đồ án cố định 4 ống chính , đóng cọc váy

NHÓM 3 - LỚP 52CB1

ĐỒ ÁN CÔN G RÌN H B ỂN CỐ ĐỊNH 1 1

ĐỒ ÁN CÔNG TRÌNH BIỂN CỐ ĐỊNH 1

THIẾT KẾ KẾT CẤU CHÂN ĐẾ CÔNG TRÌNH BIỂN CỐ ĐỊNH BẰNG THÉP

I ) TỔNG QUAN

1. ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH

Công trình biển bằng thép là công trình có vật liệu làm chủ yếu làm bằng thép. Công trình làm

việc như một khung không gian, các tải trọng được truyền vào nền đất thông qua các móng

cọc đóng sâu vào nền đất .

- Ưu điểm :

+ Thép là loại vật liệu có cường độ cao kích thước tương đối nhỏ , vì vậy kết cấu có trọng lượng

và kích thước tương đối nhỏ dẫn đến tải trọng sóng tác động lên công trình nhỏ

+ Khả năng cấu tạo và liên kết của thép là rất linh hoạt

+ Có thể áp dụng cho phần lớn các điều kiện địa chất

+ Thời gian thi công nhanh nhưng đòi hỏi về phương tiện và bến bãi thi công trên bờ

- Nhược điểm :

+ Thép là loại vật liệu đắt tiền

+ Đòi hỏi phải duy tu và bảo dưỡng thường xuyên để khắc phục hậu quả do ăn mòn và nứt do

mỏi

+ Thời gian thi công ngoài biển kéo dài và đòi hỏi phải có nhiều thiết bị chuyên dụng của

ngành. Phải trải qua 2 giai đoạn: Giai đoạn 1 là thi công lắp giáp , giai đoạn 2 và vận chuyển hạ thuỷ đánh

chìm và cố định ngoài biển. Do đó tồn tại nhiều rủi ro khi thi công.



2 ) SỐ LIỆU ĐẦU VÀO

1 ) Kích thước công trình :

Kích thước khung

đỡ

Kích thước thượng tầng Trọng lượng thượng tầng

(T)

Phương án kết cấu

chân đế

18mx18m 25mx25m

6 giếng

14000kN 4 ống chính/

launching/cọc váy

2 ) Số liệu khí tượng hải văn tại vị trí xây dựng công trình :

Các thông số đề bài 3

Biến động triều lớn nhất d1 ( m ) 2.2

Nước dâng tương ứng với bão thiết kế d2 ( m ) 1.2

Độ sâu nước d0 ( m ) 80

3 ) Số liệu vận tốc gió :

Chu kỳ lặp - năm N NE E SE S SW W NW

Vận tốc gió trung bình đo trong 2 phút

100 38.4 46.1 0.0 20.8 2.0 35.7 34.2 33.5

50 36.2 45.0 9.1 19.2 1.4 33.4 32.7 31.8

25 34.2 40.6 7.4 18.2 0.4 31.5 30.4 29.2

10 30.6 37.5 6.3 16.8 9.2 28.2 27.5 26.5

5 28.5 34.6 5.2 15.5 8.4 26.2 25.2 21.3



1 23.0 26.0 2.0 12.7 6.0 21.0 20.0 18.0


Vận tốc gió trung bình đo trong 1 phút

100 39.7 47.1 1.0 21.4 2.7 36.9 35.3 34.6

50 37.4 46.5 0.1 19.8 22.1 34.5 33.8 32.8

25 35.3 41.9 28.3 18.8 21.1 32.5 31.4 30.2

10 31.6 38.7 27.2 17.4 19.8 29.1 28.4 27.4

5 29.4 35.7 26.0 16.0 19.0 27.1 26.0 22.0

1 23.8 26.9 22.7 13.1 16.5 21.7 20.7 18.6


Vận tốc gió trung bình đo trong 3 giây

100 44.7 58.1 4.9 24.2 5.6 41.6 39.8 39.0

50 42.1 52.4 33.9 22.3 24.9 38.9 38.1 37.0

25 39.8 47.3 31.9 21.2 23.7 36.7 35.4 34.0

10 35.6 43.7 30.6 19.6 22.4 32.8 32.0 30.8

5 33.2 40.3 29.3 18.0 21.4 30.5 29.3 24.8

1 26.8 30.3 25.6 14.8 18.6 24.4 23.3 21.0



4 ) Số liệu sóng thiết kế :

Chu kỳ lặp Hướng N NE E SE S SW W NW

100 Năm H, m 10.8 16.1 9.9 6.2 8.6 12.2 9.3 7.4

T, s 10.3 14.1 11.6 10.8 12.4 12.5 12.0 12.3

50 Năm H, m 9.7 15.6 9.2 5.6 8.0 12.4 8.8 6.9

T, s 10.0 14.1 11.5 10.5 12.1 12.4 11.9 11.7

25 Năm H, m 8.8 14.7 8.7 5.2 7.7 11.1 8.5 6.5

T, s 9.9 14.3 11.4 10.2 11.8 12.4 11.8 11.7

5 Năm H, m 5.6 13.7 6.8 3.8 6.2 9.7 7.1 4.8

T, s 9.4 13.9 11.0 9.4 10.6 12.1 11.6 11.0

1 Năm H, m 2.6 11.8 4.8 2.4 4.6 7.3 5.8 3.0

T, s 9.1 13.3 10.5 9.1 9.2 11.7 11.3 9.9

5 ) Vận tốc dòng chảy mặt lớn nhất ( chu kỳ lặp 100 năm ):

Các thông số Hướng sóng

N NE E SE S SW W NW

Vận tốc (cm/s) 93 131 100 173 224 181 178 121

Hướng (độ) 240 241 277 41 68 79 78 134



6 ) Vận tốc dòng chảy đáy lớn nhất ( chu kỳ lặp 100 năm ):


N NE E SE S SW W NW

Vận tốc (cm/s) 68 111 90 102 182 137 119 97

Hướng (độ) 2 301 60 295 329 53 329 197

7 ) Số liệu hà bám :

Phạm vi hà bám tính từ mực nước trung bình trở xuống Chiều dày hà bám

Từ mực nước trung bình 0 (m) đến -4 (m) 80 mm

Từ -4 (m) đến -8 (m) 87 mm

Từ -8 (m) đến -10 (m) 100 mm

Từ -10 (m) đến đáy biển 70 mm

Trọng lượng riêng hà bám : γ=1600 kG/m3

8 ) Số liệu địa chất công trình :

Đề số 3 :

Các thông số đề bài Tên lớp đất

Lớp đất số 1 Lớp đất số 2 Lớp đất số 3

1 Mô tả lớp đất Á cát dẻo mềm Á cát dẻo chặt Sét nửa cứng

2 Độ sâu đáy lớp đất ( tính từ h 1= 19m h 2=39m h 3= Vô hạn



đáy biển trở xuống )

3 Độ ẩm W ( %) 27.3 22.6 24.4

4 Giới hạn chảy LL 32.2 31.7 41.9

5 Giới hạn dẻo PL 17.6 18.6 21.2

6 Chỉ số chảy LI 14.6 13.1 20.7

7 Độ sệt PI 0.66 0.31 0.15

8 Trọng lượng γ (g/cm3) 2.0 2.03 2.01

9 Tỷ trọng Δ (g/cm3 ) 2.75 2.74 2.78

10 Hệ số rỗng e 0.75 0.65 0.72

11 Lực dính c ( kN/m2) 43 51 67

12 Cường độ kháng nén không

thoát nước cu (kN/m2)

60

20

120

13 Góc ma sát trong ψ , độ 14 22 25

9 ) Số liệu về vật liệu :

Số liệu về quy cách thép ống ( lấy theo quy cách thép ống của API )

+ Vật liệu thép :

Đặc trưng cơ lý của vật liệu thép :

- Khối lượng riêng tγ =7.85 ( T/m3 )

- Cường độ chảy yF = 44.8 ( Mpa )

- Modun đàn hồi E = 2.1x106 ( kG/m2 )



+ Liên kết hàn :

- Que hàn loại N 42

- Cường độ chịu nén hàn đối đầu hnR =2100 ( kG/m2 )

- Cường độ chịu kéo hàn đối đầu khR =2100 ( kG/m2 )

- Cường độ chịu cắt hàn đối đầu chR =1800 ( kG/m2 )

10 ) Tải trọng thượng tầng :

Chức năng của dàn nhẹ là khai thác vận chuyển sản phẩm của giếng bằng hệ thống đường ống

dẫn sang dàn công nghệ trung tâm , dẫn nước ép vỉ và chức năng quản lý đầu giếng .

II) XÂY DỰNG VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU CHÂN ĐẾ

1 ) CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN :

a ) Xác định mực nước tính toán

Mực nước triều cao : MNTC = 1od d+ = 80 + 2.2= 82.2 (m)

Mực nước trung bình : MNTB = 1 2.280 81.1( )2 2odd m+ = + =

Mực nước tính toán : MNTT = 1 2od d d+ + = 80 + 2.2 + 1.2 = 83.4 (m)

b ) Xác định hướng sóng dùng để tính toán

Chọn 2 hướng sóng tác động vào công trình để tính toán và kiểm tra kết cấu chân đế

+ Hướng 1 : là hướng có chiều cao sóng lớn nhất ( ĐÔNG BẮC - NE ) :

H = 16.1 ( m ) ; T = 14.1 ( s ). ( Chu kỳ lặp 100 năm )

+ Hướng 2 : là hướng tác dụng theo phương của chéo của diafrargm ( BẮC - N ) :

H = 10.8 ( m ) ; T = 10.3 ( s ). ( Chu kỳ lặp 100 năm )



c ) Xác định hướng tác dụng của dòng chảy

Hướng tác dụng của dòng chảy chọn theo 2 hướng tác dụng của sóng.

+ Dòng chảy mặt lớn nhất


ĐÔNG BẮC BẮC

Vận tốc ( cm/s ) 131 93

Hướng ( độ ) 241 240

+ Dòng chảy đáy lớn nhất


ĐÔNG BẮC BẮC

Vận tốc ( cm/s ) 111 68

Hướng ( độ ) 301 2

d ) Xác định hướng gió tác dụng

Hướng gió tác dụng trùng với hướng sóng tác dụng :

+ Theo hướng ĐÔNG BẮC : V3s ( 100 năm ) = 58.1 m/s

+ Theo hướng BẮC : V3s ( 100 năm ) = 44.7 m/s

2 ) XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU CHÂN ĐẾ

Phương án kết cấu chân đế phụ thuộc vào các yếu tố :



+ Địa chất công trình

+ Độ sâu nước thiết kế , mực nước cao nhất

+ Phương pháp thì công và các thiết bị thi công trên bờ và ngoài khơi

a) Lựa chọn hướng đặt công trình

Hướng đặt công trình phụ thuộc vào những yếu tố như sau :

+ Hướng tải trọng môi trường cực hạn

+Chức năng chính của dàn ( dàn công nghệ, dàn khai thác,..)

+ Thuận lợi cho việc bố trí giá cập tàu để giảm tối đa tải trọng do môi trường tác động khi

cập tàu hoặc tác động trực tiếp lên tàu

Trong đồ án này ta chỉ xét đến yếu tố có ảnh hưởng lớn nhất là tải trọng do môi trường để

bố trí hướng đặt công trình.

Công trình đặt theo hướng có chiều cao sóng lớn nhất ĐÔNG BẮC. Hướng ĐÔNG BẮC sẽ đi

qua trục đối xứng của công trình. Bố trí như vậy khi tải trọng của môi trường cực đại thì sự chịu lực của 4

ống chính sẽ đồng đều hơn. Thường 2 ống gần hướng sóng tới chịu nhổ, 2 ống xa hướng sóng tới chịu

nén.

Sơ đồ bố trí như sau :



b) Xác định các kích thước tổng thể

+ Kích thước đỉnh của kết cấu chân đế : 18x18 (m)

+ Xác định chiều cao công trình

Ta có công thức : ax.η= + +∆CT mH MNTT H

Trong đó

CTH : Chiều cao công trình

MNTT : Mực nước tính toán

Hmax : Chiều cao sóng lớn nhất

∆ : Độ tĩnh không

η : là hệ số phụ thuộc phương pháp tính vận tốc sóng

EW

S

N

NE

PA

PB P1

P2



Ta chọn µ =0.7 ( Tính vận tốc sóng theo Stoke )

=CTH 83.4 + 0.7x16.1 + 1.5 = 96.17 (m).

Chọn 96.2( )=CTH m

+ Xác định cao trình diafragm D1 ( Trường hợp dùng khung sàn chịu lực )

1 1DH MNTC Z= + = 82.2 + 2 = 84.2 (m)

1Z : Khoảng cách đảm bảo thi công lắp đặt khung chịu lực . Chọn 1 2( )Z m=

+ Khoảng cách từ mặt đáy biển đến điểm W.P –working point.

D 1 2= +C DH H Z = 84.2 + 2 = 86.2 (m)

2Z : Khoảng cách sao cho đảm bảo gia công nút liên kết khung sang chịu lực vào khối

chân đế . Chọn 2 2( )Z m=

+ Xác định chiều cao khung sàn chịu lực

= −SF CT CDH H H = 96.2 - 86.2 = 10.0 (m )

+ Bề rộng đáy dưới của khối chân đế

- Bề rộng đáy trên 18( )tB m=

Chọn độ dốc ống chính bằng 1/8

2000

W.P


ĐỒ ÁN CÔ N G RÌN H B ỂN CỐ ĐỊNH 1 12

Suy ra bề rộng đáy dưới 2 2 85.2 18 39.55

8 8× ×

= + = + =CDd t

HB B m)

+ Xác định cao độ giao điểm giữa ống chính và thanh xiên dưới cùng của khối chân đế

dZ >= (25cm ; D/4)

dZ là khoảng cách đảm bảo thi công nút m

D : Đường kính ống chính

Chọn D = 2.0 (m) à dZ = 500 (cm)

c) Bố trí các mặt ngang

Nguyên tắc bố trí các diafragm :

+ Góc tạo bởi các thanh xiên với ống chính nằm trong khoảng 0 030 60− để đảm bảo thao tác hàn , đánh

sạch , mài nhẵn các mối hàn và các mép vát ống , thuận lợi cho việc sử dụng các thiết bị kiểm tra kỹ

thuật bằng siêu ân cho các mối hàn tại liên kết nút.

