nhiên độ cứng của ray tương đối bé không đủ khả năng truyền mô men của dầm này sang dầm khác, do vậy khi tính toán người ta giả thiết rằng dầm được nối khớp với nhau (hình V-40).
Khớp nối truyền lực cắt giă định Q+, Q-. Trị số của lực cắt Q phụ thuộc vào vị trí và cường độ của tải trọng tác dụng và do giả thiết độ lún 2 đầu dầm bằng nhau mà tìm được.
Theo giả thiết trên ta có (ví dụ có 4 lực ở về cùng một phía).
Pk (y1 y2 y3 y4 ) Q.yq Q.yq
Trong đó:
P k : áp lực bánh xe;
yi:: độ lún đầu dầm do P ki = 1 gây ra.
y q : độ lún đầu dầm do lực Q = 1 gõy ra. Q: Lực cắt đầu dầm do ngoại lực gây ra.
Tõ (5-43) ta cã:
k
Q y1 y2 y3 y4 .P
(5-43)
(5-44)
2yq
Xe
Ray
khe lón
dầm
tấm đệm
đầu dầm
Hình ( V - 39 ): Sơ đồ liên kết Dâm - ray - tấm đệm đầu dầm.
Pk Pk Pk Pk _ Q
+ Q
Hình ( V - 40 ). Sơ đồ tương tác của các đoạn dầm nối liền ray.
Cách tính Q:
- Cho P ki = 1 dùng công thức (5-35) ta tìm được yi
- Cho Q = 1 đặt tại đầu dầm , tìm được y q
http://www.ebook.edu.vn 102
lùc nÒn.
- Thay vào ta tìm được Q. Có Q coi nó như 1 ngoại lực để tính toán mô men, lực cắt và phản
Độ lún không đều được xác định theo công thức sau:
ymax ymin
2l
Trong đó:
1
1000
1
2000
, (5-45)
- ymax , ymin - là độ lún lớn nhất và nhỏ nhất của dầm (xem chương IV);
- l - một nửa chiều dài dầm. Các bước tính toán cụ thể:
Dầm chịu tải trọng di động nên khi tính toán ta cho đoàn tải trọng này di chuyển từng vị trí và tại mỗi vị trí ta tìm được lực cắt đầu dầm, sau đó coi lực này như ngoại lực, để tính phản lực nền p, mô men M và lực cắt Q. Với nhiều vị trí ta sẽ vẽ được biểu đồ bao p, M, Q để tính cốt thép.
* Các bước tính toán của một vị trí tải trọng là: 1- Tính áp lực bánh xe P k ;
2- Tính độ lún đơn vị y i và y q ; 3- Tính lực cắt đầu dầm;
4- Tính p, M, Q (dùng bảng Gorbunov-Poxatdov) ở phụ lục cuả tài liệu ''Nền và Móng''.
Theo chiều ngang ta cắt ra 1m và tính theo biến dạng phẳng (cũng dùng bảng như trên).
P
P
Hình ( V - 41 ). Sơ đồ tính theo phương ngang
của dầm.
Ngoại lực gồm 2 lực tập trung P (hình V-41), trị số của lực P lấy bằng 1/2 tổng phản lực nền trên 1m dài của dầm và lấy tại vị trí có phản lực nền lớn nhất (khi tính theo chiều dọc). Tuy nhiên, nên lưu ý rằng ứng lực trong dầm khi khai thác không lớn, nên đa số các trường hợp, kích thước tiết diện ngang của dầm được xác định do ứng lực khi nâng cẩu dầm (điều kiện thi công). Khi cẩu dầm, ta thường tính như dầm kê trên 2 gối tựa với tải trọng phân bố đều của trọng lượng bản thân nhân với hệ số động lấy bằng 1,5.
Một số qui định khi tính dầm trên nền ba lát theo trạng thái giới hạn.
