Thiết kế 1 công trình bến

ững ưu điểm sau: + Đơn giản trong công tác chế tạo, có khả năng lắp ghép lớn, dễ thi công, đảm bảo tiến độ nhanh, giảm chi phí vật liệu xây dựng so với bến khối xếp. + Sự phân bố ứng suất nền tương đối đồng đều nên có thể thi công trên đất có sức chịu tải kém hơn. Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong bộ môn Cảng- đường thuỷ, các bạn trong lớp và đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn Khương Tất Chiến đã giúp em hoàn thành đồ án này. Chương 1 Các kích thước cơ bản của bến và giả định kết cấu Các số liệu: Số liệu địa chất: Lớp 1: Cát trung c = 0,2 T/m2 ; j = 17° ; g = 1,65 T/m3 ; h = 2,0 m. Lớp 2: Sét cứng c = 4,2 T/m2 ; j = 23° ; g = 1,8 T/m3 . Tài liệu thuỷ hải văn: MNCTK: +2,0 m. MNTTK: +0,1 m. MNTB : +1,0 m. Tải trọng hàng hoá và thiết bị bốc xếp: Hàng hoá trên bến: q0 = 2,0 T/m3. Thiết bị trên bến : Cần trục xích. Tài liệu khí tượng: Tốc dòng chảy dọc tầu : 1,1 m/s. Tốc dòng chảy vuông góc với tầu: 0 m/s. Tốc độ gió dọc tầu : 11 m/s. Tốc độ gió vuông góc với tầu : 14 m/s. Loại tầu thiết kế: Loại tầu : Tổng hợp. Lượng rẽ nước: 7000 T. Lt = 130 m. Bt = 17,4 m. T = 5,6 m. các kích thước cơ bản của bến: Chiều dài bến: LB = Lt + d Lt = 130 m: Chiều dài tàu tính toán. d = 15 m: Khoảng cách dự phòng cho 1 bến (Bảng 1- 3 Trang 18 - Công trình bến cảng ). LB = Lt + d = 130 + 15 = 145 m. Cao trình mặt bến: CTMB = MNCTK + a a: Độ cao dự trữ do bảo quản hàng hoá và quá trình bốc dỡ (a = 1á2 m). Lấy a = 1 m. CTMB = MNCTK + a = +2,0 + 1 = +3,0 m. Cao trình đáy bến: CTĐB = MNTTK - H0 H0: Chiều sâu thiết kế. H0 = Hct + Z4 Hct: Chiều sâu chạy tầu. Hct = T + Z0 + Z1 + Z2 + Z3 T: Mớn nước tầu chở đầy hàng ( T = 5,6 m). Z0: Độ dự phòng cho sự nghiêng lệch tàu do xếp hàng hoá lên tầu không đều và do hàng hoá bị xê dịch. Z0 = 0,026´Bt = 0,026´17,4 = 0,452 m (Bảng 6 -22- TCN -207- 92). Z1: Độ dự phòng chạy tầu tối thiểu tính với an toàn lái tầu. Z1 = 0,06´T = 0,06´5,6 = 0,336 m (Bảng 3 -22- TCN -207-92). Z2: Độ dự phòng do sóng (Z2 = 0). Z3: Độ dự phòng về tốc độ tính tới sự thay đổi mớn nước của tầu khi chạy so với mớn nước tầu neo đậu khi nước tĩnh, Z3 = 0,25 m ( Bảng 5 -22- TCN -207- 92). Z4: Độ dự phòng cho sa bồi, Z4 = 0,4 m ( Trang 14 -22- TCN - 207- 92). Hct = T + Z0 + Z1 + Z2 + Z3 = 5,6 + 0,452 + 0,336 + 0 + 0,25 = 6,64 m H0 = Hct + Z4 = 6,64 + 0,4 = 7,04 m CTĐB = MNTTK - H0 = +0,1 - 7,04 = -6,94 m Lấy CTĐB = -7,0 m. Chiều cao trước bến: H = CTMB - CTĐB = +3,0 - (-7,0) = 10,0 m H < 20 m nên đây là công trình bến cấp III. Chia chiều dài bến bằng các phân đoạn. Mỗi phân đoạn có chiều dài là 30 m. Các phân đoạn được ngăn cách với nhau bởi các khe lún và các khe nhiệt độ thẳng đứng suốt chiều cao công trình. giả định kết cấu bến: Kết cấu bến: Bến trọng lực dạng tường góc neo ngoài. Giả định kết cấu: Bản mặt và bản đáy làm bằng BTCT lắp ghép thường, được chế tạo sẵn với chiều rộng mỗi phân đoạn là 6 m dọc theo chiều dài bến. Thanh neo được làm bằng thép AIII và được neo trực tiếp vào bản mặt và bản neo. Phần dầm mũ được chia thành các phân đoạn dài 30 m, được đổ trực tiếp bằng bê tông mác 300. Giả định vật liệu các cấu kiện chính: + Bản mặt Bê tông thủy công mác 300, lớp bảo vệ 6 cm. Thép cán nóng thường loại AIII. + Bản đáy Bê tông thủy công mác 300, lớp bảo vệ 6 cm. Thép cán nóng thường loại AII. +Thanh neo Thép bản trơn, có bề rộng bản bố trí theo phương mặt cắt bến nhằm hạn chế áp lực đất tác dụng lên thanh neo. + Dầm mũ Bê tông đổ tại chỗ mác 300. + Lớp đệm Bằng đá đổ (15á100 kg/viên) có tầng lọc ngược bằng đá dăm hoặc sỏi (7á10cm). + Lăng thể đá giảm tải: Bằng đá hộc (15á100 kg/viên) có