Tính toán tác động của tải trọng động đất lên công trình biển

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN HÀO HIỆP TÍNH TỐN TÁC ĐỘNG CỦA TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT LÊN CƠNG TRÌNH BẾN Chun ngành: Mã số: Xây dựng cơng trình biển 60 58 45 LUẬN VĂN THẠC SĨ T.p Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2013 Cơng trình hồn thành tại: Trường đại học Bách Khoa - ĐHQG - HCM Cán hướng dẫn khoa học : TS Nguyễn Thế Duy Cán chấm nhận xét : TS Trần Thu Tâm Cán chấm nhận xét : TS Phạm Trung Kiên Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 10 tháng 01 năm 2013 Thành phần Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ gồm: TS Nguyễn Danh Thảo TS Trần Thu Tâm TS Phạm Trung Kiên TS Nguyễn Thế Duy TS Trương Ngọc Tường Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc - NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Hào Hiệp MSHV: 11020363 Ngày, tháng, năm sinh: 12/08/1987 Nơi sinh: Hải Phịng Chun ngành: Xây dựng cơng trình biển Mã số: I TÊN ĐỀ TÀI: Tính tốn tác động tải trọng động đất lên cơng trình bến 60 58 45 NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Khái niệm động đất, hoạt động động đất tác hại cơng trình bến cảng - Cơ sở lý thuyết động lực học tốn động đất - Các phương pháp phân tích kết cấu chịu tải trọng động đất, quy định số tiêu chuẩn thiết kế cơng trình chịu động đất - Các mơ hình hệ cọc-đất bến bệ cọc cao xảy động đất - Vận dụng lý thuyết tính tốn ví dụ cho cơng trình bến chịu tải trọng động đất II.NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 02/07/2012 III NGÀY HOÀN THIỆN NHIỆM VỤ: 30/11/2012 IV CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: T.S Nguyễn Thế Duy Tp Hồ Chí Minh, ngày 28 tháng 12 năm 2012 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH LỜI CẢM ƠN Luận văn thực hồn thành Bộ mơn Cảng - Cơng trình biển, Khoa Kỹ thuật xây dựng, Trường Đại học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh hướng dẫn T.S Nguyễn Thế Duy Hoàn thành luận văn này, tác giả muốn bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc T.S Nguyễn Thế Duy, người giành nhiều cơng sức hướng dẫn, đóng góp ý kiến động viên, giúp đỡ tác giả Đồng thời, tác giả chân thành cảm ơn giảng viên Bơ mơn Cảng - Cơng trình biển, Khoa Kỹ thuật xây dựng, Trường Đại học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh tận tình truyền đạt kiến thức quý báu tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả suốt trình học tập nghiên cứu thực đề tài luận văn Xin cảm ơn bạn bè động viên, chia sẻ, giúp đỡ, có ý kiến đóng góp q báu nhằm hồn thiện nội dung luận văn Cũng xin gửi lời cảm ơn tới quan công tác đồng nghiệp tạo điều kiện thuận lợi giúp hồn thành khóa học Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình - khơng thể bên cạnh tơi, ln giành tình thương u, tin tưởng ủng hộ tơi suốt q trình học tập thực luận văn Xin chân thành cảm ơn! Tp Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2012 Tác giả luận văn Nguyễn Hào