ĐỒ án thiết kế khối chân đế công trình biển trọng lực trong giai đoạn khai thác

Một trong những u điểm nổi bật của công trình biển trọng lực là toàn bộhoặc phần lớn kết cấu công trình đợc chế tạo ở ven bờ, sau đó lai dắt công trình ra vị trí xây dựng đánh chìm, giảm

ĐỒ ÁN

Thiết kế khối chân đế công trình biển trọng lực trong giai

đoạn khai thác.

I. GIỚI THIỆU ĐẶC ĐIỂM CễNG TRèNH

Cụng trỡnh biển trọng lực là loại cụng trỡnh làm việc theo nguyờn lý múng nụng, đứng ổn định trờn mặt đỏy biển nhờ trọng lượng bản thõn và trọng lượng cụng nghệ

Một trong những u điểm nổi bật của công trình biển trọng lực là toàn bộ(hoặc phần lớn) kết cấu công trình đợc chế tạo ở ven bờ, sau đó lai dắt công trình ra

vị trí xây dựng đánh chìm, giảm thiểu thời gian thi công ngoài khơi do vậy tránh

đ-ợc những rủi ro khi thi công dài ngày ở ngoài khơi

Để tận dụng đợc u điểm trên đây, các công trình phải đợc thiết kế sao cho tựnổi ổn định trong quá trình lai dắt từ vị trí thi công ven bờ đến nơi xây dựng côngtrình Để tăng ổn định cho công trình, thờng cấu tạo phần đế lớn để hạ thấp trọngtâm công trình Trọng tâm càng thấp thì công trình càng ổn định

Ngoài ra, bờ tụng cũn là vật liệu rẻ tiền hơn thộp, cú thể sử dụng nguồn nhõncụng địa phương Khả năng chống ăn mũn xõm thực của mụi trường mạnh nhưnước biển tốt Quỏ trỡnh duy tu bảo dưỡng ớt hơn so với cụng trỡnh biển cố địnhbằng thộp Cú thể sử dụng cỏc khoảng khụng gian ngầm trong cụng trỡnh như cỏcsilo

Cỏc nhước điểm mà cụng trỡnh biển trọng lực là : - Kớch thước trọng lượnglớn dẫn đến tớnh linh hoạt kộm Đũi hỏi thi cụng trờn bờ phải cú ụ khụ, cảng nướcsõu

1. Số liệu thủy triều và nước dõng tại vị trớ xõy dựng cụng trỡnh.

Hệ số điều chỉnh chiều cao súng 0.4Biờn động triều lớn nhất d1 (m) 1.5Nước dõng tương ứng với bóo thiết kế d2 ( m ) 1

2. Độ sõu nước tại vị trớ xõy dựng cụng trỡnh.

Vận tốc gió trung bình đo trong 3 giây với chu kỳ lặp 100 năm đo ở dộ cao 10m

so với mực nước chuẩn

1 Lớp đất số 2 Lớp đất số 3

1 Mô tả lớp đất Sét pha,

trạng tháicứng

Sét màu xám vàng, trạng thái cứng

Sét pha,trạng tháidẻo cứng

2 Độ sâu đáy lớp đất (tính từ đáy

III ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH.

1 Độ sâu nước và nước dâng.

Độ sâu nước tại vị trí xây dựng công trình: do = 21m

- Nước dâng do triều lớn nhất : d1 = 1.5m

- Nước dâng tương ứng với bão thiết kế : d2 = 1m

-15% tổng tải trọng tỏc dụng lờn cụng trỡnh Chớnh vỡ những lý do này mà việc lựa chọn hướng đặt cụng trỡnh biển bờ tụng trọng lực như thế nào cũng khụng quỏ quan trọng miễn sao cho việc thi cụng thượng tầng càng dễ dàng càng tốt.

