Bộ giáo dục và đào tạo Trờng đại học xây dựng Dơng trờng giang Nghiên cứu xác định các thông số hợp lý của kết cấu thép cần trục tháp theo tiêu chuẩn việt nam Chuyên ngành: Kỹ thuật Máy và Thiết bị Xây dựng Mã số: 62.52.10.01 Tóm tắt Luận án tiến sỹ kỹ thuật Hà Nội - Năm 2011 Công trình đợc hoàn thành tại Trờng Đại học Xây dựng Cán bộ hớng dẫn khoa học 1: PGS.TS. Phạm Quang Dũng - Trờng Đại học Xây dựng Cán bộ hớng dẫn khoa học 2: PGS.TS. Trần Nhất Dũng- Học viện Kỹ thuật Quân sự Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án sẽ đợc bảo vệ trớc hội đồng chấm luận án cấp trờng họp tại Trờng Đại học Xây dựng vào hồi giờ ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận án tại th viện Quốc Gia và Th viện Trờng Đại học Xây dựng. 1 Mở đầu Cần trục tháp là một loại thiết bị xây dựng quan trọng trong việc vận chuyển lên cao, đặc biệt trong thi công các công trình có chiều cao lớn. Trong cấu tạo chung cần trục tháp thì kết cấu thép là một bộ phận lớn và quan trọng. Việc tính toán kết cấu thép cần trục tháp là phức tạp nên các nghiên cứu về xác định các thông số hợp lý đã công bố đợc biết mới chỉ dừng lại ở một một số bài toán riêng rẽ nh: tải trọng tính toán là cha đáp ứng yêu cầu của tiêu chuẩn, tách riêng các bộ phận kết cấu để tính toán, dùng sơ đồ tính quy đổi Các hạn chế trên chủ yếu là do cha áp dụng phơng pháp giải bài toán xác định các thông số hợp lý phù hợp và một công cụ tính toán đủ mạnh. Cần trục tháp do các hãng sản xuất nổi tiếng đều thiết kế theo các tiêu chuẩn tiên tiến nh FEM, ISO, tuy nhiên phơng pháp xác định các thông số hợp lý của các hãng rất ít đợc công bố. ở Việt Nam mặc dù có nhu cầu rất lớn nhng việc đi sâu nghiên cứu cha nhiều.Về tiêu chuẩn chỉ có TCVN 4244- 2005 là duy nhất cho thiết kế, chế tạo, kiểm định thiết bị nâng và về cơ bản phù hợp với các tiêu chuẩn tiên tiến phổ biến trên thế giới nh FEM, ISO. Do đó đề tài N ghiên cứu xác định các thông số hợp lý của kết cấu thép cần trục tháp theo tiêu chuẩn Việt Nam là cần thiết hiện nay. Mục đích nghiên cứu: Xây dựng cơ sở tính toán và phơng pháp luận xác định các thông số hợp lý của kết cấu thép cần trục tháp trên cơ sở ứng dụng sáng tạo các thành tựu và phơng tiện tính toán hiện đại, nhằm giải quyết những yêu cầu thiết thực của khoa học - công nghệ và thực tiễn. Các nghiên cứu này góp phần nâng cao chất lợng thiết kế, hạ giá thành sản phẩm, chủ động thiết kế chế tạo kết cấu thép cần trục tháp và các thiết bị nâng khác ở Việt Nam hiện nay. Đối tợng nghiên cứu: Kết cấu thép cần trục tháp loại đầu quay. Phơng pháp nghiên cứu: Nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm. ý nghĩa khoa học và thực tiễn: - Bài toán xác định các thông số hợp lý của kết cấu thép cần trục tháp sử dụng phơng pháp PTHH và xét tổng thể toàn bộ cần trục theo mô hình không gian gần với kết cấu thực với những tổ hợp tải trọng phức tạp, nên kết quả nhận đợc của bài toán là tin cậy và chính