Hiệp TÓM TẮT Động đất dạng tượng gây thiệt hại người tài sản cho cơng trình bến cảng Vì vậy, việc tính tốn chống động đất cho cơng trình bến cần thiết, nhiên thực tế Việt Nam lại chưa quan tâm mức Nội dung luận văn bao gồm tìm hiểu chất tượng động đất, hoạt động động đất tác động động đất lên cơng trình bến cảng Cơ sở động lực học toán động đất phương pháp chung phân tích tác động động đất lên kết cấu xem xét Các quy định tiêu chuẩn thiết kế kháng chấn nghiên cứu áp dụng công trình bến cảng chịu tác động động đất Kết cấu bến bệ cọc cao, dạng kết cấu bến phổ biến thực tế, dạng kết cấu nhạy cảm với động đất Phản ứng bến bệ cọc cao có động đất phụ thuộc nhiều vào tương tác cọc-đất (SSI) Các phương pháp mơ hình hóa làm việc cọc đất tìm hiểu cụ thể, đặc biệt điều kiện động đất Trong ví dụ cụ thể, mơ hình kết cấu bến bệ cọc cao thực tế tính tốn nhằm làm rõ tác động động đất lên cơng trình bến, phương pháp phân tích tác động động đất mơ hình tính tốn cơng trình bến bệ cọc cao chịu tải trọng động đất, luận văn tiến hành tính tốn cho cơng trình bến thực tế Kết tính tốn cho thấy tác động động đất lên kết cấu bến bệ cọc cao, chủ yếu lên cọc bến làm giảm khả chịu tải đất ABSTRACT Seismic causes many disasters to humans and facilities assets of wharf Therefore, the analysis of wharf during earthquake is essential, however the fact in Vietnam, it has not been adequate attention The main contents of the thesis include understanding the essence of the seismic, seismic activity and the performance of wharf structures during earthquakes The basis of the dynamics of the seismic analysis and the overall methods of analysis of the impact of earthquakes on structures are studied The contribution and relevance of various national seismic design codes was also reviewed and to propose seismic methods applied to wharf structures in Vietnam Pile-supported wharf which is used widely in fact, is sensitive to different seismic load The reaction of pile-supported wharf during the earthquakes depends on the effects of soil-structure interaction (SSI) The modeling method of soilstructure interaction was reviewed, especially in earthquake conditions In a particular example, the modeling of pile-supported wharf was generated to clarify the impact of the earthquake on pile-supported wharf, seismic analysis methods and models soil-structure interaction of pile-supported wharf during earthquakes The results of the example show that the impact of the earthquake on the pile-supported wharf, mainly on the piles and reduce the load bearing capacity of the soil LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thực cá nhân Luận văn thực sở nghiên cứu lý thuyết hướng dẫn khoa học T.S Nguyễn Thế Duy Các số liệu, kết thực luận văn trung thực chưa công bố hình thức Tác giả luận văn Nguyễn Hào Hiệp -i- MỤC LỤC Mục lục i Danh mục bảng vii Danh mục hình ix MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Phương pháp nghiên cứu 3 Nội dung phạm vi đề