3 Mụ tả kiến trỳc cụng trỡnh.

Kiến trúc công trình gồm 5 phần chính: Thợng tầng; Kết cấu đỡ thượng tầng ; Trụ đỡ; Đế móng; Chân khay

Thợng tầng bao gồm :

- Khối nhà ở: Gồm nhà ở cho 12 ngời, chứa các thiết bị đo khí tợng hải văn Dạng nhà hình bát giác, trên mái là vờn khí tợng có đặt các dụng cụ đo

- Sàn chịu lực: Đỡ kết cấu nhà và trong lòng làm bể nớc ăn 50m3

- Sàn công tác: Đỡ nhà vệ sinh, kho chứa, giá và xuồng, bể chứa dầu, cầu thang di dộng

Trụ đỡ bao gồm:

- Trụ làm bằng BTCT hoặc BTCTƯST tiết diện vành khuyên

- Dầm đỡ thỡng tầng

Đế móng bao gồm:

- Đế móng là khối BTCT hoặc BTCTƯST rỗng với mặt bằng tròn hay vuông

- Hệ thống chân khay chạy vòng quanh đế móng

- Phía trong đế móng có các hệ dầm sờn BTCT hoặc vách cùng với bản đáy, bản nắp, bản thành chia thành các khoang rỗng

( Với đồ án này, công trình coi nh không có thiết bị cặp tầu.)

4 Trọng lượng phần thượng tầng và cỏc thiết bị.

- Khối nhà ở = 70T, hoạt tải = 2T, dự trữ lơng thực thực phẩm = 8T, nớc ngọt =

50T

- Sµn c«ng t¸c: nhµ vÖ sinh = 0,75T, kho = 1,45T, bÓ chøa dÇu = 2,5T, träng lîng b¶n th©n sµn c«ng t¸c = 11T.

5 Đặc trưng cơ học của vật liệu.

- Víi cÊu kiÖn BTCT thêng: BT m¸c # ≥ 400

- Víi cÊu kiÖn BTCT¦ST: BT m¸c # ≥ 500

IV. PHƯƠNG ÁN THI CÔNG DỰ KIẾN.

1. Bước 1: chế tạo trên bờ trong ụ khô.

Toàn bộ phần đế móng BTCT và một phần của trụ BTCT được chế tạo trong ụ khô Sau khi chế tạo xong, tháo nước vào ụ để phần KCĐ đã chế tạo này tự nổi được và kéo ra khu nước gần bờ để thi công tiếp bước hai

2 Bước 2: Ghép phao phụ vào công trình (gần bờ).

Tại vị trí gần bờ, tiến hành gắn các phao phụ bằng thép vào Khối chân đế đã chế tạo từ bước 1 để tăng tính nổi và ổn định của hệ Khối chân đế - phao phụ

3. Bước 3: Chế tạo và lắp dựng hoàn chỉnh (ở gần bờ).

Tiếp tục chế tạo nốt phần trụ BTCT còn lại, đồng thời lắp khối thượng tầng vào khối chân đế Hệ khối chân đế và phao phụ phải đảm bảo tính nổi và tính

ổn định cho toàn bộ hệ thống công trình sau khi đã chế tạo và lắp dựng ở bước 3 này

4. Bước 4: Lai dắt ra vị trí xây dựng ngoài khơi.

Dùng các tàu kéo, lai dắt hệ khối chân đế - phao phụ - thượng tầng ra ngoài khơi ( nơi vị trí sẽ cố định công trình).

5. Bước 5: San dọn nền và bơm nước đánh chìm công trình.

Tại vị trí cố định công trình, tiến hành công tác san dọn nền đất, sau đó bơm nước vào khối chân đế để công trình từ từ hạ xuống chú ý phao phụ lúc này vẫn nổi trên mặt nước và có tác dụng định vị công trình, dẫn hướng cho công trình từ từ hạ xuống đáy biển

6. Bước 6: Hoàn chỉnh các hạng mục khác.

Sau khi công trình hạ xuống, tiến hành các công tác khác nhau như : bơm phụt vữa bê tông vào khe giữa đáy móng và nền đất, dằn vật liệu vào khối chân đế (nếu cần), tháo dỡ phao phụ ra khỏi công trình, hoàn tất các việc phụ khác

V. GIẢI PHÁP KẾT CẤU.

1. Giải pháp kết cấu dầm đỡ thượng tầng.

- Kết cấu đỡ thượng tầng có dạng sàn phẳng được cấu tạo bằng thép hình, thép

3

1 2

Với kết cấu thượng tầng như đầu bài cho thì chỉ có một trụ đỡ.

