Damh ctbcd2

ViÖn x©y dùng c«ng tr×nh biÓn §å ¸n thiÕt kÕ kc® c«ng tr×nh biÓn cè ®Þnh b»ng bª t«ng cèt thÐp

SVTH:GROUP5-50CB1 2

PhÇn I : Giíi thiÖu tæng quan vÒ c«ng tr×nh

BiÓn träng lùc bª t«ng cèt thÐp I. môc ®Ých cña ®å ¸n TÝnh to¸n thiÕt kÕ khèi ch©n ®Õ c«ng tr×nh biÓn träng lùc bª t«ng kiÓu DKI trong giai ®o¹n khai th¸c trong vïng biÓn ViÖt Nam II. ®Æc ®iÓm cña c«ng tr×nh II.1. M« t¶ kiÕn tróc thîng tÇng PhÇn nµy m« t¶ çc bé phËn kiÕn tróc thîng tÇng (tªn bé phËn, chøc n¨ng, vÞ trÝ, kÝch thíc chÝnh, t¶i träng...) Çc bé phËn chÝnh cña bé phËn kiÕn tróc thîng tÇng bao gåm: II.1.1. Khèi nhµ ë

Gåm nhµ ë cho 12 ngêi, chøa çc thiÕt bÞ ®o khÝ tîng h¶i v¨n. D¹ng h×nh b¸t gi¸c, trªn m¸i lµ vên khÝ tîng cã ®Æt çc dông cô ®o. Träng lîng khèi nhµ ë gåm:

Khèi nhµ ë = 70 T , Ho¹t t¶i ngêi sö dông = 2 T , Dù tr÷ lîng thùc, thùc phÈm = 8 T, bÓ chøa níc ngät 50T. II.1.2. HÖ thèng dÇm sµn chÞu lùc Lµ hÖ thèng kÕt cÊu bª t«ng cèt thÐp dïng ®Ó ®ì khèi nhµ ë vµ lµm bÓ chøa níc ngät 50 m3. KÝch thíc mÆt b»ng cña hÖ thèng dÇm sµn chÞu lùc lµ 12m x 12m. II.1.3. HÖ thèng sµn c«ng t¸c Lµ hÖ thèng kÕt cÊu thÐp dïng ®ì nhµ vÖ sinh, kho chøa, gi¸ vµ xuång cøu sinh, bÓ chøa dÇu, thang di ®éng. KÝch thíc MB cña hÖ thèng dÇm sµn c«ng t¸c lµ 12m x 12m. Träng lîng hÖ thèng sµn c«ng t¸c bao gåm: nhµ vÖ sinh = 0.75 T , kho chøa = 1.45 T , gi¸ vµ xuång cøu sinh = 0.5 T , bÓ chøa dÇu = 2.5 T , thang di ®éng = 1.2 T , hÖ thèng kÕt cÊu cña sµn c«ng t¸c = 11 T PhÇn thîng tÇng ®îc kÓ tõ mÐp díi cña hÖ thèng kÕt cÊu ®ì sµn c«ng t¸c trë lªn. PhÇn nµy coi nh ®· ®îc chÕ t¹o ®Þnh h×nh s½n ; sÏ ®îc ghÐp nèi víi KC§ ®Ó t¹o thµnh c«ng tr×nh hoµn chØnh. §èi víi phÇn thîng tÇng nµy, kh«ng cho phÐp chÞu t¸c ®éng cña sãng nuíc (kÓ c¶ bät sãng vì). Bªn díi cña phÇn thîng tÇng lµ hÖ thèng KC§.


SVTH:GROUP5-50CB1 3

II.2. Giíi thiÖu gi¶i ph¸p kÕt cÊu chung II.2.1. Gi¶i ph¸p kÕt cÊu dÇm ®ì thîng tÇng

Toµn bé thîng tÇng ®îc ®Æt trªn kÕt cÊu ®ì thîng tÇng . KÕt cÊu ®ì thîng tÇng ®îc cÊu t¹o b»ng bª t«ng cèt thÐp . Cã kÝch thíc nh h×nh vÏ sau :

1200

0

2000

5000

12000

600

1000

500 500

35003500

4000

5000

12000 II.2.2. Gi¶i ph¸p kÕt cÊu trô ®ì

Lµ mét cét trô trßn, tiÕt diÖn vµnh khuyªn cã ®êng kÝnh ngoµi D1 = 5m – 7m. BÒ dµy cña trô δ1 cã thÓ thay ®æi hoÆc kh«ng ®æi vµ > 250 mm .

ChiÒu dµi cña trô tÝnh tõ mÐp díi cña ch©n khay tíi ®¸y díi cña sµn ®ì khèi nhµ ë. Trô ®ì bằng kÕt cÊu bª t«ng cèt thÐp.

Trong lßng trô cã çc b¶n v¸ch cøng cã bÒ dÇy δV kh«ng ®æi vµ > 250 mm.Kho¶ng çch gi÷a çc v¸ch cøng nµy theo chiÒu cao cña trô lµ HV = 5m – 7m. CÇn chó ý t¹i ®Ønh cña trô ph¶i cã v¸ch cøng


SVTH:GROUP5-50CB1 4

1 1

dt t

D

t

1-1

- Gi¶i ph¸p kÕt cÊu trô ®ì –

II.2.2. Gi¶i ph¸p kÕt cÊu ®Õ mãng MÆt b»ng khèi ®Õ mãng cã thÓ trßn,vu«ng hay ®a gi¸c ®Òu ( 6 hoÆc 8 c¹nh ®Òu ).

KÝch thíc bÒ réng ®Õ mãng D2 ( lµ ®êng kÝnh ngoµi nÕu ®Õ trßn, lµ ®êng kÝnh vßng trßn ngo¹i tiÕp nÕu ®Õ lµ ®a gi¸c ®Òu ).D2 =0.5 m – 1.0 m.

C¸c dÇm trong khèi ®Õ mãng: Bao gåm c¸c hÖ dÇm: • HÖ dÇm chÝnh xuyªn t©m:

- Sè lîng dÇm chÝnh: Víi ®Õ trßn, tõ 6 – 8 dÇm, víi ®Õ mãng vu«ng = 8 dÇm; víi ®Õ 6 - 8 c¹nh ®Òu b»ng 6 – 8 dÇm. - KÝch thíc tiÕt diÖn dÇm chÝnh: ChiÕu cao dÇm chÝnh hc =H® + a;


SVTH:GROUP5-50CB1 5

BÒ réng dÇm chÝnh bc > 400 mm; • HÖ dÇm phô theo ph¬ng vßng:

- VÞ trÝ: Bè trÝ trªn b¶n n¾p, b¶n thµnh vµ ®¸y cña ®Õ mãng. - TuyÕn dÇm phô: çc tuyÕn cña dÇm phô ®ång d¹ng vãi h×nh d¹ng cña

®Õ mãng. - Sè lîng tuyÕn dÇm phô: T¹i b¶n n¾p vµ b¶n ®¸y:Sè tuyÕn ®îc x¸c ®Þnh trªn c¬ së kho¶n çch gi÷a çc dÇm phô (lµ nhÞp cña çc « b¶n ®¸y vµ b¶n n¾p)nªn trong ph¹m vi Lp = 2.5 m – 3.5m. Nªn chän tiÕt diÖn, sè lîng vµ vÞ trÝ tuyÕn dÇm phô t¹i b¶n n¾p vµ b¶n ®¸y lµ nh nhau. T¹i b¶n thµnh: cã 1 tuyÕn dÇm phô ë chÝnh gi÷a chiÒu cao ®Õ mãng tÝnh tõ mÆt ®Êt trë lªn H®. KÝch thíc tiÕt diÖn dÇm phô: ChiÒu cao dÇm phô hp = 400 mm – 600 mm BÒ réng dÇm phô bp > 300 mm.

