Thuyết minh-hoàn-chỉnh-đồ án cố định 1

ĐỒ ÁN CÔNG TRÌNH BIỂN CỐ ĐỊNH 1

NHÓM 5 – LỚP 57CB2 1

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ......................................................................................... 3

1.1. SỐ LIỆU ĐẦU VÀO..................................................................................... 3

1.1.1. Số liệu công nghệ và công trình ............................................................. 3

1.1.2. Số liệu mực nước .................................................................................... 3

1.1.3. Số liệu vận tốc gió ................................................................................... 4

1.1.4. Số liệu sóng thiết kế ................................................................................ 4

1.1.5. Số liệu dòng chảy .................................................................................... 5

1.1.6. Số liệu hà bám ......................................................................................... 6

1.1.7. Số liệu địa chất công trình ..................................................................... 7

1.1.8. Các thông số về vật liệu .......................................................................... 8

1.2. YÊU CẦU ĐỒ ÁN ........................................................................................ 8

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SƠ BỘ ................................................................................. 9

2.1. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC TỔNG THỂ .................................................. 9

2.1.1. Xác định chiều cao thấp nhất của sàn thượng tầng ............................. 9

2.1.2. Xác định cao trình diafrac d1 ............................................................... 10

2.1.3. Xác định chiều cao chân đế ................................................................. 11

2.1.4. Xác định chiều cao khung sàn chịu lực (khung nối) .......................... 12

2.1.5. Xác định bề rộng đáy dưới của khối chân đế ...................................... 12

2.1.6. Xác định vị trí các mặt cắt ngang, phương án hệ thanh xiên trong

panel 12

2.1.7. Cấu tạo các mặt cắt ngang để đỡ conductor ........................................ 13

2.2. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CÁC THANH CẤU KIỆN ........................ 13

2.2.1. Xác định kích thức ống chính .............................................................. 13

2.2.2. Xác định kích thước ống ngang, ống nhánh, ống chéo ...................... 14



2.3. XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CỌC VÀ ỐNG CHÍNH ................ 19

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CHI TIẾT ......................................................................... 22

3.1. TẢI TRỌNG CHI TIẾT ............................................................................ 22

3.1.1. Xác định trọng lượng bản thân ............................................................ 22

3.1.2. Xác định trọng lượng hà bám .............................................................. 22

3.1.3. Xác định trọng lượng nước kèm của các phần tử thanh ngập nước . 22

3.1.4. Xác định khối lượng nước trong ống .................................................. 23

3.1.5. Tính tay tải trọng gió ............................................................................ 23

3.1.6. Tính tay tải trọng sóng & dòng chảy ................................................... 26

3.2. SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN .................................................................................. 42

3.2.1. Mô hình liên kết nối đất ....................................................................... 42

3.3. BÀI TOÁN DAO ĐỘNG RIÊNG ............................................................. 43

3.4. BÀI TOÁN KIỂM TRA CẤU KIỆN ........................................................ 46

3.4.1. Thiết kế và kiểm tra cấu kiện thanh..................................................... 46

3.4.2. Thiết kế và kiểm tra cấu kiện nút ( theo API) ..................................... 51

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ MÓNG CÔNG TRÌNH ................................................... 55

4.1. SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC ....................................................................... 55

4.1.1. Sức chịu tải của cọc chịu nén .............................................................. 55

4.1.2. Sức chịu tải của cọc chịu nhổ .............................................................. 56

4.1.3. Xác định sức kháng bên trong trong đất dính ..................................... 57

4.1.4. Xác định sức kháng mũi trong đất dính .............................................. 57

4.1.5. Kết quả phản lực cọc ............................................................................ 58

PHỤ LỤC I: TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KCĐ ................................................ 62

PHỤ LỤC II: PHẢN LỰC ĐẦU CỌC ...................................................................... 71

PHỤ LỤC III: CHUYỂN VỊ TẠI NÚT LỚN NHẤT ............................................... 73



CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

1.1. SỐ LIỆU ĐẦU VÀO

1.1.1. Số liệu công nghệ và công trình

Bảng 1.1. Số liệu công trình

Số

đề

Kích thước khung

đỡ (Tại WP)

Thượng tầng (4 sàn chức năng)

Số ống chính

PA móng Trọng

lượng

Kích thước

thượng tầng Số giếng

5 10x12m 2400(T) 24x28x15 (m) 4giếng 4 ống chính

1.1.2. Số liệu mực nước

Bảng 1.2. Số liệu mực nước

Số đề 5

Độ sâu nước trung bình (MLS) (m) 40

Triều dâng lớn nhất (HAT) (m) +1,6

Triều hạ kiệt nhất (LAT) (m) -1,4

Nước dâng tương ứng với bão thiết kế (m) 1,5



1.1.3. Số liệu vận tốc gió

Bảng 1.3. Số liệu gió

Chu kỳ lặp - năm N NE E SE S SW W NW

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

1.1.4. Số liệu sóng thiết kế

Bảng 1.4. Số liệu sóng

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

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



1.1.5. Số liệu dòng chảy

- Vận tốc dòng chảy mặt lớn nhất tương ứng với hướng sóng tính toán (chu kỳ lặp

100 năm).

Bảng 1.5.1 Vận tốc dòng chảy mặt

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

- Vận tốc dòng chảy đáy lớn nhất tương ứng với hướng sóng tính toán (chu kỳ lặp

100 năm)

Bảng 1.5.2. Vận tốc dòng chảy đáy

Các thông số

Hướng sóng

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



1.1.6. Số liệu hà bám

Bảng 1.6. Số liệu hà bám

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

(MSL)

Chiều dày hà bám

(mm)

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

Từ - 4m đến -8m 87 mm

Từ -8m đến -10m 100 mm

Từ -10m đến đáy biển 70 mm

Trọng lượng riêng của hà bám khô , g = 1400kG/m3



1.1.7. Số liệu địa chất công trình

Bảng 1. 7. Số liệu địa chất

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

đáy biển trở xuống) h1 = 15m h2 = 35m h3 = Vô hạn

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 g, g/cm3 2,0 2,03 2,01

9 Tỷ trọ 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 ộ 14 22 25



1.1.8. Các thông số về vật liệu

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

* Đặc trưng cơ lý của vật liệu thép :

- Trọng lượng riêng : γt = 7,85 (T/m3)

- Cường độ chảy Fy (kG/cm2) = 3450 với D > 520 mm

= 2150 với D < 520 mm

- Modun đàn hồi : E = 2,1.106 (kG/cm2)

* Liên kết hàn : Que hàn loại N-42

- Cường độ chịu nén hàn đối đầu : Rnh = 2100 (kG/cm2)

- Cường độ chịu kéo hàn đối đầu : Rkh = 2100 (kG/cm2)

- Cường độ chịu cắt hàn đối đầu : Rch = 1800 (kG/cm2)

- Tính toán đường hàn góc : Rgh = 2100 (kG/cm2)

1.2. YÊU CẦU ĐỒ ÁN

- Xây dựng phương án kết cấu thượng tầng

- Xây dựng phương án kết cấu chân đế

- Tính toán phản ứng của kết cấu

- Kiểm tra cấu kiện

- Thiết kế cọc.



CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ SƠ BỘ

2.1. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC TỔNG THỂ

Thượng tầng gồm 4 sàn chức năng, kích thước mỗi sàn 24x28x5(m). Tổng 4 sàn

chức năng sẽ cao 15m.

2.1.1. Xác định chiều cao thấp nhất của sàn thượng tầng

Hình 2.1 Chiều cao thượng tầng.

Chiều cao thấp nhất của sàn thượng tầng được xác định theo công thức:

CT nd max 0H MSL HAT H . H

TT

-40.0 m

LAT -1.4 mMSL +0.00 m

HAT +1.6 m

WP

HC

T



Trong đó:

MSL – Độ sâu nước trung bình, MLS=40 (m)

HAT – Mực nước triều cao, HAT=1,6 (m)

ndH Nước dâng tương ứng với bão thiết kế, ndH 1,5(m)

maxH Chiều cao sóng lớn nhất trong suốt đời sống của công trình, maxH 16,1m

Hệ số lấy theo lý thuyết sóng, 0,7 ứng với lý thuyết sóng Stokes

0 Độ dự trữ an toàn hay còn gọi là độ tĩnh không, lấy 0 1,5m

CT H 40 1,6 1,5 0,7.16,1 1,5 55,87 m

Chọn ctH 56(m) .

2.1.2. Xác định cao trình diafrac d1

Hình 2.2 Cao trình diafrac 1

-40.0 m

LAT -1.4 mMSL +0.00 m

HAT +1.6 m

WP

HD

1

D1

D2

D3

D4

Top of jacket



Cao trình Diafrac được xác định tương ứng với cao trình sàn phục vụ cho công tác thi

công lắp đặt sàn chịu lực, được xác định theo công thức:

D1 tc 1H MNTC .H

Trong đó:

MNTC – Mưc nước triều cao được xác định theo công thức:

MNTC MSL HAT 40 1,6 41,6 m

Htc Chiều cao sóng lớn nhất trong thời gian thi công đống cọc (Ta lấy trong thời gian

lặp 1 năm) , việc thi công đóng cọc sẽ được thực hiện trong điều kiện môi trường thuận

lợi, kết hợp với thông số sóng chu kỳ lặp 1 năm ta lấy tcH 0,75m

Độ dự trữ an toàn, lấy 1m

1 Độ dự trữ an toàn do lún khi thi công, lấy 1 2 3m ,lấy bằng 2,5 m

Hệ số, theo lý thuyết sóng Stock thì 0,7

D1H 41,6 0,7.0,75 1 2,5 44,7(m)

Lấy D1H 45(m)

2.1.3. Xác định chiều cao chân đế

Chiều cao chân đế là khoảng cách từ đáy biển tới điểm working point (WP) được xác

định theo công thức:

CĐ D1 2H H Z

Trong đó, 2Z Khoảng đảm bảo cho gia công nút liên kết khung chịu lực với chân đế,

lấy 2Z 6m

CĐH 45+6=51 (m)

Trong đó chiều cao tại điểm top of jacket được lấy cao hơn HD1 là 2m.



2.1.4. Xác định chiều cao khung sàn chịu lực (khung nối)

Chiều cao khung sàn chịu lực được xác định theo công thức:

SF CT CĐH H H 56 51 5 m

2.1.5. Xác định bề rộng đáy dưới của khối chân đế

Thiết kế ống chính với độ dốc i = 1/10 theo bề rộng và i = 1/8 theo bề dài. Với kích

thước đỉnh khối chân đế 10x12m thì kích thước đáy của khối chân đế sẽ là 20.2 x

24.75m.

