download

Design of jacket - 2008

1/12a

PhiÕu çc kÕt qña chÝnh ®∙ hoμn thμnh

Tªn ®å ¸n: §å ¸n C«ng tr×nh BiÓn cè ®Þnh 1 Hä vµ tªn sinh viªn : M· sè ®Ò :

Çc kÕt qña tÝnh to¸n

STT M« t¶ Gi¸ trÞ NhËn xÐt cña GV

chÊm ®å ¸n 1 ChiÒu cao c«ng tr×nh HCT (m) 2 ChiÒu cao khèi ch©n ®Õ HC§ (m) 3 TiÕt diÖn èng chÝnh Dxt (cmxcm) 4 TiÕt diÖn cäc Dxt (cmxcm) 5 Träng l−îng c«ng tr×nh (kN) 6 Tæng khèi l−îng b¶n th©n c«ng tr×nh (t) 7 Tæng khèi l−îng n−íc kÌm (t) 8 Tæng khèi l−îng hµ b¸m 9 Chu kú dao ®éng riªng (s) 10 HÖ sè k®

11 Thêi ®iÓm tæng t¶i träng sãng ph−¬ng ngang ®¹t gi¸ trÞ lín nhÊt theo h−íng sãng thø nhÊt, t = t1max (s)

12 Gi¸ trÞ tæng t¶i träng sãng ph−¬ng X øng víi thêi ®iÓm t = t1max (kN)

13 Gi¸ trÞ tæng t¶i träng sãng ph−¬ng Y øng víi thêi ®iÓm t = t1max (kN)

14 Tæng t¶i träng giã ph−¬ng X øng víi h−íng sãng thø nhÊt

15 Tæng t¶i träng giã ph−¬ng Y øng víi h−íng sãng thø nhÊt

16 Thêi ®iÓm tæng t¶i träng sãng ph−¬ng ngang ®¹t gi¸ trÞ lín nhÊt theo h−íng sãng thø 2, t = t2max (s)

17 Gi¸ trÞ tæng t¶i träng sãng ph−¬ng X øng víi thêi ®iÓm t = t2max (kN)

18 Gi¸ trÞ tæng t¶i träng sãng ph−¬ng Y øng víi thêi ®iÓm t = t2max (kN)

19 ChuyÓn vÞ ngang lín nhÊt (cm) øng víi thêi ®iÓm t = t1max (s)

20 ChiÒu s©u ®ãng cäc (m) 21 Kh¶ n¨ng chÞu nhæ cña cäc (kN) 22 Kh¶ n¨ng chÞu nÐn cña cäc (kN) 23 ThuyÕt minh ®¸p øng ®−îc yªu cÇu 24 B¶n vÏ ®¸p øng ®−îc yªu cÇu

* Dßng sè thø tù 23, 24 kh«ng ghi, gi¸o viªn chÊm ®å ¸n cã nhËn xÐt


2/12a

PHẠM VI CỦA ĐỒ ÁN

THUẬT NGỮ: OFFSHORE STRUCTRE = SUPPORT STRUCTURE + SUPERSTRUCTURE

(KẾT CẤU ĐỠ) (KẾT CẤU THƯỢNG TẦNG)

THỰC TẾ: Để có sản phẩm thiết kế hoàn chỉnh người kỹ sư phải thực hiện các công việc:

ANALYSIS + DESIGN

(tính toán) + (thiết kế)

TRONG ĐÓ: ANALYSIS = TÍNH TOÁN BỀN, MỎI….

Trong đồ án này chỉ thực hiện tính toán bền

DESIGN; GẮN VỚI QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ, QUY PHẠM, …VÀ NHIỀU VẤN ĐỀ KHÁC

NHƯ VẬY CÓ THỂ HIỂU: Trong thực tế nhiệm vụ thiết kế gồm nhiều nội dung.

Trong đồ án này chúng ta chỉ thực hiện một phần nội dung đó.

