ĐỒ ÁN CẢNG BIỂN 2 ( ĐẠI HỌC THỦY LỢI )

Đồ áN Cảng
Biển
I. Các số liệu đầu vào.
1. Kết cấu bến.
Bến cầu tàu đài mềm trên nền cọc ống BTCT đờng kính D = 60 ( cm )
2. Thông số của tàu .
Tàu chở dầu có các thông số nh sau:
3. Số liệu về thuỷ văn.
Mực nớc ( m ) V
gió
(m /s ) V
dc
( m /s )
MNCTK MNTTK MNTB V
gdt
V
gnt
V
dcdt
V
dcnt
+2,7 -0,6 1,1 5 14 1,6 0.1
4. Số liệu về địa chất công trình.
Nền đất gồm 4 lớp có các chỉ tiêu cơ lí nh sau :
Lớp
đất
Tên đất
Chiều dày
m
, độ , T/m

3
c, T/m
2
1 Bùn sét chảy 9 5 1,56 1,5
2 Sét gầy lẫn cát 10 8 1,75 1,3
3 Cát hạt trung 8 20 1,82
4 Cát hạt thô Rất dày 29 1,95
5. Đặc trng vật liệu.
Bê tông mác M300 có các đặc tính sau :
Cờng độ chịu kéo : R
k
= 10 (kG/cm
2
).
Cờng độ chịu nén : R
n
= 135 (kG/cm
2
).
SVTH :NGUYễN XUÂN LƯU MSSV : 87653 LớP 53CB1

D (T) P (T) Kích thớc (m) Diện tích cản gió (m2)
L
t
L
w
B
t
H
t

T
d
T
k
L
d
L
k
A
qd
A
qk
A
nd
A
nk
5000 3300 103 96 15 6,3 5,4 2,4 37 23 610 1030 200 270
- 1 -

Đồ áN Cảng
Biển
Mô đun đàn hồi : E = 2,9 .10
6
(kG/cm
2
).
Cốt thép A
II
có :
* R

a
= R
a

= 2800 (kG/cm
2
).
R
ađ
= 2150 (kG/cm
2
).
II. Xác định kích thớc cơ bản của kết cấu bến.
1. Cao trình mặt bến.
Cao trình mặt bến đợc xác định :
+). CTMB = MNTB + a
a - Độ cao dự trữ . Ta lấy a = 2,0 (m).
CTMB = 1,1 + 2,0 = 3,1 (m).
+). CTMB = MNCTK + a
a - Độ cao dự trữ. Ta lấy a = 1,0 (m).
CTMB = 2,7 + 1,0 = 3,7 (m).
Chọn CTMB = 3,7 (m)
2. Chiều sâu trớc bến.
Chiều sâu trớc bến là độ sâu nớc tối thiểu sao cho tàu cập bến không bị vớng mắc.
Trong đó có kể đến mớn nớc của tàu khi chứa đầy hàng theo quy định và các độ sâu dự
phòng khác.
Ta có công thức xác định độ sâu trớc bến nh sau:
H
0
= T + Z

0
+ Z
1
+ Z
2
+ Z
3
+ Z
4
(m).
Trong đó :
T - Mớn nớc khi tàu chở đầy hàng.
Z
0
- Mức nớc dự trữ cho sự nghiêng lệch tàu do xếp hàng hoá lên tàu không
đều và do hàng hoá bị xê dịch.
Z
1
- Độ dự phòng chạy tàu tối thiểu tính với an toàn lái tàu.
Z
2
- Độ dự trữ do sóng, theo bài ra trớc bến không có sóng.
Z
3
- Độ dự phòng về tốc độ tính tới sự thay đổi mớn nớc của tàu khi chạy so
với mớn nớc của tàu neo đậu khi nớc tĩnh.
Z
4
- Độ dự phòng cho sa bồi.
SVTH :NGUYễN XUÂN LƯU MSSV : 87653 LớP 53CB1

- 2 -

Đồ áN Cảng
Biển
* Xác định các độ dự phòng Z
0
, Z
1
, Z
2
, Z
3
, Z
4
.
(Đợc lấy trong tiêu chuẩn 22-TCN-207-92[3])
Z
0
= 0,017 . B
t
= 0,017 . 15 = 0,255 (m).
Z
1
= 0,04 . T = 0,04 . 5,4 = 0,216 (m).
Z
2
= 0 (m).
Z
3

