Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12162-2:2017 về Cần trục - Phần 2: Khả năng làm việc của kết cấu

• Số hiệu: TCVN12162-2:2017
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2017

E	mô đun đàn hồi
K	hệ số chiều dài tương đương của cột
L	chiều dài tự do của cột
Lb	chiều dài của cần
Lj	chiều dài của cần phụ
L1	chiều dài hình chiếu lên trục x của phần điều chỉnh cần phụ
L2	chiều dài hình chiếu lên trục y của thanh giằng cần phụ
n	(hệ số) dự trữ bền
n1	hệ số dự trữ bền cho vùng ứng suất nhóm I, bằng tỉ số giữa giới hạn chảy và ứng suất kết quả hoặc ứng suất tương đương
n2	hệ số dự trữ bền cho vùng ứng suất nhóm II, bằng tỉ số giữa giới hạn chảy và ứng suất kết quả hoặc ứng suất tương đương
n3	hệ số dự trữ bền cho vùng ứng suất nhóm III, được lấy từ mối quan hệ tương tác
N1	biến dạng đo được từ trạng thái thử tham chiếu lần đầu
N2	biến dạng đo được từ trạng thái ứng suất do trọng lượng bản thân
N3	biến dạng đo được từ trạng thái ứng suất khi có tải trọng làm việc
r	bán kính quán tính
RL	tải trọng nâng danh định theo quy định của nhà sản xuất
"R"	mặt phẳng vuông góc với đường tâm chốt của cần (Hình 1)
RR	tầm với danh định theo quy định của nhà sản xuất
S	ứng suất
S1	ứng suất do trọng lượng bản thân
S2	ứng suất khi có tải trọng làm việc
Sra	ứng suất trung bình trong cột, tính được từ nhiều cảm biến tại tiết diện
Scr	ứng suất ổn định tới hạn đối với các cột chịu tải trọng dọc trục
SL	tải trọng bên (tải trọng ngang), tức là 0,02 x RL
%SL	tải trọng bên, tính bằng phần trăm của tải trọng nâng danh định
SLL	tải trọng bên, phía bên trái
SLR	tải trọng bên, phía bên phải
Srm	ứng suất nén lớn nhất trong cột
Sp	ứng suất giới hạn đàn hồi
Sr	ứng suất kết quả
SRC	ứng suất nén dư lớn nhất
Sy	ứng suất giới hạn chảy
S'	ứng suất đơn trục tương đương
t	khoảng cách theo phương ngang từ tâm tải trọng đến tâm chịu lực của bạc đỡ phía trước ở mỗi đoạn cần dạng hộp
σ0	ứng suất giới hạn chảy khi thử kéo
σx	ứng suất chính lớn nhất
σy	ứng suất chính nhỏ nhất
Z’	độ nghiêng của đầu cần dạng giàn (ra ngoài mặt phẳng)
Zb	chuyển vị của đầu cần dạng giàn khỏi mặt phẳng "R"
Zj	chuyển vị của đầu cần phụ khỏi mặt phẳng "R"
Z1	chuyển vị của điểm cách đầu cần một khoảng L1
Z2	chuyển vị của điểm đầu thanh giằng cần phụ
α	hệ số tính đến sự không hoàn hảo của kết cấu
β	góc lệch giữa cần phụ so với đường tâm (CL) của cần
ε	biến dạng
εa	biến dạng đo được tại nút “a” trong mạng cảm biến (rosette)
εb	biến dạng đo được tại nút “b” trong mạng cảm biến (rosette)
εc	biến dạng đo được tại nút “c” trong mạng cảm biến (rosette)
εd	biến dạng đo được tại nút “d” trong mạng cảm biến (rosette)
εx	biến dạng chính lớn nhất
εy	biến dạng chính nhỏ nhất
µ	đơn vị biến dạng, 10^-6
θ	góc xoay tại đầu cần quanh trục x (radian)
π	số pi = 3,1416
τ0	ứng suất tiếp giới hạn chảy
n	hệ số poisson (hệ số nở ngang)
X	hệ số tính ứng suất ổn định tới hạn (= Scr /Sy)
	độ mảnh tương đối ban đầu
	độ mảnh tương đối (= λ / λc)
λ	(hệ số) độ mảnh (= KL / r)
λc	độ mảnh tham chiếu ()
Sk	ứng suất ổn định cho phép
Sci	ứng suất ổn định Euler
Sck	ứng suất ổn định Jager

5  Các giới hạn

5.1  Phương pháp này áp dụng cho các kết cấu chịu tải như được tách khỏi các cơ cấu truyền động công suất. Phương pháp chỉ được giới hạn trong việc đo ứng suất ở các trạng thái tĩnh và khảo sát tổng thể phỏng theo các trạng thái quá tải.

5.2  Để thực hiện thử nghiệm phải có nhân viên đủ năng lực trong việc phân tích kết cấu và sử dụng các công cụ đo biến dạng.

6  Phương pháp gia tải

6.1  Tải treo

Trải trọng quy định được treo với tầm với đã định và được giữ cố định ở khoảng cách gần phía trên mặt nền. Khối lượng của móc, cụm puli, dây treo, v.v... cũng được coi là một phần của tải treo.

6.2  Tải trọng bên (SL)

Khi quy định về thử có yêu cầu về gia tải phía bên thì lực để di chuyển vị trí của tải trọng treo phải nằm ngang và vuông góc với mặt phẳng chứa trục của phần kết cấu quay phía trên và đường tâm của cần chưa bị chuyển vị. Tải trọng bên được áp dụng cho mỗi phía. Tải trọng bên được áp dụng để mô phỏng các ảnh hưởng liên quan đến vận hành, bao gồm cả tải trọng do gió với vận tốc 9 m/s tác động lên cần trục.

6.2.1  Cần trục lắp cần dạng giàn

...

...

...

6.2.2  Cần trục lắp tổ hợp tháp-cần

Đối với kiểu lắp tổ hợp tháp-cần, tải trọng bên áp dụng cho mỗi phía tại điểm treo tải theo các trạng thái trong Bảng C.1 phải không nhỏ hơn 2 % tải trọng danh định (0,02 RL).

6.2.3  Cần trục lắp cần hộp ống lồng

Đối với kiểu lắp cần hộp ống lồng, tải trọng bên áp dụng cho các trạng thái như Bảng C.3. Tải trọng bên phải lấy bằng 3 % tải trọng danh định (0,03 RL) cho mỗi phía với cần hướng về phía cuối cần trục.

6.3  Tiêu chí chuyển vị

Khả năng sử dụng tổ hợp tháp-cần (tức là tổ hợp cần dạng giàn và (các) cần phụ) hoặc cần hộp ống lồng trong một số trường hợp phụ thuộc vào độ ổn định cục bộ của toàn bộ tháp-cần cũng như của các phần tử riêng rẽ. Khởi đầu của sự mất ổn định cục bộ được ghi nhận thông qua chuyển vị quá mức (về phía bên) của đỉnh tháp-cần và/hoặc đỉnh cần phụ khi hệ thống được treo tải trọng danh định và chịu tải trọng bên. Do đó, các giới hạn chuyển vị bên sau đây là bắt buộc.

6.3.1  Cần trục lắp cần dạng giàn

Tiêu chí chuyển vị bên khi chịu tải trọng danh định và tải trọng bên ở Bảng 2 được quy định như sau. Trước hết, chuyển vị tổng thể của tổ hợp cần và cần phụ phải không vượt quá 2 % tổng chiều dài của chúng. Ngoài ra, chuyển vị riêng của cần và các cần phụ cũng phải không vượt quá 2 % độ dài của các bộ phận này. Để đáp ứng tiêu chuẩn này, cần chú ý rằng chuyển vị của các thành phần riêng rẽ không bao gồm chuyển vị, góc xoay hoặc độ nghiêng của thành phần lắp nó.

Đối với trường hợp trên cần lắp một cần phụ thì phải đảm bảo điều kiện sau (Hình 1):

...

...

...

(1)

Các đại lượng sau được đo:

Z_j chuyển vị của đầu cần phụ

Z_b chuyển vị của đầu cần dạng giàn

Z₁ chuyển vị của điểm cách đầu cần một khoảng L₁

Z₂ chuyển vị của điểm đầu thanh giằng cần phụ

Các đại lượng sau được tính toán:

Độ nghiêng: Z' = (Z_b - Z₁)/ L₁

(2)

...

...

...

(3)

Nếu độ nghiêng (Z’) hoặc góc xoay (θ) không đáng kể thì có thể bỏ hai thành phần cuối trong công thức (1).

Hình 1 - Các thông số liên quan đến đo chuyển vị - Cần trục lắp cần dạng giàn và cần phụ

6.3.2  Cần trục lắp tổ hợp tháp-cần

Đối với các kết cấu cần trục sử dụng tổ hợp tháp-cần, không có giới hạn nào cho chuyển vị đầu cần được thiết lập. Chuyển vị của tháp, cần lắp bên tháp và cần phụ phải được đo và lưu lại khi hệ thống đang ổn định.

6.3.3  Cần trục lắp cần hộp ống lồng

Đối với các kết cấu cần trục lắp cần ống lồng, không có giới hạn chuyển vị nào được thiết lập. Chuyển vị của cần hộp ống lồng và cần phụ phải được đo và lưu lại khi hệ thống đang ổn định.

7  Điều kiện, thiết bị và vật tư

...

...

...

7.2  Phải có phương tiện chỉnh độ thăng bằng của trục chân cần với độ chính xác 0,1 % (xem ISO 9373).

7.3  Phải có thiết bị xác định tầm với của tải trọng với độ chính xác ± 1 %, không vượt quá 150 mm.

7.4  Phải có phương tiện tạo chuyển dịch ngang cho tải nâng và thiết bị đo độ lớn của lực ngang với độ chính xác ± 3 %.

7.5  Phải có các cảm biến đo biến dạng chịu tự bù ảnh hưởng nhiệt, xi măng, hợp chất chống nước và các thiết bị cần thiết để lắp đặt cảm ứng.

7.6  Phải có hệ thống ghi biến dạng. Hệ thống này phải dễ mua, chất lượng cao, tin cậy để có thể sử dụng khi tiến hành thử cần trục. Độ chính xác của hệ thống ghi biến dạng phải nằm trong giới hạn ± 2 % so với số liệu hiển thị đối với các biến dạng từ 500 µm/m đến 3000 µm/m (xác định theo các bước gia số thích hợp). Việc hiệu chuẩn có thể thực hiện bằng các sun điện hoặc thông qua các vạch biến dạng đã được hiệu chuẩn từ trước.

7.7  Có các khối tải trọng thử và phương tiện nâng các khối tải với độ chính xác ±1 %.

7.8  Có các thiết bị đo chuyển vị bên của cần và cần phụ trong giới hạn 50 mm.

8  Chuẩn bị thử

8.1  Phải thực hiện việc phân tích cho mỗi kết cấu để xác định các vùng có ứng suất cao. Vị trí và hướng của các cảm biến đo biến dạng phải được xác định trên cơ sở các phân tích này cũng như từ việc sử dụng các kỹ thuật thực nghiệm khác khi cần thiết.

...

...

...

8.3  Cần trục chưa được sử dụng cần thực hiện quá trình chạy “mở khóa” với tải bằng hoặc gần bằng tải trọng dự kiến thử để giải phóng ứng suất dư, được hình thành khi chế tạo hoặc để giảm thiểu khả năng dịch chuyển điểm chuẩn 0 của cảm biến trong quá trình thử.

8.4  Thực hiện kiểm tra cẩn thận sau khi “mở khóa” để phát hiện các vùng có ứng suất cao, được thể hiện qua việc bong sơn, tróc vẩy, hoặc các dấu hiệu biến dạng khác.

8.5  Dán các cảm biến đo biến dạng tại các điểm đã được xác định bằng việc phân tích từ trước (xem 8.1) và tại các vùng được chọn dựa trên các kiểm tra tại 8.4. Chỉ nhân viên đủ năng lực sử dụng vật liệu đúng và có kinh nghiệm thực tế mới được chọn nhằm đảm bảo rằng các cảm biến là đúng chủng loại, được định hướng đúng và được dán chắc chắn để đo chính xác các biến dạng.

8.6  Xác định ứng suất giới hạn chảy và mô đun đàn hồi của vật liệu tại mỗi vị trí dán cảm biến bằng cách tham khảo các chứng chỉ vật liệu, hoặc khi có thể, qua các tiêu chuẩn áp dụng hoặc theo Phụ lục B. Xác định ứng suất ổn định tới hạn khi có thể (xem Phụ lục B).

9  Quy trình thử và ghi dữ liệu

9.1  Chuẩn bị lần cuối cho thử nghiệm

9.1.1  Lắp đặt cần trục tại nơi thử và đóng các phanh và chốt an toàn của cơ cấu di chuyển. Điều chỉnh độ dốc trong giới hạn 0,25 % ở trạng thái không tải bằng chêm hoặc kích. Không được điều chỉnh lại sau khi đặt tải lên cần trục.

CHÚ THÍCH: Nếu thực hiện thử nghiệm cho trạng thái sử dụng chân chống kéo dài thì phải kích cần trục lên độ cao thích hợp để toàn bộ các bánh lốp hoặc dải xích không chịu tải trọng, ngoại trừ trong biểu đồ tải trọng của nhà sản xuất có quy định khác.

9.1.2  Kết nối hệ thống đo biến dạng và hiệu chuẩn các cảm biến và thiết bị. Chỉnh sửa lại tất cả các sai sót.

...

...

...

Nếu cần trục đã tổ hợp được sử dụng làm trạng thái thử tham chiếu lần đầu thì phải ghi nhận các dữ liệu đọc được. Nếu các bộ phận chưa lắp được sử dụng làm trạng thái thử tham chiếu lần đầu thì phải ghi nhận các dữ liệu đọc được.

Tổ hợp lại cần trục và thực hiện tất cả các hiệu chỉnh cơ khí.

9.3  Trạng thái ứng suất do trọng lượng bản thân

9.3.1  Đưa phần kết cấu quay phía trên về vị trí quy định so với phần kết cấu phía dưới. Đóng phanh hoặc chốt an toàn cho cơ cấu quay.

9.3.2  Thiết lập góc và chiều dài cần để đạt được tầm với của tải trọng theo quy định.

9.3.3  Đọc dữ liệu trên tất cả các cảm biến cho trạng thái ứng suất do trọng lượng bản thân (xem 3.6). Tính toán ứng suất do trọng lượng bản thân (S₁) tại mỗi cảm biến (xem 3.7) và ghi kết quả vào bảng dữ liệu thử (xem Phụ lục D).

CHÚ THÍCH: Phải thiết lập một trạng thái ứng suất do trọng lượng bản thân mới mỗi khi có sự thay đổi vị trí, tư thế hoặc cấu hình để phù hợp với các thử nghiệm và thao tác đã định; vì thế, các thao tác từ 9.3.1 đến 9.3.3 phải được lặp lại cho mỗi trạng thái mới.

9.4  Ứng suất khi có tải trọng làm việc

9.4.1  Chuẩn bị tải trọng thử cùng với móc, cụm puli, dây treo, v.v... đạt tải trọng trong giới hạn ±1 % so với tải trọng quy định.

...

...

...

9.4.3  Đọc dữ liệu trên tất cả các cảm biến cần thiết cho trạng thái ứng suất khi có tải trọng làm việc. Tính toán ứng suất khi có tải trọng làm việc (S₂) tại mỗi cảm biến yêu cầu và ghi lại kết quả. Đo và ghi lại chuyển vị bên của đầu cần do tải trọng treo trên móc và tải trọng bên gây ra.

9.4.4  Giải phóng tải trọng bên và hạ tải trọng treo trên móc, đưa cần trục về trạng thái ứng suất do trọng lượng bản thân. Đọc dữ liệu từ các cảm biến yêu cầu và so sánh với dữ liệu đã ghi ở 9.3. Nếu sai lệch vượt quá ± 0,03 S_y/E ở bất kỳ cảm biến nào thì phải xác định nguyên nhân, sửa chữa điều chỉnh lại và lặp lại toàn bộ quy trình cho đến khi nhận được kết quả thích hợp.

CHÚ THÍCH: Do sự thay đổi nhiệt độ và tải trọng gió lên các cần và cần phụ dài, dù gió không lớn, có ảnh hưởng đến các giá trị đo được từ cảm biến nên thử nghiệm cần thực hiện trong điều kiện thời tiết thuận lợi nhất có thể. Định vị cần trục sao cho tải trọng gió không làm giảm ứng suất phát sinh từ tải trọng bên.

Tính toán ứng suất kết quả (S_r) theo 3.10 từ các ứng suất do trọng lượng bản thân, ứng suất khi có tải trọng làm việc và ghi lại kết quả.

Kiểm tra cần trục về mọi dấu hiệu xuất hiện trong quá trình thử liên quan đến khả năng phát sinh biến dạng dẻo hoặc các hư hỏng khác.

9.5  Trạng thái thử quá tải

9.5.1  Lặp lại bước 9.1.1, nếu có thể.

9.5.2  Định vị cần trục (phần kết cấu phía trên, cần) theo vị trí thử quy định.

9.5.3  Thiết lập góc và chiều dài cần để đạt được tầm với của tải trọng theo quy định và ghi lại dữ liệu ứng suất do tải trọng bản thân ở các cảm biến tại các vùng ứng suất nhóm IV.

...

...

...

9.5.5  Treo tải trọng thử quy định và điều chỉnh góc (các) cần (nếu cần thiết) để đạt được tầm với của tải trọng danh định.

9.5.6  Quan sát hoạt động của kết cấu và ghi lại mọi dấu hiệu về các hư hỏng tiềm năng.

9.5.7  Giải phóng tải trọng treo trên móc và đưa cần trục về trạng thái ứng suất do trọng lượng bản thân. Ghi lại dữ liệu đọc được từ các cảm biến ở các vùng ứng suất nhóm IV (xem 9.4.4).

Để kết thúc tất cả các thử nghiệm quá tải có thể áp dụng, các kết cấu cần trục cần được kiểm tra cẩn thận bằng quan sát dựa theo các cạnh thẳng hoặc các tham chiếu khác khi thích hợp, để xác định mọi dấu hiệu về oằn, biến dạng dư, phần tử bị lệch trục, v.v... Tróc vẩy hoặc bong sơn cũng là biểu hiện cho việc ứng suất đã vượt quá giới hạn chảy. Khi tháo dỡ kết cấu cần về trạng thái ban đầu phải đảm bảo rằng tất cả các phần tử của cần, các xi lanh kéo dài hoặc các phần tử khác, các cơ cấu nâng, hệ thống neo và các chi tiết mang tải khác đã được kiểm tra.