+ Phụ thuộc vào kích thước khối chân đế

+ Phụ thuộc vào chủng loại thép ống dùng để chế tạo KCĐ

+Phụ thuộc vào số lượng ống chính

+Mặt ngang D1 được bố trí để làm sàn công tác khi đóng cọc và thường được bố trí nằm trên mực nước

triều cường 1.5 -2 (m) . Theo tính toán ở trên ta có 1DH =84.2 (m) ( Tính từ đáy biển làm gốc toạ độ )

d) Khung đánh chìm : Do đề bài yêu cầu phương án đánh chìm là launching, bố trí 2 ống launching ở

trước Panel P1, khoảng cách 16m (xem sơ đồ ở sau) với giả thiết bãi thi công và xà lan có 2 đường trượt

phù hợp với khoảng cách này.

e) Cọc : Do yêu cầu đề bài là cọc váy, ta sơ bộ chọn phương án cọc váy đóng theo phương đứng.

3) XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC THANH

a) Xác định sơ bộ kích thước các thanh ngang và thanh xiên:

500



-Các thanh được thiết kế sao cho đủ bền và độ ổn định khi chịu tải trọng cực hạn. Đối với kết cấu

thép thì yêu cầu về độ ổn định thường cao hơn yêu cầu về độ bền. Vì vậy khi ta chọn sơ bộ thanh

ngoài dựa vào kinh nghiệm của các công trình tương tự người ta thường lựa chọn theo độ mảnh của

thanh.

- Với các thanh ngang và thanh xiên, ta phân loại thanh từng nhóm, với mỗi nhóm ta chọn theo thanh

có chiều dài lớn nhất (độ mảnh lớn nhất). Độ mảnh hợp lý của thanh ngang và thanh xiên từ 60-80.

Chọn sơ bộ kích thước thanh ngang và thanh xiên như sau :

Ống D (mm) t (mm) D/t 30<D/t<60OC4 2000 50 40 YESOC3 2000 50 40 YESOC2 1800 50 36 YESOC1 1800 50 36 YESOL 1000 25.4 39.37008 YESOX4 1000 25.4 39.37008 YESOX3 910 25.4 35.82677 YESOX2 812.8 25.4 32 YESOX1 720 20.6 34.95146 YESON4 812.8 25.4 32 YESON3 720 20.6 34.95146 YESON2 660 20.6 32.03883 YESON1 610 15.6 39.10256 YESOXD 580 15.6 37.17949 YESCON 720 15.6COC 1200

Lựa chọn và kiểm tra kích thước các ống

Chú giải:

-OC : Ống chính

-OL: Ống launching

-OX: Ống xiên Panel

-ON: Ống ngang

-OXD: Ống trong Diafragm



b) Kiểm tra độ mảnh của các than h

Việc chọn các thanh phải đảm bảo giữ gìn được sự ổn định cục bộ và ổn định tổng thể dưới

điều kiện môi trường khai thác và điều kiện môi trường cực trị. Đối với các phần tử kết cấu

dạng ống , chọn theo độ mảnh cho phép . Độ mảnh của thanh ống được xác định như sau :

.k lr

λ =

Trong đó :

k : là hệ số quy đổi chiều dài phụ thuộc vào điều kiện liên kết tại 2 đầu thanh:

Đối với ống chính k = 1.0

Đối với ống xiên và ống ngang, ống launching k = 0.8

Đối với ống ngang phụ k = 0.7

l : là chiều dài phần tử đoạn thanh, được xác định bằng khoảng cách giữa 2 tâm nút

JrA

= : Là bán kính quán tính của tiết diện

Trong đó :

J : là mômen quán tính của tiết diện ống

A : Diện tích mặt cắt ngang của ống

Ta có bảng chọn sơ bộ tiết diện thanh , và kết quả kiểm tra độ mảnh của các thanh như

sau: ( ở đây trình bày các thanh dài nhất, bảng đầy đủ xem phụ lục )



Ống Loại l (m) D (mm) t (mm) A (m2) J (m4) r (m) k λ36 OXD 23.425 580 15.6 0.027647 0.00224547 0.284992 0.7 57.5366652 OX4 14.25718 1000 25.4 0.07773 0.01882339 0.492101 0.8 23.17766

155 OX3 10.62572 910 25.4 0.070552 0.0140774 0.44669 0.8 19.03015262 OX2 17.72602 812.8 25.4 0.0628 0.00993028 0.39765 0.8 35.66152329 OX1 14.64374 720 20.6 0.04524 0.00564301 0.353178 0.8 33.17019

9 ON4 11.7125 812.8 25.4 0.0628 0.00993028 0.39765 0.8 23.56341114 ON3 8.5875 720 20.6 0.04524 0.00564301 0.353178 0.8 19.45193217 ON2 5.8375 660 20.6 0.041359 0.00431247 0.322907 0.8 14.46235318 ON1 11.3375 610 15.6 0.029116 0.00262271 0.300129 0.8 30.2203

Kiểm tra các thanh theo độ mảnh - Các thanh dài nhất

* Từ các lựa chọn sơ bộ trên ta lập phương án có sơ đồ bố trí kết cấu như sau :



36°

35°

35°

38°

36°

54°

39°

44°

38°

52°

39°+80.0

0.0+0.5

+25.5

+47.5

+67.5

+83.4mntt

PB

D5

D4

D3

D2

D1

2000

x50x

4787

0

1800

x50x

3699

0

812.8x25.4x39425

720x20.6x33175

660x20.6x27675

610x15.6x22675

610x15.6x18500

1000x25.4x44076

910x25.4x37546

812.8x25.4x32152

720x20.6x26509

610x15.6x18000

1800

x50x

1000

0

2000x50x47870

1800x50x36990

1000x25.4x44076

910x25.4x37546

812.8x25.4x32152

720x20.6x2

6509

1800

x50x

1000

0

panel p1 T/L 1:200

610x15.6x18000

+84.2

+87.7

+95.0

1500

7300

1200+96.2

610x15.6x9769610x15.6x9769

8620

010

000

9620

0

1000 100016000

39550

PA

48°

47°

44°

11775 16000 11775

2000

1670

020

000

2200

025

000

500

55°



48°

35°

47°

36°

35°

44°

38°

36°

39°

44°

38°

39°

0.0+0.5

+25.5

+47.5

+67.5

+83.4mntt

1000 100016000

P1 P2

2000

x50x

4787

0

1800

x50x

3699

0

812.8x25.4x39425

720x20.6x33175

660x20.6x27675

610x15.6x22675

610x15.6x18500

1000x25.4x44076

910x25.4x37546

812.8x25.4x32152

720x20.6x26509

1800

x50x

1000

0

2000x50x47870

1800x50x36990

1000x25.4x44076

910x25.4x37546

812.8x25.4x32152

720x20.6x2

6509

1800

x50x

1000

0

8620

010

000

9620

0

1670

020

000

2200

025

000

500

panel pA T/L 1:200

2000

1500

1200

+80.0

+84.2

+87.7

+95.0 +96.2610x15.6x18000

610x15.6x18000

7300

D5

D4

D3

D2

D1

610x15.6x9769610x15.6x9769

39550



9250 9250

18500

9250

9250

1850

0

PA PB

610x15.6x18500

610x

15.6

x185

00

610x

15.6

x185

00

610x15.6x18500

580x15.6x13581

580x15.6x13581

580x

15.6x

1358

1

580x

15.6x

1358

1

P1

P2

DIAFRAGM D1 T/L 1:200

1010

3030 50

08

1010 30

30

5008

4242970

1818970

580x15.6x18500

580x

15.6

x185

00

610x15.6x18500

610x

15.6

x185

00

610x

15.6

x185

00

610x15.6x18500

580x

15.6x

1358

1

580x

15.6x

1358

1

580x15.6x13581

580x15.6x13581

3308

22675

PA PB

1133

840

36

2267

5

P1

P2


8030 33088030

7338

1010

3030

1010 30

30

7066

9701818970

4242

580x

15.6

x226

757066



660x20.6x27675

660x20.6x27675

660x

20.6

x276

75

660x

20.6

x276

75

580x15.6x13581

580x

15.6x

1358

1

580x

15.6x

1358

1

580x15.6x13581

5808 8030

27675

1383

865

00

2767

5

PA PB

P1

P2


8030 5808

7338

1010

3030

1010 30

30

9566

4242970

1818970

580x

15.6

x266

75

9566

720x20.6x33175

720x20.6x33175

720x

20.6

x331

75

720x

20.6

x331

75

580x

15.6x

1358

1

580x15.6x13581

580x

15.6x

1358

1

8558 8558

33175

PA PB

1658

892

50

3317

5

P1

P2

580x15.6x13581


8030 8030

7338

1010

3030

1010 30

30

1231

6

9701818970

4242

580x

15.6

x331

751231

6



812.8x25.4x39425

812.8x25.4x39425

812.

8x25

.4x3

9425

812.

8x25

.4x3

9425

11683 8030

39425

PA PB19

843

1263

6

3968

6

P1

P2

580x15.6x13581

580x

15.6x

1358

1

580x15.6x13581

580x

15.6x

1358

1


8030 11683

7207

1010

3030

1010 30

30

1554

3

4242970

1818970

580x

15.6

x396

86

1554

3



4 ) BÀI TOÁN TÍNH DAO ĐỘNG RIÊNG

a) Mục đích, ý nghĩa của việc tính dao động riêng

- Mục đích: Việc tính toán dao động riêng của công trình nhằm đánh giá sự ảnh hưởng động do tải trọng môi trường tác dụng lên công trình.

- Ý nghĩa:

+ Xác định chu kì, tần số dao động riêng

+ Kiểm tra xem có xảy ra hiện tượng cộng hưởng không

+ Xác định hệ số Kđ

+ Xác định các dạng dao động riêng chính để kiểm tra sơ đồ làm việc và khống chế việc tính toán tải trọng sóng

b) Sơ đồ tính:

Sơ đồ tính của hệ được mô tả dưới dạng khung không gian, liên kết giữa hệ kết cấu bên trên và môi trường đất được coi là ngàm.



Trong đồ án chọn theo tài liệu của phương Tây, ta có độ sâu ngàm giả định xác định như sau:

∆0 = (3.4 – 4.5).D - Trường hợp đất sét

∆0 = (7 – 8,5).D - Trường hợp đất phù sa

∆0 = 6.D - Trường hợp đất tại nơi xây dựng chưa xác định cụ thể

D là đường kính ngoài của cọc : D = 1.20 ( mm) (Sẽ được trình bày sau ở phần tính toán cọc)

∆0 = 6 x 1.2 = 7.2 ( m )

c) Tính toán các loại khối lượng:

1) Khối lượng thượng tầng:

Theo số liệu đã cho:

Tổng khối lượng thượng tầng : G = 1400 (T)

? 0

VI TRI NGAM TINH TOAN

KC CHAN DE

COC

MUC NUOC LANG



Tổng khối lượng thượng tầng được phân bố cho 4 nút tại 4 đỉnh của khung sàn chịu lực (tải trọng này tác dụng lên khối chân đế là tải trọng tĩnh).

M/4 = 1400 / 4 = 350 (T)

2) Khối lượng bản thân kết cấu : Đặt cho SAP2000 tự tính toán.

+ Khối lượng bản thân kết cấu : 2429.431 (T)

3) Xác định khối lượng hà bám tại thanh ( tính từ MNTB trở xuống).

Khối lượng hà bám của thanh thứ i là :

mh (i) = ρh.Ahi.Li

ρh: Khối lượng riêng của hà bám (ρh = 1600 kg/m3).

Ah: Diện tích của hà bám được tính theo công thức:

Ahi = 4/))2.(( 22iDtDi −+π

Với Di: Đường kính cọc

ti: Chiều dày hà bám

Li: Chiều dài thanh

Khối lượng hà bám cho từng thanh qui về 2 nút 2 đầu như một dầm đơn giản.

4) Khối lượng nước kèm của các thanh ngập nước:

Nước kèm là lượng nước bám vào thành ống khi kết cấu có chuyển vị. Để xác định khối lượng nước kèm ta tính từ MNCN xuống đáy biển.

Khối lượng nước kèm tại thanh thứ i được tính theo công thức sau:

mnk(i) = ρn.Cam.Vi

Trong đó:

+ ρn – mật độ của nước biển = 1025 kg/m3.

+ Cam – hệ số nước kèm, Cam = Cm -1=1.2-1=0.2

Cm là hệ số cản

Đối với vật chắn nhám: Cm=1.2



Đối với vật chắn trơn: Cm=1.6

+ Vi – thể tích ống ngập nước, tính với cả đường kính ống có chiều dày hà bám.

Vi = iii LtD ).4/)2.(( 2+π

Khối lượng nước kèm cho từng thanh qui về 2 nút 2 đầu như một dầm đơn giản.

5) Khối lượng nước trong ống chính :

Tính khối lượng nước trong ống với MNCN. Nước trong ống nằm trong các ống chính.

Khối lượng nước trong ống thứ i:

mn«(i) = ρn. Ani. Li

Trong đó:

+ ρn – mật độ nước biển 1025 kg/m3.

+ Ani: Là diện tích nước chiếm chỗ

Ani= 4/)2.( 2δπ −Dc

Dc, δ: Là đường kính và chiều dày của cọc.