= 0,15 (m).
Z
4
= 0,5 (m).
Vậy, thay vào công thức trên với các giá trị nh trên ta có độ sâu nớc trớc bến là:
H
0
= 5,4 + 0,255 + 0,216 + 0,15 + 0,5 = 6,5 (m).
3. Cao trình đáy bến.
Cao trình đáy bến đợc xác định nh sau:
CTĐB = MNTTK - H
0
CTĐB = -0,6 - 6,5 = - 7,1 (m).
4. Chiều cao trớc bến.
Chiều cao trớc bến đợc xác định nh sau:
H = CTMB - CTĐB
H = 3,7 - (- 7,1 ) = 10,8 (m).
5. Chiều dài tuyến bến.
Chiều dài tuyến bến đợc xác định phụ thuộc vào chiều dài tàu L
t
và khoảng cách dự
phòng d theo công thức sau:
L
b
= L
t
+ d
Trong đó d đợc lấy theo bảng 1-3 [2] lấy d = 15 (m).
Suy ra L
b

= 103 + 15 = 118 (m).
6. Chiều rộng bến.
Chiều rộng bến cầu tàu (có kể đến chiều cao tờng chắn đất) dọc bờ đợc xác theo công
thức sau [2]:
B = m.H
Trong đó:
H - Chiều cao bến. H = 10,8 (m).
SVTH :NGUYễN XUÂN LƯU MSSV : 87653 LớP 53CB1

- 3 -

Đồ áN Cảng
Biển
m - Độ dốc ổn định của mái đất dới gầm cầu tàu, chọn m = 2,5
=> B = 10,8 . 2,5 = 10,8 . 2,5 = 27 ( m ). Chọn B = 24 (m).
7. Kết cấu bến.
a. Hệ kết cấu bến.
Bến cầu tàu đài mềm trên nền cọc ống BTCT đờng kính D = 60 cm
b. Phân đoạn bến.
Với chiều dài bến là : L
b
= 118 (m).
Vậy ta chia bến thành 3 phân đoạn, mỗi phân đọan dài 40 (m). Vậy chiều dài bến
L
b
= 120 (m).
Giữa các phân đoạn bố trí các khe lún có bề rộng 2 cm.
c. Kích thớc cọc, bản, dầm.
* Cọc:
Chọn cọc ống bê tông cốt thép M300

#
đờng kính D= 60 (cm ) ,bề dày t =15 (cm )
đóng thẳng đứng , bố trí mặt bằng cọc đợc thể hiện chi tiết trong bản vẽ
Chọn bớc cọc theo phơng ngang 4 (m).
Chọn bớc cọc theo phơng dọc 4 (m).
* Bản:
Bản bê tông cốt thép M300
#
dày 30 ( cm )
* Dầm:
Dầm BTCT M300
#
có kích thớc nh sau :
- Dầm dọc : 80 x 120 (cm) ( có kể bản BTCT )
- Dầm ngang : 80 x 120 (cm). ( có kể bản BTCT )
d. Tờng chắn đất.
Tờng chắn đất đợc chi tiết trong bản vẽ .
8. Mặt bằng tổng thể bến.
Trong phạm vi đồ án này ta chỉ chọn ra một phân đoạn để tính toán.
SVTH :NGUYễN XUÂN LƯU MSSV : 87653 LớP 53CB1

- 4 -

Đồ áN Cảng
Biển
I II III
HAỉO CONG NGHE
BCH NEO HW5
III. Tính toán tải trọng tác dụng lên cầu tàu.
1. Tải trọng do gió.

Theo 22 TCN 222 95 (trang 520):
Thành phần lực dọc:
5 2
49.10 . . .
doc doc doc doc
W A V


=
* Thành phần lực ngang:
5 2
73,6.10 . . .
ngang ngang ngang ngang
W A V


=
Trong đó:
V
doc
= 5 (m/s).
V
ngang
= 14(m/s).
A
ngang
, A
doc
- Diện tích cản gió theo phơng ngang tàu và phơng dọc tàu.
V

nang
, V
doc
- Vận tốc gió theo phơng ngang tàu và phơng dọc tàu.

ngang
,
doc
- Hệ số lấy theo bảng 26 ( 22 TCN 222-1995 )

doc
= 1,0;
ngang
= 0,65
Trờng hợp A
doc
, m
2
A
ngang
,m
2
W
doc,
KN W
ngang
, KN
Đầy hàng 200 610 2,45 57,198
Không hàng 270 1030 3,31 96,58
SVTH :NGUYễN XUÂN LƯU MSSV : 87653 LớP 53CB1