• HÖ dÇm phô híng t©m: - VÞ trÝ: bè trÝ ë trªn b¶n n¾p, b¶n thµnh cña ®Õ mãng.

- TuyÕn dÇm phô híng t©m: Çc tuyÕn cña dÇm phô híng t©m ®i tõ b¶n thµnh híng vµo t©m ®Õ; kh«ng nhÊt thiÕt tuyÕn dÇm phô nµy ph¶i kÕt thóc ë phÇn th©n trô trong ®Õ mãng. - Sè lîng tuyÕn dÇm phô : sè tuyÕn ®îc x¸c ®Þnh trªn c¬ së kho¶ng

çch gi÷a çc dÇm phô(lµ nhÞp cña « b¶n ®¸y vµ b¶n n¾p)nªn trong ph¹m vi Lp = 2.5m – 3.5 m. Nªn chän tiÕt diÖn t¹i, sè lîng vµ vÞ trÝ tuyÕn dÇm phô t¹i b¶n n¾p vµ b¶n ®¸y nh nhau.

- KÝch thíc tiÕt diÖn dÇm phô: ChiÒu cao dÇm phô hp = 400 mm –600 mm.

BÒ réng dÇm phô bp > 300 mm. Çc b¶n trong khèi ®Õ mãng bao gåm:

• B¶n n¾p: BÒ dÇy b¶n n¾p cña ®Õ mãng δn > 250 mm. Cã thÓ lµ m¸i ph¼ng hoÆc m¸i vá trßn xoay.

• B¶n thµnh: BÒ dÇy b¶n thµnh cña ®Õ mãng δt > 250 mm. • B¶n ®¸y : BÒ dÇy b¶n ®¸y cña ®Õ mãng δ® > 250 mm.

II. ®Æc ®iÓm m«I trêng – vËt liÖu–ph¬ng ¸n thi c«ng

II.1. M« t¶ ®iÒu kiÖn khÝ tîng h¶i v¨n VÀ ĐỊA CHẤT C¤NG TR×NH B¶ng 1:

HÕ sè ®iÒu chØnh chiÒu cao sãng

Sè liÖu thuû triÒu vµ níc d©ng t¹i vÞ trÝ x©y dùng c«ng tr×nh

0.4


SVTH:GROUP5-50CB1 6

BiÕn ®éng triÒu lín nhÊt d1 (m) 1.5 Níc d©ng t¬ng øng víi b·o thiÕt kÕ d2 (m) 1.0

B¶ng 2: §é s©u níc t¹i vÞ trÝ x©y dùng c«ng tr×nh §é s©u h¶i ®å d0 = 25 (m) B¶ng 3,4:

C¸c th«ng sè

Sè liÖu ®Þa chÊt c«ng tr×nh

Tªn líp ®Êt

Tªn líp ®Êt 1 Tªn líp ®Êt 2 Tªn líp ®Êt 3

1 M« t¶ líp ®Êt SÐt pha ,

tr¹ng th¸i cøng

SÐt mµu x¸m vµng, tr¹ng

th¸i cøng

SÐt pha, tr¹ng th¸i dÎo cøng

2 §é s©u ®¸y líp ®Êt (tÝnh tõ ®¸y

biÓn trë xuèng (m) ) 0.5 15 V« h¹n

3 §é Èm W, % 28.1 29.1 32.2

4 Khèi lîng thÓ tÝch tù nhiªn γw , g/cm3 1.93 1.91 1.91

5 Khèi lîng thÓ tÝch tù nhiªn γc , g/cm3

1.51 1.48 1.44

6 Khèi lîng riªng γs , g/cm3 2.71 2.70 2.71

7 §é lç rçng n, % 44.3 45.2 46.9

8 HÖ sè rçng tù nhiªn e 0.795 0.824 0.882

9 §é b·o hoµ G, % 95.8 95.4 98.9

10 Giíi h¹n ch¶y WL, % 46.8 46.9 42.8

11 Giíi h¹n ch¶y WP, % 30.8 29.2 28.4

12 ChØ sè dÎo IP , % 16.0 17.7 14.4

13 §é sÖt Is -0.17 -0.01 0.26

14 Lùc dÝnh kÕt C, kG/cm2 0.36 0.47 0.42

15 Gãc ma s¸t ϕ 15002, 13045, 14035,

16 HÖ sè lón a1-2 , cm2/kG 0.022 0.024 0.023

17 M« ®un tæng biÕn d¹ng E0 ,

kG/cm2 202.4 175.6 152.2


SVTH:GROUP5-50CB1 7

B¶ng 5:

Ph¹m vi hµ b¸m tÝnh tõ mùc níc thÊp trë xuèng

Sè liÖu hµ b¸m

ChiÒu dµy hµ b¸m (mm)

Tõ mùc níc thÊp nhÊt (0m) ®Õn -4m 80mm Tõ -4m ®Õn -8m 87mm Tõ -8m ®Õn -10m 100mm

Tõ -10m ®Õn ®¸y biÓn 70mm B¶ng 6:

Híng

Sè liÖu vËn tèc giã

VËn tèc giã trung b×nh ®o trong 3 gi©y víi chu kú lÆp 100 n¨m ®o ë ®é cao 10 m so víi mùc níc chuÈn.

N NE E SE S SW W NW

V( m/s) 44.7 57.4 4.9 24.2 5.6 41.6 39.8 39.0 B¶ng 7:

Híng

Sè liÖu sãng thiÕt kÕ

Sãng thiÕt kÕ sö dông chu kú lÆp l¹i lµ 100 n¨m, sãng kÕt hîp víi dßng ch¶y, cã 8 híng thiÕt kÕ.

N NE E SE S SW W NW

Hs, m 10.8 16.4 9.9 6.2 8.6 13.1 9.3 7.4

T, s 10.3 14.3 11.6 10.8 12.4 12.5 12.0 12.3

B¶ng 8:

C¸c th«ng sè

VËn tèc dßng ch¶y mÆt lín nhÊt t¬ng øng víi híng sãng tÝnh to¸n (chu kú lÆp 100 n¨m )

Híng sãng N NE E SE S SW W NW


SVTH:GROUP5-50CB1 8

VËn tèc (cm/s)

93 137 100 173 224 181 178 121

Híng 240 242 277 41 68 79 78 134 B¶ng 9:

Çc th«ng sè

VËn tèc dßng ch¶y ®¸y lín nhÊt t¬ng øng víi híng sãng tÝnh to¸n (chu kú lÆp 100 n¨m )

Híng sãng N NE E SE S SW W NW

VËn tèc (cm/s)

68 119 90 109 182 137 119 97

Híng 2 300 60 295 329 53 329 197

II.2. M« t¶ vËt liÖu sö dông cho c«ng tr×nh biÓn träng lùc

• §Æc trng c¬ häc cña thÐp cêng ®é cao:

+ Khèi lîng riªng γt = 7850 (kG/m3) + Cêng ®é tiªu chuÈn Ra

c=17000 (kG/cm2) + Cêng ®é tÝnh to¸n Ra=11000 (kG/cm2).