1/- Theo trạng thái giới hạn thứ nhất công thức cơ bản lμ:
U ≤ m . R , (5-46)
http://www.ebook.edu.vn 103
Trong đó: U - Tổng trị số tính toán của ngoại lực hoặc ứng suất có thể làm mất ổn định hoặc mất độ bền của kết cấu tương ứng với tổ hợp tải trọng bất lợi nhất; m - Hệ số điều kiện làm việc; R- Sức chịu tải tương ứng của vật liệu chống lại tác dụng phá hoại về độ ổn định hoặc độ bền của kết cấu (tức là trị số giới hạn).Trị số m lấy như sau:
* Khi tính theo chiều dọc dầm: Tính cho mô men dương m = 1,3; Tính cho mô men âm m = 0,9; Tính cho lực cắt m = 1,0.
* Khi tính theo chiều ngang dầm: Tính theo mô men dương lấy m = 1,0; Tính cho mô men
âm lấy m = 0,85.
Độ cứng tính đổi của dầm tính theo:
B .E.Jtd
, (5-47)
Trong đó: E- Mô đun dàn hồi ban đầu của bê tông; J td - Mô men quán tính của tiết diện tính đổi.
J td = J d + Jray,
trong đó: J d - Mô men quán tính tính đổi của toàn tiết diện dầm bê tông cốt thép đối với trọng tâm chung (trong tính toán, lấy toàn bộ tiết diện của bê tông cộng với tiết diện cốt thép dọc nhân với tỉ số mô đun đàn hồi giữa thép và bê tông); Jray - Mô men quán tính của ray; Tuy nhiên thường J của ray rất nhỏ so với J của dầm nên ta bỏ qua; - Hệ số xét đến tính dẻo và tính từ biến của bê tông, Hệ số
có thể lấy theo bảng (V - 12).
Khi tính theo công thức (5-46) còn đưa thêm vào 1 hệ số bổ xung để kể đến cấp của công trình.
Hệ số bổ xung kí hiệu là Mbs lấy theo bảng (5-13).
Bảng (V-12). Trị số hệ số .
Trị số hệ số | ||
Tải trọng tạm thời | Tải trọng toàn bộ | |
Bê tông thương, BTCTƯST, có chống nứt | 0,85 | 0,6 |
BTCTƯST, không chống nứt | 0,65 | 0,5 |
BTCT thường, không chống nứt | 0,45 | 0,35 |
Có thể bạn quan tâm!
-
Nhà máy đóng mới và sửa chữa tàu thủy - 25 -
Nhà máy đóng mới và sửa chữa tàu thủy - 26 -
Tính Triền Có Kết Cấu Nền Tμ Vẹt Đá Dăm. -
Nhà máy đóng mới và sửa chữa tàu thủy - 29
Xem toàn bộ 232 trang tài liệu này.
Bảng (V-13). Trị số Mbs.
II | III | IV | |
HƯ sè bỉ xung Mbs | 0,95 | 1,0 | 1,05 |
sè 1,1.
2/- Theo trạng thái giới hạn thứ ba: Tất cả các ứng lực tính toán được đều nhân với một hệ
3/- Theo trạng thái giới hạn thứ hai:
tb
R H
(5 - 48)
tb : áp lực trung bình do công trình truyền xuống nền.
= P'
, (5-49)
t b b+ 2h
http://www.ebook.edu.vn 104
Trong đó: P’- tổng phản lực nền trên 1 mét dài của dầm lấy tại vị trí có phản lực nền lớn nhất; b - bề rộng đáy dầm; h - chiều dầy lớp đá dăm, nếu dầm đặt trên nền cát chặt (không phải đá dăm) thì h =
0; RH - cường độ tiêu chuẩn của đất nền, tính ở độ sâu không quá một bề rộng đáy móng và lấy theo công thức (5-50).
1
d
2
d d
RH mA ( B 2h ) A (d h )HD.CH, (5-50)
Trong đó: m - hệ số điều kiện làm việc với: - cát bụi m = 0,6; - cát hạt nhỏ m = 0,8; - các loại đất
khác m = 1,0; A1
, A 2
, D - hệ số không đều phụ thuộc vào góc nội ma sát tiêu chuẩn của đất H
lấy theo bảng (5-14).
