download
Post on 26-Jun-2015
107 Views
Preview:
TRANSCRIPT
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
Më §ÇU
KÕt cÊu cÇu tÇu lµ mét lo¹i kÕt cÊu cã rÊt nhiÒu u ®iÓm, hiÖn nay lo¹i kÕt cÊu nµy ®ang ®îc sö dông réng r·i ë rÊt nhiÒu níc trªn thÕ giíi . Nã thÝch hîp víi ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt yÕu nh ë viÖt nam, ®Æc biÖt nã cã kÕt cÊu nhÑ, dÔ thi c«ng, chÞu t¶i lín. Nh»m t×m hiÓu kÜ vÒ kÕt cÊu cÇu tÇu, ®Ó ph¸t huy nh÷ng u ®iÓm vµ h¹n chÕ cña nã trong ®å ¸n m«n häc “ C¶ng BiÓn” nµy em xin tr×nh bµy lo¹i kÕt cÊu ”cÇu tµu cõ tríc”.
Néi dung cña ®å ¸n gåm cã :
Ch¬ng 1: Sè liÖu ®Çu vµo
Ch¬ng 2: TÝnh to¸n c¸c kÝch thíc c¬ b¶n vµ ®Ò xuÊt gi¶i ph¸p kÕt cÊu
Ch¬ng 3: TÝnh to¸n t¶i träng t¸c ®éng lªn bÕn
Ch¬ng 4: Ph©n phèi lùc ngang vµ tæ hîp t¶i träng
Ch¬ng 5: Ph©n tÝch kÕt cÊu bÕn cÇu tµu
Ch¬ng 6: TÝnh to¸n c¸c cÊu kiÖn
Ch¬ng 7: TÝnh to¸n æn ®Þnh bÕn cÇu tµu cõ tríc
Ch¬ng 8: Thèng kª vËt liÖu vµ nªu ph¬ng ph¸p thi c«ng
Ch¬ng 9: KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ
Tµi liÖu tham kh¶o
Phô lôc tÝnh to¸n
Sinh viªn thùc hiÖn :
NG¤ XU¢N THI£N
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 1
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
Ch¬ng 1 : Sè LIÖU §ÇU VµO Më §ÇU
1.1. Lo¹i kÕt cÊu : CÇu tµu cõ tríc1.2. Sè liÖu ®Þa chÊt
B¶ng 1: Sè liÖu ®Þa chÊt TÝnh chÊt Líp
M« t¶ líp ®Êth
(m)§é sÖt
B
(t/m3)
(®é
)
C (T/m2)
Líp 1 C¸t pha h¹t mÞn lÉn bïn sÐt
3.0 0.70 1.70 12 1.8
Líp 2 SÐt pha mµu n©u hång dÎo mÒm
4.0 0.50 1.75 16 2.56
Líp 3 SÐt pha dÎo cøng ®Õn nöa cøng
- 0.30 1.86 17 3.86
1.3.
B¶ng 2 : §Æc trng khÝ tîng thñy v¨n
VËn tèc giã
(m/s)
VËn tèc dßng ch¶y
(m/s)MNCTK
(m)
MNTTK
(m)
MNTB
(m)
ChiÒu cao sãng
(m)Däc Ngang Däc Ngang
13 15 2.0 0.4 +3.5 +0,5 +2,0 0,9
1.4. Sè liÖu tµu thiÕt kÕB¶ng 1.3: §Æc trng tµu thiÕt kÕ
Träng t¶i (DWT)
Lîng d·n n-íc
(T)
Lt
(m)
Bt
(m)
T®
(m)
To
(m)
10,000 14,200 142 18,5 8,0 2,9
1.5 T¶i träng hµng hãa thiÕt bÞ
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 2
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
-CÊp t¶i träng : CÊp 1, q = 4 T/m2
-ThiÕt bÞ trªn bÕn: CÇn trôc b¸nh lèp,søc n©ng 35T,¸p lùc ch©n lín nhÊt Pmax = 30
T, « t« H30
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 3
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
Ch¬ng 2:TÝnh to¸n c¸c kÝch thíc c¬ b¶n vµ gi¶I ph¸p kÕt cÊu2.1. ChiÒu dµi bÕn
C«ng thøc x¸c ®Þnh chiÒu dµi bÕn nh sau:
Lb = Lt + d Trong ®ã: Lt : ChÒu dµi tµu tÝnh to¸n, Lt = 142m d : kháang c¸ch dù phßng cho mét bÕn (Theo B¶ng 8 22TCN 207 - 92) Chän d =15 m Lb = 142+ 15 = 157(m).Chän chiÒu dµi bÕn lµm 5 ph©n ®o¹n gåm 4 ph©n ®o¹n dµi 32m vµ 1 ph©n ®o¹n dµi 29m2.2. ChiÒu s©u tríc bÕn H0 = Hct + z4
Trong ®ã: Hct - ChiÒu s©u ch¹y tµu Hct = T + z0 + z1 + z2 + z3 (m)Trong ®ã: T - mín níc chë ®Çy hµng, T = 8.0 m
Z0 - §é dù phßng do sù nghiªng lÖch tµu do xÕp hµng ho¸ lªn tµu kh«ng ®Òu vµ do hµng ho¸ xª dÞchZ1 - §é dù phßng ch¹y tµu tèi thiÓu tÝnh víi an toµn l¸i tµu
Z2 - §é dù phßng do sãng = 0Z3 - §é dù phßng vÒ tèc ®é tÝnh tíi sù thay ®æi mín níc cña
tµu khi ch¹y so v¬I khi tµu neo ®Ëu khi níc tÜnhZ4 - §é dù phßng do xa båi.
C¸c ®é dù phßng z0, z1, z2, z3, z4 ®îc x¸c ®Þnh cô thÓ trong tiªu chuÈn thiÕt kÕ 22TCN 207- 92 Tra c¸c tiªu chuÈn ®ã ta ®îc:
Z0 = 0,026B = 0,026 x 18.5=0.481 m (b¶ng 6 22TCN 207-92)Z1 = 0,06T = 0.06 x 8.0 = 0.48 m (b¶ng 3 22TCN 207-92)Z2 = 0 (do sãng nhá)Víi v=2m/s suy ra Z3 = 0.2 m (b¶ng 5 22TCN 207-92)Z4 = 0.5 m
ChiÒu s©u thiÕt kÕ lµ: H0 = 8.0 + 0.481 + 0.48 + 0.2 + 0.5 = 9.661 m2.3. Cao tr×nh ®¸y bÕn
CT§B = MNTTK - H0 CT§B = +0.5 - 9.661 = -9.161 m2.4. X¸c ®Þnh cao tr×nh mÆt bÕn
LÊy a = 1 m theo tiªu chuÈn kiÓm tra. CTMB = MNCTK + a CTMB = +3.5 + 1 = +4.5 m
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 4
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
LÊy a=2 theo tiªu chÈn chÝnh. CTMB = MNTB + a CTMB = +2.0 + 2 = +4.5 mChän CTMB=+4.5 m2.5. ChiÒu cao tríc bÕn H = CTMB - CT§B = +4.5 - (-9.161) = 13.661 m2.6. ChiÒu réng bÕn: -CÇu tµu cõ tríc cã B=Ln víi Ln lµ chiÒu dµi thanh neo. -§èi víi cÇu tµu cõ tríc th× thanh neo chÝnh la b¶n dÇm cña bÕn cÇu tµu. VËy chän B=Ln= 21 m 2.7. Gi¶ ®Þnh kÕt cÊu BÕn x©y dùng ®Ó khai th¸c cã träng t¶i tµu lµ 10000 DWT nªn ta lùa chän bÕn liÒn bê.KÕt cÊu bÕn lµ bÕn cÇu tµu ®µi mÒm trªn nÒn cäc vu«ng BTCT kÝch thíc 40 x 40 cm -Víi chiÒu dµi bÕn lµ 157 m -Toµn bé bÕn ®îc chia lµm 4 ®o¹n:3 ®o¹n dµi 39m vs 1 do¹n dµi 40 m -C¸c khe lón lµ 50 mm *VËt liÖu phÝa sau têng cõ: -§æ mét líp c¸t h¹t th« sau têng cõ,cã c¸c th«ng sè ®Þa chÊt sau: =18.5 T/m3 . -V× lµ c¸t rêi nªn cã ®é dÝnh c=0,gãc ma s¸t =300
-NÒn ®Êt ®Ó tù nhiªn *Cäc: -Chän cäc bª t«ng cèt thÐp tiÕt diÖn 40cm x 40cm, bè trÝ cäc xiªn xen kÏ cäc ®øng, ®ãng xuèng líp 3. -Chän bíc cäc theo ph¬ng ngang lµ 4 m -Chän bíc cäc theo ph¬ng däc lµ 4 m * B¶n: -KÕt cÊu ®µi bÕn lµ hÖ b¶n dÇm BTCT dµy 30cm ®îc thi c«ng ®æ t¹i chç b»ng bª t«ng m¸c 300 -DÇm ngang:bxh= 60x90 (cm) -DÇm däc : bxh=60x90 (cm) 2.10. MÆt b»ng tæng thÓ: H×nh
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 5
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
Ch¬ng 3: tÝnh to¸n t¶i träng t¸c ®éng lªn bÕn3.1. Giíi thiÖu kh¸i qu¸t vÒ t¶i träng lªn c«ng tr×nh
§Ó ®i vµo thiÕt kÕ chi tiÕt kÕt cÊu bÕn ta cÇn ph¶i ph©n tÝch ®îc nh÷ng lùc nµo t¸c dông lªn c«ng tr×nh.
C¸c lùc t¸c dông lªn c«ng tr×nh gåm cã:
- T¶i träng b¶n th©n kÕt cÊu
- T¶i träng t¸c dông do tµu: lùc neo,cËp tµu
- T¶i träng do hµng hãa vµ thiÕt bÞ trªn bÕn
3.2. T¶i träng b¶n th©n
Gi¶ thiÕt tÝnh to¸n .
bá qua träng lîng cäc .