Khối lượng nước trong ống chính cho từng thanh qui về 2 nút 2 đầu như một dầm đơn giản.

d) Tính dao động riêng:

Với sơ đồ kết cấu và tiết diện các thanh đã chọn, sau khi tính được khối lượng thượng tầng, khối lượng vữa bơm trám, khối lượng nước kèm, hà bám, nước trong cọc ta tiến hành quy đổi khối lượng về nút và nhập vào SAP để tính dao động riêng.



Kết quả về khối lượng như sau:

+ Khối lượng bản thân kết cấu : 2429.431 (T)

+ Bảng tổng hợp khối lượng hà bám; nước kèm; nước trong ống chính qui về nút :

BẢNG TỔNG HỢP KHỐI LƯỢNG QUI VỀ NÚT Nút Z từ đáy biển Mi hà bám Mi nước kèm Mi nước trong ống chính TỔNG

1 96.2 0 0 0 0 2 96.2 0 0 0 0 3 91.2 0 0 0 0 4 96.2 0 0 0 0 5 0.5 7.8040184 15.64783459 0 23.45185 6 0.5 7.8040184 15.64783459 0 23.45185 7 91.2 0 0 0 0 8 96.2 0 0 0 0 9 0.5 5.6700133 8.025473116 0 13.69549

10 0.5 3.8791284 5.596821763 0 9.47595 11 0.5 6.2700981 8.736033764 0 15.00613 12 0.5 3.7768155 5.78373708 0 9.560553 13 96.2 0 0 0 0 14 91.2 0 0 0 0 15 96.2 0 0 0 0 16 91.2 0 0 0 0 17 96.2 0 0 0 0 18 -5.4 11.06526 48.9212 0 59.98646 19 0.5 4.0907784 4.843891854 0 8.93467 20 96.2 0 0 0 0 21 -5.4 11.06526 48.9212 0 59.98646 22 86.2 0 0 0 0 23 0 9.4256247 41.67212417 37.60909207 88.70684 24 86.2 0 0 0 0 25 0 9.4256247 41.67212417 37.60909207 88.70684 26 84.2 0 0 0 0 27 84.2 1.1085393 3.48293196 0 4.591471 28 86.2 0 0 0 0 29 0 9.4256247 41.67212417 37.60909207 88.70684 30 86.2 0 0 0 0 31 0 9.4256247 41.67212417 37.60909207 88.70684 32 84.2 0 0 0 0 33 84.2 1.1085393 3.48293196 0 4.591471 34 84.2 0 0 0 0 35 84.2 1.1085393 3.48293196 0 4.591471 36 84.2 4.2032728 25.88247295 19.71786173 49.80361 37 84.2 4.2032728 25.88247295 19.71786173 49.80361 38 84.2 4.2032728 25.88247295 19.71786173 49.80361 39 84.2 4.2032728 25.88247295 19.71786173 49.80361 40 47.5 2.0631354 3.435384657 0 5.49852



41 47.5 2.5765882 4.136373957 0 6.712962 42 84.2 0 0 0 0 43 84.2 0 0 0 0 44 84.2 0 0 0 0 45 84.2 0 0 0 0 46 25.5 4.0474033 7.540744344 0 11.58815 47 25.5 4.6030577 8.374979544 0 12.97804 48 84.2 0 0 0 0 49 0.5 5.0466927 9.051138799 0 14.09783 50 67.5 19.432208 63.46942407 43.33207227 126.2337 51 67.5 16.964025 59.64720005 43.33207227 119.9433 52 67.5 16.964025 59.64720005 43.33207227 119.9433 53 67.5 19.432208 63.46942407 43.33207227 126.2337 54 84.2 1.1085393 3.48293196 0 4.591471 55 67.5 3.3119327 4.073230259 0 7.385163 56 67.5 2.9353534 3.540682278 0 6.476036 57 67.5 3.3119327 4.073230259 0 7.385163 58 67.5 2.2496803 2.728776532 0 4.978457 59 84.2 0 0 0 0 60 84.2 1.1085393 3.48293196 0 4.591471 61 84.2 0 0 0 0 62 84.2 1.1085393 3.48293196 0 4.591471 63 67.5 0.1118958 0.132495829 0 0.244392 64 0.5 1.8931967 2.241734683 0 4.134931 65 0.5 3.9685825 7.446645999 0 11.41523 66 84.2 0 0 0 0 67 0.5 7.4229105 13.31253519 0 20.73545 68 0.5 5.0466927 9.051138799 0 14.09783 69 96.2 0 0 0 0 70 0.5 4.5895087 8.509787099 0 13.0993 71 47.5 24.301597 78.70790053 56.06127976 159.0708 72 47.5 22.4749 75.66208684 56.06127976 154.1983 73 47.5 22.4749 75.66208684 56.06127976 154.1983 74 47.5 24.301597 78.70790053 56.06127976 159.0708 75 31.70953 6.9079717 14.04620524 0 20.95418 76 43.27896 5.9445593 12.10634925 0 18.05091 77 43.27896 5.9445593 12.10634925 0 18.05091 78 0.5 7.4505701 13.34528697 0 20.79586 79 67.5 3.9987071 7.786603789 0 11.78531 80 67.5 0.1118958 0.132495829 0 0.244392 81 67.5 3.9987071 7.786603789 0 11.78531 82 31.70953 6.9079717 14.04620524 0 20.95418 83 19.58574 7.0097921 14.98881198 0 21.9986 84 47.5 3.9409456 5.038513559 0 8.979459 85 47.5 4.032595 5.147035628 0 9.179631 86 47.5 3.9409456 5.038513559 0 8.979459 87 47.5 3.3469219 4.335129882 0 7.682052 88 8.56646 8.133588 17.39178833 0 25.52538 89 19.58574 7.0097921 14.98881198 0 21.9986 90 8.56646 8.133588 17.39178833 0 25.52538



91 67.5 0.1118958 0.132495829 0 0.244392 92 25.5 27.539021 96.69750611 70.05616128 194.2927 93 25.5 26.901755 95.74074262 70.05616128 192.6987 94 25.5 26.901755 95.74074262 70.05616128 192.6987 95 25.5 27.539021 96.69750611 70.05616128 194.2927 96 0.5 4.8453845 8.465029363 0 13.31041 97 0.5 5.5038767 9.592490499 0 15.09637 98 25.5 5.5174257 9.457682944 0 14.97511 99 47.5 2.5765882 4.136373957 0 6.712962

100 25.5 5.5174257 9.457682944 0 14.97511 101 25.5 4.9987669 6.624179901 0 11.62295 102 25.5 4.2014014 5.680019228 0 9.881421 103 25.5 4.9987669 6.624179901 0 11.62295 104 25.5 3.5157283 4.868113482 0 8.383842 105 43.27896 5.9445593 12.10634925 0 18.05091 106 47.5 3.4909562 5.219077357 0 8.710034 107 67.5 1.7917217 2.181130681 0 3.972852 108 67.5 1.7917217 2.181130681 0 3.972852 109 47.5 3.4909562 5.219077357 0 8.710034 110 31.70953 6.9079717 14.04620524 0 20.95418 111 25.5 4.6030577 8.374979544 0 12.97804 112 19.58574 7.0097921 14.98881198 0 21.9986 113 8.56646 8.133588 17.39178833 0 25.52538 114 0.5 4.5895087 8.509787099 0 13.0993 115 47.5 2.0631354 3.435384657 0 5.49852 116 96.2 0 0 0 0 117 96.2 0 0 0 0 118 43.27896 5.9445593 12.10634925 0 18.05091 119 31.70953 6.9079717 14.04620524 0 20.95418 120 25.5 4.0474033 7.540744344 0 11.58815 121 19.58574 7.0097921 14.98881198 0 21.9986 122 8.56646 8.133588 17.39178833 0 25.52538 123 0.5 3.9685825 7.446645999 0 11.41523 124 84.2 0 0 0 0 125 67.5 3.9987071 7.786603789 0 11.78531 126 67.5 0.1118958 0.132495829 0 0.244392 127 67.5 3.9987071 7.786603789 0 11.78531 128 67.5 0.1118958 0.132495829 0 0.244392 129 84.2 0 0 0 0 130 67.5 3.9987071 7.786603789 0 11.78531 131 67.5 0.1118958 0.132495829 0 0.244392 132 67.5 3.9987071 7.786603789 0 11.78531 133 96.2 0 0 0 0 134 96.2 0 0 0 0 135 67.5 2.1040979 2.491462929 0 4.595561 136 67.5 1.2518098 1.482268323 0 2.734078 137 67.5 0.457184 0.5413517 0 0.998536 138 47.5 0.1118958 0.132495829 0 0.244392 139 47.5 5.946267 8.891965429 0 14.83823 140 47.5 0.1118958 0.132495829 0 0.244392



141 67.5 5.5176147 10.15185956 0 15.66947 142 67.5 5.5452744 10.18461134 0 15.72989 143 47.5 5.946267 8.891965429 0 14.83823 144 47.5 0.1118958 0.132495829 0 0.244392 145 47.5 5.946267 8.891965429 0 14.83823 146 47.5 0.1118958 0.132495829 0 0.244392 147 47.5 5.946267 8.891965429 0 14.83823 148 47.5 0.1118958 0.132495829 0 0.244392 149 47.5 5.946267 8.891965429 0 14.83823 150 47.5 0.1118958 0.132495829 0 0.244392 151 47.5 1.4165231 1.813041397 0 3.229564 152 47.5 5.946267 8.891965429 0 14.83823 153 96.2 0 0 0 0 154 47.5 1.4165231 1.813041397 0 3.229564 155 96.2 0 0 0 0 156 96.2 0 0 0 0 157 67.5 1.7371014 2.148919531 0 3.886021 158 67.5 1.7371014 2.148919531 0 3.886021 159 47.5 2.1841051 2.586199476 0 4.770305 160 47.5 0.457184 0.5413517 0 0.998536 161 47.5 1.5375498 1.820613135 0 3.358163 162 96.2 0 0 0 0 163 96.2 0 0 0 0 164 96.2 0 0 0 0 165 25.5 0.1118958 0.132495829 0 0.244392 166 0.5 9.0012417 17.69770352 0 26.69895 167 0.5 9.0012417 17.69770352 0 26.69895 168 25.5 6.640835 9.934759429 0 16.57559 169 25.5 0.1118958 0.132495829 0 0.244392 170 25.5 6.640835 9.934759429 0 16.57559 171 25.5 0.1118958 0.132495829 0 0.244392 172 25.5 2.1744374 2.953213126 0 5.127651 173 25.5 6.640835 9.934759429 0 16.57559 174 25.5 2.1744374 2.953213126 0 5.127651 175 25.5 0.1118958 0.132495829 0 0.244392 176 25.5 6.640835 9.934759429 0 16.57559 177 25.5 0.1118958 0.132495829 0 0.244392 178 25.5 6.640835 9.934759429 0 16.57559 179 25.5 0.1118958 0.132495829 0 0.244392 180 25.5 6.640835 9.934759429 0 16.57559 181 96.2 0 0 0 0 182 96.2 0 0 0 0 183 25.5 2.4984191 2.95837877 0 5.456798 184 25.5 1.8518638 2.192792429 0 4.044656 185 96.2 0 0 0 0 186 25.5 0.457184 0.5413517 0 0.998536 187 -5.4 11.06526 48.9212 0 59.98646 188 0.5 0.1118958 0.132495829 0 0.244392 189 0.5 3.6541926 5.450745229 0 9.104938 190 0.5 0.1118958 0.132495829 0 0.244392



191 0.5 3.1568415 4.698155479 0 7.854997 192 0.5 3.1568415 4.698155479 0 7.854997 193 0.5 3.6541926 5.450745229 0 9.104938 194 0.5 3.6541926 5.450745229 0 9.104938 195 0.5 0.1118958 0.132495829 0 0.244392 196 0.5 3.6541926 5.450745229 0 9.104938 197 0.5 0.1118958 0.132495829 0 0.244392 198 0.5 3.6541926 5.450745229 0 9.104938 199 0.5 0.1118958 0.132495829 0 0.244392 200 76.69666 6.6050792 11.09166587 0 17.69675 201 58.49305 10.012283 17.14288976 0 27.15517 202 37.49425 6.8231578 13.19131146 0 20.01447 203 76.69666 6.6050792 11.09166587 0 17.69675 204 58.49305 10.012283 17.14288976 0 27.15517 205 37.49425 6.8231578 13.19131146 0 20.01447 206 64.84856 5.1674255 10.08873593 0 15.25616 207 52.13754 6.0411503 11.74517385 0 17.78632 208 43.27896 5.9445593 12.10634925 0 18.05091 209 31.70953 6.9079717 14.04620524 0 20.95418 210 19.58574 7.0097921 14.98881198 0 21.9986 211 8.56646 8.133588 17.39178833 0 25.52538 212 64.84856 5.1674255 10.08873593 0 15.25616 213 52.13754 6.0411503 11.74517385 0 17.78632 214 43.27896 5.9445593 12.10634925 0 18.05091 215 31.70953 6.9079717 14.04620524 0 20.95418 216 19.58574 7.0097921 14.98881198 0 21.9986 217 8.56646 8.133588 17.39178833 0 25.52538 218 76.69666 3.8714002 4.685240073 0 8.55664 219 58.49305 6.3633201 10.89518693 0 17.25851 220 0.5 3.6541926 5.450745229 0 9.104938 221 0.5 0.1118958 0.132495829 0 0.244392 222 37.49425 6.8231578 13.19131146 0 20.01447 223 76.69666 3.8714002 4.685240073 0 8.55664 224 58.49305 10.012283 17.14288976 0 27.15517 225 14.0761 7.3288398 15.67102133 0 22.99986 226 14.0761 7.3288398 15.67102133 0 22.99986 227 84.2 0 0 0 0 228 14.0761 7.3288398 15.67102133 0 22.99986 229 67.5 2.237007 2.648840635 0 4.885848 230 67.5 2.4061354 2.849105576 0 5.255241 231 67.5 2.6646627 3.155227782 0 5.81989 232 67.5 1.6276996 1.92735957 0 3.555059 233 67.5 1.779823 2.107488935 0 3.887312 234 67.5 3.5098759 4.156044971 0 7.665921 235 47.5 2.926844 3.465676741 0 6.392521 236 47.5 3.3817123 4.004286495 0 7.385999 237 47.5 2.6646627 3.155227782 0 5.81989 238 47.5 4.4854528 5.31122589 0 9.796679 239 47.5 10.002501 19.44271108 0 29.44521 240 47.5 9.9748413 19.4099593 0 29.3848