+ M«®un ®µn håi Ea =2.1×106 (kG/cm2)

• Sîi thÐp ¦ST ®îc dïng lÊy theo VSL hoÆc t¬ng ®¬ng

• ThÐp thêng nhãm AI, AII, AIII, AIV theo TCVN.

• Bª t«ng:

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

+Víi cÊu kiÖn BTCT¦ST: BT m¸c ≥ 500#.

II.3. Çc ph¬ng ¸n thi c«ng

M« t¶ nguyªn lý vÒ ph¬ng ¸n thi c«ng dù kiÕn: Ph¬ng ¸n thi c«ng cho CTBCD kiÓu DK träng lùc cã thÓ chia lµm çc bíc sau:

• Bíc 1: Toµn bé phÇn ®Õ mãng BTCT vµ mét phÇn cña trô BTCT ®îc chÕ t¹o trong ô kh« hay ®èc næi. Sau khi chÕ t¹o xong, th¸o níc vµo ô ®Ó phÇn KC§ ®· chÕ t¹o nµy tù næi ®îc vµ kÐo ra khu vùc gÇn bê ®Ó thi c«ng tiÕp bíc hai.

ChÕ t¹o trªn bê (trong ô kh« ho¹c trong ®èc næi ).

• Bíc 2: T¹i vÞ trÝ gÇn bê, tiÕn hµnh g¾n çc phao phô b»ng thÐp vµo KC§ ®· chÕ t¹o tõ bíc mét ®Ó t¨ng tÝnh næi vµ æn ®Þn cña hÖ KC§ - phao phô.

GhÐp phao phô vµo c«ng tr×nh ( gÇn bê ).

• Bíc 3: ChÕ t¹o vµ l¾p dùng hoµn chØnh ( ë gÇn bê ).


SVTH:GROUP5-50CB1 9

TiÕp tôc chÕ t¹o nèt phÇn trô BTCT cßn l¹i, ®ång thêi l¾p khèi thîng tÇng vµo KC§. HÖ KC§ vµ phao phô ph¶i ®¶m b¶o tÝnh næi vµ tÝnh æn ®Þnh cho toµn bé hÖ thèng c«ng tr×nh sau khi ®· ®îc chÕ t¹o vµ l¾p dùng ë bíc 3 nµy. • Bíc 4:

•

Lai d¾t r© vÞ trÝ x©y dùng ngoµi kh¬i. Dïng çc tµu kÐo, lai d¾t hÖ KC§ - phao phô – thîng tÇng ra ngoµi kh¬i. (n¬i vÞ trÝ sÏ cè ®Þnh c«ng tr×nh ).

Bíc 5:T¹i vÞ trÝ cè ®Þnh c«ng tr×nh, tiÕn hµnh c«ng t¸c san dän nÒn ®Êt, sau ®ã b¬m níc vµo KC§ ®Ó c«ng tr×nh tõ tõ h¹ xuèng. Chó ý phao phô lóc nµy vÉn næi trªn mÆt níc vµ cã t¸c dông ®Þnh vÞ, dÉn híng cho c«ng tr×nh tõ tõ h¹ xuèng ®¸y biÓn .

San dän nÒn vµ b¬m níc d»n ®¸nh ch×m c«ng tr×nh .

• Bíc 6: Sau khi c«ng tr×nh h¹ xuèng xong, tiÕn hµnh çc c«ng t¸c kh¸c nh: b¬m phôt v÷a BT vµo khe gi÷a ®¸y mãng vµ nÒn ®Êt, d»n vËt liÖu vµo KC§ ( nÕu cÇn ), th¸o dì phao phô ra khái c«ng tr×nh, hoµn tÊt çc viÖc phô kh¸c .

PhÇn II : Lùa chän ph¬ng ¸n kiÕn tróc vµ

Hoµn chØnh çc h¹ng môc kh¸c :


SVTH:GROUP5-50CB1 10

Ph¬ng ¸n kÕt cÊu cho c«ng tr×nh

I. x©y dùng ph¬ng ¸n I.1. X¸c ®Þnh chiÒu cao khèi ch©n ®Õ

ChiÒu cao cÇn thiÕt cña khèi ch©n ®Õ : Hc® = do + d1 + d2 + µ .η.Hs + ∆

Trong ®ã : do : §é s©u h¶i ®å 25,0 (m) d1 : Biªn ®é triÒu lín nhÊt 1,5 (m) d2 : ChiÒu cao níc d©ng do giã t¬ng øng víi b·o 1,0 (m) η : HÖ sè phô thuéc vµo lý thuyÕt sãng tÝnh to¸n Víi lý thuyÕt sãng airy lÊy = 0,5 Víi lý thuyÕt sãng Stockes lÊy = 0,7 Hs : ChiÒu cao sãng cùc ®¹i øng víi chu kú lÆp 100 n¨m lµ 16,4 m ∆ : §é tÜnh kh«ng phô thuéc vµo m«i trêng vµ c«ng tr×nh . ∆ =1,5 (m)

⇒ Hc® = 25+1.5+1.0+0.4*0.7*16.4+1.5=33.592 (m) Chọn Hc® = 34 m.

I.2. X¸c ®Þnh c¸c kÝch thíc khèi ch©n ®Õ

§Ó lùa chän kÝch thíc dÇm ta dùa trªn c¬ së sau :

+ KÝch thíc dÇm phô : hdÇm phô= )201

121( ÷ .lnhÞp

+ KÝch thíc dÇm phô : hdÇm chÝnh= )121

81( ÷ .lnhÞp

+ BÒ réng dÇm chän trong kho¶ng b= (0,3-0,5) *hdÇm

Sau ®©y lµ mét sè ph¬ng ¸n ®Ò suÊt :

Dùa vµo ®é s©u níc ®· cho vµ khèi lîng kÝch thíc thîng tÇng ta s¬ bé ®a ra 3 ph¬ng ¸n sau (CTB TLBT lo¹i mét ®Õ ):

Ph¬ng ¸n 1:

B¶ng ii-1. Chän s¬ bé kÝch thíc vµ khèi lîng trô

Trô cã tiÕt diÖn kh«ng thay ®æi, ®Õ mãng lµ trô trßn cã b¶n n¾p lµ m¸i trßn xoay.