2.1.6. Xác định vị trí các mặt cắt ngang, phương án hệ thanh xiên trong panel

Vị trí các mặt cắt ngang và phương án hệ thanh xiên trong panel được thể hiện ở hình

vẽ dưới:

Hình 2.3 Vị trí các mặt ngang và hệ thanh xiên

150

00

150

00

150

00

2000

39°

46°

57°

39°

44°

41°

44°

50°

35°

50°

46°

44°

44°

38°

38°

38°

33°

33°

150

00

150

00

150

00

D2

D3

D4

D1

D2

D3

D4

Top of jacket

D1

Top of jacket

2000

64°

50°

59°

45°

53°



2.1.7. Cấu tạo các mặt cắt ngang để đỡ conductor

Hình 2.4 Cấu tạo các mặt ngang

2.2. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CÁC THANH CẤU KIỆN

2.2.1. Xác định kích thức ống chính

Ống chính được chọn theo tiết diện cọc, đường kính trong của ống chính thường lớn

hơn đường kính ngoài của cọc từ 3 đến 4inch. Độ dày ống chính từ 0.5 đến 2.5inch.

Đường kính và độ dày cọc được chọn sơ bộ dựa vào sức chịu tải của cọc.

10

100

10

100

20

200

10375 4000 10375

24750

8500

21000

66254750

13500 17250

4000

4000 8500

662547504000

86

00

86

00

17

200

71

00

71

00

56

00

56

00

11

200

14

200

Diafrac D4Diafrac D3

Diafrac D2Diafrac D1



2.2.2. Xác định kích thước ống ngang, ống nhánh, ống chéo

Độ mảnh của thanh được xác định theo công thức:

𝑘. 𝑙

𝑟

Trong đó:

Độ mảnh của thanh

K =K1 . K2

- K1 – Hệ số chiều dài tính toán của thanh phụ thuộc vào điều kiện liên kết tại hai

đầu thanh:

+ Đối với ống trong diafrac k=1.0

+ Đối với ống xiên k=0.8

+ Đối với ống ngang k=0.7

- K2 – Hệ số chiều dài tính toán của thanh phụ thuộc vào chiều dài hữu hiệu thanh

+ Đối với ống trong diafrac k=0.7

+ Đối với ống xiên k=0.9

+ Đối với ống ngang k=0.8

r – Bán kính quát tính của tiết diện được xác định theo công thức

Jr

A

Với: J – Mô men quát tính của tiết diện ống vành khuyên

4 4J D (D 2t)64

A – Diện tích tiết diện

2 2A D (D 2t)4

D – Đường kính ngoài của tiết diện

t – Bề dày ống



Và tỷ số D/t nên lấy trong khoảng 30-60. Kết quả cho trong bảng sau:

Bảng 2.1. Số liệu ống thép

LOẠI ỐNG KÝ HIỆU D(mm) t (mm) L(m) 𝜆 D/t

ỐNG

NGANG

ON1 355.60 12.50 13.5 62.28135 28.448

ON1(1/2) 355.60 8.00 11.2 63.77732 44.45

ON2 355.60 12.50 17.25 79.58173 28.448

ON2(1/2) 355.60 8.00 14.2 80.86054 44.45

ON3 482.60 12.50 21 70.7308 38.608

ON3(1/2) 482.60 12.50 17.2 72.41487 38.608

ON4 520.00 12.50 24.75 77.2219 41.6

ON4(1/2) 482.60 12.50 20.2 85.04537 38.608

ỐNG

XIÊN

OX1-2 580.00 15.60 21.53 77.65487 37.17949

OX2-3 660.00 20.60 24.35 77.51371 32.03883

OX3-4 720.00 20.60 27.4 79.74696 34.95146

ỐNG

XIÊN

TRONG

DIAPHAG

M

ONX1 355.60 8.00 7.34 41.79693 44.45

ONX2 355.60 8.00 9.71 55.29266 44.45

ONX3 355.60 8.00 12.09 68.84534 44.45

ONX4 355.60 8.00 14.48 82.45497 44.45



Hình 2.5. Sơ đồ bố trí thanh.

580x15.6

482.6x12.5

482.6X15.6

520x15.6 520x15.6

16

00

x25.4

16

00

x25.4

580x15.6580x1

5.6

580x1

5.6

580x

15.6

580x

15.6

580x

15.

6

580x

15.

6

660x

20.6

660x

20.6

660x20.6

660x20.6

660x20.6

720x20.6

660x

20.6

660x

20.6

660x20.6

720x20.6720x2

0.6

24750 20200

15

00

01

50

00

15

00

02

00

0

15

00

01

50

00

15

00

02

00

0

482.6x12.5

16

00

x25.4

16

00

x25.4

482.6X15.6

482.6X15.6

482.6X15.6

720x20.6

720x20.6

720x20.672

0x20

.6

720x

20.6



Hình 2.6. Sơ đồ thanh trên các mặt ngang D1, D2.

35

5.6

x1

2.5 3

55

.6x1

2.5

Diafrac D1

Diafrac D2

48

2.6

X1

2.5

48

2.6

X1

2.5

482.6X12.5

482.6X12.5

355.6x8.0355.6x8.0

355.

6x8.

035

5.6x

8.0

482.6X15.6

482.6X15.6

48

2.6

X1

5.6

48

2.6

X1

5.6

355.6x8.0355.6x8.0

355.

6x8.

035

5.6x

8.0

48

2.6

X1

5.64

82

.6X

15

.6

4750

13500

47504000

56

00

56

00

11

20

0

6625

17250

4000 6625

71

00

71

00

14

20

0



Hình 2.7. Sơ đồ bố trí thanh trên các mặt ngang D3 , D4.

482.6X15.6

482

.6X

15.6

355.6x8

355.6x8

355.

6x8

355.

6x8

482

.6X

15.6

482.6X15.6

482

.6X

15.6

8500

21000

4000 8500

86

00

86

00

17

200

Diafrac D3

520x15.6

520x15.6

355.

6x8

520

x15.6

520

x15.6

482

.6X

15.6

482

.6X

15.6

355.

6x8

355.6x8

355.6x8

Diafrac D4

10

100

10

100

20

200

10375 4000 10375

24750

482

.6X

15.6



Hình 2.8. Chi tiết ống đỡ conductor

2.3. XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CỌC VÀ ỐNG CHÍNH

Kích thước cọc được xác định sơ bộ dựa vào các loại tải trọng:

- Thượng tầng

- Bản thân

- Tải trọng sóng ( F1/2)

- Khối lượng hà bám

- Tải trọng gió

- Tải trọng dòng chảy

Xác định sơ bộ tải trọng sóng, ta có sơ đồ tính toán như sau

2000

2000

2000 2000

355.6x8



Hình 2.9. Sơ đồ tải trọng sóng

F(z,t)

Fs

a

F1/2

b/2b/2

M = Fs.a

b/2b/2

M

F1/2



Trong đó : F1 = M/(b/2)

- Tải trọng thượng tầng tác dụng lên mỗi cọc là TT/4 = 6000 (kN)

Dựa vào phần mềm SACS, ta có phản lực lớn nhất tác dụng lên cọc là

N = 11468.06(kN)

Ta lựa chọn cọc có tiết diện 147.32 x 3 (cm) có As = 1359,49 cm2,

Rs = 2800 kg/cm2

có sức chịu tải theo vật liệu là :

P = As . Rs= 2800 . 1359,49 = 3806572 (kg)

P= 38065,72 (kN)

Ta có k = 38065,72

11468.06= 3,33 > 2 = [k]

Vậy cọc được chọn sơ bộ có tiết diện 147.32x3 (cm),

Ta lựa chọn ống chính có tiết diện : 160 x 2.54



CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CHI TIẾT

3.1. TẢI TRỌNG CHI TIẾT

3.1.1. Xác định trọng lượng bản thân

Tải trọng bản thân được khai báo từ SACS ( xem chi tiết tại phụ lục I )

3.1.2. Xác định trọng lượng hà bám

Trọng lượng hà bám vào kết cấu chân đế được tính từ MSL xuống đáy biển.

Khi đó trọng lượng hà bám tại thanh thứ i sẽ được xác định theo công thức:

hb hb i im (i) .A .L (T)

Trong đó:

hb Trọng lượng riêng của hà bám, 3

hb 1,4( t / m )

iA Diện tích mặt cắt ngang của hà bám trên thanh thứ i, 2m

iL Chiều dài thanh, m

Tải trọng hà bám được khai báo trong SACS ( xem chi tiết tại phụ lục I )

3.1.3. Xác định trọng lượng nước kèm của các phần tử thanh ngập nước

Khi công trình chuyển động thì gây ra cho phần tử nước xung quanh kết

cấu mốt lực quát tính làm cho kết cấu trở lên nặng thêm bởi trọng lượng một

lượng nước kèm theo khi dao động.

Coi trọng lượng nước kèm phân bố đều trên chiều dài thanh và được xác

định theo công thức:

nk m nb im (i) C . .A (T/m)

Trong đó:

mC Hệ số nước kèm, với tiết diện tròn Cm =1



nb Mật độ của nước biển, 3

n 1,025(T/ m )

iA Diện tích mặt cắt ngang của phẩn tử thanh thứ i, 2m

Khối lượng nước kèm đã được khai báo trong SACS.

3.1.4. Xác định khối lượng nước trong ống

Nước trong ống là một thành phần trọng lượng giúp chân đế chìm trong quá

trình thi công và tham gia suốt tuổi đời của công trình.

Ta chỉ tính trọng lượng nước trong ống đối với các ống chính. Nước trong ống

được phân bố đều tại các mặt cắt ngang của ông được xác định theo công thức:

ntô nb im (i) .A (T/m)

Trong đó:

nb Mật độ của nước biển, 3

n 1,025(T/ m )

iA Diện tích mặt cắt ngang phần chứa nước của cọc, 2m

Khối lượng nước trong ống đã được khai báo trong SACS

3.1.5. Tính tay tải trọng gió

Tính tải trọng gió tác dụng lên phần công trình nằm phía trên mực nước tĩnh

(tức là từ 40m trở lên). Và được tính theo tiêu chuẩn API theo công thức:

2tz sF 0,0473.V .C .A

Trong đó:

F: lực gió tác động lên kết cấu (N)

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

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

Cs: hệ số khí động xác định theo quy phạm.