tài CHƯƠNG 1: ĐỘNG ĐẤT VÀ TÁC ĐỘNG LÊN CÔNG TRÌNH BẾN 1.1 Khái niệm chung động đất 1.1.1 Định ngĩa động đất 1.1.2 Nguồn gốc động đất 1.1.2.1 Động đất có nguồn gốc từ hoạt động kiến tạo 1.1.2.2 Động đất có nguồn gốc từ đứt gãy 1.1.2.3 Động đất có nguồn gốc từ nguồn gốc khác 1.1.3 Sóng địa chấn truyền sóng địa chấn 1.1.3.1 Sóng địa chấn 1.1.3.2 Ảnh hưởng đất tới chuyển động động đất 1.1.3.3 Ảnh hưởng chuyển động động đất tới đất 10 1.1.4 Cấp độ lớn động đất 11 1.1.4.1 Cấp động đất 11 1.1.4.2 Độ lớn động đất 13 1.1.5 Diễn biến hoạt động động đất 14 1.1.5.1 Hoạt động động đất giới 14 1.1.5.2 Hoạt động động đất Việt Nam 16 1.1.6 Các số liệu động đất sử dụng thiết kế 19 -ii- 1.2 Tác động động đất lên cơng trình 19 1.2.1 Tác động động đất lên công trình 19 1.2.2 Tác động động đất lên cơng trình bến 20 1.2.2.1 Tác động động đất lên cơng trình bến 20 1.2.2.2 Tác động động đất lên kết cấu bến trọng lực 22 1.2.2.3 Tác động động đất lên kết cấu bến tường cừ 23 1.2.2.4 Tác động động đất lên kết cấu bến bệ cọc cao 24 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ ĐỘNG LỰC HỌC TÍNH TỐN KẾT CẤU CHỊU TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT 26 2.1 Dao động hệ kết cấu đàn hồi tuyến tính 26 2.1.1 Dao động hệ bậc tự động 26 2.1.1.1 Phương trình chuyển động 26 2.1.1.2 Dao động hệ chịu tải trọng điều hòa 27 2.1.1.3 Dao động hệ chịu tải trọng xung ngắn hạn 29 2.1.1.4 Dao động hệ chịu tải trọng 29 2.1.1.5 Dao động hệ chịu tải trọng động đất 30 2.1.1.6 Phổ phản ứng động đất 32 2.1.2 Dao động hệ nhiều bậc tự động 33 2.1.2.1 Phương trình chuyển động 33 2.1.2.2 Dao động hệ chịu tải trọng động đất 36 2.1.2.3 Phổ phản ứng hệ nhiều bậc tự động chịu tải trọng động đất 39 2.1.2.4 Tổ hợp phản ứng lớn 40 2.2 Dao động hệ kết cấu không đàn hồi 42 2.2.1 Phản ứng không đàn hồi kết cấu chịu tải trọng động đất 42 2.2.2 Phương trình chuyển động hệ không đàn hồi 44 2.2.2.1 Hệ bậc tự động 44 2.2.2.2 Hệ nhiều bậc tự động 46 -iii- 2.2.2.3 Phương pháp giải phương trình lượng gia chuyển động 46 CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TÁC ĐỘNG CỦA ĐỘNG ĐẤT LÊN CƠNG TRÌNH BẾN 48 3.1 Các phương pháp phân tích cơng trình bến chịu tác động động đất 48 3.1.1 Phân tích đàn hồi tuyến tính 48 3.1.1.1 Phương pháp tĩnh lực ngang tương đương 48 3.1.1.2 Phương pháp phân tích phổ phản ứng 50 3.1.1.3 Phương pháp phân tích dạng 52 3.1.2 Phân tích phi tuyến 54 3.1.2.1 Phương pháp tĩnh phi tuyến 54 3.1.2.2 Phương pháp tích phân bước 55 3.2 Một số tiêu chuẩn thiết kế chống động đất cho cơng trình bến 56 3.2.1 Quy định Tiêu chuẩn thiết kế 22 TCN 221-95 56 3.2.1.1 Nguyên tắc thiết kế 57 3.2.1.2 Tải trọng tính tốn 57 3.2.1.3 Hệ số động học 59 3.2.1.4 Tổ hợp phản ứng động cơng trình 60 3.2.2 Quy định Tiêu chuẩn thiết kế TCXDVN 375:2006 61 3.2.2.1 Phương pháp tĩnh lực ngang tương đương theo quy định TCXDVN 375:2006 61 3.2.2.2 Phương pháp phân tích phổ phản ứng theo quy định TCXDVN 375:2006 67 3.2.2.3 Phương pháp đẩy dần theo TCXDVN 375:2006 69 