- 5 -

Đồ áN Cảng
Biển
2. Tải trọng do dòng chảy.
Theo 22 TCN 222 - 95 (trang 521):
Thành phần ngang Q

và thành phần dọc N

của tải trọng do dòng chảy tác động lên
tàu đợc xác định theo công thức:
2
0,59. .
ngang ngang
Q A V

=
và
2
0,59. .
doc doc
N A V

=
Trong đó :
A
ngang
, A

doc
- Diện tích chắn nớc theo hớng ngang và dọc tàu (m
2
).
V
ngang
, V
doc
- Vận tốc dòng chảy theo hớng ngang và dọc tàu (m/s).
Ta có :
V
ngang
= 0,1 (m/s); V
doc
= 1,6 (m/s).
A
ngang
= T.L
w
L
w
- Chiều dài hai đờng vuông góc.
T - Mớn nớc của tàu.
A
doc
= T.B
t
B
t
- Bề rộng tàu.

Trờng hợp A
ngang,
m
2
A
doc,
m
2
Q

, KN N

, KN
Đầy hàng 518,4 81 3,059 122,34
Không hàng 230,4 36 1,37 54,37
3. Tải trọng tựa tàu.
Tải trọng phân bố q do tàu đang neo đậu ở bến tựa lên công trình dới tác dụng của
gió , dòng chảy đợc xác định theo công thức sau :

1,1. 1,1.
ngang
tot
d
d
W Q
Q
q
L
L

+
= =

L
d
- Chiều dài đoạn tiếp xúc giữa tàu với công trình L
d
= 37 ( m ), L
k
= 23 (m)
Trờng hợp Q
tot ,
KN q, KN/ m
Đầy hàng 60,257 1,79
Không hàng 97,94 4,68
SVTH :NGUYễN XUÂN LƯU MSSV : 87653 LớP 53CB1

- 6 -

Đồ áN Cảng
Biển
4. Tải trọng va tàu.
Động năng của tàu đợc xác định theo công thức sau :
2
.
.
2
VD
E
q

=
Trong đó :
D - Lợng rẽ nớc của tàu D = 5000 (T )
V - Thành phần vuông góc với mép bến của tốc độ tàu cập lấy theo
bảng 29 [1 - Tr.523]; V = 0,15 (m/s)
- Hệ số lấy theo bảng 30 (22TCN222-95, Tr.523) với bến liền bờ trên
nền cọc có mái dốc dới gầm bến . Khi tàu đầy hàng = 0,55 , khi tàu không hàng lấy
giảm đi 15 % , = 0.4675
Trờng hợp D, Tấn V , m/s

E
q
,kJ
Đầy hàng 5000 0,15 0,55 30,94
Không hàng 5000 0,15 0,4675 26,3
Ta thấy E
q
khi tàu đầy hàng > E
q
khi tàu cha hàng .Vậy ta dùng giá trị E
q
khi tàu đầy
hàng để tính toán
Ta lại có : Động năng tàu cập bến bằng tổng động năng biến dạng toàn bộ hệ thống
tàu - đệm tàu - công trình bến , bỏ qua năng lợng biến dạng tàu ta có :
E
q
= E
d

+ E
b
( kJ )

Z
=
d
+
b
( m )
E
d
- Năng lợng biến dạng của thiết bị đệm , kJ
E
b
- Năng lợng biến dạng của công trình bến , kJ

Z
- Biến dạng tổng thể của toàn bộ hệ thống , m

d
- Biến dạng của thiết bị đệm , m

b
- Biến dạng của công trình bến , m
Trong đó xác định đợc :
E
b
=
q

2
1
.E .
2
l
k
( kJ ) ;
b
=
q
F
K
( m )
Trong đó :
F
q
- Thành phần vuông góc với mép bến của lực va tàu , kN
SVTH :NGUYễN XUÂN LƯU MSSV : 87653 LớP 53CB1

- 7 -

Đồ áN Cảng
Biển
K - Hệ số cứng của công trình bến theo hớng nằm ngang vuông góc với mép
bến , kN/ m
Theo bảng 2.5 / CTBC ta có :
K =
3
12. .EI n
l

EI - Độ cứng của cọc bến
E- Modul đàn hồi của vật liệu cọc , E =2,9.10
6
( T /m
2
)
I - Moomen quán tính của tiết diện cọc
I =
4 4
. .(1 )
64
d