xÐt 1 d¶i tÝnh to¸n cã bÒ réng b»ng bíc cäc ph¬ng däc 4 (m)
- T¶I träng b¶n th©n cña b¶n:
Qb¶n = k.h .b.bt Trong ®ã: qb¶n – träng lîng b¶n th©n cña b¶n
h – chiÒu cao cña b¶nb – bÒ réng d¶I tÝnh to¸nk – hÖ sè träng lîng b¶n th©n
qb¶n = 1,1.0,3.4 = 1,32 (T/m)
- T¶I träng b¶n th©n do dÇm ngang:
qdÇm ngang=a.t. .bt Trong ®ã: q dÇm ngang– t¶I träng b¶n th©n dÇm ngang
a – bÒ réng dÇm ngangt – kho¶ng c¸ch tõ mÐp díi dÇm ngang ®Õn mÐp díi cña
b¶n qdÇm ngang=0,6.(0,9-0,3).2,5=0,9 (T/m)
- T¶I träng b¶n th©n do dÇm däc:
pdÇm däc=(b-a).a.t.bt=(4-0,6).0,6.(0,9-0,3).2,5=3,06 (T/m)
-T¶I träng cña vßi voi quy vÒ t¶i träng tËp trung:pvßi voi=5 (T/m)
3.3. T¶i träng do tµu
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 6
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
3.3.1. Th«ng sè tÝnh to¸n
a, DiÖn tÝch c¶n níc theo ph¬ng ngang tÇu
Al = T.L (m2)
TÇu chë ®Çy hµng Al = 8,0.142 = 1136 (m2)
TÇu kh«ng hµng: Al =2,9.142 = 411,8 (m2)
b, DiÖn tÝch c¶n níc theo ph¬ng däc tÇu
At = T.B (m2)
TÇu ®Çy hµng: At = 8,0.18,5 = 148 (m2)
TÇu kh«ng hµng: At = 2,9.18,5 = 53,65 (m2)
c, DiÖn tÝch c¶n giã cña tÇu
Theo tiªu chuÈn: 22TCN 222-95 ta cã
DiÖn tÝch c¶n giã theo ph¬ng ngang tÇu
- TÇu ®Çy hµng: Wq= 1150 (m2)
- TÇu kh«ng hµng: Wq= 1980 (m2)
DiÖn tÝch c¶n giã theo ph¬ng däc tÇu
TÇu ®Çy hµng: Wn = 310 (m2)
TÇu kh«ng hµng: Wn = 410(m2)
B¶ng 3.1. C¸c ®Æc trng do giã - dßng ch¶y t¸c dông lªn tÇu
stt YÕu t觬n vÞ
Gi¸ trÞ
1 VËn tèc giã theo ph¬ng ngang tÇu m/s 15
2 VËn tèc giã theo ph¬ng däc tÇu m/s 13
3DiÖn tÝch c¶n giã theo ph¬ng ngang khi tÇu ®Çy hµng
m2 1150
4DiÖn tÝch c¶n giã theo ph¬ng ngang khi tÇu kh«ng hµng
m2 1980
5DiÖn tÝch c¶n giã theo ph¬ng däc khi tÇu ®Çy hµng
m2 310
6DiÖn tÝch c¶n giã theo ph¬ng däc khi tÇu kh«ng hµng
m2 410
7 VËn tèc dßng ch¶y theo ph¬ng ngang tÇu m/s 0,4
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 7
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
8 VËn tèc dßng ch¶y theo ph¬ng däc tÇu m/s 2,0
9DiÖn tÝch c¶n níc theo ph¬ng ngang khi tÇu ®Çy hµng
m2 1136
10DiÖn tÝch c¶n níc theo ph¬ng ngang khi tÇu kh«ng hµng
m2 411,8
11DiÖn tÝch c¶n níc theo ph¬ng däc khi tÇu ®Çy hµng
m2 148
12DiÖn tÝch c¶n níc theo ph¬ng däc khi tÇu kh«ng hµng
m2 53,65
3.3.2. TÝnh to¸n t¶i träng do tµu t¸c ®éng lªn c«ng tr×nha, Lùc do giã thæi
Wq = 7,36 . 10-5 . Aq . v2q . (t) (híng vu«ng gãc tµu)
Wn = 4,9 . 10-5 . An . v2n . (t) (híng song song tµu)
Aq: diÖn tÝch c¶n giã theo ph¬ng vu«ng gãc víi thµnh tµu
An : diÖn tÝch c¶n giã theo ph¬ng song song víi thµnh tµu
Tra phô lôc 4,22TCN 222-95 ta cã diÖn tÝch c¶n giã:
B¶ng 3.2: DiÖn tÝch c¶n giã cña tµu
T.chÊt
Ph¬ng
§Çy hµng
Kh«ng hµng
Ngang tµu Aq (m2) 1150 1980
Däc tµu An (m2) 310 410
vq : vËn tèc giã theo híng vu«ng gãc tµu
vq =15 (m/s)
vn : vËn tèc giã theo híng song song tµu
Vn = 13 (m/s)
: hÖ sè phô thuéc chiÒu dµi tµu (tra b¶ng 26, 22TCN 222-95) , = 0,60
B¶ng 3.3: Lùc t¸c dông vµo tµu do giã thæi
T.chÊt
Ph¬ng
§Çy hµng
Kh«ng hµng
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 8
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
Lùc ngang tµu Wq (T) 11,4 19,67
Lùc däc tµu Wn (T) 1,54 2,04
b, Lùc do dßng ch¶y
Q = 0,059 . Al . vl 2 (t)
N = 0,059 . At . vt2 (T)
Trong ®ã :
Al : diÖn tÝch ch¾n níc theo ph¬ng ngang (m2).
At : diÖn tÝch ch¾n níc theo ph¬ng däc tÇu (m2).
vl , vt: vËn tèc theo ph¬ng ngang vµ däc thµnh tÇu
vl = 0,4 m/s
vt = 2,0 m/s
B¶ng 3.4: Lùc t¸c dông vµo tµu do giã thæi
T.chÊt
Ph¬ng
§Çy hµng
Kh«ng hµng
Lùc ngang tµu Qw(T) 10,72 3,89
Lùc däc tµu Nw (T) 34,93 12,66
c,Lùc neo tµu
-Lùc neo ®îc x¸c ®Þnh b»ng c¸ch ph©n phèi thµnh phÇn vu«ng gãc víi mÐp bÕn , tæng céng lùc do giã vµ do dßng ch¶y t¸c ®éng lªn tµu tÝnh to¸n cho c¸c bÝch neo lµm viÖc trªn bÕn .
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 9
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
-Lùc neo S ( KN ) t¸c ®éng lªn mét bÝch neo kh«ng phô thuéc vµo sè l-îng tµu buéc d©y neo vµo bÝch neo ®ã vµ ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc :
S =
Qn .Sinα .Cos β
Trong ®ã : Q: Hîp lùc bao gåm t¸c dông cña giã vµ dßng ch¶y theo ph¬ng
ngangn : Sè bÝch neo lµm viÖc (n =4) tra b¶ng 31- 22TCN222-95
, : Gãc nghiªng cña d©y neo lÊy theo b¶ng 32 (TCN222-95 )- Khi tµu ®Çy hµng: = 30,= 20
S= = 11,77 (T)- Khi tÇu kh«ng hµng: = 30,= 40
S= = 15,38 (T) So s¸nh 2 kÕt qu¶ ta thÊy tµu đầy hàng cã lùc neo lín h¬n khi neo tµu kh«ng hµng, do ®ã ta chän S = 15,38 (T) ®Ó tÝnh to¸n . Chän lo¹i bÝch neo HW5 ®Ó neo tµu . H×nh chiÕu cña S lªn c¸c ph¬ng vu«ng gãc víi mÐp bÕn Sq
Sq=
Qn = = 5,89 (T)
H×nh chiÕu cña S theo ph¬ng song song víi mÐp bÕn Sn
Sn = S.Cos.Cos = 15,38.Cos300.Cos400 =10,2(T) H×nh chiÕu lªn ph¬ng th¼ng ®øng Sv Sv = S.Sin = 15,38.Sin400 = 9,89 (T)d,T¶i träng do tùa tµu
T¶i träng ph©n bè q (KN/m) do tµu ®ang neo ®Ëu ë bÕn tùa lªn c«ng tr×nh díi t¸c ®éng cña giã, dßng ch¶y ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau:
q = 1,1.
Qt
ldTrong ®ã: Qt - tæng lùc ngang t¸c ®éng cña giã, dßng ch¶y, (kN).
ld - chiÒu dµi ®o¹n tiÕp xóc gi÷a tµu vµ c«ng tr×nh, (m), ld = 86m
(ld ®îc lÊy theo phô lôc 4, 22TCN 222-95 ) VËy ta cã:
q = 1,1.19,67+3,89
54 =0,48 (T/m)
e,T¶i träng va khi cËp bÕn
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 10
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
§éng n¨ng cña tµu khi cËp lµ ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc :
E = Ψ .
D .ν2
2. (kJ)
Trong ®ã :D = 14200 (T) : Lîng d·n níc cña tµu tÝnh to¸n : Thµnh phÇn vËn tèc vu«ng gãc cña tèc ®é cËp tµu.(LÊy theo b¶ng 29 cña tiªu chuÈn 22 TCN 222-95) = 0,12 (m/s) : HÖ sè ®éng n¨ng . (LÊy theo b¶ng 30 cña 22 TCN 222-
95) = 0,5
=> E = 0,5 . =5,1(Tm) Chän thiÕt bÞ ®Öm tµu V 1000H,kho¶ng c¸ch c¸c bíc ®Öm tµu lµ 4.0m
ThiÕt bÞ ®Öm tµu cã nh÷ng ®Æc trng c¬ häc sau:- VËt liÖu vµ h×nh d¹ng : cao su h×nh thang rçng- Ph¬ng ph¸p treo : liªn kÕt cøng- ChiÒu dµi tiªu chuÈn: L = 3,0m- ChiÒu cao tiªu chuÈn : B = 1,0mTra trong tiªu chuÈn 22TCN222-95 ta ®îc lùc t¸c dông lªn c«ng tr×nh bÕn lµ :- Lùc va tµu Fq = 90kN=9,0T- Thµnh phÇn lùc va song song víi mÐp bÕn Fn= .Fq = 0,5.9,0 =4,5 (T)3.4 T¶i träng do hµng ho¸ vµ thiÕt bÞ -Theo bµi ra th× t¶i träng t¸c dông lªn c«ng tr×nh bÕn lµ t¶i träng cÊp I,q =4,0 T/m2
-ThiÕt bÞ trªn bÕn lµ: cÇn trôc b¸nh lèp,søc n©ng 35 TÊn,¸p lùc ch©n lín nhÊt P=30 TÊn;¤t« H30 -Tra sæ tay m¸y x©y dung ta chän c¸c lo¹i m¸y sau:
B¶ng 5.T¶i träng thiÕt bÞ hµng hãa
CÊp t¶i träng
khai th¸c trªn bÕn
T¶i träng do thiÕt bÞ vµ ph¬ng tiÖn vËn t¶i
Träng t¶i do hµng ho¸ (KN/m2)
¤ t« q1 q2 q3
I H-30 40 60 100
Theo chiÒu réng bÕn t¶I träng ®¬c ph©n bè c¸c vïng nh h×nh vÏ:
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 11
q = 4T/m²
21 m
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
3.5.¸p lùc ®Êt lªn têng cõ:
2.5.1.X¸c ®Þnh hÖ sè ¸p lùc ®Êt chñ ®éng vµ bÞ ®éng:
HÖ sè ¸p lùc ®Êt chñ ®éng:
ai=tg2(450-/2)
HÖ sè ¸p lùc ®Êt bÞ ®éng
pi=tg2(450+/2)
B¶ng 6. x¸c ®Þnh hÖ s« ¸p lùc ®Êt:
– Líp ®Êt lÊp
Líp 1 Líp 2 Líp 3
(0) 30 12 16 17ai 0,33 0.656 0,568 0,704pi 3 1.525 1.761 1.42
3.5.2.X¸c ®Þnh biÓu ®å ¸p lùc ®Êt:
TÝnh ¸p lùc ®Êt theo tr¹ng th¸i giíi h¹n,®îc tÝnh nh sau:
3.5.2.1.¸p lc ®Êt chñ ®éng:
-X¸c ®Þnh hÖ sè ¸p lùc ®Êt chñ ®éng:
a=tg2(450-/2)
-X¸c ®Þnh hÖ sè ¸p lùc ®Êt chñ ®éng cã kÓ ®Õn lùc dÝnh:
aci=2tg(450-/2)
-¸p lùc ®Êt chñ ®éng tÝnh theo c«ng thøc sau:
Trong ®ã:
- Träng lîng riªng cña líp ®Êt ph©n tè.
