ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU 1.1 Phương án kết cấu Chiều dài công trình bến 115,02m chia làm phân đoạn , phân đoạn dài 57,5m, phân đoạn có khe lún rộng 2cm , bề rộng công trình bến 16m Cầu dẫn kích thước 50x6m Dùng cần cẩu bánh lốp LIEBHERR bốc hàng lên bờ Bố trí trụ cập tàu phía trước mặt bến Trụ cập tàu kích thước 14x6,6x4m Khẩu độ ray phễu 7m Bố trí trụ neo thượng lưu hạ lưu công trình Khoảng cách từ tim trụ neođến mép bến 24,5m Trụ neo xoay 30o so với mép bến, kích thước 6x6x2m Sử dụng cọc ống thép D711,2 , dày 16 mm trụ neo trụ cập tàu Sử dụng cọc BTCT UST D600, dày 100mm sàn công nghệ Dầm ngang bến kích thước 80x100 cm Dầm dọc bến kích thước 70x80 cm Phần mở rộng dầm ngang mép bến : 4x1,2x08m Bước cọc theo phương ngang bến 3,5 m Bước cọc theo phương dọc bến m Cầu dẫn sử dụng cọc BTCT UST D500, dày 90mm Bước cọc theo phương ngang cầu dẫn 4,5m Bước cọc theo phương dọc cầu dẫn m Dầm ngang cầu dẫn 70x80 cm Dầm dọc cầu dẫn 70x80 cm 1.2 Phương án kết cấu Chiều dài công trình bến 115,02m chia làm phân đoạn , phân đoạn dài 51m, phân đoạn có khe lún rộng 2cm, bề rộng công trình bến 19.25m Dùng cần cẩu chân đế bốc hàng lên bờ Bố trí trụ neo thượng lưu hạ lưu công trình Khoảng cách từ tim trụ neo đến mép bến 24,5m Trụ neo xoay 30 o so với mép bến, kích thước 6x6x2m Sử dụng cọc ống thép D711,2m, dày 16 mm trụ neo sàn công nghệ Dầm ngang bến kích thước 10x120 cm Dầm dọc ray kích thước 10x120 cm Dầm dọc không ray kích thước 10x120 cm Phần mở rộng dầm ngang mép bến : 70x200 cm 2.1 Tính toán sức chịu tải cọc theo cường độ đất Qtc = m ( mrqpAp + u ) m = : hệ số điều kiện làm việc cọc đất qp ( T/m2 ) sức chống tính toán đất mũi cọc, phụ thuộc: Độ sâu hạ cọc :36 – 11 = 25 m Đất mũi cọc: cát pha hạt mịn tới trung SPT = 15 ÷ 25 mR, mf : hệ số điều kiện làm việc đất mũi cọc, xung quanh cọc mR = 1, mf = u: chu vi tiết diện cọc u = 3.14*D = 3.14*0.7 = 2.198 m F: diện tích chống cọc lên đất F = 3.14*0.352 = 0.385 m2 li : chiều dài lớp đất thứ I tiếp xúc với mặt bên cọc ( m ) fi : sức chống tính toán lớp đất thứ I đất lên mặt hông cọc bảng kết tính toán sức chịu tải cọc Lỗ khoan : lớp đất bùn sét l(m) 19 li ( m ) 2 2 2 2 zi ( m ) 11 13 15 17 18.5 fi ( T/m2 ) 0.8 1.4 1.7 1.85 1.9 1.92 1.96 2 fi*li 1.6 2.8 3.4 3.7 3.8 3.84 3.92 4 6.5 20 2 0.5 2 0.5 2 0.5 22 24 25.25 26.5 28.5 30.5 31.75 33 35 37 38.25 2 4 B = 0.6 cát pha hạt mịn tới trung B = 0.6 sét nửa cứng B = 0.38 6.5 đá phong hóa nhẹ 6.5 tổng fi*li ( T/m ) sức chịu tải cọc theo đất sức chịu tải tính toán cọc Pdn/ktc Z 32 R( T/m) 428 45.06 P = 243.8637 Ptk = 174.1884 Lỗ khoan 2: lớp đất l(m) li ( m ) bùn sét 21 2 2 2 2 B = 0.6 zi fi ( T/m2 (m) ) 0.8 1.4 1.7 1.58 1.9 11 1.92 13 1.96 15 fi*li Z R( T/m) 1.6 2.8 3.4 3.16 3.8 3.84 3.92 33 136 cát