đồ án Cảng Biển

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN

I. Çc sè liÖu ®Çu vµo.

1. M« t¶ kÕt cÊu bÕn.

Bến cầu tàu đài mềm trên nền cọc lăng trụ bê tông cốt thép.

2. Th«ng sè cña tµu.

D (T)

G (T)

KÝch thíc (m)DiÖn tÝch c¶n

giã (m2) §STB

Lt Lw Bt Ht Tc ToLd

Lk

Aqd AqkAnd

Ank

5.000

3.100

97 9013.6

6.5

5.7

2.4

42

32

570

940

170

220

6.4

B¶ng1: Çc th«ng sè cña tµu.3. Sè liÖu vÒ thuû v¨n.

Mùc nícVËn tèc

giã

VËn tèc dßng ch¶y

MNCTK

MNTTK

MNTB

Vgdt Vgnt Vdcdt Vdcnt

+5.2 +2.4 +3.7 11 15 1.6 0.7

Tàu chở quặng, có các thông số như sau:

B¶ng2: Çc sè liÖu vÒ thuû v¨n.

4. Hµng ho¸ vµ ph¬ng tiÖn bèc xÕp trªn bÕn.

Do trọng tải tàu G=3.100T<10.000T, sơ đồ tải trọng khai thác là sơ đồ (b), trong hình 2-8 (trang 41-Công trình bến cảng).

SVTH: Nguy n Văn V ng _ MSSV:1224.53ễ ươ 1

5. Sè liÖu vÒ ®Þa chÊt c«ng tr×nh.

NÒn ®Êt gåm 4 líp cã çc chØ tiªu c¬ lý nh sau :

Líp ®Êt

Tªn ®ÊtChiÒu dµy,

m, ®é , T/m3 c, T/m2

1 Cát hạt mịn 7 25 1.85 -

2 Sét hữu cơ 8 14 1.55 1.2

3 Cát hạt trung 11 32 1.9 -

4 Sét pha cát ∞ 7 1.78 1.3

B¶ng3: Çc sè liÖu vÒ ®Þa chÊt.

6. §Æc trng vËt liÖu.

Bª t«ng m¸c M300 cã çc ®Æc tÝnh sau :

– Cêng ®é chÞu kÐo : Rk = 10 (kG/cm2).

– Cêng ®é chÞu nÐn : Rn = 130 (kG/cm2).

– M« ®un ®µn håi : E = 2.9 x 106 (kG/cm2).

Cèt thÐp AI cã :

– Ra = R a’ = 2300 (kG/cm2).

– Ra® = 1800 (kG/cm2).

Cèt thÐp AII cã :

– Ra = R a’ = 2800 (kG/cm2).

– Ra® = 2200 (kG/cm2).

II. X¸c ®Þnh kÝch thíc c¬ b¶n - Gi¶ ®Þnh kÕt cÊu bÕn.

1. Xác định các cao trình bến:

1.1. Cao trình mặt bến.

Cao trình mặt bến được xác định theo 2 tiêu chuẩn.

+) Theo tiêu chuẩn chính: - Các thiết bị trên mặt bến làm việc bình thường.


ÑCTMB = ÑMNCTK P50% + 2 (m)

ÑCTMB = 3.7 + 2.0 = 5.7 (m).

( Với ÑMNTB =ÑMNCTK P50% )

+) Theo tiêu chuẩn kiểm tra : - Đảm bảo cho bến không bị ngập.

ÑCTMB = ÑMNCTK P1% + 1 (m)

ÑCTMB = 5.2 + 1.0 = 6.2 (m).

Chän ÑCTMB = 6.2(m).

1.2. Chiều sâu trước bến.

+) ChiÒu s©u tríc bÕn lµ ®é s©u níc tèi thiÓu sao cho tµu cËp bÕn kh«ng bÞ víng m¾c. Trong ®ã cã kÓ ®Õn mín níc cña tµu khi chøa ®Çy hµng theo quy ®Þnh vµ c¸c ®é s©u dù phßng kh¸c.

Ta cã c«ng thøc x¸c ®Þnh ®é s©u tríc bÕn nh sau:

H0 = Hct + Z4 = T + Z0 + Z1 + Z2 + Z3 + Z4 (m).

Trong ®ã :

T - Mín níc khi tµu chë ®Çy hµng.

Z0 - Møc níc dù tr÷ cho sù nghiªng lÖch tµu do xÕp hµng ho¸ lªn tµu kh«ng ®Òu vµ do hµng ho¸ bÞ xª dÞch.

Z1 - Độ dự trữ an toàn dưới lườn tàu.

Z2 - §é dù tr÷ do sãng, theo bµi ra tríc bÕn kh«ng cã sãng.

Z3 - §é dù phßng vÒ tèc ®é tÝnh tíi sù thay ®æi mín níc cña tµu khi ch¹y so víi mín níc cña tµu neo ®Ëu khi níc tÜnh.

Z4 - §é dù phßng cho sa båi.

* X¸c ®Þnh c¸c ®é dù phßng Z 0, Z1, Z2, Z3, Z4.

(§îc lÊy trong tiªu chuÈn 22-TCN-207-92)


Z0 = 0.026 x Bt = 0.026 x 13.6 = 0.5 (m).

Z1 = 0.07 x T = 0.07 x 5.7 = 0.5 (m), phải gia cố đệm đá cho đáy bến.

Z2 = 0.02 (m).

Z3 = 0.15 (m).

Z4 = 0.7 (m).VËy, thay vµo c«ng thøc trªn víi c¸c gi¸ trÞ nh trªn ta cã ®é s©u n-

íc tríc bÕn lµ:

H0 = 5.7 + 0.5 + 0.5+ 0.02 + 0.15 + 0.7 = 8 (m).

1.3. Cao trình đáy bến.

Cao tr×nh ®¸y bÕn ®îc x¸c ®Þnh nh sau:

ÑCT§B = ÑMNTTK - H0

ÑCT§B = 2.4 - 8 = - 5.6 (m).

1.4. Chiều cao trước bến.

ChiÒu cao tríc bÕn ®îc x¸c ®Þnh nh sau:

H = ÑCTMB - ÑCT§B

H = 6.2 - (- 5.6) = 12 (m).

2. Xác định chiều dài bến:

ChiÒu dµi tuyÕn bÕn ®îc x¸c ®Þnh phô thuéc vµo chiÒu dµi tµu Lt vµ kho¶ng c¸ch dù phßng d theo c«ng thøc sau:

Lb = Lt + d

Trong ®ã d ®îc lÊy theo b¶ng 1-3( Công trình bến Cảng ), lÊy d = 11 (m).

Suy ra Lb = 97 + 11 = 108 (m).

3. Xác định chiều rộng bến:

ChiÒu réng bÕn cÇu tµu ®îc x¸c sao cho kết cấu ổn định và đủ thuận tiện cho các thao tác bốc dỡ hàng hóa,tùy thuộc vào mỗi loại kết cấu. Do đây là kết cấu bến cầu tàu nên chiều rộng bến tính theo công thức sau:


Bb = m.H

Trong ®ã: +) m : - mái dốc ổn định của mái đất dưới gầm cầu tàu, m = cotg

- Gãc nghiªng cña m¸i ®Êt æn ®Þnh so víi mÆt n»m ngang = 250

m = cotg(250) =2,

+) H : - ChiÒu cao bÕn , H = 12 (m).

=> Bb = 2x12= 24 (m).

4. Giả định kết cấu bến:

a. HÖ kÕt cÊu bÕn.

BÕn cÇu tµu liÒn bê cã kÕt cÊu bÖ cäc cao mÒm, mét tÇng dÇm ngang. KÕt cÊu bÖ lµ kÕt cÊu b¶n cã dÇm.

b. Ph©n ®o¹n bÕn.

Víi chiÒu dµi bÕn lµ : Lb = 108 (m).

VËy ta chia bÕn thµnh 3 ph©n ®o¹n, mçi ph©n ®äan dµi 36 (m).

C¸c khe lón cã bÒ réng 3 cm.

c. Gi¶ ®Þnh kÝch thíc cäc, b¶n, dÇm.

* Cäc:

Chän cäc bª t«ng cèt thÐp tiÕt diÖn 40cm x 40cm, bè trÝ đóng cäc ®øng, ®ãng xuèng líp 3 và bố trí cọc xiên ở hàng cọc ngoài cùng gần mép bến.

Chän bíc cäc theo ph¬ng ngang 3,5 (m).

Chän bíc cäc theo ph¬ng däc 3,5 (m).

* B¶n:

B¶n n»m trªn dÇm ngang vµ dÇm däc dµy 20 (cm).

* DÇm:


Chän hÖ dÇm däc dÇm ngang ®an nhau, víi c¸c tiÕt diÖn nh sau:

– DÇm däc : 100 x 60 (cm).

– DÇm ngang : 100 x 60 (cm).

– DÇm vßi voi:

PhÇn trªn 100x300cm; dµi 200 (cm).

PhÇn díi dài 1m, tiÕt diÖn thu nhá dÇn tõ 60 xuèng 30 (cm).

d. Gi¶ ®Þnh têng ch¾n ®Êt.

Víi c¸c sè liÖu ban ®Çu nh trªn ta gi¶ ®Þnh têng ch¾n ®Êt nh sau:

2500

2000

H×nh1: Têng ch¾n ®Êt.

5. Mặt bằng tổng thể bến.

Trong ph¹m vi ®å ¸n nµy ta chØ chän ra mét ph©n ®o¹n ®Ó tÝnh to¸n.


BÍCH NEO HÀO CÔNG NGH?

I II III

97000

2400

0

360003600036000

1360

0

108000

H×nh2: MÆt b»ng tæng thÓ bÕn.

III. Xác định các loại tải trọng, tổ hợp tải tác dụng lên cầu tàu

1. Tải trọng gió tác dụng lên tàu.

Theo 22 TCN 222 – 95 (trang 520):

–Thµnh phÇn lùc däc:

–Thµnh phÇn lùc ngang:

Trong ®ã:

Vdoc = 11 (m/s) ; Wdọc (KN)

Vngang = 15(m/s) ; Wngang (KN)

Angang, Adoc - DiÖn tÝch c¶n giã theo ph¬ng ngang tµu vµ ph¬ng däc tµu.

Vnang, Vdoc - VËn tèc giã theo ph¬ng ngang tµu vµ ph¬ng däc tµu.


ngang ,doc - HÖ sè lÊy theo b¶ng 26 [2] doc = 1.0; ngang

= 0.66.

Với 1 T = 9.81 KN, ta có :

Trêng hîp Adoc(m2)A

ngang(m2

)Wdoc , T Wngang, T

§Çy hµng 170 570 1.03 6.35

Kh«ng hµng 220 940 1.33 10.47

2. T¶i träng dòng chảy tác dụng lên tàu.

Theo 22 TCN 222 - 95 (trang 521):

Thµnh phÇn ngang Q vµ thµnh phÇn däc N cña t¶i träng do dßng ch¶y t¸c ®éng lªn tµu ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:

Qω=0 .59 Angang V ngang2

(KN) vµ Nω=0.59 Adoc V doc

2

(KN)

Trong ®ã :

Angang, Adoc - DiÖn tÝch ch¾n níc theo híng ngang vµ däc tµu (m2).