STT Tªn cÊu kiÖn Cao tr×nh(m) D(m) t (m) h(m) V(m3) M(KN) 1 Trô díi -0.5 ÷ 9.0 5 1.0 9.5 119.38 2984.5

2 Trô trªn 9.0 ÷ 34.0 5 0.5 25 176.71 4417.75

3 V¸ch 1 8.8 ÷9.2 4.0 0.4 4.127 103.175

4 V¸ch 2 13.8 ÷14.2 4.0 0.4 4.127 103.175

5 V¸ch 3 18.8 ÷19.2 4.0 0.4 4.127 103.175

6 V¸ch 4 23.8 ÷24.2 4.0 0.4 4.127 103.175

7 V¸ch 5 28.8 ÷29.2 4.0 0.4 4.127 103.175

8 V¸ch 6 32.8 ÷33.2 4.0 0.4 4.127 103.175

B¶ng ii-2. Chän s¬ bé kÝch thíc vµ khèi lîng ®Õ

CÊu kiÖn D,l (m) h

(m) δ ,b (m) Sè

lîng V(m3) M (KN)

®¸y

B¶n ®¸y 19.2 0.4 1 115.8 2895.29

DÇm vßng b¶n ®¸y

13 1.0 0.4 1 15.83 395.84

Thµnh

Thµnh 20 5 0.4 1 98.52 2463.00

DÇm vßng thµnh

20 0.8 0.4 1 19.3 482.55

DÇm vßng ®Ønh thµnh

20 1.2 0.6 1 42.52 1063.11

N¾p

B¶n n¾p R1 27.89 4 0.4 1 131.3 3282.60

DÇm chÝnh

DC ®¸y 7.5 1.2 0.6 8 43.2 1080

DC thµnh 5 1.2 0.6 8 28.8 720.0

DC n¾p 8.637 1.2 0.6 8 49.75 1243.73

Ch©n Khay

Vµnh ngoµi 20 0.5 0.4 1 12.32 307.876

Trô trong 5 0.5 1 1 6.283 157.080



Tæng träng lîng c«ng tr×nh lµ : P=22112.38 (KN)

4000

5000

4000

5000

5000

5000

5000

1000

500

500

2500

0

1200

9000

3400

0

600

1000

12000

35003500DÇm ®ì thîng tÇng

600

400

1200

5000

- Ph¬ng ¸n 1- Ph¬ng ¸n 2:

STT

Trô cã tiÕt diÖn kh«ng thay ®æi, b¶n n¾p n»m ngang

Tªn cÊu kiÖn Cao tr×nh(m) D(m) t (m) h(m) V(m3)



1 Trô díi -0.5 ÷ 8.0 5 1.0 8.5 106.8

2 Trô trªn 8.0 ÷ 34.0 5 0.5 25 183.78

3 V¸ch 1 7.8 ÷8.2 4.0 0.4 4.127

4 V¸ch 2 12.8 ÷13.2 4.0 0.4 4.127

5 V¸ch 3 17.8 ÷18.2 4.0 0.4 4.127

6 V¸ch 4 22.8 ÷23.2 4.0 0.4 4.127

7 V¸ch 5 27.8 ÷28.2 4.0 0.4 4.127

8 V¸ch 6 32.8 ÷33.2 4.0 0.4 4.127


CÊu kiÖn D,l (m)

h (m) δ ,b (m)

Sè lîng V(m3) M

(KN)

®¸y

B¶n ®¸y 19.2 0.4 1 115.8 2895.29


12 1.0 0.4 1 14.58 364.5

DÇm phô híng t©m

4 0.8 0.4 8 10.24 256.0

Thµnh

Thµnh 20 6.8 0.4 1 167.48 4187.1

DÇm vßng gi÷a 20 1.0 0.4 1 23.87 596.9

N¾p

B¶n n¾p 19.2 0.4 1 115.8 2895.29

DÇm vßng n¾p 12 1.0 0.4 1 14.58 364.5

DÇm phô híng t©m

4 0.8 0.4 8 10.24 256.0

DÇm chÝnh

DC n¾p 7.5 1.2 0.6 8 36.0 1080

DC thµnh 5 1.2 0.6 8 24.0 720

DC ®¸y 7.5 1.0 0.6 8 36.0 900

Ch©n Khay

Vµnh ngoµi 20 0.5 0.4 1 12.32 307.876

Trô trong 5 0.5 1 1 6.283 157.080

Cét chèng

7.0 0.4 0.4 8 8.96 224




8000

5000

5000

5000

5000

5000

20000

3400

0

1000

- Ph¬ng ¸n 2-

Ph¬ng ¸n 3:

STT

Trô cã tiÕt diÖn kh«ng thay ®æi, n¾p dèc ®Òu.

Tªn cÊu kiÖn Cao tr×nh(m) D(m) t (m) h(m) V(m3)



1 Trô díi

-0.5 ÷ 9.0 5 1.0 9.5 119.38

2 Trô trªn

9.0 ÷ 34.0 5 0.5 25 176.71

3 V¸ch

1 8.8 ÷9.2 4.0 0.4 4.127

4 V¸ch

2 13.8 ÷14.2 4.0 0.4 4.127

5 V¸ch

3 18.8 ÷19.2 4.0 0.4 4.127

6 V¸ch

4 23.8 ÷24.2 4.0 0.4 4.127

7 V¸ch

5 28.8 ÷29.2 4.0 0.4 4.127

8 V¸ch

6 32.8 ÷33.2 4.0 0.4 4.127


CÊu kiÖn D,l (m)

h (m)

δ ,b (m) Sè

lîng V(m3) M (KN)

®¸y

B¶n ®¸y 19.2 0.4 1 115.8 2895.29


13 1.0 0.4 1 15.83 395.84

Thµnh

Thµnh 20 4.2 0.4 1 103.5 2586.2

DÇmvßng thµnh

20 1.0 0.4 1 14.58 364.5

DÇm vßng ®Ønh thµnh

20 1.0 0.4 1 14.58 364.5

N¾p

B¶n n¾p 4 0.4 1 128.9 3222.5

DÇm vßng b¶n n¾p

13 1.0 0.4 1 15.83 395.84

DÇm chÝnh

DC n¾p 8.4 1.2 0.6 8 48.38 1209.6

DC thµnh 4 1.2 0.6 8 23.04 576

DC ®¸y 7.5 1.2 0.6 8 36 900

Ch©n Khay

Vµnh ngoµi 20 0.5 0.4 1 12.32 307.87

Trô trong 5 0.5 1 1 6.283 157.08



Cét chèng

8 0.4 0.4 8 10 256


5000

4000

5000

5000

5000

5000

4000

1000

500

500

600

2500

090

00

3400

0

13000

5000

20000

AA

A-A

- Ph¬ng ¸n 3

I.3. KiÓm tra c¸c ®iÒu kiÖn ban ®Çu

• Trô ®îc thiÕt kÕ coi nh cÊu kiÖn chÞu nÐn lÖch t©m nªn ®é m¶nh vµ kÝch thíc ®îc giíi han bëi c¸c ®iÒu kiÖn sau :

700 ≤=rlλ ( TCVN 5574-91)

7,170

0 ≤Dl



l0 : Lµ chiÒu dµi tÝnh to¸n cña trô, víi s¬ ®å tÝnh coi nh trô lµ mét thanh conson ngµm t¹i mÆt ®Õ mãng ta cã : l0 = 2.ltrô

r : B¸n kÝnh qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn : r = AJ

J : M« men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn :

)(64

14

04 DDJ −=

π

A : DiÖn tÝch tiÕt diÖn mÆt c¾t trô :

)(4

12

02 DDA −=

π

• §èi víi cÊu kiÖn khèi ch©n ®Õ :

XÐt trong ®iÒu kiÖn thi c«ng ë giai ®o¹n 1 KiÓm tra æn ®Þnh c«ng tr×nh theo c«ng thøc:

hi = ro + Zc – ZG

Trong ®ã :

hi : chiÒu cao æn ®Þnh ban ®Çu cña khèi ch©n ®Õ.

ro : B¸n kÝnh nghiªng ngang cña mÆt ®êng níc

Zc : To¹ ®é träng t©m cña ®o¹n ch©n ®Õ

ZG : To¹ ®é phï t©m cña khèi ch©n ®Õ TÝnh mín níc c«ng tr×nh:

Gi¶ sö khi c«ng tr×nh ®îc h¹ thuû th× mín níc cña c«ng tr×nh lµ T

Ta cã ph¬ng tr×nh c©n b»ng:

P = Pdn

Trong ®ã :

P : tæng träng lîng c«ng tr×nh

Pdn : lùc dÈy næi Trong ®ã P®n = VchiÕmchç*γ

γ : träng lîng riªng cña níc biÓn = 10.25 (KN/m3).

