Thiết kế cảng THIẾT KẾ CẢNG XĂNG DẦU NHÀ BÈ  Chiều dài bến : a = 213.2 (m)  Chiều dài sàn công nghệ : 64m Ta chia chiều sàn thành đoạn, đoạn dài 32 m, rộng 29(m) I.TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN I.1 Self-Weight( tải trọng thân) p d = 0.35.24 + 0.1.24= 10.8 kN/m I.2 Overburden load ( tải chất đầy hang) p s = 20 kN/ m I.3 Cargo- handing vehicle load( tải tác động xe tải hàng hóa) P p m = C (0.25l1 + 0.5l ) I.3.1 Truck( T-250) 100 x 2 p m = 2.75(0.25 x 4.8 + 0.5 x 4.5) = 21.08 kN/ m I.4 Tổ hợp tải trọng phân bố tác động lên sàn Sàn S1 lx 4.5 ly 4.8 lx/ly 0.9375 Bề dày sàn 0.35 Pd 10.8 Ps 20 Pm 21.08 Pu -30.9 II.CÁC GIÁ TRỊ ĐẶC TRƯNG CỦA KẾT QUẢ NỘI LỰC II.1 Nội lực tải phân bố λ= l x 4.5 = = 0.9375 l y 4.8 M x = Xpl x2 M y = YplY2 Trần Thanh Vũ Page Thiết kế cảng  Kết tính moomen điểm: lx/ly lx Tải trọng thân Hệ số ly X Y 0.05 0.94 4.50 4.80 1.00 0.94 4.50 4.80 2.00 0.02 0.94 4.50 4.80 3.00 0.05 0.02 Mx Tải trọng hàng hóa My 12.77 0.00 Tải trọng phương tiện bốc dỡ hàng hóa Mx My Mx My Tải trọng sóng Mx My 0.00 -23.64 0.00 -24.92 0.00 36.52 4.51 5.13 8.34 9.49 8.79 10.01 12.89 -14.67 11.22 0.00 -20.78 0.00 -21.90 0.00 32.10 0.00  Kết tính lực cắt điểm: • lx/l y 0.94 0.94 lx S= Qpl Tải trọng thân Tải trọng hàng hóa Q Sx Sy Sx 0.47 0.00 22.84 0.00 0.44 21.38 0.00 39.60 Hệ số ly 4.5 4.80 1.00 4.5 4.80 3.00 Sy 42.3 0.00 Tải trọng phương tiện bốc dỡ hàng hóa Sx Sy Tải trọng sóng Sx Sy 0.00 44.58 0.00 -65.35 0.00 0.00 -61.18 0.00 II.2 Trị số dung tính toán thiết kế kết nội lực Các giá trị kết tính toán nội lực: Momen uốn Item Self weight (D) Overburden load (S) Trần Thanh Vũ Mx (KNm/m) At support -11.22 -20.78 At midspan 4.51 8.34 Lực cắt My (KNm/m) At support -12.77 -23.64 At midspan 5.13 9.49 Sx (KN/m) Sy (KN/m) 21.38 39.60 22.84 42.30 Page Thiết kế cảng Vehicle distributed -21.90 8.79 -24.92 (Wm1) Vehicle concentrated -42.94 42.94 -38.72 (Wm2) Uplift (Wu) 32.10 -12.89 36.52 Ultimate limit state [performance items 1,2 and 4] (1) 1.1D+1.2S -37.27 14.97 -42.41 (2) 1.1D+1.2Wm1 -38.62 15.51 -43.94 (3) 1.1D+1.2Wm2 -63.87 56.49 -60.51 (4) 0.9D+1.0Wu 22.00 -8.84 25.03 Serviceability limit state [performance items and 7] (1) 1.0D+0.5S -21.61 8.68 -24.58 (2) 1.0D+0.5Wm1 -22.17 8.90 -25.22 (3) 1.0D+0.5Wm2 -32.69 25.98 -32.13 Fatigue limit state [performance item 9] (5) 1.0D -11.22 4.51 -12.77 (5) 1.0Wm2 -42.94 42.94 -38.72 10.01 0.00 44.58 38.72 68.75 68.75 -14.67 -61.18 -65.35 17.03 17.64 52.10 -10.05 71.04 23.52 106.02 -41.94 75.89 78.63 107.63 -44.80 9.87 10.13 24.49 41.18 21.38 55.76 43.99 45.13 57.22 5.13 38.72 21.38 68.75 22.84 68.75 II.3 Tính toán kiểm tra giới hạn cực hạn: ' Chọn bêtong mác 300: f cd =13.0 Chọn nhóm thép A-II: fyd=280 Chọn thép φ18 thiết kế cây: As=(mm2) II.3.1 Tính toán kiểm tra khẳ chịu uốn: II.3.1.1 Tính toán cốt thép:  4γ γ M An  d − d − b i d An Asn =  f yd     γ b (=1.1) hệ số cấu kiện γ i (=1.0) hệ số kết cấu An = 1.7bw f cd' = 1.7 x1000 x13 = 22100(mm ) bw (=1000 mm) bề rộng sườn cấu kiện f cd' : độ bền nén thiết kế bê tông f yd : độ bền kéo thiết kế cốt thép II.3.1.2 Tính toán sức chịu uốn thiết kế: Trần Thanh Vũ Page Thiết kế cảng As f yd d (1 − M ud = pw = p w f yd ) 1.7 f cd' γb As bw d γ b = 1.1 II.3.1.3 Kiểm tra khả chịu uốn: γi Md ≤ 1.0 M ud II.3.2 Tính toán kiểm tra khả chịu cắt:được bỏ qua II.3.3 Kiểm tra khả chọc thủng: γi Vd V pcd ≤ 1.0 Vd lực chọc thủng thiết kế,khả chống cắt thiết kế Trong ' β d β p β r f pcd u pd V pcd γb = ' f pcd = 0.20 f cd' β d = 1/ d β p = 100 p w βr = 1+ 1 + 0.25 u d II.3.4 Chiều cao có hiệu sàn Trần Thanh Vũ Page Thiết kế cảng II.3.5 Kết tính toán kiểm tra khả chiệu lực sàn II.3.5.1 Kết tính toán uốn Item Width bw (mm) d (mm) Md (KNm) f'cd (N/mm2) fyd An (mm) Asn (mm) Arrangement of reinforcement As (mm2) pw Mu (KNm) yi.Md/Mu Judgement Trần Thanh Vũ Parallel to the face line At support At midspan 1000 1000 357 273 63.874 56.489 13.000 13.000 280 280 22100 22100 721.363 846.116 Perpendicular to the face line At support At midspan 1000 1000 339 253 60.506 52.103 13.000 13.000 280 280 22100 22100 720.588 844.784 19 19 19 19 1416.925 0.004 122.285 0.522 OK 1416.925 0.005 91.989 0.614 OK 1416.925 0.004 115.793 0.523 OK 1416.925 0.006 84.775 0.615 OK Page Thiết kế cảng II.3.5.2 Kết tính toán chọc thủng γi  Trong Vd V pcd ≤ 1.0 Vd lực chọc thủng thiết kế,khả chống cắt thiết kế ' f pcd = 0.20 f cd' = 0.2 * 13 = 0.721N / mm d = (273 + 253)/2 =263 mm β d = 1000 / d = 1000 / 263 = 1.396 p w = 1416.925 / 1000.260 = 0.0053 β p = 100 p w = 100.x0.0053 = 0.809 u = (950+450)x2 = 2800 mm βr = 1+ u + 0.25 d = 1.273 = u p [(450+230x2)+(950+230x2)]x2=4640 mm ' β d β p β r f pcd upd V pcd = Vk=100 kN Vd= γb = 979779.050 ( N ) = 979.779 kN γ f Vk = 1.2 x100 = 120kN γ iVd / V pcd = 120 / 979.779 = 0.122 < II.4 Tính toán kiểm tra theo trạng thái giới hạn điều kiện làm việc: II.4.1 Tính toán kiểm ta nứt moomen uốn: Bể rộng vết nứt đc tính : σ  '  w = 1.1k1 k k [ 4c + 0.7(c s − φ )] se + ε csd  Es k2 =  15 + 0.7 f + 20 =1.106(hằng số xế đến ảnh hưởng chất lượng betong bề ' c rộng vết nứt) k3 = f c' 5(n + 2) 7n + = ' =1.3 x f cd =1.3x13=16.9 N/mm2 Trần Thanh Vũ Page Thiết kế cảng n=1 số lớp cốt thép k1 = số xét đến ảnh hưởng bề mặt cốt thép đến bề rộng vết nứt Md σ se = As jd j = 1− k / k = 2np w +(np w ) − np w n = E s / Ec = 200 / 25 = Bảng giới hạn bề rộng vết nứt Ăn mòn mạnh Ăn mòn vừa 0.0035c 0.0050c Lớp cốt thép phía Lớp cốt thép phía  Bảng tổng hợp kết tính toán Width bw (mm) d (mm) Md (kN-m) Parallel to the face line At At support midspan 1000 1000 357 273 32.691 25.977 Perpendicular to the face line At At support midspan 1000 1000 339 253 32.125 24.486 32125081 24485939 1416.925 