Đồ án thiết kế công trình biển cố định bằng thép

Đồ án thiết kế công trình biển cố định bằng thép

CHƯƠNG 1 PHÂN TÍCH SỐ LIỆU BAN ĐẦU 3

1.1 SỐ LIỆU ĐẦU VÀO 3

1.1.1 Đặc điểm , chức năng và công nghệ của giàn 3

1.1.2 Đặc điểm khí hậu, hải văn và địa chất công trình 3

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 8

2.1 XÁC ĐỊNH CHIỀU CAO CÔNG TRÌNH 8

2.1.1 Xác định các mực nước tính toán 8

2.1.2 Tính chiều cao công trình 8

2.1.3 Xác định hướng đặt công trình 9

2.2 XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU KHỐI CHÂN ĐẾ 10

2.2.1 Xác định chiều cao của Diafragm đầu tiên D1 10

2.2.2 Xác đinh cao trình của Diafragm cuối cùng 10

2.2.3 Xác định chiều cao khối chân đế 10

2.2.4 Xác định chiều cao khung sàn chịu lực 11

2.2.5 Xác định số lượng và khoảng cách giữa các Diafragm 11

2.2.6 Xác định độ dốc của ống chính 11

2.2.7 Xác định bề rộng khối chân đế 11

2.2.8 Giải pháp cấu tạo các Panel 11

2.3 LỰA CHỌN TIẾT DIỆN 16

2.4 XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN CỌC 20

2.4.1 Xác định sơ bộ kích thước cọc 20

2.4.2 Xác định sơ bộ kích thước ống chính 20

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN PHẢN ỨNG CỦA KẾT CẤU 24

3.1 LẬP SƠ ĐỒ TÍNH 24

3.1.1 Mô hình hóa cọc và ống chính làm việc đồng thời 24

3.1.2 Lập sơ đồ tính 25

3.1.3 Mục đích của việc tính toán dao động riêng của kết cấu 26

3.1.4 Tính toán các loại khối lượng để tính dao động riêng 27

3.2 TÍNH TOÁN DAO ĐỘNG RIÊNG 34

CHƯƠNG 4 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH 36

4.1 TẢI TRỌNG THƯỢNG TẦNG 36

4.2 TẢI TRỌNG BẢN THÂN 36

4.3 TẢI TRỌNG HÀ BÁM 36

4.4 TẢI TRỌNG NƯỚC TRONG CỌC 36

4.5 TẢI TRỌNG VỮA BƠM TRÁM 37

4.6 TẢI TRỌNG ĐẨY NỔI 37

4.7 TẢI TRỌNG GIÓ 37

4.8 TẢI TRỌNG SÓNG VÀ DÒNG CHẢY 40

4.9 TỔ HỢP TẢI TRỌNG 43

4.9.1 Hệ số tổ hợp tải trọng 43

4.9.2 Các tổ hợp tải trọng 43

CHƯƠNG 5 TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA CẤU KIỆN 44

5.1 NỘI LỰC CỦA CÁC THANH 44

5.1.1 Tổ hợp 1: Hướng sóng NE 44

5.2 KIỂM TRA CẤU KIỆN THANH 46

5.2.1 Kiểm tra thanh chịu kéo 46

5.2.2 Kiểm tra thanh chịu nén 47

5.2.3 Kiểm tra thanh chịu uốn 47

5.2.4 Kiểm tra thanh chịu xoắn 48

5.2.5 Kiểm tra thanh chịu cắt 48

5.2.6 Kiểm tra thanh chịu tổ hợp nén và uốn 48

5.2.7 Kiểm tra thanh chịu tổ hợp kéo và uốn 49

5.3 KIỂM TRA NÚT 50

CHƯƠNG 6 THIẾT KẾ NỀN MÓNG 52

6.1 SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN 52

6.2 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC CHỊU NÉN 52

6.3 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC CHỊU KÉO 54

6.4 TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH CHIỀU DÀI CỌC 54

6.4.1 Lực ma sát giữa đơn vị giữa cọc và đất nền 54

6.4.2 Lực kháng mũi đơn vị tại đầu cọc 55

6.4.3 Sức chịu tải chịu hạn 56

PHỤ LỤC TÍNH TOÁN 57

2

CHƯƠNG 1 PHÂN TÍCH SỐ LIỆU BAN ĐẦU

1.1 Số liệu đầu vào

1.1.1 Đặc điểm , chức năng và công nghệ của giàn

Bảng 1.1 Đặc điểm công trình

Kích thước

đỉnh (m) thượng tầngChức năng

Tổng trọng lượngthượng tầng(T)