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 12
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
hi - ChiÒu dµy líp ®Êt ph©n tè.
c - Lùc dÝnh cña líp ®Êt ph©n tè.
ac-HÖ sè thµnh phÇn ngang cña ¸p lùc ®Êt chñ ®éng do lùc dÝnh (tra b¶ng).
-X¸c ®Þnh c¸c tung ®é ¸p lùc chñ ®éng:
-Víi líp sau cõ lµ líp c¸t nªn gi¸ trÞ c¸c hÖ sè nh sau:
=300
=1,85 (T/m3)
c = 0 (T/m2)
-KÕt qu¶ tÝnh ¸p lùc ®Êt chñ ®éng ®îc m« t¶ trong b¶ng sau:
B¶ng 7: ¸p lùc ®Êt chñ ®éng
STT
Cao tr×n
hh
i(m)i(T/m3) i
i*hi(T/
m2) a aci
Ci(T/m2) pi(T/m2)
1 4,5 0 030 0 0 0 0 0
2 2,0 2,5 1,8530 4,625
0,333 1,15 0 2.875
3 2,0 0 1,8530 4,625
0,333 1,15 0 2,875
4 0,5 1.5 1,8530 7,4
0,333 1,15 0 3,8
5 0,5 0 0,8530 7,4
0,333 1,15 0 3,8
6-
9,16 9,66 0,8530 15,611
0,333 1,15 0 6,537
7-
9,16 0 0,712 15,611
0,656 1,62 1,8 9,945
8
-12,1
6 3 0,712 17,711
0,656 1,62 1,8 11,322
9
-12,1
6 0 0,7516 17,711
0.568
1,507 2,56 8,47
10
-16,1
6 4 0,7516 20,711
0,568
1,507 2,56 10,174
11
-16,1
6 0 0,8617 20,711
0,548 1,48 3,86 7,818
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 13
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
12
-20,1
6 4 0,8617 24,151
0,548 1,48 3,86 9,701
3.5.2.2.¸p lc ®Êt bị ®éng:
C«ng thøc x¸c ®Þnh:
p=pi.(i.hi+q)+pci.ci
Trong ®ã:
-pci=2.tg(450+/2)
- ,,hi,q,ci nh ë ¸p lùc ®Êt chñ ®éng.
-pi=tg2(450+/2)
-¸p lùc chñ ®éng ta chØ cÇn tÝnh tõ cao tr×nh ®¸y bÕn trë xuèng.
KÕt qu¶ ®îc thÓ hiÖn díi b¶ng sau:
B¶ng 8.¸p lùc ®Êt bÞ ®éng
STT
Cao tr×n
h
hi
(m) ∑hi*Ɣi
pc C p i(0)i
T/m2
p
T/m
1 -9.16 0 0 2.46 1,8 1.52 12 0.7 02 -
12.163 2.1 2.46 1.8 1.52 12 0.7 7.62
2 -12.16
0 2.1 2.65 2.56 1.76 16 0.75 10.48
3 -16.16
4 5.1 2.65 2.56 1.76 16 0.75 15.76
3 -16.16
0 5.1 2.51 3.86 1.82 17 0.86 18.97
4 -20.16
4 8.54 2.51 3.86 1.82 17 0.86 25.23
3.5.2.3.X¸c ®Þnh chiÒu s©u ch«n cõ b»ng ph¬ng ph¸p ®å gi¶iTõ b¶ng trªn ta x¸c ®Þnh ®îc biÓu ®å ¸p lùc ®Êt lªn têng cõ:
- Gi¶ sö chän chiÒu dµi cõ lµ 20m.- Chän mùc níc thÊp thiÕt kÕ lsmf mùc níc tÝnh to¸n ¸p lùc ®Êt lªn têng cõ.- KÕt qu¶ tÝnh to¸n ¸p lùc ®Êt lªn têng cõ ®îc thÓ hiÓn ë b¶ng 7 vs8.- Gi¶I cõ b»ng ph¬ng ph¸p ®å gi¶I ®îc thÓ hiªn nh h×nh vÏ.
C¸c bíc c¬ b¶n cña ph¬ng ph¸p ®å gi¶i:
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 14
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
- x©y dùng biÓu ®å ¸p lùc ®Êt- quy ®æi ¸p lùc ®Êt vÒ lùc tËp trung- VÏ c¸c ®êng song song víi c¸c ®êng th¼ng nèi t©m O t¬ng øng ë ®a gi¸c lùc
§a gi¸c d©yTõ ®a gi¸c d©y vµ ®êng nèi khÐp kÝn cña ®a gi¸c d©y ta x¸c ®Þnh ®îc chiÒu s©u ch«n cõ tÝnh to¸n.
Tp=t0 + t (1,1 1,2).t0 theo (22TCN207-92)Trong ®ã: t0-chiÒu s©u ch«n cõ tÝnh theo ®å gi¶I,tÝnh tõ mÆt ph¼ng ngang ®Õn giao ®iÓm cña ®êng khÐp kÝn víi ®a gi¸c d©y.
T0=10,631mTa cã : tp= 1,1t0 = 1,1.10,631 = 11,69 m 11,7m
Tæng chiÒu dµi cõ lµ: Lcõ = tp + H0 = 10,6 + 8,86 = 19,46 m.Chän chiÒu dµi cõ lµ 19,5m
vËy ta tiÕn hµnh c¾t chiÒu dµi cõ chän ban ®Çu lµ 0,5m.
H0:lµ kho¶ng c¸ch tõ mÆt ngang ®Õn ®iÓm neo cõ.
Theo ph¬ng ph¸p då gi¶I :- Momen lín nhÊt cña cõ lµ: Mcõ (max)= ymax.= 2,56.20=51,2 (T.m)- ymax=y1=y2=2,56 (T) :tung ®é max cña ®a gi¸c d©y.- = 20m :täa ®é cc cña ®a gi¸c lùc.
-Chän cõ larsesen IV cã c¸c th«ng sè kü thuËt sau: + KÝch thíc:B= 420 mm ;h=220 mm +M«mem kh¸ng uèn tiÕt diÖn :W=4200 cm3
+ChiÒu dµy bông d=22 mm, chiÒu dµy thµnh t=14mm +Momen quan tinh cña tiÕt diÖn J=92400 cm4
+DiÖn tÝch tiÕt diÖn F=420cm2
Ch¬ng 4: PH¢N PHèI LùC NGANG Vµ Tæ hîp t¶I träng
4.1. X¸c ®Þnh s¬ bé chiÒu dµi tÝnh to¸n cña cäc.S¬ ®å tÝnh to¸n chiÒu dµi cäc tÝnh to¸n s¬ bé.
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 15
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
ChiÒu dµi tÝnh to¸n cäc ®îc x¸c ®Þnh nh sau:Ltt=l0+.d
Trong ®ã:L0-chiÒu dµi tù do cña cäc-hÖ sè kinh nghiÖm ë ®©y ta chän:=7§êng kÝnh cña cäc d=0,4m
b¶ng 9: sè liÖu x¸c ®Þnh chiÒu dµi tÝnh to¸n s¬ bé cña cäc nh sau:
Hµng cäc L0,(m) Ltt,(m)A 13,66 16,46B 13,66 16,46
C1 12,54 15,34C2 11,34 14,14D 10,16 12,96E 8,41 11,21F 6,66 9,46G 4,91 7,71
ChiÒu dµi tÝnh to¸n cña cõ lÊy t¹i ®iÓm cã momen lín nhÊt:Ltt cõ=8,0m
4.2. Gi¶I bµi to¸n ph©n phèi lùc ngang
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 16
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
4.2.1. X¸c ®Þnh ph¶n lùc ®¬n vÞ Hµng cäc xiªn trôc C :
Trong ®ã: - 1 ,2: Góc nghiêng của cọc so với phương thẳng đứng
1 = 2 = arctg (1/8 ) = 7,120 - K1 , K2 : Hệ số lún đàn hồi được xác định theo công thức:
K1 = lo1 / EF + 1/η RK2 = lo1 / EF + 1/η R
E: Mô đun đàn hồi của vật liệu làm cọc F : Là tiết diện cọc
η : hệ số, η =( 350 ÷500 )m-1 . Chọn η =400 m-1 lo : Chiều dài tự do của cọc ( m )
R : Sức chịu tải cho phép của cọc.
=> K1 = = 5,01.10-5
K2 = = 4,75.10-6
Sin2 (2.7,12 )/[5,01.10-5 .Cos2(7,12)+ 4,75.10-5
.Cos2(7,12)]=405,69 (T/m)
Với J = ( m4 ) Ta coi cừ đóng vai trò như cọc,khi đó ta quy đổi EJcừ EJcọc
EIcõ = [10x21.106x880.10-6(180.10-3)/2] = 16632 (T.m2)Với a là khoảng cách của 1 nhịp cọ theo phương dọc bến
Hàng cọc đứng trục A:
Hàng cọc đứng trục B:
Hàng cọc đứng trục D:
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 17
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
Hàng cọc đứng trục E:
Hàng cọc đứng trục F:
Hàng cọc đứng trục G:
b¶ng 10: Tæng ph¶n lùc do chuyÓn vÞ ngang ®¬n vÞ cña c¸c cäc theo ph¬ng x,y
Trôc A B C D E F G44,75 16,62 88,42 34,05 52,62 87,56 161,7344,75 16,62 405,69 34,05 52,62 87,56 161,73
4.2.2. X¸c ®Þnh täa ®é t©m ®µn håi
VËy vÞ trÝ t©m ®µn håi ë vÞ trÝ C(18,0;11,05) so víi hÖ trôc täa ®ä chän nh h×nh vÏ:
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 18
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
Y
X
C(18;11,05)
Y
X
O
H×nh 4.1: S¬ ®å x¸c ®Þnh t©m ®µn håi4.3. X¸c ®Þnh lùc ngang lªn ®Çu cäc4.3.1. Ph©n bè lùc ngang cho lùc tùa tµuT¶i träng tùa tµu cã d¹ng ph©n bè ®Òu trªn ®o¹n chiÒu dµi tiÕp xóc gi÷a th©n tµu vµ bÕn.XÐt cho 1 ph©n ®o¹n bÕn th× t¶I träng tùa tµu cã d¹ng ph©n bè ®Òu toµn bé chiÒu dµi ph©n ®o¹n bÕn ®ã.Do ®ã ta tÝnh lùc tùa cña tµu lªn mét bíc cäc .
Lùc tùa theo ph¬ng X=p Lùc tùa theo ph¬ng Y =q.a= 0,48 .4=1,92 T/m
Trong ®ã:- q – Lùc tùa tµu.- a – Bíc cäc theo ph¬ng däc bÕn
4.3.2. Ph©n bè lùc ngang cho lùc neoLùc neo tµu t¸c ®éng lªn tong ph©n ®o¹n cña cÇu tµu th«ng qua
lùc c¨ng d©y neo.Thµnh phÇn lùc ngang cña d©y neo lµ:Sq vµ Sn ®· tÝnh to¸n ë trªn.Trong hai trêng hîp tµu ®Çy hµng vµ tµu kh«ng hµng th× trêng hîp tµu ®Çy hµng cã t¶I träng neo lín h¬n do ®ã lÊy t¶I träng neo ®Ó tÝnh to¸n.