tầng lọc ngược bằng đá dăm hoặc sỏi (7á10cm) cùng với màn lọc nhân tạo. + Lớp cát lấp sau tường đứng Bằng cát thô có j = 300 ; g = 1,85 T/m3. Hình 1: Giả định các kích thước cơ bản của bến Chương 2 tảI trọng và các tổ hợp cơ bản tảI trọng thường xuyên Trọng lượng bản thân của công trình bến Bản mặt Tính cho 1 cấu kiện: G1 = gBT ´h ´F gBT: Trọng lượng riêng của bê tông (gBT = 2,5 T/m3). h : Chiều cao bản mặt (h = 8,0 m). F : tiết diện bản mặt. F = 0,5´6 + 2´0,5´1 = 4 m2. G1 = gBT´ h´ F = 2,5´8´4 = 80 T. Bản đáy Tính cho 1 cấu kiện: G2 = gBT´ h´ F gBT: Trọng lượng riêng của bê tông (gBT = 2,5 T/m3). h: Chiều cao bản đáy (h = 0,7 m). F: Tiết diện bản đáy. F = 8´6 = 48 m2. G1 = gBT´ h´ F = 2,5´ 0,7´48 = 84 T. Dầm mũ Tính cho 1 đoạn dài 6 m dọc theo chiều dài bến: G3 = gBT´h´F gBT: Trọng lượng riêng của bê tông (gBT = 2,5 T/m3). h: Chiều cao dầm mũ (h = 1,7 m). F: Tiết diện dầm mũ. F = 1,7´6 = 10,2 m2 G3 = gBT´h´F = 2,5´1,7´10,2 = 43,45 T Lăng thể đá giảm tải Tính cho 1 đoạn dài 6 m dọc theo chiều dài bến: G4 = gđá´h´F gđá: Trọng lượng riêng của đá (gđá = 2,2 T/m3). h: Chiều cao lăng thể đá (h = 8,0 m). F: Tiết diện lăng thể đá. F = 8´6 = 48 m2 G4 = gđá´h´F = 2,2´8´48 = 844,8 T Cát lấp Tính cho 1 đoạn dài 6 m dọc theo chiều dài bến: G5 = gcát´h´F gcát: Trọng lượng riêng của cát (gcát = 1,85 T/m3). h: Chiều cao phần cát lấp (h = 1,3 m). F: Tiết diện cát lấp. F = 8´6 = 48 m2 G5 = gcát´h´F = 1,85´1,3´48 = 115,4 T áp lực đất chủ động (tính với MNTTK) Giả thiết mặt phá hoại là mặt phẳng, nghiêng với phương đứng một góc b = 450- j/2. Trong đó, j là góc ma sát trong của lớp đất tương ứng với các khoảng tính áp lực. Khi đó, công thức chung tính áp lực chủ động cho 1 m dài bến như sau: si = (Sg i´hi) ´ la với lâ = tg2b là hệ số áp lực chủ động. Từ CTMB: +3,0 m đến cao trình: +1,7 m tính với cát lấp ở trạng thái tự nhiên: gcát = 1,85 T/m3 ; jcát = 300. Từ cao trình: +1,7 m đến CTĐB: -7,0 m tính với đá: gđá = 2,2 T/m3 ; jđá = 450 Tại cao trình: +1,7 m h = +3,0 - (+1,7) = 1,3 m la = tg2(450-jcát /2) = tg2(450 - 300/2) = 0,333 la = tg2(450-jđá /2) = tg2(450 - 450/2) = 0,172 s1 = 1,85´ 1,3´ 0,333 = 0,8 T/m2. s2 = 1,85´ 1,3´ 0,172 = 0,4 T/m2. Tại MNTTK: +0,1 m h = +1,7 - (+0,1) = 1,6 m la = tg2(450-jđá /2) = tg2(450 - 450/2) = 0,172 s2 = 0,4 + 2,2´1,6´0,172 = 1,01 T/m2. Tại CTĐB: -7,0 m h = +0,1 - (-0,7) = 7,1 m gđn = 2,2 - 1 = 1,2 T/m3 la = tg2(450-jđá /2) = tg2(450 - 450/2) = 0,172 s3 = 1,01 + 1,2´7,1´0,172 = 2,46 T/m2. TảI trọng tạm thời tác động nhanh Lực neo tầu Lực neo S tác động lên 1 bích neo (hoặc vòng neo) không phụ thuộc vào số lượng tầu buộc dây neo và bích neo đó, được xác định theo công thức: Trong đó: Qtot: Lực ngang do tác động tổng hợp của gió, dòng chảy và sóng. n : Số lượng bích neo chịu lực. a,b: Góc nghiêng của dây neo. Thành phần ngang Wq và thành phần dọc Wn của lực gió tác động lên tầu xác định theo: Wq = 73,6´10-5´Aq´vq2´x Wn= 49,0´10-5´An´vn2´x Trong đó: vq = 14 m/s; vn = 11 m/s; x = 0,65. Khi tầu đầy hàng: Aq = 1690 m2; An = 1360 m2. Lúc này: Wq = 73,6´10-5´Aq´vq2´x = 158,5 KN = 15,85 T. Wn= 49,0´10-5´An´vn2´x = 14 KN = 1,4 T. Thành phần ngang Qw và thành phần dọc Nw của lực do dòng chảy tác động lên tầu được xác định theo: Qw = 0,59´A1´v12 Nw = 0,59´A2´v22 Do v1 = 0 nên Qw = 0; v2 = 1,1 m/s. Khi tầu đầy hàng: A2 = 5,6´17,4 = 97,44 m2 Nw = 63,2 KN = 6,32 T. Khi tầu chưa có hàng: A2 = 4,4´17,4 = 76,56 m2 Nw = 49,7 KN = 4,97 T. Như vậy: Qtot = Wq + Qw = 15,85 T. Theo bảng tra ở -22- TCN -222- 95 : n = 4; a = 30°; b = 40°. Lực neo: = 10,35 T. Từ đó tính được các thành phần của S: Sq = 3,96 T Sn = S´cosa´cosb = 6,87 T Sv = S´sinb = 6,65 T