Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 22:2018/BGTVT về Chế tạo và kiểm tra phương tiện, thiết bị xếp dỡ

y^cdx

Trong đó số mũ c phụ thuộc vào đặc tính của vật liệu, hình dáng và kích cỡ của bộ phận đang xét, độ nhám bề mặt và mức độ hao mòn của bộ phận (xem mục 2.4.1).

Trong nhiều áp dụng, hàm số f(x) có thể được tính xấp xỉ bằng một hàm số bao gồm r bước xác định tương ứng với n₁, n₂,......, n_r chu kỳ ứng suất; ứng suất s có thể được xem như không đổi và bằng s_i trong các chu kỳ n_i. Nếu n biểu thị cho tổng thời gian sử dụng và s_max là ứng suất lớn nhất trong các ứng suất s₁, s₂,......., s_r, có mối liên hệ sau:

                 hoặc dưới dạng gần đúng:

     Theo phổ ứng suất, một bộ phận được xếp vào một trong 4 cấp phổ ứng suất P1, P2, P3, P4 được xác định trong Bảng 2.10.

...

...

...

Bảng 2.10. Các cấp phổ ứng suất

Ký hiệu

Hệ số phổ ứng suất K_SP

P1

P2

P3

P4

K_SP       £         0,125

0,125    <          K_SP      £         0,250

...

...

...

0,500    <          K_SP      £         1,000

     Đối với các bộ phận kết cấu, các ứng suất cần phải xét để xác định hệ số phổ ứng suất là độ chênh s_SUP - s_m giữa các ứng suất trên s_SUP và ứng suất trung bình s_m, các khái niệm này được xác định trên Hình 2.3 thể hiện sự biến đổi ứng suất trong khoảng thời gian năm chu kỳ ứng suất.

Hình 2.1.1.4.3. Sự biến đổi ứng suất như một hàm số theo thời gian của 5 chu kỳ ứng suất

     s_SUP      -          ứng suất trên;

     s_{SUP max}  -          ứng suất trên lớn nhất;

     s_{SUP min}     -           ứng suất trên nhỏ nhất;

     s_inf        -          ứng suất dưới;

     s_m        - trung bình cộng của tất cả các ứng suất trên và ứng suất dưới trong tổng thời gian sử dụng bộ phận của kết cấu.

...

...

...

(4)                         Phân nhóm các bộ phận

Trên cơ sở cấp sử dụng và phổ ứng suất của chúng, các bộ phận của kết cấu hoặc cơ cấu thiết bị xếp dỡ được phân vào một trong tám nhóm được ký hiệu E1, E2,......, E8 được xác định trong Bảng 2.11.

Bảng 2.11. Các nhóm bộ phận của cơ cấu hoặc kết cấu

Cấp phổ ứng suất

Cấp sử dụng

B0

B1

B2

B3

...

...

...

B5

B6

B7

B8

B9

B10

P1

P2

P3

...

...

...

E1

E1

E1

E1

E1

E1

E1

E2

E1

...

...

...

E2

E2

E1

E2

E3

E4

E2

E3

E4

...

...

...

E3

E4

E5

E6

E4

E5

E6

E7

E5

...

...

...

E7

E8

E6

E7

E8

E8

E7

E8

E8

...

...

...

E8

E8

E8

E8

5   Hài hòa các cấp sử dụng của các thiết bị xếp dỡ và các cơ cấu

Phần này trình bày một phương pháp mà trong nhiều trường hợp có thể xác định được cấp sử dụng của các cơ cấu thiết bị xếp dỡ từ cấp sử dụng của các thiết bị xếp dỡ theo tổng thể và từ các thông số nhất định đặc trưng cho chế độ làm việc của thiết bị xếp dỡ.

Điểm xuất phát là thời gian trung bình t_mc (giây) của một chu kỳ nâng như đã định nghĩa trong mục 2.2.1.2.(2). Vì vậy, đây là thời gian cần thiết để thực hiện toàn bộ các thao tác trong một chu kỳ như vậy.

Tổng thời gian sử dụng T(giờ) của thiết bị xếp dỡ có thể được xác định bằng công thức sau:

...

...

...

Bảng 2.12 cho các trị số của T đối với khoảng thời gian một chu kỳ từ 30 - 480 giây phù hợp với cấp sử dụng của thiết bị xếp dỡ. Số các chu kỳ nâng là số lớn nhất đối với cấp sử dụng này; Tuy nhiên, những trị số này được hiệu chỉnh tới 15.625, 31.250 và 62.500 tương ứng với cấp U0, U1, và U2, để giảm số các trị số khác nhau đối với T.

Bước tiếp theo là xác định đối với mỗi một cơ cấu của thiết bị xếp dỡ, tỷ số a_i giữa thời gian sử dụng cơ cấu trong một chu kỳ nâng và thời gian trung bình t_mc của một chu kỳ nâng.

Bảng 2.13 cho tổng thời gian sử dụng T_i của cơ cấu dựa trên tổng thời gian sử dụng của thiết bị xếp dỡ, và dựa trên các trị số quy ước khác nhau của tỷ số a_i. Bảng này cũng cho biết cấp sử dụng của cơ cấu. Các cấp khác nhau được thể hiện bằng các vùng bậc thang.

Vì vậy đủ để xác định cấp sử dụng của thiết bị xếp dỡ bằng cách xem Bảng 2.13, thời gian trung bình của một chu kỳ nâng và các trị số của a_i để xác định các cấp sử dụng của các cơ cấu thiết bị xếp dỡ.

Từ các đường cong của Hình 2.4 - Toán đồ - các cấp sử dụng đối với các cơ cấu thiết bị xếp dỡ có thể xác định được trực tiếp nhờ ba thông số này.

Hình 2.4. Toán đồ - Các cấp sử dụng đối với thiết bị xếp dỡ và cơ cấu

2.2.2         Các tải trọng xét đến trong thiết kế kết cấu của thiết bị xếp dỡ

...

...

...

a)  Các tải trọng chính tác dụng lên kết cấu của thiết bị xếp dỡ, được giả định là tĩnh ở trạng thái chịu tải bất lợi nhất;

b) Các tải trọng gây ra bởi các chuyển động thẳng đứng;

c) Các tải trọng gây ra bởi các chuyển động ngang;

d) Các tải trọng gây ra bởi ảnh hưởng của thời tiết.

Các tải trọng biến đổi, các hệ số áp dụng và phương pháp thực hiện các tính toán được kiểm tra như dưới đây.

1                           Các tải trọng chính

                             Các tải trọng chính bao gồm:

-    Các tải trọng gây ra bởi trọng lượng bản thân của các bộ phận: S_G

-    Các tải trọng gây ra bởi tải trọng làm việc: S_L

...

...

...

Mỗi một bộ phận kết cấu sẽ được thiết kế đối với vị trí của thiết bị xếp dỡ và độ lớn của tải trọng làm việc (giữa 0 và tải trọng làm việc an toàn), mà với vị trí và tải trọng đó sẽ gây ra ứng suất lớn nhất trong bộ phận kết cấu đang xét.

Chú thích: Trong một số trường hợp nhất định, ứng suất lớn nhất có thể phát sinh khi thiết bị xếp dỡ không nâng tải trọng làm việc.

2                           Các tải trọng gây ra bởi các chuyển động thẳng đứng

Các tải trọng này phát sinh do nâng tải trọng làm việc đột ngột, tăng tốc hoặc giảm tốc của chuyển động nâng tải, và các tải trọng xóc nảy thẳng đứng do di chuyển dọc theo đường ray.

(1)             Các tải trọng gây ra khi nâng tải trọng làm việc

Phải xét đến các dao động gây ra khi nâng tải bằng cách nhân tải trọng do tải trọng làm việc gây ra với một hệ số gọi là "hệ số động lựcy".

(a) Giá trị của các hệ số động lựcy

Giá trị của hệ số động lực y được áp dụng cho tải trọng phát sinh do tải trọng làm việc được xác định bằng biểu thức sau:

y = 1 + x V_L

...

...

...

V_L -           tốc độ nâng tải, (m/s);

x   -           hệ số được xác định bằng thực nghiệm.

Chú thích: giá trị lấy đối với hệ số x này là kết quả của nhiều lần thực nghiệm được thực hiện trên các kiểu thiết bị xếp dỡ khác nhau.

Các giá trị sau sẽ được chấp nhận:

x = 0,6 đối với các cầu trục và cổng trục.

x = 0,3 đối với các cần trục có cần.

Giá trị lớn nhất được lấy đối với tốc độ nâng tải là 1 m/s khi áp dụng công thức này. Còn đối với các tốc độ nâng lớn hơn, hệ số động lực y sẽ không được lấy lớn hơn thêm.

Giá trị áp dụng đối với hệ số y trong các tính toán sẽ không được lấy nhỏ hơn 1,15 trong mọi trường hợp.

Các giá trị của hệ số y được biểu thị bằng các đường cong của Hình 2.5 theo tốc độ nâng tải V_L.

...

...

...

Chú thích:

Hệ số x đề cập ở trên là không như nhau đối với cầu trục và cổng trục và đối với cần trục có cần.

Sự khác nhau phát sinh do thực tế là hệ số động lực y nhỏ hơn khi nâng tải được thực hiện bởi một bộ phận kết cấu có tính mềm dẻo hơn, chẳng hạn như cần trục có cần ở đó cần không phải là bộ phận có độ cứng cao.

Theo cách tương tự, sử dụng hệ số động lực y như đã chỉ ra đối với các cần trục có cần cũng có thể áp dụng đối với các thiết bị khác, thí dụ như các băng tải đối với trường hợp thiết kế tương ứng với tải trên thanh cần; Giá trị hệ số động lực y đã chỉ ra đối với các cầu trục sẽ được sử dụng cho các trường hợp thiết kế mà ở đó tải trọng được đặt giữa các chân máy, vì độ cứng của kết cấu tại điểm đó thì tương ứng với độ cứng của dầm chính của cầu trục.

(2)             Các tải trọng gây ra bởi tăng tốc hoặc giảm tốc của chuyển động nâng và các tải trọng xóc nảy thẳng đứng khi di chuyển dọc theo ray.