Vnang, Vdoc - VËn tèc dßng ch¶y theo híng ngang vµ däc tµu (m/s).

Ta cã :

Vngang = 0.7 (m/s); Vdoc = 1.6(m/s).

Angang = T.Lw

Lw - ChiÒu dµi hai ®êng vu«ng gãc.

T - Mín níc cña tµu.

Adoc = T.Bt

Bt - BÒ réng tµu.

Trêng hîp Angang, m2 Adoc, m2 Q, T N, T

§Çy hµng 513 77.52 15.12 11.94

Kh«ng hµng 216 32.64 6.37 5.03


3. T¶i träng tựa tàu.

T¶i träng ph©n bè q do tµu ®ang neo ®Ëu ë bÕn tùa lªn c«ng tr×nh díi t¸c dông cña giã ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc

sau :

L - ChiÒu dµi đoạn tiếp xúc giữa tàu với công trình: Ld = 42m, Lk

= 32m

Trêng hîp Qt ,T q, T / m

§Çy hµng 16.15 0.42

Kh«ng hµng

7.7 0.26

4. T¶i trọng va tàu.

* §éng n¨ng cña tµu ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau :

Eq=ψ .D . V 2

2

Trong ®ã :

D - Lîng rÏ níc cña tµu D = 5000 (T )

V - Thµnh phÇn vu«ng gãc víi mÐp bÕn cña tèc ®é tµu cËp lÊy theo

b¶ng 29 [1 - Tr.523]; V = 0.15 (m/s)

- HÖ sè lÊy theo b¶ng 30 (22TCN222-95, Tr.523) víi bÕn liÒn bê trªn nÒn cäc cã m¸i dèc d íi gÇm bÕn = 0.55

Suy ra


Z

Fq,KNFq

Fq( )Z

Eq,KJ Eq

Eq( )Z

Xác định lực va Fq :

∆z : đường biến dạng ∆z = ∆b + ∆đ E : Năng lượng biến dạng (KJ), phụ thuộc vào bến và đệm tàu.

E = Ebến + Eđệm

Trong đó : ∆đ ; Eđệm : do nhà sản xuất cung cấp.

∆b ; Ebến : phụ thuộc vào độ cứng của kết cấu công trình bến.

Ta coi biến dạng của bến là nhỏ, có thể bỏ qua, nên E = Eđệm = Eq = 30.94KJ

Tra bảng để tìm loại đệm. Ta được loại đệm SA 800H, có những đặc tính sau :

+/ Vật liệu bằng cao su

+/ Hình dạng là hình thang rỗng

+/ Kiểu liên kết là liên kết cứng với thành bến

+/ Chiều dài : 2m

+/ Chiều rộng 0.8m

+/ E = 32KJ

+/ Fq = 12T

Khi đó : Tải trọng va tàu theo phương vuông góc mép bến là: 12T


ÐỆM TÀUSA 800H

Và tải trọng va tàu theo phương song song với mép bến:

Fn = μ Fq = 0.5x18.5 = 9.25T

μ: hệ số ma sát, phụ thuộc vào vật liệu lớp mặt thiết bị đệm tàuμ = 0.5 ( đệm cao su ).

5. T¶i trọng neo tàu.

T¶i träng t¸c dông lªn c«ng tr×nh do lùc kÐo cña d©y neo.

X¸c ®Þnh theo môc 5.11(22TCN222-95 [1]). Lùc neo S (KN) t¸c dông lªn mét bÝch neo ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau :

S=Qt

n . sin α . cos β

Trong ®ã :

n - Sè lîng bÝch neo chÞu lùc, chän n = 3 (víi Lt = 97m < 150m).


, - Gãc nghiªng cña d©y neo (xem h×nh díi ®©y), ®îc lÊy theo b¶ng 32[1, Tr.526]

Qt = Wngang + Q - T¶i träng ngang do giã, dßng ch¶y t¸c ®éng lªn tµu.

H×nh3: S¬ ®å tÝnh to¸n lùc neo.

Ta xÐt bÝch neo ®Æt t¹i vÞ trÝ mÐp bÕn.

Lùc t¸c dông lªn c«ng tr×nh theo 2 ph¬ng: Ph¬ng vu«ng gãc vµ ph¬ng song víi mÐp bÕn, ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau:

Sq=Qt

n

Sn=S . cosα . cos β

Sv=S . sin β

Trêng hîp n Qt , T S, T Sn, T Sq, T Sv, T

§Çy hµng 30 203

16.15 11.46 9.34 5.38 3.92

Kh«ng hµng 30 40 7.7 6.7 4.44 2.57 4.31

Tõ b¶ng t¶i träng trªn ta x¸c ®Þnh ®îc c¸c ®Æc ®iÓm cÊu t¹o cña bÝch neo theo b¶ng 11 - 3 [2]. Chän lo¹i bÝch neo HW20 cã c¸c kÝch thíc vµ s¬ ®å liªn kÕt ®îc thÓ hiÖn trong b¶n vÏ.


CHI TIẾTBÍCH NEO HW20

6. Tải trọng thiết bị và hàng hóa bốc xếp trên cảng.

Với nhiệm vụ thiết kế của đồ án ta đã chọn cấp tải trọng khai thác trên bến là cấp III, với các số liệu tải trọng dưới bảng sau đây :

CÊp t¶i T¶i träng do thiÕt bÞ vµ ph¬ng tiÖn Träng t¶i do hµng


A

0.5q 1

q1

q2

q3

B C D

träng khai th¸c trªn bÕn

vËn t¶i ho¸ (KN/m2)

CÇn cÈu cæng®oµn tµu

KN/m¤ t« q1 q2 q3

III - - H-100 15 20 20

Theo chiều rộng bến, tải trọng được phân thành các vùng như hình sau đây :

Sơ đồ tải trọng khai thác cảng biển( dựa vào hàng hóa và phương tiện bốc xếp).

H×nh4: S¬ ®å t¶i träng ph©n bè trªn bÕn.

Tính toán với một dải bến có bề rộng 3.5m, ta có:

q1 = 15 x 3.5 = 52.5 KN/m = 5.25 (T/m)

q2 = 20 x 3.5 = 70 KN/m = 7 (T/m)

q3 = 20 x 3.5 = 70 KN/m = 7 (T/m)

Đối với cấp tải trọng III thì chỉ có tải trọng ô tô H-100 trên toàn bộ chiều rộng của bến nên sẽ không có tải trọng do cẩn cẩu.

7. Tải trọng bản thân.

Bao gồm trọng lượng của bản, dầm ngang, dầm dọc. Để tính toán nội lực của bến ta cẳt một dải bản song song với dầm ngang có chiều rộng bằng khoảng cách giữa hai hàng cọc là 3.5m.

* T¶i träng b¶n th©n cña b¶n:

Ta cã t¶i träng b¶n th©n do b¶n lµ t¶i träng ph©n bè ®îc x¸c ®Þnh:


qb¶n = b.h. bt

Trong ®ã:

qb¶n - T¶i träng b¶n th©n do b¶n t¸c dông.

b - Kho¶ng c¾t ®Ó tÝnh to¸n (b = 3.5m).

h - ChiÒu cao b¶n, h = 20cm.

bt- Khèi lîng riªng cña bªt«ng, bt = 2.5T/m3.

VËy ta cã:

qb¶n = 3,5 .0,2 . 2,5 = 1.75 (T/m).

* Tải trọng bản thân do dầm ngang :

T¶i träng b¶n th©n cña dÇm ngang lµ t¶i träng ph©n bè ®îc tÝnh nh sau:

qdÇm ngang = a . t .bt

Trong ®ã:

qdÇm ngang - T¶i träng b¶n th©n do dÇm ngang.

a - BÒ réng dÇm ngang, a = 0.6m

t - Kho¶ng çch tõ mÐp díi dÇm ngang ®Õn mÐp díi b¶n, hay b»ng chiÒu cao dÇm ngang trõ ®i chiÒu cao b¶n, t = 1.2 - 0.2 =1m.

Thay çc gi¸ trÞ vµo ta cã:

qdÇm ngang = 0,6 . 1 . 2,5 = 1,5 (T/m).

* Tải trọngbản thân do dầm dọc :

T¶i träng b¶n th©n do dÇm däc lµ ®îc quy vÒ thµnh t¶i träng tËp trung t¹i çc ®Çu cäc vµ ®îc x¸c ®Þnh nh sau:

PdÇm däc = (b - a).a.t . bt

Çc ký hiÖu nh trªn, thay çc gi¸ trÞ ta cã:

PdÇm däc = (3,5 - 0,6) .0,6 . 1. 2,5 = 4.35 (T).

* Tải trọng vòi voi :

T¶i träng cña dÇm vßi voi ®îc tÝnh mét çch t¬ng ®èi vµ quy vÒ thµnh t¶i träng tËp trung t¹i çc ®Çu cäc nh sau:

Pvßi voi = 2.27 (T).


8. Các tổ hợp tải trọng.

C¸c tæ hîp c¬ b¶n ®Ó tÝnh to¸n néi lùc cÊu kiÖn nh sau :

* Tæ hîp c¬ b¶n:

Bao gåm t¶i träng thêng xuyªn, t¶i träng t¹m thêi t¸c ®éng kÐo dµi, cïng víi mét trong sè c¸c t¶i träng t¹m thêi t¸c ®éng nhanh. C¨n cø vµo tæ hîp t¶i träng c¬ b¶n ta cã hai tæ hîp t¶i träng tÝnh to¸n nh sau :

– Tæ hîp 1: T¶i träng b¶n th©n cÇu tµu + t¶i do hµng ho¸ xÕp trªn bÕn + t¶i do neo tµu.

– Tæ hîp 2: T¶i träng b¶n th©n cÇu tµu + t¶i do hµng ho¸ xÕp trªn bÕn + t¶i do va tµu.

– Tæ hîp 3: Tải do bản thân cầu tàu + tải do hàng hóa xếp trên bến + tải do tựa tàu.

* HÖ sè tæ hîp t¶i träng:

– Träng lîng riªng cña cÊu kiÖn cÇu tµu : 1.05

– T¶i träng do hµng ho¸ : 1.3

– T¶i träng do tµu : 1.2

IV. Giải cầu tầu

1. Xác định tâm đàn hồi.

* X¸c ®Þnh s¬ bé chiÒu dµi tÝnh to¸n cña cäc vµ chiÒu dµi tù do cña cäc:

+/ Xác định chiều dài tự do của cọc:


+ 6.22500350035003500350035003500

2500

3873

2000 5181

6461

7745

9055

1126

9

12172

Trục trung hòa Của dầm

500

A1A2

BC

DE

FG

1036

2

- 5.6

m = 2.5

m = 2.5

H×nh4: S¬ ®å tính toán chiều dài tự do của cọc.Trên mái dốc m = 2.1, ta có chiều dài tính toán của cọc được xác định theo phương pháp kinh nghiệm như sau: ltt = l0 + η.dTrong đó : l0 - Chiều dài tự do của cọc ( là khoảng cách từ trục trung hòa của dầm tới mặt đất ) được xác định dựa vào mặt cắt địa chất, cao độ đặt bến và khoảng cách giữa mỗi hàng cọc. η - Hệ số kinh nghiệm được lấy trong khoảng từ (5 ÷ 7), trong đồ án này thì ta chọn η = 6.

d - Đường kính cọc, d = 0.4m.