(m
4
)
Vậy I =
4 4
0,15
.0,6 .(1 ( ) )
64 0,6


= 0,0063 ( m
4
)
n - Số lợng cọc , n = 60 ( cọc )

l - Chiều dài tính toán của cọc, l= H +d
l =10,05 +6 .0,6 = 13,65 ( m )
Từ đó ta có : K =
6
3
12.2,9.10 .0,0063.60
13,65
= 5172 ( kN/ m )
Thay các giá trị ta tính đợc :
E
b
=
q
2
1
.E .
2
l
k
=
2
1 13, 65
.30,9.
2 5172
= 7,88.10
-6
( kJ )
Ta nhận thấy năng lợng biến dạng của công trình bến là rất nhỏ nên
E
q

= E
d
= 30,9 ( kJ )
Theo hình 3- 22 TCN 222-1995 trang 563 ta chọn loại đệm
D
800 có :
* Dung năng biến dạng E
q
= 30,9 ( kJ )
* Phản lực vuông góc bến F
q
= 180 ( kN )
* Thiết bị đệm tàu bằng cao su à = 0,5 Thành phần lực song song với mép
bến
F
n
= à.F
q
= 0,5.180 = 90 (kN ).
5. Tải trọng neo tàu.
Tải trọng tác dụng lên công trình do lực kéo của dây neo.
Xác định theo mục 5.11 [1]. Lực neo S (KN) tác dụng lên một bích neo đợc xác định
theo công thức sau :
.sin .cos
tot
Q
S
n

=

Trong đó :
n - Số lợng bích neo chịu lực, chọn n = 4 (với L
t
= 103 < 150 (m ) ).
, - Góc nghiêng của dây neo đợc lấy theo bảng 32[1, Tr.526]
SVTH :NGUYễN XUÂN LƯU MSSV : 87653 LớP 53CB1

- 8 -

Đồ áN Cảng
Biển
Q
t
= W
ngang
+ Q

- Tải trọng ngang do gió, dòng chảy tác động lên tàu.


Sơ đồ tính toán lực neo.
Ta xét bích neo đặt tại vị trí mép bến.
Lực tác dụng lên công trình theo 2 phơng: Phơng vuông góc và phơng song với mép
bến, đợc xác định theo công thức sau:
tot
q
Q
S
n
=

cos.cos.SS
n
=

sin.SS
v
=
Trờng hợp

n Q
tot
, kN S, kN S
n
, kN S
q
, kN S
v
, kN
Đầy hàng 30 20
4
60,26 32,06 26,09 15,1 10,97
Không hàng 30 40 97,94 63,93 42,4 24,5 41,1
Từ bảng tải trọng trên ta xác định đợc các đặc điểm cấu tạo của bích neo theo bảng
11 - 3 ( CTBC ). Chọn loại bích neo HW5 có các kích thớc và sơ đồ liên kết đợc thể hiện
trong bản vẽ.
6. Tải trọng thiết bị và hàng hoá bốc xếp trên cảng.
Với nhiệm vụ thiết kế của đồ án ta đã chọn cấp tải trọng khai thác trên bến là cấp II,
với các số liệu tải trọng dới bảng sau đây :
Cấp tải

trọng khai
thác trên
bến
Tải trọng do thiết bị và phơng tiện vận tải
Trọng tải do hàng hoá
(KN/m
2
)
Ô tô q
1
q
2
q
3
III H-100 15 20 20
SVTH :NGUYễN XUÂN LƯU MSSV : 87653 LớP 53CB1

- 9 -

Đồ áN Cảng
Biển
Theo chiều rộng bến , tải trọng đợc phân thành các vùng nh hình vẽ sau :
0,5 q1
q1
q2
q3
275 1000 1125
Sơ đồ tải trọng phân bố trên bến.
Tính toán với một dải bến có bề rộng 4 m ta có :
q

1
= 15 . 4 = 60 KN/m = 6 (T/m)
q
2
= 20 . 4 = 80 KN/m = 8 (T/m)
q
3
= 20 . 4 = 80 KN/m = 8 (T/m)
7. Tải trọng bản thân.
Bao gồm trọng lợng của bản, dầm ngang, dầm dọc. Để tính toán nội lực của bến ta
cắt một dải bản song song với dầm ngang có chiều rộng bằng khoảng cách giữa hai hàng
cọc.
* Tải trọng bản thân của bản:
Tải trọng bản thân của bản đợc xác định:
q
bản
= b . h .
bt
Trong đó:
b - Khoảng cắt để tính toán ,b = 4 ( m).
h - Chiều cao bản.