TÝnh träng t©m c«ng tr×nh

C«ng thøc tÝnh to¸n träng t©m:

MXGi = Pi.XGi

MZGi = Pi.ZGi

Trong ®ã:

MXG : lµ M«men khèi lîng cña tõng cÊu kiÖn ®èi víi trôc to¹ ®é x

MZgi : lµ M«men khèi lîng cña tõng cÊu kiÖn ®èi víi trôc to¹ ®é z



Pi : Khèi lîng cña tõng cÊu kiÖn.

XGi ; ZGi: To¹ ®é träng t©m cña tõng cÊu kiÖn ®èi víi trôc to¹ ®é trung t©m x,z

Do kÕt cÊu cña toµn bé c«ng tr×nh ®èi xøng qua trôc z nªn to¹ ®é träng t©m cña

toµn c«ng tr×nh n»m trªn trôc Z cña to¹ ®é.

TÝnh phï t©m c«ng tr×nh:

Mzci = ∆i.Xci

Mxci = ∆i.Zci

Trong ®ã :

MXCi : lµ M«men khèi lîng cña tõng cÊu kiÖn ®èi víi trôc to¹ ®é x

MZCi : lµ M«men khèi lîng cña tõng cÊu kiÖn ®èi víi trôc to¹ ®é z

Pi : Khèi lîng cña tõng cÊu kiÖn.

XGi ; ZGi: To¹ ®é träng t©m cña tõng cÊu kiÖn ®èi víi trôc to¹ ®é trung t©m x,z

∆i : lùc ®Èy næi cña cÊu kiÖn(khèi lîng kh«ng n»m trong níc cã l¬ng

cho¸n níc b»ng 0)

→∆i = Vi.1,025

Vi : Lîng cho¸n níc cña tõng cÊu kiÖn

o KiÓm tra ®iÒu kiÖn cña trô : Ph¬ng ¸n 1:

l(m) l0(m) J(m4) A(m2) r(m) λ l0/D [ ]λ [ ]Dl /0

25 50 18.113 7.069 1.6 31.23 10 70 17.7

§iÒu kiÖn ®îc tho¶ m·n

o KiÓm tra ®iÒu kiÖn cña ®Õ mãng :

T (m) H§Õ (m) h0 (m) KÕt luËn

4.7 9 1.65 OK





26 52 18.113 7.069 1.6 32.5 10.4 70 17.7




5.0 8 1.53 OK



25 50 18.113 7.069 1.6 31.23 10 70 17.7




4.6 9 1.68 OK

II . Ph©n tÝch lùa chän ph¬ng ¸n kÕt cÊu

§Ó lùa chän ph¬ng ¸n kÕt cÊu ph¶i dùa trªn c¬ së sau: So s¸nh ph¬ng ¸n chÞu lùc cña kÕt cÊu. So s¸nh c¸c ®iÒu kiÖn ban ®Çu:

+Träng lîng b¶n th©n tæng c«ng tr×nh. + Chu kú dao ®éng riªng tÝnh b»ng m« h×nh tæng thÓ ( tÝnh b»ng Sap) vµ chu kú dao ®éng riªng tÝnh b»ng m« h×nh ®¬n gi¶n. + KiÓm tra ®iÒu kiÖn æn ®Þnh (lËt,To,ho vµ dao ®éng riªng).

So s¸nh vÒ ®iÒu kiÖn thi c«ng.



Nh vËy ®Ó lËp ®îc b¶ng so s¸nh ta cÇn x¸c ®Þnh chu kú dao ®éng riªng cña tõng ph¬ng ¸n kÕt cÊu:

II.1. TÝnh to¸n dao ®éng riªng II.1. 2. Môc ®Ých tÝnh to¸n dao ®éng riªng

ViÖc tÝnh to¸n dao ®éng riªng nh»m môc ®Ých ®¸nh gi¸ ¶nh hëng do çc t¸c ®éng cña m«i trêng lªn c«ng tr×nh.

II.1. 2. Ph¬ng ph¸p tÝnh

Ph¬ng tr×nh dao ®éng riªng cña hÖ kÕt cÊu:

M••

U +C•

U +KU =0 Trong ®ã: + M: Ma trËn çc thµnh phÇn khèi lîng (bao gåm khèi lîng cña çc bé phËn chÝnh vµ phô cña toµn bé c«ng tr×nh vµ khèi lîng cña níc kÌm ). +C : Ma trËn c¶n nhít. +K : Ma trËn ®é cøng cña kÕt cÊu. +U : VÐc t¬ chuyÓn vÞ cña kÕt cÊu (t¹i çc nót) Ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n ®éng lùc häc kÕt cÊu c«ng tr×nh biÓn hiÖn ®îc sö dông chñ

yÕu lµ ph¬ng ph¸p phÇn tö höu h¹n (PTHH). T¸c ®éng cña çc yÕu tè m«i trêng biÓn (Sãng, giã, dßng ch¶y) lµ t¸c dông ®éng víi t¸c ®éng cña sãng lµ tréi.Chu kú cña song lµ tréi. Chu kú cña sãng biÓn n»m trong kho¶ng 5 ®Õn 30s. Th«ng thêng ta ph¶i xÐt ®Çy ®ñ bµi to¸n ®éng lùc häc c«ng tr×nh biÓn cè ®Þnh. Trong thùc tÕ tÝnh to¸n c«ng tr×nh biÓn cè ®Þnh nÕu chu kú dao ®éng riªng cña c«ng tr×nh Tct>3s th× ¶nh hëng ®éng cña sãng lµ ®¸ng kÓ v× vËy ph¶i kÓ ®Õn ¶nh hëng ®éng. Khi Tct<3s th× ¶nh hëng cña sãng lµ kh«ng ®¸ng kÓ, do ®ã cã thÓ tÝnh to¸n kÕt cÊu theo ph¬ng ph¸p tùa tØnh,tøc lµ cÇn x¸c ®Þnh mét hÖ sè ®éng kd, råi nh©n víi gi¸ trÞ t¶i träng ®Çu vµo hoÆc kÕt qu¶ néi lùc ®Çu ra khi tÝnh to¸n. HÖ sè ®éng kd ®îc x¸c ®Þnh nh sau:

kd= 2

11

22

1

0

21

1

+

−

=

ωω

ωε

ωω x

uu

t

Trong ®ã: -u0: biªn ®é cña chuyÓn vÞ ®éng -ut : chuyÓn vÞ cùc ®¹i do t¸c ®éng tØnh cña t¶i träng - 1ω : tÇn sè cña d¹ng dao ®éng riªng thø nhÊt cña kÕt cÊu -ε / 1ω : hÖ sè gi¶m chÊn lÊy b»ng 0.08. - ω :tÇn sè vßng cña sãng t¸c dông