Ghi lại toàn bộ các dữ liệu thích hợp liên quan đến thiết bị thử, cần trục được thử, các kết quả và các quan sát. Các mẫu báo cáo được cho trong Phụ lục D.

10  Đánh giá ứng suất

Đối với phương pháp thử này, ứng suất có quan hệ với biến dạng theo công thức đơn trục (4):

S = E ∙ ε (khi trong giới hạn đàn hồi)

(4)

...

...

...

Ứng suất ở các phần khác nhau của kết cấu cần trục được đánh giá là có thể chấp nhận hay không phải dựa trên cơ sở các tiêu chuẩn thích hợp cho vùng ứng suất đó. Các vùng ứng suất này được phân nhóm như sau (xem Bảng 1 hoặc các điều từ 10.1 đến 10.4 về các hệ số dự trữ bền tối thiểu).

10.1  Nhóm I - Các vùng có ứng suất đồng nhất

Các vùng lớn có ứng suất gần như đồng nhất khi ứng suất vượt quá giới hạn chảy sẽ tạo nên biến dạng dư trên toàn bộ phần tử. Hệ số dự trữ bền được xác định:

- n₁ = S_y / S_r hoặc S_y / S' (xem Phụ lục A về S’)

- n₁ ≥ 1,50 đối với tải trọng danh định;

- n₁ ≥ 1,30 đối với tải trọng do lắp đặt.

10.2  Nhóm II - Các vùng có tập trung ứng suất

Các vùng nhỏ có ứng suất cao được bao quanh bởi các vùng lớn có ứng suất nhỏ hơn đáng kể, khi ứng suất vượt quá giới hạn chảy sẽ không làm xuất hiện biến dạng dư trên toàn bộ phần tử. Ví dụ cho tập trung ứng suất là tại các điểm có sự thay đổi nhanh tiết diện như các góc sắc, lỗ hoặc chân mối hàn. Hệ số dự trữ bền được xác định như sau:

- n₂ = S_y / S_r hoặc S_y / S' (xem Phụ lục A về S’)

...

...

...

- n₂ ≥ 1,00 đối với tải trọng do lắp đặt.

Bảng 1 - Hệ số dự trữ bền (giới hạn an toàn) tối thiểu

Nhóm I (vùng có ứng suất đồng nhất)

Nhóm II (vùng có tập trung ứng suất)

Nhóm III [vùng có nguy cơ oằn (mất ổn định cục bộ) dạng cột]^a

Nhóm IV

[vùng có nguy cơ oằn (mất ổn định cục bộ) dạng tấm]

Các đường A, B, C, D

...

...

...

Lựa chọn khác

X

(tải trọng do lắp đặt)

n₁ ≥ 1,3

n₂ ≥ 1

n₃ ≥ 1,4

n₃ ≥ 1,2

n₃ ≥ 1,3^b

và 2,2^c

...

...

...

Y

(tải trọng danh định)

n₁ ≥ 1,5

n₂ ≥ 1,1

n₃ ≥ 1,6

n₃ ≥ 1,3

n₃ ≥ 1,5^a

và 2,5^b

Các cảm biến phải trở về giá trị ± 0,03S_y/E khi quay về trạng thái thử không tải

...

...

...

(tải trọng quá tải)

chỉ qua kết quả quan sát

chỉ qua kết quả quan sát

chỉ qua kết quả quan sát

chỉ qua kết quả quan sát

chỉ qua kết quả quan sát

Các cảm biến phải trở về giá trị ± 0,03S_y/E khi quay về trạng thái thư không tải

^a Tham khảo Phụ lục B.

^b Ứng suất ổn định tới hạn S_cr tính theo công thức Jager.

...

...

...

10.3  Nhóm III - Các vùng có nguy cơ mất ổn định cục bộ dạng cột

Các vùng mà hư hỏng có thể được coi là xuất hiện với ứng suất trung bình thấp hơn so với ứng suất giới hạn chảy. Ví dụ, các phần tử chịu nén không được chống đỡ như tháp, thanh đỡ cần, giằng cần, giàn, được yêu cầu xem xét như là các cột.

Hệ số dự trữ bền (tham khảo Phụ lục B) như sau:

Nếu các đường A, B, C, D trong Bảng 1 được chọn:

- n₃ ≥ 1,60 đối với tải trọng danh định;

- n₃ ≥ 1,40 đối với tải trọng do lắp đặt.

Đối với kết cấu giàn, tiêu chuẩn này được dự kiến áp dụng cho các thanh giằng phụ hoặc thanh giằng chính giữa các điểm nút.

Tiêu chuẩn này không có mục đích đánh giá giàn chịu nén một một cách tổng thể.

10.4  Nhóm IV - Các vùng có nguy cơ oằn (mất ổn định cục bộ) dạng tấm

...

...

...

Nếu tải trọng tiếp tục tăng, ứng suất trong các vùng nhóm IV (xem Hình 2) sẽ không nhất thiết tăng tỉ lệ thuận với tải trọng; tuy nhiên, độ bền đáng kể vẫn còn lại sau khi bị oằn. Yêu cầu các cảm biến tại các vùng nhóm IV phải trả về giá trị ghi được ở trạng thái thử không tải sau tất cả các thử nghiệm, bao gồm cả thử quá tải.

Hình 2 - Các vùng mất ổn định cục bộ dạng tấm

Phụ lục A

(quy định)

Độ bền của vật liệu

A.1  Các trường ứng suất phẳng

Trong các trường ứng suất phẳng, có thể có sai số nếu ứng suất đơn trục tính theo công thức S = E ∙ ε (xem Điều 10) được so sánh với giới hạn chảy khi thử kéo để xác định giới hạn bền. Vấn đề đặt ra khi xem xét có liên quan tới các thuyết bền áp dụng cho vật liệu được thử nghiệm.

...

...

...

Việc sử dụng công thức S = E ∙ ε_x (với ε_x là biến dạng đo được theo phương của ứng suất chính lớn nhất) dựa theo thuyết bền biến dạng lớn nhất. Thuyết bền này thường được chấp nhận cho các loại vật liệu giòn, và các kết quả nhận được là có hiệu lực cho các vật liệu loại này.

A.3  Vật liệu dẻo

Thuyết bền thế năng biến dạng đàn hồi thường được chấp nhận như tiêu chí làm việc của các loại vật liệu dẻo chịu ứng suất phẳng. Thuyết bền này giả định rằng hư hỏng do chảy dẻo xuất hiện khi thế năng biến dạng do ứng suất phẳng bằng với thế năng biến dạng tại giới hạn chảy khi thử kéo thuần túy. Ứng suất đơn tương đương (S’) làm phát sinh cùng một thế năng biến dạng như ở trạng thái ứng suất phẳng thực tế được so sánh với giới hạn chảy (S_y) để xác định giới hạn an toàn chống lại các hư hỏng, ứng suất đơn tương đương xác định theo công thức (A.1):

(A.1)

Các ứng suất chính được xác định từ các dữ liệu đo của các cảm biến đo biến dạng theo các công thức (A.2) và (A3):

σ_x = E(ε_x + vε_y)/(1-v^2)

(A.2)

σ_y = E(ε_y + vε_x)/(1-v^2)

...

...

...

Các biến dạng chính được xác định từ dữ liệu đo trong mạng cảm biến (rosette) dựa theo vòng tròn Mohr hoặc các phương pháp tiện lợi khác. Ứng suất đơn tương đương được xác định từ các biến dạng chính theo công thức (A.4):

(A.4)

Khi sử dụng mạng gồm ba hoặc bốn cảm biến (Hình A.1), có thể dùng các phương trình kèm theo để xác định trực tiếp ứng suất tương đương dựa trên kết quả đo tại các nút của mạng.

Hình A.1 - Các mạng cảm biến đo biến dạng (rosette) kiểu thẳng góc, Δ và T-Δ

A.4  Phương pháp gần đúng đối với vật liệu dẻo

Trong phần lớn các trường ứng suất phẳng cho vật liệu dẻo, giả thuyết cho rằng ứng suất đơn tương đương S’ bằng với E∙ε_x sẽ chỉ có độ chính xác khoảng 10 %. Các yếu tố chính ảnh hưởng lên độ chính xác gồm:

a) Tỉ số giữa ứng suất chính nhỏ nhất và ứng suất chính lớn nhất: σ_y / σ_x

...

...

...

- σ₀ = giới hạn chảy khi thử kéo

- σ_x = ứng suất chính lớn nhất

- σ_y = ứng suất chính nhỏ nhất

Hình A.2 thể hiện mối quan hệ giữa độ không chính xác và hai tỉ số nêu trên, với trường hợp hệ số Poát xông bằng n = 0,285. Đồ thị chỉ ra rằng ở trạng thái ứng suất phẳng gần với kéo hoặc nén thì sai lệch có thể đạt 25 % đến 30 %, còn ở trạng thái gần với ứng suất tiếp thuần túy thì sai lệch có thể từ 0 đến 30 % tùy theo tỉ số σ_o / t₀.