241 47.5 1.6276996 1.92735957 0 3.555059 242 47.5 2.46966 2.924325041 0 5.393985 243 25.5 3.6856654 4.364197406 0 8.049863 244 67.5 1.8372844 2.714786143 0 4.552071 245 67.5 1.8372844 2.714786143 0 4.552071 246 25.5 4.4548478 5.274986453 0 9.729834 247 25.5 2.6646627 3.155227782 0 5.81989 248 25.5 1.6276996 1.92735957 0 3.555059 249 25.5 3.2284814 3.822845706 0 7.051327 250 47.5 3.9131101 6.557985427 0 10.4711 251 25.5 11.237222 21.8093591 0 33.04658 252 25.5 11.264882 21.84211087 0 33.10699 253 25.5 5.0602417 8.916331244 0 13.97657 254 25.5 5.5585882 6.581925848 0 12.14051 255 0.5 3.2548506 3.854069519 0 7.10892 256 0.5 1.6276996 1.92735957 0 3.555059 257 0.5 6.7780603 8.025903012 0 14.80396 258 0.5 5.6743198 6.718963617 0 12.39328 259 0.5 2.6646627 3.155227782 0 5.81989 260 47.5 3.9131101 6.557985427 0 10.4711 261 19.58574 7.0097921 14.98881198 0 21.9986 262 14.0761 7.3288398 15.67102133 0 22.99986 263 25.5 5.0602417 8.916331244 0 13.97657 264 8.56646 8.133588 17.39178833 0 25.52538 265 19.58574 7.0097921 14.98881198 0 21.9986 266 8.56646 8.133588 17.39178833 0 25.52538 267 31.70953 6.9079717 14.04620524 0 20.95418 268 43.27896 5.9445593 12.10634925 0 18.05091 269 43.27896 5.9445593 12.10634925 0 18.05091 270 31.70953 6.9079717 14.04620524 0 20.95418 271 37.49425 6.8231578 13.19131146 0 20.01447 272 96.2 0 0 0 0 273 96.2 0 0 0 0 274 96.2 0 0 0 0 275 0.5 3.3404378 3.955413264 0 7.295851 276 0.5 2.2090388 2.615723445 0 4.824762 277 0.5 0.457184 0.5413517 0 0.998536 278 0.5 1.726696 2.700385677 0 4.427082 279 0 0.0694568 0.1042794 0 0.173736 280 0 0.0694568 0.1042794 0 0.173736 281 0 0.0694568 0.1042794 0 0.173736 282 0 0.0694568 0.1042794 0 0.173736 283 0 0.0694568 0.1042794 0 0.173736 284 0 0.0694568 0.1042794 0 0.173736 285 96.2 0 0 0 0 286 -5.4 11.06526 48.9212 0 59.98646 287 4.122 0.8085253 0.957375068 0 1.7659 288 84.2 0 0 0 0 289 84.2 0 0 0 0 290 4.122 0.8085253 0.957375068 0 1.7659



291 67.5 0.84099 0.995816452 0 1.836806 292 4.122 0.8085253 0.957375068 0 1.7659 293 67.5 1.4462444 1.712498434 0 3.158743 294 4.122 0.8085253 0.957375068 0 1.7659 295 4.122 0.7649854 0.905819439 0 1.670805 296 4.122 0.7649854 0.905819439 0 1.670805 297 4.122 0.7649854 0.905819439 0 1.670805 298 4.122 0.7649854 0.905819439 0 1.670805 299 2.459 0.7313847 0.866032796 0 1.597417 300 67.5 0.4295244 0.508599922 0 0.938124 301 2.459 0.7313847 0.866032796 0 1.597417 302 67.5 0.8109873 0.960290247 0 1.771278 303 2.459 0.7313847 0.866032796 0 1.597417 304 67.5 1.2405116 1.468890169 0 2.709402 305 2.459 0.7313847 0.866032796 0 1.597417 306 67.5 0.8109873 0.960290247 0 1.771278 307 2.459 0.6914382 0.818732191 0 1.51017 308 2.459 0.6914382 0.818732191 0 1.51017 309 2.459 0.6914382 0.818732191 0 1.51017 310 2.459 0.6914382 0.818732191 0 1.51017 311 0.988 0.6617167 0.783538917 0 1.445256 312 47.5 0.84099 0.995816452 0 1.836806 313 0.988 0.6617167 0.783538917 0 1.445256 314 47.5 0.84099 0.995816452 0 1.836806 315 0.988 0.6617167 0.783538917 0 1.445256 316 47.5 1.5262516 1.807234981 0 3.333487 317 47.5 1.0967273 1.298635059 0 2.395362 318 0.988 0.6617167 0.783538917 0 1.445256 319 0.988 0.2955569 0.349968987 0 0.645526 320 0.988 0.2955569 0.349968987 0 0.645526 321 0.988 0.2955569 0.349968987 0 0.645526 322 0.988 0.2955569 0.349968987 0 0.645526 323 47.5 1.5262516 1.807234981 0 3.333487 324 0.388 0.2834335 0.335613693 0 0.619047 325 47.5 1.0967273 1.298635059 0 2.395362 326 0.388 0.2834335 0.335613693 0 0.619047 327 25.5 0.84099 0.995816452 0 1.836806 328 0.388 0.2834335 0.335613693 0 0.619047 329 25.5 0.84099 0.995816452 0 1.836806 330 0.388 0.2834335 0.335613693 0 0.619047 331 0.388 0.2834335 0.335613693 0 0.619047 332 0.388 0.2834335 0.335613693 0 0.619047 333 0.388 0.2834335 0.335613693 0 0.619047 334 0.388 0.2834335 0.335613693 0 0.619047 335 25.5 1.8405656 2.179414275 0 4.01998 336 25.5 1.4110413 1.670814353 0 3.081856 337 25.5 1.8405656 2.179414275 0 4.01998 338 25.5 1.4110413 1.670814353 0 3.081856 339 0.5 0.84099 0.995816452 0 1.836806 340 0.5 0.84099 0.995816452 0 1.836806



341 0.5 2.1977406 2.602345291 0 4.800086 342 0.5 1.7682163 2.093745369 0 3.861962 343 0.5 2.1977406 2.602345291 0 4.800086 344 0.5 1.7682163 2.093745369 0 3.861962 345 67.5 1.7130253 1.986024406 0 3.69905 346 96.2 0 0 0 0 347 67.5 1.7130253 1.986024406 0 3.69905 348 96.2 0 0 0 0 349 84.2 0.2430809 0.52807911 0 0.77116 350 84.2 0.2430809 0.52807911 0 0.77116 351 80.33087 2.6788812 3.98263332 0 6.661515 352 80.33087 2.6788812 3.98263332 0 6.661515 353 73.27661 4.1552554 4.805301431 0 8.960557 354 73.27661 4.1552554 4.805301431 0 8.960557 355 96.2 0 0 0 0 356 96.2 0 0 0 0 357 67.5 1.8738511 2.412577739 0 4.286429 358 84.2 0.2979701 0.813781838 0 1.111752 359 96.2 0 0 0 0 360 96.2 0 0 0 0 361 67.5 1.8738511 2.412577739 0 4.286429 362 84.2 0.2979701 0.813781838 0 1.111752 363 80.33087 2.9426768 4.789233747 0 7.731911 364 73.27661 4.5249876 5.752752462 0 10.27774 365 80.33087 2.9426768 4.789233747 0 7.731911 366 73.27661 4.5249876 5.752752462 0 10.27774 367 5.979 0.8946999 1.05941445 0 1.954114 368 96.2 0 0 0 0 369 5.979 0.8946999 1.05941445 0 1.954114 370 96.2 0 0 0 0 371 5.979 0.8946999 1.05941445 0 1.954114 372 96.2 0 0 0 0 373 5.979 0.8946999 1.05941445 0 1.954114 374 5.979 0.8460453 1.001802449 0 1.847848 375 5.979 0.8460453 1.001802449 0 1.847848 376 5.979 0.8460453 1.001802449 0 1.847848 377 5.979 0.8460453 1.001802449 0 1.847848 378 96.2 0 0 0 0 379 8.053 0.9908549 1.173271539 0 2.164126 381 8.053 0.9908549 1.173271539 0 2.164126 383 8.053 0.9908549 1.173271539 0 2.164126 385 8.053 0.9908549 1.173271539 0 2.164126 386 8.053 0.9366054 1.109034747 0 2.04564 387 8.053 0.9366054 1.109034747 0 2.04564 388 8.053 0.9366054 1.109034747 0 2.04564 389 8.053 0.9366054 1.109034747 0 2.04564 391 10.368 1.0982611 1.300451294 0 2.398712 393 10.368 1.0982611 1.300451294 0 2.398712 395 10.368 1.0982611 1.300451294 0 2.398712 396 89.2 0 0 0 0



397 10.368 1.0982611 1.300451294 0 2.398712 398 10.368 1.0376282 1.228655878 0 2.266284 399 10.368 1.0376282 1.228655878 0 2.266284 400 10.368 1.0376282 1.228655878 0 2.266284 401 10.368 1.0376282 1.228655878 0 2.266284 402 89.2 0 0 0 0 403 12.953 1.2640143 1.496719707 0 2.760734 404 89.2 0 0 0 0 405 12.953 1.2640143 1.496719707 0 2.760734 406 89.2 0 0 0 0 407 12.953 1.2640143 1.496719707 0 2.760734 409 12.953 1.2640143 1.496719707 0 2.760734 410 12.953 1.150491 1.362296666 0 2.512788 411 12.953 1.150491 1.362296666 0 2.512788 412 12.953 1.150491 1.362296666 0 2.512788 413 12.953 1.150491 1.362296666 0 2.512788 430 25 11.06526 48.9212 0 59.98646 431 25 11.06526 48.9212 0 59.98646 432 25 11.06526 48.9212 0 59.98646 433 25 11.06526 48.9212 0 59.98646 434 22.373 0.7276381 0.861596418 0 1.589234 437 22.373 0.7276381 0.861596418 0 1.589234 439 22.373 0.7276381 0.861596418 0 1.589234 441 22.373 0.7276381 0.861596418 0 1.589234 442 22.373 1.5185035 1.798060424 0 3.316564 443 22.373 1.5185035 1.798060424 0 3.316564 444 22.373 1.5185035 1.798060424 0 3.316564 445 22.373 1.5185035 1.798060424 0 3.316564 447 19.662 1.4637283 1.733201076 0 3.196929 449 19.662 1.4637283 1.733201076 0 3.196929 451 19.662 1.4637283 1.733201076 0 3.196929 453 19.662 1.4637283 1.733201076 0 3.196929 454 19.662 1.439965 1.705062968 0 3.145028 455 19.662 1.439965 1.705062968 0 3.145028 456 19.662 1.439965 1.705062968 0 3.145028 457 19.662 1.439965 1.705062968 0 3.145028 459 16.439 1.3748449 1.627954186 0 3.002799 461 16.439 1.3748449 1.627954186 0 3.002799 463 16.439 1.3748449 1.627954186 0 3.002799 465 16.439 1.3748449 1.627954186 0 3.002799 466 16.439 1.3344492 1.580121703 0 2.914571 467 16.439 1.3344492 1.580121703 0 2.914571 468 16.439 1.3344492 1.580121703 0 2.914571 469 16.439 1.3344492 1.580121703 0 2.914571

Tổng

1449.6176 3332.339123 907.1058684 5689.063



Kết quả tính dao động riêng như sau:

3

CHU KÌ DAO ĐỘNG RIÊNG CỦA KẾT CẤUDạng dao động

12

101112

T (s)

2.8639582.8507041.9779681.8697031.46778

456789

1.134806

1.4506651.4395681.2317451.2051251.1960041.161264

T1 T2 T3

2.863958 s 2.850704 s 1.977968 s

+ Ta thấy chu kỳ dao động riêng của công trình Trmax = 3s và nhỏ hơn so với chu kỳ tải

trọng của sóng, gió do đó ảnh hưởng của tải trọng động là nhỏ không đáng kể so với tải trọng tĩnh. Lựa chọn bài toán giải theo phương pháp tựa tĩnh, việc đánh giá ảnh hưởng tính chất động của các tác động được xét qua hệ số động (kđ) :

.

..21

1222

+

−

==

rrr

t

od u

uk

ωω

ωε

ωω

Trong đó:

uo – Biên độ của chuyển vị động.

ut – Chuyển vị cực đại do tác dụng tĩnh của tải trọng.

ωr = ddrTπ.2

- Là tần số của một dạng dao động riêng.



Tkc – Chu kỳ dao động riêng của kết cấu.

ε/ωr – Hệ số giảm chấn lấy bằng 0,08.

ω – Tần số vòng của sóng tác dụng.

Kd Tmax(s) Tsóng(s) ωr ω

1.042907516 2.863958 14.1 2.192769587 0.44539007

III) TÍNH TOÁN NỘI LỰC VÀ BIẾN DẠNG

1) Tải trọng thượng tầng

Tổng cộng tất cả các tải trọng đứng của phần thượng tầng có giá trị là P, tải trọng P được phân chia cho 4 nút tại 4 đỉnh của khung sàn chịu lực với giá trị P/4, phương tác dụng hướng xuống, tải trọng này tác dụng lên công trình là tải trọng tĩnh:

P/6 = 1400 / 4 = 350 (T)

2) Xác định tải trọng đẩy nổi:

Công thức xác định tải trọng đẩy nổi:

Fđn = ...∑i

nnii lA γ

Trong đó:

Fđn: Lực đẩy nổi (T).