II.1. 2. X¸c ®Þnh c¸c lo¹i khèi lîng cña c«ng tr×nh II.1. 2.1. Khèi lîng thîng tÇng

C¸c lo¹i khèi lîng thîng tÇng §¬n vÞ (tÊn)

Khèi nhµ ë 70

Ho¹t t¶i sö dông 2

Dù tr÷ l¬ng thùc thùc phÈm 8

Níc ngät 50

HÖ thèng dÇm thÐp chÞu lùc 38

Nhµ vÖ sinh 0.75

Kho 1.45

BÓ chøa dÇu 2.5

Träng lîng b¶n th©n sµn c«ng t¸c 11

Tæng träng lîng khèi thîng tÇng lµ 183.7 (tÊn) II.1. 2.2. Khèi lîng hµ b¸m

Khèi lîng hµ b¸m ®îc tÝnh tõ mùc níc biÓn trung b×nh trë xuèng MNTB= d0=25.0 (m)

* Khèi lîng hµ b¸m t¹i thanh thø i lµ :

mh (i) = ρh.Ahi.Li

ρh – Khèi lîng riªng cña hµ b¸m (ρh = 1600 kg/m3).

Ahi –DiÖn tÝch tiÕt diÖn ngoµi cïng cña thanh thø i

Li –ChiÒu dµi thanh thø i

KÕt qu¶ tÝnh nh b¶ng sau: Ph¬ng ¸n 1:



z KÕt

§K trô(m)

BK ®íi cÇu (m)

ChiÒu

DiÖn tÝch(m2)

ChiÒu dµy hµ

b¸m(m)

KL riªng

KL hµ b¸m(tÊn) (m) CÊu

cao (m)

hµ b¸m (t/m3)

25

Trô

5

4 62.832 0.08

1.6

8.04248 21 5

21 5

4 62.832 0.087 8.74619 17 5

17 5

2 31.416 0.1 5.02655 15 5

15 5

6 94.248 0.07 10.5558 9 5

9

N¾p 12.5 4 157 0.07 17.584 5

5

Thành 20 5 314.16 0.07 35.1858 0

Tæng khèi lîng hµ b¸m lµ: 85.141 (tÊn)

z

Ph¬ng ¸n 2:

KÕt

§K trô(m)

ChiÒu

DiÖn tÝch(m2)

ChiÒu dµy hµ

b¸m(m)

KL riªng


cao (m)

hµ b¸m

(t/m3)

25

Trô

5

4 62.83 0.08

1.6

8.0425 21 5

21 5

4 62.83 0.087 8.7462 17 5

17 5

2 31.42 0.1 5.0265 15 5

15 5

7 110 0.07 12.315 8 5

8 §Õ 20 8 502.7 0.07 56.297



0

Tæng khèi lîng hµ b¸m lµ: 90.428 (tÊn)

z

Ph¬ng ¸n 3:

KÕt

§K trô(m)

BK ®íi cÇu (m)

ChiÒu

DiÖn tÝch(m2)

ChiÒu dµy hµ

b¸m(m)

KL riªng


cao (m)

hµ b¸m (t/m3)

25

Trô

5 4 62.832 0.08

1.6

8.04248 21 5 21 5

4 62.832 0.087 8.74619 17 5 17 5

2 31.416 0.1 5.02655 15 5 15 5

6 94.248 0.07 10.5558 9 5 9

N¾p 12.5 4 157 0.07 17.584 5 5

Thành 20 5 314.16 0.07 35.1858 0 Tæng khèi lîng hµ b¸m lµ: 85.1408 (tÊn)

II.1. 2.3. Khèi lîng níc kÌm

X¸c ®Þnh khèi lîng níc kÌm tÝnh tõ MNTB xuèng ®¸y biÓn.

Khèi lîng níc kÌm quy ®æi t¹i nót thø i lµ:

mnk(i) = ρn.Cam.Vi

Trong ®ã:

+ ρn - mËt ®é cña níc biÓn = 1025 kg/m3.

+ C am - hÖ sè níc kÌm, Cam = 0,2.

+ Vi - thÓ tÝch èng phÇn ngËp níc, tÝnh víi ®êng kÝnh míi cã c¶ chiÒu dµy

hµ b¸m



KÕt qu¶ tÝnh nh b¶ng sau:

z

Ph¬ng ¸n 1: KÕt

§K trô(m)

BK ®íi cÇu (m)

ChiÒu ChiÒu dµy hµ

b¸m(m)

ThÓ tÝch

KL nưíc kÌm(tÊn) (m) CÊu

cao (m) (m3)

25

Trô

5

4 0.08 83.6468 17.1476 21 5

21 5

4 0.087 84.1013 17.2408 17 5

17 5

2 0.1 42.4743 8.70724 15 5

15 5

6 0.07 124.499 25.5224 9 5

9

N¾p 12.5 12.5 4 0.07 501.931 102.896 5

5

Thành 20 5 0.07 1592.86 326.537 0

Tæng khèi lîng níc kÌm lµ: 498.051 (tÊn)

z

Ph¬ng ¸n 2:

KÕt

§K trô(m)


b¸m(m)

ThÓ tÝch

KL nuíc kÌm(tÊn) (m) CÊu

cao (m) (m3)

25

Trô

5

4 0.08 83.647 17.1476 21 5

21 5

4 0.087 84.101 17.2408 17 5

17 5

2 0.1 42.474 8.70724 15 5

15 5

7 0.07 145.25 29.7761 8 5

8

Thành 20 8 0.07 2548.6 522.46 0 Tæng khèi lîng níc kÌm lµ: 595.331 (tÊn)



z

Ph¬ng ¸n 3:

KÕt

§K trô(m)


b¸m(m)

ThÓ tÝch

KL níc kÌm(tÊn) (m) CÊu

cao (m) (m3)

25

Trô

5 4 0.08 83.647 17.1476 21 5

21 5 4 0.087 84.101 17.2408 17 5

17 5 2 0.1 42.474 8.70724 15 5

15 5 6 0.07 124.5 25.5224 9 5

9 N¾p 12.5 4 0.07 501.93 102.896 5

5 Thành 20 5 0.07 1592.9 326.537 0

Tæng khèi lîng níc kÌm lµ: 498.051 (tÊn)

Khai b¸o c¸c lo¹i khèi lîng vµo m« h×nh sap2000 ta ®îc kÕt qu¶ dao ®éng riªng:

StepNum Period (max)(s)

PA1 PA2 PA3

1 0.4242 0.4469 0.4180

II.2 KIÓM TRA S¥ Bé æn ®Þnh lËt

§iÒu kiÖn æn ®Þnh lËt cña c«ng tr×nh ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Mgi÷/MlËt ≥ k