1416.925 Md (N-mm) 32691310 25977220 As (mm2) Arrangement of reinforcement pw k j Teta se (N/mm2) c (mm) k1 f'c (N/mm2) k2 n k3 w (mm) 1416.925 1416.925 19 19 19 19 0.0040 0.222 0.926 69.798 50 16.9 1.107 1 0.1559 0.0052 0.250 0.917 73.251 70 16.9 1.107 1 0.2116 0.0042 0.227 0.924 72.363 70 16.9 1.107 1 0.2098 0.0056 0.258 0.914 74.728 90 16.9 1.107 1 0.2656 Trần Thanh Vũ Page Thiết kế cảng wa (mm) yi.w/wa Judgement 0.25 0.624 OK 0.245 0.864 OK 0.35 0.599 OK 0.315 0.843 OK II.4.2 Tính toán kiểm tra nứt lực cắt: Nếu Vd nhỏ 70% sức kháng cắt beetong Vcd việc tính toán kiểm tra bề rộng vết nứt lực cắt gây bỏ qua II.4.3 Sức kháng cắt tính toán: Vcd = β d β p β n f vcd bw d / γ b :sức kháng cắt thiết kế k có cốt thép chống cắt f vcd = 0.23 f cd' = 0.23 16.9 = 0.513 ( N/ m ) β d = 1000 / d β p = 100 pw β n = + M / M d ( N d' ≥ 0) ' = 1+2 M / M d ( N d < 0) N d' : lực nén dọc trục thiết kế M d : moomen uốn thiết kế M : momen uốn cần thiết để khử ứng suất lực dọc gây Bảng kết tính toán nứt lực cắt: Parallel to the face line Perpendicular to the face (chiều song song bến) line(chiều vuông góc bến) At midspan (nhịp) 1000 1000 Width bw (mm) d(mm) 273 253 Vd (kN ) 55.76 57.22 f cd' ( N / mm ) 16.9 16.9 0.513 0.513 1416.925 1416.925 pw 0.0052 0.0056 βd 1.384 1.41 βp 0.804 0.824 f vcd ( N / mm ) As (mm ) Trần Thanh Vũ Page Thiết kế cảng βn 1 Vcd (kN ) 155.8 150.8 γ iVd / Vcd 0.358 0.379 bw (mm) OK OK II.5 Tính toán kiểm tra theo trạng thái giới hạn mỏi II.5.1Số lần lặp lại trọng tải:được xác định sau: Lượng hàng hóa bốc xếp năm 1000 tấn.Tổng chiều dài bến 240m,tuổi thọ thiết kế công trình 50 năm,tổng hàng hóa bốc xếp 9810x240x50=117.720.000 kN Vì sức nâng forklift 232 kN nên số lần lặp lại tải trọng là: (117720000/232)x0.4=203.000 II.5.2 Tính toán ứng suất:  Ứng suất kéo cốt thép: σ s = nσ c' 1− k k  Ứng suất nén cốt thép:  d'  σ s' = nσ c' 1 −   kd   Ứng suất nén bê tông: σ c' = Md ' bd k  k  np w  d  d  1 −  +  k − ' 1 − '  2 3 k  d  d  Với :  d'   − n p w + p w' k = n p w − p w' + 2n p w + p w' d   E = s n : tỷ số mô đun đàn hồi Ec ( ) ( ) E s : moodun đàn hồi cốt thép =25N/ m Ec : moodun đàn hồi bê tông A pw = s bw d Trần Thanh Vũ Page Thiết kế cảng p w' = As' bw d As : diện tích cốt thép chịu kéo As' : diện tích cốt thép chịu nén Item Width bw (mm) d (mm) d' (mm) Arrangement of reinforcement As (mm2) As (mm2) pw pw2 n k Permanent load At support At midspan 1000 1000 339 253 163 77 D18 D18 1416.925 1416.925 1416.925 1416.925 0.0042 0.0056 0.0042 0.0056 8 0.2548 0.2638 Variable load At support At midspan 1000 1000 339 253 163 77 D18 D18 1416.925 1416.925 1416.925 1416.925 0.0042 0.0056 0.0042 0.0056 8 0.2548 0.2638 11.22 4.51 38.72 38.72 0.964 0.397 2.9 2.91 σ s ( N / mm ) 22.55487598 8.863423806 67.85180534 64.96867324 σ s' ( N / mm ) -6.84 -0.488 σ c' ( N / mm ) Trần Thanh Vũ Page 10