Đường nét liền trên Hình A.2 được xây dựng dựa trên thuyết bền thế năng biến dạng, được so sánh với S = E ∙ ε_x. Thuyết bền thế năng biến dạng, thường là đúng nhất, sẽ chỉ được xác thực với các thử nghiệm xoắn (cắt thuần túy) khi σ_o / t₀ = 0,577. Đối với các loại vật liệu mà tỉ số σ_o / t₀ khác 0,577, các đường nét đứt (không tương ứng với bất kỳ thuyết bền nào, mà chỉ là kết quả thử kéo và thử xoắn) cung cấp một số ý tưởng về sai số có thể xảy ra. Nếu một cảm biến đo biến dạng đơn lẻ và biểu thức S = E ∙ ε_x được áp dụng thay vì sử dụng một mạng nhiều cảm biến hoặc một thiết lập phức tạp hơn, thì chiều của ứng suất chính phải được xác định bằng phương pháp khác chẳng hạn kiểm tra sơn hoặc tốt hơn bằng sơn mài giòn.

Hình A.2 - Quan hệ giữa tỉ số ứng suất tính toán và thực tế với tỉ số ứng suất phẳng

Các giá trị khuyến nghị sử dụng để tính toán ứng suất từ các cảm biến đo biến dạng được liệt kê trong Bảng A.1.

Bảng A.1 - Đặc tính đàn hồi của vật liệu

...

...

...

Mô đun đàn hồi

(mô đun Young)

(E, 10^3 MPa)

Mô đun đàn hồi trượt

(mô đun độ cứng)^a

(G, MPa)

Hệ số Poát xông

Thép

...

...

...

Thép cac bon hoặc thép hợp kim dùng trong kết cấu

206,7

79,2

0,285

Thép đúc

206,7

77,2

0,265

...

...

...

137,8 / 192,9

0,305

Nhôm dùng trong kết cấu

72,3

27,6

0,333

Ma giê dùng trong kết cấu

44,8

...

...

...

Ti tan dùng trong kết cấu

89,6 / 110,2

^a Mô đun đàn hồi thường được cho dưới dạng một khoảng; các giá trị trong bảng nằm ở phía cao và trong phạm vi đảm bảo an toàn. Mô đun đàn hồi của một số loại vật liệu có thể thay đổi rất rộng tùy theo mức độ các thành phần hóa học, nhiệt luyện và ứng suất. Trong các trường hợp này thì các khoảng liệt kê và các giá trị thích hợp phải được lựa chọn theo trạng thái cụ thể cho từng trường hợp.

Phụ lục B

(quy định)

...

...

...

B.1  Lưu ý chung

Khi trích dẫn các đồ thị hoặc bảng số về ổn định cục bộ để sử dụng trong tính toán thực tế, cần hiểu rõ về sự không hoàn hảo của các phần tử kết cấu được xem xét, chẳng hạn như sự không đồng nhất của vật liệu, sự sai lệch của hình dáng hình học (sự cong, vặn ban đầu), sự lệch tâm không mong muốn của lực do các sai sót tại xưởng chế tạo hoặc khi lắp dựng. Các sai sót này thay đổi trên phạm vi rộng và việc kết hợp với các yếu tố cụ thể khác cũng theo các cách riêng. Nhằm mục đích bù lại tất cả bất ổn gặp phải trong thực tế thì phải sử dụng các hệ số an toàn hoặc các hệ số tải (hệ số khuếch đại) thích hợp.

Mỗi phần tử chịu nén trong kết cấu đại diện cho một trường hợp riêng biệt thì phải tính toán theo tải trọng cụ thể và các điều kiện tại nút liên kết.

B.2  Đường cong tới hạn về ổn định cục bộ liên quan đến ứng suất dư

Các đường cong khác nhau về ổn định cục bộ thể hiện trên Hình B.2. Các đường A, B, C và D liên quan đến ứng suất dư và được sử dụng cùng với phương pháp tính toán theo ứng suất cho phép. Hệ số an toàn phải được áp dụng cho các chiều dài tới hạn lấy trên Hình B.2. Bảng B.1 liệt kê giới hạn chảy, S_y, giới hạn đàn hồi, S_p, và ứng suất dư, S_RC, cho mỗi loại vật liệu A, B, C và D.

Hình dạng của các đường cong này có thể xác định bởi ba thông số: mô đun đàn hồi E, giới hạn đàn hồi S_p và giới hạn chảy S_y. Các phần tử chịu tải trọng dọc trục có thể mất ổn định cục bộ ở miền đàn hồi hoặc không đàn hồi, tùy thuộc vào độ lớn ứng suất. Khi ứng suất nhỏ hơn giới hạn đàn hồi S_p thì các phần tử sẽ bị mất ổn định ở miền đàn hồi. Mất ổn định cục bộ ở miền không đàn hồi xuất hiện khi ứng suất lớn hơn giới hạn đàn hồi S_p. Đối với mất ổn định miền không đàn hồi, hệ số tính ứng suất ổn định tới hạn (tỉ số giữa ứng suất ổn định tới hạn và ứng suất giới hạn chảy) sẽ là một hàm số của tỉ số giữa ứng suất dư và giới hạn chảy, như thể hiện ở công thức (B.5).

Ứng suất dư được tính đến trực tiếp trong các công thức tính ổn định. Không có hệ số về sự bất ổn, chẳng hạn như sự không thẳng của các phần tử, được đưa vào trong các công thức. Các đường cong về ổn định thực chất là cho trường hợp đặc biệt thẳng. Tuy nhiên, hệ số dự trữ bền 1,6 (xem Bảng 1) phải được áp dụng cho các đường cong ổn định. Hệ số dự trữ bền này khắc phục các bất ổn có thể ảnh hưởng lên độ ổn định của các phần tử.

Áp dụng công thức cho các cột bị mất ổn định miền đàn hồi (S_cr ≤ S_p):

...

...

...

hoặc

(B.2)

Áp dụng công thức cho các cột bị mất ổn định miền không đàn hồi (S_cr > S_p):

(B.3)

S_p = S_y - S_RC

(B.4)

hoặc

...

...

...

(B.5)

Như chỉ ra tại Bảng 1, giá trị S_RC = 103 MPa có thể thay thế cho thông tin cụ thể về ứng suất dư cho các vật liệu sau:

a) Thép hình cán;

b) Thép hình tôi và ram đã nhiệt luyện khử ứng suất dư;

c) Thép hình kéo nguội đã nhiệt luyện khử ứng suất dư;

d) Thép hình chế tạo bằng hàn đã nhiệt luyện khử ứng suất dư.

Với các vật liệu khác, có thể lấy giá trị S_RC = 0,5.S_y để thay thế cho thông tin cụ thể về ứng suất dư.

Bảng B.1 - Giả định về ứng suất dư

Giả định về ứng suất dư

...

...

...

S_y

Giới hạn chảy

(MPa)

S_p

Giới hạn đàn hồi

(MPa)

S_RC = 103 MPa

(ứng suất dư thấp)

A

...

...

...

586

B

483

379

C

345

241

D

248

...

...

...

S_RC = 0,5.Sy

(ứng suất dư cao)

D

690

345

D

483

241

D

...

...

...

172

D

248

124

^a Tham khảo Hình B.2 - Các đường cong cực hạn về ổn định. Vật liệu thép khác với các loại trên có thể được sử dụng với lưu ý rằng chúng thích hợp cho ứng dụng dự kiến.

Các giá trị sau đây có thể sử dụng cho hệ số chiều dài tương đương K, phụ thuộc cách thức liên kết phần tử thanh.

a) Đối với các thanh chính (thanh biên), K = 1,0;

b) Đối với các thanh phụ (thanh bụng) có tiết diện nguyên bản tại nút liên kết với thanh chính dạng ống, K = 0,75;

c) Đối với các thanh phụ có tiết diện nguyên bản tại nút liên kết với thanh chính dạng góc hoặc dạng chữ T, K = 0,9;

...

...

...

Trong quá trình thử nghiệm các phần tử chịu nén, các cảm biến đo biến dạng phải đặt tại điểm giữa phần tử hoặc tại điểm được dự đoán sẽ bị oằn. Khi các cảm biến được đặt tại vị trí hợp lý có ứng suất cao, giá trị đo lớn nhất có thể được sử dụng làm giá trị S_rm thay thế cho giá trị mức ứng suất tính toán. Khi các vị trí của cảm biến không đối xứng so với trọng tâm, giá trị đo trung bình không thể được sử dụng làm giá trị của S_ra. Trong trường hợp này, các giá trị đo cần được thêm trọng số sao cho S_ra thể hiện giá trị mức ứng suất tại trọng tâm. Hình B.1 trình bày một phương pháp thêm trọng số cho các giá trị thử đối với tiết diện dạng góc với các cạnh bằng nhau. Các phần tử chịu nén có tiết diện không đối xứng so với trọng tâm, chẳng hạn thép kết cấu dạng góc, có các bán kính quán tính (r) khác nhau ở các mặt phẳng khác nhau. Để đánh giá dữ liệu nhận được từ các cảm biến ở vùng này, việc xác định S_cr cần dựa trên giá trị lớn nhất của tỉ số KL/r, xuất hiện tại vùng đã chọn. Đối với các thanh chính, giá trị lớn nhất của KL/r có thể được sử dụng, cho dù các thanh phụ có thể bị lệch hoặc không đúng tâm.