Số ống chính

Kích thước TTtương ứng kíchthước đỉnh (m)

I: 16 x 22

Giàn đỡ đầu giếng(WHP)

C: 5000

D: 6500

- Loại giàn : Giàn đỡ đầu giếng (WHP)

- Chức năng : Là giàn có kích thước tương đối nhỏ, kết cấu đơn giản, chịu tảitrọng thượng tầng nhỏ, công trình được xây dựng để đặt đầu giếng và quản lýcác đầu giếng

Thượng tầng của công trình không chứa các thiết bị khoan, nên phải có Jackup cậpvào để khoan, vì vậy công trình phải có 1 mặt thẳng đứng nhằm thuận tiện cho Jackupkhi cập vào giàn tiến hành khoan

1.1.2 Đặc điểm khí hậu, hải văn và địa chất công trình

- Nằm trong vùng có độ sâu nước nhỏ

- Hướng gió chủ đạo trong năm theo hướng Đông – Bắc và hướng Tây – Nam,tương ứng với 2 mùa trong điều kiện Việt Nam

- Chiều cao của sóng lớn nhất theo hướng Đông – Bắc, hướng Tây – Nam tươngđối lớn

- Vùng biển chịu ảnh hưởng chủ yếu của gió mùa Đông – Bắc và Tây – Nam

Bảng 1.1 Số liệu khí tượng hải văn tại vị trí xây dựng công trình

Nước dâng tương ứng với bão thiết kế d2(m) 1.0 1.5 0.8

Các thông số đề bài Lớp đất số 1 Tên lớp đấtLớp 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 từđáy biển trở xuống) h1 = 11m h2 = 31m h3 = Vô hạn

 Địa chất có lớp đất số 3 là lớp sét nửa cứng là lớp đất tốt, phù hợp với phương

án sử dụng móng cọc, mũi cọc sẽ nằm trong lớp đất này, đảm bảo về độ lún củacọc

6

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN

2.1 Xác định chiều cao công trình

2.1.1 Xác định các mực nước tính toán

- Độ sâu nước tính toán :

(m)Trong đó :

+ d0 : Độ sâu nước

+ d1 : Biến động triều lớn nhất (m)

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

- Độ sâu nước trung bình

+ μ : Hệ số phụ thuộc vào lý thuyết sóng tính toán

- Tính toán các thông số sóng như sau :

Lựa chọn sóng cực đại ( chu kỳ 100 năm ) và theo hướng Đông – Bắc để tính toán.+ Mực nước tính toán : dtt =42.5 m

+ Vận tốc dòng chảy theo hướng sóng : VI = 131 (cm/s)

+ T : Chu kỳ sóng thực tế , T = 14.1 (s)

+ g : Gia tốc trọng trường , g = 9.81 (m/s2)

Từ đó ta có :

8

Tra đồ thị hình 2.3.1-2 tiêu chuẩn API RP2A ta có :

- Với Tapp là chu kỳ biểu kiến của sóng ( có xét đến ảnh hưởng của vận tốc dòngchảy)

, vậy Tapp = 1.07*14.1 = 15.09 (s)Xét

Tra đồ thị hình 2.3.1-3 theo tiêu chuẩn API RP2A, ta chọn lý thuyết sóng tính toán vớicon sóng này là lý thuyết Stoke bậc 5, lấy μ = 0.7 với Stoke bậc 5

 Chiều cao công trình Hct = 42.5+0.7*16.1+1.5 = 55.27 m, chọn Hct =55.5 (m)

2.1.3 Xác định hướng đặt công trình

Hướng đặt công trình phụ thuộc vào các yếu tố sau :

- Hướng tải trọng môi trường cực hạn

- Chức năng chính của giàn

- Thuận lợi cho việc bố trí giá cập tàu

Nếu chỉ xét đến tải trọng môi trường cực hạn, ta thấy hướng Đông – Bắc là hướng cótải trọng môi trường lớn nhất, đặt công trình sao cho hướng Đông Bắc trùng với trụcđối xứng của công trình

