lUẬN VĂN CÔNG TRÌNH BIỂN MỀM VÀ PHƯƠNG TIỆN NỔI

CÔNG TRÌNH BIỂN MỀM VÀ PHƯƠNG TIỆN NỔICÔNG TRÌNH BIỂN MỀM VÀ PHƯƠNG TIỆN NỔICÔNG TRÌNH BIỂN MỀM VÀ PHƯƠNG TIỆN NỔICÔNG TRÌNH BIỂN MỀM VÀ PHƯƠNG TIỆN NỔICÔNG TRÌNH BIỂN MỀM VÀ PHƯƠNG TIỆN NỔICÔNG TRÌNH BIỂN MỀM VÀ PHƯƠNG TIỆN NỔIVV

CHƯƠNG 1: SỐ LIỆU ĐẦU VÀO

Cho kết cấu bán chìm được neo giữ bởi 1 cặp dây neo đối xứng, chịu tải trọng ngang với các số liệu ban đầu (Ho, d, và q) có giá trị như trong bảng dưới đây :

- Các giá trị : Hi = ai H0, với ai có các giá trị được cho như dưới đây :

ai=1; 0,9; 0,8; 0,7; 0,6; 0,5; 0,4;0,3; 0,2; 0,1; 0,05

(để xây dựng đồ thị H(x) ở bên trái trục tung)

ai= 1; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8; 2,0; 2,2; 2,4; 2,6;2,8; 3,0

(để xây dựng đồ thị H(x) ở bên phải trục tung)

Số liệu tính toán

Nhóm (kN) Ho (m)d

Đường kính xích (mm)

Loại xích Hạngxích (kg/m) q q (N/m) Lực kéo đứt tốithiểu Tbr (kN)

Trong đó :

+ Ho(kN) = T0 - lực căng ban đầu (chưa chịu tải trọng) của dây neo tại đáy biển (trạng thái biển tới hạn)

+ d (m) - độ sâu nước biển

+ q (N/m) - cường độ trọng lượng bản thân của dây neo trong nước biển

CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN

1 Xác định chiều dài ban đầu tối thiểu của dây neo 1 phía Lmin = Lo ( để đầu dưới vừa tiếp xúc với đáy biển ) và các đại lượng XAO , VAO.

Xét bài toán dây neo đơn 1 phía chịu tải trọng tĩnh :

Hình 1 Sơ đồ bài toán tĩnh lực học đường dây neo đơn

Trong đó :

 : góc xiên tại điểm B, θB O =0

Ho = To = 585 (kN)

d = 70 (m)

q = 1942,4 (N/m)

Chiều dài ban đầu tối thiểu của dây neo 1 phía Lmin :

Hoành độ và Lực theo phương đứng của điểm đầu dây A :

2 Lập đường cong quan hệ H(x) với x < 0 của dây neo 1 phía (Kết cấu nổi di chuyển sang bên trái):

X-1

Ao A- 1

Bo

x

Z

X B1

X A-1

X Ao

B 1

To

V A

Hình 2 Trường hợp điểm A dịch chuyển sang trái.

Trong đó:

Tại vị trí ban đầu: 0

2 0

0B L L

Các số liệu ban đầu là: L L0; d zA0

và q

Khi A dịch đến A1 thì L 1 L0và H 1 Ho

o AO

o

min

AO

+ Xác định các giá trị H - i; (tương ứng với 10 giá trị của ai< 1, theo đầu bài); H-i = ai Ho

+ Tính 10 giá trị XA-i

+ Tính 10 giá trị L-i = Limin ứng với H-i

+ Tính 10 giá trị XB-i = L0 – Li

+ Xác định độ dịch chuyển của đầu trên của dây neo:

X-i = XA0 – (XA-i + XB-i )

Các thông số của dây neo khi dây neo dịch chuyển sang trái ( L-i < L0)

XA-i Li

XB-i X-i Tọa độ

0 1 585 201,56 216,94 0,00 0,00 0,00 -1 0,9 526,5 190,84 207,00 9,95 0,77 -0,77 -2 0,8 468 179,48 196,55 20,39 1,68 -1,68 -3 0,7 409,5 167,37 185,51 31,43 2,76 -2,76 -4 0,6 351 154,32 173,78 43,17 4,07 -4,07 -5 0,5 292,5 140,09 161,19 55,75 5,71 -5,71 -6 0,4 234 124,28 147,53 69,41 7,86 -7,86 -7 0,3 175,5 106,24 132,47 84,47 10,85 -10,85 -8 0,2 117 84,68 115,47 101,48 15,40 -15,40 -9 0,1 58,5 56,35 95,48 121,46 23,75 -23,75 -10 0,05 29,25 36,39 83,72 133,23 31,94 -31,94

i

A i

i







2

2

i i

L q

d



1

i





 Xi  X AX A i X B i XB i   L Li

+ Xác định độ dịch chuyển của đầu trên của dây neo khi dây trùng hoàn toàn Khi điểm đầu dây A đạt tới vị trí trùng nhất A-n thì:

L-n = d = 70 (m)

XB-n = L0-d = 146,994 (m)

X-n = XA - (Lo -d) = 54,614 (m)

Tọa độ : XA-n = -54,614 (m)

+ Lập đường cong quan hệ H(x) với x < 0 của dây neo 1 phía :

Đường cong quan hệ H(x) cho trường hợp điểm A dịch chuyển sang trái:

-35.00 -30.00 -25.00 -20.00 -15.00 -10.00 -5.00 00.00

100 200 300 400 500 600 700

Đườ ng cong quan hệ H(x) vớ i x<0 của dây neo 1 phía

H(x)

3 Lập đường cong quan hệ H(x) với x > 0 của dây neo 1 phía (Kết cấu nổi di chuyển sang bên phải)

X1 Xn

B

B 1

x

Z

Z A

Z 1

x 1

X A1

Hình 3 Trường hợp điểm A dịch chuyển sang phải.

Trong đó: - Chiều dài của dây neo L 0 Lmin,

- Góc tiếp tuyến của dây neo với phương ngang tại điểm neo B≠0,

- Lực căng ban đầu: Ho=To ,

- Chiều cao điểm A0 so với đáy biển: d  zA0  const

,

- Trọng lượng của dây neo nằm trong nước trên đơn vị chiều dài : q

a Xác định các giá trị Hi và ZBi (i = 0÷10) bằng các chu trình lặp như sau :

+ Đặt các giá trị Hi (tương ứng với các giá trị của ai > 1, i = 0÷10, theo quy định ở đầu bài)

+ Giả định các giá trị ZBi,i = 0 ÷ 10 (khoảng 1% đến 10% của độ sâu nước d)

+ Sử dụng các giá trị ZBi để tính các chiều dài dây ảo (Bi-Ai) tương ứng Li

+ Sử dụng chiều dài dây ảo Li để tính Hitt của dây ảo (Bi-B0)

+ So sánh giá trị Hi (hoặc ZBi) với Hi (hoặc ZBi ) chọn ban đầu, nếu sai số

(Hi- Hitt)/Hi*100 < 0.1 %, thì chấp nhận được, tuy nhiên sai số này càng nhỏ thì càng tốt, sẽ cho kết quả đường cong không bị gãy khúc, nếu không thỏa mãn, phải lặp lại chu trình tính lấy giá trị mới của ZBi cho đến khi sai lệch giữa 2 chu trình kế nhau là không đáng kể

b Tính 10 giá trị XBi (ứng với độ sâu nước “ảo”ZBi ), và 10 giá trị XAi(ứng với

độ sâu nước “ảo” ZAi= d +Zbi)

c Xác định độ dịch chuyển của đầu trên của dây neo:

Xi = XAi – (XA0 + XBi )

XBi XAi Xi

1 1,2 702 0,531 70,531 236,551 19,597 222,27 1,11646

2 1,4 819 1,843 71,843 256,41 39,409 242,77 1,80564

4 1,8 1053 5,82 75,82 296,573 79,345 283,48 2,57334

i

i

0

i

i

9 2,8 1638 19,23 89,23 398,066 179,76 384,59 3,27898

+ Xác định độ dịch chuyển của đầu trên của dây neo khi dây căng hoàn toàn

Dây căng hoàn toàn xảy ra khi :

Xn = 3,7825 (m)

2 2

0

X  L d X

Đường cong quan hệ H(x) cho trường hợp điểm A dịch chuyển sang phải :

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

Đườ ng cong quan hệ H(x) vớ i x>0 của dây neo 1 phía

H(x)

4 Lập đường cong quan hệ H(x) của cặp dây neo :

Đường cong quan hệ H(x) của dây neo 1 được ghép từ đường cong quan hệ H(x) với x <

0 với đường cong quan hệ H(x) với x > 0 Đường cong quan hệ H(x) của dây neo 2 được lấy đối xứng qua trục H từ đường cong quan hệ H(x) của dây neo 1 (do 2 dây đối xứng với nhau)

Dây 1 Thông số bên trái Thông số bên phải

0 3,34323 1755,00

Dây2 Thông số bên trái Thông số bên phải

Biểu đồ đường cong quan hệ H(x) của cặp dây neo :