Ai: Diện tích tiết diện ngang của phần tử.

4. 2

ii

DA π=

Với Di là đường kính ngoài của phần tử thứ i có kể đến hà bám.

li: Chiều dài phần tử thứ i.

γnn = 1.025 (T/m3), Trọng lượng riêng đẩy nổi.



2) Tải trọng bản thân :

Khối lượng bản thân của một thanh là :

mbt(i) =ρs. As. Li

Trong đó:

+ Lij - chiều dài thanh thứ i , m.

+ Asi - diện tích tiết diện của thanh thứ i , m2 .

Với Asi = [π.( Di2 -(Di - 2.δi)2)]/4

+ Di , δi - đường kính ngoài và bề dầy của thanh thứ i .

+ ρs - Trọng lượng riêng của vật liệu làm thanh kết cấu, với vật liệu thép ρs = 7850 kg/m3.

Ta có giá trị trọng lượng bản thân kết cấu: 2429.431 (T)

3) Tải trọng do hà bám:

Xác định khối lượng hà bám của thanh tính từ MNCN xuống đáy biển

* Khối lượng hà bám tại thanh thứ i là :

mh (i) = ρh.Ahi.Li

ρh: khối lượng riêng của hà bám (ρh = 1600 kg/m3).

Ah: Diện tích của hà bám được tính theo công thức:

Ahi = 4/))2.(( 22iDtDi −+π

Di: đường kính cọc

t: chiều dầy của hà bám

Li: chiều dài của ống có hai đầu là nút

Tổng tải trọng do hà bám là 1449.6176 (T)



4) Tải trọng gió:

Tải trọng gió được tính toán theo tiêu chuẩn API với 2 hướng tương ứng với 2 hướng sóng đã chọn:

Hướng 1: Đông Bắc. (NE)

Hướng 2: Bắc. (N)

Tính tải trọng do gió tác dụng lên phần công trình nằm phía trên mực nước tĩnh. Bản chất của tải trọng gió là động, nhưng qua thực nghiệm cho thấy rằng thành phần động của gió đối với kết cấu Jacket ở vùng nước vừa và nông là không đáng kể, mặt khác tải trọng gió chỉ chiếm khoảng ≈ 10% tổng tải trọng môi trường tác dụng lên công trình nên ở đây ta coi trong tính toán tải trọng gió là tĩnh.

Công thức xác định tải trọng gió theo API:

....0473.0 2 ACVF sz=

Trong đó:

F: Là lực gió đã tác dụng lên kết cấu (N).

Vz: Vận tốc gió trung bình đo trong 1 giờ tại độ cao z so với mực nước biển:

.10

.1

10n

zZVV

=

A: Hình chiếu diện tích của vật cản lên phương vuông góc hướng gió (m2)

Cs : Hệ số khí động (Xác định theo quy phạm)

Loại kết cấu Cs

Kết cấu dầm, nhà tường đặc 1.5

Kết cấu trụ tròn 0.5

Sàn công tác 1.0



Quy đổi vận tốc gió trung bình đo trong 3s sang vận tốc gió trung bình đo trong 1h.

.10

.. 10)(

α

β

=

ZVV zt

10V : Vận tốc gió trung bình đo trong 1 giờ tại độ cao 10m so với mực nước tĩnh (km/h).

Z : Độ cao cần xác định vận tốc (m).

n : Lấy từ 7 – 13, ta lấy n = 8.

α, β: Hệ số lũy thừa, hệ số giật của gió ở độ cao 10m.

Trong đồ án cho vận tốc gió trung bình đo ở 3s nên:

α = 0.1.

β = 1.33.

Ta có bảng kết quả sau:

ĐÔNG BẮC (m/s) BẮC (m/s)3s 58.1 44.71h 43.68421053 33.60902256

V10

- Phần mô tả sơ đồ tính tải trọng gió:

Gồm tải trọng gió lên kết cấu chân đế trên mực nước tĩnh và tải trọng gió lên phần thượng tầng.

Sau khi tính được tải trọng gió ở các thành phần kết cấu Fi, ta qui đổi chúng thành các lực tập trung Qni

x, Qniy, tập trung tại 4 đỉnh khối chân đế và một mômen Mg được qui

thành các cặp ngẫu lực tại 4 đỉnh khối chân đế Q xđ i , Q y

đ i Công thức qui đổi :

( ) ( );4 4

x yx yi i

ni niF FQ Q= =

;y x x yg i i g i iM F xh M F xh= =

0.5 0.5;

x yg gx y

di dit t

xM xMQ Q

B B= =



Kết quả :

5) Tải trọng sóng + dòng chảy :

Tác động của dòng chảy lên công trình được biểu diễn yếu tố vận tốc. Vận tốc dòng chảy, trong thực tế tính toán được xem là một đại lượng không thay đổi theo thời gian. Vì vậy khi chỉ có tác động của dòng chảy ( không kể sóng ) thì tải trọng do dòng chảy gây ra được coi là tải trọng tĩnh. Khi tính đồng thời tác động của sóng và dòng chảy, thì ảnh hưởng của dòng chảy được bổ sung vào thành phần vận tốc của tải trọng sóng. Vì thành phần tải trọng do vận tốc gây ra có chứa bình phương vận tốc nên sự tham gia của dòng chảy làm tăng đáng kể cho tải trọng sóng.

Tác động của sóng lên công trình biển mang bản chất động và là trội tuyệt đối trong tổng tải trọng ngang tác dụng lên kết cấu khối chân đế.

Tùy theo tính chất của lực sóng tác dụng mà các phần tử cuả kết cấu ngoài biển được chia thành vật thể mảnh và vật thể có kích thước lớn. Đối với vật thể mảnh thì lực quán tính và lực cản của sóng là đáng kể, còn đối với vật thể lớn thì ảnh hưởng của nhiễu xạ lại đóng vai trò quyết định.

Công trình biển cố định bằng thép kết cấu kiểu Jacket là công trình có kích thước nhỏ ( xét tỉ số D/L < 0.2 ), tải trọng của sóng và dòng chảy tác động lên công trình mà cụ thể là các thanh được tính toán theo công thức Morison dạng chuẩn tắc.

Để tổng quát cho thuật toán ta xét một thanh xiên bất kì trong hệ tọa độ xyz như sau:

Qx (T) Qy (T) Qx (T) Qy (T)0 49.99954 28.9605432 29.595710190 12.49988 7.2401358 7.398927547

HƯỚNG NE HƯỚNG NBẢNG TỔNG HỢP TẢI TRỌNG GIÓ

Phân bố lên 1 điểm đỡ thượng tầng



Tính tải trọng (sóng + dòng chảy) theo hai hướng tác dụng. Để tính toán tải trọng sóng + dòng chảy ta thực hiện theo các bước sau đây:

• Trình tự tính toán bằng tay :

Bước 1: Từ các thông số sóng ta tính vận tốc, gia tốc sóng

Gọi OXYZ: là hệ trục tọa độ tại vị trí ngàm chân đế

O’X’Y’Z’: là hệ trục tọa độ của chân đế nằm trên mặt biển

Oxyz: là hệ trục tọa độ của sóng nằm trên mặt biển

Góc α là góc hợp giữa sóng với công trình

Ta có công thức thay đổi hệ trục tọa độ:

'cos 'sin'sin ' os'

x X Yy X Y cz Z

α αα α

= + = + =

−===

dttZZYYXX

'''

z

y

x θ

ϕ

v

v

n

τ



cos sinsin cos

x X Yy X Yz Z dtt

α αα α

= + = + = −

+ Chọn giá trị ban đầu của chiều dài sóng theo công thức:

2 2

2

4( . )2ogT dL th

T gπ

π=

+ Tínho

dL

=>tra bảng xác định các hệ số

G22,F24,F33,F35,F44,F55,G11,G13,G15,G22,G24,G33,G35,G44,G55

+ Chọn a=ao2 .

2 2o

kH HLπ

= =



+ Xác định thông số a từ biểu thức

3 51 33 35 55( ( ))

2 o okHa a F a F F= − + + (*)

Bằng cách tính lặp với điều kiện 1oa a ε− <

Nếu điều kiện trên không thỏa mãn, sử dụng giá trị 12 2

oa aa += làm giá trị ban đầu để

lặp lại các tính toán theo công thức (*) cho đến khi thỏa mãn 1i ia a ε+ − <

+ Tính toán chiều dài sóng L từ biểu thức

2

2 41 1 2

2(1 ) ( )2 o

gTL x a C a C xth dLπ

π= + + (**)

Tính toán lặp với điều kiện 1 oL L ε− <

Nếu điều kiện này không thỏa mãn, sử dụng chiều dài sóng 12 2

oL LL += làm giá trị ban

đầu để lặp lại các tính toán theo công thức (**) cho đến khi thỏa mãn 1i iL L ε+ − <

Ta tính được tọa độ của các nút theo hệ trục tọa độ oxyz áp dụng công thức :

+ Vận tốc:

vx = )(cos)(

))((5

1tkxn

nkdshdznkchG

k nn ω

ω−

+∑=

vz = )(sin)(

))((5

1tkxn

nkdshdznkshG

k nn ω

ω−

+∑=

Trong đó:

3 51 1 1 1 3 1 5

42 2 2 2 4

3 53 3 3 5 5

44 4 4

55 3 5

2 ( )

3 ( )

4

5

G a G a G a GG G a GG a G a GG a GG a G

= + +

= +

= +

=

=



+ Gia tốc:

2 5

12 5

1

sin ( )2

os ( )2

x nn

z nn

kCa R n kx t

kCa S c n kx t

ω

ω

=

=

= −

= −

∑

∑

Trong đó:

Rn xác định theo công thức:

1 1 1 2 2 3 1 2 2 32 2

2 2 1 1 1 3 1 3

3 3 1 2 1 2 1 4 1 42 2

4 4 2 2 1 3 1 3

5 5 1 4 2 3 1 4 2 3

2

4 26 3 3 3 3

8 2 2 4 410 5 5 5 5

R U U U U U V V V VR U U V U U V VR U U U V V U U V VR U U V U U V VR U U U U U V V V V

= − − − −

= − + − −= − + − −

= − + − += − − + +

Sn xác định theo công thức:

1 1 1 2 2 1 2 3 3 2

2 2 1 3 3 1

3 3 1 2 2 1 1 4 4 1

4 4 1 3 3 1 2 2

5 5 1 4 4 1 2 3 3 2

2 3 3 5 54 4 46 5 58 2 2 410 3 3

S V U V U V U V U VS V U V U VS V U V U V U V U VS V U V U V U VS V U V U V U V U V

= − − − −

= − −

= − + − −= − + +

= − + − +

Và Un xác định theo công thức:

( ( ))( )

( ( ))( )

n n

n n

ch nk z dU Gsh nkd

sh nk z dV Gsh nkd

+=

+=

Vận tốc truyền sóng C:

12 4 2

1 2( (1 ) ( ))gC a C a C th kdk

= + +



ω = Tπ2 . k =

Lπ2 .

Ta tính lại các thời điểm :

t1=T/20 t2=T/10 t3=3*T/20 t4=T/5 t5=T/4

t6=6*T/20 t7=7*T/20 t8=8*T/20 t9=9*T/20 t10=T/2

t11=11*T/20 t12=12*T/20 t13=13*T/20 t14=14*T/20 t15=15*T/20

t16=16*T/20 t17=17*T/20 t18=18*T/20 t19=19*T/20 t20=T

Nhận xét:

Từ các kết quả tính được ta thấy rằng vận tốc sóng và gia tốc sóng tại thời điểm chúng có giá trị lớn nhất ứng với hướng sóng ĐÔNG BẮC và hướng sóng BẮC.

Bước 2: Từ các giá trị vận tốc của dòng chảy mặt lớn nhất và dòng chảy đáy lớn nhất ta phân tích thành các thành phần vận tốc theo các phương ox, oy của sóng. Vận tốc của dòng chảy chỉ tác dụng theo phương ngang và có giá trị không đổi (gia tốc bằng không). Tính vận tốc của dòng chảy tại nút theo các phương ox, oy

Bước 3: Tổng hợp vận tốc sóng và dòng chảy:

+ Vận tốc:

Theo phương ngang:

x θ

ϕ

v

v

n

τ



)()()( tVtVtV xdcxsx +=

Theo phương thẳng đứng:

)()( tVtV zsz =

+ Gia tốc

Theo phương ngang:

),(),( txatxa sx=

Theo phương thẳng đứng:

),(),( tzatza szz =

Bước 4: Tính tải trọng sóng + dòng chảy:

Xét tỉ số: LD

LD < 0.2 (kích thước của công trình không ảnh hưởng đến chế độ chuyển

động của sóng tới. Việc tính toán tải trọng sóng + dòng chảy có thể dùng công thức Morison.

Ta phải phân tích vận tốc, gia tốc sóng + dòng chảy theo các phương của trục thanh. Chỉ có thành phần vuông góc với trục thanh mới gây ra tải trọng.

Ta có công thức tính vận tốc, gia tốc theo phương vuống góc với trục thanh

( )2222yyzzxxyzxn vcvcvcvvvv ++−++=

( )2222yyzzxxyzxn acacacaaaa ++−++=

Trong đó

zyx ccc ,, : là các cosin chỉ phương của pháp tuyến n



LLc

LL

cLLc z

zy

yx

x === ,,

Sau đó ta phân tích các thành phần vận tốc và gia tốc pháp tuyến theo phương x,y,z

+ Vận tốc:

( )zzyyxxxxnx vcvcvccvv ++−= .

( )zzyyxxyny vcvcvccv ++−= .