xác, đáp ứng trực tiếp cho thiết kế kỹ thuật. - á p dụng một cách sáng tạo t tởng nguyên lý R.Bellman để giải bài toán có điều kiện tính toán phức tạp là xác định các thông số hợp lý của kết cấu thép cần trục tháp, phù hợp với điều kiện thực tế. 2 - Luận án xây dựng bài toán dới dạng tổng quát và thiết lập chơng trình tính toán chuyên dụng, không những có thể xác định trực tiếp các thông số hợp lý theo phơng pháp luận nghiên cứu, mà còn là cơ sở để khảo sát nhiều bài toán khác nhau, đáp ứng nhu cầu cấp thiết của thực tế sản xuất. - Quá trình thực nghiệm với thiết bị đo hiện đại và qui trình thực nghiệm hợp lý là cơ sở để xây dựng phơng pháp thực nghiệm trên các Máy xây dựng khác nhau. Bố cục của luận án: Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận án gồm 4 chơng với 127 trang thuyết minh và 6 phụ lục ( 55 trang). Chơng 1 Tổng quan về vấn đề nghiên cứu 1.1. Tổng quan về cần trục tháp xây dựng Cần trục tháp đợc sử dụng rộng rãi trong xây dựng, đặc biệt là xây dựng công trình có độ cao lớn là do có nhiều u điểm so với cần trục khác: có khoảng không gian phục vụ rộng, dễ tháo lắp và vận chuyển từ công trờng này tới công trờng khác, có thể lắp đặt trực tiếp cạnh công trình hoặc trên công trình Cần trục tháp xây dựng cấu tạo cơ bản gồm phần kết cấu thép và các cơ cấu vận chuyển vật nâng trong không gian. Kết cấu thép bao gồm cần, tháp, cần công xôn là các bộ phận có khối lợng lớn và do đó chiếm tỉ trọng đáng kể trong tổng giá thành toàn bộ cần trục. Cần trục tháp có nhiều loại khác nhau, tuy nhiên qua thống kê thực tế ở Việt Nam cần trục tháp với đầu tháp quay, tháp không quay, cần nằm ngang, thay đổi tầm với bằng xe con cáp kéo (hình 1.2d) là phổ biến nhất hiện nay trong xây dựng các công trình có chiều cao lớn. Các thông số kỹ thuật cần trục ở Việt Nam phổ biến có tầm với R từ 40 m tới 60 m; tải trọng nâng lớn nhất Q từ 2,5 tới 10 tấn; mô men tải M tt từ 700KNm tới 1500KNm. 1.2. Kết cấu thép cần trục tháp 1.2.1. Phân tích đặc điểm kết cấu tháp và cần Hình 1.2d: Loại cần trục tháp phổ thông ở Việt Nam hiện nay. 3 Kết cấu thép cần trục tháp thờng đợc chế tạo dạng dàn không gian, cấu tạo bởi thép hình gồm hữu hạn nhóm thiết diện thanh. Các bộ phận cơ bản của kết cấu thép cần trục tháp đợc chế tạo dạng mô đun có tính lắp lẫn, nhằm giảm chi tiết cấu tạo, phù hợp với việc lắp đặt vận chuyển. Điều này làm cho các kích thớc mặt cắt ngang của tháp và cần ít thay đổi trong toàn bộ chiều dài. 1.2.2. Phân nhóm thông số cơ bản kết cấu thép cần trục tháp Các thông số kết cấu thép cần trục tháp gồm 4 nhóm cơ bản gồm: kiểu dạng, kích thớc hình học, thông số vật liệu, thông số động học. Trong đó nhóm thông số kích thớc hình học là nhóm thông số quan trọng đối với kết cấu thép cần trục tháp với rất nhiều thông số khác nhau theo loại cần trục tháp, đặc biệt các thông số hình học của tháp và cần quyết định đến khả năng chịu tải của cần trục cũng nh trọng lợng toàn bộ cần trục. 1.3. Tiêu chuẩn tính toán kết cấu thép cần trục tháp Hiện nay ở Việt Nam chỉ có TCVN 4244-2005 là duy nhất có các qui định chung cho thiết kế, chế tạo, kiểm định các thiết bị nâng nói chung. Tuy nhiên khi áp dụng cho cần trục tháp cần phải triển khai nhiều bài toán kỹ s khác nhau. Tiêu chuẩn TCVN4244- 2005 mới chỉ đa ra ràng buộc chung cho phơng pháp thiết kế thông thờng mà cha đa ra phơng pháp thiết kế hợp lý, cơ sở xác định nội lực là phơng pháp PTHH. 1.4. Các sơ đồ tính và phơng pháp tính toán kết cấu thép cần trục tháp 1.4.1. Sơ đồ tính toán và tổ hợp tải trọng Sơ đồ tính hệ thanh không gian là sơ đồ cho phép mô tả kết cấu cần trục tháp sát với kết cấu thực tế nhất, với lực theo phơng bất kỳ. Kết quả nhận đợc từ sơ đồ phản ánh đúng sự làm việc thực tế của kết cấu, tuy nhiên tính toán nội lực là phức tạp. Kết hợp các qui định chung và đặc điểm làm việc cần trục tháp cho số lợng tổ hợp tải trọng trong tính toán kết cấu thép cần trục tháp là rất lớn, bởi vậy không thể thiết kế hợp lý đợc nếu không tự động hoá đợc quá trình tính toán. 1.4.2. Phơng pháp số trong tính toán kết cấu thép cần trục tháp và thiết bị nâng 1.4.3. Các nghiên cứu về tối u kết cấu thép cần trục tháp Các nghiên cứu đã công bố đợc biết về tối u kết cấu thép cần trục tháp đều coi tham số đầu vào tính toán là nội lực, ứng suất cho phép [ ] , hàm mục tiêu là khối lợng kết cấu, không xem xét bài toán tải trọng di động thay đổi theo tầm với, cha xem xét bài toán tổng thể kết cấu hoặc dùng sơ đồ tính qui đổi thanh tơng đơng tính toán. 4 Kết quả các nghiên cứu này chỉ dừng lại cho công việc thiết kế sơ bộ ban đầu. Các hạn chế trên chủ yếu là do cha áp dụng đợc phơng pháp giải bài toán thiết kế hợp lý phù hợp với đặc điểm cần trục tháp với một công cụ tính toán đủ mạnh. 1.5. Xác định mục tiêu và nội dung của luận án Mục tiêu của luận án: Thiết lập các cơ sở lý thuyết, xây dựng bài toán xác định các thông số hợp lý, xây dựng chơng trình chuyên dụng tính toán phục vụ cho thiết kế hợp lý. Đây là cơ sở khoa học để xác định các thông số hợp lý cho kết cấu thép cần trục tháp, góp phần nâng cao chất lợng thiết kế, hạ giá thành sản phẩm, chủ động thiết kế chế tạo kết cấu thép cần trục tháp và các thiết bị nâng khác ở Việt Nam hiện nay. Nội dung của luận án: Nghiên cứu tổng quan về kết cấu thép cần trục tháp, tính toán kết cấu thép cần trục tháp. Từ đó giới hạn đối tợng nghiên cứu, vấn đề tồn tại, hớng giải quyết bài toán. Nghiên cứu các cơ sở thiết kế hợp lý kết cấu thép cần trục tháp: cơ sở tính toán tải trọng và phối hợp tải trọng, phơng pháp PTHH tính toán nội lực, cơ sở xác định thông số hợp lý theo lý thuyết tối u. Nghiên cứu bài toán xác định các thông số hợp lý của kết cấu thép cần trục tháp theo hàm mục tiêu là khối lợng kết cấu, điều kiện ràng buộc theo TCVN4244-2005: xây dựng phơng pháp tính, thiết lập thuật toán tính toán, xây dựng chơng trình chuyên dụng tính toán kết cấu thép cần