Hình B.1 - Thêm trọng số cho các giá trị thử để xác định ứng suất trung bình

B.3  Đường cong cực hạn liên quan đến các yếu tố không hoàn hảo

Ứng suất ổn định cực hạn có thể lấy từ các đường cong ổn định cục bộ a, b và c như thể hiện trên hình B.2. Ba đường cong này được xây dựng theo kết quả thử nghiệm trên cột với các tiết diện khác nhau.

Đường cong thích hợp cần chọn theo Bảng B.2 đối với các phần tử có tiết diện khác nhau. Đối với các tiết diện không có trong Bảng 2, có thể sử dụng đường cong c.

Các công thức (B.6) và (B.7) có thể được sử dụng thay thế cho đường cong a, b và c với độ chính xác chấp nhận được.

...

...

...

Trong đó

(B.7)

Hệ số α trong công thức (B.7) là hệ số, tính đến sự không hoàn hảo của kết cấu như sự không thẳng ban đầu, tải trọng lệch tâm và ứng suất dư.

 thể hiện độ mảnh tương đối, tại đó chưa xuất hiện mất ổn định do các ảnh hưởng của biến cứng.

Các hệ số α và  tương ứng với các đường cong ổn định cục bộ phải chọn như sau:

- Đường cong a: α = 0,21;  = 0,2

- Đường cong b: α = 0,34;  = 0,2

- Đường cong c: α = 0,49;  = 0,2

...

...

...

B.4  Ứng suất ổn định cho phép kết hợp với hai hệ số an toàn

Trong các áp dụng cụ thể của ứng suất ổn định cực hạn, ứng suất ổn định cho phép có thể được thiết lập bằng các phương pháp khác nhau. Một trong các phương pháp này là sử dụng hai hệ số an toàn: 2,5 đối với ứng suất ổn định tới hạn Euler S_ci (mất ổn định miền đàn hồi) và 1,5 cho ứng suất ổn định tới hạn Jager S_ck. Ứng suất ổn định cho phép S_K cho mỗi phần tử có thể xác định như sau:

S_K = min {S_ci / 2,5; S_ck / 1,5}

(B.8)

Các đường cong b và c trên Hình B.2 thể hiện ứng suất ổn định tới hạn Jager. Đường cong b cho các tiết diện dạng ống và đường cong c cho các tiết diện tổng quát. Ứng suất ổn định tới hạn Euler S_ci được xác định theo công thức (B.1) và (B.2).

Bàng B.2 - Mối liên hệ giữa tiết diện và đường cong ổn định tương ứng

Tiết diện

Điều kiện yêu cầu

Mất ổn định theo phương vuông góc với trục

...

...

...

Các tiết diện rỗng

Tạo hình nóng hoặc nguội, đã khử ứng suất dư

Y-Y hoặc Z-Z

a

Tạo hình nguội (trên cơ sở kiểm tra cột đơn giản)

Y-Y hoặc Z-Z

b

Tiết diện hộp kết cấu hàn

...

...

...

Đã khử ứng suất dư

Y-Y hoặc Z-Z

a

Kết cấu hàn, trừ các trường hợp bên dưới.

Y-Y hoặc Z-Z

b

Các mối hàn dày

Y-Y

...

...

...

Z-Z

Tiết diện I cán

Y-Y

a

Z-Z

b

...

...

...

Y-Y

b

Z-Z

c

Tiết diện I kết cấu hàn

Đã khử ứng suất dư

Y-Y

a

...

...

...

b

Cánh được làm bằng cách cắt

Y-Y hoặc Z-Z

b

Cánh được làm bằng cách cán

Y-Y

b

Z-Z

c

...

...

...

Tiết diện I cán với cánh được hàn tấm tăng cứng

Y-Y

b

Z-Z

a

Tiết diện góc (L)

Thông thường

...

...

...

c

Được mạ nhúng nóng

u-u hoặc v-v

b

Tiết diện U, T và các tiết diện đặc

Y-Y hoặc Z-Z

c

Hình B.2 - Các đường cong ổn định tới hạn

...

...

...

Các đường cong A, B, C và D áp dụng cho trường hợp ứng suất dư = 103 MPa

Đường cong A: Ứng suất giới hạn chảy = 690 MPa

Đường cong B: Ứng suất giới hạn chảy = 483 MPa

Đường cong C: Ứng suất giới hạn chảy = 345 MPa

Đường cong D: Ứng suất giới hạn chảy = 248 MPa

Ứng suất ổn định phụ thuộc vào tỉ số giữa ứng suất dư và ứng suất giới hạn chảy.

ENV a: Hệ số không hoàn hảo α = 0,21

ENV b: Hệ số không hoàn hảo α = 0,34

ENV c: Hệ số không hoàn hảo α = 0,49

...

...

...

1. độ không thẳng của phần tử

2. độ lệch tâm của tải trọng

3. ứng suất dư

Phụ lục C

(quy định)

Trạng thái thử và giới hạn an toàn

Các trạng thái thử sau đây (Bảng C.1, C.2 và C.3) có mục đích để thử nghiệm các cần trục được quy định trong phạm vi áp dụng của tiêu chuẩn này. Phương pháp thử có thể áp dụng cho các cần trục loại khác, nhưng các trạng thái thử và giới hạn an toàn (hệ số dự trữ bền) đưa ra ở tiêu chuẩn này nên được xem xét và có thể thay đổi cho phù hợp với ứng dụng cụ thể.

Các trạng thái tải trọng thử tiêu chuẩn đối với các thành phần kết cấu chính của cần trục được liệt kê trong các Bảng C.1, C.2 và C.3.

...

...

...

Bảng C.1 - Cần trục tổ hợp kiểu tháp-cần - Trạng thái thử

Thử

Trạng thái thử

Mục đích thử

Bộ phận phải thử và giới hạn an toàn**

Đầu tiên sẽ chọn

Chú thích

Sau đó áp dụng

...

...

...

Kết cấu phía trên

Kết cấu tổ hợp

Hệ thống neo (trừ cáp)

Tải trọng làm việc

Tải trọng quá tải

A

Tải trọng danh định tính toán lớn nhất ứng với tầm với xa nhất. Sử dụng tháp dài nhất tương ứng với tải trọng này.

2

9

...

...

...

17

(Y) RL khi phần kết cấu phía trên ở vị trí bất kỳ.

(Z) 1,25RL hoặc tải trọng đầu cần, lấy giá trị bé hơn.

Tình trạng nguyên vẹn của kết cấu tổ hợp và kết cấu phía trên.

-

Y,Z

Y,Z

-

B

...

...

...

3

6

8

12

17

(Y) RL và SL (0,02RL) cả hai bên. Kết cấu phía trên ở vị trí bất kỳ.

(Z) 1,25RL hoặc tải trọng đầu cần, lấy giá trị bé hơn. Kết cấu phía trên ở vị trí bất kỳ.

Kết cấu phía trên và hệ thống neo chịu mô men tải lớn nhất

-

...

...

...

-

Y,Z

C

Tích số (RRxRL) lớn nhất khi cần hướng sang bên với tải trọng danh định lớn nhất tương ứng với mô men tải này.

1

3

5

6

7

...

...

...

12

17

(Y) RL và định vị kết cấu phía trên để có biến dạng lớn nhất tại phần tử thử nghiệm.

(Z) 1,25RL hoặc tải trọng đầu cần, lấy giá trị bé hơn. Kết cấu phía trên ở vị trí bất kỳ.

Kết cấu khung gầm chịu mô men tải lớn nhất

Y,Z

-

-

-

...

...

...

Tích số (RRxRL) lớn nhất khi cần hướng về phía cuối với tải trọng danh định lớn nhất tương ứng với mô men tải này.

1

3

5

6

7

8

12

17

...

...

...

(Z) 1,25RL hoặc tải trọng đầu cần, lấy giá trị bé hơn. Kết cấu phía trên ở vị trí bất kỳ.

Kết cấu khung gầm chịu mô men tải lớn nhất

Y,Z

-

-

-

E

Tải trọng danh định gây giá trị lớn nhất của tích số (RRxRL). Sử dụng cần lắp trên tháp có chiều dài lớn nhất ứng với tầm với này.

6

...

...

...

14

15

16

17

(Y) RL và SL (0,02RL) cả hai bên. Kết cấu phía trên ở vị trí góc.

(Z) 1,25RL hoặc tải trọng đầu cần, lấy giá trị bé hơn. Kết cấu phía trên ở vị trí góc.

Tình trạng nguyên vẹn của kết cấu tổ hợp và kết cấu phía trên.

-

-

...

...

...

Y,Z

F

Chiều dài lớn nhất của tổ hợp tháp-cần đề nghị cho mỗi hệ thống neo cụ thể.

4

16

18

(X) Tháp và cần ngay gần mặt nền

Không

Tình trạng nguyên vẹn của kết cấu tổ hợp và hệ thống neo.

...

...

...

-

X

X

G

Chiều dài lớn nhất của tổ hợp tháp-cần được đề nghị cho mỗi hệ thống neo cụ thể.

13

14

15

16

...

...

...

(Z) 1,25RL hoặc tải trọng đầu cần, lấy giá trị bé hơn. Định vị kết cấu phía trên ở vị trí góc.

Tình trạng nguyên vẹn của kết cấu tổ hợp và hệ thống neo.

-

-

Y,Z

Y,Z

H

Giá trị lớn nhất của tích (RL x Chiều-dài-cần x Sinβ). Sử dụng cần lắp trên tháp có chiều dài lớn nhất có thể. Sau đó chọn tháp dài nhất trong các trạng thái này.