Vì hệ số y tính đến mức độ giật tác động lên tải trọng làm việc là tải trọng giật lớn nhất, nên các tải trọng do sự tăng tốc hoặc giảm tốc của chuyển động nâng và các phản lực thẳng đứng do di chuyển dọc theo đường ray được giả định không xảy ra đồng thời và được bỏ qua.

Chú thích:

Điều này giả định rằng các mối nối ray ở trong tình trạng tốt. Các ảnh hưởng bất lợi của tình trạng không tốt của đường ray lên kết cấu và cơ cấu của thiết bị xếp dỡ là rất lớn, do đó cần thiết phải quy định các mối nối ray phải được bảo đảm ở trong tình trạng tốt: không cho phép hư hỏng gây ra bởi các mối nối ray không tốt. Đối với các thiết bị xếp dỡ có tốc độ cao thì biện pháp tốt nhất là hàn giáp mối các đầu ray để loại hoàn toàn tải trọng giật xảy ra khi thiết bị xếp dỡ chạy qua các mối nối ray.

...

...

...

Đối với một số các thiết bị xếp dỡ, tải trọng do trọng lượng bản thân gây ra lại trái dấu với tải trọng do tải làm việc gây ra, trong trường hợp này cần phải so sánh giữa trị số tải trọng trong điều kiện "thiết bị xếp dỡ đang mang tải” cùng với hệ số động lực y được áp dụng đối với tải trọng làm việc và trị số tải trọng tác dụng trong điều kiện "thiết bị xếp dỡ không mang tải", có xét đến độ dao động khi đặt tải xuống như sau:

     Gọi:

           là trị số đại số của các tải trọng do tải trọng bản thân gây ra.

            là trị số đại số của tải trọng do tải trọng làm việc gây ra.            

     Tổng tải trọng khuếch đại khi đặt tải xuống được xác định bằng biểu thức sau:

Tải trọng trên được so sánh với tải trọng tác dụng trong điều kiện "thiết bị xếp dỡ đang mang tải” được xác định bằng biểu thức sau:

Cuối cùng bộ phận sẽ được thiết kế trên cơ sở trị số nào bất lợi hơn trong hai trị số này.

...

...

...

Công thức này dựa trên thực tế, hệ số động lực xác định biên độ lớn nhất của các dao động tác động lên các kết cấu khi tải được nhấc lên. Biên độ dao động được lấy bằng:

     Giả định rằng độ lớn của dao động tác động lên các kết cấu khi tải được đặt xuống bằng một nửa biên độ dao động gây ra khi nhấc tải lên.

     Vì vậy trạng thái tải trọng cuối cùng sẽ là:

     Tải trọng trên cần phải so sánh với trạng thái tải trọng sau:

Hình 2.6. Đường cong nâng và hạ khi tải trọng S_L và S_G trái dấu

...

...

...

     Các tải trọng gây ra do các chuyển động ngang sau:

- Các tác động quán tính gây ra do tăng tốc hoặc giảm tốc của chuyển động ngang, dọc, quay hoặc thay đổi tầm với. Các lực quán tính này có thể được tính toán theo giá trị của tăng tốc hoặc giảm tốc.

- Các tác động của lực ly tâm.

- Các phản lực ngang do chuyển động lăn.

- Các tác động của giảm chấn.

(1) Các tác động ngang gây ra do tăng tốc hoặc giảm tốc

     Các tải trọng do tăng tốc hoặc giảm tốc được truyền đến các bộ phận chuyển động khi khởi động hoặc phanh được tính toán đối với các bộ phận kết cấu khác nhau.

     (a) Chuyển động ngang và dọc

Đối với các chuyển động này việc tính toán được thực hiện bằng việc khảo sát lực nằm ngang tác động lên các bánh xe được dẫn động (bánh xe chủ động) song song với đường ray.

...

...

...

Từ đó suy ra giá trị của gia tốc (m/s²) được dùng để tính toán lực nằm ngang theo các khối lượng tham gia vào chuyển động.

Nếu không biết giá trị của tốc độ và gia tốc, thì thời gian gia tốc tương ứng với các tốc độ đạt được có thể được chọn theo ba điều kiện làm việc sau đây:

- Các thiết bị xếp dỡ hoạt động ở tốc độ thấp và trung bình với hành trình di chuyển dài

- Các thiết bị xếp dỡ hoạt động ở tốc độ trung bình và tốc độ cao đối với sử dụng thông thường;

- Các thiết bị xếp dỡ hoạt động ở tốc độ cao với gia tốc lớn.

Bảng 2.14 cho các giá trị thời gian gia tốc và gia tốc đối với ba điều kiện hoạt động.

Bảng 2.14. Thời gian gia tốc và giá trị gia tốc

Tốc độ
đạt tới
(m/s)

(a)
Tốc độ thấp và trung bình với hành trình di chuyển dài

...

...

...

(c)
Tốc độ cao với gia tốc lớn

Thời gian
gia tốc
(s)

Giá trị
gia tốc
(m/s²)

Thời gian gia tốc
(s)

Giá trị
gia tốc
(m/s²)

Thời gian
gia tốc
(s)

Giá trị
gia tốc
(m/s²)

4,00

3,15

...

...

...

2

1,60

1,00

0,63

0,40

0,25

0,16

...

...

...

9,1

8,3

6,6

5,2

4,1

3,2

2,5

...

...

...

0,22

0,19

0,15

0,12

0,098

0,078

0,064

8,0

7,1

...

...

...

5,6

5,0

4,0

3,2

2,5

0,50

0,44

0,39

0,35

...

...

...

0,25

0,19

0,16

6,0

5,4

4,8

4,2

3,7

3,0

...

...

...

0,58

0,52

0,47

0,43

0,33

     Lực ngang tính toán sẽ không được nhỏ hơn 1/30 và không được lớn hơn 1/4 tải trọng tác dụng lên các bánh xe chủ động hoặc các bánh xe có bố trí phanh.

     (b) Chuyển động quay và thay đổi tầm với

Đối với chuyển động quay và thay đổi tầm với các tính toán sẽ dựa trên mômen gia tốc hoặc giảm tốc đặt tại trục động cơ của cơ cấu thiết bị xếp dỡ.

Mức độ gia tốc sẽ phụ thuộc vào thiết bị; đối với cần trục thông thường, theo tốc độ và tầm với giá trị gia tốc nằm giữa 0,1 m/s² và 0,6 m/s² có thể được chọn để tính toán đối với gia tốc tại đầu cần sao cho thời gian gia tốc trong khoảng từ 5 tới 10 giây.

...

...

...

     Trong trường hợp cần trục có cần, cần phải tính đến lực ly tâm do chuyển động quay. Trong thực tế, có thể xác định được lực nằm ngang tác dụng vào đầu cần qua độ xiên của cáp treo tải và thông thường bỏ qua các tác động của lực ly tâm lên các bộ phận khác của cần trục.

(3) Các phản lực ngang do chuyển động lăn

     Khi hai bánh xe hoặc hai cụm bánh xe lăn dọc trên một đường ray, một ngẫu lực được tạo bởi các lực nằm ngang vuông góc với đường ray phải được xét đến. Các lực thành phần của ngẫu lực này được xác định bằng cách nhân tải trọng thẳng đứng tác dụng lên các bánh xe (hoặc cụm bánh xe) với một hệ số l, hệ số này phụ thuộc vào tỷ số của khẩu độ p với cơ sở bánh xe a.

                             Chú thích:

     "Cơ sở bánh xe” là khoảng cách tâm giữa cặp bánh xe ngoài cùng, hoặc trong trường hợp cụm bánh xe là khoảng cách tâm giữa chốt quay trên kết cấu của hai cụm bánh xe hoặc hệ thống cụm bánh xe của cần trục. Trong trường hợp có bố trí các bánh xe dẫn hướng nằm ngang, "cơ sở bánh xe” là khoảng cách giữa các điểm tiếp xúc với ray của hai bánh xe dẫn hướng nằm ngang.

     Như đã chỉ ra trên đồ thị, hệ số này nằm giữa 0,05 và 0,2 đối với các tỷ số của p/a giữa 2 và 8.

Hình 2.7. Đồ thị

(4) Tác động của giảm chấn S_T     

...

...

...

     (a) Tác động của giảm chấn lên kết cấu             

Cần phải chú ý phân biệt giữa:

- Trường hợp tải treo có thể lắc.

- Trường hợp có cơ cấu dẫn hướng cứng ngăn cản sự lắc của tải treo.

     Trong trường hợp thứ nhất các quy định sau phải được áp dụng:

     Đối với tốc độ ngang nhỏ hơn 0,7 m/s, không xét đến tác động của giảm chấn.

     Đối với tốc độ lớn hơn 0,7 m/s, phải xét đến các phản lực tác dụng lên kết cấu do va chạm với đệm giảm chấn.

     Giả thiết rằng đệm giảm chấn có khả năng hấp thụ động năng của thiết bị xếp dỡ (không mang tải làm việc) tại tốc độ bằng 0,7V_t (V_t là tốc độ định mức).

     Các tải trọng tác động lên kết cấu sẽ được tính toán trên cơ sở hoãn xung truyền tới thiết bị xếp dỡ do sử dụng đệm giảm chấn.

...

...

...

     Trong trường hợp này tốc độ giảm đạt được sau khi giảm tốc được lấy làm giá trị của V_t khi tính toán tác động của giảm chấn.

     Chú thích:

     Phải nhấn mạnh rằng cần phải lắp đặt một thiết bị hoạt động có hiệu quả và tin cậy. Chỉ một công tắc giới hạn hành trình di chuyển để cắt điện cấp cho động cơ là không đủ để giả định tốc độ giảm đối với tác động của giảm chấn.

     Trong trường hợp thứ hai mà ở đó tải không thể lắc, tác động của giảm chấn được tính toán theo cách tương tự nhưng cần xét đến giá trị của tải trọng làm việc.