Bảng (V-14) Trị số các hệ số A1 , A 2 , D.
B: bể rộng đáy móng công trình; d - độ sâu đặt móng; h
d , d
H - chiều dày và trọng lượng thể
H (o) | Trị số các hệ số | H (o) | Trị số các hệ số | ||||
A1 | A 2 | D | A1 | A 2 | D | ||
0 | 0 | 1,0 | 3,14 | 24 | 0,72 | 3,87 | 6,45 |
2 | 0,03 | 1,12 | 3,32 | 26 | 0,84 | 4,37 | 6,9 |
4 | 0,06 | 1,25 | 3,51 | 28 | 0,98 | 4,93 | 7,4 |
6 | 0,10 | 1,39 | 3,71 | 30 | 1,15 | 5,59 | 7,95 |
8 | 0,14 | 1,55 | 3,93 | 32 | 1,34 | 6,35 | 8,55 |
10 | 0,18 | 1,73 | 4,17 | 34 | 1,55 | 7,21 | 9,21 |
12 | 0,23 | 1,94 | 4,42 | 36 | 1,81 | 8,25 | 9,98 |
14 | 0,29 | 2,17 | 4,69 | 38 | 2,11 | 9,44 | 10,8 |
16 | 0,36 | 2,43 | 5,00 | 40 | 2,46 | 10,84 | 11,73 |
18 | 0,43 | 2,72 | 5,31 | 42 | 2,87 | 12,50 | 12,77 |
20 | 0,51 | 3,06 | 5,66 | 44 | 3,37 | 14,48 | 13,96 |
22 | 0,61 | 3,44 | 6,04 | 45 | 3,66 | 15,64 | 14,64 |
tích của tầng đệm; C H - trị số lực dính đơn vị (kg/cm2) lấy như sau: sỏi và cát hạt lớn bằng 0,01; cát hạt nhỏ bằng 0,02; cát hạt bụi bằng 0,04.
Ví dụ tính lực đầu dầm bê tông cốt thép, đặt trên nền cát chặt. Kích thước và tải trọng như hình vẽ, biết áp lực bánh xe P k = 15 tấn.
Hình (V-42) Sơ đồ xe chở tàu.
Gi¶i: Dầm gồm 2 dầm dọc kê 2 ray, khi tính toán ta coi như dầm riêng biệt, mỗi dầm kê 1 ray và làm việc độc lập với nhau.
Vậy sơ đồ tính toán là:
http://www.ebook.edu.vn 105
1000 cm
Pk 120 Pk 360 Pk 120 Pk
Hình (V-42). Sơ đồ tải trọng.
- áp lực bánh xe P k = 15 tấn (đã cho)
- Tính y i và y q
Cho xe đậu ở một vị trí tuỳ ý. Ví dụ cho xe đậu cách bên phải của dầm 50 cm. Vậy sơ đồ tải trọng sẽ là:
Pk = 15.000kG Pk = 15.000kG
350
120
360
120
-Q
+Q
Theo (5-35)
y K. P .,
2 k
Trong đó: khi ta cho P k = 1 để tìm y i và y q , nên ta viết lại:
y k.
2
Trong đó:
k 4
4EJ
b.l
2d .c
b = 50 cm; l = 1000cm; d = 60 cm (khoảngcách giữa 2 dầm ngang); C = 4 kg/cm3 (với cát chặt).