pha, hạt tới trung 12.5 B = 0.6 sét nửa cứng 12.5 2 2 2 2 0.5 2 2 17 19 20.5 22 24 26 28 30 32 33.25 34.5 36.5 38.5 40.5 42.5 0.5 44.5 45.75 tổng fi*li ( T/m ) sức chịu tải cọc theo đất sức chịu tải tính toán cọc Pdn/ktc 2 2 44.52 P = 130.596 T Ptk = 93.2831 T 2.2 Tính toán sơ tải trọng tác dụng lên công trình Tổng tải đứng tác dụng lên phân đoạn Tổng tải bao gồm: o o o Tải trọng thân Tải trọng hàng hóa Thiết bị bốc xếp Tải trọng thân: - Lớp phủ mặt cầu dày 10cm = 0.1m G1 = Bb*Lb*hn*2.4 = 0.1*51*19.25*2.4 = 253.62 T - 4 4 Bản mặt cầu dày 30cm G2 = Bb*Lb*hn*2.4 = 0.3*51*19.25*2.4 = 706.86 T Dầm ngang: gồm 13 dầm, tiết diện 1000x 1200mm G3 = 13*Bb*2.4 = 13*1.2*19.25*1 = 300.3 T Dầm dọc ray: gồm dầm, tiết diện 100 x 120cm G4 = 2*Lb*2.4*SD = 2*51*2.4*1*1.2 = 293.76 T - Dầm dọc thường: gồm dầm, tiết diện 100 x 120cm G5 = 5* Lb*2.4*SD = 5*51*2.4*1*1.2 = 734.4 T Hàng hóa bến: hàng hóa phân bố bến với tải trọng q = T/m2 G6 = qhh*Lhh*Bhh Xếp hàng hóa cách chân cần trục 1.5m nên Bhh = 19.25 – 2.75 – 1.5 - 10.5 = 4.5m Bhh = 4.5*2*51 = 459 T Thiết bị bốc xếp: Cần trục chân đế, trọng lượng cần trục 320 T Vậy tổng tải trọng đứng là: G = G1 + G2 + G3 + G4 + G5 + G6 + 320 = 253.62 + 706.86 + 300.3 + 293.76 + 734.4 + 459 + 320 = 3067.94 T 2.3 Số lượng cọc Ncọc = = Tải trọng tàu tác dụng lên công trình 3.1.1 Tải trọng va tàu : Tính toán theo 22TCN 222 – 95 : Năng lượng va tàu (Tm) tính theo công thức : Eq = Năng lượng va tính toán : E = n.Eq Trong : n : hệ số an toàn n=1,5 ψ : Hệ số hiệu chỉnh động năngkể đến tượng động lực học, học xảy trình tàu va vào bến, tra theo bảng 30 D : Lượng giãn nước tàu tính toán thiết kế v : Vận tốc cập tàu theo phương vuông góc ( m/s ), tra theo bảng 29 g : Gia tốc trọng trường g= 9,81 m/s2 Kết tính toán Trọng tải ( DWT ) D(T) v ( m/s ) ψ 10.000 13.000 0,65 0,11 Dựa vào động va tàu lựa chọn đệm sau : Eq ( Tm ) 5.212 n 1,5 E ( Tm ) 7.818 Sử dụng đệm cao su Pi 800H-2000L ( loại C2 ) đệm có tính tương đương Khả hấp thu lượng va đệm E đ = 12,5 Tm (biến dạng 37%) phản lực truyền lên bến 41T Lực va tàu theo phương vuông góc tuyến bến Fx = 41 T Theo phương song song tuyến bến Fy = Fx.f (f hệ số ma sát tàu đệm) Trường hợp sử dụng pad vật liệu polyethylene f=0,5 Fy = 20,5 T Bố trí thiết bị đệm bến Phương án : Tại vị trí trụ cập tàu bố trí đệm với khoảng cách trung bình 5m Đệm dùng cho việc cập tàu 10.000DWT Đệm bố trí để làm việc theo cấu tạo Qui phạm cho phép khoảng cách đệm trụ cập tàu(dùng để cập loại tàu) khoảng từ 0.3 - 0.4Lt Trọng tải tàu Chiều dài tàu (DWT) 10.000 (m) 137 0,3Lt(m) 0,4Lt(m) 45.21 54.8 k/cách lựachọn(m) 50 Phương án : bố trí 11 đệm sàn công nghệ vị trí dầm ngang với khoảng cách trung bình đệm 11m 3.1.2 Tải trọng gió dòng chảy : Gió dòng chảy tác nhân làm xuất lực neo tàu Vị trí xây