     (b) Tác động của giảm chấn lên tải treo

Các va đập do va chạm giữa tải nâng và các vật cố định phải được xét đến chỉ đối với các thiết bị xếp dỡ mà ở đó tải nâng được dẫn hướng cứng. Trong trường hợp như vậy, các tải trọng phát sinh do va chạm cần phải được xem xét.

Các tải trọng có thể được tính bằng việc xét một lực nằm ngang tương ứng với mức tải có thể nhấc hai trong số các bánh xe lên.

4   Các tải trọng gây ra bởi thời tiết

                             Các tải trọng gây ra bởi thời tiết là tác động của gió và sự thay đổi nhiệt độ.

...

...

...

Các quy định này liên quan tới các tải trọng gió tác dụng lên kết cấu của thiết bị xếp dỡ.

Trong phần này sẽ đưa ra một phương pháp tính toán đơn giản và giả thiết rằng gió có thể thổi theo phương ngang từ hướng bất kỳ, gió thổi với tốc độ không đổi và có một phản lực tĩnh với các tải trọng tác dụng lên kết cấu của thiết bị xếp dỡ.

     (a) Áp lực gió

Áp lực động của gió được tính theo công thức:

q = 0,613

Trong đó: 

q   -           áp lực động của gió (N/m²);

V_s -           tốc độ gió thiết kế (m/s).

     (b) Trạng thái gió thiết kế

...

...

...

- Trạng thái gió cho phép thiết bị xếp dỡ làm việc

Đây là trạng thái gió lớn nhất mà thiết bị xếp dỡ được thiết kế để hoạt động. Các tải trọng gió được giả định tác dụng theo hướng bất lợi kết hợp với các tải trọng khác trong điều kiện làm việc. Các áp lực gió thiết kế cho phép thiết bị xếp dỡ hoạt động và các tốc độ gió tương ứng được cho trong Bảng 2.15. Gió được giả định là không đổi trên cùng độ cao của thiết bị xếp dỡ.

Chú thích:

Thông thường chỗ lắp thiết bị đo tốc độ gió trên thiết bị xếp dỡ phải là chỗ cao nhất. Trong trường hợp tốc độ gió tại các độ cao khác nhau đáng kể đối với sự an toàn của thiết bị xếp dỡ, thì Nhà chế tạo phải định rõ độ cao lắp đặt thiết bị đo gió.

Giả thiết rằng các tốc độ hoạt động và các gia tốc định mức không cần thiết phải đạt đến khi có gió thổi mạnh.

Bảng 2.15. Áp lực gió thiết kế cho phép thiết bị xếp dỡ hoạt động

Kiểu thiết bị xếp dỡ

Áp lực gió cho phép thiết bị xếp dỡ làm việc
(N/m²)

Tốc độ gió cho phép thiết bị xếp dỡ làm việc
(m/s)

...

...

...

Thiết bị xếp dỡ dùng trong lắp dựng.

125

14

Tất cả các kiểu thiết bị xếp dỡ thông thường hoạt động ngoài trời.

250

20

Các thiết bị xếp dỡ phải liên tục hoạt động trong gió lớn.

(ví dụ như kiểu 12a, xem trong Bảng 2.4)

500

...

...

...

Tác dụng của gió lên tải trọng nâng:

Tác dụng của gió lên tải treo dưới móc của thiết bị xếp dỡ cẩu hàng hỗn hợp sẽ được xác định bằng công thức sau:

F = 2,5 A x q

Trong đó:

F   -           lực gió tác dụng lên tải dưới móc (N);

q   -           áp lực gió cho phép thiết bị xếp dỡ hoạt động cho trong Bảng 2.15 (N/m²).

A -           diện tích chịu gió lớn nhất của các phần kín của tải treo dưới móc (m²). Nếu không tính được diện tích chịu tải trọng gió của tải trọng nâng thì có thể lấy tối thiểu bằng 0,5 m²/tấn của tải trọng làm việc an toàn.

Nếu thiết bị xếp dỡ được thiết kế chỉ để cẩu các loại hàng có kích cỡ và hình dáng đặc biệt, tải trọng gió sẽ được tính toán đối với các kích cỡ và hình dáng thích ứng.

- Trạng thái gió không cho phép thiết bị xếp dỡ làm việc

...

...

...

Đối với các thiết bị xếp dỡ sử dụng ngoài trời, áp lực gió lý thuyết quy định và tốc độ gió tương ứng đối với trạng thái thiết bị xếp dỡ không được phép hoạt động được cho trong Bảng 2.16.

Bảng 2.16. Áp lực gió thiết kế không cho phép thiết bị xếp dỡ hoạt động

Độ cao so với mặt đất
(m)

Áp lực gió thiết kế không cho phép thiết bị xếp dỡ hoạt động
(N/m²)

Tốc độ gió thiết kế tương ứng không cho phép thiết bị xếp dỡ hoạt động
(m/s)

0 tới 20

20 tới 100

> 100

800

...

...

...

1 300

36

42

46

Khi tính toán tải trọng gió trong điều kiện thiết bị xếp dỡ không được phép hoạt động, áp lực gió có thể lấy giá trị không đổi trong mỗi khoảng độ cao thẳng đứng như được cho trong Bảng 2.16. Nói cách khác, áp lực gió thiết kế tại điểm cao nhất của thiết bị xếp dỡ có thể được giả định là không đổi trên toàn độ cao của nó.

Nếu thiết bị xếp dỡ được lắp đặt cố định hoặc được sử dụng trong thời gian dài ở vùng mà có tốc độ gió đặc biệt lớn, thì các giá trị trên có thể được thay đổi bằng việc thỏa thuận giữa Đăng kiểm và Nhà thiết kế theo các dữ liệu khí tượng tại vùng đó.

Đối với một số kiểu thiết bị xếp dỡ có cần mà cần của nó có thể hạ xuống một cách nhanh chóng (ví dụ như cần trục tháp có thể hạ xuống một cách dễ dàng bằng một cơ cấu được lắp trên nó), thì trạng thái gió thiết bị xếp dỡ không được phép hoạt động không cần xét đến với điều kiện thiết bị xếp dỡ phải được thiết kế để hạ cần sau mỗi ngày làm việc.

     (c) Tính toán tải trọng gió

Đối với hầu hết các cụm kết cấu, bộ phận kết cấu và các bộ phận riêng biệt được sử dụng trong kết cấu của thiết bị xếp dỡ, tải trọng gió được tính theo công thức:

...

...

...

Trong đó:

F   -          tải trọng gió (N);

A -           diện tích chắn gió của bộ phận kết cấu đang xét, (m²);

q   -           áp lực gió tương ứng với điều kiện thiết kế, (N/m²);

C_f  -          hệ số hình dáng của bộ phận kết cấu đang xét theo hướng gió.

Tổng tải trọng gió tác dụng lên kết cấu được lấy bằng tổng của các tải trọng gió tác dụng lên các bộ phận cấu thành của nó.

Tổng tải trọng gió sẽ phải xét đến trong tính toán độ bền và độ ổn định của thiết bị xếp dỡ.

Độ lớn của tải trọng gió cho phép trong thiết kế cơ cấu thiết bị xếp dỡ, đối với việc xác định các yêu cầu về động cơ và phanh của cơ cấu và phải bảo đảm độ an toàn của thiết bị trong khi hoạt động được cho trong phần thiết kế các cơ cấu.

(d) Các hệ số hình dạng

...

...

...

Các hệ số hình dạng đối với các bộ phận riêng biệt, khung dàn đơn và buồng máy được cho trong Bảng 2.17. Các giá trị C_f  đối với các bộ phận riêng biệt thay đổi theo độ mảnh khí động học, độ lớn của tiết diện hộp và với tỷ lệ mặt cắt. Độ mảnh khí động học và tỷ lệ mặt cắt được cho trên Hình 2.17.

Tải trọng gió tác dụng lên các khung dàn đơn có thể được tính toán dựa trên các hệ số hình dạng đối với các bộ phận riêng biệt được cho ở phần trên của Bảng 2.17. Trong trường hợp này độ mảnh khí động học của mỗi một bộ phận sẽ phải xét đến. Có thể sử dụng hệ số hình dạng toàn bộ khung dàn được tổng hợp từ các tiết diện phẳng và tròn được cho trong phần giữa của bảng.

Nếu khung dàn được chế tạo từ các kết cấu có tiết diện phẳng và tròn, hoặc các tiết diện tròn cho cả hai chế độ gió thổi, thì các hệ số hình dạng thích hợp được áp dụng cho các mặt chắn gió tương ứng.

Nếu khung dàn sử dụng các tấm bản mã liên kết hàn có kích thước tiêu chuẩn thì không cần thiết phải xét đến phần diện tích này, với điều kiện chiều dài của các bộ phận riêng biệt được lấy giữa các tâm điểm của nút liên kết.

Bảng 2.17. Các hệ số hình dạng C_f

Kiểu

Đặc điểm

Độ mảnh khí động học l/b hoặc l/D (1)

£ 5

...

...

...

20

30

40

50

> 50

Các bộ phận kết cấu riêng biệt

Các tiết diện cán định hình L, U

Các tiết diện rỗng vuông tới
356 mm.

Tiết diện chữ nhật tới 254 x 457 mm.

...

...

...

1,4

1,05

1,15

1,45

1,05

1,3

1,5

1,2

1,4

...

...

...

1,3

1,45

1,55

1,4

1,5

1,55

1,5

1,6

1,6

...

...

...

Các tiết diện khác

1,30

1,35

1,60

1,65

1,70

1,80

1,80

...

...

...

D.V_S < 6 m²/s

D.V_S ³ 6 m²/s

0,60

0,60

0,70

0,65

...

...

...

0,70

0,85

0,70

0,90

0,75

0,90

...

...

...

0,90

0,80

Các tiết diện rỗng vuông lớn hơn 356 mm và tiết diện rỗng chữ nhật lớn hơn 254 x 457 mm.

...

...

...

b/d

2

1

0,5

0,25

1,55

1,40

1,0

...

...

...

1,75

1,55

1,20

0,90

1,95

1,75

1,30

...

...

...

2,10

1,85

1,35

1,0

2,20

1,90

1,40

...