trục tháp, bài toán xác định vị trí tải trọng nguy hiểm trên cần. Nghiên cứu thực nghiệm và thử nghiệm bằng số bài toán xác định các thông số hợp lý của kết cấu thép cần trục tháp. Kết luận chơng 1 Qua nghiên cứu tổng quan về cần trục tháp, kết cấu thép cần trục tháp và phơng pháp tính toán có thể rút ra một số nhận xét và kết luận chủ yếu sau: - Cần trục tháp là loại cần trục phổ biến trong xây dựng cơ bản, nhất là trong xây dựng dân dụng. Cần trục tháp loại đầu quay với tháp không quay, cần nằm ngang là loại cần trục tháp phổ biến hiện nay, phù hợp với xu thế phát triển ở Việt Nam, đây là đối tợng nghiên cứu của luận án. - Trong cấu tạo cần trục tháp thì kết cấu thép là bộ phận có khối lợng lớn, có ý nghĩa quan trọng trong tổng giá thành cần trục. Kết cấu dàn không gian là kết cấu phổ 5 biến cho kết cấu thép cần trục tháp, trong đó tháp có mặt cắt ngang hình vuông không thay đổi theo độ cao, cần dạng tam giác là dạng kết cấu điển hình phổ biến. - ở Việt Nam hiện nay cũng có nhiều tiêu chuẩn áp dụng cho thiết bị nâng, tuy nhiên hiện nay TCVN4244-2005 là tiêu chuẩn duy nhất có các qui định chung cho thiết kế chế tạo và kiểm định. Tiêu chuẩn TCVN4244-2005 chỉ đa ra các qui định chung cho tính toán thiết kế mà cha đa ra phơng pháp xác định các thông số hợp lý, cơ sở xác định nội lực là phơng pháp PTHH. - Có nhiều sơ đồ tính toán kết cấu thép cần trục tháp khác nhau đợc sử dụng cho tính toán, song các phơng pháp nghiên cứu tính toán tối u kết cấu thép cần trục tháp đợc biết mới chỉ dừng ở tính toán bằng giải tích cho các sơ đồ qui đổi thanh tơng đơng, dàn phẳng hoặc sơ đồ dàn không gian với tải trọng là riêng rẽ cố định. Vì vậy các kết quả đạt đợc có độ chính xác không cao. - Kết cấu thép cần trục tháp chịu tác dụng nhiều loại tải trọng, trong nhiều trạng thái tính toán khác nhau, thời gian phân tích kết cấu lớn nên tính toán là phức tạp, cần phải có sự trợ giúp của máy tính điện tử. Có nhiều chơng trình tính toán khác nhau liên quan đến thiết kế kết cấu thép thiết bị nâng nói chung và kết cấu thép cần trục tháp nói riêng tuy nhiên hoặc chơng trình không công bố phơng pháp thiết kế tối u hoặc không phải là chơng trình tính toán chuyên dụng cho kết cấu thép cần trục tháp. Vì vậy chỉ có tự nghiên cứu phát triển mới chủ động trong tính toán thiết kế, phát triển các lý thuyết tính toán. - Các nghiên cứu đã công bố về thiết kế hợp lý kết cấu thép cần trục tháp hoặc mới chỉ đặt bài toán trong trờng hợp riêng rẽ và tách rời các bộ phận kết cấu hay nội lực là tham số đầu vào mà không phải là đặc tính kỹ thuật cần trục, hoặc cha xét đến bài toán tải trọng di động và biến đổi theo đờng đặc tính tải trọng và vì vậy cha có các nghiên cứu tính toán hợp lý theo quan điểm tổng thể kết cấu thép cần trục tháp.Trong hầu hết các nghiên cứu đều lấy khối lợng kết cấu là hàm mục tiêu trong bài toán thiết kế tối u. - Các thông số của kết cấu thép cần trục tháp là nhiều, phụ thuộc