Hướng theo phương đường chéo của Diafragn là hướng Bắc

Hình 2.1 Hướng đặt công trình

2.2 Xây dựng phương án kết cấu khối chân đế

Lựa chọn phương án kết cấu khối chân đế phụ thuộc vào kích thước thượng tầng, cácthông số môi trường, khả năng thi công, và thời gian sử dụng của công trình

2.2.1 Xác định chiều cao của Diafragm đầu tiên D 1

Điều kiện lựa chọn như sau :

- Đảm bảo yêu cầu thi công : Công nhân có thể di chuyển thuận lợi để phục vụcông tác đóng cọc, cắt cọc, cẩu lắp thượng tầng

Cao trình Diafragn D1 :

(m)Trong đó : Z1 là chiều cao thi công, phụ thuộc vào chiều cao của công nhân, ở đây lấyZ1=1.5 (m)

2.2.2 Xác đinh cao trình của Diafragm cuối cùng

Nằm ở đáy biển, sử dụng để lắp sàn chống lún ( murdmat), nhằm đảm bảo cho khốichân đế ổn định theo mặt biển trong khi đánh chìm tới khi đóng cọc xong

2.2.3 Xác định chiều cao khối chân đế

Công thức xác định :

10

Trong đó : Z2 là khoảng cách sao cho đảm bảo gia công nút liên kết khung sàn chịulực và khối chân đế, lấy Z2 = 1.5 (m).

 Vậy : H cd = 43+1.5 = 44.5 (m)

2.2.4 Xác định chiều cao khung sàn chịu lực

(m)Trong đó : HSF là chiều cao khung sàn chịu lực

2.2.5 Xác định số lượng và khoảng cách giữa các Diafragm

- Đảm bảo điều kiện thi công các liên kết hàn, góc giữa các thanh không bé hơn

30 độ

- Tăng độ cứng cho công trình

- Đối với các giàn đỡ conductor, khoảng cách giữa các Diafragn cần đảm bảotránh khả năng cộng hưởng dòng xoáy cho các conductor

 Bài toán lựa chọn sẽ được tính toán ở phía sau mục 2.2.8

- Thông thường độ dốc ống chính nằm trong khoảng 1/12 ÷1/8

- Đối với các giàn đầu giếng (WHP), yêu cầu có 1 mặt thẳng đứng cho Jackupcập vào

- Lựa chọn độ dốc sao cho các diafragn đảm bảo là hình chữ nhật

2.2.8 Giải pháp cấu tạo các Panel

Giải pháp được lựa chọn phải đảm bảo :

- Hệ không biến hình, như ta đã biết với 3 thanh có chiều dài xác định thì ta chỉdựng được 1 hình tam giác duy nhất, do đó cấu tạo hệ sao cho tạo được hệ 3khớp, thì hệ sẽ không biến hình

- Ít mối hàn nhất có thể, ít nút, đường truyền lực ngắn nhất, do xử lý các vị trí cómối hàn hết sức phức tạp, tiềm ẩn nhiều rủi ro, nhất là khi chịu tải trọng động.

- Tăng độ cứng tổng thể cho công trình

Vì vậy ta có thể lựa chọn giữa 2 phương án sau :

12

Hình 2.2 Cấu tạo Panel của công trình

Ta nhận thấy góc a sẽ là góc bé nhất trong 2 mặt panel trên, ta tiến hành lựa chọn H

theo a và kiểm tra các góc còn lại

- Ta có do θ > 30 độ nên tanθ >

Vậy ta có :

Diafragn 1 bL1 =22+2*1.5/10=22.3m1 = 16+1.5/10 = 16.15m H<33.7 m chọn H=15m L2 =22.3+2*15/10=25.3mB2=16.15+15/10=17.65mDiafragn 2 b2 = B2=17.65mL2 = 25.3m H<36.89m, chọn H=14m BL3=25.3+2*14/10=28.1m3 = 17.65+14/10=19.05mDiafragn 3 b3=B3 =19.05mL3=28.1 m H<39.8m, chọn H=14m L4=28.1+2*14/10 =30.9mB4=19.05+14/10=20.45m

-12.0

-26.0

-40.0

+4.5 +0.0

2.3 Lựa chọn tiết diện

Nguyên lý :