dựng cảng khu vực sông bỏ qua tác động sóng tính lực neo tàu P h ö ô n g n g a n g Phöông doïc Hướng gió thổi Tây Nam có tần suất nhiều nằm vùng quét góc a = 300 nên tính toán tải trọng gió theo phương : phương ngang tàu Tải trọng gió tác dụng lên tàu theo 22 TCN 222-95 Lực gió theo phương ngang Wq ( T ) : Wq = 7,5 x 10-5 x Aq x Vq2 x ξ Vq : Vận tốc gió theo hướng ngang tàu (m/s) Vận tốc gió tính toán với tần suất 2% vận tốc v ( 2% ) = 32m/s khai thác nên ta phải tính toán với tải trọng gió khai thác ( v = 20m/s ) tránh bão (v = 32m/s) Aq : Diện tích chắn gió theo hướng ngang tàu (m2) Tra theo bảng 134 trang 42 - Tải trọng tàu (công trình nổi) tác dụng lên công trình bến – Viện nghiên cứu khoa học thủy công Liên Bang B.E.VEDENHEEV Phương tác dụng Phương ngang ξ : Hệ số lấy theo bảng 26: ξ = 0,565 Diện tích chắn gió (m2) Đầy hàng Rỗng hàng 1340 2310 Tải trọng dòng chảy tác dụng lên tàu theo 22 TCN 222-95 Lực dòng chảy theo phương ngang Qω (T) phương dọc Nω (T): Qω = 0,06 x At x Vt2 Nω = 0,06 x Al x Vl2 Vt,Vl : Vận tốc dòng chảy theo phương vuông góc song song mạn tàu (lấy với suất bảo đảm 2%) (m/s) Phương ngang : v = 0,6m/s Phương dọc : v = 2,3m/s At,Al : Diện tích cản nước theo phương ngang phương dọc tàu (m2) Đầy hàng At = at.Lt.T rỗng hàng Al = al.Bt.T At = at.Lt.To Al = al.Bt.To Đầy hàng at = al = 0,8 Rỗng hàng at = al = 0,9 3.1.3 Bảng kết tính toán Tải trọng gió khai thác Các thông số tính tóan phương ngang đầy hàng rỗng hàng hệ số x vận tốc gió (m/s) diện tích chắn gió (m2) lực (T) 0.565 20 1340 22.713 0.565 20 2310 39.155 Tải trọng gió tránh bão Các thông số tính tóan hệ số x vận tốc gió (m/s) diện tích chắn gió (m2) lực (T) phương ngang đầy hàng rỗng hàng 0.565 32 2310 100.2355 Tải trọng dòng chảy Các thông số tính toán hệ số at/al diện tích chắn nước (m2) vận tốc dòng chảy lực (T) phương ngang rỗng đầy hàng hàng 0.8 0.9 898.72 423.9 0.6 0.6 23.33146 9.15624 phương dọc đầy hàng rỗng hàng 0.8 138.976 2.3 44.11098 0.9 54.54 2.3 17.310996 Tổng hợp tải trọng tác dụng lên tàu Trường hợp Khai thác Tránh bão Qtot đầy hàng 46.044 Ntot rỗng hàng 48.311 109.3918 đầy hàng 41.111 Tính toán phương án : TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU SÀN 4.1 Tổng quan kết cấu rỗng hàng 17.311 17.311 Kết cấu sàn sơ đồ hóa hình vẽ bảng 4.1.1 tổng hợp chiều dài nhịp, tỷ số cạnh theo hai phương x ( song song với tuyến mép bến ), phương y ( vuông góc với tuyến mép bến ) chiều dày sàn Chiều dài nhịp sàn tính từ khoảng cách từ tim đến tim dầm Mỗi sàn có bề dày 0.3m phủ lớp mặt dày 0.1m việc tính toán thiết kế sàn phần đề cập đến sàn S mô tả hình 4.1.1 việc tính toán sàn lại làm tương tự Sàn S1 S2 S3 lx 4 ly 3.5 2.75 lx/ly 1.14 1.33 1.45 Bề dày 0.3 0.3 0.3 4.2 Tính toán kiểm tra khả chịu lực sàn Các yêu cầu đặt