Ta có bảng tính toán số liệu tính toán chiều dài cọc như sau:

Hàng cọc lo,m ltt, mA1 12.172 14.572A2 11.269 13.669B 10.362 12.762C 9.055 11.455D 7.745 10.145E 6.461 8.861


F 5.181 7.581G 3.873 6.273

* X¸c ®Þnh to¹ ®é t©m ®µn håi:

Gäi to¹ ®é t©m ®µn håi lµ C( xC, yC). To¹ ®é t©m ®µn håi ®îc tÝnh theo c«ng thøc sau :

xC=∑ H iy . x i

∑ H iy

yC=∑ H iy . y i

∑ H ix

Trong ®ã :

∑ H ix ; ∑ H iy lµ tæng ph¶n lùc do chuyÓn vÞ ngang ®¬n

vÞ cña çc cäc theo ph¬ng x vµ ph¬ng y.

xi, yi - To¹ ®é ®Çu cäc thø i ®èi víi gèc to¹ ®é ban ®Çu.

∑ H ix . y i ,

∑ H iy . x i - M« men tæng céng cña çc ph¶n lùc øng víi trôc x vµ trôc y. Víi gi¶ thiÕt cäc ®Òu ngµm chÆt trong ®Êt vµ ë ®Çu cäc th× ph¶n lùc ngang Hix vµ Hiy cña cäc ®¬n ®îc x¸c ®Þnh nh lùc c¾t Q g©y ra do çc chuyÓn vÞ ®¬n vÞ theo çc c«ng thøc cña c¬ häc kÕt cÊu : Bảng 6.6 trang 208(sách CTBC).

H ix =

H iy = Q =

12 EJ

li3

– M« men qu¸n tÝnh cña cäc :

J = a4/12 = (0.4)4/12 = 2,13.10-3(m4).

–DiÖn tÝch tiÕt diÖn cäc :

F = a2 = 0.42 = 0.16 (m2).

–Cäc bª t«ng cèt thÐp m¸c 300, ta cã :

E = 2,9.105(T/m2)

=> EJ = 2,9.105. 2,13.10-3= 617.7(Tm2).

§èi víi hµng cäc phÝa trong cïng vµ hµng cäc thø hai ngoµi cïng vµo do cã mét nót chôm ®«i víi hai cäc nghiªng so víi ph¬ng


O x

y

N

T

C(xo;yo)

th¼ng ®øng mét gãc nªn ph¶n lùc ngang H ix vµ

H iy cña cäc ®¬n ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau :

H ix =

Trong ®ã:

k1, k2 - Çc hÖ sè lón ®µn håi ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc

sau : k 1,2=

l1,2

EF

H×nh5: S¬ ®å mô tả vị trí sơ bộ của tâm đàn hồi.

Tõ çc c«ng thøc ®ã ta thµnh lËp b¶ng tÝnh t¶i träng ngang ®Çu cäc víi tÊt c¶ çc cäc nh sau:

BẢNG XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ ĐỂ TÍNH TÂM ĐÀN HỒIHµn

g cäc

Trôc x,m y,m ltt,mHx(T/m)

Hy(T/m)H

x.y(Tm/m)

Hy.x(Tm/

m)

A1

1 0.0 -0.25 14.572 0.00 0.00 0.00 0.00

2 3.5 -0.25 14.572 0.00 0.00 0.00 0.00

3 7.0 -0.25 14.572 0.00 0.00 0.00 0.00

4 10.5 -0.25 14.572 0.00 0.00 0.00 0.00

5 14.0 -0.25 14.572 0.00 0.00 0.00 0.00


6 17.5 -0.25 14.572 0.00 0.00 0.00 0.00

7 21.0 -0.25 14.572 0.00 0.00 0.00 0.00

8 24.5 -0.25 14.572 0.00 0.00 0.00 0.00

9 28.0 -0.25 14.572 0.00 0.00 0.00 0.00

10 31.5 -0.25 14.572 0.00 0.00 0.00 0.00

11 35.0 -0.25 14.572 0.00 0.00 0.00 0.00

A2

1 0.0 0.25 13.669 0.00 0.00 0.00 0.00

2 3.5 0.25 13.669 0.00 0.00 0.00 0.00

3 7.0 0.25 13.669 0.00 0.00 0.00 0.00

4 10.5 0.25 13.669 0.00 0.00 0.00 0.00

5 14.0 0.25 13.669 0.00 0.00 0.00 0.00

6 17.5 0.25 13.669 0.00 0.00 0.00 0.00

7 21.0 0.25 13.669 0.00 0.00 0.00 0.00

8 24.5 0.25 13.669 0.00 0.00 0.00 0.00

9 28.0 0.25 13.669 0.00 0.00 0.00 0.00

10 31.5 0.25 13.669 0.00 0.00 0.00 0.00

11 35.0 0.25 13.669 0.00 0.00 0.00 0.00

B

1 0.0 3.5 12.762 3.57 3.57 12.48 0.00

2 3.5 3.5 12.762 3.57 3.57 12.48 12.48

3 7.0 3.5 12.762 3.57 3.57 12.48 24.96

4 10.5 3.5 12.762 3.57 3.57 12.48 37.44

5 14.0 3.5 12.762 3.57 3.57 12.48 49.93

6 17.5 3.5 12.762 3.57 3.57 12.48 62.41

7 21.0 3.5 12.762 3.57 3.57 12.48 74.89

8 24.5 3.5 12.762 3.57 3.57 12.48 87.37

9 28.0 3.5 12.762 3.57 3.57 12.48 99.85


10 31.5 3.5 12.762 3.57 3.57 12.48 112.33

11 35.0 3.5 12.762 3.57 3.57 12.48 124.82

C

1 0.0 7 11.455 4.93 4.93 34.52 0.00

2 3.5 7 11.455 4.93 4.93 34.52 17.26

3 7.0 7 11.455 4.93 4.93 34.52 34.52

4 10.5 7 11.455 4.93 4.93 34.52 51.78

5 14.0 7 11.455 4.93 4.93 34.52 69.04

6 17.5 7 11.455 4.93 4.93 34.52 86.30

7 21.0 7 11.455 4.93 4.93 34.52 103.56

8 24.5 7 11.455 4.93 4.93 34.52 120.82

9 28.0 7 11.455 4.93 4.93 34.52 138.08

10 31.5 7 11.455 4.93 4.93 34.52 155.34

11 35.0 7 11.455 4.93 4.93 34.52 172.60

D

1 0.0 10.5 10.145 7.10 7.10 74.54 0.00

2 3.5 10.5 10.145 7.10 7.10 74.54 24.85

3 7.0 10.5 10.145 7.10 7.10 74.54 49.69

4 10.5 10.5 10.145 7.10 7.10 74.54 74.54

5 14.0 10.5 10.145 7.10 7.10 74.54 99.39

6 17.5 10.5 10.145 7.10 7.10 74.54 124.23

7 21.0 10.5 10.145 7.10 7.10 74.54 149.08

8 24.5 10.5 10.145 7.10 7.10 74.54 173.93

9 28.0 10.5 10.145 7.10 7.10 74.54 198.77

10 31.5 10.5 10.145 7.10 7.10 74.54 223.62

11 35.0 10.5 10.145 7.10 7.10 74.54 248.47

E

1 0.0 14 8.861 10.65 10.65 149.16 0.00

2 3.5 14 8.861 10.65 10.65 149.16 37.29

3 7.0 14 8.861 10.65 10.65 149.16 74.58

4 10.5 14 8.861 10.65 10.65 149.16 111.87

5 14.0 14 8.861 10.65 10.65 149.16 149.16

6 17.5 14 8.861 10.65 10.65 149.16 186.44

7 21.0 14 8.861 10.65 10.65 149.16 223.73

8 24.5 14 8.861 10.65 10.65 149.16 261.02

9 28.0 14 8.861 10.65 10.65 149.16 298.31


10 31.5 14 8.861 10.65 10.65 149.16 335.60

11 35.0 14 8.861 10.65 10.65 149.16 372.89

F

1 0.0 17.5 7.581 17.01 17.01 297.73 0.002 3.5 17.5 7.581 17.01 17.01 297.73 59.553 7.0 17.5 7.581 17.01 17.01 297.73 119.094 10.5 17.5 7.581 17.01 17.01 297.73 178.645 14.0 17.5 7.581 17.01 17.01 297.73 238.186 17.5 17.5 7.581 17.01 17.01 297.73 297.737 21.0 17.5 7.581 17.01 17.01 297.73 357.278 24.5 17.5 7.581 17.01 17.01 297.73 416.829 28.0 17.5 7.581 17.01 17.01 297.73 476.3610 31.5 17.5 7.581 17.01 17.01 297.73 535.9111 35.0 17.5 7.581 17.01 17.01 297.73 595.45

G

1 0.0 21 6.273 30.03 30.03 630.60 0.00

2 3.5 21 6.273 30.03 30.03 630.60 105.10

3 7.0 21 6.273 30.03 30.03 630.60 210.20

4 10.5 21 6.273 30.03 30.03 630.60 315.30

5 14.0 21 6.273 30.03 30.03 630.60 420.40

6 17.5 21 6.273 30.03 30.03 630.60 525.50

7 21.0 21 6.273 30.03 30.03 630.60 630.60

8 24.5 21 6.273 30.03 30.03 630.60 735.70

9 28.0 21 6.273 30.03 30.03 630.60 840.80

10 31.5 21 6.273 30.03 30.03 630.60 945.90

11 35.0 21 6.273 30.03 30.03 630.60 1051.00


Từ đó ta có tạo độ của tâm đàn hồi C so với hệ tọa độ chọn ở hình vẽ là:

C ( xo;yo ) = (17.5m;16.36m)

*Mặt bằng thể hiện vị trí của tâm đàn hồi :

350035003500

1000

35003500350035003500500

250

500

36000

A1A2

B

C

D

E

F

G

Y

XO

MÉP B? N

BÍCH NEO

TN

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

C

17500

1636

035

0035

0035

0010

0035

0035

0035

0025

00

3500 3500

2. Xác định lực xô ngang lên một hàng cọc.

Xét một số trường hợp cầu tàu chịu tác dụng của các tải trọng tác dụng theo phương ngang và chọn ra trường hợp nguy hiểm nhất để tính toán.