11

...

...

...

14

15

16

(Y) RL khi RR lớn nhất và SL (0,02RL) cả hai bên, kết cấu phía trên ở vị trí góc.

(Z) 1.25RL hoặc tải trọng đầu cần, lấy giá trị bé hơn. Định vị kết cấu phía trên ở vị trí góc.

Tình trạng nguyên vẹn của kết cấu tổ hợp khi chịu xoắn lớn nhất.

-

-

Y,Z

...

...

...

I

Thử cần phụ.

Chiều dài lớn nhất của tổ hợp tháp-cần và cần phụ cho mỗi hệ thống neo cụ thể với độ lệch của cần phụ ít nhất.

4

10

11

16

18

(X) Cần lắp trên tháp và cần phụ ngay sát mặt nền.

...

...

...

Tình trạng nguyên vẹn của kết cấu tổ hợp, kết cấu phía trên và hệ thống neo.

-

X

X

X

J

Thử cần phụ.

Chiều dài lớn nhất của tổ hợp tháp-cần và cần phụ cho mỗi hệ thống neo cụ thể với độ lệch của cần phụ ít nhất.

10

...

...

...

13

14

15

16

(Y) RL tại RR nhỏ nhất và SL (0,02RL) cả hai bên, kết cấu phía trên ở vị trí góc.

(Z) 1,25RL hoặc tải trọng đầu cần, lấy giá trị bé hơn. Định vị kết cấu phía trên ở vị trí góc.

Tình trạng nguyên vẹn của kết cấu tổ hợp.

-

-

...

...

...

-

K

Thử cần phụ.

Giá trị lớn nhất của tích số (RL-cần-phụ x Chiều-dài-cần-phụ x Sinβ). Sử dụng cần phụ có chiều dài lớn nhất có thể. Sau đó chọn cần dài nhất trong các trạng thái này.

11

13

14

15

16

...

...

...

(Z) 1,25RL hoặc tải trọng đầu cần, lấy giá trị bé hơn. Định vị kết cấu phía trên ở vị trí góc.

Tình trạng nguyên vẹn của kết cấu tổ hợp.

-

-

Y,Z

-

L

Thử hệ thống nâng tải phụ giữa cần (midfall).

Tải trọng danh định tính toán lớn nhất tại tầm với danh định lớn nhất. Sử dụng cần có chiều dài lớn nhất cho tải trọng này.

...

...

...

15

16

(Y) RL và SL (0,02RL) cả hai bên. Định vị kết cấu phía trên ở vị trí bất kỳ.

(Z) 1,25RL hoặc tải trọng đầu cần, lấy giá trị bé hơn. Định vị kết cấu phía trên ở vị trí bất kỳ.

Tình trạng nguyên vẹn của kết cấu tổ hợp, hệ thống neo và hệ thống nâng tải phụ giữa cần.

-

-

Y,Z

Y,Z

...

...

...

Thử hệ thống nâng tải phụ giữa cần (midfall).

Chiều dài lớn nhất có thể của tổ hợp tháp-cần được đề nghị cho mỗi hệ thống neo

2

9

12

13

15

16

(Y) RL và SL (0,02RL) cả hai bên cho cả tầm với lớn nhất và nhỏ nhất. Định vị kết cấu phía trên ở vị trí bất kỳ.

...

...

...

Tình trạng nguyên vẹn của kết cấu tổ hợp, hệ thống neo và hệ thống nâng tải phụ giữa cần.

-

-

Y,Z

Y,Z

N

Thử hệ thống nâng tải phụ giữa cần (midfall).

Giá trị lớn nhất của tích số (RL-midfall x Chiều-dài-midfall x Sinβ). Sử dụng cần có chiều dài lớn nhất có thể. Sau đó chọn cần dài nhất trong các trạng thái này.

13

...

...

...

16

(Y) RL khi RR lớn nhất và SL (0,02RL). Định vị kết cấu phía trên ở vị trí bất kỳ.

(Z) 1,25RL hoặc tải trọng đầu cần, lấy giá trị bé hơn. Định vị kết cấu phía trên ở vị trí bất kỳ.

Tình trạng nguyên vẹn của kết cấu tổ hợp, hệ thống neo và hệ thống nâng tải phụ giữa cần.

-

-

Y,Z

Y,Z

** X - tải trọng do lắp đặt, Y - tải trọng danh định, Z - tải trọng quá tải

...

...

...

CHÚ THÍCH 2: Khi tải trọng danh định này được đề nghị cho loại kết cấu phía trên với đối trọng có thể thay đổi ở các vị trí khác nhau thì thử nghiệm phải thực hiện với đối trọng ở vị trí xa nhất so với trục quay.

CHÚ THÍCH 3: Khi tải trọng danh định này được đề nghị cho loại kết cấu phía trên với đối trọng có thể thay đổi ở các vị trí khác nhau thì thử nghiệm phải thực hiện với đối trọng ở vị trí gần nhất so với trục quay.

CHÚ THÍCH 4: Cụm puli treo móc, quả cầu căng cáp hoặc các thiết bị mang tải kèm theo phải đặt trên nền.

CHÚ THÍCH 5: Đối với các kết cấu khung gầm cho phép các cấu hình khác nhau về kết cấu phía trên hoặc tháp thì chỉ cần thử với cấu hình gây ra trạng thái mô men lớn nhất.

CHÚ THÍCH 6: Đối với kết cấu phía trên cho phép các cấu hình tháp khác nhau thì chỉ cần thử với cấu hình gây ra trạng thái mô men lớn nhất.

CHÚ THÍCH 7: Sử dụng đối trọng phụ nặng nhất quy định cho kết cấu khung gầm.

CHÚ THÍCH 8: Nếu có nhiều lựa chọn cho đối trọng đối với trạng thái mô men lớn nhất thì sử dụng đối trọng nhẹ nhất quy định cho trạng thái này.

CHÚ THÍCH 9: Sử dụng đối trọng nặng nhất quy định cho kết cấu phía trên.

CHÚ THÍCH 10: Khi có nhiều hơn một tổ hợp cần-cần phụ gây ra cùng giá trị tính toán lớn nhất (ví dụ: cần 100’ + cần phụ 60’ = 160’ và cần 120' + cần phụ 40' = 160') thì sử dụng tổ hợp có cần dài nhất (tổ hợp: cần 120' + cần phụ 40' trong ví dụ trên).

...

...

...

CHÚ THÍCH 12: Đối với kết cấu phía trên cho phép các cấu hình tháp khác nhau chỉ cần thử với cấu hình gây ra trạng thái tải trọng lớn nhất.

CHÚ THÍCH 13: Trong bất kỳ trường hợp nào gió cũng không được tạo ra các ảnh hưởng có lợi cho kết quả thử.

CHÚ THÍCH 14: Chú ý chiều của chuyển vị đầu cản do việc treo tải trực tiếp tại điểm cuối. Quay kết cấu phía trên theo cùng hướng về góc gần nhất để thử nghiệm.

CHÚ THÍCH 15: Sử dụng cách đi cáp quy định trong hồ sơ kỹ thuật của nhà sản xuất với bộ phận nâng tải có số lượng chi tiết ít nhất và cáp nâng trên tang ở vị trí tùy ý.

CHÚ THÍCH 16: Khi nhiều tháp với các khác biệt đáng kể về kết cấu hoặc hình dáng được sử dụng trên cùng một kết cấu trên thì phải thử cho từng tháp.

CHÚ THÍCH 17: Các thử nghiệm C và D có thể loại bỏ nếu cần trục đã được thử ở kết cấu tổ hợp khác với giá trị RR x RL lớn hơn và cũng đã được thử với lực lớn hơn ở kết cấu tổ hợp khác.

CHÚ THÍCH 18: Khi điểm lắp cần trên tháp không thể nâng lên khỏi mặt nền với điểm lắp cần gần sát mặt nền thì yêu cầu thử hai tư thế sau:

- Tháp ngay gần mặt nền - điểm lắp tháp nằm trên nền.

- Điểm lắp tháp tại vị trí có góc nhỏ nhất đủ để lắp cần - điểm lắp còn ngay gần mặt nền.

...

...

...

Bảng C.2 - Cần trục lắp cần dạng giàn - Trạng thái thử

Thử

Trạng thái thử

Mục đích thử

Bộ phận cần thử và giới hạn an toàn**

Đầu tiên sẽ chọn

Chú thích

Sau đó áp dụng

Kết cấu khung gầm

...

...

...

Kết cấu tổ hợp

Hệ thống neo (trừ cáp)

Tải trọng làm việc

Tải trọng quá tải

A

Tải trọng danh định tính toán lớn nhất ứng với tầm với xa nhất. Sử dụng tháp dài nhất tương ứng với tải trọng này.

2

9

16

...

...

...

(Y) RL khi phần kết cấu phía trên ở vị trí bất kỳ.

(Z) 1,25RL hoặc tải trọng đầu cần, lấy giá trị bé hơn.

Tình trạng nguyên vẹn của kết cấu tổ hợp và kết cấu phía trên.

-

Y,Z

Y,Z

-

B

Tích số (RRxRL) lớn nhất với tải trọng danh định lớn nhất tương ứng với mô men tải này.

...

...

...