- Các thanh được thiết kế sao cho đủ độ bền và ổn định, với các kết cấu chịu nén,

nên ta lựa chọn tiết diện thanh theo điểu kiện bền

- Ống chính được lựa chọn theo điều kiện về cọc, ống chính phải đủ lớn cho cọcluồn vào trong ( giải pháp cọc lồng trong ống chính ), và thỏa mãn điều kiệnkhoảng cách giữa cọc và ống chính tối thiểu là 38mm để bơm vữa trám

Điều kiện ổn định thể hiện qua giá trị của độ mảnh 

Trong đó :

+ k : Hệ số quy đổi chiều dài của thanh, phụ thuộc vào loại liên kết

+ Imin : Mômen quán tính nhỏ nhất

+ imin : Bán kính quán tính nhỏ nhất

+ A : Diện tích tiết diện có kể đến giảm yếu

+ l : Chiều dài chủa thanh

- Với tiết diện vành khuyên thì I mọi phương là bằng nhau nên :

- Với tất cả các thanh, lấy k = 0.8 ( theo tiêu chuẩn API RP2A )

Thanh đảm bảo độ ổn định khi (trong điều kiện biển Việt Nam)

Để lựa chọn được tiết diện thanh, ta tiến hành tính toán chiều dài cho phép của cácthanh với [] =100

16

Bảng 2.1 Chiều dài cho phép của thanh với []=100, k=0.8

TÊN BP TÊNPT SL mL Dm mt mI4 mA2 mi K  MT TỔNG MTỐNG CHÍNH OC1 1 44.5 1422 30.2 0.0320 0.1320 0.4922 1 90.41 46.13 46.13

OC2 3 44.722 1422 30.2 0.0320 0.1320 0.4922 1 90.86 46.36 139.07PANEL 1

OX1 2 28.133 812.8 20.6 0.0040 0.0513 0.2802 0.8 80.33 11.32 22.64OX2 2 18.869 812.8 20.6 0.0040 0.0513 0.2802 0.8 53.88 7.59 15.19OX3 2 20.85 812.8 20.6 0.0040 0.0513 0.2802 0.8 59.53 8.39 16.78PANEL 2

OX1 2 28.133 812.8 20.6 0.0040 0.0513 0.2802 0.8 80.33 11.32 22.64OX2 2 18.869 812.8 20.6 0.0040 0.0513 0.2802 0.8 53.88 7.59 15.19OX3 2 20.85 812.8 20.6 0.0040 0.0513 0.2802 0.8 59.53 8.39 16.78

PANEL A

OX4 1 23.163 812.8 20.6 0.0040 0.0513 0.2802 0.8 66.14 9.32 9.32OX4.1 1 22.041 812.8 20.6 0.0040 0.0513 0.2802 0.8 62.93 8.87 8.87OX5 1 23.641 812.8 20.6 0.0040 0.0513 0.2802 0.8 67.50 9.51 9.51OX5.1 1 22.528 812.8 20.6 0.0040 0.0513 0.2802 0.8 64.32 9.07 9.07OX6 1 24.783 812.8 20.6 0.0040 0.0513 0.2802 0.8 70.76 9.97 9.97OX6.1 1 23.641 812.8 20.6 0.0040 0.0513 0.2802 0.8 67.50 9.51 9.51

PANEL B

OX4 1 23.163 812.8 20.6 0.0040 0.0513 0.2802 0.8 66.14 9.32 9.32OX4.1 1 22.041 812.8 20.6 0.0040 0.0513 0.2802 0.8 62.93 8.87 8.87OX5 1 23.641 812.8 20.6 0.0040 0.0513 0.2802 0.8 67.50 9.51 9.51OX5.1 1 22.528 812.8 20.6 0.0040 0.0513 0.2802 0.8 64.32 9.07 9.07OX6 1 24.783 812.8 20.6 0.0040 0.0513 0.2802 0.8 70.76 9.97 9.97OX6.1 1 23.641 812.8 20.6 0.0040 0.0513 0.2802 0.8 67.50 9.51 9.51