* Cầu tàu chịu lực neo tàu :


Lùc neo tµu t¸c ®éng lªn tõng ph©n ®o¹n cña cÇu tµu th«ng qua lùc c¨ng d©y neo. Thµnh phÇn lùc ngang cña d©y neo nµy lµ: Sq vµ Sn ®· tÝnh to¸n ë trªn. Trong hai trêng hîp tµu ®Çy hµng vµ kh«ng hµng th× trêng hîp tµu ®Çy hµng cã t¶i träng neo lín h¬n do ®ã lÊy t¶i träng neo trong trêng hîp nµy ®Ó tÝnh to¸n.

Ta có: T = Sn = 9.34 (T) ; N = Sq.sinα=5,38.sin30o =2.69(T).

C(17,5m;16,36m)17

860

Y

X

9.34T

2.69T

C

C

36000

2400

0

Từ hình vẽ, ta có : XC = 9.34T ; YC = - 2.69T

MC = -166.8Tm

Xác định các thành phần chuyển vị tại C:


11.5mm

=-3.3mm

rad

Tính toán excel, ta được : =583361.98Tm2/m

Lực phân bố theo cả hai phương cho cọc thứ “ i” được xác định theo công thức sau:

H ix=H ix(Δx± y i

' ϕ )

H iy=H iy(Δy±x i' ϕ )

Trong ®ã:

x i', y i

' - To¹ ®é cña cäc thø i ®èi víi hÖ to¹ ®é míi cã gèc t¹i t©m

®µn håi C.

KÕt qu¶ tÝnh to¸n nh b¶ng tæng hîp sau :

Xác định tổng lực ngang lên từng khung.

Khung dọc sau khi phân phối lực neo:

Khung dọc A1 A2 B C D E F G

(T/m) 0.00 0.00 0.60 0.77 1.03 1.43 2.09 3.36

Khung ngang sau khi phân phối lực neo:

Khung ngang 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

(T/m) 0.12 0.05 -0.02 -0.10 -0.17 -0.24 -0.32 -0.39 -0.46 -0.54 -0.61

Vậy, theo kết quả trên ta chọn lực do neo tàu theo phương ngang và phương dọc lần lượt là khung 11 và khung G để tính toán.


BẢNG TÍNH PHÂN PHỐI LỰC NGANG TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG NEO TÀU

Hµng cäc

Trôc x,m y ,m x’,m y’,m(T/m) (T/m)

Hix(T/m)

Hiy(T/m)

A1

1 0.0 -0.25 -17.5 -16.61 0.00 0.00 0.00 0.002 3.5 -0.25 -14.0 -16.61 0.00 0.00 0.00 0.003 7.0 -0.25 -10.5 -16.61 0.00 0.00 0.00 0.004 10.5 -0.25 -7.0 -16.61 0.00 0.00 0.00 0.005 14.0 -0.25 -3.5 -16.61 0.00 0.00 0.00 0.006 17.5 -0.25 0.0 -16.61 0.00 0.00 0.00 0.007 21.0 -0.25 3.5 -16.61 0.00 0.00 0.00 0.008 24.5 -0.25 7.0 -16.61 0.00 0.00 0.00 0.009 28.0 -0.25 10.5 -16.61 0.00 0.00 0.00 0.0010 31.5 -0.25 14.0 -16.61 0.00 0.00 0.00 0.0011 35.0 -0.25 17.5 -16.61 0.00 0.00 0.00 0.00

A2

1 0.0 0.25 -17.5 -16.11 0.00 0.00 0.00 0.002 3.5 0.25 -14.0 -16.11 0.00 0.00 0.00 0.003 7.0 0.25 -10.5 -16.11 0.00 0.00 0.00 0.004 10.5 0.25 -7.0 -16.11 0.00 0.00 0.00 0.005 14.0 0.25 -3.5 -16.11 0.00 0.00 0.00 0.006 17.5 0.25 0.0 -16.11 0.00 0.00 0.00 0.007 21.0 0.25 3.5 -16.11 0.00 0.00 0.00 0.008 24.5 0.25 7.0 -16.11 0.00 0.00 0.00 0.009 28.0 0.25 10.5 -16.11 0.00 0.00 0.00 0.0010 31.5 0.25 14.0 -16.11 0.00 0.00 0.00 0.0011 35.0 0.25 17.5 -16.11 0.00 0.00 0.00 0.00

B

1 0.0 3.5 -17.5 -12.86 3.57 3.57 0.05 0.012 3.5 3.5 -14.0 -12.86 3.57 3.57 0.05 0.003 7.0 3.5 -10.5 -12.86 3.57 3.57 0.05 0.004 10.5 3.5 -7.0 -12.86 3.57 3.57 0.05 0.005 14.0 3.5 -3.5 -12.86 3.57 3.57 0.05 -0.016 17.5 3.5 0.0 -12.86 3.57 3.57 0.05 -0.017 21.0 3.5 3.5 -12.86 3.57 3.57 0.05 -0.028 24.5 3.5 7.0 -12.86 3.57 3.57 0.05 -0.029 28.0 3.5 10.5 -12.86 3.57 3.57 0.05 -0.0210 31.5 3.5 14.0 -12.86 3.57 3.57 0.05 -0.0311 35.0 3.5 17.5 -12.86 3.57 3.57 0.05 -0.03


C

1 0.0 7 -17.5 -9.36 4.93 4.93 0.07 0.012 3.5 7 -14.0 -9.36 4.93 4.93 0.07 0.003 7.0 7 -10.5 -9.36 4.93 4.93 0.07 0.004 10.5 7 -7.0 -9.36 4.93 4.93 0.07 -0.015 14.0 7 -3.5 -9.36 4.93 4.93 0.07 -0.016 17.5 7 0.0 -9.36 4.93 4.93 0.07 -0.027 21.0 7 3.5 -9.36 4.93 4.93 0.07 -0.028 24.5 7 7.0 -9.36 4.93 4.93 0.07 -0.039 28.0 7 10.5 -9.36 4.93 4.93 0.07 -0.0310 31.5 7 14.0 -9.36 4.93 4.93 0.07 -0.0411 35.0 7 17.5 -9.36 4.93 4.93 0.07 -0.04

D

1 0.0 10.5 -17.5 -5.86 7.10 7.10 0.09 0.012 3.5 10.5 -14.0 -5.86 7.10 7.10 0.09 0.003 7.0 10.5 -10.5 -5.86 7.10 7.10 0.09 0.004 10.5 10.5 -7.0 -5.86 7.10 7.10 0.09 -0.015 14.0 10.5 -3.5 -5.86 7.10 7.10 0.09 -0.026 17.5 10.5 0.0 -5.86 7.10 7.10 0.09 -0.027 21.0 10.5 3.5 -5.86 7.10 7.10 0.09 -0.038 24.5 10.5 7.0 -5.86 7.10 7.10 0.09 -0.049 28.0 10.5 10.5 -5.86 7.10 7.10 0.09 -0.0410 31.5 10.5 14.0 -5.86 7.10 7.10 0.09 -0.0511 35.0 10.5 17.5 -5.86 7.10 7.10 0.09 -0.06

E

1 0.0 14 -17.5 -2.36 10.65 10.65 0.13 0.022 3.5 14 -14.0 -2.36 10.65 10.65 0.13 0.013 7.0 14 -10.5 -2.36 10.65 10.65 0.13 0.004 10.5 14 -7.0 -2.36 10.65 10.65 0.13 -0.015 14.0 14 -3.5 -2.36 10.65 10.65 0.13 -0.026 17.5 14 0.0 -2.36 10.65 10.65 0.13 -0.047 21.0 14 3.5 -2.36 10.65 10.65 0.13 -0.058 24.5 14 7.0 -2.36 10.65 10.65 0.13 -0.069 28.0 14 10.5 -2.36 10.65 10.65 0.13 -0.0710 31.5 14 14.0 -2.36 10.65 10.65 0.13 -0.0811 35.0 14 17.5 -2.36 10.65 10.65 0.13 -0.09


F

1 0.0 17.5 -17.5 1.14 17.01 17.01 0.19 0.032 3.5 17.5 -14.0 1.14 17.01 17.01 0.19 0.013 7.0 17.5 -10.5 1.14 17.01 17.01 0.19 -0.014 10.5 17.5 -7.0 1.14 17.01 17.01 0.19 -0.025 14.0 17.5 -3.5 1.14 17.01 17.01 0.19 -0.046 17.5 17.5 0.0 1.14 17.01 17.01 0.19 -0.067 21.0 17.5 3.5 1.14 17.01 17.01 0.19 -0.078 24.5 17.5 7.0 1.14 17.01 17.01 0.19 -0.099 28.0 17.5 10.5 1.14 17.01 17.01 0.19 -0.1110 31.5 17.5 14.0 1.14 17.01 17.01 0.19 -0.1211 35.0 17.5 17.5 1.14 17.01 17.01 0.19 -0.14

G

1 0.0 21 -17.5 4.64 30.03 30.03 0.31 0.052 3.5 21 -14.0 4.64 30.03 30.03 0.31 0.023 7.0 21 -10.5 4.64 30.03 30.03 0.31 -0.014 10.5 21 -7.0 4.64 30.03 30.03 0.31 -0.045 14.0 21 -3.5 4.64 30.03 30.03 0.31 -0.076 17.5 21 0.0 4.64 30.03 30.03 0.31 -0.107 21.0 21 3.5 4.64 30.03 30.03 0.31 -0.138 24.5 21 7.0 4.64 30.03 30.03 0.31 -0.169 28.0 21 10.5 4.64 30.03 30.03 0.31 -0.1910 31.5 21 14.0 4.64 30.03 30.03 0.31 -0.2211 35.0 21 17.5 4.64 30.03 30.03 0.31 -0.25

* Cầu tàu chịu lực va tàu :

Tải trọng do va tàu : Giả thiết va tàu tại tâm đệm tàu. Trường hợp đệm tàu ở vị trí mép bến( tức là đệm tàu ở ngoài cùng của phân đoạn) là trường hợp nguy hiểm nhất( do gây ra mômen lớn nhất), do đó ta dùng trường hợp này để tính toán.

Từ hình vẽ dưới, ta có : XC = 6T ; YC = 12T

MC = -12.17,5 – 6.18,86=-323.16Tm


7.44mm

=14.8mm ; rad


Tính toán excel, ta được : =583361.98Tm2/m

1886

017500

2400

0

36000

C (17,5m;16,36m)

YC

XC

12T

6T


H ix=H ix(Δx± y i

' ϕ )


Trong ®ã:

x i', y i


®µn håi C.



