VI N CÔNG TRÌNH BI NỆ Ể
TI U LU N CÔNG TRÌNH BI N M M & PTỂ Ậ Ể Ề
N IỔ
•Đ BÀIỀ : TÍNH TOÁN H TH NG DÂY NEO HAI PHÍA C AỆ Ố Ủ
CÔNG TRÌNH BI N BÁN CHÌM.Ể
I.Các s li u đ u vàoố ệ ầ :
-Các giá tr Hịi : Hi = ai. Ho, v i aới đ c l y theo các giá tr d i đâyượ ấ ị ướ :
ai = 0,9; 0,8; 0,7; 0,6; 0,5; 0,4; 0,35; 0,3; 0,25; 0,2;
(đ xây d ng đ th H(x) bên trái tr c tung)ể ự ồ ị ở ụ
ai = 1,2; 1,4; 1,6; 1,8; 2,0; 2,2; 2,4; 2,6; 2,8; 3,0.
(đ xây d ng đ th H(x) bên ph i tr c tung)ể ự ồ ị ở ả ụ
-Giá tr Hịo, q, d :
N
hóm
Ho(k
N)
d
(m)
q (N/m)-
Cáp
(trong n c)ướ
q (N/m) - xích
(trong n c)ướ
1 40 90 350
Trong đó:
+ Ho(kN) = T0 - l c căng ban đ u (ch a ch u t i tr ng) c a dây neo t i đáy bi nự ầ ư ị ả ọ ủ ạ ể
(tr ng thái dây căng t i h n);ạ ớ ạ
+ d (m) - đ sâu n c bi n;ộ ướ ể
+ q (N/m) - c ng đ tr ng l ng b n thân c a đây neo trong n c bi n.ườ ộ ọ ượ ả ủ ướ ể
II. Xác đinh các thông s ban đ u.ố ầ
a) Đ t bài toán:ặ
Xét m t công trình n i đ c neo gi b ng m t dây neo OBA (OA là đo nộ ổ ượ ữ ằ ộ ạ
dây o, BA là đo n dây th t) (Hình 1). T i đi m A dây neo g n v i k t c u n iả ạ ậ ạ ể ắ ớ ế ấ ổ
có góc xiên , còn t i đi m B dây neo n i v i neo có góc xiên . ạ ể ố ớ
Hình 1. S đ bài toán tĩnh l c h c đ ng dây neo đ nơ ồ ự ọ ườ ơ
Trong đó: : thành ph n l c n m ngang c a l c căng dây = Hầ ự ằ ủ ự 0
: góc xiên t i đi m B, ạ ể θO =0
: chi u dài dây neo n m gi a đi m A và đi m B.ề ằ ữ ể ể
b) Gi i bài toán: ả
q là tr ng l ng trên m t đ n v chi u dài dây neo n m trong n c. ọ ượ ộ ơ ị ề ằ ướ
Đ t ký hi u: chi u dài L = Lặ ệ ề OA, tr ng l ng dây neo: P = q.L.ọ ượ
SVTH: NGUY N VĂN V NG_53cb2Ễ ƯƠ 1
VI N CÔNG TRÌNH BI NỆ Ể
Gi s kéo dài đo n dây t đi m B đ n đi m O đ ti p tuy n c a dâyả ử ạ ừ ể ế ể ể ế ế ủ
neo là m t đ ng th ng n m ngang. Vi c kéo dài này không nh h ng đ n n iộ ườ ẳ ằ ệ ả ưở ế ộ
l c trong dây. ự
Các ph ng trình cân b ng c a đ ng dây neo:ươ ằ ủ ườ
Theo ph ng tr c x: ươ ụ ⇒ = H0
Theo ph ng tr c z: ươ ụ ⇒ = TA sinθA
L c căng trong dây neo t i đi m A: .ự ạ ể
Xét m t đo n dây có chi u dài sộ ạ ề
Ta có:
dx=ds.cosθ
Hoành đ c a đi m A đ c xácộ ủ ể ượ
đ nh b ng công th c sau: (Lị ằ ứ A=LOA)
Ta có: ;
Đ t V=s.q, .ặ
To
T
V
H
q
O
S
O
Suy ra : đ t ặ; ;
V yậv i ớ
Chú ý t i bi u th c , ta nh n đ c:ớ ể ứ ậ ượ
. Suy ra
T ng t ta cũng có:ươ ự (v i LớB=LOB)
V y chi u dài c a dây neo gi a đi m A và B làậ ề ủ ữ ể :
T ng t ta có: ươ ự
V y ph ng trình đ ng dây neo làậ ươ ườ :
Trong ph n di n gi i trên đã s d ng các công th c toán sau:ầ ễ ả ở ử ụ ứ
; ; .
c) Chi u dài t i thi u c a đ ng dây neo.ề ố ể ủ ườ
Chi u dài t i thi u c a đ ng dây neoề ố ể ủ ườ t c là chi u dài dây neo khiứ ề
ti p tuy n v i đ ng dây neo t i v trí dây liên k t v i neo là đ ng n m ngang.ế ế ớ ườ ạ ị ế ớ ườ ằ
Tr ng h p l c căng t i h n, đi m O trùng v i đi m B, t c là , . Khi đó:ườ ợ ự ớ ạ ể ớ ể ứ
Quan h gi a l c căng dây và chi u dài dây: . ệ ữ ự ề
Suy ra
SVTH: NGUY N VĂN V NG_53cb2Ễ ƯƠ 2
VI N CÔNG TRÌNH BI NỆ Ể
Ta l i có:ạ
⇒
M t khác : ặ
(*)
(**)
Tu (*) va (**) ⇒ (1)
và (2)
T bi u th c (2) suy ra:ừ ể ứ (3)
T bi u th c (3) suy ra:ừ ể ứ .