DIAFRAGM 1

O1 2 22.3 610 19.1 0.0015 0.0355 0.2090 0.8 85.35 6.21 12.41O2 2 16.15 610 19.1 0.0015 0.0355 0.2090 0.8 61.81 4.50 8.99O3 2 8.93 355.6 12.7 0.0002 0.0137 0.1213 0.8 58.89 0.96 1.92O4 1 22.3 610 19.1 0.0015 0.0355 0.2090 0.8 85.35 6.21 6.21O5 2 15.768 482.6 15.6 0.0006 0.0229 0.1652 0.8 76.36 2.83 5.67

18

O6 4 5 355.6 12.7 0.0002 0.0137 0.1213 0.8 32.97 0.54 2.15O7 1 7.5 355.6 12.7 0.0002 0.0137 0.1213 0.8 49.46 0.81 0.81

DIAFRAGM 2

O1 2 25.3 610 19.1 0.0015 0.0355 0.2090 0.8 96.83 7.04 14.08O2 2 17.65 610 19.1 0.0015 0.0355 0.2090 0.8 67.55 4.91 9.83O3 2 10.208 355.6 12.7 0.0002 0.0137 0.1213 0.8 67.31 1.10 2.19O4 1 25.3 610 19.1 0.0015 0.0355 0.2090 0.8 96.83 7.04 7.04O5 2 17.89 482.6 15.6 0.0006 0.0229 0.1652 0.8 86.63 3.21 6.43O6 4 5 355.6 12.7 0.0002 0.0137 0.1213 0.8 32.97 0.54 2.15O7 1 7.5 355.6 12.7 0.0002 0.0137 0.1213 0.8 49.46 0.81 0.81

DIAFRAGM 3

O1 2 28.1 914 25.4 0.0070 0.0709 0.3143 0.8 71.52 15.64 31.28O2 2 19.05 762 15.9 0.0026 0.0373 0.2638 0.8 57.76 5.57 11.15O3 4 7.178 355.6 12.7 0.0002 0.0137 0.1213 0.8 47.33 0.77 3.08O4 1 28.1 762 15.9 0.0026 0.0373 0.2638 0.8 85.20 8.22 8.22O5 2 19.87 482.6 15.6 0.0006 0.0229 0.1652 0.8 96.22 3.57 7.14O6 4 5 355.6 12.7 0.0002 0.0137 0.1213 0.8 32.97 0.54 2.15O7 1 7.5 355.6 12.7 0.0002 0.0137 0.1213 0.8 49.46 0.81 0.81

DIAFRAGM 4

O1 2 30.9 762 15.9 0.0026 0.0373 0.2638 0.8 93.69 9.04 18.08O2 2 20.45 762 15.9 0.0026 0.0373 0.2638 0.8 62.01 5.98 11.97O3 4 7.696 355.6 12.7 0.0002 0.0137 0.1213 0.8 50.75 0.83 3.31O4 1 30.9 762 15.9 0.0026 0.0373 0.2638 0.8 93.69 9.04 9.04O5 2 21.85 559 15.9 0.0010 0.0271 0.1921 0.8 91.00 4.65 9.31O6 4 5 355.6 12.7 0.0002 0.0137 0.1213 0.8 32.97 0.54 2.15O7 1 7.5 355.6 12.7 0.0002 0.0137 0.1213 0.8 49.46 0.81 0.81

+ Fy là giới hạn chảy của vật liệu thép, với thép API-5L-X65 có Fy = 345MPa =

Hình 2.1 Cấu tạo cọc và ống chính

SVTH : Nhóm 1 Lớp 55KSCT

Ø 610X19.1 +3.0

-26.0

-40.0

+4.5 D1

Ø812

.8X20.

6

Ø812.8X20.6 Ø

812.8 X20.6

Ø812.8X20.6 Ø

812.8 X20.6

6 Ø4 82.6

Ø 355.6X12.7

Ø355.6X

12.7

Ø355.6X12.7

.6X15.6

Ø 355.6 X12.7

Ø 762X15.9

Hình 2.6 Diafragm 4

SVTH : Nhóm 1 Lớp 55KSCT

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN PHẢN ỨNG CỦA KẾT CẤU

3.1 Lập sơ đồ tớnh

3.1.1 Mụ hỡnh húa cọc và ống chớnh làm việc đồng thời

Nguyờn lý : Cọc và ống chớnh được liờn kết với nhau bởi lớp xi măng bơm trỏm, và liờnkết giữa 2 đầu ống Nếu xem cỏc liờn kết này cú chất lượng tốt, ta cú thể xem cọc và ốngchớnh làm việc đồng thời