BẢNG TÍNH PHÂN PHỐI LỰC NGANG TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG VA TÀU

Hµng cäc

Trôc x y x1 y1Hx(T/m)

Hy(T/m)

H'x(T/m) H'y(T/m)

A1

1 0.0 -0.25 -17.5 -16.61 0.00 0.00 0.00 0.002 3.5 -0.25 -14.0 -16.61 0.00 0.00 0.00 0.003 7.0 -0.25 -10.5 -16.61 0.00 0.00 0.00 0.004 10.5 -0.25 -7.0 -16.61 0.00 0.00 0.00 0.005 14.0 -0.25 -3.5 -16.61 0.00 0.00 0.00 0.006 17.5 -0.25 0.0 -16.61 0.00 0.00 0.00 0.007 21.0 -0.25 3.5 -16.61 0.00 0.00 0.00 0.008 24.5 -0.25 7.0 -16.61 0.00 0.00 0.00 0.009 28.0 -0.25 10.5 -16.61 0.00 0.00 0.00 0.0010 31.5 -0.25 14.0 -16.61 0.00 0.00 0.00 0.0011 35.0 -0.25 17.5 -16.61 0.00 0.00 0.00 0.00

A2

1 0.0 0.25 -17.5 -16.11 0.00 0.00 0.00 0.002 3.5 0.25 -14.0 -16.11 0.00 0.00 0.00 0.003 7.0 0.25 -10.5 -16.11 0.00 0.00 0.00 0.004 10.5 0.25 -7.0 -16.11 0.00 0.00 0.00 0.005 14.0 0.25 -3.5 -16.11 0.00 0.00 0.00 0.006 17.5 0.25 0.0 -16.11 0.00 0.00 0.00 0.007 21.0 0.25 3.5 -16.11 0.00 0.00 0.00 0.008 24.5 0.25 7.0 -16.11 0.00 0.00 0.00 0.009 28.0 0.25 10.5 -16.11 0.00 0.00 0.00 0.0010 31.5 0.25 14.0 -16.11 0.00 0.00 0.00 0.0011 35.0 0.25 17.5 -16.11 0.00 0.00 0.00 0.00

B

1 0.0 3.5 -17.5 -12.86 3.57 3.57 0.05 0.092 3.5 3.5 -14.0 -12.86 3.57 3.57 0.05 0.083 7.0 3.5 -10.5 -12.86 3.57 3.57 0.05 0.074 10.5 3.5 -7.0 -12.86 3.57 3.57 0.05 0.075 14.0 3.5 -3.5 -12.86 3.57 3.57 0.05 0.066 17.5 3.5 0.0 -12.86 3.57 3.57 0.05 0.057 21.0 3.5 3.5 -12.86 3.57 3.57 0.05 0.058 24.5 3.5 7.0 -12.86 3.57 3.57 0.05 0.049 28.0 3.5 10.5 -12.86 3.57 3.57 0.05 0.0310 31.5 3.5 14.0 -12.86 3.57 3.57 0.05 0.0311 35.0 3.5 17.5 -12.86 3.57 3.57 0.05 0.02


C

1 0.0 7 -17.5 -9.36 4.93 4.93 0.06 0.122 3.5 7 -14.0 -9.36 4.93 4.93 0.06 0.113 7.0 7 -10.5 -9.36 4.93 4.93 0.06 0.104 10.5 7 -7.0 -9.36 4.93 4.93 0.06 0.095 14.0 7 -3.5 -9.36 4.93 4.93 0.06 0.086 17.5 7 0.0 -9.36 4.93 4.93 0.06 0.077 21.0 7 3.5 -9.36 4.93 4.93 0.06 0.068 24.5 7 7.0 -9.36 4.93 4.93 0.06 0.059 28.0 7 10.5 -9.36 4.93 4.93 0.06 0.0410 31.5 7 14.0 -9.36 4.93 4.93 0.06 0.0311 35.0 7 17.5 -9.36 4.93 4.93 0.06 0.03

D

1 0.0 10.5 -17.5 -5.86 7.10 7.10 0.08 0.172 3.5 10.5 -14.0 -5.86 7.10 7.10 0.08 0.163 7.0 10.5 -10.5 -5.86 7.10 7.10 0.08 0.154 10.5 10.5 -7.0 -5.86 7.10 7.10 0.08 0.135 14.0 10.5 -3.5 -5.86 7.10 7.10 0.08 0.126 17.5 10.5 0.0 -5.86 7.10 7.10 0.08 0.117 21.0 10.5 3.5 -5.86 7.10 7.10 0.08 0.098 24.5 10.5 7.0 -5.86 7.10 7.10 0.08 0.089 28.0 10.5 10.5 -5.86 7.10 7.10 0.08 0.0610 31.5 10.5 14.0 -5.86 7.10 7.10 0.08 0.0511 35.0 10.5 17.5 -5.86 7.10 7.10 0.08 0.04

E

1 0.0 14 -17.5 -2.36 10.65 10.65 0.10 0.262 3.5 14 -14.0 -2.36 10.65 10.65 0.10 0.243 7.0 14 -10.5 -2.36 10.65 10.65 0.10 0.224 10.5 14 -7.0 -2.36 10.65 10.65 0.10 0.205 14.0 14 -3.5 -2.36 10.65 10.65 0.10 0.186 17.5 14 0.0 -2.36 10.65 10.65 0.10 0.167 21.0 14 3.5 -2.36 10.65 10.65 0.10 0.148 24.5 14 7.0 -2.36 10.65 10.65 0.10 0.129 28.0 14 10.5 -2.36 10.65 10.65 0.10 0.1010 31.5 14 14.0 -2.36 10.65 10.65 0.10 0.0811 35.0 14 17.5 -2.36 10.65 10.65 0.10 0.05


F

1 0.0 17.5 -17.5 1.14 17.01 17.01 0.12 0.422 3.5 17.5 -14.0 1.14 17.01 17.01 0.12 0.383 7.0 17.5 -10.5 1.14 17.01 17.01 0.12 0.354 10.5 17.5 -7.0 1.14 17.01 17.01 0.12 0.325 14.0 17.5 -3.5 1.14 17.01 17.01 0.12 0.286 17.5 17.5 0.0 1.14 17.01 17.01 0.12 0.257 21.0 17.5 3.5 1.14 17.01 17.01 0.12 0.228 24.5 17.5 7.0 1.14 17.01 17.01 0.12 0.199 28.0 17.5 10.5 1.14 17.01 17.01 0.12 0.1510 31.5 17.5 14.0 1.14 17.01 17.01 0.12 0.1211 35.0 17.5 17.5 1.14 17.01 17.01 0.12 0.09

G

1 0.0 21 -17.5 4.64 30.03 30.03 0.16 0.742 3.5 21 -14.0 4.64 30.03 30.03 0.16 0.683 7.0 21 -10.5 4.64 30.03 30.03 0.16 0.624 10.5 21 -7.0 4.64 30.03 30.03 0.16 0.565 14.0 21 -3.5 4.64 30.03 30.03 0.16 0.506 17.5 21 0.0 4.64 30.03 30.03 0.16 0.447 21.0 21 3.5 4.64 30.03 30.03 0.16 0.398 24.5 21 7.0 4.64 30.03 30.03 0.16 0.339 28.0 21 10.5 4.64 30.03 30.03 0.16 0.2710 31.5 21 14.0 4.64 30.03 30.03 0.16 0.2111 35.0 21 17.5 4.64 30.03 30.03 0.16 0.15


Khung dọc sau khi phân phối lực va:


(T/m) 0.00 0.00 0.58 0.70 0.86 1.06 1.33 1.71

Khung ngang sau khi phân phối lực va:

Khung ngang 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

(T/m) 1.80 1.65 1.51 1.37 1.23 1.08 0.94 0.80 0.66 0.52 0.37

Vậy, theo kết quả trên ta chọn lực do va tàu theo phương ngang và phương dọc lần lượt là khung 1 và khung G để tính toán.


* Cầu tàu chịu lực tựa tàu :

Tải trọng do tựa tàu: Tàu tựa vào bến gây ra lực phân bố q trên chiều dài thẳng tàu, tính tải trọng tựa tàu cho một phân đoạn, quy về lực tập trung thì lực này có phương đi qua tâm C và không có mômen.

17.6

4 T

2400

0

36000

C (17,5m;16,36m)

YC

XC

Từ hình vẽ dưới, ta có : XC = 0T ; YC = 17.64T

MC = 0Tm


0mm

= 2.18cm ; rad



H ix=H ix(Δx± y i

' ϕ )


Trong ®ã:

x i', y i


®µn håi C.


BẢNG TÍNH PHÂN PHỐI LỰC NGANG TRƯỜNG HỢP TẢI TRỌNG TỰA TÀU

Hµng cäc

Trôc x y x1 y1 Hx(T/m)Hy(T/m)

H'x(T/m)H

'y(T/m)

A1

1 0.0 -0.25 -17.5 -16.61 0.00 0.00 0.00 0.002 3.5 -0.25 -14.0 -16.61 0.00 0.00 0.00 0.003 7.0 -0.25 -10.5 -16.61 0.00 0.00 0.00 0.004 10.5 -0.25 -7.0 -16.61 0.00 0.00 0.00 0.005 14.0 -0.25 -3.5 -16.61 0.00 0.00 0.00 0.006 17.5 -0.25 0.0 -16.61 0.00 0.00 0.00 0.007 21.0 -0.25 3.5 -16.61 0.00 0.00 0.00 0.008 24.5 -0.25 7.0 -16.61 0.00 0.00 0.00 0.009 28.0 -0.25 10.5 -16.61 0.00 0.00 0.00 0.0010 31.5 -0.25 14.0 -16.61 0.00 0.00 0.00 0.0011 35.0 -0.25 17.5 -16.61 0.00 0.00 0.00 0.00

A2

1 0.0 0.25 -17.5 -16.11 0.00 0.00 0.00 0.002 3.5 0.25 -14.0 -16.11 0.00 0.00 0.00 0.003 7.0 0.25 -10.5 -16.11 0.00 0.00 0.00 0.004 10.5 0.25 -7.0 -16.11 0.00 0.00 0.00 0.005 14.0 0.25 -3.5 -16.11 0.00 0.00 0.00 0.006 17.5 0.25 0.0 -16.11 0.00 0.00 0.00 0.007 21.0 0.25 3.5 -16.11 0.00 0.00 0.00 0.008 24.5 0.25 7.0 -16.11 0.00 0.00 0.00 0.009 28.0 0.25 10.5 -16.11 0.00 0.00 0.00 0.0010 31.5 0.25 14.0 -16.11 0.00 0.00 0.00 0.0011 35.0 0.25 17.5 -16.11 0.00 0.00 0.00 0.00


B

1 0.0 3.5 -17.5 -12.86 3.57 3.57 0.00 0.082 3.5 3.5 -14.0 -12.86 3.57 3.57 0.00 0.083 7.0 3.5 -10.5 -12.86 3.57 3.57 0.00 0.084 10.5 3.5 -7.0 -12.86 3.57 3.57 0.00 0.085 14.0 3.5 -3.5 -12.86 3.57 3.57 0.00 0.086 17.5 3.5 0.0 -12.86 3.57 3.57 0.00 0.087 21.0 3.5 3.5 -12.86 3.57 3.57 0.00 0.088 24.5 3.5 7.0 -12.86 3.57 3.57 0.00 0.089 28.0 3.5 10.5 -12.86 3.57 3.57 0.00 0.0810 31.5 3.5 14.0 -12.86 3.57 3.57 0.00 0.0811 35.0 3.5 17.5 -12.86 3.57 3.57 0.00 0.08