Bảng 3.1. Bảng giá trị Cs

Loại kết cấu Cs

Kết cấu dầm,nhà tường đặc 1,5

Kết cấu trụ tròn 0,5

Sàn công tác 1

Công thức quy đổi vận tốc gió trung bình

10tzZ

V .V .10

Trong đó: : hệ số gió giật ở độ cao 10

: hệ số hàm lũy thừa

Bảng 3.2. Vận tốc gió trung bình

Hệ số

Tính trung bình trong khoảng thời gian

1h 1 phút 5 giây 3 giây

0,15 0,113 0,102 0,1

1 1,18 1,31 1,33

Tải trọng gió lên phần ống trên mặt nước được khai báo trong SACS ( xem chi tiết tại

phụ lục I )

Tải trọng gió lên thượng tầng được tính tay rồi khai báo trong SACS dưới dạng ngẫu

lực (kết quả thể hiện trong bảng)

Hình 3.1. Hướng tải trọng gió tính toán

TT

WP

Fgio

F1 F2

b/2 b/2



Các nút kí hiệu như hình vẽ:

Hình 3.2 Các hướng tác dụng của gió

Bảng 3.3. Kết quả tính tải trọng gió

1

23

4Y X

N

S

EW

NE

SW

NW

SE

Tính toán tải gió tác

dụng lên thượng tầng LỰC GIÓ TẢI TRỌNG TÁC DỤNG TẠI WP

HƯỚNG z

(m)

Fx

(T)

Fy

(T) 1 2 3 4

N 23.5 -95.46 -95.46 -338.78 26.03 -26.03 338.78

NE 23.5 -124.03 0.00 -236.78 236.78 -236.78 236.78

E 23.5 -0.06 0.06 -0.02 0.22 -0.22 0.02

SE 23.5 0.00 29.87 48.82 48.82 -48.82 -48.82

S 23.5 0.44 0.44 1.56 -0.12 0.12 -1.56

SW 23.5 76.13 0.00 145.33 -145.33 145.33 -145.3

W 23.5 75.47 -75.47 20.58 -267.58 267.58 -20.58

NW 23.5 0.00 -78.09 -127.78 -127.78 127.78 127.78



3.1.6. Tính tay tải trọng sóng & dòng chảy

Hướng sóng lớn nhất là hướng NE có: H=16,1m

T=14,1s

Trong khuôn khổ đồ án, cho phép áp dụng Lý thuyết sóng Airy để mô tả chuyển

động sóng , dùng để xác định tải trọng sóng tác dụng lên công trình; do vậy các thông

số đặc trưng cho chuyển động sóng là :

- Chiều dài sóng L xác định từ chiều cao sóng H theo điều kiện sóng vỡ :

H / L = 1/8 ---> L = 8.H = 8.16,1 = 128,8 (m)

* Số sóng trên 1 đơn vị chiều dài 2 :

𝑘 =2𝜋

𝐿=

2𝜋

128,8= 0,0488 ( 1/m )

* Tần số vòng của sóng :

= 2 / T = 2/ 14,1=0,4456 ( 1/sec )

* Tốc độ truyền sóng :

c = / k = L/T = 128,8/14,1 = 9,1348 ( m/sec )

3.1.6.1 Xác định vận tốc, gia tốc của chuyển động sóng - dòng chảy tại các

nút của KCĐ

Chọn hệ toạ độ như sau :

Trục Oz thẳng đứng và trùng với trục của khối KCĐ

Trục Ox nằm ngang, trùng với phương gió và chuyển động sóng

Trục Oy nằm ngang, vuông góc với trục ox

Gốc toạ độ O tại mặt đáy biển



Xác định toạ độ các nút :

Trên cơ sở hình dạng và tiết diện các thanh của KCĐ đã chọn, xác định được các

toạ độ ( xi, yi, zi ) của nút thứ i trong sơ đồ kết cấu KCĐ.

Xác định vận tốc, gia tốc của sóng - dòng chảy tại các nút ứng với các trạng thái vị

trí đỉnh sóng :

* Trạng thái vị trí đỉnh sóng với công trình được xem xét ít nhất ở 3 thời điểm :

Thời điểm thứ nhất : Đỉnh sóng nằm ở mặt trước của KCĐ ( mặt trước là mặt

vuông góc với phương truyền sóng và là mặt đón sóng đầu tiên, nằm bên trái trục

Ox ), như vậy sẽ xác định toạ độ của đỉnh sóng ở trạng thái này :

x01 = -6,17 ( m )

z01 = d + 0,5.H = 41,6 + 0,5.16,1 = 49,65 (m)

Thời điểm thứ hai : Đỉnh sóng nằm ở trục của khối KCĐ ( nằm trên trục Oz ),

như vậy sẽ xác định toạ độ của đỉnh sóng ở trạng thái này :

x02 = 0

z02 = d + 0,5.H = 41,6 + 0,5.16,1 = 49,65 (m)

Thời điểm thứ ba : Bụng sóng nằm ở trục của KCĐ ( nằm trên trục Oz ) , như

vậy sẽ xác định toạ độ của đỉnh sóng ở trạng thái này :

x03 = 64,4 (m)

z03 = d + 0,5.H = 41,6 + 0,5.16,1 = 49,65 (m)

Tương ứng với mỗi trạng thái đỉnh sóng trên, cần xác định vận tốc, gia tốc của

chuyển động sóng - dòng chảy tại các nút theo trình tự sau :



a) Xác định thời điểm tương ứng của trạng thái đỉnh sóng và biên độ sóng bề mặt trong

phạm vi KCĐ :

Biên độ sóng bề mặt theo Lý thuyết sóng Airy tính theo công thức :

( x, t ) = H/2 . cos ( k.x - .t )

Với trạng thái đỉnh sóng thứ i ( i = 1, 2, 3 ) ta có :

( x0i, t0i ) = H/2 . cos ( k.x0i - .t0i ) = H/2

cos ( k.x0i - .t0i ) = 1

k.x0i - .t0i = n ( rad )

cho n = 0 thời điểm tương ứng với trạng thái đỉnh sóng thứ i là :

t0i = ( k . x0i ) / ( sec )

Xét với trạng thái đỉnh sóng đó, biên độ của sóng bề mặt tại vị trí mặt sóng giao

cắt với mặt trước, trục và mặt sau của KCĐ sẽ là :

t ( xt, t0i ) = H/2 . cos ( k . xt - .t0i ) ( điểm giao cắt At )

0 ( 0, t0i ) = H/2 . cos ( - .t0i ) ( điểm giao cắt A0 )

s ( xs, t0i ) = H/2 . cos ( k . xs - .t0i ) ( điểm giao cắt As )

Trong đó :

t ( xt, t0i ) , 0 ( 0, t0i ) , s ( xs, t0i ) - biên độ của sóng bề mặt tại vị trí mặt sóng

giao cắt với mặt trước, trục và mặt sau của KCĐ

xt, xs - toạ độ theo phương x của mặt trước và mặt sau KCĐ giao cắt với sóng bề

mặt

Như vậy độ sâu nước tương ứng với các điểm At, A0 và As ở trạng thái đỉnh sóng này

sẽ là : dt = d + t ( xt, t0i )

d0 = d + 0 ( 0, t0i )

ds = d + s ( xs, t0i )



Nếu như đồng thời các giá trị dt, d0 và ds có giá trị sai khác nhỏ so với ( d + H/2)

thì xem như tác động của sóng vào KCĐ trong 3 trường hợp trạng thái đỉnh sóng nêu

trên không sai khác nhiều, sẽ cho phép chỉ cần tính toán với 1 trạng thái đỉnh sóng trong

3 trạng thái đó; và thường chọn trạng thái đỉnh sóng thứ 2. Điều này cho phép thực hiện

nếu sự sai khác đó trong phạm vi 5%

Thời điểm t0 tương ứng với các trạng thái đỉnh sóng sẽ là :

Trạng thái thứ nhất ( i = 1 ):

t01 = ( k . x01 ) / = [ 0,0488 . ( - 6,17 ) ] / 0,4456 = - 0,6757( s )

Trạng thái thứ hai ( i = 2 ):

t02 = ( k . x02 ) / = [ 0,0488 . 0 ] / 0,4456 = 0 ( s )

Trạng thái thứ ba ( i = 3 ):

t03 = ( k . x03 ) / = [ 0,0488 . 64,4 ] / 0,4456 = 7,05 ( s )

Kiểm tra số liệu đã tính :

Đỉnh sóng đi từ trạng thái thứ nhất tới trạng thái thứ 2 mất 1 khoảng thời gian là

t1 = t02 - t01 = 0 - ( - 0,6757) = 0,6757 (sec )

t2 = t02 - t01 = 7,05-0 = 7,05 (sec )

tốc độ truyền sóng c = 9.1348 ( m/sec); suy ra khoảng cách giữa 2 đỉnh sóng đó là :

x1 = t . c = 0,6757 . 9,1348 = 6,37 m ~ 6,1724 m

x2 = t . c = 7,05 . 9,1348 = 64.4 m ~ 64,400 m

Giá trị x này có giá trị đúng bằng trị tuyệt đối của toạ độ x01 = 6,17 m ;

x02 = 64,4 m . Như vậy kết quả tính là đúng.