-40.00 -30.00 -20.00 -10.00 0.000.00 10.00 20.00 30.00 40.00

200.00 400.00 600.00 800.00 1000.00 1200.00 1400.00 1600.00 1800.00 2000.00

H(-ix) d1 H(ix)d1 H(ix)d2 H(-ix)d2

5 Tính hệ số an toàn về bền cho dây neo tại thời điểm nguy hiểm nhất (Hi max)

Để đơn giản hóa vấn đề tìm Hmax khi dây căng hoàn toàn ta lấy giá trị gần đúng trong

số các giá trị H đã tính ở trên

Ta có:

Himax = 1755 (kN)

Vi = 812,816(kN)

Lực căng trong dây neo lúc dây neo căng nhất :

Hệ số an toàn về bền cho dây neo tại thời điểm nguy hiểm nhất :

Vậy dây neo đảm bảo điều kiện bền

6 Lập đường cong quan hệ R(x):

R được xác định bằng : R(x) = H1(x) - H2(x)

Ta phải tìm được các giá trị trên 2 đường H1(x) và H2(x) cùng hoành độ

Khi dây 1 bị căng thì dây 2 bị chùng và ngược lại

* Ta xét khi dây 1 dịch chuyển sang phải thì lúc đó dây 2 dịch chuyển sang trái.

+ Với dây 1 dịch chuyển sang phải ta đã có các H1x tương ứng với các Xi tính được ở phần trên

+ Với dây 2 dịch chuyển sang trái ta phải xác định các H2x tương ứng với các Xi đó (Sử dụng lặp để xác định H2i )

* Khi dây 1 dịch chuyển sang trái thì lúc đó dây 2 dịch chuyển sang phải (Lấy đối xứng để vẽ đồ thị)

Phí

a

trái

Phía phải

-9 -3,279 -1638 -384,8 1253,2 1 1,1165 702 503,3 198,7 -8 -3,199 -1521 -388,4 1132,6 2 1,8056 819 460,6 358,4

-6 -2,969 -1287 -399,2 887,8 4 2,5733 1053 418,8 634,2 -5 -2,8 -1170 -407,4 762,6 5 2,8002 1170 407,4 762,6 -4 -2,573 -1053 -418,8 634,2 6 2,9688 1287 399,2 887,8

ax

9001

4,65 1934,09

Br m

T SF T

Biểu đồ đường cong quan hệ R(x)

200 400 600 800 1000 1200 1400

1600 R(x) với x>0

R(x) với x<0

7 Nhận xét kết quả của các đồ thị

a) Đồ thị H(x) của cặp dây neo

+ Quan hệ giữa lực ngang Hi và chuyển vị của dây Xi là quan hệ phi tuyến

+ Khi dây 1 chùng thì dây 2 căng và ngược lại

+ Dây chùng thì Hi giảm, dây căng thì Hi tăng

b) Đồ thị lực môi trường R(x)

+ Từ đồ thị R(x) ta thấy lực môi trường tác dụng lên dây neo là đường cong phi tuyến + Khi tính được lực căng T của dây ta có thể tính được hệ số hiệu quả của cặp dây neo theo biểu thức :

Trong đó:

[ ]

R e T



MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: SỐ LIỆU ĐẦU VÀO 1

CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN 2

1 Xác định chiều dài ban đầu tối thiểu của dây neo 1 phía Lmin = Lo ( để đầu dưới vừa tiếp xúc với đáy biển ) và các đại lượng XAO , VAO 2

2 Lập đường cong quan hệ H(x) với x < 0 của dây neo 1 phía (Kết cấu nổi di chuyển sang bên trái): 3

3 Lập đường cong quan hệ H(x) với x > 0 của dây neo 1 phía (Kết cấu nổi di chuyển sang bên phải) 6

a Xác định các giá trị Hi và ZBi (i = 0÷10) bằng các chu trình lặp như sau : 7

b Tính 10 giá trị XBi (ứng với độ sâu nước “ảo”ZBi ), và 10 giá trị XAi(ứng với độ sâu nước “ảo” ZAi= d +Zbi) 7

c Xác định độ dịch chuyển của đầu trên của dây neo: 7

4 Lập đường cong quan hệ H(x) của cặp dây neo : 9

5 Tính hệ số an toàn về bền cho dây neo tại thời điểm nguy hiểm nhất (Hi max) 11

6 Lập đường cong quan hệ R(x): 12

7 Nhận xét kết quả của các đồ thị 13

a) Đồ thị H(x) của cặp dây neo 13

b) Đồ thị lực môi trường R(x) 13

MỤC LỤC 14