vào đặc điểm làm việc và nhiều yếu tố khác nhau. Luận án chọn các thông số hình học của tháp và cần là đối tợng nghiên cứu, đây là thông số còn nhiều nghiên cứu bỏ ngỏ. Các nhóm tiết diện giả thiết chia thành hữu hạn các nhóm thanh cơ bản. Thông số kích thớc hình học cơ bản của tháp nh kích thớc khổ tháp (a th x a th ), chiều dài đốt biên tháp (h th ) và chiều 6 rộng đáy cần (a cg ), chiều cao cần ( h cg ), chiều dài đốt biên cần (l cg ) coi không đổi trên suốt chiều dài. Chơng 2 Nghiên cứu cơ sở tính toán thiết kế hợp lý kết cấu thép cần trục tháp 2.1. Cơ sở tính toán xác định các thành phần tải trọng Các thành phần tải trọng tác động vào kết cấu thép cần trục tháp bao gồm: tải trọng do trọng lợng bản thân kết cấu S G ; tải trọng nâng định mức S Li ; tải trọng động khi nâng K n. S Li ; các tải trọng tác động theo phơng ngang S H ; tải trọng do gió trong trạng thái làm việc S w và trạng thái không làm việc S wmax . Các thành phần tải trọng này xác định theo qui định chung của TCVN4244-2005 và triển khai theo đặc điểm cần trục tháp, nó là cơ sở thiết lập nhóm tải trọng cho các tổ hợp tải trọng tính toán. 2.2. Xây dựng nhóm tải trọng và tổ hợp tải trọng 2.2.1. Xây dựng các nhóm tải trọng Tải trọng nâng Q i thay đổi theo tầm với R i và đợc xác định theo đờng đặc tính tải trọng, do vậy việc xác định nội lực với tải trọng biến đổi là khó khăn. Mặt khác tải trọng Q i cũng liên quan tới nhiều thành phần tải thay đổi, bởi vậy khi tính toán các nhóm tải trọng đợc chia làm hữu hạn nhiều vị trí tải trọng trên cần là hợp lý . Với n vị trí tải trọng cần tính toán trong trạng thái làm việc và k vị trí khi thử tải, các nhóm tải trọng cơ bản trong một sơ đồ tính đợc phân tích thống kê tổng số là (5n+k+5) nhóm tải. Đây là cơ sở triển khai các bài toán khác nhau cho thiết kế. 2.2.2. Trờng hợp tải trọng tính toán thiết kế Trờng hợp tải trọng I xem xét khi cần trục tháp làm việc không có gió. Các thành phần tải trọng đợc viết dới dạng tập hợp: c [ S G +S Li (1+K n )+S H ] (2.7) Trờng hợp tải trọng II xem xét c ần trục tháp làm việc với áp lực gió thiết kế. Các thành phần tải trọng đợc viết dới dạng tập hợp: c [ S G +S Li (1+K n )+S H ] + S w (2.8) Trờng hợp tải trọng III khi cần trục tháp chịu tải trọng bất thờng nh sau: - Cần trục tháp không làm việc, chịu tác dụng của gió lớn nhất trong trạng thái không làm việc: S G +S wmax , với S wmax thổi dọc theo cần và theo chiều bất lợi. - Cần trục tháp trong trạng thái thử tải gồm S G + S Lj . 2.2.3. Xây dựng các tổ hợp tải trọng khi không kể đến biến dạng lớn kết cấu thép cần trục tháp 7 Từ các nhóm tải trọng cơ bản, tính toán số lợng các tổ hợp tải theo 3 trờng hợp tải trọng ta có số tổ hợp tải trọng cho 1 sơ đồ tính là (3n+k+1 ). 