Bây giờ xét biên độ của sóng bề mặt tại vị trí mặt sóng giao cắt với mặt trước, trục và

mặt sau của KCĐ theo trạng thái đỉnh sóng thứ nhất :

{ xt = -6,17 m ; x0 = 0 m ; xs = 6,17 m }



t ( xt, t01 ) = H/2 . cos ( k . xt - . t01 )

= 0,5 . 16,1 . cos [ 0,0488 . ( - 6,17) - 0,4456 . ( - 0,6757 )]

= 8,05 . cos ( -4. 106 )

= 8,05 m

0 ( 0, t01 ) = H/2 . cos ( k . x0 - . t01 )

= 0,5 . 16,1 . cos [ 0,0488 . 0 - 0,4456 . ( - 0,6757 )]

= 8,05 . cos ( 0,301 )

= 7,69(m)

s ( xs, t01 ) = H/2 . cos ( k . xs - .t01 )

= 0,5 . 16,1 . cos [ 0,0488 . 6,17 - 0,4456 . ( - 0,6757 )]

= 8,05 . cos ( 0,602 ) = 6,63 m


sẽ là :

dt = d + t ( xt, t01 ) = 41,6 + 8,05 = 49,65 m

d0 = d + 0 ( 0, t01 ) = 41,6+ 7,69 = 49,29 m

ds = d + s ( xs, t01 ) = 41,6 + 6,63 = 48,23 m

Xét biên độ của sóng bề mặt tại vị trí mặt sóng giao cắt với mặt trước, trục và mặt sau

của KCĐ theo trạng thái đỉnh sóng thứ hai :

{ xt = -6,22 m ; x0 = 0 m ; xs = 6,22 m }

t ( xt, t02 ) = H/2 . cos ( k . xt - . t02 )

= 0,5 . 16,1 . cos [ 0,0488 . ( - 6,22) - 0,4456 . 0]

= 8,05 . cos ( -0,304 )

= 7,68 (m)



0 ( 0, t02 ) = H/2 . cos ( k . x0 - . t02 )

= 0,5 . 16,1 . cos [ 0,0488 . 0 - 0,4456 . 0 ]

= 8,05 . cos ( 0 )

= 8,05 (m)

s ( xs, t02 ) = H/2 . cos ( k . xs - . t02 )

= 0,5 . 16,1 . cos [ 0,0488 . 6,22 - 0,4456 . 0 ]

= 8,05 . cos ( 0,3136 )

= 7,68 ( m )


sẽ là :

dt = d + t ( xt, t02 ) = 4,16 + 7,68 = 49,28 m

d0 = d + 0 ( 0, t02 ) = 41,6 + 8,05 = 49,65 m

ds = d + s ( xs, t02 ) = 4,16+ 7,68 = 49,28 m

Xét biên độ của sóng bề mặt tại vị trí mặt sóng giao cắt với mặt trước, trục và mặt sau

của KCĐ theo trạng thái đỉnh sóng thứ ba :

{ xt = -8,09 m ; x0 = 0 m ; xs = 8,09 m }

t ( xt, t03 ) = H/2 . cos ( k . xt - . t03 )

= 0,5 . 16,1 . cos [ 0,0488 . ( -8,09) - 0,4456 . 7,05 ]

= 8,05 . cos ( -3,536 )

= -7,43 (m)

0 ( 0, t03 ) = H/2 . cos ( k . x0 - . t03 )

= 0,5 . 16,1 . cos [ 0,0488 . 0 - 0,4456 . 7,05 ]



= 8,05 . cos ( -3,1415 )

= - 8,05 (m)

s ( xs, t03 ) = H/2 . cos ( k . xs - . t03 )

= 0,5 . 16,1 . cos [ 0,0488 . 8,09 - 0,4456 . 7, 05 ]

= 8,05 . cos ( -2,747 )

= -7,43( m )


sẽ là :

dt = d + t ( xt, t03 ) = 41,6 - 7,43 = 34,17 m

d0 = d + 0 ( 0, t03 ) = 41,6 - 8,05 = 33,55 m

ds = d + s ( xs, t03 ) = 41,6 - 7,43 = 34,17 m

Ta phải tính sóng cho 3 thời điểm

b ) Xác định vận tốc dòng chảy tại các nút :

Xem vận tốc dòng chảy phân bố theo luật bậc 1 theo độ sâu, và độ sâu nước (

tính từ mặt sóng tới đáy biển ) trong phạm vi KCĐ biến đổi không nhiều ( nếu dt, d0, ds

sai khác < 5% so với ( d + H/2 ) ), việc xác định vận tốc dòng chảy tại các nút tính theo

công thức

vdc(i ) = vdc2 + 𝑉𝑑𝑐1−𝑉𝑑𝑐2

𝑑 . zi

trong đó : vdc( i ) và zi là vận tốc dòng chảy tại nút i và khoảng cách từ nút đó tới đáy

biển.

Cần chú ý :

* Chỉ xác định vdc(i) cho các nút nằm trong nước, hay zi < ( d + H/2 )

* Dòng chảy theo phương ngang, do vậy vdc(i) sẽ có phương trùng với trục

Ox, và trùng với thành phần vận tốc vx của chuyển động sóng



* Tính toán cho 1 phần tử nút có tọa độ z=15 (m)

Vdc = 182 +224−182

40.15=197,75(cm/s)=1,978 (m/s)

Tại nút có tọa độ z=0 (m) có:

Vdc = 182 +224−182

40.0=182 (cm/s)=1,82 (m/s)

c ) Xác định vận tốc, gia tốc của chuyển động sóng tại các nút :

Tương ứng với mỗi trạng thái đỉnh sóng, cần xác định vận tốc, gia tốc của chuyển

động sóng tại các nút. Trong trường hợp dt, d0, ds sai khác < 5% so với ( d + H/2 ) thì

chỉ cần tính vận tốc, gia tốc của chuyển động sóng tại các nút theo 1 trạng thái đỉnh

sóng.

* Ta xác định vận tốc và gia tốc của chuyển động sóng tại nút có các toạ độ :

xi = 10,5 m ; zi = 15 m và nút có xi=12,375 m ; zi= 0 m

Tại trạng thái đỉnh sóng thứ nhất (thời điểm t = -0,6757 s )

Các thành phần vận tốc của sóng tại điểm nút đó :

0

.H ch(k.zi)vsx(i) . .cos(k.xi .t )

2 sh(k.d)

0

.H sh(k.zi)vsz(i) . .sin(k.xi .t )

2 sh(k.d)

Gia tốc của chuyển động sóng tại nút đó là :

0

^ 2.H ch(k.zi)asx(i) . .sin(k.xi .t )

2 sh(k.d)

0

^ 2.H sh(k.zi)asz(i) . .cos(k.xi .t )

2 sh(k.d)

Nút x z sh(kd) ch(k.z) cos(kx-wt) sh(k.z) sin(kx-wt) vx vz ax az

i 10.5 15 3.73 1.28 0.69 0.80 0.73 0.84 0.56 0.40 -0.23

j 12.375 0 3.73 1.00 0.62 0.00 0.79 0.59 0.00 0.34 0.00



Tại trạng thái đỉnh sóng thứ hai (thời điểm t = 0 s )


i 10.5 15 3.73 1.28 0.87 0.80 0.49 1.07 0.38 0.27 -0.30

j 12.375 0 3.73 1.00 0.82 0.00 0.57 0.79 0.00 0.24 0.00

Tại trạng thái đỉnh sóng thứ ba (thời điểm t = 7,05 s )


i 10.5 15 3.73 1.28 -0.87 0.80 -0.49 -1.07 -0.38 -0.27 0.30

j 12.375 0 3.73 1.00 -0.82 0.00 -0.57 -0.79 0.00 -0.24 0.00

d ) Xác định vận tốc, gia tốc của chuyển động sóng - dòng chảy tại các nút :

Do tính phi tuyến của Lực cản vận tốc với vận tốc trong công thức Morison, do

vậy không được tính tải trọng sóng và dòng chảy riêng, sau đó đem cộng lại. Mà cần

tổng hợp vận tốc của sóng và dòng chảy lại, sau đó mới sử dụng công thức Morison để

xác định tải trọng sóng - dòng chảy lên KCĐ.

Trên cơ sở xác định được vận tốc và gia tốc của chuyển động sóng, dòng chảy ở

trên, tổng hợp tại nút i ta có :

Thành phần vận tốc chuyển động phần tử chất lỏng theo phương Ox :

vx(i) = vsx(i) + vdc(i)

Thành phần vận tốc chuyển động phần tử chất lỏng theo phương Oz :

vz(i) = vsz(i)

Thành phần gia tốc chuyển động phần tử chất lỏng theo phương Ox :

ax(i) = asx(i)

Thành phần gia tốc chuyển động phần tử chất lỏng theo phương Oz :

az(i) = asz(i)



* Ta xác định vận tốc và gia tốc của chuyển động sóng tại 1 nút có các toạ độ :

xi = 10,5 m ; zi = 15 m.


Bảng 3.4.1 Trạng thái đỉnh sóng thứ 1

STT Nút vdc vx vz ax az Vx Vz Ax Az

1 i 1.98 0.84 0.56 0.40 -0.23 2.82 0.56 0.40 -0.23

2 j 1.82 0.59 0.00 0.34 0.00 2.41 0.00 0.34 0.00

Tại trạng thái đỉnh sóng thứ hai (thời điểm t = 0s )



1 i 1.98 1.07 0.38 0.27 -0.30 3.05 0.38 0.27 -0.30

2 j 1.82 0.79 0.00 0.24 0.00 2.61 0.00 0.24 0.00




1 i 1.98 -1.07 -0.38 -0.27 0.30 0.91 -0.38 -0.27 0.30

2 j 1.82 -0.79 0.00 -0.24 0.00 1.03 0.00 -0.24 0.00

3.1.6.2 Xác định tải trọng sóng - dòng chảy :

* Xác định kích thước kết cấu :

Chọn thanh có đường kính ngoài lớn nhất Dmax, kiểm tra :

Dmax/L 0,2 kết cấu có kích thước nhỏ, cho phép dùng công thức Morison

xác định tải trọng sóng - dòng chảy lên kết cấu

Dmax/L > 0,2 kết cấu có kích thước lớn hoặc rất lớn, cần chọn lại tiết diện

thanh ( vì với quy mô công trình trong đồ án này, điều đó không hợp lý )



CTBCĐ bằng thép ở đồ án này có chuyển vị của kết cấu không lớn, do vậy chỉ

dùng công thức Morison dạng chuẩn tắc mà không dùng công thức Morison mở rộng.

* Việc xác định tải trọng sóng - dòng chảy trong đồ án được thực hiện theo cách

sau :

Tải trọng sóng - dòng chảy được xác định là tải trọng phân bố tuyến tính dọc theo

phần tử các thanh KCĐ. Do đó chỉ cần xác định cường độ tải trọng tại 2 đầu thanh, ta

sẽ xác định được tải trọng phân bố trên thanh đó.

1 - Đối với các thanh ngang trong mặt trước và mặt sau của KCĐ :

Mặt trước và mặt sau của KCĐ là các mặt vuông góc với mặt phẳng toạ độ Oxz.

Vì độ dốc của các mặt này so với phương trục Oz nhỏ, cho nên có thể xác tải trọng sóng

- dòng chảy tác động lên các thanh ngang trong các mặt đó như sau :

Xét phần tử thanh ngang có 2 đầu tương ứng ở 2 nút i và j, trên phần tử thanh đó

có tải trọng phân bố đều theo phương trục x và trục z tác dụng .