Thay vào ta có:
50 . 1000
2 . 60
.4
5 . 103
3
b.h3
J 12
50 . 403
12
32 . 105
12
E 2 . 105
http://www.ebook.edu.vn 106
Do đó:
4
3 . 4 . 2 . 105. 32 . 105
5 . 103. 12
k 0,0094cm1
Tải trọng | x | kx | | y |
Q | 0 | 0 | 1 | - 0,0282 .10 4 |
P50 | 50 | 0,47 | 0,8403 | - 0,02389. 104 |
P170 P530 P650 | 170 530 650 | 1,598 4,982 6,11 | 0,1960 - 0,0046 0,0018 | - 0,00553. 104 + 0,0000054. 104 - 0,00000214. 104 |
Bây giờ dùng công thức (5-35) để lập bảng tính y i và y q . Bảng (V-15) kết quả tính các độ lớn đơn vị y i và y q .
Với x = 0 có y q , còn các x i sẽ cho y i .
3/- Tính lực cắt dầu dầm:
q
yi
Q 2 y . Pk
Q ⎛0,02389 0,00553 0,00000214 0,0000054⎞
⎜
⎝
2(0,0282)
⎟.15000
⎠
0,0294167 .15000 7822,5kG
0,0564
Đáp số: Q = 7822,5 kG.
IV. Tính triền có kết cấu trên móng cọc.
Dầm trên móng cọc ống được tính như dầm đơn hoặc dầm liên tục nhiều nhịp trên gối cứng hay gối đàn hồi. Tải trọng truyền xuống dầm coi như thẳng góc.
Một số qui định khi tính dầm trên móng cọc theo trạng thái giới hạn:
1/- Với dầm đơn:
* Khi tính theo trạng thái giới hạn thứ nhất và thứ ba:
- Hệ số điều kiện làm việc m trong công thức (5-46) lấy bằng 1 (khi tính tiết diện).
- Mô men quán tính tính đổi:
J td
J d 0,8J ray
J d : kí hiệu như trên;
0,8: hệ số xét đến sự liên kết không khít giưã ray và dầm;
Jray : mô men quán tính của ray đối với trục trọng tâm chung nhân với tỷ số của mô đun đàn hồi giưã ray và dầm.
http://www.ebook.edu.vn 107
* Khi tính theo trạng thái giới hạn thứ hai:
Theo điều kiện: Δ≤ Δg.h , (5-52)
trong đó: Δ- biến dạng của công trình dưới tác dụng của tải trọng; Δg.h - trị số biến dạng giới hạn của công trình.
Biến dạng của dầm lấy theo:
Δg. h Δy. Ld
l xe
, (5-53)
Trong đó: Δy - hiệu số biến dạng của lớp đệm ở bánh xe chịu tải trọng lớn nhất và bánh xe chịu tải trọng nhỏ nhất. Theo kết quả nghiên cứu: Δy = 33mm; L d - chiều dài của nhịp dầm triền; l xe - chiều dài của xe phân đoạn.
2/-Dầm liên tục:
Nếu bước cọc l ≤ 3S thì tính toán như dầm trên nền đàn hồi.
Nếu l > 3S thì tính như dầm nhiều nhịp kê trên các gối đàn hồi hoặc gối cứng theo phương pháp
đường ảnh hưởng.
ë đây S là đặc tính đàn hồi của dầm được xác định theo công thức sau:
4B o
4
bK o
S = ,
(5-54)
Trong đó : b - chiều rộng của dầm (m); Bo - độ cứng qui đổi của dầm (kN.m2), và được tính như sau:
Bo = Kp l J t d ( 5 - 55 )
E- mô đuyn đàn hồi của bê tông (kH/cm2); Jtd = J+ 0.8Jray - mô men tính đổi của dầm và ray ; Kpl - hệ số xét đến biến dạng từ biến và biến dạng dẻo của bê tông dầm; Hệ số Ko được xác định từ thực nghiệm theo công thức sau : Ko = P/ y.F , (5 - 56)
trong đó : P - tải trọng đặt lên một cọc khi thí nghiệm thử tải (kN); y - độ lún của cọc dưới tác dụng của tải trọng đó, (m); F - diện tích của dầm tỳ lên một cọc, (m2). Khi không có số liệu thí nghiệm thì có thể tính Ko theo công thức kinh nghiệm
Ko = .S.Lc / F, (5 - 57)
trong đó S và Lc - chu vi tiết diện và chiều dài của cọc, (m); - hệ số tỷ lệ phụ thuộc vào đất nền. Khi khoảng cách giữa các cọc l = (46).d thì = 5 MN/m3 đối với đất sét, = 10 MN/m3 đối với đất cát, = 25 MN/m3 đối với đất thổ nhưỡng.