CÁC GIAI ĐOẠN CHÍNH C ỦA MỘT DỰ ÁN BAO GỒM: PFS (Pre – feasible study) – FS – FEED (Front – End Engineering Design) – Detail Design.

Trong đồ án này chúng ta chỉ làm một phần công việc của FEED và Detail Design


3/12a

• GIẢI THÍCH CÁC BẢNG SỐ LIỆU PHỤC VỤ TÍNH TOÁN

1 SỐ LI ỆU GIÓ

BẢNG 6 CUNG CẤP GIÁ TRỊ VẬN TỐC GIÓ TRUNG BÌNH ĐO ĐƯỢC TRONG 1’, 2’, 3” ỨNG VỚI CÁC CHU KỲ LẶP 1 NĂM, 100 NĂM.

TUỲ TỪNG QUY PHẠM, TUỲ TỪNG TRƯỜNG HỢP CỤ THỂ MÀ CHÚNG TA SỬ DỤNG GIÁ TRỊ NÀO

Trong đồ án này, ta sử dụng vận tốc gió trung bình đo trong 1h với chu kỳ lặp 100 năm

2. SỐ LI ỆU SÓNG

TRONG THỰC TẾ TUỲ TỪNG TRƯỜNG HỢP CỤ THỂ NGƯỜI TA SỬ DỤNG CÁC CHIỀU CAO SÓNG KHÁC NHAU (Hmax, Hs, Hn%).

Trong đồ án, ta chỉ sử dụng Hmax

3. SỐ LI ỆU HÀ BÁM

SỬ DỤNG CHIỀU DÀY HÀ BÁM BẰNG BAO NHIÊU ĐỂ TÍNH TOÁN KẾT CẤU? MỖI QUY PHẠM CÓ MỘT QUY ĐỊNH KHÁC NHAU.

CẦN LƯU Ý GIÁ TRỊ CHIỀU DÀY HÀ BÁM ĐO ĐƯỢC KHÔNG NHẤT THIẾT LÀ SỐ LIỆU SỦ DỤNG CHO TÍNH TOÁN. GIÁ TRỊ ĐƯỢC

LẤY PHỤ THUỘC VÀO QUY ĐỊNH CỤ THỂ CỦA TỪNG QUY PHẠM, MANG TÍNH ĐỊA PHƯƠNG.

* XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG SÓNG

TRONG THỰC TẾ TÍNH TOÁN, NGƯỜI TA CHIA NHỎ CHU KỲ SÓNG T THÀNH n BƯỚC, XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG SÓNG TẠI TỪNG

THỜI ĐIỂM ti = i x T/n. CHỌN THỜI ĐIỂM TÍNH TOÁN LÀ THỜI ĐIỂM CÓ TỔNG TẢI TRỌNG SÓNG THEO PHƯƠNG NGANG LỚN

NHẤT.

TRONG TÍNH TOÁN THỰC HÀNH LẤY n=20


4/12a

• QUY ƯỚC GÓC GIỮA SÓNG VÀ DÒNG CHẢY QUY ƯỚC GÓC GIỮA SÓNG VÀ DÒNG CHẢY TUỲ THUỘC VÀO BÁO CÁO.

Trong đồ án này, số liệu môi trường được lấy theo báo cáo của Liên doanh VIETSOVPETRO, quy ước góc giữa sóng và dòng chảy như sau:

GÓC 0: HƯỚNG BẮC (N)

CHIỀU ‘+’: CÙNG CHIỀU KIM ĐỒNG HỒ

VÍ DỤ: TRONG BẢNG SỐ LIỆU DÒNG CHẢY, HƯỚNG CỦA DÒNG CHẢY MẶT ỨNG VỚI HƯỚNG SÓNG NE LÀ GÓC 2420, VÀ ĐƯỢC

BIỂU DIỄN NHƯ SAU:

N

S

W E

Wave NE

45

2420

0

Current

* HƯỚNG DẪN LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ MÔI TRƯỜNG PHỤC VỤ TÍNH TOÁN TRONG THỰC TẾ PHẢI TÍNH TOÁN , KIỂM TRA VƠÍ TẤT CẢ CÁC HUỚNG.