Lực tựa tầu Lực tựa tầu phân bố đều theo chiều dài công trình bến trên toàn bộ đoạn tiếp xúc giữa thành tầu và mặt trước bến: Qtot = 15,85 T ( phần trên) ld: Chiều dài đoạn tiếp xúc giữa tầu và công trình. Lấy ld = 41 m (khi tầu đầy hàng). Như vậy: = 0,43 T/m. Lực va tầu Khi tầu cập vào công trình bến cảng thì động năng va của tầu Eq (KJ) xác định theo công thức: Trong đó: D: Lượng rẽ nước của tầu tính toán (D = 7000 T). v : Thành phần vuông góc ( với mặt trước công trình) của tốc độ cạp tầu. (v = 0,142 m/s Bảng 29 -22- TCN 222- 95) y: Hệ số ( y = 0,5 Bảng 30 -22- TCN 222- 95). Như vậy: = 35,29 KJ. Sq S Sv Sn b a Hình 2: sơ đồ phân bố lực neo trên 1 bích neo  TảI trọng tạm thời tác động kéo dài Mặt phẳng tính toán Theo phương ngang, mặt phẳng chịu tải trọng tác dụng của bản mặt chính là mặt trong của bản. Theo phương đứng, mặt phẳng chịu tải trọng tác dụng của bản mặt lùi ra sau mặt một đoạn được xác định bởi xbm Ê hp. Hình 3: mặt phẳng tính toán của bản mặt Như vậy mặt phẳng tính toán sẽ cách mép bến 1 đoạn là: a = 2- 0,35- 0,5 - 0,027 = 1,12 m. áp lực đất gia tăng do tải trọng hàng hoá xếp trên bến Tính cho 1 m chiều dài bến và tương ứng với MNTTK. áp lực đất gia tăng do cần trục xích trên bến Tính cho 1 m chiều dài bến và tương ứng với MNTTK Chọn cần trục xích E509 với các thông số kĩ thuật sau: Chiều dài cần: 10 m. Sức nâng: max = 10 T; min = 2,6 T. Trọng lượng: 23 T. áp lực lên đất: 0,66 KG/cm2 = 6,6 T/m2. Như vậy ta có 3 tổ hợp tải trọng cơ bản: Tổ hợp lực neo tầu Tổ hợp lực tựa tầu Tổ hợp lực va tầu Trong đó: Tổ hợp lực neo tầu: Tổ hợp lực cơ bản nguy hiểm nhất. Tổ hợp lực tựa tầu và tổ hợp lực va tầu: Không đưa vào sơ đồ tính toán cơ bản chỉ được xét đến trong tính toán độ bền của kết cấu phần trên, của các liên kết giữa kết cấu phần trên với các cấu kiện công trình bến, của hệ thống đệm tầu và các nút liên kết đệm tầu với công trình bến. Hình 4: tổ hợp lực neo tầu Hình 5: tổ hợp lực tựa tầu Hình 6: tổ hợp lực va tầu Chương 3 Kiểm tra ổn định Kiểm tra ổn định lật Tổ hợp tải trọng Gồm có: Trọng lượng bản thân, nội lực thanh neo, áp lực đất chủ động bản thân, áp lực đất chủ động gia tăng do tải trọng hàng hoá và do cần trục xích gây ra. Tính với MNCTK: +2,0 m và cho 6 m dài theo phương dọc bến. Tải trọng Lực Lực lật (T) Cánh tay đòn (m) Mô men lật (Tm) Giá trị Giá trị áp lực đất chủ động P1 146,52 3,8 577,23 Tải trọng Lực Lực giữ (T) Cánh tay đòn (m) Mô men giữ (Tm) Giá trị Giá trị Bản mặt P2 80 0,5 40 Bản đáy P3 84 4,0 336 Dầm mũ P4 43,35 0,5 21,68 Lăng thể đá P5 460,8 4,0 1900,92 Cát lấp P6 14,43 4,0 57,2 Thanh neo P7 59,46 7,5 445,95 Tổng 2801,75 Theo điều kiện mức độ cho phép về lún không đều phải thiết kế, tính toán sao cho hợp lực các tải trọng không vượt ra ngoài lõi tiết diện a hoặc e Với e = 0,5´b - a; a = . Ta có: g = 80 + 84 + 43,35 + 460,8 + 14,43 = 682,58 T Mg = 2801,75 Tm Ml = 577,23 Tm Như vậy: a = = 3,26 m > = 2,67 m. Và e = 0,5´b - a = 4 - 3,26 = 0,74 m. Kết luận Khi điều kiện trên được thoả mãn thì không cần kiểm tra ổn định lật nữa. Kiểm tra ổn định trượt phẳng ứng suất biên ở mặt tiếp xúc giữa nền công trình và lớp đệm đá được xác định smax = 22,97 T/m2 < Rđệm đá = 5 kG/cm2 = 50 T/m2 smin = 5,47 T/m2 < Rđệm đá = 5 kG/cm2 = 50 T/m2 ứng suất biên ở mặt tiếp xúc giữa lớp đệm đá với đất nền xác định từ điều kiện truyền tải trọng qua lớp đệm s’max = 19,7 T/m2 < Rđệm đá = 5 kG/cm2 = 50 T/m2 s’min = 8,05 T/m2 < Rđệm đá = 5 kG/cm2 = 50 T/m2 Kiểm tra ổn định của công trình bến kiểu trọng lực về trượt theo mặt phẳng tiếp xúc giữa công trình với lớp đệm đá cần thoả mãn điều kiện (các tải trọng đặt ở phía sau bản đáy) nc´n´mđ´E