Giá trị cường độ tải trọng sóng - dòng chảy theo phương x của thanh đó là :

qx = 0,5 . n. Cd .D. vx(i)^2 + n.( 1 + Cm ).A. ax(i)

Giá trị cường độ tải trọng sóng - dòng chảy theo phương z của thanh đó là :

qz = 0,5 . n. Cd .D. vz(i)^2 + n.( 1 + Cm ).A. az(i)

A = . D^2/4

Trong đó :

vx(i), ax(i) - vận tốc và gia tốc của chuyển động sóng - dòng chảy theo phương

trục x, tại nút i ( cũng chính bằng tại nút j )

vz(i), az(i) - vận tốc và gia tốc của chuyển động sóng - dòng chảy theo phương

trục z, tại nút i ( cũng chính bằng tại nút j )

D - đường kính ngoài của thanh đang xét

n – khối lượng riêng củ nước biển (1025 kg/m3)



Cd – hệ số cản vận ốc của chất lỏng

Cm – hệ số nước kèm

Tải trọng qx và qz này là tải trọng phân bố đều trên thanh ngang của mặt trước

và mặt sau của khối KCĐ

2 - Đối với các thanh ngang trong mặt bên của KCĐ :

Mặt bên của KCĐ là các mặt vuông góc với mặt phẳng toạ độ Oyz. Vì độ dốc

của các mặt này so với phương trục Oz nhỏ, cho nên có thể xác tải trọng sóng - dòng

chảy tác động lên các thanh ngang trong các mặt đó như sau :

Xét phần tử thanh ngang có 2 đầu tương ứng ở 2 nút i và j, trên phần tử thanh đó

chỉ có tải trọng phân bố theo phương trục z tác dụng .

Giá trị cường độ tải trọng sóng - dòng chảy theo phương z tại đầu i của thanh đó là :

qz(i) = 0,5 . n. Cd .D. vz(i)^2 + n.( 1 + Cm ).A. az(i)

Giá trị cường độ tải trọng sóng - dòng chảy theo phương z tại đầu j của thanh đó là :

qz(j) = 0,5 . n. Cd .D. vz(j)^2 + n.( 1 + Cm ).A. az(j)

A = . D^2/4

Trong đó :

vz(i), az(i) - vận tốc và gia tốc của chuyển động sóng - dòng chảy theo phương

trục z, tại nút i

vz(j), az(j) - vận tốc và gia tốc của chuyển động sóng - dòng chảy theo phương

trục z, tại nút j

D - đường kính ngoài của thanh đang xét

Các đại lượng khác n, Cd, Cm được xác định như đã giải thích ở cách thứ

nhất.

Thành phần tải sóng - dòng chảy qx, qy với thanh ngang trong mặt bên của khối

KCĐ=0



3 - Đối với các thanh xiên

Tính toán với thanh ống chính có :

Hình 3.3. Sơ đồ tính với ống chính

Cosin chỉ phương của thanh xiên đang xét sẽ là :

cx = sin . cos = 2 1 12,375 10,50,123

15,19

x x

L

cy = sin . sin = 2 1 10,1 ( 8,6)0,099

15,19

y y

L

cz = cos= 2 1 0 150,987

15,19

z z

L

Giả sử phần tử thanh xiên xét có 2 đầu tương ứng ở 2 nút i và j , vận tốc và gia

tốc của chuyển động sóng - dòng chảy theo phương vuông góc với trục thanh đó là :

* Tại đầu i :

Thành phần vận tốc :

vn(i) = [ vx(i)^2 + vz(i)^2 - ( cx . vx(i) +cz.vz(i) )^2 ]^1/2

Hình chiếu của vn(i) lên các trục toạ độ là :

vnx(i) = vx(i) - cx.[cx.vx(i) +cz.vz(i) ]

vny(i) = - cy.[cx.vx(i) +cz.vz(i) ]



vnz(i) = vz(i) - cz.[cx.vx(i) +cz.vz(i) ]

Thành phần gia tốc :

an(i) = [ ax(i)^2 + az(i)^2 - (cx.ax + cz.az(i) )^2 ]^1/2

Hình chiếu của an(i) lên các trục toạ độ là :

anx(i) = ax – cx(cx.ax+cz.az)

any(i) = - cy.(cx.ax+cz.az)

anz(i) = az – cz(cx.ax+cz.az)

* Tại đầu j :

Thành phần vận tốc :

vn(j) = [ vx(j)^2 + vz(j)^2 - ( cx . vx(j) +cz.vz(j) )^2 ]^1/2

Hình chiếu của vn(i) lên các trục toạ độ là :

vnx(j) = vx(j) - cx.[cx.vx(j) +cz.vz(j) ]

vny(j) = - cy.[cx.vx(j) +cz.vz(j) ]

vnz(j) = vz(j) - cz.[cx.vx(j) +cz.vz(j) ]

Thành phần gia tốc :

an(j) = [ ax(j)^2 + az(j)^2 - (cx.ax + cz.az(j) )^2 ]^1/2

Hình chiếu của an(j) lên các trục toạ độ là :

anx(j) = ax – cx(cx.ax+cz.az)

any(j) = - cy.(cx.ax+cz.az)

anz(j) = az – cz(cx.ax+cz.az)

Giá trị cường độ tải trọng tại đầu i của thanh theo 3 phương là :

qx(i) = 0,5. n. Cd .D. vn(i). vnx(i) + n.( 1 + Cm ).A. anx(i)

qy(i) = 0,5. n. Cd .D. vn(i). vny(i) + n.( 1 + Cm ).A. any(i)



qz(i) = 0,5. n. Cd .D. vn(i). vnz(i) + n.( 1 + Cm ).A. anz(i)

Giá trị cường độ tải trọng tại đầu j của thanh theo 3 phương là :

qx(j) = 0,5. n. Cd .D. vn(j). vnx(j) + n.( 1 + Cm ).A. anx(j)

qy(j) = 0,5. n. Cd .D. vn(j). vny(j) + n.( 1 + Cm ).A. any(j)

qz(j) = 0,5. n. Cd .D. vn(j). vnz(j) + n.( 1 + Cm ).A. anz(j)

Với A = . D^2/4= 2,01 (m2)

Coi tải trọng tác dụng lên thanh là tuyến tính:

Tải trọng tác dụng lên thanh

Qx =( ) q ( )

.2

x xq i jL

Qy =( ) q ( )

.2

y yq i jL

Qz =( ) q ( )

.2

z zq i jL



Nút Vx Vz Ax Az Vn Vnx Vny Vnz An Anx Any Anz

i 2.82 0.56 0.40 -0.23 2.87 2.85 -0.02 0.36 0.37 0.36 0.03 0.04

j 2.41 0.00 0.34 0.00 2.40 2.38 0.03 0.29 0.33 0.33 0.00 0.04

Nút qx

(kG/m)

qy

(kG/m)

qz

(kG/m)

Qx

(kG)

Qy

(kG)

Qz

(kG)

i 821.81 6.76 102.06 10835.6 108.2 1343.8

j 604.87 7.49 74.87



Tại trạng thái đỉnh sóng thứ hai (thời điểm t = 0 s )



i 3.05 0.38 0.27 -0.30 3.07 3.05 0.00 0.38 0.23 0.23 0.03 0.03

j 2.61 0.00 0.24 0.00 2.59 2.57 0.03 0.32 0.24 0.24 0.00 0.03

Nút qx

(kG/m)

qy

(kG/m)

qz

(kG/m)

Qx

(kG)

Qy

(kG)

Qz

(kG)

i 864.14 13.48 106.69 11472.4 163.1 1417.9

j 646.38 8.00 80.01




i 0.91 -0.38 -0.27 0.30 0.86 0.85 0.05 0.10 0.23 -0.23 -0.03 -0.03

j 1.03 0.00 -0.24 0.00 1.02 1.01 0.01 0.13 0.24 -0.24 0.00 -0.03

Nút qx

(kG/m)

qy

(kG/m)

qz

(kG/m)

Qx

(kG)

Qy

(kG)

Qz

(kG)

i -34.68 -9.97 -3.35 -366.8 -77.0 -38.3

j -13.61 -0.17 -1.68

So sánh với kết quả tính toán trong phần mềm SACS ta thấy kết quả sai lệch không

nhiều (trong SACS có F = 10T)

Biểu đồ moment tính trong SACS Biểu đồ moment tính tay

Hình 3.6. So sánh biểu đồ momen (T.m)

18.6

73

49.5

39

-23.6

81

11.6

9

18.3

9

-37.2

2

102L 102L

202L 202L



3.2. SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN

3.2.1. Mô hình liên kết nối đất

Ta sử dụng hình thức mô hình ngàm giả định như hình vẽ

Hình 3.7. Mô hình ngàm giả định

Lớp đất 1 là lớp đất á cát dẻo mềm, có độ sau hi = 15m ( tính từ đáy

biển), có các đặc tính như sau : B= 0.66 , c=43 (kN/m2), gama = 2 (g/cm3), 𝜑 =

140

Độ sâu ngàm giả định được chọn từ 6->8D ( với D là đường kính cọc) , ta chọn độ sau

ngàm giả định là 7m.

dD



3.3. BÀI TOÁN DAO ĐỘNG RIÊNG

Kết quả tính bài toán dao động riêng trên phần mềm Sacs : Tdđr = 2.101 (s)

Ta thấy chu kì dao động riêng của kết cấu Tmax =2.101 (s) < 3(s)

Ảnh hưởng động coi như không đánh kể, khi đó có thể tính toán kết cấu theo

phương pháp tựa tĩnh, tức là ta đi xác định hệ số kđ rồi nhân hệ số đó vào giá

trị tải trọng sóng.

Hệ số kđ được xác định như sau:

kd =

Trong đó:

+ uo là biên độ của chuyển vị động.

+ ut là chuyển vị cực đại do tác dụng tĩnh của tải trọng.

+ 1 là tần số của dạng dao động riêng của kết cấu, 1 = 2/Tdđr

+ /1 là hệ số giảm chấn lấy khoảng 0.03 đến 0.05 (theo kinh

nghiệm).

+ là tần số vòng của sóng tác dụng.