XÐt hai trêng hîp neo tµu sau:
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 19
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
Y
X
C(18;11,05)
10,2 T 10,2 T
5,89 T 5,89 T
ChuyÓn lùc neo vÒ t©m ®µn håi:X=2.Sn=2.10,2=20,4 TY=-2.Sq=-2.5,89=11,78TM0=-10,2.(11,05+1,5).2 – 5,89.18 + 5,89.6 =-326,7 T.m
C¸c thµnh phÇn chuyÓn vÞ:
= 2,7.10-4(rad)
x = (X / Hix)= 4,19 x 10-3(m).
y = (Y / Hiy) = -1,46x 10-3 (m). Lùc ngang ph©n bè theo c¶ 2 ph¬ng cho cäc bÊt k× thø I ®îc x¸c ®Þnh b»ng c¸c biÓu thøc:
Hix = .(x ± .).
Hiy = .(y ± .).Trong ®ã:xi,yi lµ täa ®é cña cäc thø I ®èi víi hÖ täa ®é míi cã gèc täa ®é ®Æt t¹i t©m ®µn håi C:
B¶ng ph©n bè lùc neo tµu lªn c¸c khung ngang vµ khung däc theo ph¬ng X
STT HAix HB
ix HCix HD
ix HEix HF
ix HGix Tổng
10,33913
80,11922
40,55072
40,17990
30,22829
20,29713
50,39599
62,11041
1
20,33913
80,11922
40,55072
40,17990
30,22829
20,29713
50,39599
62,11041
1
30,33913
80,11922
40,55072
40,17990
30,22829
20,29713
50,39599
62,11041
1
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 20
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
40,33913
80,11922
40,55072
40,17990
30,22829
20,29713
50,39599
62,11041
1
50,33913
80,11922
40,55072
40,17990
30,22829
20,29713
50,39599
62,11041
1
60,33913
80,11922
40,55072
40,17990
30,22829
20,29713
50,39599
62,11041
1
70,33913
80,11922
40,55072
40,17990
30,22829
20,29713
50,39599
62,11041
1
80,33913
80,11922
40,55072
40,17990
30,22829
20,29713
50,39599
62,11041
1
90,33913
80,11922
40,55072
40,17990
30,22829
20,29713
50,39599
62,11041
1
100,33913
80,11922
40,55072
40,17990
30,22829
20,29713
50,39599
62,11041
1
Tổng 21,1041
1
Sai số = (21,104-20,4)/21,104 . 100%=3,34%
B¶ng ph©n bè lùc neo tµu lªn c¸c khung ngang vµ khung däc theo ph¬ng Y
STT HAiy HB
iy HCiy HD
iy HEiy HF
iy HGiy Tổng
10,1521
50,05650
81,37934
6 0,115770,17890
80,2977
040,5498
822,7302
68
20,1038
20,03855
80,94120
10,07899
60,12207
80,2031
390,3752
141,8630
06
30,0554
90,02060
90,50305
60,04222
20,06524
90,1085
740,2005
450,9957
45
40,0071
60,00265
9 0,064910,00544
80,00841
90,0140
10,0258
770,1284
83
5
-0,0411
7-0,01529-
0,37323-0,03133-
0,04841
-0,0805
6
-0,1487
9
-0,7387
8
6 -0,0895-0,03324-
0,81138 -0,0681-
0,10524
-0,1751
2
-0,3234
6
-1,6060
4
7
-0,1378
3-0,05119-
1,24953-0,10487-
0,16207
-0,2696
8
-0,4981
3 -2,4733
8
-0,1861
6-0,06914-
1,68767-0,14165 -0,2189
-0,3642
5 -0,6728
-3,3405
6
9
-0,2344
9-0,08709-
2,12582-0,17842-
0,27573
-0,4588
1
-0,8474
7
-4,2078
210 -
0,2828-0,10504 -
2,56396-0,2152 -
0,33256-
0,5533-
1,0221-
5,0750
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 21
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
2 8 3 9
Tổng
-11,724
1
Sai số = (11,78-11,724)/11,78.100%=0,47%
4.3.2. Ph©n bè lùc ngang cho lùc vaTa cã t¶I träng va tµu bao gåm 2 thµnh phÇn ®· ®îc tÝnh ë trªn lµ-Thµnh phÇn vu«ng gãc víi tuyÕn mÐp bÕn : Fq = 9 (T)-Thµnh phÇn vsong song víi tuyÕn mÐp bÕn : Fn =4,5 (T)S¬ ®å ph©n phèi lùc va tµu lªn c¸c ®Çu cäc cña ph©n ®o¹n bÕn nh trªn h×nh vÏ:
Y
X
C(18;11,05)
4,5 T
10T
ChuyÓn c¸c thµnh phÇn lùc vÒ t©m ®µn håi ta cã:X = Fn = -4,5TY = Fq = 10TM0 = 4,5.(11,05 + 2,5) + 10.18= 240,975 T.m
C¸c thµnh phÇn chuyÓn vÞ:
= 2,0 . 10-4(rad)
x = = 9,26 . 10-4 (m)
y = = 1,25.10-3 (m).
Lùc ngang ph©n bè theo ca 2 ph¬ng cho cäc bÊt k× thø I dduocj x¸c ®Þnh b»ng c¸c biÓu thøc:
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 22
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
Hix = .(x ± .).
Hiy = .(y ± .). Trong ®ã: xi,yilµ täa ®é cäc thø I ®èi víi hÖ täa ®é míi cã gèc täa ®é ®Æt t¹i t©m ®µn håi C.
B¶ng ph©n bè lùc va tµu lªn c¸c khung ngang vµ khung däc theo ph¬ng X
STT HAix HB
ix HCix HD
ix HEix HF
ix HGix Tổng
10,15376
1 0,052120,21539
10,05911
10,05451
4 0,02942-
0,05887 0,468
20,15376
1 0,052120,21539
10,05911
10,05451
4 0,02942-
0,05887 0,468
30,15376
1 0,052120,21539
10,05911
10,05451
4 0,02942-
0,05887 0,468
40,15376
1 0,052120,21539
10,05911
10,05451
4 0,02942-
0,05887 0,468
50,15376
1 0,052120,21539
10,05911
10,05451
4 0,02942-
0,05887 0,468
60,15376
1 0,052120,21539
10,05911
10,05451
4 0,02942-
0,05887 0,468
70,15376
1 0,052120,21539
10,05911
10,05451
4 0,02942-
0,05887 0,468
80,15376
1 0,052120,21539
10,05911
10,05451
4 0,02942-
0,05887 0,468
90,15376
1 0,052120,21539
10,05911
10,05451
4 0,02942-
0,05887 0,468
100,15376
1 0,052120,21539
10,05911
10,05451
4 0,02942-
0,05887 0,468 Tổng 4,68
Sai sô =(4,68-4,5)/4,68.100%=3,8%
B¶ng ph©n bè lùc va tµu lªn c¸c khung ngang vµ khung däc theo ph¬ng Y
STT HAiy HB
iy HCiy HD
iy HEiy HF
iy HGiy Tổng
10,1051
630,03905
70,95337
20,08001
80,12365
70,2057
660,3800
66 1,89
20,0693
630,02576
1 0,628820,05277
80,08156
10,1357
180,2506
82 1,24
30,0335
630,01246
50,30426
80,02553
80,03946
50,0656
70,1212
98 0,60
4
-0,0022
4-
0,00083-
0,02028 -0,0017-
0,00263
-0,0043
8
-0,0080
9 -0,04
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 23
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
5
-0,0380
4-
0,01413-
0,34484-
0,02894-
0,04473
-0,0744
3
-0,1374
7 -0,68
6
-0,0738
4-
0,02742-
0,66939-
0,05618-
0,08682
-0,1444
7
-0,2668
5 -1,32
7
-0,1096
4-
0,04072-
0,99394-
0,08342-
0,12892
-0,2145
2
-0,3962
4 -1,97
8
-0,1454
4-
0,05402-
1,31849-
0,11066-
0,17102
-0,2845
7
-0,5256
2 -2,61
9
-0,1812
4-
0,06731-
1,64304 -0,1379-
0,21311
-0,3546
2
-0,6550
1 -3,25
10
-0,2170
4-
0,08061 -1,9676-
0,16514-
0,25521
-0,4246
7
-0,7843
9 -3,89 Tổng -10,04
Sai sô=(10,04-10,0)/10,04.100%=0,398%
4.4. Tæng hîp lùc ngang t¸c dông lªn c¸c khung däc vµ khung ngang cña cÇu tµu
Tæng lùc ngang t¸c dông lªn khung ngang vµ khung däc
theo ph¬ng x vs y
Phương X Phương YHàng cọc
Lực neo
Lực va
Lực tựa Tổng
Lực neo Lực neo
Lực tựa Tổng
1 2.1104 0.468 0 2.5782.730
3 2.7303 1.92 7.381
2 2.1104 0.468 0 2.5781.863
0 1.8630 1.92 5.646
3 2.1104 0.468 0 2.5780.995
7 0.9957 1.92 3.911
4 2.1104 0.468 0 2.5780.128
5 0.1285 1.92 2.177
5 2.1104 0.468 0 2.578
-0.738
8 -0.7388 1.92 0.442
6 2.1104 0.468 0 2.578
-1.606
0 -1.6060 1.92 -1.2927 2.1104 0.468 0 2.578 - -2.4733 1.92 -3.027
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 24
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
2.4733
8 2.1104 0.468 0 2.578
-3.340
6 -3.3406 1.92 -4.761
9 2.1104 0.468 0 2.578
-4.207
8 -4.2078 1.92 -6.496
10 2.1104 0.468 0 2.578
-5.075
1 -5.0751 1.92 -8.230
KÕt luËn:khung sè 10 lµ khung nguy hiÓm nhÊt.
4.5. Tæ hîp t¶i träng4.5.1. C¸c ph¬ng ¸n t¶i träng
T¶I träng t¸c dông lªn bÕn bao gåm:- T¶I träng thêng xuyªn:T¶I träng b¶n th©n c«ng tr×nh vµ lùc neo
cõ.- T¶I träng t¹m thêi dµi h¹n:T¶I träng hµng hãa vµ thiÕt bÞ c«ng
nghÑ trªn bªn.- T¶I träng t¹m têi ng¾n h¹n:t¶I träng neo tµu,t¶I träng va tµu,t¶I
träng tùa tµu.Tæ hîp t¶I träng bo gåm tæ hîp c¬ b¶n vµ t¶I träng ®Æc biÖt.Tuy nhiªn trong ph¹m vi ®å ¸n chØ xÐt ®Õn tæ îp t¶I träng c¬ b¶n.C¸c tæ hîp t¶I träng ®îc tr×nh bµy trong b¶ng sau:
Các loại tải trọngTổ
hợp 1
Tổ hợp 2
Tổ hợp 3
Tải trọng bản thân(bản, dầm dọc, dầm ngang,vòi voi)
X X X
Tải trọng hàng hoá, thiết bị công nghệ
X X X
Tải trọng do neo cừ X X X
Tải trọng neo tàu X
Tải trọng va tàu X
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 25
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
Tải trọng tựa tàu X
4.5.2. C¸c tæ hîp t¶I tränga) Tæ hîp 1
Pvv = 5,0 T
Phh= 4 T/m
Qb?n= 1,32 T/m
Qdn= 0,9 T/m
Pneo tàu = 5,08 T
Pdd= 3,06 T/m
2500 3500 3500 3500 3500 3500 1000
b, Tæ hîp 2
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 26
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
Pvv = 5,0 T
Phh= 4 T/m
Qb?n= 1,32 T/m
Qdn= 0,9 T/m
Pva tàu = 3,89 T
Pdd= 3,06 T/m
2500 3500 3500 3500 3500 3500 1000
c, Tæ hîp 3
Pvv = 5,0 T
Phh= 4 T/m
Qb?n= 1,32 T/m
Qdn= 0,9 T/m
Pt?a tàu = 1,92 T
Pdd= 3,06 T/m
2500 3500 3500 3500 3500 3500 1000
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 27
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
Ch¬ng 5 : PH¢N TÝCH KÕT CÊU
5.1. Tãm t¾t ph¬ng ph¸p tÝnhGi¶I theo ph¬ng ph¸p Antonov:
- Víi gi¶ thiÕt cäc ®Òu lµ cÊu kiÖn mÒm,chuyÓn vÞ ngang cña c¸c nót lµ nh nhau.Atonov dùa vµo quy luËt ph©n bè momen, viÕt hÖ ph¬ng tr×nh chÝnh t¾c cho mét s¬ ®å ph¶ng bÊt k× mµ hÖ c¬ b¶n.NÕu hÖ cã nót th× sÏ cã n=m+1 hÖ ph¬ng tr×nh chÝnh t¾c cã n Èn s« 1 , 2 ,…m,n.
