Kết cấu tường buồng ụ là kết cấu cừ chắn đất, có sử dụng neo trong.
Mỗi bên cừ có sử dụng 2 neo trong. Neo trên dài 10m và neo dưới dài 5m.
Vì kết cấu dạng có phép thốt nước nên trên mỗi bên cừ có bố trí lỗ thốt nước. Kết quả chạy phần mềm qua mỗi trường hợp tải, ta chọn trường hợp cho giá trị nội lực lớn nhất:
Hình 4-3: Biều đồ mơmen của phần tử cừ thép.
Hình 4-4: Giá trị mơmen uốn của phần từ cừ thép.
Từ kết quả nội lực ở trên, ta chọn cừ có thơng số như sau:
Hình 4-5: Mặt cắt ngang cừ thép FSP-VL
Thông tin: Một mét ngang cừ
Diện tích mặt cắt ngang: A = 267.6 mm2
ĐỒ ÁN CƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THỦY - Ụ TÀU KHƠ
LỘC MINH CHIẾN - 1710671
Mô men kháng uốn mặt cắt: W = 3150 mm3
Khối lượng M = 210 kg/m
4.4.2 Bản đáy buồng ụ
Cũng dựa vào phần mềm PTHH, ta giải tĩnh lực bản đáy buồng ụ, sau đó thiết kế cốt thép cho bản đáy.
Kết cấu bản đáy là dầm BTCT trên nền cọc. Kết quả tính tốn mơ men bản đáy:
Trường hợp ụ đang sửa chữa tàu:
Hình 4-6: Biểu đồ mơmen của phần từ bản đáy trường hợp ụ có tàu trên bệ
Hình 4-7: Giá trị mơmen max và min của phần tử bản đáy trường hợp ụ có tàu trên bệ
Hình 4-8: Biểu đồ mômen của phần tử bản đáy trường hợp ụ khơng có nước.
Hình 4-9: Giá trị max và min của phần tự bản đáy trong trường hợp ụ khơng có nước. nước.
Trường hợp ụ đầy nước:
Hình 4-10: Biểu đồ mơmen uốn của phần tử bản đáy trường hợp ụ đầy nước.
Hình 4-11: Giá trị mômen max và min của phần tử bản đáy trường hợp ụ đầy nước.
ĐỒ ÁN CƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THỦY - Ụ TÀU KHÔ
LỘC MINH CHIẾN - 1710671
Với trường hợp trong ụ đầy nước cho giá trị mô men uốn căn thớ dưới của bản đáy là lớn nhất nên ta sử dụng trường hợp này để tính tốn cốt thép cho thớ dưới bản đáy.
Với trường hợp trong ụ khơng có nước cho giá trị mô men uốn căng thớ trên của bản đáy là lớn nhất nên ta sử dụng trường hợp này để tính tốn cốt thep cho thớ trên của bản đáy.
KIỂM TRA ỔN ĐỊNH, CƯỜNG ĐỘ 5.1 Kiểm tra ổn định, chuyển vị, độ lún.
Nhờ vào phần mềm PTHH Plaxis, sau khi chạy mơ phỏng, ta có thể xuất ra được các kết quả chuyển vị của các trường hợp của ụ khô.
Trường hợp ụ khơng có nước.
Hình 5-1: Kết quả độ lún trường hợp ụ khơng có nước từ phần mềm Plaxis
ĐỒ ÁN CƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THỦY - Ụ TÀU KHƠ
LỘC MINH CHIẾN - 1710671
Hình 5-2: Kết quả độ lún trường hợp ụ đầy nước từ phần mềm Plaxis
Trường hợp ụ đang có tàu trên bệ.
Nhận xét:
Sau khi xem kết quả, điều đầu tiên ta nhận thấy là việc độ lún dưới chân nhóm cọc tương đối lớn, khoảng 0.7m. Nếu so với tiêu chuẩn cho phép thì độ lún này khơng thỏa mãn u cầu.
Nguyên nhân của việc độ lún lớn vượt quá mức cho phép có thể thấy rằng ta đã mơ hình hóa kết cấu vào phần mềm khơng được chính xác, bỏ qua một số giả thiết. Điều này có thể khác phục bằng việc tìm hiểu chuyên sâu hơn phần mềm tính tốn, tìm hiểu những thơng số, lý thuyết tính tốn để có thể mơ hình bài tốn đúng với ứng xử thực tế.
Ngoài ra, bỏ qua việc giá trị tính tốn khơng chính xác, ta thấy rằng đất hai bên buồng ụ có độ lớn lớn nhất, hơn 1m, lớn hơn lún ở dưới đáy mũi cọc 0.7 lần. Hai bên buồng ụ là nơi bố trí cần cẩu trục, khu vực làm việc, đi lại của cơng nhân và các trang thiết bị. Việc có đồ lún cao như vậy có thể ảnh hưởng tới sự làm việc của buồng ụ.
Nguyên nhân có thể đến từ việc lớp bùn sét ở phía trên lớp địa chất yếu, có thể đảm bảo về khả năng chịu lực nhưng sẽ không đảm bảo khả năng điều kiện làm việc. Có thể khắc phục việc này bằng việc nạo vét lớp bùn sét đi và thay vào lớp đất khác.