...

...

Các khung dàn đơn

Các tiết diện phẳng

1,70

Các tiết diện tròn, trong đó:

D.V_S < 6 m²/s

D.V_S ³ 6 m²/s

...

...

...

1,10

0,80

Các buồng máy...

Kết cấu chữ nhật trên nền cứng hoặc nền đất.

1,10

     Chú thích:

(1) Xem Hình 2.8

D -           Đường kính ngoài của tiết diện;

V_S -           Tốc độ gió thiết kế.

...

...

...

Hình 2.8. Xác định độ mảnh khí động học,
tỷ lệ độ kín, tỷ lệ giãn cách và tỷ lệ tiết diện

Trong kết cấu dàn, chiều dài của các bộ phận riêng biệt được lấy giữa các tâm của các nút liên kết kề nhau. Xem hình vẽ dưới đây.

...

...

...

Đối với "a" lấy giá trị hình học nhỏ nhất của mặt chắn gió.

- Các khung dàn phức tạp, hệ số chắn gió

Sẽ có sự che chắn khi các khung hoặc bộ phận kết cấu được bố trí song song, các tải trọng gió tác dụng lên khung hoặc bộ phận phía có gió thổi và lên các bộ phận không bị chắn gió phía sau sẽ được tính toán bằng cách sử dụng các hệ số hình dáng thích hợp. Tải trọng gió tác dụng lên các bộ phận được che chắn được tính bằng cách nhân với hệ số chắn gió h được cho trong Bảng 2.18, giá trị của h thay đổi theo hệ số độ kín và giãn cách được cho trên Hình 2.8.

...

...

...

Hệ số giãn cách
a/b

Hệ số độ kín A/Ae

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

³ 0,6

0,5

...

...

...

2,0

4,0

5,0

6,0

0,75

0,92

0,95

1,0

1,0

...

...

...

0,40

0,75

0,80

0,88

0,95

1,0

0,32

0,59

0,63

...

...

...

0,88

1,0

0,21

0,43

0,50

0,66

0,81

1,0

0,15

...

...

...

0,33

0,55

0,75

1,0

0,10

0,10

0,20

0,45

0,68

...

...

...

Khi một số khung hoặc bộ phận kết cấu giống nhau được đặt cách đều nhau, thì hệ số chắn gió được giả định là tăng dần cho tới khung thứ chín và giữ không đổi cho những khung tiếp sau. Các tải trọng gió được tính toán như sau:

Trên khung thứ nhất:             F₁ = A. q.C_f                  (N)

Trên khung thứ hai:               F₂ = h.A.q.C_f                (N)

Trên khung thứ n:                 F_n = h^{(n - 1)}.A.q.C_f           (N)

(n có giá trị từ 3 tới 8)                   

Trên khung thứ 9 và các khung tiếp sau:     F₉ = h⁸.A.q.C_f     (N)

Tổng tải trọng gió tác dụng bằng:

Khi có tới 9 khung:

 F_å = [1 + h + h² + h³ +... + h^(n-1) ] A.q.C_f = A.q.C_f. ()        (N)

...

...

...

F_å = [1 + h + h² + h³ +... + h⁸ + (n - 9)h⁸ ] A.q.C_f = A.q.C_f.[() + (n-9)h⁸]   (N)

Chú thích:

Số hạng h^x sử dụng trong công thức trên được giả định có giới hạn dưới là 0,10. Nó được lấy bằng 0,10 khi h^x  < 0,10.

-      Tháp dàn

Trong tính toán tải trọng gió tác dụng lên tháp giàn vuông, khi không thể tính toán kỹ lưỡng thì phần diện tích kín của mặt chắn gió của tháp được nhân với hệ số lực toàn bộ được xác định như sau:

Đối với tháp dàn tiết diện phẳng:                      1,7. (1 + h)

Đối với tháp dàn có tiết diện tròn:                    

Khi D.V_S < 6 m²/s : 1,1. (1 + h)

Khi D.V_S ³ 6 m²/s : 1,4

...

...

...

Tải trọng gió lớn nhất tác dụng lên tháp dàn vuông xảy ra khi gió thổi vào góc tháp. Khi không thể tính toán cụ thể thì tải trọng này có thể được lấy bằng 1,2 lần tải trọng tác dụng lên một mặt tháp.

-      Các bộ phận kết cấu xiên so với hướng gió

Các bộ phận riêng biệt, các khung,...

Khi gió thổi xiên một góc so với trục dọc của bộ phận kết cấu hoặc bề mặt của khung, thì tải trọng gió theo hướng gió được tính bằng:

F = A.q.C_f.sinq (N)

Trong đó: F, A, q và C_f  như đã được nêu trong mục 2.2.2.4.(1).(a) và q là góc tạo bởi hướng gió (q  < 90⁰) với trục dọc hoặc bề mặt.

Dàn và Tháp dàn

Khi gió thổi xiên một góc so với trục dọc của dàn hoặc tháp dàn, tải trọng gió theo hướng gió được tính bằng:

F = A . q. C_f.K₂ (N)

...

...

...

F, A, q và C_f  như đã được nêu trong 2.2.2.4.(1).(a) và

K₂ =  không được nhỏ hơn 0,35 và lớn hơn 1.

q - góc tạo bởi hướng gió với trục dọc của dàn hoặc tháp dàn, độ (q  < 90⁰);

S_P - diện tích của các thanh giằng trong dàn hoặc tháp dàn chiếu lên mặt phẳng chắn gió (m²);

S - diện tích của tất cả các thanh (thanh giằng và thanh chính) của dàn hoặc tháp dàn chiếu lên mặt phẳng chắn gió (m²).

Giá trị của K₂ được giả định có giới hạn dưới và giới hạn trên tương ứng là 0,35 và 1,0.

K₂  được lấy bằng 0,35 khi giá trị tính toán < 0,35 và bằng 1,0 khi giá trị tính toán > 1,0.

(b) Biến đổi nhiệt độ

Các ứng suất gây ra do biến đổi nhiệt độ sẽ được xét đến chỉ trong những trường hợp đặc biệt, chẳng hạn như khi các bộ phận kết cấu không được giãn nở tự do.

...

...

...

Các lối đi, các cabin điều khiển và các tấm sàn phải được thiết kế để chịu được các tải trọng tập trung sau đây:

-      3000 N đối với các lối đi và các tấm sàn dùng để bảo dưỡng thiết bị, trên đó có thể đặt các nguyên vật liệu;

-      1500 N đối với các lối đi và các tấm sàn dự định chỉ để người đi;

-      300 N coi như lực nằm ngang tác dụng lên lan can và tấm bao chân.

                             Các tải trọng này không được dùng trong tính toán dầm chính.

2.2.3                     Các trường hợp tải trọng trong tính toán kết cấu thiết bị xếp dỡ

Trong tính toán thiết kế thiết bị xếp dỡ phải xét đến ba trường hợp tải trọng sau:

-    Trường hợp thiết bị xếp dỡ làm việc không có gió;

-    Trường hợp thiết bị xếp dỡ làm việc có gió trong giới hạn cho phép làm việc.

...

...

...

Các tải trọng tác dụng vào thiết bị xếp dỡ đã được nêu trong mục 2.2.2. Để tính đến khả năng có thể vượt quá các ứng suất tính toán do phương pháp tính chưa thật sự chính xác và những sự cố bất ngờ có thể xảy ra trong khi sử dụng, trong tính toán thiết kế thiết bị xếp dỡ sẽ áp dụng một hệ số khuếch đại g_c và hệ số này sẽ thay đổi theo nhóm thiết bị xếp dỡ.

                             Các giá trị của hệ số g_c  được nêu trong mục 2.2.3.4.

1                           Trường hợp tải trọng I: thiết bị xếp dỡ làm việc không có gió

Các tải trọng sau sẽ được xét đến: các tải trọng tĩnh gây ra do trọng lượng bản than S_G ; các tải trọng gây ra do tải trọng làm việc S_L được nhân với hệ số động lực Y  và hai tác động ngang bất lợi nhất trong số các tác động S_H, không xét đến lực giảm chấn.

Tất cả các tải trọng này được nhân với một hệ số khuếch đại g_c được nêu trong mục 2.2.3.4, được viết dưới dạng tập hợp sau:

g_C (S_G + y S_L + S_H)

Trong các trường hợp mà thiết bị xếp dỡ di chuyển chỉ để đến một vị trí xác định nào đó và thường không dùng để di chuyển tải nâng thì tác động của chuyển động này sẽ không được kết hợp với các chuyển động ngang khác. Thí dụ với trường hợp này là các thiết bị xếp dỡ trên bến cảng, khi đã đến vị trí xác định thì thiết bị xếp dỡ chỉ làm hàng tại vị trí cố định đó.

2   Trường hợp tải trọng II: thiết bị xếp dỡ làm việc có gió trong giới hạn cho phép làm việc

Bao gồm các tải trọng trong trường hợp tải trọng 1, được bổ sung thêm các tải trọng do gió trong giới hạn cho phép làm việc S_W được xác định theo mục 2.2.2.4.(1).(b) (Bảng 2.17) và khi có thể áp dụng tải trọng do biến đổi nhiệt độ, được viết dưới dạng tập hợp sau:

...

...

...

Chú thích:

Các ảnh hưởng động lực của việc tăng tốc và giảm tốc sẽ có giá trị khác nhau trong trường hợp tải trọng II và I, khi có gió thổi thì thời gian gia tốc hoặc phanh sẽ không giống như khi không có gió.

3                           Trường hợp tải trọng III: thiết bị xếp dỡ chịu các tải trọng bất thường

                             Các tải trọng bất thường xảy ra trong các trường hợp sau:

-    Thiết bị xếp dỡ không làm việc chịu tác động của tải trọng gió mạnh nhất;

-    Thiết bị xếp dỡ đang làm việc và phải chịu tác dụng của lực giảm chấn;

-    Thiết bị xếp dỡ dưới tác dụng của tải trọng thử tương ứng với mục 3.3.