Trong ®ã : k : HÖ sè an toµn, thêng lÊy k = 1,5 Mgi÷ : Momen chèng lËt do t¶i träng c«ng tr×nh g©y ra MlËt : M«men g©y lËt t¹i ®Õ mãng do t¶i träng sãng, dßng ch¶y, do giã vµ lùc ®Èy næi g©y ra t¹i mÐp ®¸y mãng . Víi ph¬ng ¸n 1: Gi¸ trÞ momen lËt do t¶i träng sãng vµ dßng ch¶y g©y ra tÝnh t¸on theo lý thuyÕt sãng Stokes bËc 5 (xem trong tÝnh to¸n lùc Sãng chi tiÕt cho PA chän)



t Fx(KN) Fy(KN) Mx(KNm) My(KNm) 0 -584.8 64.421 417 -4727

T/20 -1179 67 446 -9457

2T/20 -2149 65 413 -16260

3T/20 -2712 64 405 -18596

4T/20 -2752 64 396 -17441

5T/20 -2530 63 386 -15149

6T/20 -2168 63 378 -12987

7T/20 -1747 63 372 -10871

8T/20 -1299 63 369 -8917

9T/20 -770 59 351 -6765

t Fx(KN) Fy(KN) Mx(KNm) My(KNm) 10T/20 -314 63 378 -4505

11T/20 294 63 368 -887

12T/20 944 63 370 3047 13T/20 1679 63 382 9053

14T/20 2209 63 381 11618

15T/20 2636 64 387 15221

16T/20 2768 64 394 17465 17T/20 2525 64 402 17570 18T/20 1839 64 414 14834

19T/20 852 64 417 7512 M«men d¬ng g©y lËt do sãng lín nhÊt : MlËt sãng = 17570KNm Gi¸ trÞ t¶i träng do giã vµ m«men g©y lËt do giã

Tªn cÊu kiÖn z (m) c¸nh tay ®ßn(m) F (kN) Momen DÇm m¸i 14.25 41.75 34.35 1434.13

Block nhµ ë 10.5 38 125.23 4758.81 DÇm ®ì thîng tÇng 7 34.5 18.32 632.184

Trô 3.25 30.75 12.60 387.443 Tæng 190.51 7212.57 (KN) (KNm)



M«men lËt do giã g©y ra : MlËt giã = 7212.57 KNm M«men do lùc ®Èy næi g©y ra: ML§N = F§N * 10 = 25883.94*10 = 258839.4 (KNm) Mgi÷ = (GKC§ + GTT + GHB)*10 =(22112.38+ 1837 + 835.23) * 10 = 247846.1 (KNm) Mgi÷/MlËt =247846,1/ (258839,4+ 17570 +7212,57) = 0,873< 1,5 KL : Nh vËy c«ng tr×nh kh«ng ®ñ æn ®Þnh .Ta ph¶i tiÕn hµnh d»n Pd lµ träng lîng vËt liÖu d»n thªm, ta cÇn luîng vËt liÖu tèi thiÓu ®Ó c«ng tr×nh cã thÓ æn ®Þnh : Pd = (1,5*MlËt – Mgi÷ )/10 = 17758,69KN Ta dïng Barit lµm vËt liÖu d»n th× thÓ tÝnh Barrit cÇn thiÕt lµ : V = Pd/43 = 412,99(m3) Nh vËy ta cã thÓ d»n thªm vµo 412,993(m3) Barrit ®Ó c«ng tr×nh cã thÓ æn ®Þnh lËt

t

Víi ph¬ng ¸n 2: M«men lËt do sãng g©y ra lín nhÊt t¹i thêi ®iÓm t= 16T/20 (xem chi tiÕt trong phÇn phô lôc) : MlËt sãng =23255KNm

Fx(KN) Fy(KN) Mx(KNm) My(KNm) 0 -745.317 77.926 510 -6006

T/20 -1477.236 77.864 507 -11971

2T/20 -2726.669 77.696 501 -20767

3T/20 -3399.807 77.483 490 -23253

4T/20 -3504.947 77.205 483 -22499

5T/20 -3225.213 76.939 476 -20046

6T/20 -2751.605 76.704 470 -17096

7T/20 -2323.291 78.676 516 -17103

8T/20 -1727.865 78.544 512 -13991

9T/20 -980.716 76.102 457 -7965

t Fx(KN) Fy(KN) Mx(KNm) My(KNm) 10T/20 -303.677 76.088 457 -4215

11T/20 385.856 78.503 511 -1134

12T/20 1250.219 78.606 514 5107

13T/20 2134.559 78.774 518 11909

14T/20 2843.325 76.823 473 16398

15T/20 3369.135 77.073 479 20815 16T/20 3520.434 77.341 486 23255 17T/20 3191.900 77.609 494 22695



18T/20 2304.534 77.831 506 18507

19T/20 899.993 77.931 510 7881 Gi¸ trÞ t¶i träng do giã vµ m«men g©y lËt do giã



Trô 3.25 30.75 12.60 387.443 Tæng 190.51 7212.57 (KN) (KNm)

M«men lËt do giã g©y ra : MlËt giã = 7212,57 KNm M«men do lùc ®Èy næi g©y ra: ML§N = F§N * 10 = 29670,55*10 = 296705,5(KNm) Mgi÷ = (GKC§ + GTT + GHB)*10 =(22855.69 + 1837 + 877.095) * 10 = 255797.85 (KNm) Mgi÷/MlËt =255797.85/ (296705,5+ 23255 + 7212.57) = 0,78< 1,5 KL : Nh vËy c«ng tr×nh kh«ng ®ñ æn ®Þnh .Ta ph¶i tiÕn hµnh d»n Pd lµ träng lîng vËt liÖu d»n thªm, ta cÇn luîng vËt liÖu tèi thiÓu ®Ó c«ng tr×nh cã thÓ æn ®Þnh : Pd = (1,5*MlËt – Mgi÷ )/10 = 23506.2 KN Ta dïng Barit lµm vËt liÖu d»n th× thÓ tÝnh Barrit cÇn thiÕt lµ : V = Pd/43 = 546,65(m3) Nh vËy ta cã thÓ d»n thªm vµo 546,65 (m3) Barrit ®Ó c«ng tr×nh cã thÓ æn ®Þnh lËt

t

Víi ph¬ng ¸n 3: M«men lËt do sãng g©y ra max t¹i t=17T/20 : MlËt sãng = 17891(KNm).

Fx(KN) Fy(KN) Mx(KNm) My(KNm) 0 -587.359 69.613 447 -4821

T/20 -1177.203 69.552 445 -9720

2T/20 -2176.026 69.384 439 -16637

3T/20 -2703.232 69.171 428 -18028

4T/20 -2776.777 68.893 420 -17038

5T/20 -2552.925 68.626 413 -15003

6T/20 -2186.086 68.391 407 -12854

7T/20 -1762.580 67.933 398 -11011



8T/20 -1310.186 67.802 395 -9028

9T/20 -827.418 67.790 395 -6816

t Fx(KN) Fy(KN) Mx(KNm) My(KNm) 10T/20 -297.160 67.775 394 -4166

11T/20 298.101 67.761 394 -887

12T/20 954.172 67.863 397 3096

13T/20 1624.611 68.031 401 7494

14T/20 2230.980 68.510 410 11805

15T/20 2660.845 68.761 417 15503

16T/20 2794.992 69.029 424 17814 17T/20 2551.411 69.297 432 17891 18T/20 1859.937 69.519 444 15172

19T/20 739.434 69.619 448 6677 Gi¸ trÞ t¶i träng do giã vµ m«men g©y lËt do giã



Trô 3.25 30.75 12.60 387.443 Tæng 190.51 7212.57 (KN) (KNm)