Quy đổi thanh t ơng đ ơng

thanh t ơng đ ơng

cọc thép ống chính

+ Eoc, Ecoc: Modun đàn hồi của ống chớnh và cọc

+ Aoc, Acoc: Diện tớch tiết diện của ống chớnh và cọc

+ Joc, Jcoc : Mụmen quỏn tớnh của ống chớnh và cọc

+ Etd : Modun đàn hồi tương đương

+ Jtd: Mụmen quỏn tớnh tương đương

+ Atd : Diện tớch tương đương

SVTH : Nhúm 1 Lớp 55KSCT

Hình 3.1 Sơ đồ tính trong SAP 2000

3.1.3 Mục đích của việc tính toán dao động riêng của kết cấu

- Xét ảnh hưởng động của tải trọng sóng đối với kết cấu công trình

+ Nếu chu kỳ dao động riêng lớn nhất của công trình nhỏ hơn rất nhiều so với chu

kỳ tải trọng (TDĐR< 3sec ) thì lúc này ảnh hưởng động là nhỏ Bài toán lúc nàyđược xét như bài toán lực tĩnh, việc đánh giá sơ bộ ảnh hưởng tính chất động củacác tác động sẽ được xét qua hệ số động (kđ) :

uo – biên độ của chuyển vị động

SVTH : Nhóm 1 Lớp 55KSCT

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

1 =

2.π

T ddr là tần số của một dạng dao động riêng

Tkc – Chu kỳ dao động riêng của kết cấu

 – Tỷ số cản lấy với nước biển là 0,03

 – tần số vòng của sóng tác dụng

+ Nếu chu kỳ dao động riêng của công trình gần với chu kỳ tải trọng tác động (ở đây

là chu kỳ của sóng) thì ảnh hưởng của tải trọng động đến phản ứng của công trình

là đáng kể Lúc này phải tính toán động kết cấu

3.1.4 Tính toán các loại khối lượng để tính dao động riêng

3.1.4.1 Xác định khối lượng thượng tầng

Tải trọng thượng tầng là tải trọng đứng (bao gồm cả tải trọng thường xuyên và tải trọng

cố định dài hạn)

Tổng tải trọng : G = 21000 ( KN )

Khối lượng thượng tầng: M = G/10 = 2100 (t)

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

M/4 = 2100 / 4 = 525 (t)

3.1.4.2 Xác định khối lượng bản thân kết cấu

Khối lượng bản thân kết cấu do phần mềm SAP2000 tự tính

Hoặc có thể lấy theo tính toán ban đầu: Mbt = 606.11 (t)

3.1.4.3 Xác định khối lượng hà bám tại thanh

Xác định khối lượng hà bám của thanh tính từ MNCN xuống đáy biển Khối lượng hàbám tại thanh thứ i là :

mh (i) = h.Ahi.LiTrong đó:

SVTH : Nhóm 1 Lớp 55KSCT

- h: khối lượng riêng của hà bám (h = 1600 kg/m3)

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

- A hi =π (( Di+2t )2−D i2)/4

- Di: đường kính cọc

- t: chiều dầy của hà bám

- Li: chiều dài của ống có hai đầu là nút

Khối lượng hà bám được quy về các nút trên ống chính

1 812.8 70 0.194 1.6 3.672 3.672 14.687OX5.1 2 22.528 812.8 70 0.194 1.6 3.499 3.499 13.995SVTH : Nhóm 1 Lớp 55KSCT

NÚT

(3,6,18,19)

D3

O1 2 28.1 914 70 0.216 1.6 4.865 4.865 19.458O2 2 19.05 762 70 0.183 1.6 2.788 2.788 11.154O3 4 7.178 355.6 70 0.094 1.6 0.537 0.537 4.300O4 1 28.1 762 70 0.183 1.6 4.113 4.113 8.226O5 2 19.87 482.6 70 0.122 1.6 1.932 1.932 7.727O6 4 5 355.6 70 0.094 1.6 0.374 0.374 2.995O7 1 7.5 355.6 70 0.094 1.6 0.562 0.562 1.123OC1 OC1 2 14.07 1422 70 0.328 1.6 3.693 3.693 14.773OC2 OC2 2 14 1422 70 0.328 1.6 3.675 3.675 14.699P1 OX3 4 20.85 812.8 70 0.194 1.6 3.238 3.238 25.906