- Trụ đỡ có tiết diện hình vành khuyên Đối với tác dụng của môi trườngbiển thì đây là tiết diện có lợi nhất về khả năng chịu lực, tác dụng của tải trọng lênmọi phía của kết cấu là như nhau Mặt khác ta có lợi dụng khoảng rỗng ở bên trongcủa trụ đỡ để đặt các thiết bị khoan, ống khoan, làm cầu thang lên xuống và phục

vụ các hoạt động công nghệ khác

- Trong trụ đỡ có các bản vách cách nhau một khoảng h(m), tạo độ cứng và

ổn định cho vách

- Kích thước mặt cắt ngang và chiều dày của trụ đỡ có thể thay đổi

- Việc thay đổi tiết diện kéo theo sự phức tạp trong thi công Mà độ sâu nướctại vị trí đặt công trình là 21 m, không quá lớn Do vậy ta chọn tiết diện trụ khôngđổi trên suốt chiều dài

3 Giải pháp kết cấu móng.

Việc chọn kích thước đế móng phụ thuộc phần lớn vào phương pháp thi công

và các điều kiện về ổn định về khả năng tự nổi, điều kiện bền và biến dạng củamóng Đế móng hình tròn, có thể là hình vuông, chữ nhật, đế hình vòm hoặc đế cóthể là tập hợp của các xi lô

1. Xây dựng phương án kiến trúc.

1.1.Xác định chiều cao KCĐ.

Chiều cao KCĐ được xác định theo công thức:

d2: biên độ nước dâng do bão

µ: hệ số điều chỉnh chiều cao sóng

η: hệ số (0.5-0.7) phụ thuộc lý thuyết sóng tính toán

Trong đó : V1 : vận tốc mặt lớn nhất ứng với hướng sóng chủ đạo NE

Tra bảng ta được : Tapp/T = 1.1 => Tapp = 15.158 (s)

Tra bảng với :

Thuộc Lý thuyết sóng Stokes bậc 5

Khi đó : η = 0.7

Hcđ = 21+1.5+1+0.4x0.7x16.4+1.5 = 30.388 (m)

Chọn chiều cao KCĐ là Hcđ = 30.5 (m)

* Sơ bộ lựa chọn các kích thớc của các bộ phận trong đế móng dựa vào tài liệu bê

- Bờn trong trụ cú cỏc bản vỏch cứng, sơ bộ chọn chiều dày bản vỏch

là 0.4m > 0.25m, do cỏc vỏch này ở bờn trong trụ đỡ, khụng tiếp xỳc với mụitrường xõm thực nờn lớp bảo vệ nhỏ hơn lớp bảo vệ thành trụ đỡ Khoảng cỏch

giữa các bản vách đối với từng phương án được chọn sơ bộ và được thể hiện trênhình vẽ (trong phần sau), và nằm trong khoảng từ 5÷7m.

+ Kết cấu đỡ thượng tầng:

- Kết cấu đỡ thượng tầng gồm 4 dầm giao nhau Sơ bộ chọn chiều dàicủa dầm là 12m, do chiều rộng thượng tầng rộng 12m Vì đường kính của trụ là6m nên phần thừa của dầm được coi là công xôn có chiều dài là 3m, từ đó sơ bộchọn kích thước dầm là 0.5x1m, do chiều cao dầm bằng 1/3 chiều dài đoạn côngxôn, chiều cao dầm sẽ được giảm dần, đến mép ngoài ta chọn chiều cao dầm là0.6m > 0.15m, sao cho độ dốc từ 1/6 ÷ 1/3 Mục đích giảm là do mômen giảm

- Các kích thước của dầm đỡ thượng tầng thể hiện trên hình vẽ sau:

2

1 3

6000 12000

Kích thước đế móng thỏa mãn các điều kiện:

- Điều kiện về thi công (đó là khả năng tự nổi cùa công trình tronggiai đoạn đầu khi thi công xong đốt trụ đầu tiên)

T < H

- Điều kiện về ổn định.

ho > 0

Trong đó:

T: là mớn nước của công trình

Hđế : Chiều cao của đế

ho : chiều cao ổn định ban đầu của công trình

Trong các loại hình dạng của đế móng thì kết cấu đế móng dạng hìnhtròn là tối ưu Bởi vì: kết cấu hình tròn chịu lực từ mọi phía là như nhau Đế móngchịu áp lực thủy tĩnh từ mọi phía, để tránh cho các bản thành bị chịu uốn ta sửdụng kết cấu hình tròn

Sơ bộ lựa chọn cấu tạo đế móng như sau:

- Đường kính đế móng: 20m < do = 21m

- Kết cấu dầm trụ đỡ (dầm chính): gồm 8 dầm trụ đỡ xuyên tâm, loạidầm trụ đỡ 2 nhánh Kích thước của dầm trụ đỡ cho từng phương án được mô tảsau

- Hệ dầm phụ theo phương vòng, sơ bộ chọn kích thước là 0.4x1 m

- Chiều dày của bản đáy, bản nắp, bản thành chọn là 0.4 m

- Chiều cao trụ và các kích thước khác thể hiện trong hình vẽ của từngphương án

- Sơ bộ chọn chiều sâu của chân khay là 0.5 m

1.3 Các phương án đưa ra ; với trọng lượng riêng của bê tông : γbt = 2.5T/m3

a)

Phương án 1: Trụ có tiết diện không đổi, đế móng dạng trụ tròn có bản

nắp phẳng

Hình dạng và các kích thước chọn sơ bộ thể hiện như trên hình vẽ:

Bảng tính các thông số của phương án 1:

T Tên cấu kiện Cao trình D,l ( m) b,t ( m) h (m) V (m3)

Trọnglượng(T)

20000 12000 6000

1 1

2 2

MÆT C¾T 2-2

MÆT C¾T 1-1

Chọn sơ bộ kích thước đế móngCấu kiện D, l (m) h (m) b lượngSố V (m3) lượng(T)TrọngĐáy

Phương án 2: Trụ có tiết diện không đổi, đế móng có dạng nắp mái tròn xoay.

Bảng tính các thông số của phương án 2:

STT Tên cấu kiện Cao trình D,l ( m) b,t ( m) h (m) V (m3) Trọng lượng,T

2 2

1 1

Chọn sơ bộ kích thước đế móngCấu kiện D, l (m) h (m) b Số lượng V (m3) Trọng lượng,T

Khi tính khối lượng bản nắp tròn xoay, ta coi bản nắp là một hình cầu rồi tính

thể tích của hình cầu, nó là hiệu số của 2 hình cầu (bên trong và bên ngoài, có hiệu

số đường kính bằng bề dày của bản nắp)

c) Phương án 3 : Trụ có tiết diện không đổi, đế móng có nắp dốc đều.

6000 800x800

2 2

1 1

1200

800

400

800 500

Bảng tính các thông số của phương án 3:

STT Tên cấu kiện Cao trình D,l ( m) b,t ( m) h (m) V (m3) Trọng lượng,T

Khi tính khối lượng bản nắp dốc đều ta coi bản nắp dốc đều là hình chóp cụt,

nó là hiệu số thể tích của 2 hình nón Ta có thể tích của hình nón cụt:

V = π.H(R 2 +Rr+r 2)/3 với R là bán kính lớn và r là bán kính nhỏ, H là

chiều cao

1.4 Kiểm tra tính hợp lý của các kích thước đã chọn.

Trụ đỡ phải thỏa mãn các điều kiện sau:

lo = 2xltrụ , theo sổ tay thực hành kết cấu

( Với: lo là chiều dài quy đổi của thanh khi tính ổn địnhµ=2 : Hệ số ảnh hưởng liên kết (ngàm công xôn) )r: bán kính quán tính của tiết diện

r =J: Mô men quán tính của tiết diện

J = x ( - )A: Diện tích tiết diện

A = x ( - ) ; D1 = Do-2t , với t : bề dày trụ đỡ

Với Do là đường kính ngoài của trụ

Ta có bảng kiểm tra độ mảnh của trụ đỡ :

Kết luận: Kích thước trụ đỡ của các phương án đã chọn đều thỏa mãn điều kiện.