nc: Hệ số tổ hợp tải trọng (nc = 1). n: Hệ số vượt tải (n = 1,25). E: Tổng các lực ngang gây trượt ( chính là áp lực đất chủ động), E = = 24,42 T. m: Hệ số điều kiện làm việc (m = 1,15). Kn: Hệ số bảo đảm xét đến tầm quan trọng và cấp công trình (CT cấp III, Kn = 1,15). g: Tổng các lực đứng tác động lên đáy công trình (g = 113,76 T). f: Lực ma sát của đáy công trình theo mặt tiếp xúc với lớp đệm đá (f = 0,5). mđ = 0,95. Ra: Nội lực thanh neo ( Ra = 9,91 T). Khi đó: nc´n´mđ´E = 1´1,25´0,95´24,42 = 29 = = 66,79 Vậy công trình thoả mãn điều kiện trượt phẳng. Kiểm tra ổn định của công trình bến kiểu trọng lực về trượt cùng với lớp đệm (Trường hợp lớp đệm nằm trên mặt đất nền) Trượt theo mặt phẳng MK và KE nc´n´mđ´E [(g1 + g2 +g3)´fr + Ep´Ra] g1: Trọng lượng công trình truyền áp lực lên đất ở mặt phẳng đáy lớpđệm trên đoạn FK g1 = = = 126,53T. g2: Trọng lượng bản thân của lớp đệm đá trong phạm vi ECDK g2 = (b + b1 - 0,5´hn)´hn´gktc = (8 +2 - 0,5´2)´2´2,2 = 39,6 T. g3: Trọng lượng bản thân của đất lấp trong phạm vi BCF (g3 = 0). fr: Hệ số ma sát của lớp đệm đá trên đất nền lấy bằng tg 23° = 0,424. Ep: Lực ngang chống trượt do đất lấp (Ep = 0). Ra: Nội lực thanh neo (Ra = 9,91 T). Lúc này: nc´n´mđ´E = 29 T. [(g1 + g2 +g3)´fr + Ep´Ra] = 80,35 T. Vậy thoả mãn điều kiện trượt phẳng. Trượt theo mặt phẳng ME A C D M E F K b1 b g1 g2 g3 45° s1 s2 s max min s y Hình 7: Biểu đồ ứng suất ở mặt tiếp xúc giữa đệm đá với nền nc´n´mđ´E' E': Tổng các hình chiếu lên mặt trượt ME của các lực tác động bên trên mặt trượt này. E' = (g + g4)´siny + (E - Ra)´cos y g': Tổng các hình chiếu lên phương thẳng góc với trượt ME của các lực tác động bên trên mặt trượt. g' = (g + g4)´cosy - (E - Ra)´siny fk: Hệ số ma sát trong của đá đổ (fk = tg 45° = 1). g4: Trọng lượngn của phần lớp đệm trong phạm vi ECM g4 = 0,5´(b + b1)´hn´gktc = 0,5´(8 + 2)´2´2,2 = 22 T Ta có: g = 113,76 T Ra = 9,91 T 0,164 0,986 nên: E' = 36,57 T g' = 131,48 T Như vậy: nc´n´mđ´E' = 43,43 T. = 131,48 T. Thoả mãn điều kiện trượt phẳng. Kiểm tra ổn định trượt sâu Sử dụng phương pháp mặt trượt cung tròn. Chia cung tròn làm nhiều phần tử nhỏ. Tính hệ số ổn định cho từng tâm trượt O1, O2, O3 ứng với 1 m chiều dài bến và với MNTTK. trọng lượng các dảI chia đối với tâm o1 stt dảI chia dt (s1) Dt (s2) d t (s3) dt (s4) dt (s5) dt (s6) g1 g2 g3 g4 g5 g6 q chiều rộng (b) gi = Sgi´Si + b´q (m2) (m2) (m2) (m2) (m2) (m2) T/m3 T/m3 T/m3 T/m3 T/m3 T/m3 T/m (m) (T) 1 1 1.029 0 0 0 0 0 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 0 0 0.823 2 2 2.800 0 0 0 0 0 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 0 0 2.240 3 3 4.213 0 0 0 0 0 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 0 0 3.370 4 4 6.200 0 0 0 0 0 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 0 0 4.960 5 5 6.200 0 0 0 0 0 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 0 0 4.960 6 6 7.265 1.278 0 0 0 0 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 0 0 7.346 7 7 7.265 1.883 0 0 0 0 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 0 0 8.072 8 8 7.492 3 0 0 0 0 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 0 0 9.594 9 9 7.524 3 7.589 0 0 0 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 0 0 21.003 10 10 7.362 6.236 7.45 4.09 0.669 0.202 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 2 1.86 39.312 11 11 7.001 12.6 1.05 0 2.4 1.95 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 8.6 1.5 44.803 12 12 6.434 12.6 1.05 0 2.4 1.95 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 6.6 1.5 41.350 13 13 5.645 12.6 1.05 0 2.4 1.95 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 6.6 1.5 