bt
- Khối lợng riêng của bê tông.
Vậy ta có:
q
bản
= 4 .0,3 .2,5 = 3 (T/m).
* Tải trọng bản thân do dầm ngang:
Tải trọng bản thân của dầm ngang đợc xác định nh sau:

q
dầm ngang
= a . t .
bt
Trong đó:
SVTH :NGUYễN XUÂN LƯU MSSV : 87653 LớP 53CB1

- 10 -

Đồ áN Cảng
Biển
a - Bề rộng dầm ngang.
t - Khoảng cách từ mép dới dầm ngang đến mép dới bản, hay bằng chiều cao
dầm ngang trừ đi chiều cao bản.
Thay các giá trị vào ta có:
q
dầm ngang
= 0,8 . (1,2 - 0,3) . 2,5 = 1,8 ( T/m ).
* Tải trọng bản thân do dầm dọc:
Tải trọng bản thân do dầm dọc là đợc quy về thành tải trọng tập trung tại các đầu
cọc và đợc xác định nh sau:
P
dầm dọc
= (b - a) . a . t .
bt
= (4 - 0,8) . 0,8. (1,2 - 0,3) .2,5 = 5,76 (T).
* Tải trọng của dầm vòi voi và dầm tựa tàu :
Tải trọng của dầm vòi voi và dầm tựa tàu đợc tính một cách tơng đối và quy về
thành tải trọng tập trung tại các đầu cọc nh sau:
P

vòi voi
= 8 (T).
8. Các tổ hợp tải trọng.
Các tổ hợp cơ bản để tính toán nội lực cấu kiện nh sau :
* Tổ hợp cơ bản:
- Bao gồm tải trọng thờng xuyên , tải trọng tạm thời tác động dài hạn , tải trọng
tạm thời tác động ngắn hạn
Tổ hợp tải
trọng
Bản thân Hàng hóa Neo Va Tựa
TH 1 X X X
TH 2 X X X
TH 3 X X X

* Hệ số độ tin cậy của tải trọng:
- Trọng lợng riêng của cấu kiện cầu tàu : 1,05
- Tải trọng do phơng tiện bốc xếp : 1,2
- Tải trọng do hàng hoá : 1,3
- Tải trọng do tàu : 1,2
SVTH :NGUYễN XUÂN LƯU MSSV : 87653 LớP 53CB1

- 11 -

Đồ áN Cảng
Biển
IV. Tính toán nội lực kết cấu.
1. Xác định toạ độ tâm đàn hồi.
* Xác định sơ bộ chiều dài tính toán của cọc và chiều dài tự do của cọc:
Chiều dài tính toán của cọc đợc xác định theo phơng pháp kinh nghiệm nh sau:
l

tt
= l
0
+ .d
Trong đó:
l
0
- chiều dài tự do của cọc ( là khoảng cách từ trục trung hoà của dầm tới mặt
đất ) đợc xác định dựa vào mặt cắt địa chất, cao độ đặt bến và khoảng cách giữa mỗi hàng
cọc.
- Hệ số kinh nghiệm đợc lấy trong khoảng từ (5 ữ 7), ta chọn = 6.
d - Đờng kính cọc, d = 0,6 ( m )
Ta có bảng số liệu tính toán chiều dài cọc dới bảng sau:

SVTH :NGUYễN XUÂN LƯU MSSV : 87653 LớP 53CB1

Hàng cọc l
0
, m l
tt
, m
A 9,16 12,76
B 7,65 11,25
C 6,14 9,74
D 4,64 8,24
E 3,13 6,73
F 1,9 5,50
- 12 -

Đồ áN Cảng

Biển
* Xác định toạ độ tâm đàn hồi :
1
x
y
2 3 4 5 6 7 8 9 10
A
B
C
D
E
F
* Xác định toạ độ tâm đàn hồi :
Gọi toạ độ tâm đàn hồi là C( x
C
, y
C
).
SVTH :NGUYễN XUÂN LƯU MSSV : 87653 LớP 53CB1

550
673
824
974
1125
1276
400 400 400 400 400 275
125
F
E

D
C
B
A
- 13 -

Đồ áN Cảng
Biển
Toạ độ tâm đàn hồi C đợc tính theo công thức sau :



=
iy
i
iy
C
H
xH
x
.