5.2 Kiểm tra sức chịu tải cọc
Áp dụng phần mềm PTHH để giải tĩnh lực trong cọc Ta xét cọc nguy hiểm nhất, trường hợp tàu nằm trên bệ.
ĐỒ ÁN CƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THỦY - Ụ TÀU KHƠ
LỘC MINH CHIẾN - 1710671
Hình 5-5: Giá trị max và min của lực dọc trong cọc từ mơ hình Plaxis.
Ta thấy:
Nội lực trong cọc N = 222 × 30 = 6660 kN > [N]c,d = 2490 kN.
Vậy sức chịu tải của cọc không thỏa mãn, cần tăng khả năng chịu tải của cọc, bằng cách thay đổi đường kính, độ sâu cọc.
Ngun nhân tính tốn khơng thỏa có thể xảy ra do mơ hình PTHH khơng chính xác, mơ hình khơng mơ phỏng đúng với ứng xử thực tế, bỏ qua nhiều giả thiết tính tốn khiến mơ hình tính khơng chính xác, sai số rất đáng kể.
Nguyên nhân khác có thể do việc sử dụng loại cọc, đường kính cọc, chiều dài cọc khơng đủ đảm bảo khả năng chịu lực, như vậy ta cần thay đổi kích thước cọc, cũng như tăng chiều sâu hạ cọc.
5.3 Nhận xét chung.
Có thể nói, phần mềm PLAXIS là một phần mềm tính tốn PTHH rất tốt dàng cho các kỹ sư thực hiện tính tốn, mơ phỏng các ứng xử của đất từ đó có thể có được các phương án thiết kế chính xác, tối ưu. Tuy nhiên, để có thể thực hiện chính xác địi hỏi người sử dụng phải có kiến thức chuyên môn, kiến thức sử dụng phần mềm cao mới có thể xử lý tốt nhiều vấn đề của bài tốn cơ học đất.
Do vần cịn là sinh viên, lần đầu tiếp xúc với phần mềm, cũng như áp dụng phần mềm vào tính tốn cho đồ án ắt sẽ gặp nhiều sai sót. Sai sót từ việc thiếu kiến thức chuyên sâu về phần mềm và sai sót trong cơng đoạn thực hiện đồ án. Nhưng qua đó có thể gíup sinh viên nhận thấy được những kiến thức mới, tạo cơ hội tiếp xúc với các phần mềm tính tốn hiện đại, cũng như tạo cơ hội được sai sót và sửa chữa. Từ đó mà có thể cũng cố kiến thức từ trong ghế nhà trường, tráng mắc lại sai lầm.
TÍNH TỐN CỐT THÉP CÁC CẤU KIỆN 6.1 Sơ đồ tính tốn
Tính tốn cốt thép theo sơ đồ sau:
Bắt đầu Bắt đầu M b, h, a M b, h, a , , b Rb Rs 2 0 m b b M R b h m R
Bài toán cốt đơn:
Bài toán cốt đơn: 2 0 m b b M R b h 0 s s b b R A R b h thỏa 1. Tăng b, h hoặc Rb 2. Bài toán cốt kép 1. Tăng b, h hoặc Rb 2. Bài tốn cốt kép Khơng thỏa 1 1 2 m 0 b b s s R b h A R m i n m a x Chọn và bố trí cốt thép Chọn và bố trí cốt thép Kết thúc Kết thúc Thay đổi b, h, Rb, Rs Thay đổi b, h, Rb, Rs Khơng thỏa thỏa
6.2 Tính cốt thép bản đáy đầu ụ và buồng ụ
ĐỒ ÁN CƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THỦY - Ụ TÀU KHƠ
LỘC MINH CHIẾN - 1710671
Dầm dọc bxh = 1000x3000 mm chạy dọc theo thân tàu đỡ các đệm tàu.
Bảng 6-1: Bảng tính tốn cốt thép cho bản đáy buồng ụ.
M(kNm) m As mm2 Chọn thép As chọn mm2 m kt kt [M] kNm 901.8 0.00169 0.002 1289.6 4d22 1521 0.01 0.002 0.002 1065.186 5793 0.01088 0.011 7092.6 9d32 7264 0.062 0.01094 0.011 5826.5674
Bản sản sử dụng thép lưới d16a150 bố trí theo 2 phương và cả 2 mặt trên dưới của bản đáy.
Tài liệu tham khảo
[1] B. V. Chúng, Cơng Trình Thủy Cơng Trong Xưởng Đóng Tàu, Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia TP.HCM, 2014.
[2] Tiêu chuẩn thiết kế tải trọng và tác động (do sóng và do tàu) lên cơng trình thủy, 1995. [3] C. N. Ẩn, Cơ Học Đất, 2012.
[4] TCVN 10304:2014 Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế, Hà Nội, 2014. [5] H. T. T. Võ Phán, Phân tích và tính tốn móng cọc, 2013.
[6] V. B. Tầm, Kết cấu bê tông cốt thép - Tập 1: Cấu kiện cơ bản, 2012. [7] TCVN 9362-2012 - Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và cơng trình, 2012.