40.719 14 14 4.613 12.954 0.696 0 2.4 1.95 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 6.6 1.5 39.787 15 15 3.302 13.650 0 0 2.4 1.95 0.8 1.20 1.50 2.20 2.50 1.85 8.6 1.5 41.529 16 16 1.657 13.65 0 0 2.4 1.95 0.8 1.20 1.50 2.20 2.50 1.85 2 1.5 30.313 17 17 1.176 14.222 0 0 2.4 1.95 0.8 1.20 1.50 2.20 2.50 1.85 2 1.5 30.615 18 18 0 10.576 0 0 2.4 1.95 0.8 1.20 1.50 2.20 2.50 1.85 2 1.5 25.299 19 19 0 6.907 0 0 2.4 1.95 0.8 1.20 1.50 2.20 2.50 1.85 2 1.5 20.896 20 20 0 1.431 0 0 1.582 1.481 0.8 1.20 1.50 2.20 2.50 1.85 2 1.17 10.752 Bảng tính hệ số K1 stt dải chia gi ai cosai sinai ji tgji bi li ci mg mt 1 1 0.823 -0.72 0.752 -0.659 0.4014 0.424 0.115 1.832 4.20 7.957 -0.543 2 2 2.24 -0.61 0.820 -0.573 0.4014 0.424 0.105 1.673 4.20 7.804 -1.283 3 3 3.37 -0.51 0.873 -0.488 0.4014 0.424 0.099 1.577 4.20 7.872 -1.645 4 4 4.96 -0.41 0.917 -0.399 0.4014 0.424 0.094 1.497 4.20 8.220 -1.977 5 5 4.96 -0.32 0.949 -0.315 0.4014 0.424 0.091 1.450 4.20 8.087 -1.560 6 6 7.346 -0.23 0.974 -0.228 0.4014 0.424 0.088 1.402 4.20 8.924 -1.675 7 7 8.072 -0.14 0.990 -0.140 0.4014 0.424 0.087 1.386 4.20 9.213 -1.126 8 8 9.594 -0.06 0.998 -0.060 0.4014 0.424 0.086 1.370 4.20 9.819 -0.575 9 9 21.003 0.03 1.000 0.030 0.4014 0.424 0.086 1.370 4.20 14.665 0.630 10 10 39.312 0.12 0.993 0.120 0.4014 0.424 0.087 1.386 4.20 22.387 4.706 11 11 44.803 0.2 0.980 0.199 0.4014 0.424 0.088 1.402 4.20 24.525 8.901 12 12 41.35 0.29 0.958 0.286 0.4014 0.424 0.09 1.434 4.20 22.839 11.824 13 13 40.719 0.38 0.929 0.371 0.4014 0.424 0.093 1.481 4.20 22.272 15.104 14 14 39.787 0.48 0.887 0.462 0.4014 0.424 0.097 1.545 4.20 21.469 18.373 15 15 41.529 0.58 0.836 0.548 0.4014 0.424 0.103 1.641 4.20 21.635 22.759 16 16 30.313 0.68 0.778 0.629 0.4014 0.424 0.111 1.768 4.20 17.431 19.061 17 17 30.615 0.82 0.682 0.731 0.7854 1.000 0.124 1.975 0 20.886 22.384 18 18 25.299 0.94 0.590 0.808 0.7854 1.000 0.145 2.310 0 14.921 20.430 19 19 20.896 1.11 0.445 0.896 0.7854 1.000 0.192 3.059 0 9.292 18.717 20 20 10.752 1.29 0.277 0.961 0.7854 1.000 0.346 5.512 0 2.980 10.331 283.198 162.834 K1 = 1.739 stt dảI chia dt (s1) Dt (s2) d t (s3) dt (s4) dt (s5) dt (s6) g1 g2 g3 g4 g5 g6 q chiều rộng (b) gi = Sgi´Si + b´q (m2) (m2) (m2) (m2) (m2) (m2) T/m3 T/m3 T/m3 T/m3 T/m3 T/m3 T/m (m) (T) 1 1 1.102 0 0 0 0 0 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 0 0 0.882 2 2 3.016 0 0 0 0 0 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 0 0 2.413 3 3 4.571 0 0 0 0 0 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 0 0 3.657 4 4 5.832 0 0 0 0 0 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 0 0 4.666 5 5 6.843 0 0 0 0 0 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 0 0 5.474 6 6 7.630 0 0 0 0 0 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 0 0 6.104 7 7 8.213 0 0 0 0 0 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 0 0 6.570 8 8 8.605 0.128 0 0 0 0 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 0 0 7.038 9 9 8.814 1.883 0 0 0 0 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 0 0 9.311 10 10 8.843 3 0 0 0 0 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 0 0 10.674 11 11 8.694 3 0.759 0 0 0 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 0 0 11.694 12 12 8.363 6.236 7.45 4.090 0.669 0.202 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 2 1.86 40.113 13 13 7.844 12.6 1.05 0 2.4 1.95 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 8.6 1.5 45.478 14 14 7.126 12.6 1.05 0 2.4 1.95 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 6.6 1.5 41.903 15 15 6.192 12.6 1.05 0 2.4 1.95 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 