Ta có Tdđr = 2.101 (s) => 1 = 2/Tdđr = 2/2.101 = 3.0516 (rad/s2)

Chọn /1 = 0.04

2

11

22

1

t

o

..2

1

1

u

u



Ta xác định được các hệ số Kđ như sau:

Bảng 3.6. Giá trị Kđ

Hướng T sóng (s) (rad/s2) kđ

NE 00 14.1 0.445616 1.0217

E 450 11.6 0.541653 1.0324

SE 900 10.8 0.581776 1.0376

SE 1350 12.4 0.506708 1.0283

SW 1800 12.5 0.502654 1.0278

W 2250 12 0.523598 1.0302

NW 2700 12.3 0.510828 1.0287

N 3150 10.3 0.610017 1.0415



CÁC TỔ HỢP TẢI TRỌNG

Bảng 3.7. Các tổ hợp tải trọng

COMBO Trường hợp tảo trọng và hệ số tổ hợp tương ứng

CB1 S0 TT W0 CRMA BT HB+T

1.0217 1 1 1 1 1


1.0324 1 1 1 1 1


1.0376 1 1 1 1 1


1.0283 1 1 1 1 1


1.0278 1 1 1 1 1


1.0302 1 1 1 1 1


1.0287 1 1 1 1 1


1.0415 1 1 1 1 1



3.4. BÀI TOÁN KIỂM TRA CẤU KIỆN

3.4.1. Thiết kế và kiểm tra cấu kiện thanh

Việc kiểm tra các phần tử kết cấu được thực hiện dựa trên tiêu chuẩn thiết kế

API.Về nguyên tắc cần kiểm tra toàn bộ các phần tử của hệ,nhưng trong phạm vi đồ án

này ta chỉ tiến hành kiểm tra cho 1 Pannel.Việc kiểm tra được thực hiện trên các phần

tử kết cấu có nội lực lớn nhất trong số các phần tử có cùng dạng liên kết ,cùng tiết diện

và điều kiện làm việc. Hơn nữa việc kiểm tra được thực hiện trên tiết diện nguy hiểm

nhất.

3.4.1.1. Lý thuyết tính toán

a. Ứng suất trong thanh chịu nén

* Ứng suất cho phép ổn định tổng thể của thanh

+ Khi D/t <60, thì ứng suất cho phép là :

+)

2

2

3

3

/ )1 (

2.

5 3(K / ) (K / )

3 8 8

ca y

c c

Kl r

CF F

l r l r

C C

với / cKl r C

+) 2

2

12

23(K / )

a

EF

l r với / cKl r C

- Trong đó :

212

cy

EC

F

E : Moduyn đàn hồi của vật liệu (Mpa)

K : Hệ số chiều dài tính toán của thanh

l : Chiều dài thanh (m)

Fy : Giới hạn chảy của vật liệu (Mpa)



* Ứng suất cho phép ổn định cục bộ

- Những thanh có tỷ số D/t>60,thì khả năng mất ổn định cục bộ lớn hơn mất ổn

định tổng thể.

- Mất ổn định cục bộ trong miền đàn hồi

2. . .xe

C E tF

D

C = 0,6 : Hệ số mất ổn định trong miền đàn hồi

D,t : Đường kính ngoài và chiều dày của ống (m)

- Mất ổn định ngoài miền đàn hồi

1/4' (1,64 0,23( / ) ) xe y xeF F D t F

b. Ứng suất trong thanh chịu uốn

+ Fb = 0,75Fy với 1500

y

D

t F

+ .

0,84 1,74 ..

yb y

F DF F

E t với

1500 3000

y y

D

F t F

+ .

0,72 0,58 ..

yb y

F DF F

E t với

3000300

y

D

F t

c. thanh chịu cắt

+Ứng suất do lực cắt V : fy = 𝑉

0.5𝐴 (Mpa)

- A: Diện tích mặt cắt (m2)

- V: Lực cắt (MN)

=> Ứng suất cho phép chịu cắt :

Fv = 0,4Fy

+ Ứng suất do momen xoắn Mt :

fy = Mt.(D/2)

𝐼𝑝 (Mpa)

Ip : Momen quán tính chống xoắn m4



Mt: Lực cắt (MN-m)


Fv = 0,4Fy

Ip : Momen quán tính chống xoắn m4

Mt: Lực cắt (MN-m)


d. Thanh ống chịu lực phức tạp

* Thanh chịu nén + uốn

Điều kiện kiểm tra :

2 2

'

2 2

1,0

(1 )

1,00,6

m bx bya

aab

e

bx bya

a b

C f ff

fFF

F

f ff

F F

Trong đó :

2'

2

12

23( / )

EFe

Kl r

- Nếu 0,15a

a

f

F thì có thể thay thế công thức theo công thức sau:

2 2

1,0

bx bya

a b

f ff

F F

- Hệ số Cm được lấy như sau :

+ 0,85

+ 1

0,6 0,42

M

M , nhưng không nhỏ hơn 0,4 , không lớn hơn 0,85



+ '

1 0,4

af

Fe , hoặc 0,85 lấy giá trị nhỏ.

- Đối với phần tử cọc thì kiểm tra theo công thức sau :

2 2

1/4

'

1,00,6

(1,64 0,23(D/ t) )

bx bya

xc b

xe y xe

f ff

F F

F F F

* Thanh chịu kéo và uốn

Điều kiện kiểm tra:

3.4.1.2. Kết quả tính toán

2 2

1,00,6

bx bya

a b

f ff

F F Với fa : ứng suất dọc trục

Bảng 3.8. Thanh chịu lực phức tạp

Ống L

m

Fa

Mpa

Fb

Mpa

fa

Mpa

fbx

Mpa

fby

Mpa

Fe’

Mpa

KT

LG2 15.19 188.7200 226.0430 8.8363 2.4544 1.3823 1451.376 TM

LG3 15.19 188.7200 226.0430 22.2553 9.4704 2.4523 1451.376 TM

LG4 15.19 188.7200 226.0430 34.7839 55.4545 3.2554 1451.376 TM

LG5 2.03 203.7203 226.0430 40.3500 55.6414 6.5785 81264.979 TM

ON1 13.5 106.0233 151.1681 81.1782 27.8538 87.7707 278.494 TM

ON2 17.25 96.6842 151.1681 23.8663 21.2262 183.4229 170.571 TM

ON3 21 101.6041 149.8710 10.0643 6.2414 141.9451 215.931 TM

ON4 24.75 98.0246 149.4890 8.3336 61.1517 65.6065 181.155 TM

X12 21.53 136.8340 236.1778 60.4198 1.8154 26.3889 179.141 TM

X23 24.35 137.0182 237.8677 32.0995 11.9724 16.8049 179.794 TM

X34 27.4 134.0812 236.9102 18.7821 21.3140 12.0736 169.865 TM



Bảng 3.9. Kiểm tra khả năng chịu cắt

Ống L

m

Tiết Diện V2

T

V3

T

fy2

MPa

fy2

MPa

Fv=0.4Fy

Mpa

KT

LG2 15.19 1600x25.4 3.37 -5.77 0.537 0.919 138 TM

LG3 15.19 1600x25.4 -7.63 10.22 1.215 1.628 138 TM

LG4 15.19 1600x25.4 -10.74 -11.99 1.710 1.909 138 TM

LG5 2.03 1600x25.4 10.53 41.42 1.677 6.596 138 TM

ON1 13.5 355.6x12.5 -4.61 -1.56 6.847 2.317 86 TM

ON2 17.25 355.6x12.5 -10.37 0.07 15.401 0.104 86 TM

ON3 21 482.6x12.5 -17.06 -0.09 18.492 0.098 86 TM

ON4 24.75 520x12.5 -7.95 -0.02 7.982 0.020 86 TM

X12 21.53 580x15.6 1.66 0.77 1.201 0.557 138 TM

X23 24.35 660x20.6 1.3 -2.06 0.629 0.996 138 TM

X34 27.4 720x20.6 1.53 2.82 0.676 1.247 138 TM



3.4.2. Thiết kế và kiểm tra cấu kiện nút ( theo API)

*Yêu cầu : kiểm tra 3 nút trong chân đế

+ xác định các thành phần nội lực trong và ngoài mặt phẳng uốn

+ kiểm tra khả năng chịu lực và kết luận về kích thước đã chọn

+ đề ra phương án nút gia cường cần thiết

3.4.2.1. Lý thuyết tính toán

a. Kiểm tra điều kiện bền ống nhánh tại nút

+ ứng suất do lực dọc trong nhánh là:

a

Nf

A

+ Ứng suất do momen trong và ngoài mặt phẳng uốn của thanh nhánh

W

W

IPB

IPB

OPB

OPB

Mfb

Mfb

+ Các thành phần ứng suất này gây ra ứng suất cắt trong thành thanh chủ

sinp

V f

Trong đó :

t

T

T : Độ dày thanh chủ

t : Độ dày thanh nhánh

: Góc hợp bởi ống chính và ống nhánh

f : ứng suất trong thanh nhánh do lực dọc, momen trong mặt phẳng, momen ngoài

mặt phẳng gây ra



Vp : được tính riêng rẽ theo mỗi thành phần lực : lực dọc , mômen trong mặt

phẳng , momen ngoài mặt phẳng.

b. Kiểm tra nút theo ứng suất chọc thủng

- Ứng suất cho phép chống chọc thủng: 0,6

yc

pa q f

FV Q Q

+ Trong đó :

Fyc : Giới hạn chảy của vật liệu thanh chủ: 2

D

T

D : Đường kính ngoài của ống chính

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

toán theo bảng 4.3.1-1 trang 49 (API)

Qf : Hệ số kể đến ảnh hưởng ứng suất pháp trong thanh chủ

21,0f

Q A

+ λ = 0.03 Đối với ứng suất dọc trục của ống nhánh

+ λ = 0.045 Đối với ứng suất uốn trong trong mặt phẳng ống nhánh

2 2 2

0,6

AX IPB OPB

yc

f f fA

F

, ,AX IPB OPB

f f f : Ứng suất dọc trục,ứng suất uốn trong mặt phẳng và uốn ngoài

mặt phẳng ống chính

Qf = 1,0 Khi thanh chủ chịu kéo

-Các giá trị được tra trong bảng 4.3.1-1 trang 49 – API



Điều kiện để thanh không bị chọc thủng : Thỏa mãn đồng thời 2 phương trình sau ;

2 2

2 2

1.0

2arcsin 1.0

p p

pa paIPB OPB

p pP

pa pa paax IPB OPB

v v

v v

v vv

v v v

3.4.2.2. Kết quả tính toán

a. Xác định thành phần nội lực trong và ngoài mặt phẳng

* Đối với tổ hợp combo 1

+ Tại nút 102L : (X34 nối từ 101X đến)

Có sự quy tụ của các thanh : ON4,X34.Trong đó thanh X34 có nội lực mà khả

năng chọc thủng ống chính là lớn nhất.