( )zzyyxxzznz vcvcvccvv ++−=

+ Gia tốc

( )zzyyxxxxnx acacaccaa ++−= .

( )zzyyxxyny acacacca ++−= .

( )zzyyxxzznz acvcaccaa ++−=

Bước 5:Tính toán tải trọng sóng và dòng chảy

D A.a

• Trong đồ án này ta ứng dụng SAP2000 để tính tải trọng (sóng + dòng chảy). - Ta tính cho 2 hướng sóng ĐÔNG BẮC, BẮC như đã chọn, mỗi hướng sóng 3 trường hợp

ứng với 3 vị trí tương đối khác nhau của đỉnh sóng so với giàn, xét với 20 con sóng đồng thời, với kết quả nội lực cụ thể tại 4 chân ống chính hay 4 cọc như sau :



Thanh Trường hợp tải P V2 V3 T M2 M3Text Text T T T Tm Tm Tm

1 WAVE NE 299.6491 -45.7057 80.9269 35.43421 106.7118 -110.3042 WAVE NE 347.032 57.2734 87.0912 -28.8456 123.1507 126.04453 WAVE NE -261.612 42.2024 78.3442 28.40118 -363.997 -142.2824 WAVE NE -204.415 -40.4296 70.8885 -29.778 -329.594 142.305

NỘI LỰC DO SÓNG HƯỚNG ĐÔNG BẮC - ĐỈNH SÓNG ĐẾN PANEL PHÍA TRƯỚC


1 WAVE NE 235.0502 -32.3473 56.0269 27.68152 79.51514 -76.92432 WAVE NE 285.1902 44.5474 61.7537 -20.3532 95.43895 93.374573 WAVE NE -228.696 33.5601 57.5011 18.19883 68.28597 79.667314 WAVE NE -169.868 -29.2098 49.03 -18.5188 -228.029 101.272

NỘI LỰC DO SÓNG HƯỚNG ĐÔNG BẮC - ĐỈNH SÓNG ĐẾN GiỮA GIÀN


1 WAVE NE 14.8973 2.3579 -8.7435 2.25489 1.13833 10.518712 WAVE NE 63.7839 3.5133 -4.3514 1.01198 10.03581 0.897973 WAVE NE -56.3241 2.6516 -2.9764 -6.69796 -0.38506 4.593494 WAVE NE -6.9169 -2.6999 1.7589 1.77761 -14.0801 6.65451

NỘI LỰC DO SÓNG HƯỚNG ĐÔNG BẮC - ĐỈNH SÓNG ĐẾN PANEL PHÍA SAU




1 WAVE E 32.8804 -3.5781 30.3426 -26.5381 16.69635 25.401762 WAVE E 196.3147 -50.567 58.5643 5.36326 85.49395 -91.62153 WAVE E -47.957 0.8142 -1.0385 2.61944 11.0684 -6.634114 WAVE E -147.652 -46.0052 54.0203 -7.71165 -236.764 187.2832

NỘI LỰC DO SÓNG HƯỚNG BẮC - ĐỈNH SÓNG ĐẾN (0,0)


1 WAVE E 27.6622 4.5485 26.0079 -16.5564 20.05017 26.412882 WAVE E 117.8777 -28.0938 37.8951 7.71348 52.70658 -56.78073 WAVE E -25.1573 0.5746 -0.8103 3.0758 10.00376 -4.743514 WAVE E -85.7043 -28.0711 36.9762 -8.09487 -167.372 112.4801

NỘI LỰC DO SÓNG HƯỚNG BẮC - ĐỈNH SÓNG ĐẾN GiỮA DÀN


1 WAVE E 9.2493 25.2036 7.0966 17.09136 23.39094 21.849342 WAVE E 24.2042 -0.2177 -1.2856 -0.29918 -9.08543 -0.571743 WAVE E 54.514 -0.1947 -0.3207 3.99741 1.93337 5.457324 WAVE E 141.6899 38.0519 -25.84 -10.4751 -55.9066 53.51645

NỘI LỰC DO SÓNG HƯỚNG BẮC - ĐỈNH SÓNG ĐẾN (39.55,39.55)



6) CÁC TỔ HỢP TẢI TRỌNG :

Theo quy phạm API, hệ số tổ hợp tải trọng được lấy như sau:

• Hệ số tổ hợp cho tải trọng bản thân k = 1.1

• Hệ số tổ hợp tải trọng sóng, dòng chảy k = 1.05 cho tất cả các hướng tính toán.

• Hệ số tổ hợp tải trọng gió: k = 1.0 cho điều kiện cực hạn, k=0.3 cho điều kiện bão 1 năm

• Hệ số tổ hợp tải trọng của hoạt tải lấy k = 1.0 cho tất cả các trường hợp .

• Các trường hợp tải trọng khác đều lấy k = 1,0

Các tổ hợp tải trọng để tính toán như sau :

Tổ hợp 1: Bản thân + Sóng hướng Đông Bắc + Dòng chảy hướng Đông Bắc + Gió hướng

Đông Bắc + Đẩy nổi + Hà bám + Thượng tầng

Tổ hợp 2: Bản thân + Sóng hướng Bắc + Dòng chảy hướng Bắc + Gió hướng Bắc + Đẩy nổi

+ Hà bám + Thượng tầng

Ta có bảng tổng hợp nội lực cực trị do 2 tổ hợp 1, 2 gây ra tại 4 cọc như sau :

Thanh Tổ hợp tải P V2 V3 T M2 M3Text Text T T T Tm Tm Tm

2 NE 724.6662 122.7758 181.7463 -57.4544 261.5329 267.08211 NE 628.9307 -99.6725 169.2802 70.71559 228.4073 -235.4983 NE -521.449 77.049 149.1319 55.82392 -697.81 -254.6414 NE -406.334 -73.5542 134.1469 -58.5704 -628.724 254.92561 E 225.9639 -58.8304 65.994 5.21145 100.4821 -106.5172 E 63.4994 4.6532 37.9101 -26.3024 31.93273 40.400154 E -145.174 -38.7024 46.3937 -6.72727 -206.315 157.60683 E -16.7063 0.2518 -0.6322 -6.51894 2.31041 -7.57024

NỘI LỰC CỰC TRỊ TẠI 4 CỌC - TỔ HỢP TẢI TRỌNG 1 VÀ 2

7) CHUYỂN VỊ NÚT : Chuyển vị nút tính trong SAP2000, nhìn chung chuyển vị các nút là nhỏ so với kích thước tổng thể kết cấu. Chỉ đưa ra đây chuyển vị lớn nhất làm đại diện :

NÚT TH TẢI U1 U2 U3 R1 R2 R3Text Text m m m Radians Radians Radians1 NE -0.00431 0.042247 0.004011 -0.00028 -3.6E-05 -0.0005218 NE -0.00367 0.047525 0.002951 -0.00031 -6.1E-05 -0.00011

CHUYỂN VỊ NÚT



Ta thấy chuyển vị lớn nhất U2=0.047525 m , so với kích thước khối chân đế Zct = 96.2 m : U2/Zct = 0.047525/96.2 = 4.9E-04 < 1/500. Vậy chuyển vị kết cấu thỏa mãn yêu cầu.

8) NHẬN XÉT KẾT QUẢ TÍNH TOÁN : - Chuyển vị của kết cấu như đã nói ở trên, nằm trong giới hạn cho phép. - Kết quả nội lực tại 4 cọc là hợp lí theo hướng của các tải trọng tác dụng ( theo hướng

Đông Bắc và Bắc ) - Kết quả tính có độ chính xác không cao vì đã mô hình hóa kết cấu. Khi mô hình hóa ta

coi các thanh là đồng qui, nhưng trong thực tế chế tạo ta không làm các thanh đồng qui được, sự sai khác này gây ra các momen phụ thêm, điều này chưa được kể tới. Do đó kết quả tính toán không thật chính xác.

- Việc qui tải trọng về đỉnh khối chân đế đã bỏ qua sự lệch tâm, cũng như việc qui tải trọng về nút và việc tính toán chưa kể đến sự thay đổi độ sâu từ đầu đến cuối của mỗi thanh cũng làm kết quả không được chính xác.

- Tuy nhiên trong phạm vi của một đồ án môn học, ta tạm chấp nhận các kết quả này.

IV) KIỂM TRA CẤU KIỆN

1) CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Kết quả phân tích kết cấu chân đế cho thấy trạng thái chịu lực của các phần tử thanh

trong kết cấu chân đế là trạng thái chịu lực phức tạp, bao gồm :

+ Các thanh chịu nén, uốn đồng thời

+ Các thanh chịu kéo,uốn đồng thời

+ Các thanh chịu nén, uốn + áp lực thủy tĩnh cục bộ

+ Các thanh chịu kéo, uốn + áp lực thủy tĩnh cục bộ

2) KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC THANH

a) Phần tử chịu nén:

Ứng suất cho phép Fa được xác định theo công thức API cho các phần tử có tỷ số D/t ≤ 60 :

Fa =.

.8)/.(

8)/(3

35

.2

)/(1

3

3

2

2

cC

yC

Crlk

Crkl

FC

rkl

−+

−

với kl/r < Cc



Fa= ( )2

2

/2312

rklEπ với kl/r >= Cc

Trong đó:

Cc = yF

E..12 2π .

E: Modul đàn hồi ngang (MPa).

k : Hệ số phụ thuộc vào 2 đầu của phần tử.

r : Bán kính quán tính (m).

l: Chiều dài phần tử (m).

Fy: Giới hạn chảy của vật liệu (MPa).

b) Phần tử chịu uốn:

Ứng suất do uốn cho phép Fb được xác định theo công thức:

Fb = 0.75Fy với yFt

D 1500≤ (MPa) . (1)

Fb = yy F

tEDF

...

74.184.0

− với

yF1500 <

tD

≤ yF

3000 . (2)

Fb = yy F

tEDF

...

58.072.0

− với

yF3000 <

tD

≤ 300 . (3)

c) Phần tử chịu cắt:

Ứng suất cho phép chịu cắt:

FV = 0.4.Fy (Mpa)

Ứng suất do lực cắt:

fy = A

V5.0

(Mpa)



Trong đó:

A : Là diện tích mặt cắt (m2)

V : Lực cắt

d) Phần tử chịu xoắn:

Ứng cho phép chịu cắt:

Fvt= 0.4.Fy

Ứng suất do momen xoắn Mt

( )

p

ty I

DMf 2/= (Mpa)

Ip : Mô men quán tính chống xoắn (m4)

e) Phần tử chịu tổ hợp ứng suất:

Việc kiểm tra phần tử chịu nhiều trạng thái ứng suất thường phức tạp và cần phải có qui phạm cụ thể hoặc phương pháp luận để đánh giá đúng sự làm việc của kết cấu. Trong phạm vi đồ án này, ta chỉ kiểm tra phần tử chịu ứng suất do lực dọc và mô men uốn gây ra.

* Phần tử chịu tổ hợp ứng suất nén và uốn:

Điều kiện kiểm tra như sau:

.0,1.1 '

22

≤

−

++

be

a

bybxm

a

a

FFf

ffCFf

(1).

.0,1.6.0

22

≤+

+b

bybx

a

a

Fff

Ff

(2).

Trong đó:

Fa: Ứng suất nén cho phép do lực dọc được tính theo điều kiện ổn định tổng thể.

fbx,fby: Ứng suất do mô men uốn Mx và My, trong và ngoài mặt phẳng gây ra.

fa: Ứng suất trong thanh do lực nén (N) gây ra.



Cm Thông thường được lấy bằng 0.85

* Phần tử chịu tổ hợp ứng suất kéo và uốn:

Điều kiện kiểm tra như sau:

.0,16.0

22

≤+

+b

bzybx

a

a

Fff

Ff

Trong đó:

fa: Là ứng suất do lực kéo gây ra.

Việc kiểm tra này đã thực hiện cho tất cả các thanh, ứng với nội lực gây ra do 2 tổ hợp tải trọng 1, 2 đã trình bày ở phần tải trọng. Nhưng ở đây chỉ nêu ra những giá trị đại diện cho kết cấu ( một phần do mức độ an toàn rất cao của kết quả kiểm tra) :





Ống Loại D (m) t (m) N A fa Fa Fb Cm Jx (Jy) W Mbx Mby fbx fby Kết luận274 OC2 1.8 0.05 -194.4 0.2748 707.55 25864 30260 0.85 0.1073 0.1192 21.6237 13.4697 181.42 113.01 0.034 0.0527 OK183 OC3 2 0.05 -309.96 0.30615 1012.43 25879.3 30038.7 0.85 0.1484 0.1484 21.0405 11.2522 141.787 75.8259 0.0439 0.07055 OK707 OC4 2 0.05 -45.825 0.3062 149.68 25685 30039 0.85 0.1484 0.1484 -50.155 36.9977 -338 249.32 0.018 0.0237 OK290 ON1 0.61 0.0156 -11.353 0.0291 389.94 26535 30088 0.85 0.0013 0.0043 3.29099 -5.4694 765.43 -1272.1 0.057 0.0738 OK217 ON2 0.66 0.0206 -15.21 0.04136 367.754 26287.1 30480 0.85 0.00216 0.00653 0.80646 -1.9647 123.424 -300.68 0.0232 0.03398 OK

9 ON4 0.8128 0.0254 -40.047 0.0628 637.69 25833 30482 0.85 0.005 0.0122 5.1666 28.8985 422.89 2365.4 0.093 0.12 OK331 OX1 0.72 0.0206 -99.476 0.0452 2198.9 25291 30319 0.85 0.0028 0.0078 7.65013 5.45224 976.09 695.66 0.124 0.1844 OK258 OX2 0.8128 0.0254 -11.273 0.0628 179.512 26259.9 30482.2 0.85 0.00497 0.01222 -6.5616 0.48358 -537.07 39.5813 0.022 0.02906 OK165 OX3 0.91 0.0254 -118.76 0.07055 1683.3 26066.8 30270 0.85 0.00704 0.01547 -4.1173 -0.0204 -266.15 -1.3174 0.0726 0.11642 OK