12345678
5.2. HÖ bÊt ph¬ng tr×nh chÝnh t¾cHÖ ph¬ng tr×nh gåm 8 Èn sè:1 , 2 , 3 , 4 , 5 ,7 :Lµ c¸c chuyÓn vÞ th¼ng ®øng.
8 : Lµ chuyÓn ngang.HÖ ph¬ng tr×nh chÝnh t¾c:
r11δ 1+r12 δ2+r13 δ3+r14 δ 4+r15 δ5+r16 δ6+r17 δ7+r18 δ8+r1 = 0r21 δ1+r22 δ2+r23 δ3+r24 δ 4+r25 δ5+r26 δ 6+r27 δ7+r28 δ 8+r2 = 0r31 δ1+r32 δ2+r33 δ3+r34 δ 4+r35 δ5+r36 δ6+r37 δ7+r38 δ8+r3 = 0r 41δ1+r 42δ 2+r 43δ 3+r 44δ 4+r 45δ 5+r 46δ 6+r 47δ 7+r 48δ 8+r4 = 0r51 δ1+r52 δ2+r53 δ3+r54 δ 4+r55 δ5+r56 δ6+r57 δ7+r58 δ8+r5 = 0r61 δ1+r62 δ2+r63 δ3+r64 δ 4+r65 δ5+r66 δ 6+r67 δ7+r68 δ 8+r6 = 0
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 28
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
r71 δ1+r72 δ2+r73 δ3+r74 δ 4+r75 δ5+r76 δ6+r77 δ7+r78 δ8+r7 = 0r81 δ1+r82 δ2+r83 δ3+r84 δ 4+r85 δ5+r86 δ 6+r87 δ 7+r88 δ 8+r8 = 0
PhÇn tö Mmax
(Tm)
Mmin
(Tm)
Qmax
(T)
Qmin
(T)
Nmax
(T)
Nmin
(T)
DÇm ngang
11,63 -22,08 34,25 -28,49 -8,82 -37,17
cäc 13,29 -12,85 -5,32 -5,32 -25,61 -116,45
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 29
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
Ch¬ng 6 : TÝNH TO¸N CÊU KIÖN CÇU TµU
6.1. Cäc6.1.1. TÝnh to¸n chiÒu dµi cäca. Søc chÞu t¶I cña cäc tÝnh theo ®Êt nÒn
§îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc :
Trong ®ã:Fs =1,4 (víi cäc chÞu nÐn)
Pgh = m.(1.Ra.Fc + 2.ui.i.li)
Trong ®ã:m:hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc,lÊy m=1.
1, 2HÖ s« ¶nh hëng cña ph¬ng ph¸p h¹ cäc. ë ®©y dïng phuong ph¸p ®ãng Ðp cäc nªn lÊy: 1 = 2 = 1.
Ri : Søc kh¸ng ®Çu mòi cña líp ®Êt thø I ngay mòi cäc.
Fc,ui :DiÖn tÝch vµ chu vi tiÕt diÖn cäc, Fc = 0,16 (m2) , ui = 1,6(m).
i : Cêng ®é ma s¸t thµnh bªn cña líp ®Êt thø I víi bÒ mÆt xung quanh cäc.(dùa vµo ®é sÖt vµ chiÒu s©u ch«n cäc)
Gi¶ thiÕt cäc ®ãng vµo líp ®Êt 3.chiÒu s©u cäc chän lµ 22m,chia lµm 2 ®o¹n .Cao tr×nh mòi cäc lµ 19,4m.NhËn thÊy cäc mÐp bÕn cã chiÒu c¾m trong ®¸t lµ nhá nhÊt nªn ta dïng ta dïng ®Ó tÝnh to¸n søc chÞu t¶I cña cäc.
∑ ui.ili = 3.1,5.1,6+4.3.1,6+4,5.8.1,6 =84 (T)
Pgh = 1 x ( 1 x 0.16 x 600 + 1 x 84) = 180 (T)
P®= (Pgh/Fs) = 180/1,4 = 128,57 > Nmin = 116,45 T
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 30
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
b. TÝnh to¸n cäc trong qu¸ tr×nh thi c«ng.Cäc chiÒu dµi 22 m ,chia lµm 2 ®o¹n cäc mçi ®o¹n 12m
Cäc trong qu¸ tr×n cÈu l¾p 1 mãc cÈu:
a
p
S¬ ®å lµm viÖc cña cäc trong qu¸ tr×nh cÈu l¾p cã thÓ xem lµ dÇm ®¬n gi¶n cã gèi tùa t¹i ®iÓm mãc cÈu vµ ®iÓm tiÕp xóc víi mÆt ®Êt.
q
m1
m1
a
§iÓm ®Æt mãc cÈu ®îc x¸c ®Þnh sao cho momen d¬ng lín nh¸t t¹i gi÷a nhÞp b»ng trÞ sè momen ©m t¹i gèi trong qu¸ tr×nh cÈu l¾p.
a = 0,294.L =0,292.12=3,504 m
T¶I träng t¸c dông lªn cäc lµ t¶I träng b¶n th©n cäc cã d¹ng ph©n bè ®Òu trªn chiÒu dµi ®o¹n cäc.Gi¸ trÞ t¶I träng nµy ®îc x¸c ®Þnh nh sau:
q = n . . Fc = 1,5 . 2,5 . 0,42 = 0,6 (T/m).
Khi ®ã momen lín nhÊt trªn chiÒu dµi ®o¹n cäc lµ:
M1 =
Lùc c¾t lín nhÊt :Q1.max= q.a = 0,6 . 3,504 = 2,102 (T)
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 31
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
Trêng hîp cÈu l¾p 2 mãc cÈu vµ vÉn chuyÓn cäc:
p
b b
S¬ ®å lµm viÖc cña cäc trong qu¸ t×nh vËn chuyÓn cäc cã thÓ
xem lµ dÇm ®¬n gi¶n cã gèi tùa t¹i 2 ®Çu ®iÓm mãc.
bq
m2
m2
§iªm ®Æt mãc cÈu ®îc x¸c ®Þnh sao cho momen d¬ng lín nhÊt
t¹i gi÷a nhÞp b»ng trÞ s« momen ©m lín nhÊt t¹i gèi trong qu¸
tr×nh cÇu l¾p.
b = 0.207xL = 0.207x12 = 2,484 (m).
Khi momen lín nhÊ trªn chiÒu dµi cäc lµ :
M2 =
Lùc c¾t lín nhÊt : Q2.max = q.b =0,6.2,484 =1,49 (T).
NhËn they M1 > M2 Néi lùc trong cäc t¬ng øng víi trêng hîp cÈu
l¾p 1
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 32
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
mãc cÈu nguy hiÓm h¬n,dïng gi¸ trÞ néi lùc nµy ®Ó tÝnh to¸n
trong qu¸ tr×nh thi
c«ng.
Néi lùc tÝnh to¸n:
Mmax = M1 = 3,68 (T.m)
Qmax = Q1 = 2,102 (T)
Néi lùc trong qu¸ tr×nh sö dông:
Mmax = 13,19 (Tm)
Qmax = 5,32 (T)
LÊy néi lùc trong qu¸ tr×nh khai th¸c ®Ó tÝnh to¸n cèt thÐp.
TÝnh to¸n cèt thÐp cho c¸c cÊu kiÖnChän :
Kn - hÖ sè ®¶m b¶o, kn =1,25Nc – hÖ sè tæ hîp t¶I träng,víi tæ hîp c¬ b¶n nc= 1,0Mb – hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña bª t«ng,mb = 1,15Rs – cêng ®é chÞu kÐo cña cèt thÐp , Rs = 2800 KG/cm2
Rb-cêng ®é chÞu nÐn cña bª t«ng vµ cèt thÐp,Rb = 170 KG/cm2
6.1.2 TÝnh to¸n cèt thÐp cäc6.1.2.1 TÝnh cèt thÐp däc
- Cäc vu«ng cã kÝch thíc 40 x 40 (cm)- Kho¶ng c¸ch tõ träng t©m cèt thÐp ®Õn mÐp tiÕt diÖn lµ :
a = 5cm. H0 =40-5=35cm
Gi¶ thiÕt chiÒu dµy líp b¶o vÖ a0 = 5cm chiÒu cao lµm viÖc cña cäc:
h0=40-5=35cm
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 33
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
CÊu kiÖn chÕ t¹o tõ BTCT mac 350,cèt thÐp AII vµ hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc =0,9
Ta cã: R = 0,65 ; R = 0,414
αm=kn .nc .M
mb .Rb. b . ho2 =
1,25.1,0 .13,19
1,15.1700.0,4 .0,352 = 0,17< αR = 0,414
Ta cã : ζ = 0,5.(1+√1−2αm ) = 0,5.(1+√1−2.0,17 ) = 0,9
ξ=2(1−ζ ) = 2(1-0,9) = 0,2
DiÖn tÝch cèt thÐp cÇn thiÕt lµ : Fa= kn .nc . Mmax
R s ζ ho =
1,25.1,0.13,1928000.0,9.0,35 =
18,69 (cm2)
Chän 822 cho toµn bé tiÕt diÖn cäc: Fa=30.411 cm2
HÇm lîng cèt thÐp : : = = 2,17 % > min = 0.05%
KiÓm tra sù h×nh thµnh vµ më réng vÕt nøt
ChiÒu réng vÕt nøt aT vu«ng gãc víi trôc dÇm ®îc x¸c ®Þnh theo
tiªu chuÈn nh sau: aT = k.Cdησa−σbd
Ea.7.(4−100 μ )√d
Trong ®ã:
k: hÖ sè kÓ ®Õn tÝnh chÊt chÞu lùc cña cÊu kiÖn víi dÇm ngang chÞu uèn k=1
: hÖ sè kÓ ®Õn lo¹i cèt thÐp víi thÐp AII cã gê = 1
Cd: hÖ sè phô thuéc tÝnh chÊt t¸c dông t¶I träng, xem cÊu kiÖn chÞu t¸c ®éng l©u dµi,l©y Cd = 1,2
a : øng suet trong cèt thÐp chÞu kÐo t¹i tiÕt diÖn xuÊt hiÖn
khe nøt,®èi víi cÊu kiÖn chÞu uèn σ a = M
FaZ1
Z1 :c¸nh tay ®ßn cña néi ngÉu lùc t¹i tiÕt diÖn khe nøt
Z1= h0 - x2 = h0 -
ξh0
2
bd:øng suet kÐo ban ®Çu trong cèt thÐp do tr¬ng në bª t«ng, víi cÊu kiÖn n»m trªn kh« th× lÊy bd = 0
: hµm lîng cèt thÐp trong tiÕt diÖn
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 34
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
d: ®êng kÝnh thanh thÐp (d=25mm)
Ea: m« ®un ®µn håi c¶u thÐp,Ea = 2,1.106 kG/cm2
Thay sè liÖu vµo ta cã:
M = 13,19T.m; d=25mm ; Fa= 30,411 cm2 ; h0= 35cm ; =2,17%; = 0,3;
Z1 = 35 – 0,3.35/2 =29,75 cm; σ a=13,19. 105
30,411.29,75 = 1457,9kG/cm²
Tõ ®ã ta cã :
aT=1.1,2.1.1457,9−0
2,1. 106 7(4-100.2,17 %)√22 = 0,05 mm < [a ] =
0,08mm
Tháa m·n ®iÒu kiÖn bÒ réng vÕt nøt.