                             Tải trọng kết hợp lớn nhất sau phải được xét đến:

(1) Các tải trọng S_G do trọng lượng bản thân, kết hợp với tác dụng của tải trọng S_Wmax do tải trọng gió mạnh nhất như được nêu trong mục 2.2.2.4.(1).(b) (bao gồm cả phản lực của thiết bị chống bão).

...

...

...

(3) Các tải trọng S_G do trọng lượng bản thân gây ra kết hợp với tải trọng cao nhất trong hai tải trọng yr₁ S_L và r₂S_L; r₁ và r₂ là các hệ số được nhân với tải làm việc an toàn cho phép tương ứng với điều kiện thử tải động (r₁) và điều kiện thử tải tĩnh (r₂) như được nêu trong mục 3.3.

                             Ba trường hợp này được biểu thị bằng tập hợp sau:

(1) S_G + S_{W max}

(2) S_G + S_L + S_T

(3) S_G + yr₁ S_L hoặc S_G + r₂S_L

Chú thích:

Khi sử dụng thiết bị giảm tốc đặt trước đệm giảm chấn, lực va chạm được xác định trong điều kiện được nêu trong mục 2.2.2.3.(4).(a), S_T sẽ được lấy giá trị lớn hơn trong hai giá trị tải trọng hoặc do sự giảm tốc gây ra bởi thiết bị giảm tốc hoặc gây ra do va chạm với đệm giảm chấn.

4   Lựa chọn hệ số khuếch đại g_c

Giá trị của hệ số khuếch đại g_c được xác định dựa trên việc phân nhóm thiết bị xếp dỡ.

...

...

...

Nhóm thiết bị xếp dỡ

A1

A 2

A 3

A 4

A 5

A 6

A 7

A 8

...

...

...

1.00

1.02

1.05

1.08

1.11

1.14

1.17

1.20

2.2.4         Ảnh hưởng của động đất

...

...

...

Tuy nhiên, nếu yêu cầu đặc biệt bắt buộc phải kiểm tra, thì có thể áp dụng các quy định hoặc các khuyến cáo riêng trong các khu vực chịu động đất.

                             Chú thích:

Các tải trọng do tải làm việc phải được xét đến trong tính toán nhưng các ảnh hưởng do tải trọng bị lắc do giật bỏ qua vì ảnh hưởng này chỉ tác dụng lên kết cấu khi các ảnh hưởng khác gần như đã được hấp thu. Khuyến nghị này không được áp dụng đối với tải được dẫn động cứng mà ở đó tải không thể lắc.

2.2.5                     Các tải trọng xét đến trong thiết kế các cơ cấu của thiết bị xếp dỡ

                             Các cơ cấu của thiết bị xếp dỡ chịu hai loại tải trọng sau:

(1)  Các tải trọng được ký hiệu S_M, là các tải trọng phụ thuộc trực tiếp vào mômen quay của động cơ hoặc phanh tác dụng vào cơ cấu.

(2)  Các tải trọng được ký hiệu S_R, là các tải trọng không phụ thuộc tác động của động cơ hoặc phanh nhưng chúng lại được xác định bằng các phản lực tác dụng lên các bộ phận cơ cấu và không cân bằng với mômen quay tác dụng lên các trục dẫn động (*).

Chú thích:

(*) Ví dụ trong chuyển động di chuyển, các tải trọng do phản lực thẳng đứng lên các bánh xe chạy trên ray và các tải trọng ngang sẽ gây ứng suất trên trục bánh xe nhưng không tác dụng lên các bộ phận của cơ cấu dẫn động.

...

...

...

                             Các tải trọng loại này được xét đến như sau:

(1) Các tải S_MG, tương ứng với sự chuyển động theo phương thẳng đứng của trọng tâm các bộ phận chuyển động của thiết bị xếp dỡ, không xét đến tải trọng làm việc.

(2) Các tải S_ML, tương ứng với sự chuyển động theo phương thẳng đứng của tải trọng làm việc như đã được xác định trong mục 2.2.2 đối với kết cấu.

(3) Các tải S_MF, tương ứng với các lực ma sát không được xét đến trong tính toán hiệu suất của cơ cấu.

(4) Các tải S_MA, phát sinh do sự tăng tốc (hoặc phanh) của chuyển động.

(5) Các tải S_MW, tương ứng với tác động của tải trọng gió cho phép thiết bị xếp dỡ làm việc.

2   Các tải trọng loại S_R

                             Các tải trọng loại này được xét đến như sau:

(1) Các tải S_RG, do trọng lượng bản han của các bộ phận thành phần tác dụng lên bộ phận đang xét.

...

...

...

(3) Các tải S_RA, do sự tăng tốc hoặc giảm tốc của các chuyển động khác nhau của thiết bị xếp dỡ hoặc của các bộ phận của nó, như được tính toán trong mục 2.2.2.3.(1) đối với kết cấu.

(4) Các tải S_RW, do tải trọng gió trong điều kiện làm việc S_W hoặc do tải trọng gió lớn nhất S_{W max} (xem mục 2.2.2.4.(1)).

2.2.6                     Các trường hợp tải trọng trong tính toán các cơ cấu của thiết bị xếp dỡ

Ba trường hợp tải trọng phải được xét đến trong tính toán các cơ cấu của thiết bị xếp dỡ:

     Trường hợp I    : làm việc thông thường khi không có gió.

     Trường hợp II    : làm việc thông thường khi có gió.

     Trường hợp III   : các tải trọng bất thường.

Cần phải xác định tải trọng lớn nhất trong mỗi trường hợp tải trọng và sử dụng tải trọng đó trong các tính toán.

Các tải trọng xét đến đã được xác định trong mục 2.2.5. Để tính đến khả năng có thể vượt quá các ứng suất tính toán do phương pháp tính chưa thật sự chính xác và những sự cố bất ngờ có thể xảy ra trong khi sử dụng, trong tính toán thiết kế các cơ cấu của thiết bị xếp dỡ sẽ áp dụng một hệ số khuếch đại g_m và hệ số này sẽ thay đổi theo nhóm các cơ cấu.  

...

...

...

Bảng 2.20. Giá trị của hệ số khuếch đại (g_m)

Nhóm cơ cấu

M1

M2

M3

M4

M5

M6

M7

...

...

...

g_m

1,00

1,04

1,08

1,12

1,16

1,20

1,25

1,30

...

...

...

(1)             Các tải trọng loại S_M    

Tải trọng lớn nhất S_{M max I} của loại S_M (xem mục 2.2.5) được xác định bằng việc phối hợp các tải trọng S_MG, S_ML, S_MF và S_MA được xác định trong mục 2.2.5.1, và được biểu thị bằng công thức:

S_{M max I} = () g_m

                             Chú thích:

Trong công thức này điều cần chỉ ra là đây không phải là sự phối hợp của giá trị lớn nhất của mỗi một tải trọng phải xét đến, mà chỉ là giá trị do sự phối hợp bất lợi nhất có thể xảy ra trong thực tế.

(2)             Các tải trọng loại S_R

Tải trọng lớn nhất S_{R max I} của loại S_R (xem mục 2.2.5) được xác định bằng việc phối hợp các tải trọng S_RG, S_RL và S_RA được xác định trong mục 2.2.5.2, và được biểu thị bằng công thức:

Chú thích trong mục 2.2.1.6.(1).(a) ở trên cũng được áp dụng trong công thức này.

...

...

...

(1)                         Các tải trọng loại S_M

Tải trọng lớn nhất S_{M max II} của loại S_M  (xem mục 2.2.5) được xác định bằng việc phối hợp các tải trọng S_MG, S_ML, và S_MF được xác định trong mục 2.2.5.1 với một trong hai phối hợp sau:

(a)             Tải trọng S_MA và tải trọng S_{MW 8} tương ứng với áp lực gió 80 N/m².

(b)             Tải trọng S_{MW 25} tương ứng với áp lực gió 250 N/m².

                             Giá trị cao nhất trong hai giá trị được biểu thị bằng các công thức dưới đây:

                             hoặc:

                             Chú thích

...

...

...

(2) Các tải trọng loại S_R

Tải trọng lớn nhất S_{R max II} của loại S_M (xem mục 2.2.5) được xác định bằng việc phối hợp các tải trọng S_RG, S_RL, và S_RA được xác định trong mục 2.2.5.2 với S_{RW 25} tương ứng với áp lực gió 250 N/m², được biểu thị bằng công thức sau:

Chú thích trong mục 2.2.6.1.(1) cũng được áp dụng trong công thức này.

3                           Trường hợp tải trọng III: các tải trọng bất thường

(1)             Các tải trọng loại S_M

Tải trọng lớn nhất S_{M max III} của loại S_M được xác định trong mục 2.2.5 được xác định bằng việc xét đến tải trọng lớn nhất mà thực tế động cơ có thể truyền cho cơ cấu, cho phép đối với các giới hạn do các điều kiện hoạt động thực tế.

                             Các giá trị của S_{M max III}  được xác định trong mục 2.2.6.4.

...

...

...

Vì hậu quả của sự quá tải do va chạm với đệm giảm chấn hoặc các vật cản đối với cơ cấu ít nghiêm trọng hơn so với kết cấu, tải trọng bất thường được lấy để tính toán được cho trong phần (1) của mục 2.2.3.3:

Trong các trường hợp mà ở đó sử dụng các thiết bị chống bão để đảm bảo thiết bị xếp dỡ không bị dịch chuyển hoặc đối với sự ổn định trong điều kiện gió bão, ảnh hưởng của các thiết bị này lên các cơ cấu phải được xét đến trong tính toán.

4                           Áp dụng các tính toán ở trên để tính toán tải trọng S_M

                             Các cơ cấu của thiết bị xếp dỡ thực hiện một trong các chức năng sau:

-    Chuyển động thẳng đứng thuần túy của trọng tâm các khối lượng chuyển động (chuyển động nâng).

-    Chuyển động nằm ngang thuần túy mà ở đó trọng tâm của các khối lượng chuyển động được xem như một khối chuyển động theo phương nằm ngang (chuyển động ngang, chuyển động dọc, quay hoặc thay đổi tầm với có cân bằng đối trọng).