58 OX4 1 0.0254 -0.6908 0.07773 8.88715 26344.6 30073.6 0.85 0.00941 0.01882 1.55582 3.94637 82.6536 209.652 0.0067 0.00806 OK5 OXD 0.58 0.0156 -3.5263 0.0276 127.55 26520 30195 0.85 0.0011 0.0039 1.13974 5.64914 294.39 1459.2 0.047 0.0573 OK

KiỂM TRA THANH CHỊU NÉN UỐN - TỔ HỢP 1 - MỘT VÀI KẾT QuẢ ĐẠI DiỆN

Ống Loại D (m) t (m) N A fa Fa Fb Cm Jx (Jy) W Mbx Mby fbx fby Kết luận270 OC2 1.8 0.05 244.033 0.2748 888.2 25864 30260 1332 0.1073 0.1192 1.13974 5.64914 9.562 47.394 0.036 0.0588 OK179 OC3 2 0.05 425.683 0.3062 1390.4 25879 30039 981 0.1484 0.1484 1.13974 5.64914 7.6804 38.068 0.055 0.0908 OK707 OC4 2 0.05 640.115 0.3062 2090.9 25685 30039 2546 0.1484 0.1484 1.13974 5.64914 7.6804 38.068 0.083 0.137 OK294 ON1 0.61 0.0156 20.8128 0.0291 714.82 26459 30088 1353 0.0013 0.0043 1.13974 5.64914 265.09 1313.9 0.066 0.0896 OK221 ON2 0.66 0.0206 7.5871 0.0414 183.45 26491 30480 1031 0.0022 0.0065 1.13974 5.64914 174.43 864.57 0.032 0.0405 OK123 ON3 0.72 0.0206 15.4716 0.0452 341.99 26528 30319 15.9 0.0028 0.0078 1.13974 5.64914 145.42 720.78 0.034 0.0457 OK

37 ON4 0.8128 0.0254 2.2903 0.0628 36.47 26210 30482 303 0.005 0.0122 1.13974 5.64914 93.288 462.39 0.015 0.0178 OK329 OX1 0.72 0.0206 112.893 0.0452 2495.4 25291 30319 1538 0.0028 0.0078 1.13974 5.64914 145.42 720.78 0.122 0.1887 OK261 OX2 0.8128 0.0254 32.6761 0.0628 520.32 26260 30482 1317 0.005 0.0122 1.13974 5.64914 93.288 462.39 0.033 0.0485 OK155 OX3 0.91 0.0254 29.7729 0.0706 422 26067 30270 949 0.007 0.0155 1.13974 5.64914 73.676 365.18 0.027 0.0393 OK108 OX4 1 0.0254 90.6688 0.0777 1166.5 26167 30074 0.85 0.0094 0.0188 1.13974 5.64914 60.549 300.11 0.054 0.0845 OK

6 OXD 0.58 0.0156 1.291 0.0276 46.697 26520 30195 6.85 0.0011 0.0039 1.13974 5.64914 294.39 1459.2 0.044 0.0522 OK

KiỂM TRA THANH CHỊU KÉO UỐN - TỔ HỢP 1 - MỘT VÀI KẾT QuẢ ĐẠI DiỆN



Ống Loại D (m) t (m) N A fa Fa Fb Cm Jx (Jy) W Mbx Mby fbx fby Kết luận271 OC2 1.8 0.05 -2.3935 0.2748 8.7116 25864 30260 981 0.1073 0.1192 1.13974 5.64914 9.562 47.394 0.002 0.0022 OK184 OC3 2 0.05 -48.632 0.3062 158.85 25879 30039 745 0.1484 0.1484 1.13974 5.64914 7.6804 38.068 0.007 0.0115 OK707 OC4 2 0.05 -48.187 0.3062 157.4 25685 30039 2125 0.1484 0.1484 1.13974 5.64914 7.6804 38.068 0.007 0.0115 OK317 ON1 0.61 0.0156 -1.1607 0.0291 39.865 25464 30088 1094 0.0013 0.0043 1.13974 5.64914 265.09 1313.9 0.039 0.0472 OK217 ON2 0.66 0.0206 -1.6378 0.0414 39.6 26287 30480 788 0.0022 0.0065 1.13974 5.64914 174.43 864.57 0.026 0.0314 OK146 ON3 0.72 0.0206 -0.1761 0.0452 3.8926 26046 30319 685 0.0028 0.0078 1.13974 5.64914 145.42 720.78 0.021 0.0245 OK

9 ON4 0.8128 0.0254 -7.9249 0.0628 126.19 25833 30482 9.85 0.005 0.0122 1.13974 5.64914 93.288 462.39 0.018 0.0236 OK331 OX1 0.72 0.0206 -6.6143 0.0452 146.2 25291 30319 1150 0.0028 0.0078 1.13974 5.64914 145.42 720.78 0.027 0.0339 OK261 OX2 0.8128 0.0254 -12.11 0.0628 192.83 26260 30482 966 0.005 0.0122 1.13974 5.64914 93.288 462.39 0.021 0.0277 OK158 OX3 0.91 0.0254 -0.5893 0.0706 8.3527 26067 30270 704 0.007 0.0155 1.13974 5.64914 73.676 365.18 0.011 0.0128 OK

58 OX4 1 0.0254 -0.9159 0.0777 11.783 26345 30074 432 0.0094 0.0188 1.13974 5.64914 60.549 300.11 0.009 0.0109 OK6 OXD 0.58 0.0156 -0.8776 0.0276 31.744 26520 30195 0.85 0.0011 0.0039 1.13974 5.64914 294.39 1459.2 0.043 0.0513 OK


Ống Loại D (m) t (m) N A fa Fa Fb Cm Jx (Jy) W Mbx Mby fbx fby Kết luận274 OC2 1.8 0.05 -194.4 0.2748 707.55 25864 30260 0.85 0.1073 0.1192 21.6237 13.4697 181.42 113.01 0.034 0.0527 OK183 OC3 2 0.05 -309.96 0.30615 1012.43 25879.3 30038.7 0.85 0.1484 0.1484 21.0405 11.2522 141.787 75.8259 0.0439 0.07055 OK707 OC4 2 0.05 -45.825 0.3062 149.68 25685 30039 0.85 0.1484 0.1484 -50.155 36.9977 -338 249.32 0.018 0.0237 OK290 ON1 0.61 0.0156 -11.353 0.0291 389.94 26535 30088 0.85 0.0013 0.0043 3.29099 -5.4694 765.43 -1272.1 0.057 0.0738 OK217 ON2 0.66 0.0206 -15.21 0.04136 367.754 26287.1 30480 0.85 0.00216 0.00653 0.80646 -1.9647 123.424 -300.68 0.0232 0.03398 OK

9 ON4 0.8128 0.0254 -40.047 0.0628 637.69 25833 30482 0.85 0.005 0.0122 5.1666 28.8985 422.89 2365.4 0.093 0.12 OK331 OX1 0.72 0.0206 -99.476 0.0452 2198.9 25291 30319 0.85 0.0028 0.0078 7.65013 5.45224 976.09 695.66 0.124 0.1844 OK258 OX2 0.8128 0.0254 -11.273 0.0628 179.512 26259.9 30482.2 0.85 0.00497 0.01222 -6.5616 0.48358 -537.07 39.5813 0.022 0.02906 OK165 OX3 0.91 0.0254 -118.76 0.07055 1683.3 26066.8 30270 0.85 0.00704 0.01547 -4.1173 -0.0204 -266.15 -1.3174 0.0726 0.11642 OK

58 OX4 1 0.0254 -0.6908 0.07773 8.88715 26344.6 30073.6 0.85 0.00941 0.01882 1.55582 3.94637 82.6536 209.652 0.0067 0.00806 OK5 OXD 0.58 0.0156 -3.5263 0.0276 127.55 26520 30195 0.85 0.0011 0.0039 1.13974 5.64914 294.39 1459.2 0.047 0.0573 OK




3) KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC NÚT Kiểm tra nút theo API:

Kiểm tra chọc thủng cho nút đơn giản:

Vp = τ.f.sinα

Trong đó:

α: Góc hợp bởi ống chính và ống nhánh.

f : Ứng suất dọc trục, ứng suất uồn trong mặt phẳng và ngoài mặt phẳng trong ống nhánh (tính rieengcho từng trường hợp tải trọng đã điều chỉnh ảnh hưởng do lệch tâm).

τ = t/T với T là bề dày ống chính, t là bề dày ống nhánh.

Ứng suất chọc thủng cho phép:

Vpa = Qq. Qf. γ.6,0

ycF

Trong đó:

Fyc : Giới hạn chảy của vật liệu thanh chủ.

γ = TD2

( D là đường kính ngoài của ống chính )

Qq : Hệ số kể đến ảnh hưởng của loại tải trọng và cấu tạo hình học.

Qf : Hệ số kể đến sự xuất hiện ứng suất dọc trục danh nghĩa trong ống chính.

Qf = 1- λ.γA2 .

Trong đó:

λ = 0.03 đối với ứng suất dọc trục của ống nhánh.

λ = 0.045 đối với ứng suất uốn trong mặt phẳng ống nhánh.

λ = 0.021 đối với ứng suất uốn nằm ngoài mặt phẳng ống nhánh.

A =yc

OPBIPBAX

Ffff

.6.0

222++



OPBIPBAX f,f,f : Ứng suất dọc trục, ứng suất uốn trong mặt phẳng và uốn ngoài mặt phẳng ống chính.

Qf = 1.0 khi tất cả ứng suất thớ ngoài của ống chính là ứng suất kéo.

Giá trị cụ thể được tra trong bảng 4.3.1-1 trang 49 – API.

Để thanh không bị chọc thủng phải thỏa mãn đồng thời 2 bất phương trình sau:

122

≤

+

OPBpa

p

IPBpa

p

VV

VV

. (1).

1arcsin222

≤

+

+

OPBpa

p

IPBpa

p

AXpa

p

VV

VV

VV

π. (2).

Nếu kiểm tra không đảm bảo khả năng chống chọc thủng, cần có biện pháp gia cố các nút bị chọc thủng.

Nguyên tắc là phải kiểm tra tất cả các nút, nhưng trong phạm vi đồ án này, và do trình độ excel còn hạn chế, nhóm chưa làm được việc đó. Vậy ở đây chỉ kiểm tra 3 nút nguy hiểm nhất trên mặt panel P1, coi nút đơn giản có một thanh chủ và một thanh nhánh, ứng với nội lực gây ra do 2 tổ hợp 1, 2 đã nêu ở phần tải trọng.

Kết quả kiểm tra như sau :

Fycchính 44800 T/m2 T (s) T sóng (s) Ѡr ѠFycnhánh 44800 T/m2 3.08233 14.3 2.0374 0.4392

Kd 1.048



• Tổ hợp 1 : Tên Thanh Thanh Góc Gap Loại LKNút Chính Nhánh α(độ) g(m) Chữ D T D(in) d t d(in)52 270 286 59 0.1 K 1.8 0.05 1.7 0.813 0.0254 0.76273 179 201 37 0.1 K 2 0.05 1.9 0.91 0.0254 0.8596 707 52 48 0.1 K 2 0.05 1.9 1 0.0254 0.949

Đặc trưng tiết diện,m

N(AX) M(IPB) M(OPB) N(AX) M(IPB) M(OPB) Q22 Q33 Ntt(AX) Mtt(IPB) Mtt(OPB) Ntt(AX) Mtt(IPB) Mtt(OPB)77.1 -12.9 3.35 24.13 3.39 9.02 -1.86 -3.96 80.8 -13.49 3.5109 25.29 3.35792 9.03829

425.68 -9.2 16.48 29.34 7.85 -0.78 1.48 -0.99 446.1 -9.642 17.272 30.75 8.38222 -0.92123576.72 -86.8 6.96 30.48 14.77 -19.27 0.21 2.36 604.4 -90.97 7.2944 31.94 15.5015 -19.9484

Nội lực của ống chính T(m) Nội lực của ống nhánh, T(m) Nội lực tt của ống chính Nội lực tt của ống nhánh

Hệ số

f ax f IPB f OPB f ax f IPB f OPB Vp ax Vp IPB Vp OPB A293.95 -115 30.003 402.5 280 753.5 95.1 -37.3 9.705 0.0121456.49 -66.2 118.55 435.6 551.9 -60.66 471 21.6 -38.76 0.0541973.28 -624 50.069 410.8 838.8 -1079 638 244 -19.54 3292

f ống chính f ống nhánh Ư.S chọc thủng Vp

Qf ax Qf IPB Qf OPB Qb Qg Qg tt Qq AXQq IPBQq OPB Vpa ax Vpa IPB Vpa OPB ĐK 1 ĐK 2 N.x chung0.99992 0.9999 0.9999 1 1.6 1.6 1.54 5.2 2.854 2559901 9E+06 308403 1E-09 3.7E-05 OK0.99822 0.9973 0.9988 1 1.6 1.6 1.54 5.19 2.843 2294992 8E+06 245203 2.5E-08 0.00021 OK-7E+06 -1E+07 -5E+06 1 1.6 1.6 1.5 5.06 2.71 -1E+13 -8E+13 -1E+12 4.2E-22 4.4E-11 OK

Hệ số Qf Hệ số Hệ số Qq Điều kiện kiểm traƯ.S chọc thủng cho phép Vpa



• Tổ hợp 2 :

Tên Thanh Thanh Góc Gap Loại LKNút Chính Nhánh α(độ) g(m) Chữ D T D(in) d t d(in)52 270 286 59 0.1 K 1.8 0.05 1.7 0.8128 0.0254 0.76273 179 201 37 0.1 K 2 0.05 1.9 0.91 0.0254 0.85926 707 52 48 0.1 K 2 0.05 1.9 1 0.0254 0.9492