6.6 1.5 41.156 16 16 5.017 12.954 0.696 0 2.4 1.95 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 6.6 1.5 40.110 17 17 3.565 13.65 0 0 2.4 1.95 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 8.6 1.5 41.740 18 18 1.778 13.65 0 0 2.4 1.95 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 2 1.5 30.410 19 19 0.126 14.188 0 0 2.4 1.95 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 2 1.5 29.734 20 20 0 10.393 0 0 2.4 1.95 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 2 1.5 25.079 21 21 0 6.548 0 0 2.4 1.95 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 2 1.5 20.465 22 22 0 1.148 0 0 1.486 1.453 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 2 1.17 10.121 trọng lượng các dảI chia đối với tâm o2 stt Dải chia gi ai cosai sinai ji tgji bi li ci mg mt 1 1 0.882 -0.757 0.727 -0.687 0.4014 0.424 0.109 2.067 4.20 8.952 -0.606 2 2 2.413 -0.653 0.794 -0.608 0.4014 0.424 0.100 1.896 4.20 8.777 -1.466 3 3 3.657 -0.556 0.849 -0.528 0.4014 0.424 0.093 1.763 4.20 8.724 -1.930 4 4 4.666 -0.465 0.894 -0.448 0.4014 0.424 0.089 1.687 4.20 8.857 -2.092 5 5 5.474 -0.379 0.929 -0.370 0.4014 0.424 0.085 1.612 4.20 8.927 -2.025 6 6 6.104 -0.295 0.957 -0.291 0.4014 0.424 0.083 1.574 4.20 9.088 -1.775 7 7 6.57 -0.213 0.977 -0.211 0.4014 0.424 0.081 1.536 4.20 9.176 -1.389 8 8 7.038 -0.132 0.991 -0.132 0.4014 0.424 0.08 1.517 4.20 9.332 -0.926 9 9 9.311 -0.053 0.999 -0.053 0.4014 0.424 0.079 1.498 4.20 10.237 -0.493 10 10 10.674 0.027 1.000 0.027 0.4014 0.424 0.077 1.460 4.20 10.661 0.288 11 11 11.694 0.106 0.994 0.106 0.4014 0.424 0.079 1.498 4.20 11.227 1.237 12 12 40.113 0.186 0.983 0.185 0.4014 0.424 0.081 1.536 4.20 23.182 7.418 13 13 45.478 0.267 0.965 0.264 0.4014 0.424 0.082 1.555 4.20 25.149 11.999 14 14 41.903 0.352 0.939 0.345 0.4014 0.424 0.084 1.593 4.20 23.384 14.447 15 15 41.156 0.434 0.907 0.421 0.4014 0.424 0.087 1.650 4.20 22.777 17.306 16 16 40.11 0.524 0.866 0.500 0.4014 0.424 0.092 1.744 4.20 22.066 20.069 17 17 41.74 0.621 0.813 0.582 0.4014 0.424 0.097 1.839 4.20 22.133 24.286 18 18 30.41 0.722 0.750 0.661 0.4014 0.424 0.106 2.010 4.20 18.128 20.098 19 19 29.734 0.85 0.660 0.751 0.7854 1.000 0.118 2.237 0 19.624 22.339 20 20 25.079 0.96 0.574 0.819 0.7854 1.000 0.14 2.654 0 14.383 20.545 21 21 20.465 1.153 0.406 0.914 0.7854 1.000 0.183 3.470 0 8.304 18.705 22 22 10.121 1.403 0.167 0.986 0.7854 1.000 0.306 5.802 0 1.690 9.979 304.778 176.013 K2 = 1.732 trọng lượng các dảI chia đối với tâm o3 stt dảI chia dt (s1) Dt (s2) d t (s3) dt (s4) dt (s5) dt (s6) g1 g2 g3 g4 g5 g6 q chiều rộng (b) gi = Sgi´Si + b´q (m2) (m2) (m2) (m2) (m2) (m2) T/m3 T/m3 T/m3 T/m3 T/m3 T/m3 T/m (m) (T) 1 1 1.165 0 0 0 0 0 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 0 0 0.932 2 2 3.204 0 0 0 0 0 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 0 0 2.563 3 3 4.884 0 0 0 0 0 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 0 0 3.907 4 4 6.271 0 0 0 0 0 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 0 0 5.017 5 5 7.409 0 0 0 0 0 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 0 0 5.927 6 6 8.328 0 0 0 0 0 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 0 0 6.662 7 7 9.048 0 0 0 0 0 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 0 0 7.238 8 8 9.584 0 0 0 0 0 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 0 0 7.667 9 9 9.945 0 0 0 0 0 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 0 0 7.956 10 10 10.138 0.128 0 0 0 0 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 0 0 8.264 11 11 10.165 1.883 0 0 0 0 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 0 0 10.392 