-    Các chuyển động phối hợp giữa chuyển động nâng trọng tâm của các khối lượng chuyển động với chuyển động nằm ngang (thay đổi tầm với không cân bằng đối trọng).

(1) Chuyển động nâng

...

...

...

                             Trường hợp tải trọng I và II: S_{M max I} = () g_m

Trong trường hợp này tải trọng do gia tốc nâng được bỏ qua vì tải trọng này nhỏ so với tải trọng S_ML.

                             Trường hợp tải trọng III: S_{M max III}= 1,6 ()

Xem lại quy định chung trong mục 2.2.6.3.(1), được giả định các tải trọng lớn nhất có thể tác dụng vào cơ cấu nâng được giới hạn tới 1,6 lần tải trọng S_{M max I}.

                             Chú thích:

Trong chuyển động nâng ở điều kiện làm việc bình thường thì không thể có tải trọng tác dụng nào lớn hơn tải trọng làm việc, vì ảnh hưởng của sự tăng tốc không đáng kể.

Tải trọng lớn hơn chỉ có thể xảy ra do đánh giá không đúng tải nâng.

Trên cơ sở kinh nghiệm thu được trong nhiều năm thực tế với các loại thiết bị xếp dỡ khác nhau, chấp nhận hệ số 1,6 lần là đủ để an toàn. Phải nhấn mạnh rằng nên tránh sử dụng các động cơ có công suất quá lớn.

(2)                         Các chuyển động ngang

...

...

...

S_{M max I} = () g_m

                             Trường hợp tải trọng II: Lấy giá trị nào cao hơn trong hai giá trị sau:

S_{M max II} = () g_m

                             hoặc

S_{M max II} = () g_m

Trường hợp tải trọng III: Đối với S_{M max III}, lấy tải trọng tương ứng với mômen lớn nhất của động cơ (hoặc phanh) trừ khi các điều kiện hoạt động được giới hạn mômen truyền thực tế qua sự trượt của bánh xe trên đường ray hoặc qua các thiết bị giới hạn thích hợp (thí dụ khớp nối thủy lực, cơ cấu giới hạn mômen...). Trong trường hợp này cần phải lấy giá trị mômen truyền thực tế.

                 Chú thích:

Trong trường hợp các chuyển động nâng tải thông thường các tải trọng truyền tới cơ cấu được giới hạn bởi tải nâng, trong các chuyển động ngang mômen lớn nhất của động cơ có thể luôn truyền tới cơ cấu nếu không có thiết bị giới hạn cơ khí. Điều này đã lý giải vì sao có sự khác nhau của giá trị S_{M max III} đã được xác định theo chuyển động nâng hoặc chuyển động khác đang được xét đến.

(3)                         Các chuyển động phối hợp

...

...

...

Đối với trường hợp tải trọng I và II, tải trọng S_{M max II} (*) được xác định bằng cách áp dụng công thức tổng quát được xác định trong mục 2.2.6.1.(1) và 2.2.6.2.(1).

                             Chú thích:

(*) hoặc là S_{M max I} trong trường hợp các thiết bị xếp dỡ không chịu tác dụng của tải trọng gió.

Trường hợp tải trọng III:

Tải trọng gây ra bởi mômen lớn nhất của động cơ S_{MC max} có thể được lấy đối với giá trị lớn nhất S_{M max III}. Điều này thường không thích hợp, giá trị cao luôn được chấp nhận vì nó tăng độ an toàn.

Giá trị S_{MC max} phải được sử dụng khi công suất động cơ yêu cầu để nâng trọng tâm của các khối lượng chuyển động không đáng kể so với công suất cần thiết để thắng được các tác dụng do gia tốc hoặc gió gây ra.

Ngược lại, khi tác dụng của gia tốc hoặc gió không đáng kể so với tác dụng của chuyển động trọng tâm của các khối lượng chuyển động theo phương thẳng đứng, thì giá trị này lại quá cao và S_{M max III} có thể được tính từ công thức sau:

S_{M max III} = 1,6 S_{M max II}

Giữa hai giá trị giới hạn này, mỗi một trường hợp riêng phải được kiểm tra theo động cơ đã chọn, phương pháp khởi động và độ lớn tương ứng của các tải trọng do tác động của quán tính và gió mặt khác còn do nâng các trọng tâm.

...

...

...

2.3                        Tính toán các ứng suất trong kết cấu

Các ứng suất phát sinh trong các bộ phận kết cấu khác nhau được xác định đối với ba trường hợp tải trọng được xác định trong mục 2.2.3, và kiểm tra được thực hiện để đảm bảo đủ bền với hệ số an toàn n đối với các ứng suất tới hạn, đồng thời xét đến ba trường hợp hư hỏng có thể xảy ra sau đây:

-      Vượt quá giới hạn đàn hồi;

-      Vượt quá tải trọng uốn dọc tới hạn hoặc tải trọng phá hủy;

-      Vượt quá giới hạn mỏi.

Chất lượng của các loại thép được sử dụng cần phải được quy định và các đặc tính vật lý, các thành phần hóa học và chất lượng hàn cần phải được đảm bảo bởi cơ sở chế tạo vật liệu.

Các ứng suất cho phép đối với các loại vật liệu được sử dụng phải được xác định theo mục 2.3.1, 2.3.2, 2.3.3 và 2.3.4 dưới đây, với sự xem xét tới các ứng suất tới hạn của vật liệu được sử dụng.

Các ứng suất tới hạn này là các ứng suất mà tương ứng với chúng hoặc là giới hạn đàn hồi (giới hạn đàn hồi trong thực tế được thiết lập tương ứng với giới hạn giãn dài tới hạn), hoặc là ứng suất uốn dọc tới hạn hoặc phá hủy, hoặc trong trường hợp mỏi thì tương ứng với ứng suất mà kết cấu vẫn còn khả năng tồn tại chưa bị phá hủy là 90%, theo kết quả thử nghiệm.

Các ứng suất trong các bộ phận kết cấu sẽ được tính toán dựa trên các trường hợp tải trọng khác nhau đã được nêu trong mục 2.2.3 bằng cách áp dụng các phương pháp tính toán sức bền vật liệu thông thường.

...

...

...

                             Chú thích:

Diện tích của các lỗ trên tiết diện sẽ được tính vào diện tích tiết diện ngang chỉ khi các lỗ được lấp bằng các bulông hoặc bằng đinh tán.

Trong trường hợp bộ phận kết cấu chịu uốn, sẽ lấy diện tích tiết diện thực ở các điểm chịu kéo và lấy tiết diện toàn bộ ở các điểm chịu nén.

2.3.1                     Kiểm tra đối với giới hạn đàn hồi                                  

Đối với loại kiểm tra này, cần phân biệt giữa các bộ phận kết cấu thực và các mối liên kết kiểu đinh tán, kiểu bulông hoặc kiểu hàn.

1                           Các bộ phận kết cấu ngoại trừ các mối liên kết                         

(1)                         Các bộ phận kết cấu chịu kéo hoặc nén thuần túy

(a) Trường hợp đối với các loại thép có tỷ số giữa giới hạn đàn hồi s_E và giới hạn bền kéo s_R nhỏ hơn 0,7.

Ứng suất tính toán s không được vượt quá ứng suất cho phép s_a. Ứng suất cho phép s_a được lấy bằng cách chia giới hạn đàn hồi s_E cho một hệ số n_E. Hệ số n_E phụ thuộc vào các trường hợp tải trọng như được nêu trong mục 2.2.3.

...

...

...

Bảng 2.21. Giá trị của n_E và ứng suất cho phép

Các giá trị của n_E

Trường hợp I

1,5

Trường hợp II

1,33

Trường hợp III

1,1

Các ứng suất cho phép s_a

...

...

...

Đối với các loại thép các bon thông thường (A.37, A.42, A.52) thì ứng suất tới hạn s_E được quy ước lấy tương ứng với độ giãn dài 0,2%.

(b) Trường hợp đối với các loại thép có giới hạn đàn hồi s_E cao (s_E/s_R> 0,7).

Đối với loại thép có giới hạn đàn hồi s_E cao, việc sử dụng các hệ số n_E sẽ không bảo đảm độ dự phòng an toàn đầy đủ. Trong trường hợp này cần phải kiểm tra ứng suất tính toán không được vượt quá ứng suất cho phép s_a được tính theo công thức sau:

Trong đó:

s_E và s_R - giới hạn đàn hồi và giới hạn bền kéo của loại thép được sử dụng;

...

...

...

s_a.52  - ứng suất cho phép đối với thép A.52 trong trường hợp tải trọng được xét đến.

(2) Các bộ phận kết cấu chịu cắt                                                                            

                             Ứng suất cắt cho phép t_a được xác định theo công thức sau:

                             Trong đó:         

                             s_a - ứng suất kéo cho phép.

(3)                         Các bộ phận kết cấu chịu tải trọng kết hợp - ứng suất tương đương

s_X, s_Y,t_XY - hai ứng suất pháp và ứng suất tiếp tương ứng tại điểm xem xét, cần phải kiểm tra:

(a) -           Ứng suất pháp tính toán s_X và s_Y phải nhỏ hơn ứng suất cho phép s_a và ứng suất cắt tính toánt_XY phải nhỏ hơn ứng suất cắt cho phép t_a.

...

...

...

Khi sử dụng công thức này, phương pháp đơn giản là lấy các giá trị lớn nhất của s_X, s_Y và t_XY. Nhưng trong thực tế, tính toán như thế dẫn tới ứng suất tương đương quá lớn vì không thể xảy ra đồng thời cả ba ứng suất cùng đạt tới giá trị lớn nhất. Tuy nhiên, phương pháp tính toán này vẫn được chấp nhận vì lý do an toàn.

Nếu muốn tính toán chính xác hơn, thì cần phải xác định trạng thái ứng suất thực tế bất lợi nhất có thể xảy ra. Rồi thực hiện ba kiểm tra bằng cách tính toán ứng suất tương đương từ ba trạng thái ứng suất kết hợp sau đây:

s_{x max} và các ứng suất s_Y  và t_XY tương ứng.

s_{Y max} và các ứng suất s_X  và t_XY tương ứng.

t_{XY MAX}  và các ứng suất s_X  và s_Y tương ứng.