VËy chän 822
6.1.2.2 TÝnh to¸n cèt ®ai- KiÓm tra kh¶ nang chÞu c¾t cña bª t«ng:
kn.nc.Q ≤ mb . Qb với Qb = 0,6.Rk.b.h0
Cèt thÐp däc ®îc bè trÝ nh trªn a = 5+ 1,8/2 =5,94 cmh0=40-5,9=34,1cm
kn.nc.Q = 1.25 x 1 x 5,32 = 6,65 (T)
mb . Qb = 1.15 x 0.6 x 11 x 40 x 32,76 = 9945 KG = 9,94 (T)
kn.nc.Q < mb . Qb bª t«ng ®ñ kh¶ n¨ng chÞu c¾t kh«ng cÇn
tÝnh cèt ®ai.
Do ®ã ®Æt cèt thep theo yªu cÇu cÊu t¹o : chän ®ai 8 ,kho¶ng
c¸ch gi÷a c¸c cèt ®ai ®îc x¸c ®Þnh nh sau:
Hcäc =400 mm < 450 mm a
Chän a = 200 mm cèt thÐp ®ai lµ :8a200.
6.1.2.3TÝnh to¸n cèt thÐp lµm mãc cÈu
ThÐp ding lµm mãc cÈu thuéc nhãm AI cã Ra= 2100 kG/cm2
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 35
6Ø22
40 0 30 0
400
50 50300
1
3Ø8a200
6Ø25 1
Ø8a2002
5050
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
Lùc kÐo trong trêng hîp cÈu l¾p : Fk=q.l
Lùc kÐo trong mét nh¸nh lµ : Fk
' = q . l2
= 0,6 . 112
= 3,3 (T )
DiÖn tÝch cèt thÐp mãc cÈu :
Fa =Fk
'
Ra
= 3,32800
= 1 ,17 (cm2)
Chän thÐp mãc cÈu 20 cã Fa=3,14 cm2
6.2. TÝnh b¶n sµn cÇu tµu
§Ó tÝnh cèt thÐp cho b¶n,ta xÐt 1 d¶I b¶n cã bÒ réng 1m.D¶I
b¶n ®îc tÝnh nh mét cÊu kiÖn chÞu uèn cã tiÕt diÖn h×nh
chò nhËt víi bÒ réng 1m.
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 36
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
6.2.1 X¸c ®Þnh néi lùc cña b¶n
chän oo b¶n cã t¶I träng hµng hãa lín nhÊt ®Ó tÝnh to¸n: qn =
8 (T/m2)
T¶I träng tÝnh to¸n cña b¶n :
T¶I träng hµng hãa : qn= 1,3 . 8 = 10,4 T/m2
T¶I träng b¶n th©n b¶n: qb =1,05.(0,3.2,5) = 0,787 T/m2
T¶I träng t¸c dông lªn b¶n: q = qn + qb =10,4 +
0,787=11,187 T/m2
TÝnh to¸n theo s¬ ®å khíp deá.Ta cã:
l02
l01 =
l2−bd
l1−bd=
4−0,73,5−0,7 = 1,18 => Tinh theo trương hơp ban kª 4
canh
S¬ ®å tÝnh momen
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 37
1
F
2
E
MI
M1
M2MI
I
MI
MII
MII
M2
MII
MI
MI
M1
L02 = 3,3 (m)
L01
=
2,8
(m
)
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
C¸c momen trong b¶n quan hÖ bëi biÓu thøc :
q l012 (3 l02−l01 )
12 = (2 M 1+M I+M I
' ) l 02+(2 M 2+M II+M II' ) l01 (*)
Chän tû sè néi lùc gi÷a c¸c tiÕt diÖn:M1
M2 = 2 ;
M I
M1 = 1,5;
M II
M 2 = 1,5; M I=M I
' ; M II=M II'
`Thay c¸c gias trÞ vµo biÓu thøc (*) ta cã:
11,187.2,82 (3.3,3−2,8 )12
= (2.M 1+1,5M 1+1,5M 1).3,3+(2.0,5M 1+0,75M 1
+0,75M 1).2,8
51,89 = 23,5 M 1 M 1 = 2,21 (T.m)
VËy M1= 2,21 T.m; M2= 1,11 T.m
MI =M’I =3,32 T.m ; MII=MII’=1,67T.m
BiÓu ®å tÝnh cèt thÐp b¶n:
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 38
2,21 T
3,32 T.m 3,32 T.m
2,8 m
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
6.2.2. TÝnh to¸n cèt thÐp b¶n
TÝnh to¸n theo tiÕt diÖn h×nh ch÷ nhËt bÒ réng lµ 1m.
Gi¶ thiÕt chiÒu dµy líp bª t«ng lµ 5cm chiÒu cao lµm viÖc cña
b¶n lµ
h0=30-5=25cm.BTCT mac 300,cèt thÐp chÞu lùc AII vµ hÖ sè
®iÒu kiÖn lµm viÖc =0,9 ta cã:R=0,588;R=0,414
Theo ph¬ng c¹nh ng¾n
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 39
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
αm=kn .nc .M
Rb . b . ho2 =
1,25.1,0.3,32
1700.1 .0,252 = 0,039 < αR = 0,414
Tháa m·n vÒ ®iÒu kiÖn h¹n chÕ chiÒu cao vïng nÐn
Ta cã: : ζ = 0,5.(1+√1−2αm ) = 0,5.(1+√1−2.0,039 ) = 0,98
ξ=2(1−ζ ) = 2(1-0,98) = 0,04 < ξR = 0,588
DiÖn tÝch cèt thÐp cÇn thiÕt lµ :
Fa= kn .nc . Mmax
R s ζ ho =
1,25.1,0 .3,3228000.0,98.0,25 = 6.10−4 (m²) = 6,05 cm²
Chän 516 thÐp AII (Fa=10,05cm2)
μ = Fa
b .ho100 =
10,05100.25100 = 0,402 % > μmin = 0,05% tháa m·n ®iÒu
kiÖn hµm lîng cèt thÐp
Kiê m tra sư hi nh tha nh va mơ rô ng vê t nưt:
Chiê u rô ng vê t nứt aT vuông go c với tru c dâ m được xa c đi nh theo
tiêu chuâ n TCVN4116-85 như sau: aT = k.Cdησa−σbd
Ea.7.(4−100 μ )√d
Trong đo:
k: hê sô kê đên ti nh châ t chi u lực cu a câ u kiê n với dâ m ngang chi u uô n k=1
η: hê sô kê đên loa i cô t the p với the p AII co gơ η = 1Cd: hê sô phu thuô c ti nh châ t ta c du ng ta i tro ng, xem câ u
kiê n chi u ta c đông lâu da i lâ y Cd = 1,3σ a: ứng suâ t trong cô t the p chi u ke o ta i tiê t diê n xuâ t hiê n
khe nứt, đôi với câ u kiê n chi u uô n σ a = M
FaZ1
Z1: la ca nh tay đon cu a nô i ngâ u lực ta i tiê t diê n co khe nứt ( khoa ng ca ch từ tro ng tâm cô t the p chi u ke o đên tro ng tâm vu ng
ne n) Z1= h0 - x2 = h0 -
ξh0
2
σ bd: ứng suâ t ke o ban đâ u trong cô t the p do trương nơ bê tông, với câ u kiê n năm trên khô thi lâ y σ bd = 0
μ: ha m lượng cô t the p trong tiê t diê n
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 40
1,11 T
1,67 T.m 1,67 T.m
3,3 m
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
d: đương ki nh thanh cô t the p (d = 16 mm)Ea: mô đun đa n hô i cu a the p; Ea = 2,1.106kG/cm²
Thay ca c sô liê u va o ta co :
M = 3,32 T.m; d=16mm; Fa= 10,05cm²; ho= 25cm ; μ=0,4 %; ξ=0,029;
Z1=25-0,029.25/2=24,63 cm; σ a=3,32.105
10,05.24,7 = 1337,4 kG/cm²
Từ đo ta co :
aT=1.1,3.1.1337,4−0
2,1. 106 7(4-100.0,4 %)√16 = 0,078mm < [a ] =
0,08mm
Tho a ma n vê điê u kiê n bê rô ng vê t nứt.
Vâ y bô tri ϕ16a200 đôi với phi a trên va phi a dưới ba n
Theo ph¬ng c¹nh ng¾n
αm=kn .nc .M
Rb . b . ho2 =
1,25.1,1.67
1300.1.0,252 = 0,025 < αR = 0,414
Tho a ma n vê điê u kiê n ha n chê chiê u cao vu ng ne n
Ta co : ζ = 0,5.(1+√1−2αm ) = 0,5.(1+√1−2.0,025 ) = 0,987
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 41
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
ξ=2(1−ζ ) = 2(1-0,987) = 0,026 < ξR = 0,588
Diê n ti ch cô t the p câ n thiê t la : Fa= kn .nc . Mmax
R s ζ ho =
1,25.1,0.1,6728000.0,987 .0,25 =
3,02.10−4 (m²) = 3.02 cm²
Cho n 4ϕ16 the p AII ( Fa = 8,04 (cm² )
μ = Fa
b .ho100 =
8,04100.25100 = 0,32 % > μmin = 0,05% tho a ma n điê u
kiê n ha m lượng cô t the p
Kiê m tra sư hi nh tha nh va mơ rô ng vê t nưt:
Chiê u rô ng vê t nứt aT vuông go c với tru c dâ m được xa c đi nh theo
tiêu chuâ n TCVN4116-85 như sau: aT = k.Cdησa−σbd
Ea.7.(4−100 μ )√d
Trong đo:
k: hê sô kê đên ti nh châ t chi u lực cu a câ u kiê n với dâ m ngang chi u uô n k=1
η: hê sô kê đên loa i cô t the p với the p AII co gơ η = 1
Cd: hê sô phu thuô c ti nh châ t ta c du ng ta i tro ng, xem câ u kiê n chi u ta c đông lâu da i lâ y Cd = 1,3
σ a: ứng suâ t trong cô t the p chi u ke o ta i tiê t diê n xuâ t hiê n
khe nứt, đôi với câ u kiê n chi u uô n σ a = M
FaZ1
Z1: la ca nh tay đon cu a nô i ngâ u lưc ta i tiê t diê n co khe nưt ( khoa ng ca ch tư tro ng tâm cô t the p chi u ke o đên tro ng tâm vu ng
ne n) Z1= h0 - x2 = h0 -
ξh0
2
σ bd: ưng suâ t ke o ban đâ u trong cô t the p do trương nơ bê tông, với câ u kiê n năm trên khô thi lâ y σ bd = 0
μ: ham lương cô t the p trong tiê t diê n
d: đương ki nh thanh cô t the p (d = 16 mm)Ea: mô đun đa n hô i cu a the p; Ea = 2,1.106kG/cm²
Thay các sô liê u va o ta co :
M = 1,67 T.m; d=16mm; Fa= 8,04 cm²; ho= 25cm ; μ=0,32 %; ξ=0,026;
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 42
1Ø16a250
1Ø16a2502Ø16a200
30
20
6060
350
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
Z1=25-0,026.25/2=24,68 cm; σ a=1,67 .105
8,04.24,68 = 841,62kG/cm²
Tư đo ta co :
aT=1.1,3.1.841,62−0
2,1. 106 7(4-100.0,32 %)√16 = 0,053 mm < [a ] =
0,08mm
Thoa mãn vê điê u kiê n bê rô ng vê t nưt.