5/12a

Trong đồ án này yêu cầu tính toán với hai hướng sóng như sau:

HƯỚNG 1: LÀ HƯỚNG CÓ CHIỀU CAO SÓNG LỚN NHẤT

- HƯỚNG 2: SINH VIÊN TỰ LỰA CHỌN VÀ SO SÁNH KẾT QỦA TÍNH TOÁN KIỂM TRA VỚI HƯỚNG 1 THEO YÊU CẦU

CỦA MỤC III.3. TRONG ĐỀ BÀI

• LỰA CHỌN HƯỚNG ĐẶT CÔNG TRÌNH TRONG THỰC TẾ HƯỚNG ĐẶT CÔNG TRÌNH PHỤ THUỘC VÀO NHIỀU YẾU TỐ NHƯ: YÊU CẦU CÔNG NGHỆ, HỢP LÝ VỀ CHỊU LỰC.

Trong đồ án này hướng đặt công trình như sau:

X

y

H−íng cã chiÒu cao sãng lín nhÊt


6/12a

• MÔ TẢ SƠ ĐỒ TỔNG THỂ (Hướng dẫn xác định cao trình D1 trong trường hợp dùng khung sàn chịu lực)

S¥ §å X¸C §ÞNH CHIÒU CAO C¤NG TR×NH

1

2

Hct

Th−î

ng tÇ

ngH

sfH

cd

B

B1

I

nB

tB

Bd

1H

HI

.

.n

HZ d

1W.P

Z

Cäc

èng chÝnh

Thanh ngangDiafragm D1

cña khung sμn chÞu lùcThanh ®øng

2

èng chÝnh

Cäc

Z'd

Thanh xiªntrong panel

2


7/12a

• XÁC ĐỊNH CÁC MỰC NƯỚC TÍNH TOÁN + Mực nước triều cao: MNTC = d0 + d1 + Mực nước cao nhất: MNCN = d0 + d1 + d2 + Mực nước trung bình: MNTB = d0 + d1/2 Trong đồ án này sử dụng mực nước tính toán là mực nước cao nhất.

• XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CỦA KHỐI CHÂN ĐẾ + Chiều cao công trình: Khoảng cách từ mặt đáy biển đến sàn không cho phép ngập nước, trong đồ án không cho phép sàn công tác ngập nước. Do vậy chiều cao công trình là khoảng cách từ mặt đáy biển đến sàn công tác: HCT = MNCN + ηH + Δ Trong đó: η: Hệ số phụ thuộc lý thuyết sóng, trong đồ án lấy η = 0.7 Δ: Độ tĩnh không, Δ >= 1.5m + Xác định cao trình Diafragm D1 (difragm trên cùng) - Trường hợp dùng khung sàn chịu lực HD1 = MNTC +Z1 Z1: Khoảng cách đảm bảo để thi công lắp đặt khung sàn chịu lực; trong đồ án Z 1 = 2m + Xác định chiều cao chân đế (khoảng cách từ mặt đáy biển đến điểm W.P (working point) HCĐ = HD1 + Z2 Z2: Khoảng cách sao cho đảm bảo gia công nút liên kết khung sàn chịu lực vào khối chân đế, trong đồ án Z 2 = 2m + Xác định chiều cao khung sàn chịu lực HSF = HCT - HCĐ Như vậy có thể thấy Z1, Z2 phụ thuộc vào điều kiện thi công (mực nước thi công, quá trình thi công nút (yêu cầu về hàn…)


