- Dầm vòi voi là dầm lắp ghép. Phần phía dưới tiết diện thu nhỏ dần từ bề rộng 1,2m xuống 0.6 m,dài 2,0 m.
- Dầm vòi voi chịu tác dụng của lực va tàu. Phần trên của dầm vòi voi liên kết với dầm ngang,truyền tải trọng vào dầm ngang và chủ yếu là lực nén nên không cần tính toán mà chỉ tính toán với phần dầm bên dưới như dầm côngxon chịu uốn dưới tác dụng của lực tựa tàu và lực va tàu.
- Ở đây ta tính toán cho trường hợp dầm vòi voi chịu tác dụng của lực tựa q=5,35 (T/m) và thành phần lực va vuông góc với mép bến Fq = 4,46.4,1=18,286 (T).
4.1 Trường hợp chỉ chịu lực tựa.
- Lực tác dụng lên dầm trong trường hợp này là : F = 5,35.1,0 = 5,35 (T).
- Thiên về an toàn xem lực này được đặt ở đầu dầm. Khi đó mômen tại mép ngàm là: M = 5,31x3,5 = 18,585 (Tm).
4.2 Trường hợp chịu lực va.
- Thiên về an toàn xem thành phần lực va tàu tác dụng lên dầm vòi voi tại điểm cách mép 1m.Khi đó momen tại mép ngàm là:
M = 18,286.1,0 = 18,286 (Tm).
- Nhận thấy dầm vòi voi chịu mômen trong trường hợp tựa tàu nguy hiểm hơn trường hợp va tàu. Do đó dùng giá trị M = 18,585 Tm để tính cốt thép cho dầm vòi voi.
- Do dầm voi voi có tiết diện thay đổi theo chiều dài nên gần đúng ta tiến hành tính toán cho tiết diện trung bình là 100x80cm.
- Sử dụng bảng phụ lục 8/Giáo trình Kết cấu Bêtông Cốt thép-PGS,Ts Phan Quang Minh,NXB KHKT 2006 [1],đối với cấu kiện cọc được chế tạo từ bêtông cấp độ bền B25,nhóm cốt thép chịu lực AII và hệ số điều kiện làm việc γb2 = 1 ta có các hệ số : ξR = 0,595 ; αR = 0,418.
- Giả thiết : abv = 5cm.Suy ra : h0 = h – abv = 80 – 5 = 75cm.
Kết luận : Thỏa mãn điều kiện hạn chế chiều cao vùng nén. - Ta có :
- Theo Tiêu chuẩn thiết kế BT thuỷ công TCVN 4115-85,diện tích tiết diện cốt thép dọc cần thiết:
- Với As = 8,8 cm2 ta kiểm tra vết nứt không thỏa mãn. Do đó ta chọn bố trí thép 6φ22AII (As = 22,81 cm2).
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
=> Kết luận : Thỏa mãn điều kiện hàm lượng cốt thép.
4.3 Kiểm tra khả năng chịu cắt của Bêtông.
- Lực cắt lớn nhất trong dầm vòi voi : Qmax = 18,286 (T).
- Khả năng chống cắt của bêtông chế tạo cọc được xác định thông qua công thức sau đây:
Qc.c = k.mb.Rbt.bh0 = 0,6.1,15.105.1,5.0,75 = 81,5 (T). - Nhận xét : Qtt = 18,286 (T) < Qc.c = 81,5 (T).
- Suy ra Bêtông đủ khả năng chống lại ứng suất lớn nhất do lực cắt gây ra.Do đó không cần phải tính toán cốt đai mà chỉ cần đặt cốt đai theo cấu tạo.
- Chọn cốt đai : φ10a200.
4.4 Kiểm tra sự hình thành và mở rộng vết nứt.
- Chiều rộng vết nứt an vuông gócn với trục dầm được xác định theo tiêu chuẩn TCVN- 4116-85 như sau :
Trong đó :
• k :Hệ số kể đến tính chất chịu lực của cấu kiện.Với bản chịu uốn lấy k = 1.0
• η:Hệ số kể đến loại cốt thép.Với thép AII lấy η =1.0
• Cg :Hệ số phụ thuộc tính chất tác dụng của tải trọng.Xem cấu kiện chịu tác động của tải trọng lâu dài lấy Cg = 1,3.
• σa :Ứng suất trong cốt thép chịu kéo tại tiết diện xuất hiện khe nứt.Đối với cấu kiện chịu uốn thì σa được xác định như sau :
a s 1 M = A .Z σ
- Với Z1 là cánh tay đòn của nội ngẫu lực tại tiết diện có khe nứt (khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến trọng tâm vùng nén).
- Cho phép lấy : (cm) - Suy ra :
(T/m2) Trong đó:
σo :Ứng suất kéo ban đầu trong cốt thép do trương nở bêtông.Đối với kết cấu nằm trên khô thì σo=0.
d : Đường kính cốt thép thanh. (d = 22mm). Ea :Môdun đàn hồi của thép.Ea = 2,1.106 (kG/cm2) - Từ đó ta có:
= 0,066 (mm) < 0,08 (mm)
=> Kết luận:Thỏa mãn điều kiện về bề rộng vết nứt. - Vậy thép vòi voi được bố trí là 6Φ22.