kết cấu liệt kê bảng 3.4.1 mục 2.2, phần tiến hành xem xét yêu cầu 4.3 Tải trọng tác dụng lên sàn cầu tàu Trọng lượng thân pd = 0.3*24 + 0.1*24 = 9.6 KN/m2 Trọng chất đầy Ps = 20 KN/m2 Tải tác động xe hàng hóa Khi sàn hai phương chịu tác dụng tải trọng xe tải, điều kiện tải trọng tới hạn xác định nhiều xe tải xếp theo phương cạnh ngắn ( l )do tải bánh xe chúng tác động theo phương cạnh dài ( l ) trình bày hình 4.3.1 tải trọng quy đổi tương đương tải phân bố theo phương trình : Pm = Trong : Pm : tải trọng phân bố đầu quy đổi P : tải trọng bánh xe l1 : chiều dài nhịp theo phương cạnh dài l2 : chiều dài nhịp theo phương cạnh ngắn Tổng hợp tải trọng phân bố tác động lên sàn cầu tàu Pd (kN/m2) 9.6 Ô sàn S1 Ps (kN/m2) 20 Pm (kN/m2) 39.38 4.4 Các giá trị đặc trưng kết nội lực Moment lực cắt tác động tải trọng mô tả 4.4.1 Nội lực tải phân bố Moment uốn gây tải trọng phân bố sàn xác định từ đồ thị, xem sàn có bốn cạnh ngàm Khi λ ≤ , Mx = Xpl2x My = Ypl2y Khi λ ≥ , Mx = Ypl2y My = Xpl2x Trong λ tỷ số cạnh λ = Mx : moment uốn đơn vị bề rọng dọc theo trục y X : hệ số Mx My : moment uốn đơn vị bề rọng dọc theo trục x Y : hệ số My P : cường độ tải phân bố Moment uốn tính ba điểm hình 4.4.1 lực cắt S xác định thông qua hệ số lực cắt Q bảng 4.4.1 biểu diễn moment điểm, bảng 4.4.2 kết lực cắtdo tải phân bố gây Bảng kết tính toán bending moment due to uniformly distrubute load lx/l y l x ly Coefficient Self - weight X Mx 1.1 4 0.020 0.051 Y 0.051 0.020 Overburden load Mx My My 17.37 2.72 6.78 6.977 Vehicle load Mx 64.351 10.094 25.841 25.137 9.938 My 63.35 25.44 -24.747 Bảng kết tính toán shear force due to uniformly distrubute load lx ly Coefficien t Q Self - weight Sx Sy Overburden load Sx Sy Vehicle load Sx Sy 3.5 0.47 0.44 17.76 16.63 64.7 65.8 61.6 60.64 4.4.2 Nội lực tải tập trung Moment uốn Mx = 0.8 ( M1 + υ M2 ) My = 0.8 ( M2 + υ M1) Lực cắt Khi u ≥ v Sx = Sy = Khi u < v Sx = Sy = Trong : Mx My moment uốn đơn vị bề rộng dọc theo trục x trục y tương ứng, υ = 0.2 hệ số poisson P : tải trọng tập trung M1 M2 hệ số moment tương ứng, u v hai cạnh diện chịu tải rõ hình 4.4.3, lx ly : chiều dài nhịp theo phương x y P (k N) 12 l x ly u v u/l v/l (m) (m) x y 1.2 0.7 0.3 0.2 5 1 0.7 1.2 0.1 0.3 5 M1 0.17 0.19 M2 0.17 0.13 Mx (kN.m/ m) My (kN.m/ m) Sx (kN/m ) Sy (kN/m) 19.84 19.73 36.92 32 20.89 16.9 32 36.92 4.5 Trị số dùng tính toán thiết kế kết nội lực Bending moment Item Mx (kNm/m) At support -6.787 -25.14 At midspan 2.725 10.09 My (kNm/m) At support -17.375 -64.35 At midspan 6.98 25.84 Shear force Sx Sy (kN/m) (kN/m) seft - weight (D) 16.63 Overbuden load (S) 61.6 Vehicle distrubuted -24.75 9.94 -64.35 25.44 60.64 (Wm1) Vehicle concentrated -19.84 19.84 -16.90 16.90 68.75 (Wm2) Uplift (Wu) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Ultimate