2. Phân tích lựa chọn phương án.

• Giải pháp kết cấu phương án 1 với khối chân đế trụ tròn cho kết cấu bê

tông chịu lực, chịu lực tốt khi áp lực thủy tĩnh tác dụng lên công trình trongquá trình thi công Với hình dạng này khối chân đế làm việc theo mọiphương là như nhau, tải trọng làm việc theo mọi phương là như nhau

- Chiều cao khối đế là 6.5m nên có thể thi công trong ụ khô Do nắp phẳng nên

dễ thi công hơn, thuận tiện khi kết hợp với phao phụ (nếu có) Tuy nhiên do có

sự thay đổi đột ngột về tiết diện nên khi thi công trong giai đoạn sau sẽ có sựthay đổi đột ngột về mớn nước, cần có biện pháp xử lý

- Bản nắp là mặt phẳng, khi tải trọng tác dụng thẳng góc nên trong bản chỉ xuấthiện mô men uốn, xoắn và lực cắt Phương án này phù hợp với độ sâu nướckhông lớn, có áp lực thủy tĩnh nhỏ

- Ở phần đế móng có cột đỡ để chống áp lực thủy tĩnh

Trọng lượng bản thân của phương án này : G = 2322.7T

• Giải pháp kết cấu phương án 2 với phần đế có cấu tạo vòm, đây là kết cấu

chịu lực tốt còn phần trụ đỡ thì vẫn giống phương án 1 nhưng các vách ngăn

ít đi

- Ở phần đế móng không có cột đỡ, chiều cao dầm chính cao hơn phương án 1

- Chiều cao khối đế là 9.5m nên có thể thi công trong ụ khô Nắp là dạng trònxoay nên thi công khó khăn nhất trong 3 phương án, tuy nhiên do không có sựthay đổi tiết diện đột ngột nên khi thi công giai đoạn sau không có sự thay đổimớn nước đột ngột, không gây nguy hiểm

- Nắp đế là loại vỏ mỏng nên mô men chỉ xuất hiện ở khu vực gần gối tựa Ở khuvực xa gối tựa chỉ xuấ hiện lực dọc (phần lớn là lực nén), do vậy cho phép sửdụng hết khả năng chịu nén của bê tông Khả năng chịu áp lực thủy tĩnh tốt dolực nén chuyển một phần thành lực xô ngang, phù hợp với độ sâu nước lớn.Trọng lượng bản thân của phương án này : G = 2449.29T.

• Giải pháp kết cấu phương án 3 với phần đế có dạng mái dốc, đây là loại đế

có khả năng chịu lực tương đối tốt, nhưng không phát huy được khả năngchịu nén của bê tông

- Ở phần đế móng thì không có cột chống, chiều cao dầm chính dày hơn phương

án 1

- Ở phần trụ đỡ thì bố trí ít vách ngăn hơn do chiều cao đế lớn

- Chiều cao khối đế là 9.5m nên có thể thi công trong ụ khô Nắp là dốc đều nênthi công khó khăn, tuy nhiên do không có sự thay đổi tiết diện đột ngột nên khithi công giai đoạn sau không có sự thay đổi mớn nước đột ngột, không gâynguy hiểm

- Bản nắp dốc đều nên khi chịu áp lực thủy tĩnh, một phần chuyển thành lựcngang, do vậy khả năng chịu áp lực tĩnh tốt hơn phương án nắp phẳng, phù hợpvới độ sâu nước trung bình

Trọng lượng bản thân của phương án này: G = 2562.83T

*Do vậy căn cứ vào các phân tích ở trên ta quyết định lựa chọn phương án 3

để tính toán, thiết kế và thi công công trình

3 Kiểm tra các kích thước kết cấu đế móng của phương án đã chọn.

*Kiểm tra ổn định nổi:

- Với các kích thước sơ bộ như đã chọn ở trên, trọng lượng của từng cấu

kiện được thống kê trong bảng sau:

Với tọa độ Zi được lấy so với gốc tọa độ được chọn là tâm của trụ, nằm trênmặt đáy biển

Dầmtrụ đỡ

Chânkhay

Vv= V - V1- V2- V3

Xác định thể tích choán nước phần phía dưới bản đáy:

+/ Vòng ngoài chân khay:

Pck=30.79T => V1 = 30.04m3

+/ Trụ trong chân khay :

Ptt = 13.19T => V2 = 12.87m3

+/ Dầm chính dưới bản đáy:

ZG : Tọa độ trọng tâm của vật nổi.

ZC : Tọa độ phù tâm của phần ngập nước

• Nội dung thứ 2: Tớnh toỏn tải trọng

1. Cỏc loại tải trọng tỏc dụng lờn cụng trỡnh.

* Tải trọng thờng xuyên bao gồm

– Tải trọng bản thân của công trình

– Trọng lợng trang thiết bị cố định

– Trọng lợng dằn

– áp lực thuỷ tĩnh của nớc

* Tải trọng tạm thời bao gồm

– Trang thiết bị có thể thay đổi hay di chuyển

– Vật t khác (nớc ngọt, dầu )

*Tải trọng do sự cố

- Tải trọng va chạm do tàu cập vào công trình

- Một số chi tiết bị hỏng do nguyên nhân khác nhau

*Tải trọng động đất .

- Các tải trọng sóng, gió, dòng chảy tác dụng lên công trình

*Tổ hợp tải trọng :

Trong đồ án này chủ yếu nghiên cứu quy trinh tinh toán công trình trong trạng thái

sử dụng chịu tác động của trạng thái cực hạn Do đó ta chỉ xét một tổ hợp tải trọng,

hệ số tổ hợp đợc lấy nh sau :

– Tải trọng thờng xuyên lấy hệ số là 1

– Tải trọng môi trờng lấy hệ số là 0,9

2. Tải trọng bản thõn khối chõn đế.

Trọng lượng KCĐ và kết cấu đỡ thượng tầng là 2562.83T

Trọng lượng thượng tầng và cỏc thiết bị phụ trợ là 183.7T

3. Tải trọng hà bỏm.

Với trọng lượng riờng hà bỏm là :

γ hb = 1.6T/m3

BẢNG TÍNH HÀ BÁM

Phần trụST

Trong đó:

F: là lực gió tác dụng lên kết cấu (N)

Vz: Vận tốc giú trung bỡnh tại độ cao z so với mực nước chuẩn (km/h)

TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG GIÓ

5. Tải trọng súng và dũng chảy tỏc dụng lờn KCĐ.

• Xỏc định lý thuyết súng tớnh toỏn:

Theo phần trờn ta cú súng lan truyền ở cụng trỡnh là súng Stock bậc 5, nờn ta

chọn lý thuyết súng Stock bậc 5 để tớnh toỏn

Tớnh toỏn với súng theo hướng NE chu kỳ lặp 100 năm

• Lý thuyết súng Stock bậc 5

a) Chọn hệ trục tọa độ

-Trục 0z thẳng đứng và trựng với trục của khối chõn đế

-Trục 0x nằm ngang, trựng với phương giú thổi và chuyển động súng – dũng chảy -Trục 0y nằm ngang, vuụng gúc với trục 0x

-Gốc tọa độ 0 tại mặt đỏy biển

b) Cỏc thành phần vận tốc, gia tốc

* Theo lí thuyết sóng Stokes bậc 5, khi sóng có chiều cao H, số sóng k và tần sốvòngω lan truyền theo chiều dơng của trục x, thì độ dâng của bề mặt chất lỏng sovới mặt nớc tĩnh có thể biểu diễn dới dạng :

Trong đó : F1 = a ; F2 = a2.F22 + a4.F24 ; F3 = a3.F33 + a5.F35 ;