C

1 0.0 7 -17.5 -9.36 4.93 4.93 0.00 0.112 3.5 7 -14.0 -9.36 4.93 4.93 0.00 0.113 7.0 7 -10.5 -9.36 4.93 4.93 0.00 0.114 10.5 7 -7.0 -9.36 4.93 4.93 0.00 0.115 14.0 7 -3.5 -9.36 4.93 4.93 0.00 0.116 17.5 7 0.0 -9.36 4.93 4.93 0.00 0.117 21.0 7 3.5 -9.36 4.93 4.93 0.00 0.118 24.5 7 7.0 -9.36 4.93 4.93 0.00 0.119 28.0 7 10.5 -9.36 4.93 4.93 0.00 0.1110 31.5 7 14.0 -9.36 4.93 4.93 0.00 0.1111 35.0 7 17.5 -9.36 4.93 4.93 0.00 0.11

D

1 0.0 10.5 -17.5 -5.86 7.10 7.10 0.00 0.152 3.5 10.5 -14.0 -5.86 7.10 7.10 0.00 0.153 7.0 10.5 -10.5 -5.86 7.10 7.10 0.00 0.154 10.5 10.5 -7.0 -5.86 7.10 7.10 0.00 0.155 14.0 10.5 -3.5 -5.86 7.10 7.10 0.00 0.156 17.5 10.5 0.0 -5.86 7.10 7.10 0.00 0.157 21.0 10.5 3.5 -5.86 7.10 7.10 0.00 0.158 24.5 10.5 7.0 -5.86 7.10 7.10 0.00 0.159 28.0 10.5 10.5 -5.86 7.10 7.10 0.00 0.1510 31.5 10.5 14.0 -5.86 7.10 7.10 0.00 0.1511 35.0 10.5 17.5 -5.86 7.10 7.10 0.00 0.15


E

1 0.0 14 -17.5 -2.36 10.65 10.65 0.00 0.232 3.5 14 -14.0 -2.36 10.65 10.65 0.00 0.233 7.0 14 -10.5 -2.36 10.65 10.65 0.00 0.234 10.5 14 -7.0 -2.36 10.65 10.65 0.00 0.235 14.0 14 -3.5 -2.36 10.65 10.65 0.00 0.236 17.5 14 0.0 -2.36 10.65 10.65 0.00 0.237 21.0 14 3.5 -2.36 10.65 10.65 0.00 0.238 24.5 14 7.0 -2.36 10.65 10.65 0.00 0.239 28.0 14 10.5 -2.36 10.65 10.65 0.00 0.2310 31.5 14 14.0 -2.36 10.65 10.65 0.00 0.2311 35.0 14 17.5 -2.36 10.65 10.65 0.00 0.23

F

1 0.0 17.5 -17.5 1.14 17.01 17.01 0.00 0.372 3.5 17.5 -14.0 1.14 17.01 17.01 0.00 0.373 7.0 17.5 -10.5 1.14 17.01 17.01 0.00 0.374 10.5 17.5 -7.0 1.14 17.01 17.01 0.00 0.375 14.0 17.5 -3.5 1.14 17.01 17.01 0.00 0.376 17.5 17.5 0.0 1.14 17.01 17.01 0.00 0.377 21.0 17.5 3.5 1.14 17.01 17.01 0.00 0.378 24.5 17.5 7.0 1.14 17.01 17.01 0.00 0.379 28.0 17.5 10.5 1.14 17.01 17.01 0.00 0.3710 31.5 17.5 14.0 1.14 17.01 17.01 0.00 0.3711 35.0 17.5 17.5 1.14 17.01 17.01 0.00 0.37

G

1 0.0 21 -17.5 4.64 30.03 30.03 0.00 0.652 3.5 21 -14.0 4.64 30.03 30.03 0.00 0.653 7.0 21 -10.5 4.64 30.03 30.03 0.00 0.654 10.5 21 -7.0 4.64 30.03 30.03 0.00 0.655 14.0 21 -3.5 4.64 30.03 30.03 0.00 0.656 17.5 21 0.0 4.64 30.03 30.03 0.00 0.657 21.0 21 3.5 4.64 30.03 30.03 0.00 0.658 24.5 21 7.0 4.64 30.03 30.03 0.00 0.659 28.0 21 10.5 4.64 30.03 30.03 0.00 0.6510 31.5 21 14.0 4.64 30.03 30.03 0.00 0.6511 35.0 21 17.5 4.64 30.03 30.03 0.00 0.65



Khung dọc sau khi phân phối lực tựa tàu:


(T/m) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Khung ngang sau khi phân phối lực tựa tàu:

Khung ngang 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

(T/m) 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6

Vậy, lực tựa tàu chỉ gây ra lực cho khung ngang, với lực phân bố đều cho các khung là 1.6T/m.

3. Sơ đồ kết cấu. Kết cấu dùng để tính toán là hệ khung dầm phẳng. Lựa chọn dải bến cắt ra sao cho có một hàng cọc ở giữa( dải tính toán là một bước cọc). Kích thước các cấu kiện như sau:

-Cọc lăng trụ BTCT 40x40(cm).

-Dầm BTCT có kích thước 60x100(cm).

- DÇm vßi voi:

PhÇn trªn 100x300cm; dµi 200 (cm).

PhÇn díi dài 1m, tiÕt diÖn thu nhá dÇn tõ 60 xuèng 30 (cm).

-Bản BTCT dày 20(cm).

4. Sơ đồ các loại tải trọng. -Đối với tải trọng ở bản thì ta quy về lực tập trung ở dầm( ở đây dải tính toán có chiều rộng là một bước cọc L = 3.5m). Sơ đồ các loại tải trọng tác dụng lên một hệ khung dầm phằng :


1.75T/m

Tĩnh tải do bản

1.5T/m

Tĩnh tải do dầm ngang


Tĩnh tải do dầm dọc4.

35T 4.

35T 4.

35T 4.

35T 4.

35T 4.

35T 4.

35T

Tĩnh tải do vòi voi

2.27

T


Hoạt tải do hàng hóa

2.63T/m

5.25T/m7T/m

Trong sơ đồ hoạt tải do hàng hóa, thì vùng A là vùng để hàng tạm thời sau khi bốc xếp hàng từ trên tàu xuống. Vùng B là vùng hoạt động cảu các phương tiện bốc xếp và vận tải để hàng tạm( vận chuyển hàng từ vùng A). Vùng C là vùng chuyển tiếp, hàng hóa sau khi vận chuyển từ vùng A sẽ được để tại vùng C. Vùng D là vùng xếp hàng.

Các vùng A,B,C,D đã được nêu ở phần trên.


1750

1750

Y

X

110.61T

3.36

T

0.61T

3.36

T

0.61T

3.36

T

0.61T

3.36

T

0.61T

3.36

T

0.61T

3.36

T

0.61T3.

36T

Hoạt tải do neo tàu

1750

1750

Y

X

11.8T

1.71

T

Hoạt tải do va tàu

1.71

T

1.71

T

1.71

T

1.71

T

1.71

T

1.71

T

1.8T 1.8T 1.8T 1.8T 1.8T 1.8T

1750

1750

Y

X

61.6T

Hoạt tải do tựa tàu

1.6T 1.6T 1.6T 1.6T 1.6T 1.6T

5. Các tổ hợp tải trọng.

– Tæ hîp 1: T¶i träng b¶n th©n cÇu tµu + t¶i do hµng ho¸ xÕp trªn bÕn + t¶i do neo tµu.

– Tæ hîp 2: T¶i träng b¶n th©n cÇu tµu + t¶i do hµng ho¸ xÕp trªn bÕn + t¶i do va tµu.

– Tæ hîp 3: Tải do bản thân cầu tàu + tải do hàng hóa xếp trên bến + tải do tựa tàu.

* HÖ sè tæ hîp t¶i träng:


0.61T0.61T

3.36T

Tổ hợp 1

3.36T 3.36T 3.36T 3.36T 3.36T 3.36T

1.75T/m

1.5T/m

4.35T 6.62T

1750

1750

Y

X

110.61T0.61T0.61T0.61T0.61T

– Tải trọng do cÊu kiÖn cÇu tµu : 1.05

– T¶i träng do hµng ho¸ : 1.3

– T¶i träng do tµu : 1.2

Hình 1: Sơ đồ tính toán với tổ hợp tải trọng 1.


Tổ hợp 2

1.75T/m

1.5T/m

4.35T 6.62T

1750

1750

Y

X

11.8T

1.71

T

1.71

T

1.71

T

1.71

T

1.71

T

1.71

T

1.71

T

1.8T 1.8T 1.8T 1.8T 1.8T 1.8T



Tổ hợp 3

1.75T/m

1.5T/m

4.35T 6.62T

1750

1750

Y

X 6

1.6T 1.6T 1.6T 1.6T 1.6T 1.6T 1.6T


6. Kết quả tính toán nội lực. Được sự chỉ thị của thầy hướng dẫn là chỉ phải tính toán với 1 tổ hợp do không có thời gian nên em chọn tổ hợp 1 để tính toán.

Sau khi tính toán bằng phần mềm SAP2000 ta có nội lực lớn nhất và nhỏ nhất trong các dầm ngang và cọc như sau:


Bảng giá trị max, min của nội lực của tổ hợp 1:

Dầm ngang N(T) M(T) Q(T)

Max 0.3337 10.42902 24.0457Min -2.135 -21.87399 -21.6539

Cọc N(T) M(T) Q(T)

Max -20.1685 30.8084 0.2931Min -51.8777 -3.0106 -0.3651

V. Tính toán cấu kiện1. Dầm ngang và dầm dọc.

Dầm ngang khi tính toán coi là dầm liên tục đặt trên các gối tựa là các cọc. Xét một nhịp dầm mà tại đó có nội lực lớn nhất : : Qmax = 24.0457 (T) ; Mmax = 10.42902 (Tm) ; Mmin = -21.87399(Tm), cèt thÐp cña dÇm ®îc tÝnh to¸n theo tiªu chuÈn thiÕt kÕ TCVN 4116 – 85.

Lấy cốt thép dầm dọc như của dầm ngang.

TÝnh to¸n cèt däc :

* Ta cã :

– TiÕt diÖn dÇm : b x h = 60 x 100(cm.)

Chän abv = 5 (cm) h0 = 100 - 5 = 95 (cm).

– Bª t«ng m¸c M300 cã : Rn = 130 (kG/cm2); Rk = 10 (kG/cm2).

– Thép A-II có : Ra = 2800 (kG/cm2).

Với mômen âm Mmin = -21.87399Tm.