2.2.4. Xây dựng tổ hợp tải trọng khi có kể đến biến dạng lớn kết cấu thép cần trục tháp Trờng hợp tải trọng I đợc viết dới dạng tập hợp: S G +S H TT + I [ S Li (1+K n )+S Hi LT ]; i = 1 ữ n (2.10) Trong trờng hợp tải trọng II: phân tích theo phơng của tải trọng gió khi làm việc Gió thổi song song với cần: S G +S H TT + II [ S Li (1+K n ) + S Hi LT + S w ss ] ; i=1 ữ n (2.11) Gió thổi vuông góc với cần: S G +S H TT + S w VG + II [ S Li (1+K n ) + S Hi LT ] ; i=1 ữ n (2.12) Trờng hợp tải trọng III: S V và S G tác động vào kết cấu gây biến dạng ngợc hớng trong trờng hợp thử tải: S G + III S LJ ; j = 1 ữ k (2.13) Tác động của tải trọng không biến đổi S G và tải trọng biến đổi S V cho biến dạng cùng hớng xảy ra cho tổ hợp tải trọng trong trạng thái không làm việc thuộc trờng hợp tải trọng III: (1+0,1r)S G + 1,1S wmax (2.17) 2.3. Tính toán kết cấu thép cần trục tháp theo phơng pháp PTHH Nội lực trong kết cấu thép cần trục tháp tính theo phơng pháp PTHH và sử dụng PTHH hệ thanh không gian mô tả kết cấu. Vì tải trọng ở đây là tải tĩnh nên phơng pháp PTHH đợc trình bày là bài toán tĩnh cho phần tử thanh ba chiều bao gồm xây dựng ma trận độ cứng phần tử [ k ], ma trận chuyển [ T]. với hệ phơng trình cân bằng toàn kết cấu. [K]{r}={P} (2.38) Với hệ thanh, thuật toán cho chơng trình tính cần đa ra nội lực (hoặc ứng suất) tại các nút của phần tử theo các mục đích thiết kế khác nhau. Các thành phần nội lực tại mỗi nút tơng ứng với các thành phần chuyển vị nút trong hệ toạ độ phần tử bao gồm: IF x lực thẳng tác dụng theo phơng x m - lực dọc N; IF y lực thẳng tác dụng theo phơng y m - lực cắt Q y ; IF z lực thẳng tác dụng theo phơng z m - lực cắt Q z ; IM x Mô men quay quanh trục x m - Mô men xoắn M x ; IM y Mô men quay quanh trục y m - Mô men uốn M y ; IM z Mô men quay quanh trục z m - Mô men uốn M z . 8 2.4. Cơ sở xác định các thông số hợp lý kết cấu thép cần trục tháp theo lý thuyết tối u Trong mục này trình bày các phơng pháp giải và các dạng bài toán tối u kết cấu. Qua phân tích xác định các đặc điểm cho bài toán xác định các thông số hợp lý của kết cấu thép cần trục tháp nhận thấy rằng cần phải có phơng pháp hợp lý nhằm làm bớt sự phức tạp khi tính toán. Lý thuyết quy hoạch động theo nguyên lý R.Bellman phù hợp với đặc điểm kể trên. Kết luận chơng 2 Nội dung chơng đã nghiên cứu các cơ sở phục vụ tính toán thiết kế hợp lý kết cấu thép cần trục tháp, qua đó có thể rút ra một số kết luận chủ yếu sau: - Bài toán tính toán thiết kế hợp lý kết cấu thép cần trục tháp dới tác dụng tải trọng động thay đổi là bài toán phức tạp. Do vậy thờng sử dụng phơng pháp tải trọng thay thế trên nguyên tắc thay tác động động lực học bằng lực tĩnh có hiệu ứng tơng đơng. Các hệ số tải động cũng đã đợc qui định trong tiêu chuẩn đã đợc nghiên cứu và khảo nghiệm thực tế để phục vụ cho tính toán thiết kế. Luận án sử dụng hệ số tải trọng động qui định này cho tính toán xác định các thông số hợp lý của kết cấu thép cần trục tháp. - Việc tính toán nội lực dới tác dụng của tải trọng nâng Q i thay đổi theo tầm với R i là vấn đề khó khăn và phức tạp, thay vào đó tính toán tải trọng Q i theo đờng