24.78

3 812.8 70 0.194 1.6 3.849 3.849 15.396OX6.1 2 23.641 812.8 70 0.194 1.6 3.672 3.672 14.687

NÚT

(28,30,31,33) D4

O1 2 30.9 762 70 0.183 1.6 4.523 4.523 18.092O2 2 20.45 762 70 0.183 1.6 2.993 2.993 11.973O3 4 7.696 355.6 70 0.094 1.6 0.576 0.576 4.610O4 1 30.9 762 70 0.183 1.6 4.523 4.523 9.046O5 2 21.85 559 70 0.138 1.6 2.418 2.418 9.672O6 4 5 355.6 70 0.094 1.6 0.374 0.374 2.995O7 1 7.5 355.6 70 0.094 1.6 0.562 0.562 1.123Tổng 417.17

3.1.4.4 Xác định khối lượng nước kèm

Nước kèm là lượng nước dao động cùng kết cấu khi kết cấu có chuyển vị Để xác địnhkhối lượng nước kèm ta tính từ MNCN xuống đáy biển

SVTH : Nhóm 1 Lớp 55KSCT

Khối lượng nước kèm quy đổi tại nút thứ i được tính theo công thức sau

mnk(i) = n.Cam.ViTrong đó:

+ n - mật độ của nước biển = 1025 kg/m3

NÚT

1,4,10,11

Diafgam1

Từ bảng trên ta có :

- Khối lượng nước kèm dó các phần tử của Diafragm 1 : MD1 = 0

- Khối lượng nước kèm do các phần tử của Panel 1-2 : MP1-2 = 22.562 (t)

- Khối lượng nước kèm do các phần tử của Diafragm 2 : MD2 = 8.196 (t)

- Khối lượng nước kèm do các phần tử của Panel 2-3 : MP2-3 = 20.533 (t)

- Khối lượng nước kèm do các phần tử của Diafragm 3 : MD3 = 13.221 (t)

- Khối lượng nước kèm do các phần tử của Panel 3-4 : MP3-4 = 21.152 (t)

- Khối lượng nước kèm do các phần tử của Diafragm 4 : MD4 = 13.921 (t)

 Ta quy các khối lượng này về nút như sau :

3.1.4.5 Khối lượng nước trong ống

Tính khối lượng nước trong ống với MNTT Nước trong ống nằm trong các ống chính Khối lượng nước trong ống là:

mnô(i) = n Ani LiTrong đó:

- n - mật độ của nước biển 1025 kg/m 3

- Ani: Là diện tích nước chiếm chỗ

Đối với ống chứa cọc

SVTH : Nhóm 1 Lớp 55KSCT

3.1.4.6 Khối lượng vữa bơm trám

Vữa trám là lớp vữa liên kết giữa cọc và ống chính, giúp cho ống chính và cọc làm việcđồng thời với nhau Khối lượng vữa bơm trám được tính theo công thức :

mv(i) = v[.((D0 - 2.0)2)- D2 cọc ))/4].Li

Trong đó :

- v : Khối lượng riêng của vữa bơm trám (v= 1800 kg/m3)

- D0, 0 : Đường kính ngoài, chiều dày ống chính

- Dcọc : Đường kính cọc

- Li : Chiều dài thanh i

Ta có bảng sau :

SVTH : Nhóm 1 Lớp 55KSCT

3.2 Tính toán dao động riêng

Với sơ đồ kết cấu và tiết diện các thanh đã chọn, sau khi tính được khối lượng thượngtầng, khối lượng vữa bơm trám, khối lượng nứơc kèm, hà bám, nước trong cọc ta tiếnhành quy đổi khối lượng về nút và nhập vào SAP để tính DĐR

 Kết quả tính DĐR như sau :

SVTH : Nhóm 1 Lớp 55KSCT

Ta thấy chu kỳ dao động riêng của công trình Tr max < 3 s và nhỏ hơn rất nhiều so với chu

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

+(2 τ ω ω

r)2.Trong đó :  là tỷ số cản