V y ta có:ậ
Lmin =
T đó => =135.37m & VừA = 59264N
V y, các ta có các giá tr ban đ u nh sau:ậ ị ầ ư
Lmin,m XAo,m VAo,N
169.3
3
135.3
759264
III.L p đ ng cong quan h H(x) v i x <0 c a dây neo 1 phía:ậ ườ ệ ớ ủ
(K t c u n i di chuy n sang bên trái)ế ấ ổ ể
1. Đ t bài toán.ặ
Khi đi m A d ch chuy n t v trí ban đ u Aể ị ể ừ ị ầ 0 sang bên trái t i các v tríớ ị
, ,,..., , thì dây neo b chùng d n và chi u dài đo n dây neo ti p đ t tăngị ầ ề ạ ế ấ
d n lên.ầ
d
X-1
Ao
A-
1
Bo
x
Z
X
B1
X
A-1
X
Ao
B
1
To
V
A
SVTH: NGUY N VĂN V NG_53cb2Ễ ƯƠ 3
VI N CÔNG TRÌNH BI NỆ Ể
Hình 2. Tr ng h p đi m A d ch chuy n sang trái.ườ ợ ể ị ể
Trong đó:
T i v trí ban đ u:ạ ị ầ .
Các s li u ban đ u là:ố ệ ầ ; và q.
Khi A d ch đ n thì và . ị ế
2. Gi i bài toán.ả
T các thông s ban đ u nh đã tìm trên nh :ừ ố ầ ư ở ư
Lo = Lmin = 169.33m ; XAo = 135.37m ; VAo = 59264N ; Ho = To = 40000N
Ta ch n ọgiá tr , tính đ c các giá tr sau:ị ượ ị
X-1= XAo – (XA-1 + XB-1)
- Th c hi n các b c tính toán trên cho tr ng h p đi m A d ch chuy nự ệ ướ ườ ợ ể ị ể
đ n v trí Aế ị -2, A-3,..., A-n xác đ nh đ c các giá tr , ,…,. Khi đi m A đ t t i v tríị ượ ị ể ạ ớ ị
thì .
Hoành đ c a đi m s làộ ủ ể ẽ : , và đi m A d ch chuy n đi m t đo nể ị ể ộ ạ
là :
Cu i cùng ta v đ c đ th quan h H=f(x) cho tr ng h p đi m A d chố ẽ ượ ồ ị ệ ườ ợ ể ị
chuy n v bên trái.ể ề
3. Tính toán c th .ụ ể
a) Xác đ nh các giá tr ị ị H-i :
ai0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.35 0.3 0.25 0.2
H-i, N 36000 32000 28000 24000 20000 16000 14000 12000 10000 8000
b) Tính 10 giá tr ịxA-i :
i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
XA-i,m127.7
1119.58 110.9 101.5
6
91.36
9
80.07
573.89 67.248 60.04 52.105
c) Tính 10 giá tr ịL-i = Limin ng v i ứ ớ H-i :
i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
L-i,m163.1
4156.71 150 142.98 135.59 127.78 123.69 119.46 115.08 110.52
d) Tính 10 giá tr ịxB-i = L0 - Li :
SVTH: NGUY N VĂN V NG_53cb2Ễ ƯƠ 4
VI N CÔNG TRÌNH BI NỆ Ể
i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
XB-i,m6.187
512.619 19.32
6
26.34
8
33.73
2
41.54
3
45.63
3
49.86
354.249 58.80
8
e) Xác đ nh đ d ch chuy n c a đ u trên c a dây neo:ị ộ ị ể ủ ầ ủ
x-i = xA0 – (xA-i + xB-i )
i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
X-i,m 1.4806 3.175
65.1434 7.4671 10.272 13.756 15.85 18.262 21.084 24.46
f) Xác đ nh đ d ch chuy n đ u trên c a dây neo khi dây trùng hoàn toànị ộ ị ể ầ ủ :
X-n = XAo –( Lo – d) = 56.05m => H-n = 0 N.
g) L p đ ng cong quan h H(x) v i x <0 c a dây neo 1 phía.ậ ườ ệ ớ ủ
V i Xớo = 0 m => Ho = 40000N
IV.L p đ ng cong quan h H(x) v i x ậ ườ ệ ớ >0 c a dây neo 1 phíaủ:
(K t c u n i di chuy n sang bên ph i)ế ấ ổ ể ả
1.Đ t bài toán:ặ
Gi s t v trí cân b ng ban đ u Aả ử ừ ị ằ ầ 0 đi m A d ch chuy n sang bênể ị ể
ph i t i các v trí , ,,..., , t c là s d ch chuy n c a k t c u n i làm choả ớ ị ứ ự ị ể ủ ế ấ ổ
dây neo b căng và góc ịθB≠0.
d
X1
Xn
Ao A
1
An
B
B
1
x
Z
Z
B1
Z
A1
Z
1
x
1
X
B1
X
Ao
X
A1
Hình 3. Tr ng h p đi m A d ch chuy n sang ph i.ườ ợ ể ị ể ả
Trong đó: - Chi u dài c a dây neo , ề ủ
SVTH: NGUY N VĂN V NG_53cb2Ễ ƯƠ 5