8/12a

+ Xác định bề rộng đáy trên, bề rộng đáy dưới của khối chân đế Bt: Kích thước đỉnh, đã được cho trong đề bài BD: Sau khi chọn độ dốc ống chính ϕ (1/8 – 1/12) ta xác định được BD theo quan hệ hình học: BD = f(BT, ϕ ,HCĐ) Trong đó ϕ là độ dốc ống chính + Xác định cao độ giao điểm giữa ống chính và thanh xiên dưới cùng của khối chân đế (chi tiết 2) Zd >= (25cm, D/4); Zd là khoảng cách đảm bảo thi công nút D: Đường kính ống chính + Bố trí các diafragm

- Nguyên lý: Bố trí các diafragm sao cho góc giữa ống chính và ống nhánh α = 300 - 600 + Xác định sơ đồ các thanh trong panel và Diafragm

- Tự lựa chọn dựa trên các kiến thức về kết cấu thép và kiến thức môn học CTBCĐ1 - Một số dạng tham khảo trang sau

+ Lựa chọn tiết diện các thanh - Tiết diện các thanh được lựa chọn dựa trên điều kiện độ mảnh cho phép. Độ mảnh cho phép phụ thuộc vào điều kiện làm việc của thanh (thanh chịu nén hay chịu kéo). Dựa trên điều kiện độ mảnh cho phép, lựa chọn sơ bộ tiết diện của thanh. Từ kết qủa tính toán, lựa chọn lại tiết diện để phù hợp với đặc điểm của tải trọng tác dụng. Theo sổ tay “ Applied Offshore Structural Engineering” của Teng H.Hsu, khi thiết kế sơ bộ các kết cấu chân đế trong điều kiện biển ở khu vực Đông Nam Á, có thể chọn giá trị độ mảnh (Kl/r) = 110 làm căn cứ để lựa chọn sơ bộ tiết diện.; + Lựa chọn hình thức khung sàn chịu lực - Tự lựa chọn dựa trên các kiến thức về kết cấu thép và kiến thức môn học CTBCĐ1 - Một số dạng tham khảo trang sau


9/12a

d¹ng chÐo (xiªn) d¹ng tam gi¸c

mét sè h×nh thøc kÕt cÊu panel

d¹ng ch÷ thËp d¹ng kÕt hîp


10/12a

mét sè h×nh thøc diafragm

bè trÝ çc thanh trong diafragm phô thuéc s¬ ®å c«ng nghÖ

( sè l−îng, vÞ trÝ giÕng)

mét sè h×nh thøc khung sμn chÞu lùc

a). ChiÒu cao khung kh«ng lín b). ChiÒu cao khung lín


11/12a

• XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG TIẾT DIỆN ỐNG CHÍNH - CỌC CÓ BƠM TRÁM

Nguyên lý: Giữa cọc và ống chính được bơm trám xi măng. Khi chất lượng vữa xi măng đảm bảo sự làm việc chung của hệ (cọc - ống chính -vữa bơm trám). Có thể thay hệ bằng thanh tương đương có tiết diện vành khuyên

- Giả sử Eeq, Aeq, Jeq: Modun đàn hồi, diện tích, mô men quán tính của tiết diện thanh tương đương - Giả sử E1, A1, J1: Modun đàn hồi, diện tích, mô men quán tính của tiết diện ống chính - Giả sử E2, A2, J2: Modun đàn hồi, diện tích, mô men quán tính của tiết diện cọc

Xác định các đặc trưng của tiết diện thanh tương đương từ hệ phương trình: Eeq = E1 (coi thanh tương đương có modun đàn hồi bằng modun đàn hồi của vật liệu làm ống chính)

i

2

1ieqeq AEAE ∑=

i

2

1ieqeq JEJE ∑=

Khi sử dụng các chương trình tính chuyên dụng (có modun tính toán tải trọng sóng), nếu sử dụng cách xác định trên thì tất yếu đường kính ngoài của thanh tương đương khác đường kính ngoài của ống chính. Điều này gây khó khăn khi sử dụng chương trình để tính toán tải trọng sóng. Trong trường hợp này có thể sử dụng cách xác định đặc trưng thanh tương đương như sau:

oeq DD = (Deq là đường kính của thanh tương đương)