12 12 10.027 3 0 0 0 0 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 0 0 11.622 13 13 9.722 3 0.759 0 0 0 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 0 0 12.516 14 14 9.245 6.236 7.450 4.090 0.669 0.202 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 2 1.86 40.818 15 15 8.587 12.960 1.050 0 2.4 2 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 8.6 1.5 46.504 16 16 7.735 12.96 1.05 0 2.4 2 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 6.6 1.5 42.823 17 17 6.672 12.96 1.05 0 2.4 2 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 6.6 1.5 41.972 18 18 5.371 12.954 0.696 0 2.4 2 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 6.6 1.5 40.393 19 19 3.794 13.65 0 0 2.4 2 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 8.6 1.5 41.923 20 20 1.883 13.65 0 0 2.4 2 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 2 1.5 30.494 21 21 0.133 14.159 0 0 2.4 2 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 2 1.5 29.705 22 22 10.243 0 0 2.4 2 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 2 1.5 24.899 23 23 6.271 0 0 2.4 2 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 2 1.5 20.133 24 24 0.978 0 0 1.440 1.462 0.8 1.2 1.5 2.2 2.5 1.85 2 1.2 9.858 stt dải chia gi ai cosai sinai ji tgji bi li ci mg mt 1 1 0.923 -0.788 0.705 -0.709 0.4014 0.424 0.103 1.953 4.20 8.478 -0.654 2 2 2.563 -0.688 0.773 -0.635 0.4014 0.424 0.093 1.763 4.20 8.246 -1.627 3 3 3.907 -0.597 0.827 -0.562 0.4014 0.424 0.088 1.668 4.20 8.379 -2.196 4 4 5.017 -0.511 0.872 -0.489 0.4014 0.424 0.086 1.631 4.20 8.706 -2.454 5 5 5.927 -0.428 0.910 -0.415 0.4014 0.424 0.081 1.536 4.20 8.739 -2.460 6 6 6.662 -0.349 0.940 -0.342 0.4014 0.424 0.078 1.479 4.20 8.868 -2.278 7 7 7.238 -0.272 0.963 -0.269 0.4014 0.424 0.076 1.441 4.20 9.011 -1.945 8 8 7.667 -0.197 0.981 -0.196 0.4014 0.424 0.074 1.403 4.20 9.084 -1.501 9 9 7.956 -0.122 0.993 -0.122 0.4014 0.424 0.074 1.403 4.20 9.245 -0.968 10 10 8.264 -0.049 0.999 -0.049 0.4014 0.424 0.073 1.384 4.20 9.317 -0.405 11 11 10.392 0.025 1.000 0.025 0.4014 0.424 0.073 1.384 4.20 10.223 0.260 12 12 11.622 0.098 0.995 0.098 0.4014 0.424 0.072 1.365 4.20 10.643 1.137 13 13 12.516 0.172 0.985 0.171 0.4014 0.424 0.074 1.403 4.20 11.127 2.142 14 14 40.818 0.246 0.970 0.244 0.4014 0.424 0.077 1.460 4.20 22.935 9.940 15 15 46.504 0.323 0.948 0.317 0.4014 0.424 0.077 1.460 4.20 24.849 14.761 16 16 42.823 0.401 0.921 0.390 0.4014 0.424 0.079 1.498 4.20 23.025 16.715 17 17 41.972 0.482 0.886 0.464 0.4014 0.424 0.082 1.555 4.20 22.315 19.456 18 18 40.393 0.567 0.844 0.537 0.4014 0.424 0.087 1.650 4.20 21.390 21.695 19 19 41.923 0.656 0.792 0.610 0.4014 0.424 0.092 1.744 4.20 21.412 25.571 20 20 30.494 0.752 0.730 0.683 0.4014 0.424 0.099 1.877 4.20 17.326 20.830 21 21 29.705 0.876 0.640 0.768 0.7854 1.000 0.112 2.124 0 19.018 22.819 22 22 24.889 0.98 0.557 0.830 0.7854 1.000 0.131 2.484 0 13.864 20.670 23 23 20.133 1.132 0.425 0.905 0.7854 1.000 0.172 3.261 0 8.554 18.226 24 24 9.858 1.280 0.287 0.958 0.7854 1.000 0.271 5.138 0 2.826 9.444 317.579 187.180 K3 = 1.697 Bảng tính hệ số K3 chương 4 tính toán theo điều kiện bền và mở rộng vết nứt tính toán bản mặt theo phương thẳng đứng Tính độ bền Bản mặt theo phơng thẳng đứngđợc tính như dầm đơn giản đặt trên 2 gối tựa. Gối 1 tại điểm neo có cao trình +1,2 m. Gối 2 tại đáy công trình bến. Trong đó lực tác dụng lên bản mặt gồm có: áp lực đất chủ động và áp lực đất gia tăng do hàng hoá, cần trục xích trên bến gây ra, tính với MNTTK: +0,1 m. Hình 8: nội lực bản mặt theo phương thẳng đứng Theo biểu mô men ở trên ta có: Mâm = 0,87 T.m Mdơng = 21,1 T.m Tính