=
ix
i
iy
C
H
yH

y
.
Trong đó :

ix
H
;

iy
H
là tổng phản lực do chuyển vị ngang đơn vị của các cọc theo
phơng x và phơng y.
xi, yi - Toạ độ đầu cọc thứ i đối với gốc toạ độ ban đầu.
i
ix
yH .

,
i
iy
xH .

- Mô men tổng cộng của các phản lực ứng với trục x và
trục y. Với giả thiết cọc đều ngàm chặt trong đất và ở đầu cọc thì phản lực ngang Hix và
Hiy của cọc đơn đợc xác định nh lực cắt Q gây ra do các chuyển vị đơn vị theo các công
thức của cơ học kết cấu :

ix
H
=

iy
H
= Q =
3
12
i
EI
l
Mô men quán tính của cọc :
I =
4 4
. .(1 )
64
d



=
4 4
0,15
.0,6 .(1 ( ) )
64 0,6


= 0,0063 (m
4
).
Cọc bê tông cốt thép mác 300, ta có :
E = 2,9.10
6

(T/m
2
)
=> EI = 2,9.10
6
.0,0063 = 18270 (Tm
2
)
Kết quả tính toán :

ix
H
=

iy
H
= 29256
i
ix
yH .

= 448894
i
iy
xH .

= 526614
Do đó toạ độ tâm đàn hồi là :
x
C

= 18 (m).
y
C
= 15,34 (m).
2. Xác định lực xô ngang lên một hàng cọc.
Xét một số trờng hợp cầu tàu chịu tác dụng của các tải trọng tác dụng theo phơng
ngang và chọn ra trờng hợp nguy hiểm nhất để tính toán.
SVTH :NGUYễN XUÂN LƯU MSSV : 87653 LớP 53CB1

- 14 -

Đồ áN Cảng
Biển
* Các trờng hợp tính toán:
Cầu tàu chịu lực neo tàu.
Lực neo tàu tác động lên từng phân đoạn của cầu tàu thông qua lực căng dây neo.
Thành phần lực ngang của dây neo này là: S
q
và S
n
đã tính toán ở trên. Trong hai trờng
hợp tàu đầy hàng và không hàng thì trờng hợp tàu đầy hàng có tải trọng neo lớn hơn do đó
lấy tải trọng neo trong trờng hợp này để tính toán.
C
2,45 2,45
4,24
X
Y
4,24
Cầu tàu chịu lực va tàu:

9
C
18
X
Y
SVTH :NGUYễN XUÂN LƯU MSSV : 87653 LớP 53CB1

- 15 -

§å ¸N C¶ng
BiÓn
SVTH :NGUYÔN XU¢N L¦U MSSV : 87653 LíP 53CB1

- 16 -
đồ án cảng biển
Cầu tàu chịu lực tựa tàu:
Tàu tựa vào bến cầu tầu coi nh gây ra một tải phân bố q.
C
X
Y
q=0,468 ( T/m )
* Phơng pháp tính toán:
Đặt: X, Y là tổng hợp các tải trọng tác dụng theo phơng ngang và phơng đứng
(T).
X, Y là tọa độ của điểm đặt các lực X, Y so với cọc A1.
Lx, Ly là cánh tay đòn của điểm đặt Y, X so với tâm đàn hồi (m).
Ta có:
Mo = X . Ly + Y . Lx (Tm)
)(m
H

X
x
ix


=
)(m
H
Y
y
iy


=
)(

M
22
O
Rad
xHyH
iiyiix

+
=


SVTH :NGUYễN XUÂN LƯU MSSV : 87653 LớP 53CB1
- 17 -
đồ án cảng biển

Lực ngang phân bố theo cả hai phơng cho cọc thứ i đợc xác định theo công thức sau :
)(
'

i
ix
ix
yxHH =
)(
'

i
iy
iy
xyHH =
Trong đó:
'
i
x
,
'
i
y
- Toạ độ của cọc thứ i đối với hệ toạ độ mới có gốc tại tâm đàn hồi C.
Kết quả tính toán nh bảng tổng hợp sau :
Thành phần Neo Va Tựa
x , m
2,9.10
-4
-3,08.10

-4
0
y , m
-1,7.10
-4
6,15.10
-4
6,4.10
-4
, rad
-8,22.10
-6
2,3.10
-5
0
Khung
Dọc
Neo Va Tựa
Hx (T )
A 0,17 -0,7 0
B 0,30 -0,88 0
C 0,54 -1,13 0
D 1,03 -1,5 0
E 2,12 -2,1 0
F 4,33 -2,65 0
MAX 4,33 -2,65 0
Khung
Dọc
Neo Va Tựa
Hy ( T )