3.2.2.4 Tổ hợp hệ thành phần tác động động đất 72 3.2.3 Quy định Tiêu chuẩn thiết kế cảng biển Nhật Bản 73 3.2.3.1 Nguyên tắc thiết kế 73 3.2.3.2 Tải trọng thiết kế 74 3.2.3.3 Phương pháp hệ số động đất 74 - PL2.16 - Tæ HỵP TH 68 TH 69 TH 70 TH 71 TH 72 TH 73 TH 74 TH 75 TH 76 TH 77 TH 78 TH 79 TH 80 TH 81 TH 82 TH 83 TH 84 TH 85 TH 86 TH 87 TH 88 bt x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x DX DY x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x SSG1 SSG2 SSG3 H30-n H30-D trường hợp tải trọng HH1 HH2 HH3 HH4 HH5 HT1 HT2 HT3 HT3 HT5 Va x x x x x x x x x x x x x x x x tua x x x x x x x x x neo x x x x x x x x x Trong đó: + BT: Tải trọng thân + VA: Tải trọng va tàu + SSG1 -> SSG3: Tải trọng cần trục SSG chạy ray + NEO: Tải trọng neo tàu + H30-N & H30-D: Tải trọng đoàn xe H30 chạy ngang dọc bến + TUA: Tải trọng tựa tàu + HH1 -> HH5: Tải trọng hàng hóa trường hợp cẩu không làm việc + HT1 -> HT5: Tải trọng hàng hóa trường hợp cẩu làm việc + DX: Tải trọng động đất tác động với phương phương X (phương dọc bến) phương phụ tương ứng: ""X "" 0,3.Y + DY: Tải trọng động đất tác động với phương phương Y (phương ngang bến) phương phụ tương ứng: ""Y "" 0,3.X Ghi chú: Các tải trọng khai thác bến tổ hợp tương ứng với tác động động đất theo phương dọc bến (X) ngang bến (Y) x x x x x x x x x x x x x x x x - PL2.17 PL2-4 KÕt qu¶ tÝnh toán nội lực cấu kiện PL2-4.1 Kết nội lực theo mô hình ngàm giả đinh theo TCVN 205: 1998 Bảng PL2-12: Kết tính toán nội lực dầm - cọc (Mô hình ngàm giả định) Mô men Lực dọc Lùc c¾t P (T) V2 (T) V3 (T) M2 (T.m) M3 (T.m) Max 20.33 1.52 3.27 32.60 16.07 1a Cäc xiªn Min -195.55 -1.50 -3.30 -32.91 -15.72 Max -17.27 1.80 1.37 16.73 31.49 1b Cäc th¼ng Min -173.57 -3.21 -1.69 -16.85 -32.10 Max 12.81 55.26 2.28 4.00 183.40 DÇm ngang Min -56.72 -91.19 -3.16 -5.41 -274.07 Max 29.78 71.78 8.59 3.88 153.76 DÇm ngang (DNHT) Min -84.94 -37.20 -6.13 -7.29 -94.35 29.79 164.84 7.69 5.85 314.74 DÇm cÇn trôc Max (DCT1) Min -50.25 -154.44 -4.09 -4.84 -270.47 6.03 122.92 8.43 5.01 187.12 DÇm cÇn trơc Max (DCT2) Min -46.04 -157.85 -3.81 -4.69 -168.53 Max 5.61 33.08 1.05 2.05 47.66 Dầm dọc (DD1) Min -8.49 -37.34 -2.38 -2.18 -55.21 5.01 40.49 0.41 0.76 89.90 DÇm däc biªn Max (DD2) Min -16.46 -48.45 -0.97 -1.04 -76.42 Max 27.99 18.78 2.68 4.34 27.85 DÇm tùa (DT) Min -28.72 -16.42 -4.86 -3.83 -41.13 B¶ng PL2-13: KÕt tính toán nội lực mặt cầu (Mô hình ngàm giả định) Mô men Lực cắt màng Lực cắt TT Néi lùc TT CÊu kiƯn KÝch th­íc Néi lùc F11 (T/m) F22 (T/m) V13 (T/m) V23 (T/m) M11(T.m/m) M22(T.m/m) Max Min 17.31 -16.39 9.14 -26.20 - - 12.57 -11.57 5.22 -9.17 PL2-3.2 KÕt qu¶ néi lùc theo mô hình hệ số theo Bowles Bảng PL2-14: Kết tính toán nội lực dầm - cọc (Mô hình hƯ sè nỊn theo Bowles) TT CÊu kiƯn KÝch th­íc 1a Cọc xiên 1b Cọc thẳng Dầm ngang DÇm ngang (DNHT) Néi lùc Max Min Max Min Max Min Max Min Mô men Lực dọc Lực cắt P (T) V2 (T) V3 (T) M2 (T.m) M3 (T.m) 19.21 2.08 4.68 31.68 16.09 -195.20 -2.10 -4.67 -31.99 -15.97 -17.57 4.65 2.52 14.04 21.42 -173.55 -3.25 -1.97 -17.02 -31.88 12.81 55.56 2.28 4.00 183.93 -56.80 -91.45 -3.16 -5.41 -275.70 29.78 71.99 8.55 3.83 154.02 -84.96 -37.22 -6.02 -7.39 -94.94 - PL2.18 - TT CÊu kiƯn KÝch th­íc DÇm cÇn trơc (DCT1) DÇm cÇn trơc (DCT2) DÇm däc (DD1) Dầm dọc biên (DD2) Dầm tựa (DT) Néi lùc Max Min Max Min Max Min Max Min Max Min Mô men Lực dọc Lực cắt P (T) V2 (T) V3 (T) M2 (T.m) M3 (T.m) 29.86 164.68 7.57 5.66 314.98 -50.24 -154.40 -3.94 -4.72 -270.07 6.03 122.79 8.35 4.92 186.98 -46.04 -157.61 -3.71 -4.61 -168.05 5.62 33.03 1.05 1.99 47.66 -8.49 -37.27 -2.33 -2.13 -55.08 4.97 40.50 0.37 0.65 89.76 -16.48 -48.39 -0.90 -0.93 -76.13 28.03 18.81 2.68 4.35 27.91 -28.76 -16.42 -4.87 -3.83 -41.27 B¶ng PL2-15: Kết tính toán nội lực mặt cầu (Mô hình hệ số theo Bowles) Mô men Lực cắt màng Lực cắt TT Nội lực F11 (T/m) F22 (T/m) V13 (T/m) V23 (T/m) M11(T.m/m) M22(T.m/m) Max Min 17.32 -16.42 9.14 -26.28 - - 12.51 -11.52 5.23 -9.20 PL2-4.3 Kết nội lực theo mô hình đường cong p-y API Bảng PL2-16: Kết tính toán nội lực cấu kiện dầm - cọc (Mô hình p-y theo API) TT CÊu kiƯn KÝch th­íc 1a Cäc xiªn 1b Cọc thẳng Dầm ngang Dầm ngang (DNHT) DÇm cÇn trơc (DCT1) DÇm cÇn trơc (DCT2) Dầm dọc (DD1) Dầm dọc biên (DD2) DÇm tùa (DT) Néi lùc Max Min Max Min Max Min Max Min Max Min Max Min Max Min Max Min Max Min Mô men Lực dọc Lực cắt P (T) V2 (T) V3 (T) M2 (T.m) M3 (T.m) 24.03 2.43 4.24 39.48 14.79 -198.47 -2.36 -4.21 -39.84 -14.78 -15.68 4.11 2.35 13.32 25.41 -173.48 -3.17 -1.79 -18.23 -38.85 13.03 55.44 2.28 4.00 183.89 -56.84 -91.54 -3.18 -5.44 -276.17 29.77 71.94 8.54 3.82 156.64 -84.90 -37.25 -6.05 -7.41 -94.95 29.88 170.45 7.65 6.07 322.20 -50.23 -157.50 -4.10 -4.81 -287.65 6.03 127.03 8.44 5.32 192.19 -46.03 -159.33 -3.94 -4.66 -177.97 5.57 33.67 1.05 2.00 47.87 -8.59 -38.12 -2.35 -2.16 -58.63 5.18 41.49 0.36 0.66 93.51 -16.59 -49.14 -0.89 -0.94 -83.78 28.08 19.48 2.68 4.34 29.47 -28.76 -17.04 -4.86 -3.83 -42.67 - PL2.19 Bảng PL2-17: Kết tính toán nội lực mặt cầu (Mô hình p-y theo API) Mô men Lực cắt màng Lực cắt TT Nội lực F11 (T/m) F22 (T/m) V13 (T/m) V23 (T/m) M11(T.m/m) M22(T.m/m) Max Min 17.34 -16.42 9.15 -26.35 - - 12.64 -11.76 5.22 -9.23 PL2-4.4 Kết nội lực theo mô hình đường cong p-y PHRI Bảng PL2-18: Kết tính toán nội lực dầm - cọc (Mô hình p-y theo PHRI) TT Cấu kiện Kích thước 1a Cọc xiên 1b Cọc thẳng DÇm ngang DÇm ngang (DNHT) DÇm cÇn trơc (DCT1) DÇm cÇn trơc (DCT2) DÇm däc (DD1) Dầm dọc biên (DD2) Dầm tựa (DT) Néi lùc Max Min Max Min Max Min Max Min Max Min Max Min Max Min Max Min Max Min Mô men Lực dọc Lực cắt P (T) V2 (T) V3 (T) M2 (T.m) M3 (T.m) 20.89 3.29 5.05 38.40 15.50 -195.67 -3.19 -5.01 -38.75 -15.48 -16.54 5.04 3.23 14.22 25.21 -173.43 -3.21 -2.44 -18.81 -37.86 13.08 55.55 2.28 4.00 183.23 -56.85 -91.58 -3.18 -5.44 -275.97 29.77 72.14 8.54 3.82 156.76 -84.92 -37.25 -6.05 -7.38 -95.50 29.86 170.50 7.52 6.01 320.34 -50.23 -157.35 -4.02 -4.70 -285.73 6.03 127.05 8.32 5.24 190.53 -46.03 -157.32 -3.89 -4.56 -176.41 5.60 33.57 1.05 1.99 47.68 -8.61 -37.97 -2.34 -2.14 -58.07 5.07 41.57 0.36 0.66 92.88 -16.45 -48.96 -0.89 -0.93 -82.85 28.02 19.44 2.68 4.34 29.29 -28.71 -17.09 -4.86 -3.83 -42.70 B¶ng PL2-19: KÕt tính toán nội lực mặt cầu (Mô hình p-y theo PHRI) Mô men Lực cắt màng Lực cắt TT Néi lùc F11 (T/m) F22 (T/m) V13 (T/m) V23 (T/m) M11(T.m/m) M22(T.m/m) Max Min 17.36 -16.39 9.15 -26.31 - - 12.42 -11.60 5.22 -9.21 - PL2.20 PL2-5 Tính toán sức chịu tải cọc theo đất (Theo tiªu chuÈn thiÕt kÕ mãng cäc TCXD 205 : 1998) PL2-5.1 Tính toán sức chịu tải trọng nén cọc theo đất Khả chịu nén cho phép theo ®Êt nỊn cđa cäc x¶y ®éng ®Êt: Pn = Qu / K tc Qu = m.(mr.R.F + U.S mf.f = m.(Q p + Q s) Trong ®ã: Pn - Sức chịu tải nén cho phép tính toán theo đất cọc Qn - Sức chịu tải nén tiêu chuẩn tính toán theo đất cọc đơn Ktc - Hệ số an toàn phụ thuộc số lượng cọc móng m - Hệ số điều kiện làm viƯc ®Êt, m = 1.00 m = Qp - Sức chịu tải nén tiêu chuẩn tính toán theo đất cọc đơn lực chống xảy ®éng ®Êt: Qp = Mc1.Mc3.(mr.R.F) Mc1- HƯ sè gi¶m thÊp điều kiện làm việc đất mềm Giá trị M c1 xác định theo Bảng I.1 [20] dựa vào loại đất cấp động đất: Mc1 = 0.80 (Với: cát chặt vừa, no nước; động đất cấp 7) Mc3 - hệ số điều kiện làm việc Mc3 = 1.00 R - Sức chống tính toán đất mũi cäc, T/m (B¶ng A1, Phơ lơc A [20]) F - DiƯn tÝch mịi cäc, F = 0.385 m2 Qs - Sức chịu tải nén tiêu chuẩn tính toán theo đất cọc đơn lực ma sát bên xảy động đất: Qs = U.S mf M c2.fi.li Mc2- Hệ số giảm thấp điều kiện làm việc đất mềm Giá trị M c2 xác định theo Bảng I.1 [20] dựa vào loại đất cấp động đất U - Chu vi tiÕt diÖn ngang cäc, U = 2.199 m mr, m f - Tương ứng hệ số điều kiện làm việc đất chân cọc thành cọc có xét đến ảnh hưởng phương pháp hạ cọc mr = mf = 1.00 li - Chiều dày lớp đất thứ i mà mũi cọc qua fi - Sức chống tính toán đất thân cọc, T/m (Bảng A2, Phụ lục A [20]) (Trong tính toán, đất chia thành lớp đồng có chiều dày SSG3: + H30-N & H30-D: + HH1 -> HH5: + HT1 -> HT5: + DX: + DY: SSG1 SSG2 SSG3 H30-n H30-D trường hợp t¶i träng HH1 HH2 HH3 HH4 HH5 HT1 HT2 x HT3 HT5 Va neo x x x x x x x x x x x x x x x tua x x x x x x x x x HT3 x x x x x x x x x T¶i trọng thân + VA: Tải trọng va tàu Tải trọng cần trục SSG chạy ray + NEO: Tải trọng neo tàu Tải trọng đoàn xe H30 chạy ngang dọc bến + TUA: Tải trọng tựa tàu Tải trọng hàng hóa trường hợp cẩu không làm việc Tải trọng hàng hóa trường hợp cẩu làm việc Tải trọng động đất tác động với phương phương X (phương dọc bến) phương phụ tương ứng: DX = ""X "" 0,3.Y Tải trọng động đất tác động với phương phương Y (phương ngang bến) phương phụ tương ứng: DY = ""Y "±" 0,3.X x x x x x x x x x x x x x x x x - PL3.5 - PL3-4 Kết tính toán nội lực cấu kiện PL3-4.1 Kết nội lực theo mô hình ngàm giả ®inh theo TCVN 205: 1998 B¶ng PL3-2: KÕt qu¶ tÝnh toán nội lực dầm - cọc (Mô hình ngàm giả định) Lực dọc Lực cắt Mô men P (T) V2 (T) V3 (T) M2 (T.m) M3 (T.m) Max 39.90 1.89 2.89 28.85 18.77 1a Cäc xiªn Min -171.03 -1.74 -2.91 -29.21 -18.86 Max -17.63 1.50 1.37 19.06 27.63 1b Cäc th¼ng Min -127.76 -2.83 -1.96 -19.88 -28.48 Max 13.05 53.92 2.04 3.65 147.77 DÇm ngang Min -56.08 -64.60 -2.81 -4.46 -186.58 Max 29.64 69.24 8.56 3.82 170.47 DÇm ngang (DNHT) Min -84.81 -40.48 -5.68 -6.59 -102.20 26.64 163.76 7.27 5.97 315.69 DÇm cÇn trơc Max (DCT1) Min -42.31 -154.48 -4.33 -4.34 -268.02 2.34 123.93 7.24 4.76 187.21 DÇm cÇn trơc Max (DCT2) Min -40.18 -139.61 -3.94 -4.03 -165.20 4.93 32.61 0.83 2.03 44.01 Dầm dọc Max (DD1) Min -7.66 -36.73 -2.36 -2.12 -52.97 3.31 37.79 0.34 0.80 88.58 Dầm dọc biên Max (DD2) Min -15.81 -43.46 -1.02 -1.09 -76.79 Max 27.22 18.79 2.52 4.35 27.94 DÇm tùa (DT) Min -27.43 -16.42 -4.85 -3.67 -41.16 Bảng PL3-3: Kết tính toán nội lực mặt cầu (Mô hình ngàm giả định) Lực cắt màng Lực cắt Mô men TT Nội lực TT Cấu kiƯn KÝch th­íc Néi lùc F11 (T/m) F22 (T/m) V13 (T/m) V23 (T/m) M11(T.m/m) M22(T.m/m) Max Min 17.28 -15.62 9.13 -23.37 - - 12.70 -11.87 5.49 -7.06 PL3-4.2 Kết nội lực theo mô hình hệ số theo Bowles Bảng PL3-4: Kết tính toán nội lực dầm - cọc (Mô hình hệ số theo Bowles) TT CÊu kiƯn KÝch th­íc 1a Cäc xiªn 1b Cäc thẳng Dầm ngang Dầm ngang (DNHT) Nội lực Max Min Max Min Max Min Max Min Lùc däc Lực cắt Mô men P (T) V2 (T) V3 (T) M2 (T.m) M3 (T.m) 40.29 2.61 4.21 28.73 17.20 -192.12 -3.03 -4.19 -29.08 -20.08 -17.74 4.17 2.93 14.56 19.22 -148.58 -2.92 -2.08 -20.67 -28.75 13.12 54.05 2.03 3.64 147.90 -56.24 -64.79 -2.81 -4.47 -187.89 29.63 69.11 8.44 3.73 171.46 -84.81 -40.81 -5.57 -6.67 -104.63 - PL3.6 - TT CÊu kiƯn KÝch th­íc DÇm cÇn trơc (DCT1) DÇm cÇn trục (DCT2) Dầm dọc (DD1) Dầm dọc biên (DD2) Dầm tựa (DT) Nội lực Max Min Max Min Max Min Max Min Max Min Lùc däc Lực cắt Mô men P (T) V2 (T) V3 (T) M2 (T.m) M3 (T.m) 26.85 164.06 7.37 5.93 316.71 -42.30 -154.82 -4.08 -4.34 -268.64 2.39 123.98 7.34 4.73 187.65 -40.19 -139.97 -3.94 -4.04 -165.30 4.94 32.66 0.88 1.98 44.11 -7.66 -36.78 -2.32 -2.08 -53.15 3.30 37.86 0.37 0.69 88.82 -15.84 -43.51 -0.95 -0.98 -77.22 27.31 18.87 2.53 4.35 28.13 -27.41 -16.49 -4.85 -3.67 -41.44 Bảng PL3-5: Kết tính toán nội lực mặt cầu (Mô hình hệ số theo Bowles) Lực cắt màng Lực cắt Mô men TT Néi lùc F11 (T/m) F22 (T/m) V13 (T/m) V23 (T/m) M11(T.m/m) M22(T.m/m) Max Min 17.34 -15.61 9.13 -23.48 - - 12.68 -11.95 5.42 -7.19 PL3-4.3 KÕt qu¶ néi lực mô hình sử dụng đường cong p-y theo API Bảng PL3-6: Kết tính toán nội lực dầm - cọc (Mô hình p-y theo API) TT Cấu kiện Kích thước 1a Cọc xiên 1b Cọc thẳng Dầm ngang DÇm ngang (DNHT) DÇm cÇn trơc (DCT1) Dầm cần trục (DCT2) Dầm dọc (DD1) Dầm dọc biên (DD2) Dầm tựa (DT) Nội lùc Max Min Max Min Max Min Max Min Max Min Max Min Max Min Max Min Max Min Lùc dọc Lực cắt Mô men P (T) V2 (T) V3 (T) M2 (T.m) M3 (T.m) 51.32 2.14 4.72 39.99 12.21 -203.44 -2.32 -4.69 -40.41 -20.08 -15.64 4.56 2.46 13.37 25.88 -151.23 -2.86 -1.52 -17.70 -39.01 13.56 53.60 2.05 3.67 149.40 -56.19 -64.10 -2.82 -4.51 -185.97 29.54 71.91 8.36 3.70 158.64 -84.69 -39.29 -5.62 -6.75 -97.19 27.19 171.53 7.86 6.52 324.56 -42.32 -158.73 -4.20 -4.85 -292.42 2.43 127.83 7.68 5.33 191.29 -40.19 -143.45 -4.15 -4.63 -178.89 4.80 34.38 0.83 2.02 46.93 -7.73 -38.51 -2.34 -2.16 -59.21 3.48 40.38 0.33 0.67 94.10 -16.41 -45.53 -0.90 -0.96 -87.94 27.56 19.86 2.53 4.35 30.34 -27.27 -17.36 -4.83 -3.68 -43.44 - PL3.7 B¶ng PL3-7: KÕt tính toán nội lực mặt cầu (Mô hình p-y theo API) Lực cắt màng Lực cắt Mô men TT Néi lùc F11 (T/m) F22 (T/m) V13 (T/m) V23 (T/m) M11(T.m/m) M22(T.m/m) Max Min 17.48 -15.54 9.15 -23.67 - - 12.96 -12.74 5.06 -7.26 PL3-4.4 KÕt qu¶ nội lực theo mô hình đường cong p-y PHRI Bảng PL3-8: Kết tính toán nội lực dầm - cọc (Mô hình p-y theo PHRI) TT Cấu kiện Kích thước 1a Cọc xiên 1b Cọc thẳng Dầm ngang DÇm ngang (DNHT) DÇm cÇn trơc (DCT1) DÇm cần trục (DCT2) Dầm dọc (DD1) Dầm dọc biên (DD2) Dầm tựa (DT) Nội lực Max Min Max Min Max Min Max Min Max Min Max Min Max Min Max Min Max Min Lùc däc Lùc cắt Mô men M2 (T.m) M3 (T.m) P (T) V2 (T) V3 (T) 48.18 2.66 5.54 39.25 12.98 -200.09 -3.02 -5.51 -39.66 -20.59 -16.40 5.38 3.23 13.60 25.97 -151.15 -2.90 -1.95 -18.30 -38.32 13.64 53.37 2.05 3.67 148.03 -56.20 -64.14 -2.82 -4.51 -185.88 29.55 71.33 8.36 3.70 158.79 -84.71 -39.15 -5.63 -6.72 -97.75 27.17 171.75 7.78 6.49 322.93 -42.32 -158.51 -4.12 -4.76 -290.99 2.44 128.00 7.58 5.29 190.33 -40.18 -141.81 -4.11 -4.54 -177.58 4.83 34.25 0.81 2.01 46.63 -7.76 -38.37 -2.34 -2.15 -58.77 3.46 40.14 0.33 0.66 93.57 -16.27 -45.35 -0.90 -0.96 -87.05 27.59 19.83 2.53 4.34 30.16 -27.23 -17.42 -4.83 -3.67 -43.48 Bảng PL3-9: Kết tính toán nội lực mặt cầu (Mô hình p-y theo PHRI) Lực cắt màng Lực cắt Mô men TT Nội lực F11 (T/m) F22 (T/m) V13 (T/m) V23 (T/m) M11(T.m/m) M22(T.m/m) Max Min 17.50 -15.52 9.16 -23.63 - - 12.76 -12.55 5.01 -7.24 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: Nguyễn Hào Hiệp Ngày sinh: 12/08/1987 Nơi sinh: Hải Phòng Địa liên lạc: Số 36, đường 10 cũ, Phường Lãm Hà, Quận Kiến An, Hải Phịng Q TRÌNH ĐÀO TẠO: 2005-2010: Sinh viên đại học, ngành: Xây dựng công trình thủy, Khoa Cơng trình thủy, Đại học Hàng hải Việt Nam 2011-2012: Học viên cao học, ngành: Xây dựng cơng trình biển, Bộ mơn Cảng - cơng trình biển, Khoa Kỹ thuật xây dựng, Đại học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh Q TRÌNH CƠNG TÁC: 2010-12/2012: Kỹ sư, Phịng Thiết kế cơng trình, Cơng ty Cổ phần Đầu tư Tư vấn thiết kế Số Một ... đất lên cơng trình 19 1.2.1 Tác động động đất lên cơng trình 19 1.2.2 Tác động động đất lên cơng trình bến 20 1.2.2.1 Tác động động đất lên cơng trình bến 20 1.2.2.2 Tác. .. tìm hiểu chất tượng động đất, hoạt động động đất tác động động đất lên cơng trình bến cảng Cơ sở động lực học toán động đất phương pháp chung phân tích tác động động đất lên kết cấu xem xét Các... dựng cơng trình biển Mã số: I TÊN ĐỀ TÀI: Tính tốn tác động tải trọng động đất lên cơng trình bến 60 58 45 NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Khái niệm động đất, hoạt động động đất tác hại cơng trình bến