toán bê tông, cốt thép cho bản mặt theo tiêu chuẩn của BT-CT thuỷ công: Mtt = M´Kn´nc´n´mđ Trong đó: M: Mô men. Kn: Hệ số đảm bảo xét đến tầm quan trọng của công trình, phụ thuộc vào cấp công trình (CT cấp III, Kn = 1,15). nc: Hệ số tổ hợp tải trọng (Tổ hợp cơ bản, nc = 1). n: Hệ số vợt tải (n = 1,25). mđ: Hệ số phụ điều kiện làm việc (mđ = 0,9). Nh vậy: Mâmtt = 0,87´1,15´1´1,25´0,9 = 1,13 T.m Mdơngtt = 21,1´1,15´1´1,25´0,9 = 27,3 T.m Khi tính cốt thép của bản mặt ta tính với tiết diện chữ T có chiều rộng cánh bằng một nửa chiều rộng bản. Với Mâmtt = 1,13 T.m Tính toán như tiết diện chữ nhật có kích thước (b´h) = (3´1) m. Chọn cốt thép AIII, bê tông mác 300. Lớp bảo vệ a = 6 cm, h0 = h - a = 94 cm. Chiều cao miền bê tông chịu nén: x = h0 - Trong đó: M: là mô men tính toán: M = 2´Mâmtt = 2´1,13 = 2,26 T.m h0 = 94 cm. Kn = 1,15. mb: Hệ số điều kiện làm việc của bê tông (mb = 0,9). b = 300 cm. Rnp: Cờng độ tính toán của bê tông chịu nén dọc trục theo TTGHI, với M300 thì Rnp = 0,135 T/cm2. Vậy: x = h0 - = 0,076 cm. Ta có: x = 0,076 cm < 2´a' = 12 cm. < xR = 0,65. Ta tính toán với tiết diện cốt đơn, diện tích cốt kéo Fa là: Fa = Trong đó: mb = 0,9. ma: Hệ số điều kiện làm việccủa cốt thép (ma = 1,1). Ra: Cờng độ chịu kéo tính toán của cốt dọc ứng với TTGHI (cốt thép AIII thì Ra = 3750 KG/cm2). Lúc này: Fa = = 0,67 cm. Chọn thép F18. Với Mdơngtt = 27,3 T.m Tính toán như tiết diện hình chữ nhật: (b´h) = (0,5´1) m. Lấy cốt thép AIII, bê tông mác 300. Lớp bảo vệ a = 6 cm và h0 = h - a = 94 cm. Chiều cao miền bê tông chịu nén: x = h0 - Trong đó: h0 = 94 cm. Kn = 1,15. M = 2´Mdơngtt = 2´27,3 = 54,6 T.m mb = 0,9. b = 100 cm. Rnp = 0,135 T/cm2. Do đó: x = h0 - = 5,67 cm. Ta có: x = 0,076 cm < 2´a' = 12 cm. < xR = 0,65. Ta tính toán với tiết diện cốt đơn, diện tích cốt kéo Fa là: Fa = Trong đó: mb = 0,9. ma = 1,1. Ra = 3750 KG/cm2. đ Fa = = 2,95 cm2. Chọn thép F20. Độ mở rộng vết nứt Với Mâmtt = 1,13 T.m Kiểm tra điều kiện mở rộng vết nứt: Trong đó: K: Hệ số lấy bằng1. Cd: Hệ số lấy bằng 1,3. h: Hệ số phụ thuộc loại thép (với cốt thép thanh có gờ, h = 1). sa: ứng suất trong cốt chịu kéo, đối với cấu kiện chịu nén: M: Mô men tính toán. Fa: Diện tích cốt thép. Z: Cánh tay đòn ngẫu lực. Z = h0 - = 93,96 cm. đ = 28,62 KG/cm2. sbd: ứng suất kéo ban đầu trong cốt thép do trương nở bê tông,lấy: sbd =200 KG/cm2. Ea: Mô đun đàn hồi của cốt thép, với thép AIII thì Ea = 2.108 KG/cm2. m: Hàm lượng cốt thép trong tiết diện làm việc: < 0,02 đ = 23,76.10-6. d: Đường kính thanh cốt thép (d = 18 mm). Vậy: = 0,0022 mm < [aT] = 0,08 mm. đ Thoả mãn điều kiện mở rộng vết nứt. tính toán bản mặt theo phương dọc bến Tính độ bền Chia bản mặt ra những đoạn nhỏ = 1m để tính toán. Mỗi một phân đoạn chia có lực phân bố khác nhau, do đó có nội lực khác nhau. Sơ đồ tính toán: dầm đơn giản kê trên 2 gối là 2 gờ của bản mặt. tính toán bản mặt theo phương dọc bến STT Cao trình (m) b (cm) h0 (cm) qi (T/m) qitt (T/m) Mmax (T.cm) x0 (cm) Fa (cm2) Chọn Thép (mm) 1 2.00 100.00 44.00 1.28 1.66 186.30 0.403 1.19 2 1.70 30.00 44.00 1.29 1.67 187.76 1.368 1.21 3 0.70 100.00 44.00 1.12 1.45 163.01 0.352 1.04 4 0.10 60.00 44.00 1.35 1.75 196.49 0.710 1.26 5 -0.40 50.00 44.00 2.59 3.35 376.97 1.653 2.43 6 -1.40 100.00 44.00 2.74 3.54 398.80 0.866 2.55 7 -2.40 100.00 44.00 2.89 3.74 420.63 0.914 2.69 8 -3.40 100.00 44.00 3.04 3.93 442.46 0.962 2.83 9 -4.40 100.00 44.00 3.20 4.14 465.75 1.014 2.99 10 -5.50 100.00 44.00 3.35 4.33 487.58 1.062 3.13 11 -6.40 100.00 44.00 3.50 4.53 509.41 1.110 3.27 12 -7.00 60.00 44.00 3.59 4.64 522.51 1.915 3.38 F20 Độ mở rộng vết nứt Kiểm tra điều kiện mở rộng vết._.