A -0,18 0,65 0,68
B -0,26 0,95 0,98
C -0,40 1,46 1,52
D -0,67 2,41 2,51
E -1,22 4,42 4,60
F -2,24 8,1 8,43
MAX -2,24 8,1 8,43

SVTH :NGUYễN XUÂN LƯU MSSV : 87653 LớP 53CB1
- 18 -
đồ án cảng biển
Khung
Ngang
Neo Va Tựa
Hx ( T )
1 0,85 -0,75 0
2 0,85 -0,75 0
3 0,85 -0,75 0
4 0,85 -0,75 0
5 0,85 -0,75 0
6 0,85 -0,75 0
7 0,85 -0,75 0
8 0,85 -0,75 0
9 0,85 -0,75 0
10 0,85 -0,75 0
MAX 0,85 -0,75 0
Khung
Ngang
Neo Va Tựa
Hy ( T )

1
-0,06 2,51 1,87
2
-0,16 2,28 1,87
3
-0,26 2,06 1,87
4
-0,35 1,84 1,87
5
-0,45 1,61 1,87
6
-0,55 1,4 1,87
7
-0,64 1,17 1,87
8
-0,74 0,94 1,87
9
-0,83 0,72 1,87
10
-0,93 0,50 1,87
MAX
-0,06 2,51 1,87
Nh vậy khung dọc nguy hiểm nhất là khung F , Khung ngang nguy hiểm nhất là khung 1.
Lấy tải trọng phân bố trên các đầu cọc tại khung ngang 1 để tính toán nội lực nh một bài
toán phẳng:
Khung
Ngang 1
Neo ( T ) Va ( T ) Tựa ( T )

SVTH :NGUYễN XUÂN LƯU MSSV : 87653 LớP 53CB1

- 19 -
đồ án cảng biển
Hy
A -0,002 0,11 0,07
B -0,003 0,16 0,10
C -0,005 0,24 0,15
D -0,009 0,4 0,25
E -0,016 0,74 0,46
F -0,029 1,36 0,84
Tổng -0,06 3 1,87
Khung
dọc F
Neo ( T ) Va ( T ) Tựa ( T )
Hx
Tổng 4,33 -2,65 0
Pvv

8 T
400 400 400 400 400 275
125
F
E
D
C
B
A
q
b
3 T/m
q

dn
1,8 T/m
P
dd
5,76 T
Tải trọng bản thân ( dầm ngang )

SVTH :NGUYễN XUÂN LƯU MSSV : 87653 LớP 53CB1
- 20 -
đồ án cảng biển
F
E
D
C
B
A
3 T/m
6 T/m
8 T/m
1125 2751000
Tải trọng hàng hóa ( dầm ngang )
F
E
D
C
B
A
Pneo

0,06 T

400 400 400 400 400 275125
Tải trọng neo tàu ( dầm ngang )

SVTH :NGUYễN XUÂN LƯU MSSV : 87653 LớP 53CB1
- 21 -
đồ án cảng biển
F
E
D
C
B
A
0,070,10,150,250,46
0,85
400
400 400 400 400 275
125
Tải trọng tựa tàu ( dầm ngang )

F
E
D
C
B
A
0,110,160,240,40,74
1,36
400 400 400 400 400 275
125
Tải trọng va tàu ( dầm ngang )

SVTH :NGUYễN XUÂN LƯU MSSV : 87653 LớP 53CB1
- 22 -
đồ án cảng biển
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
q
b
3 T/m
q
dd
1,8 T/m
200 400 400 400 400 400 400 400 400 400 200
P
dn
5,76 T
Tải trọng bản thân ( dầm dọc )
200 400 400 400 400 400 400 400 400 400 200
8 T/m
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Tải trọng hàng hóa ( dầm dọc )
Pneo

4,33 T
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
200 400 400 400 400 400 400 4 00 400 400 200
Tải trọng neo tàu ( dầm dọc )
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
200 400 400 400 400 400 400 400 400 400 200
Pva

2,65 T

Tải trọng va tàu ( dầm dọc )