limit state (performance items 1,2 and 4) 1.1D+1.2S 15.1103 38.6839 92.2152 37.6301 96.3337 1.1D+1.2Wm1 14.9231 38.2027 91.0632 37.1621 96.3337 26.8093 100.795 1.1D+1.2Wm2 31.2775 27.9499 39.3877 0.9D+1Wu serviceability limit in state ( performance item and 7) 1D+0.5S 7.772 19.8975 47.432 19.3555 49.5505 1D+0.5Wm1 7.694 19.697 46.952 19.1605 49.5505 1D+0.5Wm2 12.6466 -25.823 15.425 51.007 16.7086 Fatigue limit state ( performance item 9) 1.0D -6.787 2.725 -17.375 6.977 16.632 1.0Wm2 19.8432 -16.896 16.896 68.75 19.8432 17.76 65.8 64.78 32.00 0.00 98.496 97.272 57.936 50.66 50.15 33.76 17.76 32 4.6 Tính toán kiểm tra theo trạng thái giới hạn cực hạn ( trạng thái giới hạn cường độ ) Tính toán kiểm tra theo trạng thái giới hạn cực hạn thực cách dùng giá trị moment uốn Md hay lực cắt Vd xác định mục 4.5 trị số khả chịu uốn Mu d hay sức kháng chống cắt Vpcd mô tả 4.6.1 Tính toán khả chịu uốn  Tính toán cốt thép Diện tích cốt thép đơn cần thiết A sd trường hợp = 1.0 tính từ phương trình đây: Asd = Trong đó: d : chiều cao có hiệu = 1.1 hệ số cấu kiện = 1.0 hệ số kết cấu An = 1.7 bwf’cd với bw : bề rộng sườn cấu kiện, f’cd độ bền nén bê tông, f’yd độ bền kéo cốt thép Hệ số vật liệu thường dùng để đạt độ bền thiết kế bê tông thép 1.3 1.0 tương ứng  Tính toán chịu uốn thiết kế Khả chịu uốn thiết kế Mud xác đinh từ phương trình: Mud = Trong : As : tiết diện ngang cốt thép chịu kéo Pw = , = 1.1  Kiểm tra khả chịu uốn Khả chịu uốn tính theo phương trình ≤1 4.6.2 Tính toán khả chịu cắt Dựa theo tiêu chuẩn JSCE phần tử phẳng ứng sử dầm, ví dụ : sàn chịu lực phương, nên xét phần tử ( cấu kiện ) tuyến tính Khi tính toán kiểm tra lực cắt Vì sàn s1 sàn chịu lực ( làm việc ) hai phương khuynh hướng chịu tác động lớn lực cắt, việc tính toán kiểm tra lực cắt bỏ qua 4.6.3 Kiểm tra khả chọc thủng An toàn sàn chống lại lực chọc thủng tính toán kiểm tra theo phương trình sau: ≤ 1.0 Trong : Vd : lực chọc thủng thiết kế ( lực cắt ) Vpcd = = 0.2 ( N/mm2 ) ≤ 1.2 N/mm2 = > 1.5 = > 1.5 =1+ Với : fcd’ sức bền kéo bê tông thiết kế, u : chu vi diện chịu tải, u p :chu vi tiết diện ngang vị trí cách d/2 tính từ diện chịu tải, d p : chiều cao có hiệu hệ số cốt thép xác định giá trị trung bình cốt thép theo hai phương, = 1.3 hệ số cấu kiện 4.6.4 chiều cao có hiệu sàn 4.6.5 Bảng tổng hợp tính toán kiểm tra khả chịu lực sàn Kết tính toán uốn Parallel to the face line Width bw (mm) d (mm) Md (kNm) f'cd (N/mm2) fyd (N/mm2) An Asn (mm2) At support 1000 325 37.6301 22 355 37400 362.610384 At midspan 1000 239 26.80934 22 355 37400 352.513482 Perpendicular to the face line At support At midspan 1000 1000 307 221 96.3337 27.9499 22 22 355 355 37400 37400 1003.44036 398.706957 3 Arrangement of reinforcement As (mm2) Pw Mu (kNm) fiMd/Mu Judgment D18@200 D18@200 D18@200 D18@200 1570.8 0.0048 157.20 0.287 OK 1570.8 0.0066 113.60 0.283 OK 1570.8 0.0051 148.07 0.781 OK 1570.8 0.0071 104.48 0.321 OK Kết chọc thủng = 0.2 = 0.938( N/mm2 ) d = 230 mm βd = 1.44 Diện tích cốt thép chịu lực theo phương song song với cầu tàu 1271.7 mm2 ( D18@200 ) Diện tích cốt thép chịu lực theo phương vuông góc với cầu tàu 1271.7 mm2 ( D18@200 ) Pw = 0.0068 Βp = 0.881 U = ( 700 +215*2 ) + ( 200 + 215*2 ) = 3520 mm Vpcd = 1189.88 Lực chọc thủng xem xét trường hợp bánh trước xe nâng với tải trọng 275 kN đặt sàn Kết kiểm tra sau: Vk = 120 KN Vd = 330 KN = 0.227 ≤ 1.0 ( thỏa điều kiện ) 4.7 Tính toán kiểm tra theo trạng thái giới hạn điều kiện làm việc Trong tính toán kiểm tra theo trạng thái biến dạng, liệu có hay không mức độ yêu cầu làm việc hiệu kết cấu xác định cách xác định rõ bề rộng vết nứt thực tế sàn bê tông không lớn bề rộng vết nứt giới hạn cho phép 4.7.1 Tính toán kiểm tra moment uốn Bề rộng vết nứt uốn tính từ phương trình W = 1.1 k1 k2 k3 ( 4c + 0.7 ( cs – Ø ) ( + ) k2 = + 0.7 k3 = : k1 = 1.0 : số xét đến ảnh hưởng bề mặt cốt thép đến bề rộng vết nứt k2 : số xét đến ảnh hưởng chất lượng bê tông bề rộng vết nứt f’c : cường độ chịu nén bê tông f’cd : số xét đến ảnh hưởng bề rộng vết nứt n : số lớp cốt thép chịu kéo c : chiều dày lớp bảo vệ cs : khoảng cách từ tâm đến tâm cốt thép chịu kéo θ: đường kính cốt thép chịu kéo ( mm) Es : môdun đàn hồi cốt thép ( = 200 KN/mm2 ) = 150 10-6 bê tông thường : lượng gia tăng ứng suất cốt thép từ trạng thái ứng suất bê tông cốt thép = J = – k/3 k = – npw Trong : Md : moment uốn thiết kế theo trạng thái giới hạn sử dụng n : tỷ số modun young ( = Es/Ec ) pw = Bảng 4.7.1 tổng hợp kết tính toán Parallel to the face line Width bw (mm) d (mm) Md (kNm) As (mm2) Arrangement of reinforcement pw k j σse (N/mm2) c (mm) k1 f'c (N/mm2) k2 n k3 Perpendicular to the face line At support At midspan 1000 1000 336 250 49.5505 15.425 1570.8 1570.8 At support 1000 357 19.3555 1570.8 At midspan 1000 270 12.6466 1570.8 D18@200 D18@200 D18@200 D18@200 0.0044 0.207 0.931 37.08 50 1.0 22 1.06 1.0 1.0 0.0058 0.234 0.922 32.34 70 1.0 22 1.06 1.0 1.0 0.0047 0.213 0.929 101.05 70 1.0 22 1.06 1.0 1.0 0.0063 0.242 0.919 42.73 90 1.0 22 1.06 1.0 1.0 w (mm) wa γiw/wa Judgment 0.128 0.250 0.511 OK 0.148 0.245 0.603 OK 0.310 0.350 0.887 OK 0.206 0.315 0.654 OK 4.7.2 Tính toán kiểm tra nứt lực cắt Nếu lực cắt thiết kế Vd< 70% sức kháng bê tông V cd việc tính toán kiểm tra bề rộng vết nứt lực cắt gây bỏ qua Sức kháng cắt tính toán từ phương trình 4.3.7 Vcd = Trong : fvcd = 0.2 ( N/mm2 ) fvcd ≤ 0.72 N/mm2 = > 1.5 = > 1.5 = + Mo/Md ≥ = + Mo/Md ≤ Vcd : sức kháng cắt thiết kế cốt thép chống cắt Nd’ : lự nén dọc trục thiết kế Md : moment uốn