6

8

12

17

(Y) RL và SL (0,02RL) cả hai bên. Kết cấu phía trên ở vị trí bất kỳ.

(Z) 1,25RL hoặc tải trọng đầu cần, lấy giá trị bé hơn. Kết cấu phía trên ở vị trí bất kỳ.

Kết cấu phía trên và hệ thống neo chịu mô men tải lớn nhất

-

Y,Z

...

...

...

Y,Z

C

Tích số (RRxRL) lớn nhất khi cần hướng sang bên với tải trọng danh định lớn nhất tương ứng với mô men tải này.

1

3

5

6

7

8

...

...

...

17

(Y) RL và định vị kết cấu phía trên để có biến dạng lớn nhất tại phần tử thử nghiệm.

(Z) 1,25RL hoặc tải trọng đầu cần, lấy giá trị bé hơn. Kết cấu phía trên ở vị trí bất kỳ.

Kết cấu khung gầm chịu mô men tải lớn nhất

Y,Z

-

-

-

D

...

...

...

1

3

5

6

7

8

12

17

(Y) RL và định vị kết cấu phía trên để có biến dạng lớn nhất tại phần tử thử nghiệm.

...

...

...

Kết cấu khung gầm chịu mô men tải lớn nhất

Y,Z

-

-

-

E

Tải trọng danh định gây giá trị lớn nhất của tích số (RRxRL). Sử dụng cần có chiều dài lớn nhất ứng với tầm với này.

6

13

...

...

...

15

16

17

(Y) RL và SL (0,02RL) cả hai bên. Kết cấu phía trên ở vị trí góc.

(Z) 1,25RL hoặc tải trọng đầu cần, lấy giá trị bé hơn. Kết cấu phía trên ở vị trí góc.

Tình trạng nguyên vẹn của kết cấu tổ hợp và kết cấu phía trên.

-

-

Y,Z

...

...

...

F

Chiều dài lớn nhất của cần được đề nghị cho mỗi hệ thống neo cụ thể.

4

16

(X) Cần và cần phụ ngay gần mặt nền

Không

Tình trạng nguyên vẹn của kết cấu tổ hợp và hệ thống neo.

-

-

...

...

...

X

G

Chiều dài lớn nhất của cần, được đề nghị cho mỗi hệ thống neo cụ thể.

13

14

15

16

(Y) RL khi RR nhỏ nhất và SL (0,02RL) cả hai bên. Kết cấu phía trên ở vị trí góc.

(Z) 1,25RL hoặc tải trọng đầu cần, lấy giá trị bé hơn. Định vị kết cấu phía trên ở vị trí góc.

...

...

...

-

-

Y,Z

Y,Z

H

Chiều dài lớn nhất của tổ hợp cần và cần phụ cho mỗi hệ thống neo cụ thể với độ lệch của cần phụ ít nhất.

4

10

11

...

...

...

(Y) RL khi RR lớn nhất và SL (0,02RL) cả hai bên, kết cấu phía trên ở vị trí góc.

(Z) 1,25RL hoặc tải trọng đầu cần, lấy giá trị bé hơn. Định vị kết cấu phía trên ở vị trí góc.

Tình trạng nguyên vẹn của kết cấu tổ hợp khi chịu xoắn lớn nhất.

-

-

Y,Z

-

I

Chiều dài lớn nhất của tổ hợp cần và cần phụ cho mỗi hệ thống neo cụ thể với độ lệch của cần phụ ít nhất.

...

...

...

13

14

15

16

(X) Cần và cần phụ ngay sát mặt nền.

Không

Tình trạng nguyên vẹn của kết cấu tổ hợp, kết cấu phía trên và hệ thống neo.

-

X

...

...

...

X

J

Giá trị lớn nhất của tích số (RL-cần-phụ x Chiều-dài-cần-phụ x Sinβ). Sử dụng cần phụ có chiều dài lớn nhất có thể. Sau đó chọn cần dài nhất trong các trạng thái này.

11

13

14

15

16

(Y) RL tại RR nhỏ nhất và SL (0,02RL) cả hai bên, kết cấu phía trên ở vị trí góc.

...

...

...

Tình trạng nguyên vẹn của kết cấu tổ hợp.

-

-

Y,Z

-

** X - tải trọng do lắp đặt, Y - tải trọng danh định, Z - tải trọng quá tải

CHÚ THÍCH 1: Định vị kết cấu phía trên theo quy định trong hồ sơ kỹ thuật của nhà sản xuất

CHÚ THÍCH 2: Khi tải trọng danh định này được đề nghị cho loại kết cấu phía trên với đối trọng có thể thay đổi ở các vị trí khác nhau thì thử nghiệm phải thực hiện với đối trọng ở vị trí xa nhất so với trục quay.

CHÚ THÍCH 3: Khi tải trọng danh định này được đề nghị cho loại kết cấu phía trên với đối trọng có thể thay đổi ở các vị trí khác nhau thì thử nghiệm phải thực hiện với đối trọng ở vị trí gần nhất so với trục quay.

...

...

...

CHÚ THÍCH 5: Đối với các kết cấu khung gầm cho phép các cấu hình khác nhau về kết cấu phía trên hoặc cần thì chỉ cần thử với cấu hình gây ra trạng thái mô men lớn nhất.

CHÚ THÍCH 6: Đối với kết cấu phía trên cho phép các cấu hình cần khác nhau thì chỉ cần thử với cấu hình gây ra trạng thái mô men lớn nhất.

CHÚ THÍCH 7: Sử dụng đối trọng phụ nặng nhất quy định cho kết cấu khung gầm.

CHÚ THÍCH 8: Nếu có nhiều lựa chọn cho đối trọng đối với trạng thái mô men lớn nhất thì sử dụng đối trọng nhẹ nhất quy định cho trạng thái này.

CHÚ THÍCH 9: Sử dụng đối trọng nặng nhất quy định cho kết cấu phía trên.

CHÚ THÍCH 10: Khi có nhiều hơn một tổ hợp cần và cần phụ gây ra cùng giá trị tính toán lớn nhất (ví dụ: cần 100' + cần phụ 60' = 160' và cần 120' + cần phụ 40' = 160') thì sử dụng tổ hợp có cần dài nhất (tổ hợp: cần 120' + cần phụ 40’ trong ví dụ trên).

CHÚ THÍCH 11: Khi hai hoặc nhiều cần được lắp liền nhau để tăng chiều dài kết cấu tổ hợp, mỗi hệ thống phải được thử nghiệm như các kết cấu nâng khác nhau. [Áp dụng tiêu chuẩn này cho cần + cần phụ (A) và sau đó cho cần + cần phụ (A) + cần phụ (B)).

CHÚ THÍCH 12: Đối với kết cấu phía trên cho phép các cấu hình cần khác nhau chỉ cần thử với cấu hình gây ra trạng thái tải trọng lớn nhất.

CHÚ THÍCH 13: Trong bất kỳ trường hợp nào gió cùng không được tạo ra các ảnh hưởng có lợi cho kết quả thử.

...

...

...

CHÚ THÍCH 15: Sử dụng cách đi cáp quy định trong hồ sơ kỹ thuật của nhà sản xuất với bộ phận nâng tải có số lượng chi tiết ít nhất và cáp nâng trên tang ở vị trí tùy ý.

CHÚ THÍCH 16: Khi nhiều cần với các khác biệt đáng kể về kết cấu hoặc hình dáng được sử dụng trên cùng một kết cấu trên thì phải thử cho từng cần.

CHÚ THÍCH 17: Các thử nghiệm C và D có thể loại bỏ nếu cần trục đã được thử ở kết cấu tổ hợp khác với giá trị RR x RL lớn hơn và cũng đã được thử với lực lớn hơn ở kết cấu tổ hợp khác.

Bảng C.3 - Cần trục lắp cần hộp ống lồng - Trạng thái thử

Thử

Trạng thái thử

Mục đích thử

Bộ phận cần thử và giới hạn an toàn**

Đầu tiên sẽ chọn

...

...

...

Sau đó áp dụng

Kết cấu khung gầm

Kết cấu phía trên

Kết cấu tổ hợp

Hệ thống neo (trừ cáp)

1

Tích số (RRxRL) lớn nhất và tải trọng danh định lớn nhất tương ứng với mô men tải này.

1

2

...

...

...

4

9

RL và định vị kết cấu phía trên trong miền cho phép quay để có biến dạng lớn nhất tại phần tử thử nghiệm.

Chân chống kéo dài và khung gầm chịu mô men tải lớn nhất.

...

...

...

...

...

...

a. về phía cuối

Y

Y

-

-

b. về phía bên

Y

-

-

...

...

...

2

Tích số (RRxRL) lớn nhất và cần ống lồng dài nhất tương ứng với mô men tải này

4

a. RL và SL (0,03RL)

b. 1,25RL hoặc tải trọng đầu cần, lấy giá trị bé hơn. Định vị kết cấu phía trên về phía cuối.

a. Hiệu ứng chồng của cần ống lồng, hệ thống nâng hoặc neo, kết cấu phía trên và hệ thống tựa quay.

b. Ổn định cục bộ của cần ống lồng, xi lanh nâng hoặc hệ thống neo.

-

-

...

...

...

Z

Y

Z

Y

Z

3

Cần ống lồng dài nhất, sau đó chọn giá trị (RRxRL) lớn nhất

8

a. RL và SL

...

...