đặc tính tải trọng tính cho n vị trí trên cần trong trạng thái làm việc và k vị trí khi thử tải là hợp lý và sẽ cho độ chính xác chấp nhận đợc. Luận án sẽ thực hiện tính toán với các nhóm tải trọng ứng với tải trọng Q i đợc phân nhóm theo các vị trí tơng thích. Tổng số nhóm tải trọng gồm ( 5n+k+5) nhóm. - Các tải trọng và tổ hợp tải trọng cho bài toán thiết kế hợp lý kết cấu thép cần trục tháp đã đợc thiết lập dới dạng tổng quát. Kết quả nghiên cứu trong chơng này chỉ ra rằng cần phải tính 2 (3n+k+1) tổ hợp tải trọng trong 1 sơ đồ tính. Trong thực hành tính toán số lợng tổ hợp tải trọng không thể quá lớn mà vẫn phải đáp ứng đợc mục đích thiết kế, do vậy cần xác định các vị trí tải trọng trên cần cho hợp lý. Các phân tích trên là cơ sở để triển khai các bài toán cho kỹ s thiết kế và là cơ sở bài toán xác định hợp lý các thông số kết cấu thép cần trục tháp nêu trong chơng 3. - Kết cấu thép cần trục tháp đợc mô tả bởi hệ thanh không gian, tính toán kết cấu theo phơng pháp PTHH. Các nội dung phơng pháp PTHH trong chơng này sẽ đợc áp dụng để xây dựng chơng trình chuyên dụng tính toán kết cấu thép cần trục tháp trong chơng 3. [...]... điểm tính toán khi thiết kế kết cấu thép cần trục tháp Các kết quả nghiên cứu này cho phép triển khai các bài toán khác nhau cho kỹ s thiết kế 3 Luận án đã áp dụng thành công t tởng nguyên lý R.Bellman để giải bài toán xác định các thông số hợp lý của kết cấu thép cần trục tháp 4 Xây dựng thành công thuật toán cho tự động hoá quá trình tính toán kết cấu thép cần trục tháp Kết quả luận án đã góp phần... trục tháp và tính nội lực Thiết kế hợp lý không? Khụng Bài toán kiểm tra kết cấu Cú Các bài toán xác định các thông số hợp lý Kết thúc Hình 3.10: Sơ đồ tính toán kết cấu thép cần trục tháp trong chơng trình tính 3.6 Bài toán xác định các vị trí tải trọng nguy hiểm trên cần Xác định vị trí tải trọng nguy hiểm trên cần cho mục đích thiết kế các bộ phận của kết cấu thép cần trục tháp khác nhau, kết quả... - Có nhiều lý thuyết tối u khác nhau đợc áp dụng cho tính toán kết cấu hệ dàn, trong đó chủ yếu sử dụng phơng pháp số Bài toán xác định hợp lý các thông số kết cấu thép cần trục tháp sẽ đợc tiến hành thông qua việc vận dụng theo mô hình bài toán tối u sẽ đợc trình bày cụ thể trong chơng 3 Chơng 3 bài toán xác định các thông số hợp lý của kết cấu thép cần trục tháp 3.1 Nghiên cứu thuật toán hoá quá... liên tục xác định tại Ra và Rmin; đờng đặc tính tải trọng liên tục xác định tại Rmin và Rmax Kết luận chơng 3 Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu chơng 2, nội dung chơng 3 đã xây dựng thành công bài toán xác định các thông số hợp lý của kết cấu thép cần trục tháp theo điều kiện ràng buộc của TCVN với mục tiêu là khối lợng kết cấu nhỏ nhất Chơng trình chuyên dụng tính toán kết cấu thép cần trục tháp mang... bằng số Mục đích nghiên cứu nhằm để sử dụng kết quả từ thực nghiệm kiểm chứng, đánh giá độ tin cậy của phơng pháp