                             Chú thích:

Cần lưu ý khi hai trong ba giá trị ứng suất xấp xỉ bằng nhau, và lớn hơn một nửa giá trị ứng suất cho phép, thì trạng thái ứng suất kết hợp ba ứng suất bất lợi nhất có thể xảy ra trong các trường hợp tải trọng khác nhau do các ứng suất đó tương ứng với giá trị lớn nhất của mỗi loại ứng suất.

...

...

...

                             Phải kiểm tra theo công thức sau đây:

2                           Trường hợp các mối nối                                                           

(1)             Các mối nối bằng đinh tán

(a) Các đinh tán chịu tải trọng cắt

Xét tác dụng của lực kẹp chặt, ứng suất cắt tính toán t không được vượt quá:

t = 0,6 s_a            trong trường hợp cắt một bậc (cắt đơn)

và t = 0,8 s_a       trong trường hợp cắt 2 bậc hoặc cắt nhiều bậc.

Trong đó s_a là ứng suất kéo cho phép của vật liệu dùng làm đinh tán.

...

...

...

            Cắt đơn hay cắt 1 bậc                                  Cắt kép hoặc cắt nhiều bậc

(b)             Các đinh tán chịu tải trọng kéo

Ứng suất kéo tính toán s phải không nhỏ hơn giá trị sau:

s = 0,2 s_a

(c) Các đinh tán chịu tải trọng kéo và cắt

Các điều kiện sau đây cần phải được kiểm tra:

                                               s £ 0,2 s_a

...

...

...

hoặc t £ 0,8 s_a              đối với trường hợp cắt nhiều bậc.

(d) Giới hạn áp lực ép lên thành lỗ tán đinh

Áp lực ép lên thành lỗ tán đinh s_n không được vượt quá:

s_n £ 1,5 s_a           đối với trường hợp cắt một bậc.

s_n £ 2 s_a                           đối với trường hợp cắt nhiều bậc.

(e) Các lưu ý đối với các mối liên kết bằng đinh tán

- Cần tránh để các đinh tán chịu kéo, đặc biệt đối với các bộ phận kết cấu chính.

- Tất cả các mối nối ghép cần phải có ít nhất hai đinh tán thẳng hàng theo hướng của lực.

(2) Các mối nối bằng bu lông

...

...

...

Các mối nối bằng bulông có thể phải chịu các ứng suất do các lực tác dụng vuông góc với mối nối, do các lực tác dụng song song với các bề mặt nối, và do các lực tác dụng đồng thời vuông góc và song song với bề mặt nối.

(b)             Các mối nối bằng các bu lông chịu kéo với lực kéo được kiểm soát

1. Khái quát

Mối nối bằng bulông chịu kéo với lực kéo được kiểm soát là mối nối mà ở đó lực kéo chính theo hướng trục của bulông, đai ốc hoặc của đoạn bulông có ren và bulông phải chịu tác dụng của lực kéo kể cả khi không có tải trọng bên ngoài tác dụng. Mối nối này nên áp dụng cho các mối nối chịu tác dụng mỏi.

Cần chú ý bảo đảm các bulông được kéo chính xác và bảo đảm độ kéo không đổi (dung sai +/- 10%). Hệ số W = 1,1 có tính đến các dung sai độ kéo.

Trong khi áp đặt độ kéo ban đầu lên bulông, dưới tác dụng kết hợp của tải trọng kéo và xoắn thì ứng suất phát sinh không được lớn hơn 80% giới hạn đàn hồi của vật liệu làm bu lông có tính đến sự phân tán lực khi áp đặt độ kéo ban đầu.

2. Tính toán tải trọng cho phép lên các mối nối bằng bulông

a. Tính toán lực kéo ban đầu

a) Kéo có xoắn

...

...

...

Trong đó:

s_p    -         ứng suất kéo lý thuyết dưới tác dụng lực xiết chặt;

t_b    -         ứng suất xoắn dưới tác dụng lực xiết chặt;

d₂    -         đường kính đo tại chân ren bulông;

d_t    -         đường kính danh nghĩa của bulông;

P_a       -         bước ren của bulông;

...

...

...

s_E   -         giới hạn đàn hồi của kim loại làm bulông.

b) Kéo không có xoắn

s_b £ 0,8s_E

b. Tải trọng cho phép F₁ tác dụng lên mối nối bằng bulông

Phải thực hiện hai kiểm tra sau:

a) Dưới tác dụng của tải trọng lớn nhất có tính đến hệ số an toàn k và k’, không được vượt quá giới hạn đàn hồi của bulông.

Xác định:

...

...

...

Trong đó:

S_b   -         diện tích tiết diện ngang của chân ren < tiết diện thân bulông.

  -       độ co rút của bộ phận kết cấu bị ép dưới tác dụng của lực kéo;

-       độ giãn của bulông dưới tác dụng của lực kéo.

Đối với các bộ phận thép được lắp ráp, diện tích phải được xét đến đối với :

...

...

...

  -        diện tích tiết diện tương đương của bu lông xiết;

s₁  -          đường kính bị ép dưới đầu mũ bulông;

  -        chiều dài của bộ phận bị ép;

D_t     -        đường kính lỗ bulông.

Đối với các bulông mà đường kính thân chênh lệch nhiều so với đường kính chân ren và phần có ren nằm trong phần chịu ứng suất, thì  cần phải được tính toán đầy đủ.

b) Dưới tác dụng của tải trọng lớn nhất có tính đến các hệ số W, K' và K" là hệ số an toàn chống tách rời các bộ phận kết cấu.

s₁ = £

Trong đó:

K’ -          hệ số an toàn liên quan tới giới hạn đàn hồi theo Bảng 2.22.

...

...

...

Bảng 2.22. Hệ số an toàn

Hệ số

Trường hợp tải trọng
I

Trường hợp tải trọng
II

Trường hợp tải trọng
III

K’

1,50

1,33

1,10

...

...

...

1,30

1

1

Chú thích:

Các hệ số K’ và K” phải được áp dụng trong điều kiện bất lợi nhất phát sinh do sự phân tán lực khi áp đặt độ căng kéo ban đầu.

c) Kiểm tra độ bền mỏi

Kiểm tra độ bền mỏi các bulông được thực hiện riêng cho trường hợp tải trọng I.

Dưới tác dụng của tải trọng làm việc F₁, ứng suất kéo thực biến thiên trong khoảng giữa 2 giá trị sau:

s_p và s_p +

...

...

...

s_A - độ lớn của ứng suất mỏi cho phép lớn nhất được cho trong đồ thị, xem Hình 2.10.

Đối với bất kỳ loại bulông hoặc phương pháp thiết kế nào khác, thì giá trị ứng suất s_A phải bảo đảm tối thiểu mức độ an toàn tương đương về độ bền mỏi.

Hình 2.10. Đồ thị độ lớn của ứng suất mỏi cho phép lớn nhất

Chú thích:

E1 ¸ E8 là nhóm các bộ phận kết cấu.

                             Đồ thị áp dụng cho các bulông theo tiêu chuẩn ISO

...

...

...

-    Các cấp 8.8, 10.9, 12.9

-    Lăn răng nguội với xử lý nhiệt sau khi lăn răng.

(c)                                     Các mối nối bằng bu lông chịu tác dụng của các lực song song với bề mặt nối

1. Các bulông chịu tác dụng cắt thuần túy

Các kiểm tra được thực hiện với giả định là các bulông ở trong điều kiện thích hợp, nghĩa là các bulông đã được lắp ráp với độ dung sai lắp ráp theo tiêu chuẩn ISO và đoạn thân bulông ép vào thành lỗ xỏ bulông theo suốt chiều dài của các bộ phận kết cấu được lắp ráp.

Các lỗ xỏ bulông phải là lỗ được gia công bằng cách khoan với độ dung sai theo tiêu chuẩn ISO.

Ứng suất tính toán t trên thân bulông phải không được vượt quá các giá trị đã cho đối với đinh tán được nêu trong mục 2.3.1.2.(1).(a).

Áp lực ép phải không vượt quá giá trị được nêu trong mục 2.3.1.2.(1).(d).

2. Các bu lông chịu kéo - cắt kết hợp

...

...

...

s £ 0,65 s_a                                                                                                                                                

và t £ 0,6 s_a                đối với trường hợp cắt một bậc

hoặc t £ 0,8 s_a             đối với trường hợp cắt nhiều bậc

và phải thỏa mãn:

Ứng suất cho phép trong một bulông được giới hạn tới:

s_a = 0,7 s_{E (0,2)}          đối với kết cấu thông thường

s_a = 0,8 s_{E (0,2)}          đối với kết cấu ngăn ngừa sự trờn ren

Trong đó: s_{E (0,2)} là ứng suất chảy của vật liệu chế tạo bulông tương ứng với độ giãn dài 0,2%.

3. Các mối nối bằng các bulông có độ bền cao với độ căng kéo được kiểm soát

...

...

...

a. Các tải trọng tác dụng nằm trong mặt phẳng nối (ký hiệu T)

Trong trường hợp này, các tải trọng tác dụng làm cho các bộ phận ghép nối bị trượt đi và lực được truyền bởi ma sát. Để xác định tải trọng cho phép đối với mỗi bulông T_a mà tải trọng đó có thể truyền bằng ma sát, thì lực căng kéo F trong bulông sau khi xiết chặt cần phải được xem xét. Lực kéo này được nhân với hệ số ma sát m của các bề mặt tiếp xúc trong mối nối, và hệ số an toàn n_T có giá trị tương tự như các giá trị được nêu trong mục 2.3.1.1.(1) được áp dụng đối với lực giới hạn này.

n_T = 1,5     đối với trường hợp tải trọng I.

n_T = 1,33   đối với trường hợp tải trọng II.

n_T = 1,1     đối với trường hợp tải trọng III.

T_a  có thể được xác định theo công thức:

Trong đó: m - số lượng các bề mặt ma sát.