Bảng 3.10.1 Bảng giá trị nội lực của nút 102L

Ứng suất của ống chính Ứng suất của ống nhánh

fAX

( N/mm2)

fIPB

( N/mm2)

fOPB

( N/mm2)

fAX

( N/mm2)

fIPB

( N/mm2)

fOPB

( N/mm2)

8.8363 2.4544 1.3823 -36.904 13.339 30.436

+ Tại nút 202L : (X23nối từ 201X đến)

- Có sự quy tụ của các thanh: ON3,X23.Trong đó thanh X23có nội lực mà khả




fAX

( N/mm2)

fIPB

( N/mm2)

fOPB

( N/mm2)

fAX

( N/mm2)

fIPB

( N/mm2)

fOPB

( N/mm2)

22.2553 9.4704 2.4523 -24.144 3.875 1.091



+ Tại nút 302L : (X12 nối từ 301X đến)

- Có sự quy tụ của các thanh: ON2,X12.Trong đó thanh X12 có nội lực mà khả




fAX

( N/mm2)

fIPB

( N/mm2)

fOPB

( N/mm2)

fAX

( N/mm2)

fIPB

( N/mm2)

fOPB

( N/mm2)

34.7839 55.4545 3.2554 -33.345 9.384 0.592

* Ta có bảng kiểm tra sau

Bảng 3.11. Bảng tổng hợp giá trị nội lực của nút

Tên đối tượng Điều kiện kiểm tra

Nhận xét

Nút ĐK1 ĐK2

102L 0.139 0.937 TM

202L 0.145 0.869 TM

302L 0.156 0.827 TM

Vậy ta không cần phải gia cố nút.



CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ MÓNG CÔNG TRÌNH

4.1. SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC

Sơ đồ làm việc

4.1.1. Sức chịu tải của cọc chịu nén

Sức chịu tải của cọc trong đất là tổng sức kháng ma sát thành cọc và sức

kháng tại mũi cọc

d f p1 p2Q Q min Q ,Q W'

Trong đó

Qd là sức chịu tải của cọc chịu nén,KN

L

f o o

z z0

Q f U

,tổng sức kháng ma sát thành ngoài của cọc

fo : Là ma sát đơn vị thành ngoài của cọc và đất



L: Chiều dài của cọc trong đất , m.

Uo: Là diện tích mặt ngoài của cọc tiếp xúc với nền đất, m2.

p1 p pQ q .A sức kháng mũi của cọc với giả thiết đầu cọc được bịt kín

Trong đó:

qp: lực kháng mũi đơn vị

p wp spA A A , tổng diện tích đầu cọc

wpA ,diện tich thành cọc, 2 2

wp c c cA . D (D 2.t )4

spA ,diện tích phần lõi đất trong cọc 2

sp c cA D 2.t4

L

p2 p wp i i

z Lo

Q q A f .U

sức kháng mũi cọc với giả thiết cọc không bịt

đầu

Trọng lượng của cọc chiếm chỗ đất:

L'

wp w o

z 0

W A .( ).L

Trong đó:

w : trọng lượng riêng của ống

o : trọng lượng riêng của nước

L: chiều dài của cọc trong đất

Nếu Qp1 < Qp2 cọc được xem là bịt đầu.

Nếu Qp1 > Qp2 cọc được xem là không bịt đầu.

4.1.2. Sức chịu tải của cọc chịu nhổ

Với cọc chịu kéo sức chịu tải của cọc được tính như sau :

''d fQ Q W

Trong đó:



L

f o o

z z0

Q f .U

sức kháng bên ngoài của cọc

L

''wp w 0 s s

z z0

W A . A . L

''W : trọng lượng cọc đã trừ đi đẩy nổi cộng với toàn bộ lõi đất trong cọc

s : trọng lượng riêng trong nước của đất

4.1.3. Xác định sức kháng bên trong trong đất dính

uf .C

:hệ số lưc dính

Cu : Cường độ cắt không thoát nước của đất

Hệ số lực dính được tính như sau :

0,50.5x nếu 1 khi < 1

0,250.5x nếu 1 khi < 1

Ở đây 'v tính tại thời điểm đang xét

'v là áp lực đất hiệu quả của các lớp đất bên trên lớp đang xét

'

n

i ivi 1

.h

i :trọng lượng riêng trong nước của lớp đất thứ i, kN/m3.

hi : chiều dài lớp đất thứ i, m.

4.1.4. Xác định sức kháng mũi trong đất dính

p c uq N .C

Với Nc: hệ số cường độ kháng mũi ,với đất dính Nc=9



4.1.5. Kết quả phản lực cọc

Kết quả phản lực đầu cọc được in trong phụ lục 2

Nmax = 1146,8 T

Với hệ số an toàn với tổ hợp môi trường cực đại ,cọc chịu nén ta lấy

k=1.5 Ta có bảng kết quả tính toán sau:



Lớp z

(m)

hi

(m)

f

(T/m2)

q

(T/m2)

Qf

(T)

Qp1

(T)

Qp2

(T)

Trạng

thái cọc

W'

(T)

Qd

(T) K KL

1

0 0 0 0 0

1 1 1.03 0.85 18

2 1 2.05 1.01 18

3 1 3.08 1.24 18

4 1 4.10 1.43 18

5 1 5.13 1.60 18

6 1 6.15 1.75 18

7 1 7.18 1.89 18

7.5 0.5 7.69 1.96 18 4.5 30.7 6.8 KBĐ 0.5 10.9 0.01 KTM

8 0.5 8.20 2.02 18 9.2 30.7 11.3 KBĐ 0.9 19.6 0.02 KTM

9 1 9.23 2.15 18 19.2 30.7 20.8 KBĐ 1.9 38.1 0.03 KTM

10 1 10.25 2.26 18 29.6 30.7 30.9 BĐ 2.8 57.5 0.05 KTM

11 1 11.28 2.37 18 40.6 30.7 41.4 BĐ 3.7 67.6 0.06 KTM

12 1 12.30 2.48 18 52.1 30.7 52.4 BĐ 4.6 78.1 0.07 KTM

13 1 13.33 2.58 18 64.1 30.7 63.9 BĐ 5.6 89.2 0.08 KTM

14 1 14.35 2.68 18 76.4 30.7 75.8 BĐ 6.50 100.63 0.09 KTM

15 1 15.38 2.77 18 89.3 30.7 88.1 BĐ 7.4 112.5 0.10 KTM



2

16 1 16.46 4.97 54 112.3 92.0 115.0 BĐ 8.4 196.0 0.2 KTM

17 1 17.54 5.13 54 136.0 92.0 137.8 BĐ 9.3 218.8 0.2 KTM

18 1 18.62 5.28 54 160.5 92.0 161.3 BĐ 10.2 242.3 0.2 KTM

19 1 19.70 5.44 54 185.6 92.0 185.4 BĐ 11.1 266.5 0.2 KTM

20 1 20.78 5.58 54 211.5 92.0 210.2 BĐ 12.1 291.4 0.25 KTM

21 1 21.86 5.73 54 238.0 92.0 235.6 BĐ 13.0 317.0 0.28 KTM

22 1 22.94 5.87 54 265.1 92.0 261.7 BĐ 13.9 343.2 0.30 KTM

23 1 24.02 6.00 54 292.9 92.0 288.3 BĐ 14.9 370.1 0.32 KTM

24 1 25.10 6.14 54 321.3 92.0 315.6 BĐ 15.8 397.6 0.35 KTM

25 1 26.18 6.27 54 350.3 92.0 343.4 BĐ 16.7 425.6 0.37 KTM

26 1 27.27 6.40 54 379.9 92.0 371.8 BĐ 17.6 454.3 0.40 KTM

27 1 28.35 6.52 54 410.1 92.0 400.7 BĐ 18.6 483.6 0.42 KTM

28 1 29.43 6.64 54 440.8 92.0 430.2 BĐ 19.5 513.4 0.45 KTM

29 1 30.51 6.76 54 472.1 92.0 460.3 BĐ 20.4 543.8 0.47 KTM

30 1 31.59 6.88 54 504.0 92.0 490.8 BĐ 21.4 574.7 0.50 KTM

31 1 32.67 7.00 54 536.4 92.0 521.9 BĐ 22.3 606.2 0.53 KTM

32 1 33.75 7.12 54 569.3 92.0 553.5 BĐ 23.2 638.2 0.56 KTM

33 1 34.83 7.23 54 602.8 92.0 585.6 BĐ 24.1 670.7 0.58 KTM

34 1 35.91 7.34 54 636.8 92.0 618.2 BĐ 25.1 703.7 0.61 KTM

35 1 36.99 7.45 54 671.2 92.0 651.2 BĐ 26.0 737.3 0.64 KTM



3

36 1 39.00 10.82 108 721.3 184.1 706.6 BĐ 27.1 878.3 0.77 KTM

37 1 41.01 11.09 108 772.6 184.1 755.9 BĐ 28.1 928.6 0.81 KTM

38 1 43.02 11.36 108 825.2 184.1 806.3 BĐ 29.2 980.1 0.85 KTM

39 1 45.03 11.62 108 879.0 184.1 857.9 BĐ 30.3 1032.8 0.90 KTM

40 1 47.04 11.88 108 934.0 184.1 910.6 BĐ 31.3 1086.7 0.95 KTM

41 1 49.05 12.13 108 990.1 184.1 964.5 BĐ 32.4 1141.8 1.00 KTM

42 1 51.06 12.38 108 1047.4 184.1 1019.4 BĐ 33.5 1198.0 1.04 KTM

43 1 53.07 12.62 108 1105.8 184.1 1075.5 BĐ 34.5 1255.4 1.09 KTM

44 1 55.08 12.85 108 1165.3 184.1 1132.5 BĐ 35.6 1313.8 1.15 KTM

45 1 57.09 13.09 108 1225.9 184.1 1190.6 BĐ 36.7 1373.3 1.20 KTM

46 1 59.10 13.32 108 1287.5 184.1 1249.8 BĐ 37.7 1433.9 1.25 KTM

47 1 61.11 13.54 108 1350.2 184.1 1309.9 BĐ 38.8 1495.5 1.30 KTM

48 1 63.12 13.76 108 1413.9 184.1 1371.0 BĐ 39.9 1558.1 1.36 KTM

49 1 65.13 13.98 108 1478.6 184.1 1433.0 BĐ 40.9 1621.7 1.41 KTM

50 1 67.14 14.19 108 1544.2 184.1 1496.0 BĐ 42.0 1686.3 1.47 KTM

51 1 69.15 14.40 108 1610.9 184.1 1560.0 BĐ 43.1 1751.9 1.53 TM

Vậy độ sâu đóng cọc là 51 m



PHỤ LỤC I: TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KCĐ

LOAD SUMMATION REPORT

1. Load Condition BT

The sum of forces at the origin are:

Fx = Fy = Fz = -5037.52

Mx = -0.11 My = 0.11 Mz =

The center of forces is:

For Z forces: X = 0.0 Y = 0.0 Z = -15.167

2. Load Condition HB+T


Fx = Fy = Fz = -765.65

Mx = 0.06 My = 0.07 Mz =


For Z forces: X = 0.0 Y = 0.0 Z = -16.543

3. Load Condition TT


Fx = Fy = Fz = -24000.0

Mx = My = Mz =


For Z forces: X = 0.0 Y = 0.0 Z = 16.0



4. Tải trọng sóng

4.1. Load Condition S0


Fx = 6265.71 Fy = 8.97 Fz = -293.65

Mx = 69.49 My = -87275.34 Mz = 0.5


For X forces: X = 0.49 Y = 0.0 Z = -13.104

For Y forces: X = 0.084 Y = -43.841 Z = -7.784

For Z forces: X = -17.61 Y = 0.001 Z = -10.175



Fx = 1486.02 Fy = 1473.47 Fz = -30.81

Mx = 19432.47 My = -20037.07 Mz = 92.04


For X forces: X = 0.063 Y = 0.172 Z = -12.612

For Y forces: X = 0.236 Y = 0.042 Z = -12.581

For Z forces: X = -42.024 Y = -29.029 Z = -27.055



Load Condition S90


Fx = 0.91 Fy = 887.63 Fz = -9.69

Mx = 13207.58 My = -6.85 Mz = -0.1


For X forces: X = -99.729 Y = 0.062 Z = -7.627

For Y forces: X = 0.0 Y = 0.021 Z = -14.25

For Z forces: X = 0.009 Y = -57.629 Z = -31.222



Fx = -1183.8 Fy = 1174.09 Fz = -41.86

Mx = 16693.36 My = 17174.82 Mz = -27.4


For X forces: X = -0.051 Y = 0.206 Z = -13.671

For Y forces: X = -0.231 Y = 0.073 Z = -13.638

For Z forces: X = 23.688 Y = -16.281 Z = -17.602



Load Condition S180


Fx = -3306.05 Fy = -5.12 Fz = 46.2

Mx = -30.22 My = 45943.38 Mz = -0.07


For X forces: X = 0.218 Y = 0.0 Z = -13.041

For Y forces: X = 0.053 Y = 21.658 Z = -5.953

For Z forces: X = -61.209 Y = 0.006 Z = 5.175



Fx = -1350.22 Fy = -1339.86 Fz = -34.63

Mx = -18299.65 My = 18849.37 Mz = 85.6


For X forces: X = -0.062 Y = -0.174 Z = -13.11

For Y forces: X = -0.239 Y = -0.043 Z = -13.068

For Z forces: X = 33.135 Y = 22.839 Z = -22.238

Load Condition S270


Fx = -1.54 Fy = -1284.85 Fz = -62.99

Mx = -18716.8 My = 11.94 Mz = 0.22


For X forces: X = 104.258 Y = 0.17 Z = -7.823



For Y forces: X = 0.0 Y = -0.127 Z = -13.962

For Z forces: X = -0.001 Y = 12.337 Z = -13.144



Fx = 1646.48 Fy = -1631.74 Fz = -39.98

Mx = -18382.59 My = -19046.36 Mz = -140.27


For X forces: X = 0.136 Y = -0.247 Z = -10.625

For Y forces: X = 0.335 Y = -0.103 Z = -10.602

For Z forces: X = -38.848 Y = 27.105 Z = -30.476

5. Tải trọng gió

5.1. Load Condition W0


Fx = 0.23 Fy = 90.21 Fz =

Mx = -624.55 My = -5681.55 Mz = -0.05


For X forces: X = 0.281 Y = 0.281 Z = 5.001

For Y forces: X = 0.0 Y = 0.0 Z = 7.07

For Z forces: X = 0.0 Y = 0.0 Z = 10.956





Fx = -0.02 Fy = 0.02 Fz =

Mx = -2.17 My = -3.05 Mz =


For X forces: X = 0.0 Y = 0.0 Z = 8.094

For Y forces: X = 0.0 Y = 0.0 Z = 8.085

For Z forces: X = 0.0 Y = 0.0 Z = 11.0

Load Condition W90


Fx = -18.89 Fy = -0.05 Fz =

Mx = -976.16 My = -129.03 Mz =


For X forces: X = 0.0 Y = 0.0 Z = 7.058

For Y forces: X = 0.28 Y = 0.281 Z = 4.998

For Z forces: X = 0.0 Y = 0.0 Z = 10.947



Fx = -0.21 Fy = -0.21 Fz =

Mx = -12.95 My = 18.7 Mz =


For X forces: X = 0.0 Y = 0.0 Z = 7.057



For Y forces: X = 0.0 Y = 0.0 Z = 7.058

For Z forces: X = 0.0 Y = 0.0 Z = 10.954

Load Condition W180


Fx = -0.14 Fy = -55.37 Fz =

Mx = 383.33 My = 3487.2 Mz = 0.03


For X forces: X = 0.281 Y = 0.281 Z = 5.001

For Y forces: X = 0.0 Y = 0.0 Z = 7.07

For Z forces: X = 0.0 Y = 0.0 Z = 10.956



Fx = 36.25 Fy = -35.74 Fz =

Mx = 2717.59 My = 3705.7 Mz = 0.04


For X forces: X = 0.0 Y = 0.0 Z = 7.063

For Y forces: X = 0.0 Y = 0.0 Z = 7.076

For Z forces: X = 0.0 Y = 0.0 Z = 10.953





Fx = 49.38 Fy = 0.13 Fz =

Mx = 2554.97 My = 337.28 Mz = 0.02


For X forces: X = 0.0 Y = 0.0 Z = 7.058

For Y forces: X = 0.281 Y = 0.281 Z = 5.001

For Z forces: X = 0.0 Y = 0.0 Z = 10.947



Fx = 46.08 Fy = 45.44 Fz = 0.34

Mx = 2811.46 My = -4061.11 Mz =


For X forces: X = 0.0 Y = 0.0 Z = 7.052

For Y forces: X = 0.0 Y = 0.0 Z = 7.065

For Z forces: X = 12901.612 Y = 9214.07 Z = 11.0



6. Tải trọng dòng chảy

Load Condition CRMA


Fx = 820.21 Fy = -354.96 Fz = 0.7

Mx = -14316.71 My = -12430.05 Mz = 0.23


For X forces: X = 0.0 Y = 0.0 Z = -14.533

For Y forces: X = 0.0 Y = 0.002 Z = -39.81

For Z forces: X = 732.723 Y = -266.725 Z = -25.757



PHỤ LỤC II: PHẢN LỰC ĐẦU CỌC

REACTION FORCES AND MOMENTS

LOAD *********** kN *********** *********** kN-m **************

Joint cond force(x) force(y) force(z) moment(x) moment(y) moment(z)

001P CB1 -1017.203 400.950 3581.170 -193.112 -7895.315 848.804

CB2 105.018 238.792 5130.520 1555.796 -2877.959 93.554

CB3 532.903 452.863 6427.110 1054.972 -1420.412 8.374

CB4 815.748 429.527 6892.948 1437.807 -203.722 -168.123

CB5 1444.629 833.309 8884.391 258.389 1870.155 -226.672

CB6 1146.443 1195.004 9178.252 -1612.479 62.223 209.194

CB7 668.566 1008.963 7922.251 -1246.467 -1681.723 342.423

CB8 271.126 1016.752 7328.246 -1639.051 -3440.825 579.034

002P CB1 -2593.998 990.541 11257.279 682.613 -6499.406 772.803

CB2 -1280.464 431.459 7708.615 1877.450 -1769.472 434.153

CB3 -934.049 516.135 7254.174 1150.539 -194.083 174.602

CB4 -619.506 397.868 6442.583 1371.185 965.797 82.459

CB5 -155.639 623.318 6144.826 -56.654 3270.253 -350.486

CB6 -693.783 1124.443 8320.133 -1687.498 1801.094 -411.156

CB7 -1102.588 1082.267 8877.213 -1137.395 -33.711 -147.996

CB8 -1564.769 1239.717 10143.357 -1351.490 -1697.813 -4.081



LOAD *********** kN *********** *********** kN-m **************

Joint cond force(x) force(y) force(z) moment(x) moment(y) moment(z)

003P CB1 -997.395 -273.196 3795.969 -514.057 -7929.530 -762.834

CB2 302.565 -816.709 7212.518 668.170 -3187.036 -428.088

CB3 650.460 -735.834 7652.196 -31.525 -1595.570 -168.585

CB4 969.952 -858.657 8477.475 204.981 -419.237 -78.622

CB5 1428.215 -625.458 8732.126 -1240.561 1883.230 351.477

CB6 892.150 -121.443 6607.436 -2910.343 392.710 419.364

CB7 484.718 -170.664 6057.156 -2328.098 -1438.749 154.076

CB8 23.697 -20.531 4773.408 -2496.821 -3084.987 5.179

004P CB1 -2613.501 -862.714 11468.060 -1387.147 -6465.445 -857.600

CB2 -1481.464 -1019.801 9782.610 403.435 -1482.725 -94.475

CB3 -1051.576 -799.156 8479.030 -126.598 -18.764 -13.986

CB4 -768.889 -820.876 8032.493 237.997 1209.320 162.741

CB5 -139.322 -415.572 5993.628 -925.993 3257.052 225.406

CB6 -443.284 -62.808 5741.717 -2771.769 1445.975 -212.531

CB7 -918.701 -244.006 7010.634 -2436.370 -277.540 -348.507

CB8 -1311.145 -226.959 7598.740 -2872.717 -2015.524 -586.918



PHỤ LỤC III: CHUYỂN VỊ TẠI NÚT LỚN NHẤT

MAXIMUM JOINT DISPLACEMENTS

LOAD DEFL(X) DEFL(Y) DEFL(Z) DEFL(T)

COND JOINT (CM) JOINT (CM) JOINT (CM) JOINT (CM)

CB1 701L 9.562 701L 2.679 0024 -10.480 344C 12.784

CB2 701L 5.092 701L 4.185 0024 -10.245 344C 10.620

CB3 703L 3.740 701L 3.375 0024 -10.167 344C 10.227

CB4 702L -3.442 702L 3.752 443C -10.141 443C 10.227

CB5 702L -5.408 704L -2.689 0029 -10.213 341C 10.500

CB6 702L -3.948 704L -4.706 441C -10.189 441C 10.445

CB7 701L 3.903 703L -4.001 442C -10.192 442C 10.338

CB8 701L 5.544 703L -4.629 0024 -10.254 342C 10.759

Science

Thuyết minh-hoàn-chỉnh-đồ án cố định 1