Vâ y bô tri ϕ16a250 đôi với phi a trên va phi a dưới ba n
6.1. Tính cấu kiện dầm
Đôi với dâ m chê ta o tư bê tông mác 300, thép chiu lưc AII va hê sô điê u kiê n la m viê c γ=¿0,9 nên ta co ξR=0,65 ; αR=0,414; hệ số = 0,9 ;Rb = 1,7 T
- Cốt thép của dầm đươc tính toán theo tiêu chuẩn thiết kế
TCVN4116-85.
- Sơ đồ tính : Dầm ngang khi tính toán đươc xem như dầm liên
tục tục đặt trên các gối tưa là các cọc.
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 43
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
Nội lưc tính toán :
Mmax(T.m) Mmin(T.m) Qmax(T) Qmin(T)
11,63 -34,77 37,5 -28,25
a. Tính toán cốt thép chịu momen âm
- Dầm ngang là cấu kiện chịu uốn có tiết diện hình chữ nhật có
kích thước bxh (60x90 cm)
Khoảng cách tư trọng tâm cốt thép đến mép tiết diện là :
a= 5 (cm)
h0 = 90- 5 = 85 (cm)
Theo tiêu chuâ n TCVN4116-85 ta có:
{knnc M≤mbRnbX (h0−0,5 X )+maRanFa' (ho−a' )
maRaFa−maRanFa' =mbRnbX
(I)
Đê đa m ba o điê u kiê n pha hoa i de o thi : αm≤αR (ξ ≤ξ R)
Với αm=ξ (1−0,5ξ); ξ=X /ho
r = r.(1-0,5r ) ; Bê tông mác 300 , cốt thép nhóm AII , tra
bảng 17 – tiêu chuẩn bê tông cốt thép thuỷ công 4116-85 ta
đươc r = 0.65
r = r.(1-0,5r ) = 0,65.(1-0,5.0,65) = 0,438
Gia sư chi đặt cô t đơn Fa => Fa' = 0 tư công thưc (I) ta co :
αm=knnc M
mbRnbho2
αm=1,25.1,0 .34,77
1,15.1700.0,6 .0,85 ² = 0,051 >r = 0,438 (Thỏa mãn điều kiện)
Tư (I) ta có: Fa= knncM
maRaho (1−0,5ξ ) = 1,25.1,0 .34,77
1,15.28000.0,85 .0,675 = 23,53 (cm2)
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 44
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
Suy ra ham lương cô t the p: μ=Fa
bho100% = 0,46 % > μmin = 0,05%
Tính toán sự hình thành và mở rộng vết nứt :
Chọn lại thép dọc: chọn 11ф25
Suy ra ham lương cô t the p: μ=Fa
bho100% = 0,81 % > μmin = 0,05%
Theo tiêu chuẩn 4116 – 85, chiều rộng vết nưt aT vuông góc với
trục dọc dầm đươc xác định theo công thưc sau :
(mm)
Trong đó :
k : Hệ số kể đến tính chất chịu lưc của cấu kiện, với cấu
kiện chịu uốn k = 1
Cg : Hệ số xét đến tính chất của tải trọng tác dụng , với tải
trọng thương xuyên và tải trọng tạm thơi là 1.2.
: Hệ số kể đến loại thép sư dụng , với cốt thép thanh AII
có gơ lấy là 1
a : Ứng suất trong cốt thép chịu kéo không kể đến cương
độ bê tông vùng chịu kéo của mặt cắt , với cấu kiện chịu uốn
thì a xác định theo công thưc :
, với Z là cánh tay đòn nội lưc, lấy theo kết quả
tính toán mặt cắt về độ bền ,
Z = h0 – .h0/2
Z = 85 – 0,07.85/2 = 82,02 cm
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 45
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
a =
34 ,77×105
53 ,9×82,02= 786 ,95 (kG /cm2 )
0 =0 : Ứng suất kéo ban đầu trong cốt thép do sư trương
nơ của bê tông, với kết cấu khô
Ea : Mô đun đàn hồi của thép , Ea = 2,1.106 (kG/cm2 )
: Hàm lương cốt thép trong tiết diện , = 7,4.10-3
d : Đương kính cốt thép d = 25 mm
Thay số ta đươc :
at = 1×1 . 3×1×786 ,95−0
2. 1×106×7×( 4−100×0 ,81 % )×√25
mm = 0,05 < 0,08
mm
Chọn 11ф 25 là hơp lý.
b. Tính cốt thép khi dầm chịu momen dương
Gia sư chi đặt cô t đơn Fa => Fa' =0 tư công thưc (I) ta co :
αm=knnc M
mbRnbho2
αm=1,25.1,0 .11,63
1,15.1700.0,6 .0,85 ² = 0,017 < r = 0,438 (Thỏa mãn điều kiện)
Tư (I) ta có: Fa= knncM
maRaho (1−0,5ξ ) = 1,25.1,0 .11,63
1,15.28000.0,85 .0,96 = 5,53 (cm2)
Chọn thép dọc: chọn 7ф22
Suy ra ham lương cô t the p: μ=Fa
bho100% = 0,44% > μmin = 0,05%
Tính toán sự hình thành và mở rộng vết nứt :
Chọn thép dọc: chọn 7ф22
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 46
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
Theo tiêu chuẩn 4116 – 85, chiều rộng vết nưt aT vuông góc
với trục dọc dầm đươc xác định theo công thưc sau :
(mm)
a =
11 ,63×105
26 ,6×82 ,02= 533 ,06 (kG /cm2 )
Thay số ta đươc :
at = 1×1 . 3×1×533 ,06−0
2. 1×106×7×( 4−100×0 . 44 % )×√22
mm = 0,039 <
0,08 mm
Chọn 7ф22 là hơp lý.
c. Tính toán cốt đai
Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông :
Theo “Kết cấu bê tông cốt thép”, điều kiện để không phải tính
cốt thép ngang là :
kn.nc.Q ≤ mb . Qb với Qb = k1.Rb.b.h0 (k1=0.6 đối với dầm)
Cốt thép dọc bố trí như trên a = 5 + 2,8/2 = 6,4 cm h0 =
90 – 6,4 = 83.6 cm
kn.nc.Q = 1,2 x 1 x 37,55 = 45,06 (T)
mb . Qb = 1,15 x 0,6 x 170 x 0,6 x 0,836 = 58,84 (T)
kn.nc.Q < mb . Qb Bê tông đủ khả năng chịu cắt, không
cần tính cốt đai.
Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính của bụng dầm :
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 47
7Ø22
11Ø25
Ø10a200
Ø10a200
Ø10a200
2Ø14
30 0
90 00
50 50500
600
4
2
3
1
4'
5
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
Theo “Kết cấu bê tông cốt thép” :
Công thưc kiểm tra : kn.nc.Q ≤ k0 .mb .Rn.b.h0
k0=0,35 : bê tông mác ≤ 400
k0 .mb . Rn.b.h0 = 0,35x1,15x170x0,6x0,836 = 34,32 (T)
kn.nc.Q = 25,1 T ≤ k0 .mb . Rn.b.h0
Bê tông bụng dầm không bị phá hoại bởi ứng suất
nén chính.
Do đó ta đặt cốt đai theo yêu cầu cấu tạo : Chọn đai 10 ,
khoảng cách giữa các đai xác định như sau : hdầm = 900 mm >
450 mm a
Đặt cốt thép đai : 10 a 200.
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 48
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
6.2. Tính toán vòi voia. Tính toán cốt thép dọc :
Do dầm voi voi có tiết diện thay đổi theo chiều dài nên gần đúng ta
tiến hành tính toán cho tiết diện trung bình b x h = 100x65cm.
Giả thiết : abv = 5cm. Suy ra : h0 = h – abv = 65 – 5 = 60 cm.
αm=kn .nc .M
mb .Rb. b . ho2 =
1,25.1,0 .3,73
1,15.1700.1 .0,62 = 0,006 < αR = 0,414
Ta có: ζ = 0,5.(1+√1−2αm ) = 0,5.(1+√1−2.0,006 ) = 0,996
ξ=2(1−ζ ) = 2(1-0,996) = 0,008
Diê n ti ch cô t the p câ n thiê t la : Fa= kn .nc . Mmax
R s ζ ho =
1,25.1,0 .3,7328000.0,996 .0,6 = 2,78
(cm2)
Dư định chọn 7ф16 có Fa = 14,07 (cm2)
Hàm lương cốt thép : =
Fa
bh0=14,07
100× 60×100 %
= 0.23 % > min = 0.05%
b. Tính toán cốt đai :
Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông :
Theo TCVN4116-85 , điều kiện để không phải tính cốt thép
ngang là :
kn.nc.Q ≤ mb . Qb với Qb = 0,6.Rk.b.h0
Cốt thép dọc bố trí như trên abv = 5+1,6/2 = 5,8 cm h0 =
60- 5,8= 54,2 cm
kn.nc.Q = 1.25 x 1 x 2,49 = 3,11 (T)
mb . Qb = 1.15 x 0.6 x 17 x 100 x 54,2 = 63576 ( K)G =
63.57(T)
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 49
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
kn.nc.Q < mb . Qb Bê tông đủ khả năng chịu cắt, không cần
tính cốt đai.
Do đó ta đặt cốt đai theo yêu cầu cấu tạo : Chọn đai 10 ,
khoảng cách giữa các đai xác định như sau : h = 650 mm >
450 mm
Cốt thép đai là : 10 a 150.
Tính toán sự hình thành và mở rộng vết nứt :
Theo tiêu chuẩn 4116 – 85, chiều rộng vết nưt aT vuông góc với
trục dọc dầm đươc xác định theo công thưc sau :
(mm)
a =
3 ,73×105
14 ,07×54 ,2= 489 ,1 (kG /cm2 )
Thay số ta đươc :
at = 1×1 . 2×1×489 ,1−0
2. 1×106×7×(4−100×0 .23 % )×√16
mm = 0,029 < 0,08
mm
Chọn 7ф16 là hơp lý.