αm =

knnc M

mb Rnbh02

Trong ®ã :

kn - HÖ sè ®é tin cËy, víi c«ng tr×nh cÊp III lÊy kn = 1.2

nc - HÖ sè tæ hîp t¶i träng, víi tæ hîp c¬ b¶n lÊy nc = 1.0


mb - HÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña bª t«ng, lÊy mb = 1.15

αm = = 0.037αR = R(1 - 0.5R)

(§èi víi cèt thÐp A-II, m¸c bª t«ng M300 th× R = 0.65)αR = 0.439 > αm = 0.037

Tra b¶ng ta cã : = 0.0385 ; = 0.981

VËy ta kh«ng cÇn ph¶i tÝnh Fa’ mµ ®Æt cèt ®èi xøng :

Fa = Fa’ = = 12 (cm2 ).

(ma = 0.9)

Ta chän s¬ bé 325 cã Fa = 14(cm2)

Hàm lượng cốt thép :

V ới mômen dương Mmax = 10.42902Tm

αm =

knnc M

mb Rnbh02

Trong ®ã :

kn - HÖ sè ®é tin cËy, víi c«ng tr×nh cÊp III lÊy kn = 1.2

nc - HÖ sè tæ hîp t¶i träng, víi tæ hîp c¬ b¶n lÊy nc = 1.0

mb - HÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña bª t«ng, lÊy mb = 1.15

αm = = 0.017

αR = R(1 - 0.5R)


(§èi víi cèt thÐp A-II, m¸c bª t«ng M300 th× R = 0.65)αR = 0.439 > αm = 0.017

Tra b¶ng ta cã : = 0.0285 ; = 0.993

VËy ta kh«ng cÇn ph¶i tÝnh Fa’ mµ ®Æt cèt ®èi xøng :

Fa = Fa’ = = 6 (cm2 ).

(ma = 0.9)

Ta chän s¬ bé 220 cã Fa = 6.3(cm2)


Để an toàn ta chọn cốt thép tính cho mômen âm bằng với cốt thép tính cho mômen dương, nên chọn sơ bộ 325 cã Fa = 14(cm2).

Tính toán cốt đai:

Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông:Với cốt thép dọc đã bố trí ta có ho = 90(cm)Ta có: Lực cắt lớn nhất là: Qmax = 24.0457 (T)

Qbmin = 0,6.1,5.100.0,6.0,95=51,3T Thấy Qmax < Qbmin => Không cần phải tính toán cốt đai.

Đặt theo cấu tạo : Chọn số nhánh cốt đai là n=2, ∅14a200mm.

TÝnh to¸n theo sù h×nh thµnh vµ më réng vÕt nøt :

Ta chän sơ bộ 325 cã Fa = 14(cm2).


ChiÒu réng vÕt nøt at vu«ng gãc víi trôc däc dÇm ®îc x¸c ®Þnh theo tiªu chuÈn TCVN – 4116 – 85 nh sau :


at = k×Cd×η×

σa−σ bd

Ea

×7 ×( 4− μ)× √d (mm )

Trong ®ã:

k - HÖ sè kÓ ®Õn tÝnh chÊt chÞu lùc cña cÊu kiÖn. Víi dÇm ngang chÞu uèn lÊy b»ng 1.0

Cd - HÖ sè phô thuéc tÝnh chÊt t¸c dông cña t¶i träng. Xem t¶i träng t¸c dông l©u dµi, lÊy Cd = 1.3

- HÖ sè kÓ ®Õn lo¹i cèt thÐp. Víi thÐp A-II cã gê th× = 1.0

a - øng suÊt trong cèt thÐp chÞu kÐo. §èi víi cÊu kiÖn chÞu uèn th× ®îc x¸c ®Þnh nh sau :

a =

MFa Z

Trong ®ã Z lµ c¸nh tay ®ßn néi ngÉu lùc.

Trong ®ã :

Z = h0 – x/2 víi x lµ chiÒu cao vïng. Cho phÐp lÊy :

a =

bd - øng suÊt kÐo ban ®Çu trong cèt thÐp do tr¬ng në bª t«ng. §èi víi kÕt cÊu n»m trªn kh« th× bd = 0.

- Hµm lîng cèt thÐp trong tiÕt diÖn. = 0,26 %

d - §êng kÝnh thanh cèt thÐp (d = 25 mm)

Ea - M«®un ®µn håi cña thÐp. Ea = 2.1 x 106 (kG/cm2).

at= ’

Ta thấy chiều rộng vết nứt tính toán lớn hơn chiều rộng vết nứt cho phép, nên ta phải chọn lại cốt thép cho dầm ngang. Chon cốt thép bố trí cho dầm ngang là:


528 cã Fa = 30.8(cm2).

Thay giá trị này lại ta thấy chiều rộng vết nứt tính toán đã thỏa mãn chiều rộng vết nứt cho phép.

2. Tính toán bản sàn.

Chän b¶n chÞu t¶i träng hµng hãa lín nhÊt ®Ó tÝnh to¸n, ë ®©y chän b¶n chÞu t¶i träng hµng hãa qh = q2 = 7 (T/m2).

* S¬ ®å tÝnh b¶n :

Ta cã :

l2

l1 = 1 TÝnh to¸n b¶n theo s¬ ®å b¶n ngµm 4 c¹nh.

* T¶i träng t¸c dông lªn b¶n:

Ta c¾t mét d¶i b¶n cã bÒ réng 1(m) ra tÝnh to¸n

–T¶i träng hµng ho¸ : qh = 7 T/m.

–T¶i träng b¶n th©n cña b¶n :

qb =0,2 x 2,5 +0.1=0.6T/m.( xét thêm lớp bê tông asphan dày

10cm ).

T¶i träng t¸c dông lªn b¶n : q = qh + qb =7 + 0,6 = 7.6 T/m.

Ta tÝnh to¸n b¶n cho trêng hîp cèt thÐp cña b¶n ®Æt ®Òu.


M1

M2

M-I

M'-I

M-II M-II

Hình 3’: Sơ đồ phân bố của các mômen trong bản.

* S¬ ®å tÝnh m« men:

Do ta chän ph¬ng ¸n tÝnh to¸n cho cèt thÐp ®Æt ®Òu nªn:

ql12(3 l2−l1)

12= (2 M 2+M II+M II

' ) l1 + (2 M1+M I+M I

' ) l2

Víi

l2

l1

=1

, ta cã :

M 2

M1

=1

;

M I

M1

=M I

'

M1

=M II

M 1

=M II

'

M 1

= 1,4

Thay c¸c gi¸ trÞ q, l1, l2 vµ dùa vµo c¸c tû sè trªn ta cã:

54.31 = 33.6M1 => M1=1.62Tm


Tõ ®ã ta cã :

M1 = 1.62Tm M’I = 2.268 Tm

M2 = 1.62 Tm MII = 2.268Tm

MI = 2.268 Tm M’II = 2.268 Tm

Ta cã biÓu ®å néi lùc dïng ®Ó tÝnh to¸n thÐp b¶n nh sau :

2.268Tm

1.62Tm

2.268Tm

3500

Hình 4: Mômen để tính thép bản.

* TÝnh to¸n cèt thÐp cho b¶n:

B¶n ®îc tÝnh to¸n nh tiÕt diÖn ch÷ nhËt chÞu uèn cã tiÕt diÖn b x h = 100 x 20 (cm).

T¶i träng t¸c dông lªn b¶n :

Mmax = 2.268 Tm; Qmax = q.l/2 = 7.6 x 3.5/2 = 13.3 T

Gi¶ thiÕt a0 = 5 cm h0 = 20 - 5 = 15 cm.

Tra b¶ng ta cã : = 0.112 ; = 0.941

Fa = = 4 cm2

Hµm lîng cèt thÐp : = = 0.16% > min = 0.05%


Chän cèt thÐp 16 cã fa = 2.01 cm2

Chän a = 200 (mm), suy ra Fa =

2. 01 . 10020

= 10 . 05 (cm2 )

Hµm lîng cèt thÐp : = = 0,4% > min = 0,05%

– KiÓm tra kh¶ n¨ng chÞu c¾t cña bª t«ng:

Víi cèt thÐp däc ®· bè trÝ ta cã h0 = 15 cm.

Ta cã:

k nnc Q = 1.2 x 1 x 13.3 = 16 T

kmb Rk bh0 = (0.5 + 2 x 0.01) x 1.15 x 10 x 100 x 15= 13T

ThÊy k nnc Q

> kmb Rk bh0 CÇn ph¶i tÝnh to¸n cèt ®ai, thiªn vÒ

an toµn ta chän ®ai 12a200, 2 nh¸nh.

–TÝnh to¸n theo ®é më réng vÕt nøt:

ChiÒu réng vÕt nøt aT vu«ng gãc víi trôc däc dÇm ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:

at =

Trong ®ã:

k =1; = 1.0 ; Cd = 1.3

a =

MFa Z

víi = 14.16 cm

a = = 1193.7 Kg/cm2

bd = 0; = 0.4%; d = 16mm; Ea = 2.1 x 106 Kg/cm2


at =

= 0.074 mm < 0.08 mm.

Tháa m·n ®é nøt giíi h¹n cho phÐp.

– Bè trÝ cèt thÐp:

Cèt thÐp bản ®îc bè trÝ nh sau:

600 600

1000

200

Ø16a200

3500

Ø16a200

Hình 5: Sơ đồ bố trí thép trong bản.

3. Tính toán và kiểm tra cọc.a. Sức chịu tải của cọc theo vật liệu:

Pvl = mb(RnFb + RaFa )

Trong ®ã :

Rn - Cêng ®é chÞu nÐn tÝnh to¸n cña bª t«ng.

Fb - DiÖn tÝch lµm viÖc cña tiÕt diÖn bª t«ng.

Ra - Cêng ®é chÞu nÐn tÝnh to¸n cña cèt thÐp.

Fa - DiÖn tÝch lµm viÖc cña cèt thÐp.

mb - HÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc. LÊy m = 1.

Cäc lµm b»ng bª t«ng m¸c 300# cã Rn = 130 (KG/cm2) cèt thÐp A-II cã Ra = 2800 (KG/cm2).


Cäc cã kÝch thíc 40x40 cm, ®Æt 8 thanh thÐp 18 cã:

Fa = 20.36 cm2

Fb = 40x40 – 20.36 = 1580 (cm2).

Ta cã :

Pvl = 1 x (130 x 1580.1+ 2800 x 20.36) = 262.41 (T ).

Pvl = 262.41 (T) > Nmax = 51.877 (T) Cäc ®ñ søc chÞu t¶i theo vËt liÖu.

b. Sức chịu tải của cọc theo nền đất:

Søc chÞu t¶i cña cäc theo ®Êt nÒn ®îc x¸c ®Þnh:

P® = m.(1.Ri.F +2. ui.i.li)

Trong ®ã :

m - HÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc, m = 1

1 ; 2 - HÖ sè kÓ ®Õn ¶nh hëng cña ph¬ng ph¸p h¹ cäc.

LÊy 1 = 2 = 1 (Cäc l¨ng trô h¹ b»ng ph¬ng ph¸p ®ãng Ðp).

R - Cêng ®é chÞu t¶i cña ®Êt díi mòi cäc, R = 310 (T/m2),

tính an toàn cho cọc ngoài cùng, độ sâu chôn cọc là vào lớp 3 khoảng 3.5m,

tra bảng 5-6 trang 149 giáo trình “Nền và Móng”.

F - DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang cña cäc, F = 0.4 x 0.4 = 0.16 (m2)

ui - Chu vi tiÕt diÖn cäc. ui = 4 x 0.4 = 1.6 (m)

i - Cêng ®é ma s¸t thµnh líp ®Êt thø i víi bÒ mÆt xung quanh cña cäc, tra bảng trang 101, giáo trình “ Nền và Móng”.

li – Chiều dày lớp đất được chia nhỏ.

Với mỗi lớp đất ta chia nhỏ thành nhiều phân lớp để tính sực chịu tải, chọn cọc có nội lực lớn nhất để kiểm tra, và tính toán đối với cọc ngoài cùng.

Ta có bảng số liệu địa chất và kết quả tính toán được thể hiện trong bảng sau:


Líp ®Êt

Tªn ®ÊtChiÒu dµy,

m, ®é , T/m3 c, T/m2

1 Cát hạt mịn 7 25 1.85 -

2 Sét hữu cơ 8 14 1.55 1.2

3 Cát hạt trung 11 32 1.9 -

4 Sét pha cát ∞ 7 1.78 1.3

hi,m li,mτ

i,T/m2 ui,m2 uiτi

li,T1 1 3.5 0.16 0.562 1 4.2 0.16 0.6723 1 4.8 0.16 0.7684 1 5.3 0.16 0.848

4.5 0.5 5.5 0.16 0.44Tổng 3.288

Tõ b¶ng ta cã : uiiili = 3.3 (T)

Pgh = 1.(1 . 310 . 0,16 + 3.3)

= 52.9 (T)

Pgh > Nmax = 51.8T

Vậy chọn chiều dài cọc sau khi gia công là 17m là sẽ thỏa mãn sức chịu tải theo điều kiện đất nền.

Chúng ta không thể để chiều dài của cọc là 17m để vận chuyển từ nơi sản xuất đến nơi thi công được mà ta phải cắt cọc thành từng đoạn để vận chuyển và thi công. Trong quá trình thi công đóng cọc ta tiến hành nối các đoạn đó lại để đảm bảo cọc có chiều dài như thiết kế. Trong đây ta chia cọc thành 2 đoạn, mỗi đoạn có chiều dài là 8,5m.

c. Tính toán cọc trong quá trình thi công:

Trêng hîp cÈu mét ®iÓm:


a

p

H×nh6 : Trêng hîp cÈu ®Ó thi c«ng

§iÓm ®Æt mãc cÈu ®îc x¸c ®Þnh sao cho néi lùc trong cäc cã trÞ sè m« men d¬ng lín nhÊt b»ng trÞ sè m« men ©m lín nhÊt khi cÈu. Ta cã:

a = 0,207.l =0,207.8,5 = 1.8 m.

S¬ ®å tÝnh to¸n cña cäc cã thÓ xem lµ dÇm ®¬n gi¶n cã gèi tùa t¹i ®iÓm mãc cÈu vµ ®iÓm tiÕp xóc víi ®Êt :

mi

mi

q

H×nh 7 : S¬ ®å tÝnh to¸n cäc cÈu mét ®iÓm.

T¶i träng t¸c dông lªn cäc lµ t¶i träng b¶n th©n cäc :

q = n. . F = 1,2. 2,5. 0,4 x 0,4 = 0,48 (T/m).

Khi ®ã:

M« men lín nhÊt : M1 =


Lùc c¾t lín nhÊt Qmax = q.a = 0,48.1,8 = 0,9 (T).

Trường hợp neo 2 điểm:

H×nh 8 : Trêng hîp cÈu hai ®iÓm.

T¬ng tù trêng hîp trªn ta cã :

b = 0,207.l = 0,207.8,5 = 1,8(m).

q

m2 m2

m2

H×nh 9 : S¬ ®å tÝnh to¸n cäc cÈu hai ®iÓm.

q = 0,48 (T/m) M2 = 0,43.q.b2 = 0,43.0,48.1,82 = 0,7 Tm


p

b b

Ta thÊy M1 > M2 néi lùc trong cäc trong trêng hîp cÈu mét ®iÓm lµ nguy hiÓm nhÊt. Ta lÊy néi lùc trong trêng hîp nµy ®Ó tÝnh to¸n thiÕt kÕ cho trêng hîp thi c«ng.

Gi¸ trÞ néi lùc dïng ®Ó tÝnh to¸n lµ :

M = M1 = 0,8 (Tm)

Q = Q1 = 0,9 (T)

Cäc ®îc tÝnh to¸n lµ cÊu kiÖn BTCT cã tiÕt diÖn vu«ng chÞu m« men uèn.

Chän líp b¶o vÖ cèt thÐp cña cäc lµ 4 cm => h0 = 40 – 4 = 36 cm

Tra b¶ng ta cã : = 0.088 ; = 0.954

DiÖn tÝch cèt thÐp yªu cÇu lµ:

Fa = = 0,9 cm2

Chän cèt thÐp 818 cã Fa = 20.36 cm2 . VËy ta chon 818 cho toµn bé tiÕt diÖn cäc.

Hµm lîng cèt thÐp : = = 1.4% > min = 0.05%

Kiểm tra khả năng chịu cắt của cọc BTCT:

Víi h0 = 36 cm.

Ta cã :

k nnc Q = 1.2 x 1 x 0,9 = 1.08 T

kmb Rk bh0 = 0,6 x 1,15 x 10 x40 x 36 = 11194 (kG) = 11.19 (T).

ThÊy k nnc Q

< kmb Rk bh0 Kh«ng ph¶i tÝnh to¸n cèt ®ai mµ chØ

bè trÝ theo cÊu t¹o. Ta chän cèt ®ai 8a200.

Tính toán theo sự hình thành và mở rộng vết nứt:


ChiÒu réng vÕt nøt at vu«ng gãc víi trôc däc dÇm ®îc x¸c ®Þnh theo tiªu chuÈn TCVN – 4116 – 85 nh sau :

at =

Trong ®ã :

k - HÖ sè kÓ ®Õn tÝnh chÊt chÞu lùc cña cÊu kiÖn. Víi dÇm ngang, b¶n chÞu uèn lÊy b»ng 1.0




a =

MFa Z

víi Z=h0−

x2=h0−

ξ .h0

2=36−0 .088×36

2 = 34.42 (cm).

a = = 114.2 (Kg/cm2).


at = = 0,005 mm < 0,08mm

=> Tháa m·n ®é nøt giíi h¹n cho phÐp.

VËy ta bè trÝ thÐp cäc lµ 818 vµ cèt ®ai 8a200.

Tính toán cốt thép làm móc cẩu:

Lùc kÐo cña mãc cÈu trong trêng hîp cÈu l¾p cäc : Fk = q.l

Suy ra lùc kÐo ë mét nh¸nh gÇn ®óng :


DiÖn tÝch cèt thÐp mãc cÈu :

Chän thÐp mãc cÈu 16 cã Fa = 2 (cm2)

4. Tính toán dầm vòi voi.

DÇm vßi voi lµ dÇm đổ toàn khối. PhÇn phÝa díi tiÕt diÖn thu nhá dÇn tõ bÒ réng 0,6 m xuèng 0.3 m, dµi 1(m).

DÇm vßi voi chÞu t¸c dông cña lùc tùa tµu vµ va tµu. PhÇn trªn cña dÇm vßi voi liªn kÕt víi dÇm ngang, truyÒn t¶i träng vµo dÇm ngang vµ chñ yÕu chÞu lùc nÐn nªn kh«ng cÇn thiÕt ph¶i tÝnh to¸n mµ chØ tÝnh to¸n víi phÇn dÇm bªn díi nh dÇm Conson chÞu uèn díi t¸c dông cña lùc tùa vµ lùc va tµu. Ta tÝnh to¸n víi tr-êng hîp cã lùc tùa q = 0.42 T/m vµ lùc va gi¸ trÞ cña lùc va theo ph¬ng vu«ng gãc víi mÐp bÕn lµ F = 12 T.

Trường hợp chịu lực tựa:

Lùc t¸c dông lªn dÇm trong trêng hîp tùa lµ :

F = 0.42 x 3.5 = 1.47 (T).

§Ó an toµn ta xem nh lùc nµy ®Æt ë ®Çu dÇm, khi ®ã m« men ë mÐp ngµm lµ :

M = 1.47 x 1= 1.47 (Tm).

Trường hợp chịu lực va:

Lùc t¸c dông lªn dÇm trong trêng hîp va lµ :

F = 12 (T).

§Ó an toµn ta xem nh lùc nµy ®Æt t¹i vÞ trÝ c¸ch mÐp ngµm lµ 1 (m)

M = 12 x 1 = 12 (Tm).


Ta thÊy trêng hîp chÞu lùc va lµ nguy hiÓm nhÊt nªn tÝnh to¸n theo trêng hîp nµy vµ tÝnh to¸n cho cÊu kiÖn chÞu uèn cã tiÕt diÖn b x h = 100 x 60 cm.

Ta cã :

M = 12 Tm ; Q = F= 12 T

Chän abv = 5 cm suy ra h0 = h - abv = 60-5 = 55 (cm)

αm = = 0.032 < αR = 0.438

Tra b¶ng ta cã = 0.985

Fa = = 14.2 (cm2).

Chän 720 cã Fa = 21.99 (cm2).

Hµm lîng cèt thÐp : = = 0,4 % > min = 0.05%

Tính toán theo sự mở rộng vết nứt:

ChiÒu réng vÕt nøt aT vu«ng gãc víi trôc däc dÇm ®îc x¸c ®Þnh theo tiªu chuÈn TCVN – 4116 – 85 nh sau :

at =

Trong ®ã :

k - HÖ sè kÓ ®Õn tÝnh chÊt chÞu lùc cña cÊu kiÖn. Víi dÇm ngang, b¶n chÞu uèn lÊy b»ng 1.0





a =

MFa Z

víi = 54.2 cm

a = = 1006.8 Kg/cm2


at =

= 0,07 mm < 0,08 mm. Tháa m·n ®é nøt giíi h¹n cho phÐp.

VËy ta bè trÝ thÐp dÇm vßi voi lµ 720.

Tính toán cốt đai:

+ KiÓm tra kh¶ n¨ng chÞu c¾t cña bª t«ng :

Víi cèt thÐp däc ®· bè trÝ ta cã h0 = 55 (cm).

Ta cã :

k nnc Q= 1,2 x 1 x 12 = 14.4 (T)

kmb Rk bh0 = (0.5 + 2 x 0.029) x 1.15 x 10 x 100 x 55=35.3 T

ThÊy k nnc Q

< kmb Rk bh0 . Kh«ng ph¶i tÝnh to¸n cèt ®ai mµ chØ

bè trÝ theo cÊu t¹o.

Ta chän cèt ®ai 8 a200.


đồ án Cảng Biển

Documents

Transcript of đồ án Cảng Biển