...

...

...

b. Các lực vuông góc với mặt phẳng nối (ký hiệu N)

Kiểm tra bằng tính toán các lực vuông góc với bề mặt mối nối sẽ được thực hiện theo mục 2.3.1.2.(2).(b).

Nếu mối nối bằng bulông chịu tác dụng của mômen ngoại lực M, thì tải trọng kéo phải được xác định tại bulông chịu tải trọng lớn nhất cộng thêm tải trọng kéo hiện tại N.          

c. Tải trọng kết hợp của T, N và M

Cần phải thực hiện hai kiểm tra sau:

a) Đối với bulông chịu ứng suất cao nhất, tổng các lực kéo gây bởi tải trọng N và M phải nhỏ hơn lực kéo cho phép được nêu trong mục 2.3.1.2.(2).(c).3.

b) Tải trọng trung bình được truyền bởi ma sát phải nhỏ hơn giá trị sau:

...

...

...

Đối với các bộ phận chịu nén, ứng suất được tính toán trên mặt cắt toàn bộ (diện tích mặt cắt ngang của các lỗ bulông không bị khấu trừ).

Đối với các bộ phận chịu kéo, có 2 trường hợp:

Trường hợp thứ nhất: Các bu lông được bố trí trên 1 hàng vuông góc với hướng tác dụng của tải trọng; cần phải kiểm tra theo các điều kiện sau đây:

a) Tải trọng tổng tác dụng lên tiết diện toàn bộ.

b) 60% tải trọng tổng tác dụng lên tiết diện thực (diện tích mặt cắt ngang của các lỗ bulông bị khấu trừ).

Hình 2.11. Bố trí bu lông trong mối nối

Trường hợp thứ hai: các bu lông được bố trí thành nhiều hàng vuông góc với hướng tác dụng của tải trọng.

Phần chịu tải nặng nhất (tương ứng với hàng 1 đối với chi tiết A - xem Hình 2.11) cần phải được phân tích và kiểm tra theo 2 điều kiện sau:

...

...

...

b)  Lên mặt cắt thực được xét với tải trọng tổng từ hàng bu lông 2 và 3 (nghĩa là trong trường hợp của hình vẽ trên, 2/3 tải trọng tổng của mối nối) cộng với 60% tải trọng tác dụng lên hàng 1.

Việc kiểm tra này được giả định là tải trọng được phân chia đều cho tất cả các bulông và số hàng bulông là nhỏ, bởi vì nếu có quá nhiều hàng thì các bu lông ở hàng phía cuối sẽ chịu tải nhỏ. Vì vậy không nên bố trí nhiều hơn 2 hàng hoặc ngoại lệ 3 hàng.

e. Mối nối bằng bu lông có độ bền cao

Cần lưu ý, các tính toán ở trên dùng để kiểm tra các mối nối bằng bu lông có độ bền cao chỉ có hiệu lực khi các mối nối trong thực tế phải phù hợp với điều kiện yêu cầu về độ căng kéo và việc chuẩn bị các bề mặt tiếp xúc để đạt được các hệ số ma sát thích hợp (xem Phụ lục A.1).

(3)    Các mối nối bằng hàn

Trong các mối nối bằng hàn, giả định rằng kim loại hàn tối thiểu có những đặc tính tốt như kim loại cơ bản.

Cần phải kiểm tra các ứng suất phát sinh, trong trường hợp kéo và nén không vượt quá ứng suất cho phép s_a được nêu trong mục 2.3.1.1.(1).

                             Đối với trường hợp mối hàn bị cắt, ứng suất cho phép t_a được xác định bằng:

...

...

...

Tuy nhiên đối với kiểu tải trọng nhất định, đặc biệt các ứng suất ngang trong các mối hàn thì ứng suất tương đương cho phép lớn nhất phải được giảm bớt.

Bảng 2.23 tóm tắt các giá trị không được vượt quá đối với một số loại thép thông dụng, theo kiểu tải trọng.

                             Phụ lục A.2: cho biết thêm một số thông tin về mối nối hàn.

Bảng 2.23
Các ứng suất tương đương cho phép lớn nhất trong các mối hàn (N/mm²)
Các loại thép A.37 - A.42 - A.52

Kiểu tải trọng

A.37

A.42

A.52

I

...

...

...

III

I

II

III

I

II

III

Các ứng suất tương đương dọc đối với mọi kiểu mối hàn

160

...

...

...

215

175

195

240

240

270

325

Các ứng suất kéo ngang

1) Các mối hàn giáp mép và hàn chữ K chất lượng đặc biệt.

...

...

...

3) Các mối hàn góc

160

140

113

180

158

127

...

...

...

215

185

152

175

153

124

195

...

...

...

138

240

210

170

240

210

170

...

...

...

270

236

191

325

285

230

Các ứng suất nén ngang

1) Các mối hàn giáp mép và hàn chữ K chất lượng đặc biệt.

...

...

...

160

130

180

146

215

175

...

...

...

175

142

195

158

240

195

...

...

...

195

270

220

325

265

Cắt toàn bộ dải mối hàn

113

...

...

...

152

124

138

170

170

191

230

Chú thích: I, II, III tương ứng là các trường hợp tải trọng.

2.3.2         Kiểm tra các bộ phận kết cấu chịu uốn dọc

...

...

...

                             Nhà thiết kế phải chỉ rõ nguồn gốc của phương pháp tính toán được lựa chọn.

Nếu phương pháp được chọn liên quan đến việc nhân ứng suất tính toán với một hệ số uốn dọc w phụ thuộc vào hệ số độ mảnh của bộ phận kết cấu và sau đó kiểm tra ứng suất đã được khuếch đại này vẫn nhỏ hơn ứng suất cho phép xác định, giá trị được chọn cho ứng suất cho phép này sẽ là giá trị như đã được nêu trong mục 2.3.1.1.(1).

                             Chú thích:

Phụ lục A.3 chỉ ra cách áp dụng các phương pháp tính toán cổ điển khác nhau để thỏa mãn các yêu cầu trên.

2.3.3                     Kiểm tra các bộ phận kết cấu chịu uốn ngang

Trong việc xác định các hệ số an toàn uốn ngang được cho dưới đây, cần phải xét rằng các tấm phẳng dưới tác dụng của các ứng suất nén được phân bố đều trên bề rộng tấm sẽ là trạng thái uốn ngang nguy hiểm hơn so với trường hợp các tấm chịu ứng suất biến đổi từ ứng suất nén sang ứng suất kéo trên bề rộng tấm.

An toàn uốn ngang phụ thuộc vào tỷ số Y của ứng suất tính toán tại hai mép tấm (xem Phụ lục A.4).

Ngoài ra cần phải xác định ứng suất uốn ngang tới hạn đối với các trụ tròn, khoảng cách đặt và mômen quán tính tiết diện của các gân gia cường để tránh sự chênh lệch quá lớn về độ an toàn thật sự do việc sử dụng các dữ liệu khác nhau trong các tài liệu kỹ thuật.

Phải kiểm tra các ứng suất tính toán không lớn hơn ứng suất uốn ngang tới hạn chia cho các hệ số n_V theo Bảng 2.24:

...

...

...

Loại tải trọng và kết cấu

Trường hợp tải trọng

Hệ số an toàn uốn ngang (n_V)

Uốn ngang các kết cấu tấm phẳng.

I

II

III

1,70 + 0,175 (y - 1)

...

...

...

1,35 + 0,075 (y - 1)

Uốn ngang các kết cấu tấm cong; các trụ tròn (thí dụ như các ống)

I

II

III

1,70

1,50

1,35

                 Tỷ số ứng suất trên hai mép tấm Y biến đổi trong khoảng giữa +1 và - 1.

...

...

...

Phụ lục A.4 đưa ra chỉ dẫn để xác định các ứng suất uốn ngang tới hạn.

2.3.4         Trường hợp kết cấu chịu biến dạng lớn                                    

Trong trường hợp này, các ứng suất trong các bộ phận kết cấu có thể không tương ứng với các lực gây ra chúng do biến dạng của kết cấu dưới tác dụng của các lực này.

Hình 2.12. Sơ đồ minh họa

                 Thí dụ, với các ứng suất phát sinh trong cột cần trục (xem sơ đồ minh họa trên Hình 2.12) ở đó rõ ràng là mômen uốn trong cột không tương ứng với lực tác dụng do biến dạng làm tăng cánh tay đòn mômen của chúng.

                             Trong trường hợp này tính toán được thực hiện như sau:

1. Trước hết thực hiện kiểm tra theo các yêu cầu của mục 2.3.1, 2.3.2 và 2.3.3. Tính toán các ứng suất phát sinh trong các trường hợp tải trọng khác nhau và kiểm tra xem có đủ độ dư an toàn liên quan tới các ứng suất tới hạn (giới hạn đàn hồi, uốn dọc, uốn ngang). Trong tính toán các ứng suất phải kể đến biến dạng gây ra do các tải trọng tác dụng lên kết cấu.

2. Kiểm tra tiếp theo cũng được thực hiện bằng tính toán các ứng suất gây ra do tác dụng của các tải trọng được nhân với hệ số n của trường hợp tải trọng được xét đến và có xét đến các biến dạng gây ra bởi tác dụng của các tải trọng đã được tăng lên và kiểm tra xem các ứng suất tính toán vẫn nhỏ hơn các ứng suất tới hạn đối với giới hạn đàn hồi, uốn dọc và uốn ngang.

...

...

...

a. Khi tác động của trọng lượng bản than S_G và tải trọng biến đổi S_V dẫn tới biến dạng ngược hướng:

Xác định ứng suất s_G do tác dụng của trọng lượng bản thân S_G (không khuếch đại) và ứng suất s_V do tác dụng của các tải trọng biến đổi S_V  được nhân với hệ số n tương ứng với trường hợp đang xét (mục 2.3.1 - giới hạn đàn hồi, mục 2.3.2 - uốn dọc, mục 2.3.3 - uốn ngang) và kiểm tra xem ứng suất này nhỏ hơn ứng suất tới hạn, nghĩa là: