cách từ mặt ray đến điểm cao nhất của cầu trục)
• B_K: bề rộng gabarit của cầu trục
• K_K: bề rộng đáy (khoảng cách trọng tâm hai bánh xe cầu trục theo phương bề rộng/phương dọc nhà)
• z_min: khoảng cách nhỏ nhất theo phương ngang từ trọng tâm ray cầu trục đến mép trong của cột
• P_max: áp lực đứng tiêu chuẩn lớn nhất của một bánh xe cầu trục lên ray
• P_min: áp lực đứng tiêu chuẩn nhỏ nhất của một bánh xe cầu trục lên ray
• G: trọng lượng cầu trục
• G_xe: trọng lượng xe con

2. Tải trọng bản thân dầm cầu trục và dầm hãm

a. Tải trọng bản thân dầm cầu trục

Công thức kinh nghiệm: G_dct = α_dct.L²_dct (daN) – xem như đã bao gồm cả ray và đệm

Trong đó:

• L_dct: nhịp dầm cầu trục, đơn vị m (L_dct = B, với B là bước cột)
• α_dct: hệ số trọng lượng bản thân dầm cầu trục. α_dct = 24 – 37 với cầu trục sức trục trung bình (Q ≤ 75T), α_dct = 35 – 47 với cầu trục nặng hơn (Q > 75T)

G_dct đặt tại chỗ vai đỡ dầm cầu trục. Trị số của nó không lớn hơn so với áp lực của bánh xe cầu trục (G_dct ≤ D_min).

b. Tải trọng bản thân dầm hãm

Lấy theo kinh nghiệm: G_dh = 5 (KN)

2. Áp lực đứng của cầu trục – Tải trọng cầu trục

Áp lực đứng D_max, D_min (áp lực bánh xe) của cầu trục truyền qua dầm cầu trục thành tải trọng tập trung đặt tại vai cột. Trị số của D_max, D_min có thể xác định bằng đường ảnh hưởng của phản lực gối tựa đầu dầm cầu trục khi các bánh xe cầu trục di chuyển đến vị trí bất lợi nhất. Với khung một nhịp, chỉ cần xét tải trọng của hai cầu trục đặt sát nhau (bất kể số lượng cầu trục thực tế trong nhịp đó). Nhà nhiều nhịp thì cột giữa được tính với không quá bốn cầu trục (mỗi nhịp có hai cầu trục).

Trị số của áp lực đứng tính toán của cầu trục truyền lên vai cột xác định theo công thức:

• D_max = n.n_c.P_max.Σy_i
• D_min = n.n_c.P_min.Σy_i

Trong đó:

• n: hệ số vượt tải của hoạt tải cầu trục, lấy n = 1.1
• n_c: hệ số tổ hợp, lấy n_c = 0.85 khi xét tải trọng do hai cầu trục chế độ làm việc nhẹ hoặc trung bình, lấy n_c = 0.9 với hai cầu trục chế độ làm việc nặng. Với 4 cầu trục thì n_c tương ứng bằng 0.7 và 0.8
• y_i: tung độ đường ảnh hưởng, ứng với y₁, y₂, y₃, y₄
• y₁ = 1
• y₂ = y₁.(B – K_K)/B
• y₃ = y₁.(B – B_K + K_K)/B
• y₄ = y₁.(B – B_K)/B

Trong D_max, D_min có thể qui ước bao gồm cả G_dct

* Chú ý:

Khi mô hình kết cấu trên phần mềm mà không khai báo vai cột (không đặt tải trọng cầu trục lên vai cột), lúc đó cần kể đến mô men lệch tâm do áp lực đứng của cầu trục D_max, D_max đặt lệch tâm so với trục cột.

• M_max = D_max.e
• M_min = D_min.e

Với:

• e: độ lệch tâm, là khoảng cách từ trục ray cầu trục đến trục cột

e = L₁ – h/2

3. Lực hãm ngang của cầu trục

Khi xe con hãm, phát sinh lực quán tính tác dụng ngang nhà theo phương chuyển động. Lực hãm của xe con qua các bánh xe cầu trục, truyền lên dầm hãm và vào cột.

Lực hãm ngang T của cầu trục tác dụng vào cột khung thông qua dầm hãm xác định theo công thức:

T = n.n_c.T₁.Σy_i

Trong đó:

+ T₁: lực hãm ngang tiêu chuẩn của một bánh xe cầu trục

T₁ = T₀/n₀ (với n₀: số bánh xe một bên cầu trục)

+ T₀: lực hãm ngang của toàn bộ cầu trục

T₀ = 0,5.k_f.(Q + G_xe)

+ k_f: hệ số ma sát, lấy k_f = 0.1 với cầu trục có móc mềm

Lực hãm ngang T tác dụng lên cột khung đặt tại cao trình dầm hãm và có thể hướng vào hoặc hướng ra khỏi cột.

Giá trị T được tính với tác dụng của nhiều nhất là hai cầu trục, nằm trong một nhịp hoặc trong 2 nhịp khác nhau.