SVTH :NGUYễN XUÂN LƯU MSSV : 87653 LớP 53CB1
- 23 -
đồ án cảng biển
3. Kết quả tổ hợp nội lực
Sau khi giải khung phẳng bằng phần mềm sap 2000 ta có bảng kết quả nội lực sau :
`
Cấu kiện Dầm ngang Cọc Dầm dọc
M
max
( Tm ) 12,7 3,9 8,76
M
min
( Tm ) -51,5 -3,48 -25,6
Q
max
( T ) 28,7 0,07 28,1
Q
min
( T ) -29,5 -1,3 -27,9
N
max
( T ) 0,2 -43,7 4,33
N
min
( T ) -0,01 -63,9 -2,7
V. Tính toán cấu kiện.
1. Dầm ngang .
Dầm ngang khi tính toán coi là dầm liên tục đặt trên các gối tựa là các cọc. Tính

toán cốt thép của dầm đợc tính toán theo tiêu chuẩn thiết kế TCVN 4116 - 85.
Nội lực tính toán đợc lấy theo công thức sau :
S
tt
= k
n
. n
c
.n .m
đ
. S
Trong đó :
n - hệ số vợt tải , n =1,25
n
c
- hệ số tổ hợp tải trọng , với tổ hợp cơ bản n
c
= 1
m
đ
- hệ số điều kiện làm việc m
đ
= 0,9
k
n
- hệ số đảm bảo , công trình cấp III lấy k
n
= 1,15
Tính toán cốt dọc với momen âm tại gối M = - 46( T m)
M

tt
= k
n
. n
c
.n .m
đ
. M = 1,15.1.1,25.0,9.51,5 = 66,6 ( Tm )
Ta có :
- Tiết diện dầm : b x h = 80 x 120 (cm.)
Chọn a
bv
= 7 (cm) h
0
= 120 - 7 = 113 (cm).

SVTH :NGUYễN XUÂN LƯU MSSV : 87653 LớP 53CB1
- 24 -
đồ án cảng biển
- Bê tông mác M300 có : R
n
= 135 (kG/cm
2
); R
k
= 10 (kG/cm
2
).
- Thép A-II có : R
a

= 2800 (kG/cm
2
).
Theo TCVN 4116-85,đối với cấu kiện chịu uốn có tiết diện hình chữ nhật đợc tính theo :
+
=
0 . 0
.
. . . . . .( 0,5. ) . . ' .( ')
. . . . ' . . .
n c b n a a n a
a a a a a n a b n
k n M m R b x h x m R F h a
m F R m R F m R b x
( 1 )
Trong đó :
k
n
- Hệ số độ tin cậy, với công trình cấp III lấy k
n
= 1,15
n
c
- Hệ số tổ hợp tải trọng, với tổ hợp cơ bản , n
c
= 1,0
m
b
- Hệ số điều kiện làm việc của bê tông, lấy m
b

= 1,15
m
a
- Hệ số độ làm việc của cốt thép , m
a
= 1,1
R
n ,
- cờng độ chịu nén của bê tông ,R
n
=135 kG /cm
2
R
a ,
R
a.n
- cờng độ chịu kéo và chịu nén của cốt thép , R
a
= R
a.n
=2800 kG /cm
2
Để bảo đảm điều kiện phá hoại dẻo thì
m r


(
r
)
Với

m

=.(1-0,5. ) ; = x/h
0
;
r
=
r
.(1-0,5
r
)
Bê tông M300 , cốt thép AII , tra bảng trang 17 ( TCVN 4116 - 85 ) ta có
r
= 0,6
Nên
r
=
r
.(1-0,5
r
) = 0,6. (1- 0,5.0,6) = 0,42
Giả thiết đặt cốt đơn F
a
,F
a
= 0 , từ công thức ( 1 ) ta có :


=
2

0
. .
. . .
n c
m
b n
k n M
m R b h
=
2
1,15.1.66,6
1,15.1350.0,8.1,13
= 0,048 <
r
= 0,375
Cốt thép trong dầm tính theo tiết diện đặt cốt đơn
F
a
=


0
. .
. . .(1 0.5. )
n c
a a
k n M
m R h

Với

m

= 0,048 tra phụ lục 9 sách kết cấu bê tông cốt thép ( Phan Quang Minh )
Ta có : = 0,048
Nên : F
a
=


0
. .
. . .(1 0.5. )
n c
a a
k n M
m R h
=
( )
3
1 0,5.0,048


1,15.1.66,6
= 2,25.10
1,1.28000.1,13.
( m
2
)

SVTH :NGUYễN XUÂN LƯU MSSV : 87653 LớP 53CB1

- 25 -