tính và thuật toán, chơng trình tính Thông số để đánh giá, so sánh là ứng suất và chuyển vị của kết cấu thép cần trục tháp (mục 4.1) Thử nghiệm bằng số để xác định các thông số là tiết diện hợp lý và các kích thớc hình học hợp lý trong thiết kế kết cấu thép cần trục tháp (mục 4.2) Kết quả... chơng đã đạt đợc các mục đích nghiên cứu đề ra Từ các thông số cho trớc là đặc tính kỹ thuật cần trục, khối lợng các cơ cấu đã xây dựng thành công bài toán để xác định các thông số hợp lý của tháp và cần mà mục tiêu là khối lợng kết cấu nhỏ nhất, đáp ứng yêu cầu tính toán theo tiêu chuẩn Việt Nam Những đóng góp mới của luận án là sự phát triển có cơ sở khoa học và ứng dụng sáng tạo các thành tựu và... thuật cần trục - Thông số cho trớc Chọn thông số xuất phát ban đầu X0 Phát sinh xác định sơ đồ, trạng thái tính toán của cần trục Xác định các vị trí tải trọng trên Tính các tải trọng theo trạng thái cần trục Phát sinh các tổ hợp tải trọng cơ bản không kể đến biến dạng lớn kết cấu thép cần trục tháp và tính nội lực theo PTHH Phát sinh các tổ hợp tải trọng cơ bản xét đến biến dạng lớn kết cấu thép cần trục. .. điều kiện tính toán thực tế Phơng pháp xác định các thông số hợp lý đã xây dựng đáp ứng đợc các đặc điểm tính toán kết cấu thép cần trục tháp nh: khối lợng tính lớn, điều kiện ràng buộc khắt khe, nhiều thông số thiết kế Các nội dung của chơng đợc công bố trong các công trình nghiên cứu số 3 và một phần trong công trình số 5, số 7 kết luận và kiến nghị Các nội dung nghiên cứu của luận án đợc trình bày... tính toán các thông số hợp lý theo hàm mục tiêu là khối lợng kết cấu theo 5 thông số cho cần (acg, hcg, lcg) và tháp (ath, hth) Bảng 4.14: So sánh khối lợng và thông số hợp lý kết cấu thép cần trục tháp trong các dạng bố trí thanh bụng tháp Dạng 1 Dạng 2 Dạng 3 Dạng 4 Dạng 5 Bài toán 1(tấn) 18,4 18,15 18,17 16,77 16,7 Bài toán 2(tấn) 15,35 15,33 15,33 15,14 15,13 % giảm bài toán 1 so với cần trục thực... tải Mtt là 830KNm Cần trục đợc chia làm 20 nhóm tiết diện trên kết cấu cần, tháp, đỉnh tháp, cần mang đối trọng, trong đó các tiết diện là các biến thiết kế mô tả kết cấu tháp và cần (tham số động) 4.2.2 Xác định các tiết diện hợp lý - Xác định tiết diện hợp lý với cùng dạng profin theo nhóm thanh cần trục thực tế, so sánh với cần trục thực tế đã chế tạo theo bảng 4.10 - Tính toán cho các dạng tiết diện . toán nội lực, cơ sở xác định thông số hợp lý theo lý thuyết tối u. Nghiên cứu bài toán xác định các thông số hợp lý của kết cấu thép cần trục tháp theo hàm mục tiêu là khối lợng kết cấu, . tạo kết cấu thép cần trục tháp và các thiết bị nâng khác ở Việt Nam hiện nay. Nội dung của luận án: Nghiên cứu tổng quan về kết cấu thép cần trục tháp, tính toán kết cấu thép cần trục tháp. . trên cần. Nghiên cứu thực nghiệm và thử nghiệm bằng số bài toán xác định các thông số hợp lý của kết cấu thép cần trục tháp. Kết luận chơng 1 Qua nghiên cứu tổng quan về cần trục tháp, kết