F4 = a4.F44 ; F5 = a5.F55

* Các thông số hình dáng của sóng F22, F24 ( phụ thuộc vào kd = 2πd/L ; đợcxác định theo bảng tra ), và thông số chiều cao sóng H quan hệ với nhau bởi biểuthức :

ở đây G11 , G13 là các thông số sóng phụ thuộc vào k.d ( tra bảng )

* Cỏc thành phần gia tốc theo phương ngang và phương đứng tại điểm cú tọa độ(x,z) trong vựng nước cú độ sõu nước d được xỏc định như sau:

Trong đó :

Trong đó: C1, C2 – thông số sóng, phụ thuộc vào tỷ số d/L, tra bảng.

c) Các đặc trưng của chuyển động sóng bề mặt theo hướng NE

Các thông số đặc trưng cho chuyển động sóng là:

-Độ sâu tính toán: d=23.5m

-Chiều cao sóng : H=16,4.0.4 = 6.56m

-Chu kỳ sóng : T=14.3s

-Chu kỳ sóng có ảnh hưởng dòng chảy : Tapp=15.158s

e) Công thức Morison để tính tải trọng sóng

Áp dụng công thức Morison tính tải trọng sóng lên trụ thẳng đứng:

Fx(x,t) = 0.5ρDCD

Trong đó:

Fx(x,t) : Tải trọng sóng trên đơn vị chiều dài cột có đường kính D

Vx : Vận tốc sóng theo phương truyền sóng x

ax : Gia tốc sóng theo phương truyền sóng

Tuy nhiên trong phạm vi đồ án này ta có thể chấp nhận coi các phân đoạntrụ( ngăn cách bởi các vách cứng) là các thanh và tính toán tải trọng tác dụng lêncác thanh này

Ta coi thành ngoài của khối chân đế là bằng phẳng nên khi chịu tác động củasóng và dòng chảy thì chỉ có thành phận vận tốc sóng và dòng chảy theo phương x(phương ngang) là gây lên tải trọng cho khối chân đế, còn thành phần thẳng đứng

theo phương z thì không gây ra tải trọng cho khối chân đế, ta quy các lực sóng tácdụng lên khối chân đế về các điểm như hình vẽ, rồi tìm thời điểm lực tác dụng lớnnhất để tính toán.

Do dòng chảy hợp với hướng sóng một góc α nên tải trọng do sóng và dòng chảytác dụng lên khối chân đế sẽ có 2 thành phần theo 2 hướng x và y Nhưng do tảitrọng do dòng chảy tác dụng lên khối chân đế theo phương y không đáng kể so vớitải trọng do sóng và dòng chảy theo phương x, nên ta sẽ lấy thành phần hợp lực tácdụng của sóng và dòng chảy theo phương x để tính toán

Ở đây hướng truyền sóng trùng với chiều dương của trục x

O x

z

SWL F8

F6

F4 F2

TẢI TRỌNG SÓNG TÁC DỤNG LÊN KHỐI CHÂN ĐẾ Ở 20 THỜI ĐIỂM

T/20 -13.97 -25.56 -14.65 -3.44 -0.08 0.62 0.69 0.85 -55.542T/20 -33.15 -61.47 -37.1 -11.54 -6.01 -6.84 -7.85 -7.29 -171.253T/20 -44.55 -82.68 -50.26 -16.44 -9.67 -11.21 -12.38 -11.55 -238.744T/20 -46.83 -86.75 -52.71 -17.48 -10.49 -11.9 -12.56 -11.65 -250.375T/20 -41.96 -77.52 -46.95 -15.57 -9.26 -10.19 -10.28 -9.48 -221.216T/20 -33.35 -61.45 -37.07 -12.22 -7.1 -7.61 -7.4 -6.8 -1737T/20 -23.77 -43.7 -26.24 -8.6 -4.84 -5.04 -4.74 -4.33 -121.268T/20 -14.71 -26.98 -16.11 -5.17 -2.79 -2.8 -2.53 -2.29 -73.389T/20 -6.67 -12.19 -7.22 -2.24 -1.09 -1.01 -0.83 -0.72 -31.97