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 50
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
Ø10a200Ø10a100
7Ø16
7Ø16
THÉP Ð? U C? CIII III 6
3'
7
4
8Ø10a150
97Ø22
94Ø22
900
600
6.3. Thép liên kết cừ
Chọn 3ф20 hàn vào lòng máng của 1 cư larssen rồi ngàm sâu
vào dầm dọc để tăng liên kết giữa cư và dầm dọc.
Bảng thống kê bố trí cốt thép cho các cấu kiện
Câ u kiê n
M
T.m
Fa
cm²
Fa bô tri
cm²
Dâ m 11,63 9,29 7ф22=26,6
-34,77 28,38 11 ф 25=53,9
Dâ m vo i voi
3,73 2,78 7 ф 16=14,07
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 51
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH BẾN CẦU TÀU CỪ TRƯỚC7.1. Tóm tắt các vấn đề tính toán và kiểm tra ổn định chung của cầu tàu cừ trước
Cũng như các loại công trình bến khác, bến đươc kiểm tra ổn định sâu theo 1 trong 2 phương pháp : Phương pháp trươt cung tròn và mặt trươt gẫy khúc.
Đối với cầu tàu cư trước thế ổn định đươc tạo bơi ma sát giữa các cọc với đất và trong thành phần gây tạo thế ổn định bao giơ có lưc cắt của cọc.
Tính thế ổn định trươt sâu theo phương pháp trươt cung tròn.
Công thưc kiểm tra:
kn.nc.n.mđ.Mtr < m.Mg
Trong đó:
kn : Hệ số tin cậy phụ thuộc vào cấp công trình.
Đối với công trình cấp I : kn = 1,25
nc : Hệ số tổ hơp tải trọng, với tải trọng cơ bản, nc = 1
mđ :Hệ số điều kện làm việc bổ sung phụ thuộc vào đặc điểm khi tính trươt cung tròn theo bài toán phẳng mđ = 0,8
m: hệ số điều kiện làm việc m = 1,15
n: hệ số vươt tải n = 1,25
Mg Tổng mô men giữ ( tổng mô men của các lưc chống trươt )
Mg = [ ∑gi.cos i.tg i + ∑ci. li + ∑Qci ]
Mtr : Tổng mô men của các lưc gây trươt : Mtr = R.∑gi. sini
ci : Lưc dính của đất nền năm ơ đáy cung trươt của dải thư i.
Qi : Lưc chống cắt của cấu kiện bị cắt qua
li : Lưc chống cắt của dải thư i.
i : Góc nghiêng của bán kính trươt qua điểm giữa đáy của dải thư i.
Ta đưa công thưc kiểm tra về dạng sau:
kn < mMg./(Mtr.nc.mđ)
Đặt kn* = m.Mg./(Mtr.nc.mđ)
Tính kn* cho một số cung trươt khác nhau và so sánh để chọn ra kn
*min
để so sánh mưc độ ổn định của công trình.
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 52
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
7.2. Xác định lực cắt dọc
Xác định lưc cắt dọc theo điều 13.20.TCN.222-92:
Qi = (4Mc)/(tz.L)
Trong đó:
L: Khoảng cách cọc theo tuyến mép bến , L = 3,65 m
Mc: Mô men uốn của cọc khi cọc bị cắt.
MC= lc . tZ2
P , a : Áp lưc bị động và chủ động tại cung trươt thư i ;
tz : Nưa chiều dài đoạn cọc bị uốn giữa 2 mặt phẳng ngàm ;
lc : Chiều dài đoạn thẳng mà trong phạm vi đó áp lưc chủ động và áp lưc bị động của đất của đất truyền lên cọc.
lc = L khi L 3d
lc = 3dc khi L > 3d
dc : đương kính cọc. Nhận thấy L=3,65m >1,2m
lc = 3.0,4 = 1,2 m.
tz = ( ) .tn
tn :Khoảng cách tư mặt trươt đến chân cọc.
p : áp lưc bị động của đất : p = tc.hi. a + c.ac
a : áp lưc chủ động của đất : a = tc.hi. a - c.ac
c: lưc dính của đất.
Lưc cắt cọc đươc tính cùng với kiểm tra ổn định trươt sâu của đất.
7.3. Xác định vị trí tâm trượt nguy hiểm
Xét tỷ số: = < 1
Theo bảng 4.7 trang 68 sách Thiết Kế CTBC ta có
Do đó ta có thể lấy : x = ( 0,5 ÷ 0,58 ) và y = ( 0,58 ÷ 0,65 )
Lấy toạ độ tâm ban đầu O1 có : x1 = 12,1 .0,5=6,05 m ;
y1 = 12,1.0,58 = 7,02 m ;
Sau đó tính thêm 2 điểm tiếp theo O2(6,53 ; 7,6) và O3(7,02 ; 7,8)
+Tính lưc cắt dọc đối với tâm O1
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 53
8ap
25,1
1
5,1
1
H
t
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
tz=tn/1,25=4,5/1,25= 3,6
p = tc.hi. p = 0,75.7,9.1,698= 10,063T/m2
a =tc.hi. a = 0,75.7,9.0,588 = 3,4886 T/m2
Mc= lc . tz2 = = 12,78( Tm )
Qi = (4Mc)/(tz.L) =4.12,78 /(3,6.3,65)= 3,89 T
Mà số cọc mà cung trươt cắt qua là 6 cọc => Qci = 6.3,89 = 23,34 (T)
Tương tư tính đươc lưc cắt cọc trong trương hơp tâm O2 và O3
Tâm O2 Qci = 23,45 (T)
Tâm O3 Qci = 23,55 (T)
7.4. Kiểm tra ổn định trượt sâu
Kiểm tra ổn định trươt sâu theo công thưc
Nc.n.Mtr.mđ < .Mg
+ Kiểm tra ổn định tâm trươt O1:
Ta có: O1 (6,05 ; 7,02) R= 28,32 (m)
CTMB+2.5
c t ®b-9.6
MNTTK-1.2
Cõ thÐpLarssen IV
m=2.5
1:71:7
X
YO1
0
R = 28,32 m1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
-1-2
-3-4
-5-6
-7-8
-9-10
-11-12-13
Hình 7.1.Kiểm tra ổn định cung tròn tâm O1 với R1 = 28,32m
- Tính K1
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 54
8ap
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
K1 = 1
+ Kiểm tra ổn định tâm trươt O2:
Ta có: O2 (6,53 ; 7,6) R= 29 (m)
CTMB+2.5
c t ®b-9.6
MNTTK-1.2
Cõ thÐpLarssen IV
m=2.51:71:
7
X
YO2
R = 29 m2
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
-1-2
-3-4
-5-6
-7-8
-9-10
-11-12-13
Hình 7.2.Kiểm tra ổn định cung tròn tâm O2 với R2 = 29m
- Tính K2
K2 = 1
+ Kiểm tra ổn định tâm trươt O3:
Ta có: O3 (7,02 ; 7,8) R= 29,31 (m)
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 55
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
CTMB+2.5
c t ®b-9.6
MNTTK-1.2
Cõ thÐpLarssen IV
m=2.5
1:71:7
X
YO3
R = 29,31 m3
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
-1-2
-3-4
-5-6
-7-8
-9-10
-11-12-13
Hình 7.3.Kiểm tra ổn định cung tròn tâm O3 với R3 = 29,31m
- Tính K3
K3 = 1
Kết luận : Cầu tầu cư trước đã thỏa mãn về ổn định trươt sâu.
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 56
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
CHƯƠNG 8: THỐNG KÊ VẬT LIỆU VÀ BIỆN PHÁP THI CÔNG
8.1 Thống kê vật liệu chính cho 1 phân đoạn bến.
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 57
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
B?NG TH? NG KÊ C? T THÉP
TÊNC.KI? N
S?HI? U
HÌNH D? NG-KÍCH THU? CÐU? NG
KÍNH(mm)
CHI? UDÀI 1
THANH(mm)
S?LU? NG
T? NGCHI? U
DÀI(m)
T? NGS?
LU? NG(Kg)
11000
320
32
0
60
400 200
250 250150150
7070
1
2
3
4
5
6
7
750
320
16
0
60
360x360x108
21000
21000
21000
800
800 60
50
0
50
0
800
800 60
22
5
22
5
700
60
60
Ø22
Ø8
Ø20
Ø8
Ø30
Ø8
Ø8
Ø25
Ø22
Ø14
Ø10
Ø10
Ø10
11000
700
1940
4200
750
3500
1080
21000
21000
21000
2720
730
820
C? C
D? MNGANG
1
2
3
4
4'
5
840
8960
280
5040
280
280
19320
5040
440
440
120
1200
1200
600
9240
6272
543,2
21168
210
980
20865,6
9240
9240
2520
33264
876
492
6
7
8
9
900
900 60
70
0
70
0
2900
200
700
60
60
VÒIVOI
Ø16
Ø16
Ø10
Ø10
2100
200
2300
3100
3320
820
280
280
4200
840
644
868
13944
6888
B? N
C?
45800
25050
50
20900
1
2
3
Ø16
Ø16
Ø8
1500 Ø18
45800
20900
350
1500
7200
80
1000
1200
329760
1672
350
1800
27572
2477,44
1339,6
8361,36
1165,11
387,1
8241,9
35601,65
27572,05
3043,9
20523
540,5
303,5
1016
1369,4
8603,4
4249,9
52034,7
2683
138,2
9065,3
8.2. Phương pháp thi công.– Cọc bê tông cốt thép đươc đúc sắn.– Hạ cọc băng phương pháp đóng, và hạ xuống độ sâu -19,9m,
xuống lớp đất thư 3.– Kết cấu dầm bản đổ toàn khối tại chỗ.– Dầm vòi voi là cấu kiện lắp ghép.– Cư thép đươc đóng xuống độ sâu -17,5 m. hàn thép vào đầu cư
để liên kết cư vào dầm dọc.
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 58
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
CHƯƠNG 9: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
9.1. Kết luận
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 59
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
Công trình bến cầu tầu phù hơp với khu vưc xây dưng có nền đất yếu ,dễ đóng cọc. Ngoài ra bến cầu tàu kết hơp với hàng cư sau làm tăng ổn định chung cho công trình bến.tuy nhiên thi công cư chôn sâu xuống đất gặp nhiều khó khăn và tốn nhiều thơi gian.
9.2. Kiến nghị
Trong quá trình hoàn thành đồ án không tránh khỏi có những sai sót,vì thế em kính mong các Thầy cô tạo điều kiện giúp đỡ em có thể nắm kiến thưc để có thể áp dụng vào thưc tế.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
– Công trình bến cảng – Phạm Văn Giáp,Nguyễn Hữu Đẩu, Nguyễn Ngọc Huệ. NXB xây dưng,1998.
– Kết cấu bến cảng trên nền đất yếu – Phạm Văn Giáp, Nguyễn Mạnh Tiến.1991.
– 22 – TCN – 207 – 92. Công trình bến cảng biển. Hà Nội – 1992.
– 22 – TCN – 222 – 95. Tải trọng và tác động lên công trình thủy. Hà Nội – 1995.
– 22 – TCN – 219 – 94. Công trình bến cảng sông. Hà Nội – 1994.
– TCVN – 4116 – 85. Thiết kế bê tông và BTCT công trình thủy công. Hà Nội – 1985.
Kê t câ u bê tông cô t the p – GS.TS Ngô Thê Phong, GS.TS.Nguyê n Đi nh Cô ng, PGS.TS.Phan Quang Minh
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 60
ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN
NGÔ XUÂN THIÊN_MSSV:758654 Page 61
top related