...

a. Hiệu ứng chồng của cần ống lồng.

b. Ổn định cục bộ của cần ống lồng và hiệu ứng uốn về phía bên.

-

-

-

Z

Y

Z

Y

...

...

...

4

Cần dài nhất, sau đó chọn giá trị RR nhỏ nhất có thể

8

a. RL và SL (0,03RL)

b. 1,25RL hoặc tải trọng đầu cần, lấy giá trị bé hơn.

Định vị kết cấu phía trên về phía cuối.

a. Uốn về phía bên của cần ống lồng, ảnh hưởng của tải trọng bên lên kết cấu trên.

b. Ổn định cục bộ của xi lanh ra vào cần, hiệu ứng uốn cần ống lồng, ổn định cục bộ của xi lanh nâng hoặc hệ thống neo.

-

...

...

...

Y

Z

Y

Z

Y

Z

5

Tải trọng tính toán lớn nhất, sau đó chọn cần ống lồng ngắn nhất và giá trị RR nhỏ nhất

1

...

...

...

a. RL và định vị kết cấu phía trên để có biến dạng lớn nhất tại phần tử thử nghiệm.

b. 1,25RL hoặc tải trọng đầu cần, lấy giá trị bé hơn.

a. Tình trạng nguyên vẹn của điểm lắp cần ống lồng, lực tại chốt chân, chân chống kéo dài và khung gầm.

Hệ thống tựa quay.

b. Hệ thống neo

Y

Z

Y

Z

...

...

...

Z

-

Z

6

Giá trị lớn nhất của tích số [RL-trên-cần-phụ x Chiều-dài-cần-phụ x Cos(α-β)], sau đó chọn cần ống lồng và cần phụ dài nhất theo quy định

5

a. RL và SL (0,03RL)

b. 1,25RL hoặc tải trọng đầu cần, lấy giá trị bé hơn. Định vị kết cấu phía trên về phía cuối.

Tình trạng nguyên vẹn của cần phụ, điểm lắp cần ống lồng và đoạn cần ống lồng trên cùng.

...

...

...

-

-

-

Y

Z

Y

Z

7

Giá trị lớn nhất của tích số (RL-trên-cần-phụ x Chiều-dài-cần-phụ x Sinβ), sau đó chọn cần ống lồng dài nhất theo quy định

...

...

...

a. RL và SL (0,03RL)

b. 1,25RL hoặc tải trọng đầu cần, lấy giá trị bé hơn. Định vị kết cấu phía trên về phía cuối.

Ảnh hưởng của xoắn do độ lệch của cần phụ lên cần ống lồng và cần phụ.

-

-

-

-

Y

Z

...

...

...

Z

8

Góc nâng cần lớn nhất, chiều dài cần lớn nhất, chiều dài cần phụ lớn nhất theo quy định với độ lệch nhỏ nhất

5

7

a. RL và SL (0,03RL)

b. 1,25RL hoặc tải trọng đầu cần, lấy giá trị bé hơn. Định vị kết cấu phía trên về phía cuối.

Tình trạng nguyên vẹn và độ ổn định cục bộ của cần phụ và cần ống lồng.

-

...

...

...

-

-

Y

Z

Y

Z

9

Giá trị cho phép lớn nhất của RL khi cần hộp ống lồng đẩy ra từ 1 đến 3 inch (25 đến 76mm) tại RR nhỏ nhất

8

...

...

...

Các mối liên kết của xi lanh ra vào cần ống lồng.

-

-

Z

Z

10

Giá trị lớn nhất của tích số (RL x t) cho mỗi đoạn cần cùng với tải trọng danh định cho phép tương ứng với mô men tải này

8

a. RLvà SL (0,03RL)

...

...

...

Ảnh hưởng uốn của các đoạn cần vận hành bằng tay hoặc bằng động cơ tại góc nâng cần và đoạn cần ngẫu nhiên.

-

-

-

-

Y

Z

-

-

...

...

...

Tải trọng lớn nhất trên chân chống phụ kéo dài

a.RL

b. 1,25RL hoặc tải trọng đầu cần.

Tình trạng nguyên vẹn của chân chống kéo dài và khung gầm

Y

Z

-

-

...

...

...

-

-

-

** X - tải trọng do lắp đặt, Y - tải trọng danh định, Z - tải trọng quá tải

CHÚ THÍCH 1: Định vị kết cấu phía trên theo quy định trong hồ sơ kỹ thuật của nhà sản xuất

CHÚ THÍCH 2: Đối với các kết cấu khung gầm cho phép các cấu hình khác nhau về kết cấu phía trên hoặc cần thì chỉ cần thử với cấu hình gây ra trạng thái mô men lớn nhất.

CHÚ THÍCH 3: Sử dụng đối trọng phụ nặng nhất quy định cho kết cấu khung gầm.

CHÚ THÍCH 4: Nếu có nhiều lựa chọn cho đối trọng đối với trạng thái mô men lớn nhất thì sử dụng đối trọng nhẹ nhất quy định cho trạng thái này.

CHÚ THÍCH 5: Khi hai hoặc nhiều cần phụ được lắp liền nhau để tăng chiều dài kết cấu tổ hợp cần ống lồng, mỗi hệ thống phải được thử nghiệm như các kết cấu nâng khác nhau. [Áp dụng tiêu chuẩn này cho cần ống lồng + cần phụ (A) và sau đó cho cần ống lồng + cần phụ (A) + cần phụ (B)].

...

...

...

CHÚ THÍCH 7: Trong bất kỳ trường hợp nào gió cũng không được tạo ra các ảnh hưởng có lợi cho kết quả thử.

CHÚ THÍCH 8: Khi nhiều cần ống lồng với các khác biệt đáng kể về kết cấu hoặc hình dáng được sử dụng trên cũng một kết cấu trên thì phải thử cho từng cần.

CHÚ THÍCH 9: Có thể bỏ qua thử nghiệm nếu cần trục đã được thử ở kết cấu tổ hợp khác với giá trị RR x RL lớn hơn và cũng đã được thử với lực lớn hơn ở kết cấu tổ hợp khác.

Phụ lục D

(tham khảo)

Mẫu báo cáo

Các dữ liệu tối thiểu sau đây phải được ghi vào báo cáo:

a) Trang tiêu đề, gồm:

...

...

...

2) Ngày thử nghiệm và nhân viên tham gia

3) Mô tả về cần trục được thử

4) Mô tả vắn tắt về thiết bị sử dụng

5) Ký xác nhận rằng cần trục đã được thử và đáp ứng các yêu cầu tối thiểu của tiêu chuẩn này

6) Phương pháp thử.

b) Mục lục

c) Tóm tắt bằng văn bản kết quả thử

d) Bảng kê vị trí của cảm biến đo biến dạng

e) Biểu đồ tải trọng danh định như đã công bố

...

...

...

g) Các bảng kê tóm tắt về ứng suất trong cột (xem Hình D.2)

h) Các bảng kê tóm tắt về ứng suất (xem Hình D.3)

Mô đen cần trục___________________

Ngày______________________________

Thử nghiệm số. (theo ISO)

Cần

Cần phụ

Tải trọng,
kg /(lbs)

Tải trọng bên,
kg /(lbs)

...

...

...

Dài,
m (ft)

Góc,
độ

Tầm với
m (ft)

Dài,
m (ft)

Độ lệch,
độ

...

...

...

Hình D.1 - Mẫu điển hình về bảng tóm tắt trạng thái thử

Tóm tắt ứng suất: CỘT (CẦN PHỤ) _______

Mô đen _____________________________

Chuyển vị SLR _______________________

Thử nghiệm số. (theo ISO)_______________

...

...

...

Chuyển vị SLL _________________________

Cảm biến số

Khoảng cách đến chân cần

S_cr

S_y

Trạng thái không tải

SLL

SLR

N

...

...

...

S_ra

S_rm

S_ra

S_rm

S_ra

S_rm

...

...

...

Hình D.2 - Mẫu điển hình về bảng tóm tắt ứng suất trong cột

Tóm tắt ứng suất: TỔ HỢP, HỆ THỐNG NEO, KHUNG GẦM___

...

...

...

Thử nghiệm số. (theo ISO)___

Ngày ______ Trang ___/___

Cảm biến số.

S₁

S₂

S_r

(SLL)

S_r

(SLR)

...

...

...

Max

S_y

Nhóm ứng suất

N

min.

...

...

...

Hình D.3 - Mẫu điển hình về bảng tóm tắt ứng suất

Phụ lục E

(tham khảo)

Ví dụ về cần trục điển hình

...

...

...

Hình E.1 - Cần trục bánh lốp lắp tổ hợp tháp-cần và cần phụ

Hình E.2 - Cần trục bánh xích lắp tổ hợp tháp-cần và cần phụ

Hình E.3 - Cần trục bánh lốp lắp cần dạng giàn và cần phụ

Hình E.4 - Cần trục lắp cần hộp ống lồng

...

...

...

[1] TCVN 8242-1:2009 (ISO 4306-1:2007), Cần trục- Từ vựng - Phần 1: Quy định chung.

[2] TCVN 8242-2:2009 (ISO 4306-2:1994), Cần trục - Từ vựng - Phần 2: Cần trục tự hành.

[3] ISO 10721-1, Steel structures - Part 1: Materials and design (Kết cấu thép - Phần 1: Vật liệu và thiết kế).