Aeq = A1 + A2; Jeq = J1 + J2


12/12a

• XÁC ĐỊNH CHIỀU SÂU NGÀM GIẢ ĐỊNH Quan niÖm kÕt cÊu ch©n ®Õ ngµm víi nÒn ®Êt t¹i ®é s©u çch mÆt ®¸y biÓn kho¶ng Δ0 (Δ0 gäi lµ chiÒu s©u ngµm gi¶ ®Þnh). HiÖn nay cã hai çch x¸c ®Þnh Δ0 ®−îc sö dông phæ biÕn: Çch x¸c ®Þnh theo tµi liÖu cña ph−¬ng T©y vµ çch x¸c ®Þnh theo quy

ph¹m Liªn X« cò. a) X¸c ®Þnh Δ0 theo tµi liÖu cña ph−¬ng T©y

Δ0 = (3,5 - 4,5)D – tr−êng hîp ®Êt sÐt Δ0 = (7 - 8,5)D – tr−êng hîp ®Êt phï sa Δ0 = 6D – Khi ch−a x¸c ®Þnh cô thÓ ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt t¹i n¬i x©y dùng

Trong ®ã: D lµ ®−êng kÝnh cña cäc

b) X¸c ®Þnh Δ0 theo quy ph¹m Liªn X« cò

Δ0 = 2/αl

5 pl JE

BK×

×=α

Trong ®ã:

K: HÖ sè tØ lÖ phô thuéc vµo tõng lo¹i nÒn; X¸c ®Þnh theo b¶ng G.1, TCVN tËp III

Bp: §−êng kÝnh quy −íc cña cäc, (m); ®−îc x¸c ®Þnh nh− sau: Khi D ≥ 0,8m: Bp = D + 1; Khi D < 0,8m: Bp = 1,5D + 0,5 E, M« ®un ®µn håi cña vËt liÖu cäc; J: M« men qu¸n tÝnh tiÕt diÖn ngang cña cäc;

Trong đồ án này sử d ụng cách xác định theo tài liệu của phương Tây


13/12a

• S Ơ ĐỒ KH ỐI LƯỢNG

1. Khối lượng bản thân kết cấu: Chương trình tự động tính toán 2. Khối lượng thượng tầng: Quy về các nút, giao giữa thanh đứng của khung sàn chịu lực và sàn công tác 3. Khối lượng nước kèm: Mô tả bằng chương trình hoặc quy về nút Hệ số nước kèm Cam = Cm – 1; Trong đó: Cm là hệ số cản quán tính xác định theo tiêu chuẩn Trong đồ án này: Với thanh có bề mặt nhẵn: Cm = 1.6 Với thanh có bề mặt nhám: Cm = 1.2 4. Khối lượng vữa bơm trám: Mô tả bằng chương trình hoặc quy về nút 5. Khối lượng nước trong ống: Mô tả bằng chương trình hoặc quy về nút * Mô tả bằng chương trình: Giới thiệu sơ bộ cách tính như sau: phần tử i-j, loại vật liệu 1, có khối lượng riêng m, trọng lượng riêng g, đường kính D, dày t, diện tích A -> Khối lượng nước kèm /1m dài ống: 4/DCm 2

am1 π××ρ= Nếu kể cả khối lượng nước kèm vào khối lượng riêng thì loại vật liệu 1 sẽ có khối lượng riêng mới: m’ = m + m1/A (các đặc trưng khác không thay đổi) Nhận xét về hai cách tính toán:

- Cách quy về nút: Số lượng phép tính nhiều, nhưng có ưu điểm là thực hiện đơn giản - Cách mô tả bằng chương trình: Số lượng phép tính ít hơn, nhưng khá phức tạp, phù hợp cho người thành thạo

chương trình • Sinh viên tự chọn một trong hai cách trên • Mực nước sử dụng khi tính toán dao động riêng: Mực nước tính toán

Documents

download