V. Tính toán các chi tiết phụ khác.
Ngoài hệ thống đường triền ra, để phục vụ cho việc kéo tàu lên xuống người ta còn bố trí thêm các bộ phận khác như hệ thống puli và bệ tời, xe để kéo tàu. Vì vậy, trong tính toán cần phải tiến hành các tính toán về độ bền và độ ổn định của các bộ phận đó sao cho đẩm bảo toàn bộ hệ thống làm việc an toàn và thuận lợi.
1-/ Kiểm tra ổn định của hệ tàu và xe trong điều kiện bất lợi nhất đó là khi tàu được đặt trên xe triền ngang, đang kéo lên và chịu áp lực gió mạnh nhất.
Việc kiểm tra được tiến hành theo điều kiện sau:
K.Ml Mg (5 - 58)
http://www.ebook.edu.vn 108
Trong đó: K - hệ số an toàn, được lấy từ 1,1 đến 1,5 tuỳ thuộc vào tốc độ gió lớn nhất cho phép khai thác của vùng bố tri công trình; Ml - tổng mô men của các lực gây lật hệ xe - tàu; Mg - tỏng mô men của các lực chống lật của hệ xe - tàu.
2-/ Tính lực kéo tác dụng lên xe (T). Trong thời gian khai thác ta cần biết lực kéo lớn nhất tác dụng lên xe để cho phép quyết định việc chọn dây cáp puli và chọn tời.
Lực kéo T được xác định theo công thức sau:
T = k.(Tk + Ty ) + Pi + Wt +Tq (5 - 59)
Trong đó: Tk - sức cản do bánh xe ( hoặc con lăn ) khi lăn trên đường ray Tk = ( Q + Qxe ).Cos. f2/R (5 - 60)
f2 - hệ số ma sát lăn, được lấy theo bảng (5 - 17).
Bảng (5 - 17): Trị số ma sát lăn f2 (cm ).
Loại mặt tiếp xúc | Trị số f2 | |
1 | Bánh xe bằng thép lăn trên ray | 0.05 |
2 | Bánh xe bằng gang đúc lăn trên ray | 0.120 |
R - bán kính của bánh xe hoặc con lăn ;
- góc nghiêng của đường trượt so với phương ngang; Q, Qxe - trọng lượng của tàu và xe;
Ty - lực ma sát giữa trục và ổ trục của bánh xe;
Ty = ( Q + Qxe ).Cos..r/R, (5 - 61)
- hệ số ma sát trượt, lấy theo bảng (5 - 18).
Bảng (5 - 18). Hệ số ..
Loại mặt tiếp xúc | HÖ sè . | ||
Khi ch. động | Khi đứng yên | ||
1 | Thép với thép ,không bôi trơn | 0.090 | 0.400 |
2 | Thép với thép, có bôi trơn | 0.000 | 0.120 |
3 | Thép và đồng,không bôi trơn | 0.105 | 0.110 |
4 | Thép và đồng, có bôi trơn | 0.092 | 0.098 |
k - hệ số xét đến một số ma sát khác, lấy bằng ( 1.1 - 1.4 ); r - bán kính trục bánh xe;
Wt - lùc giã, Wt = p.F.cos, (5 - 62)
p - cường độ áp lực gió, phục thuộc cấp gió ( Kg/m2 ), với gió cấp 5, p = 20 kG/m2;
F - diện tích chắn gió của thân tàu; Pi - lực cản do lực quán tính
Pi = ( Q + Qxe ). v/(g.t) (5 - 63)
http://www.ebook.edu.vn 109