Đặc trưng tiết diện,m

N(AX) M(IPB) M(OPB) N(AX)M(IPB)M(OPB) Q22 Q33 Ntt(AX) Mtt(IPB) Mtt(OPB) Ntt(AX) Mtt(IPB) Mtt(OPB)-272 -12.55 16.96 26.4 9.3 6.99 3.59 -2.36 -285.1 -13.153 17.775 27.668 10.1649 7.07846

161.96 -11.29 4.2 -21 6.9 -5.38 0.94 -1.23 169.7 -11.832 4.4018 -21.621 7.31951 -5.76736236.87 -27.3 -6.52 25.4 0.7 -0.91 2.31 -0.02 248.2 -28.611 -6.8332 26.61 0.95476 -0.95613

Nội lực của ống chính T(m) Nội lực của ống nhánh, T(m) Nội lực tt của ống chính Nội lực tt của ống nhánh

Hệ sốf ax f IPB f OPB f ax f IPB f OPB Vp ax Vp IPB Vp OPB A

-1037 -112.4 151.9 440 847 590.1 -335 -36.4 49.13 0.03921554.154 -81.22 30.214 -306 482 -380 179 26.6 -9.877 0.02087810.463 -196.4 -46.9 342 52 -51.7 262 76.6 18.31 1375.42

f ống chính f ống nhánh Ư.S chọc thủng Vp

Qf ax Qf IPB Qf OPB Qb Qg Qg tt Qq AX Qq IPBQq OPB Vpa ax Vpa IPB Vpa OPB ĐK 1 ĐK 2 N.x chung0.99917 0.9988 0.9994 1 1.6 1.6 1.54 5.2 2.854 2557967 9E+06 308240 2.5E-08 0.00013 OK0.99974 0.9996 0.9998 1 1.6 1.6 1.54 5.19 2.843 2298476 8E+06 245464 1.6E-09 7.8E-05 OK-1E+06 -2E+06 -8E+05 1 1.6 1.6 1.5 5.06 2.71 -3E+12 -1E+13 -2E+11 1.2E-20 1E-10 OK

Hệ số Qf Hệ số Hệ số Qq Điều kiện kiểm traƯ.S chọc thủng cho phép Vpa



V) TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÓNG CỌC

1) CÁC CÔNG THỨC TÍNH SỨC CHỊU TẢI:

Kết cấu móng cọc được tính toán theo quy phạm API. Trong phần này chỉ tính cọc chịu tải trọng dọc trục.

Xét sơ đồ chịu tải của cọc trong đất như sau:



A cat deo memW=27.3%; LL=32.2; PL=17.6; LI=14.6;PI=0.66; GAMA=2.0 g/cm3; e=0.75;c=43 kN/m2; cu=60 kN/m2; Phi=14o

A cat deo chatW=22.6%; LL=31.7; PL=18.6; LI=13.1;PI=0.31; GAMA=2.03 g/cm3; e=0.65;c=51 kN/m2; cu=20 kN/m2; Phi=22o

Set nua cungW=24.4%; LL=41.9; PL=21.2; LI=20.7;PI=0.15; GAMA=2.01 g/cm3; e=0.72;c=67 kN/m2; cu=120 kN/m2; Phi=25o

4320

1900

020

000

LZo

Pmax = 724.6662 TPmax = 724.6662 T

COC KHONG BIT DAUCOC BIT DAU



Chiều dài thực tế làm việc của cọc trong đất được tính bằng phần chiều dài của cọc trừ đi phần Zo là phần chiều dài cọc không làm việc do kể đến:

+ Vùng đất mặt bị phá hoại do quá trình thi công hoặc do tác dụng của tải trọng ngang.

+ Hiện tượng xói mòn:

Ở đây Zo được lấy như sau:

+ Z0 min = Dcọc

+ Z0 max = 6.Dcọc=6.1,2=7,2 m

2). Khả năng chịu tải của cọc nén:

Sức chịu tải tổng thể của cọc chịu nén:

( ) ',min 21 WQQQQ PPfd −+=

Trong đó:

+ Qf: Sức kháng bên do lực ma sát gây ra, được xác định như sau:

∑=

=n

i

io

iof ufQ

1

.

Trong đó:

iof : ma sát đơn vị thành ngoài cọc

iou : Diện tích ngoài của cọc trong phân tố đất thứ i.

+ QP1: Sức kháng mũi tính với sơ đồ (1) – Giả thiết cọc bịt kín đầu.

PP AqQ .1 =

Trong đó:

Ap = Awp + Asp

Ap: Tổng diện tích tiết diện tại mũi cọc.

Awp: Diện tích mặt cắt tiết diện cọc.

Asp: Diện tích tiết diện lõi đất (đất trong cọc).



+ QP2: Sức kháng mũi tính với sơ đồ (2) – Cọc hở đáy.

.'.1

2 ∑=

+=n

i

ii

iiwppP ufAqQ

Trong đó :

iif : Ma sát đơn vị trong thành cọc.

iiu : Diện tích trong của cọc trong phân tố đất thứ i.

+W’: Trọng lượng của cọc chiếm chỗ đất.

( ) .1

' LAWn

iswwp ∆−= ∑

=

γγ

Trong đó :

γw : Trọng lượng riêng của ống.

γs : Trọng lượng riêng no nước của đất.

3). Khả năng chịu tải của cọc chịu kéo:

Sức chịu tải tổng thể của cọc chịu kéo:

''WQQ fd +=

Trong đó:

( )[ ] LAAWn

issswwp ∆+−= ∑

=1.'' γγγ

W’’: Trọng lượng cọc đã trừ đi đẩy nổi cộng với toàn bộ lõi đất trong cọc.

4). Xác định các đại lượng:

a). Lực ma sát đơn vị giữa thành cọc và nền đất:

+ Đối với đất dính:

f = α.

Trong đó:

uC



α: Hệ số không thứ nguyên.

uC : Cường độ kháng nén không thoát nước.

α được xác định theo công thức sau:

α = Ψ.2

1 (nếu ψ≤1.0)

α= 4.21Ψ

(nếu ψ>1.0)

Điều kiện khống chế α<1 (nếu α>1 thì lấy α=1)

Giá trị ψ được tính như sau:

ψ= 'v

uCσ

tính cho thời điểm đang xét.

'vσ =∑γs.Hi

Trong đó:

'vσ : Là áp lực đất hiệu quả tại vị trí tính toán.

γs: Trọng lượng riêng đẩy nổi của đất.

Hi: Chiều dày lớp đất thứ i.

Với đất dính thì ma sát đơn vị trong thành cọc và ngoài thành cọc bằng nhau (fi=fo).

+ Đối với đất rời:

f = K. 'vσ .tgδ

Trong đó :

K : Hệ số áp lực ngang của đất vào cọc, với cọc đóng không bịt đầu k = 0.8 ; với cọc đóng bịt đầu k =1.

'vσ : Áp lực hiệu quả tại điểm đang xét

δ: Góc ma sát giữa thành cọc và đất.



Có thể tính sơ bộ: δ = 05−ϕ ( :ϕ Là góc ma sát trong của đất ).

b). Lực kháng mũi đơn vị tại đầu cọc:

• Trường hợp cọc chịu nén:

+ Đối với đất dính:

q=9. uC

Trong đó: uC : Cường độ kháng nén không thoát nước.

+ Đối với đất rời:

q= 'vσ .Nq

Trong đó: Nq: Hệ số không thứ nguyên phụ thuộc δ.

• Trường hợp cọc chịu nhổ:

Cách tính tương tự như đối với cọc chịu nén nhưng không kể đến lực chống đầu cọc.

1) TÍNH TOÁN CỌC: • Giả sử cọc dài 65m. Dùng các công thức trên kiểm tra sức chịu tải của cọc. Kết quả như

sau:

Dc (m) tc (m) γc (T/m3) γn (t/m3) Z0 (m0 Asp (m2) Awp (m2) Ap (m2) γdn (T/m3)1.2 0.005 7.85 1.025 6 1.111639 0.0187615 1.1304 Lớp 1 1.025

Lớp 2 1.0809091Lớp 3 1.0607558



Lớp Lớp phân tố Zi (m) li (m) U0i (m2) Ui (m2) γi*hi (T/m2) P0 (T/m2) Ψ α q (T/m2) Qp1 (T) f0=fi Qp2(T) Qf (T) W' (T) W" (T) Qdn (T) Qdk (T)1 1 1 3.768 3.7366 1.025 1.025 5.854 0.3214 54 61.0416 1.9287 8.2199 7.267 0.1098 1.2675 15.37748 8.5348142 3 2 7.536 7.4732 2.05 3.075 1.951 0.4231 54 61.0416 2.53831 19.982 19.13 0.2195 2.535 38.89162 21.663663 5 2 7.536 7.4732 2.05 5.125 1.171 0.4807 54 61.0416 2.88408 22.566 21.73 0.2195 2.535 44.08131 24.269364 7 2 7.536 7.4732 2.05 7.175 0.836 0.5468 54 61.0416 3.28062 25.53 24.72 0.2195 2.535 50.03317 27.257745 9 2 7.536 7.4732 2.05 9.225 0.65 0.62 54 61.0416 3.71988 28.813 28.03 0.2195 2.535 56.62602 30.567966 11 2 7.536 7.4732 2.05 11.275 0.532 0.6854 54 61.0416 4.11248 31.747 30.99 0.2195 2.535 62.51866 33.526617 13 2 7.536 7.4732 2.05 13.325 0.45 0.7451 54 61.0416 4.47074 34.424 33.69 0.2195 2.535 67.89582 36.226448 15 2 7.536 7.4732 2.05 15.375 0.39 0.8004 54 61.0416 4.80234 36.902 36.19 0.2195 2.535 72.87294 38.725419 17 2 7.536 7.4732 2.05 17.425 0.344 0.8521 54 61.0416 5.11248 39.22 38.53 0.2195 2.535 77.52792 41.06264

10 19 2 7.536 7.4732 2.05 19.475 0.308 0.9008 54 61.0416 5.40486 41.405 40.73 0.2195 2.535 81.91622 43.2659711 20 1 3.768 3.7366 1.08090909 20.55591 0.097 1.603 18 20.3472 3.20592 12.317 12.08 0.1092 1.3296 24.2877 13.4095512 21 2 7.536 7.4732 2.16181818 22.71773 0.088 1.6851 18 20.3472 3.37029 25.525 25.4 0.2184 2.6593 45.52733 28.0577713 23 2 7.536 7.4732 2.16181818 24.87955 0.08 1.7635 18 20.3472 3.52701 26.696 26.58 0.2184 2.6593 46.70833 29.2387714 25 2 7.536 7.4732 2.16181818 27.04136 0.074 1.8385 18 20.3472 3.67705 27.817 27.71 0.2184 2.6593 47.83905 30.3694915 27 2 7.536 7.4732 2.16181818 29.20318 0.068 1.9106 18 20.3472 3.8212 28.894 28.8 0.2184 2.6593 48.9254 31.4558416 29 2 7.536 7.4732 2.16181818 31.365 0.064 1.9801 18 20.3472 3.96011 29.932 29.84 0.2184 2.6593 49.97223 32.5026717 31 2 7.536 7.4732 2.16181818 33.52682 0.06 2.0472 18 20.3472 4.09431 30.935 30.85 0.2184 2.6593 50.98357 33.5140118 33 2 7.536 7.4732 2.16181818 35.68864 0.056 2.1121 18 20.3472 4.22425 31.906 31.83 0.2184 2.6593 51.96279 34.4932319 35 2 7.536 7.4732 2.16181818 37.85045 0.053 2.1752 18 20.3472 4.35031 32.848 32.78 0.2184 2.6593 52.91278 35.4432220 37 2 7.536 7.4732 2.16181818 40.01227 0.05 2.2364 18 20.3472 4.47282 33.764 33.71 0.2184 2.6593 53.836 36.3664421 39 2 7.536 7.4732 2.16181818 42.17409 0.047 2.296 18 20.3472 4.59206 34.655 34.61 0.2184 2.6593 54.73461 37.2650422 41 2 7.536 7.4732 2.12151163 44.2956 0.271 0.9606 108 122.083 11.5277 88.175 86.87 0.2191 2.6144 174.828 89.4868523 43 2 7.536 7.4732 2.12151163 46.41711 0.259 0.9834 108 122.083 11.8005 90.214 88.93 0.2191 2.6144 178.9229 91.5428724 45 2 7.536 7.4732 2.12151163 48.53863 0.247 1.0056 108 122.083 12.0671 92.206 90.94 0.2191 2.6144 182.9252 93.5524225 47 2 7.536 7.4732 2.12151163 50.66014 0.237 1.0273 108 122.083 12.328 94.156 92.9 0.2191 2.6144 186.841 95.5185126 49 2 7.536 7.4732 2.12151163 52.78165 0.227 1.0486 108 122.083 12.5835 96.065 94.83 0.2191 2.6144 190.6757 97.4438527 51 2 7.536 7.4732 2.12151163 54.90316 0.219 1.0695 108 122.083 12.8339 97.937 96.72 0.2191 2.6144 194.434 99.33086

Tổng 2204.058 1214.0921469.372 809.3947

1

2

3



Theo API, lấy hệ sô an toàn SF=1.5, thấy cọc thỏa mãn khả năng chịu nén và kéo.

Vậy ta chọn phương án cọc như sau : Cọc váy, D=1200mm, đóng sâu L=51 m,

sức chịu nén Qn = 1469.2 T >Qnmax = 521.449 T ;

sức chịu kéo Qk = 809.3947 T > Qkmax = 724.6662 T.

VI) PHẦN PHỤ LỤC :

đồ án cố định 4 ống chính , đóng cọc váy

Documents

din tch ca

trng tit din

trng lng ring

q22 q33 ntt

ti trng gi

di 2t

tnh ti trng

ti trng tnh