thiết kế Mo : moment uốn cần thiết để khử ứng suất lực dọc gây sợi kéo lớn tương ứng với moment uốn thiết kế bw : bề rộng sườn ( = 1000 mm ) d : chiều cao có hiệu pw = : As : diện tích cốt thép chịu kéo f’cd : cường độ nén thiết kế bê tông ( N/mm2 ) = = hệ số cấu kiện Bảng 4.7.2 kết tính toán lực cắt Parallel to the face line Width bw (mm) d (mm) Vd (kN) f'cd (N/mm2) fvc (N/mm2) As (mm2) 1000 270 51.007 22 0.560 1570.8 Penperdicular to the face line At midspan 1000 250 50.66 22 0.560 1570.8 pw βd βp βn Vcd (kN) γiVd/Vcd Judgment 0.0058 1.387 0.835 1.0 175.23 0.291 OK 0.0063 1.414 0.856 1.0 169.70 0.299 OK 4.8 Tính toán kiểm tra theo trạng thái giới hạn mỏi 4.8.1 Số lần lặp lại tải trọng Lượng hàng hóa bốc xếp năm giả định 1000 ( 9810 kN) mét chiều dài bến Tổng chiều dài bến 152 m tuổi thọ thiết kế công trình 50 năm Tổng lượng hàng hóa bốc xếp là: Khối lượng hàng Chiều dài bến Tuổi thọ bến (kN) (m) (năm) Thông số 9810 152 50 Lượng hàng bốc 74,556,000 xếp Số lần lặp lại tải trọng 128,545 Sức nâng ô tô H30 = 120 kN Độ lớn số lần lặp lại tải trọng Độ lớn tải trọng Tải trọng (kN) Tải trọng lớn 120 Tải trọng lớn nhất*0.9 108 Tải trọng lớn nhất*0.8 96 Tải trọng lớn nhất*0.7 84 Tải trọng nhỏ 72 Số lần tác dụng 128,545.000 128,545.000 128,545.000 128,545.000 514,180 4.8.2 Tính toán ứng suất Các ứng suất bê tông, cốt thép chịu kéo cốt thép chịu nén gây xe ô tô H30 di chuyển bến xem nằm giới hạn đàn hồi tính toán từ phương trình sau: =n =n(1- ) = K= ) Trong đó: : ứng suất kéo cốt thép : ứng suất nén cốt thép :là ứng suất nén bê tông n : tỷ số modun đàn hồi Es = 200 N/mm2 modun đàn hồi cốt thép Ec = 25 KN/mm2 modun đàn hồi bê tông D d’ : chiều cao có hiệu cốt thép chịu nén tương ứng Pw = = As : diện tích cốt thép cốt thép chịu kéo chịu nén Md : moment uốn thiết kế Bảng tổng hợp tính toán Tính toán ứng suất theo phương vuông góc với mặt bến Permanent load bw( mm) d (mm) d' (mm) Bố trí cốt thép As ( mm2) A's (mm2) pw pw' n k Md (kNm) σ'c (N/mm2) σs (N/mm2) σ's (N/mm2) Variable load At support At midspan At support 1000 307 166 D18@200 1271.7 1271.7 0.0041 0.0041 6.2 0.2339 16.896 1.66 33.5 -13.4 1000 221 80 D18@200 1271.7 1271.7 0.0058 0.0058 6.2 0.2477 6.977 1.26 23.5 -3.6 1000 307 166 D18@200 1271.7 1271.7 0.0041 0.0041 6.2 0.2339 34.19 3.36 67.8 -27.2 At midspan 1000 221 80 D18@200 1271.7 1271.7 0.0058 0.0058 6.2 0.2477 34.19 6.16 115.1 -17.5 4.8.3 độ bền mỏi (1) bê tông Độ bền mỏi thiết kế frd chống lại lực nén, nén uốn, kéo, kéo uốn tính từ phương trình hàm có tuổi thọ mỏi N ứng suất sinh tải trọng thường xuyên frd = k1fd ( - ) ( – ) : frd : độ bền mỏi thiết kế bê tông k1f = 0.85 nén nén uốn k1f = 1.0 kéo kéo uốn fd: cường độ thiết kế bê tông đạt với γc =1.3 σp: ứng suất sinh tải trọng thường xuyên N: tuổi thọ mỏi (