M«men lËt do giã g©y ra : MlËt giã = 7212,57 KNm M«men do lùc ®Èy næi g©y ra: ML§N = F§N * 10 = 25449,1*10 = 254491(KNm) Mgi÷ = (GKC§ + GTT + GHB)*10 =(22051.69+ 1837 + 835.23) * 10 = 247239,2(KNm) Mgi÷/MlËt =247239,2/ (254491+ 17891 + 7212,57) = 0,8843< 1,5 KL : Nh vËy c«ng tr×nh kh«ng ®ñ æn ®Þnh .Ta ph¶i tiÕn hµnh d»n Pd lµ träng lîng vËt liÖu d»n thªm, ta cÇn luîng vËt liÖu tèi thiÓu ®Ó c«ng tr×nh cã thÓ æn ®Þnh : Pd = (1,5*MlËt – Mgi÷ )/10 = 17215,3KN Ta dïng Barit lµm vËt liÖu d»n th× thÓ tÝnh Barrit cÇn thiÕt lµ : V = Pd/43 = 400,36(m3) Nh vËy ta cã thÓ d»n thªm vµo 400,36(m3) Barrit ®Ó c«ng tr×nh cã thÓ æn ®Þnh lËt

VËy ta cã b¶ng so s¸nh sau



Çc chØ tiªu

Çc ph¬ng ¸n PA1 PA2 PA3

Ph¬ng ¸n chÞu lùc cña kÕt cÊu

N¾p ®Õ cupol lµ lo¹i vá máng nªn m«men chØ xuÊt hiÖn ë khu vùc gÇn gèi tùa(g©y lùc ®¹p ngang ë vµnh gèi tùa). ë khu vùc xa gèi tùa chØ xuÊt hiÖn lùc däc (phÇn lín lµ lùc nÐn) v× thÕ ta kh«ng cÇn cét ch¬ng vµ dÇm vßng n¾p, do vËy cho phÐp sö dông hÕt kh¶ n¨ng chÞ nÐn cña bª t«ng.

B¶n n¾p lµ mÆt ph¼ng khi t¶i träng t¸c dông th¼ng gãc nªn trong b¶n chØ xuÊt hiÖn m« men uèn, xo¾n vµ lùc c¾t v× thÕ cÇn thiÕt ph¶I cã cét chèng vµ dÇm vßng trªn ®Ó lµm kÕt cÊu ®ì vµ hÖ thèng dÇm phô xyuªn t©m vµ chia nhá diÖn chÞu t¶i.

B¶n n¾p lµ mÆt ph¼ng khi t¶i träng t¸c dông th¼ng gãc nªn trong b¶n chØ xuÊt hiÖn m« men uèn, xo¾n vµ lùc c¾t v× thÕ cÇn thiÕt ph¶I cã cét chèng vµ dÇm vßng trªn ®Ó lµm kÕt cÊu ®ì.

So s¸nh çc ®iÒu kiÖn ban ®Çu

- Tæng khèi lîng c«ng tr×nh lµ 22112.23KN - Chu kú dao ®éng lµ T =0.3101(s) -vËt liÖu d»n 310.6(m3) Barrit

- Tæng khèi lîng c«ng tr×nh lµ 22855.69 KN - Chu kú dao ®éng lµ T =0.0824 -vËt liÖu d»n 412(m3) Barrit

-Tæng khèi lîng c«ng tr×nh lµ 22351.69KN - Chu kú dao ®éng lµ T =0.2886(s) -vËt liÖu d»n 329.2(m3) Barrit

So s¸nh vÒ ®iÒu kiÖn thi

c«ng

-Khèi ch©n ®Õ cã chiÒu cao 9(m) nªn cã thÓ thi c«ng trªn ô kh«. -u ®iÓm cña vßm kh«ng gian thi c«ng réng(kh«ng cã dÇm vßng n¾p vµ cét chèng) - N¾p lµ cupol cã tiÕt diÖn thay ®æi nªn khi thi h¹ thuû mín níc kh«ng thay ®æi ®ét ngét kh«ng g©y nguy hiÓm. -ph¬ng ph¸p nµy dïng phao phô khi chÕ t¹o xong khoang ®Çu tiªn cña phÇn trô trªn .

-Khèi ch©n ®Õ cã chiÒu cao 8(m) nªn cã thÓ thi c«ng trªn ô kh«. - N¾p lµ b¶n ph¼ng nªn khi thi c«ng mín níc sÏ thay ®æi ®ét ngét t¹i vÞ trÝ dao gi÷a ®Õ vµ trô cÇn cã biÖn ph¸p xö lý. -ph¬ng ph¸p nµy dïng phao phô.

-Khèi ch©n ®Õ cã chiÒu cao 9(m) nªn cã thÓ thi c«ng trªn ô kh«. - N¾p cã tiÕt diÖn thay ®æi ®Òu nªn khi thi h¹ thuû mín níc kh«ng thay ®æi ®ét ngét kh«ng g©y nguy hiÓm. -ph¬ng ph¸p nµy dïng phao phô khi chÕ t¹o xong khoang ®Çu tiªn cña phÇn trô trªn .



Dùa vµo çc ®Æc ®iÓm so s¸nh 3 ph¬ng ¸n ë b¶ng trªn ta chän ph¬ng ¸n tÝnh

to¸n lµ ph¬ng ¸n 1 – Cã b¶n n¾p lµ m¸i vá trßn xoay ( hay cupol) –

PhÇn III : TÝnh to¸n thiÕt kÕ c«ng tr×nh I. Çc lo¹i t¶I träng lªn c«ng tr×nh I.1.Çc trêng hîp t¶i träng lªn c«ng tr×nh

T¶i träng thêng xuyªn + Träng lîng b¶n th©n c«ng tr×nh + Träng lîng trang thiÕt bÞ cè ®Þnh + Träng lîng níc d»n + ¸p lùc thuû tÜnh

T¶i träng t¹m thêi + Trang thiÕt bÞ cã thÓ thay ®æi + VËt t kh¸c ( níc ngät, dÇu, à)

T¶i träng gi¸n tiÕp T¶i träng do biÕn d¹ng kÕt cÊu (do sù thay ®æi nhiÖt ®é, chÕ t¹o sai sãt, à)

T¶i träng do sù cè + T¶i träng do sù va ch¹m cËp tµu vµo c«ng tr×nh + Mét sè chi tiÕt bÞ hang

T¶i träng do ®éng ®Êt T¶i träng m«i trêng

Bao gåm çc lo¹i t¶i träng do giã, sang, dßng ch¶y t¸c ®éng lªn c«ng tr×nh Trong ®å ¸n nµy ta chØ xÐt ®Õn mét sè t¶i träng ®îc x¸c ®Þnh díi ®©y

I.2.X¸c ®Þnh t¶i träng thêng xuyªn t¸c dông lªn KC§

Çc lo¹i khèi lîng thîng tÇng §¬n vÞ (KN)

Khèi nhµ ë 700

Ho¹t t¶i sö dông 20

Dù tr÷ l¬ng thùc thùc phÈm 80

Níc ngät 500

HÖ thèng dÇm thÐp chÞu lùc 380

Nhµ vÖ sinh 7.5

Kho 14.5



BÓ chøa dÇu 25

Träng lîng b¶n th©n sµn c«ng t¸c 110

Tæng träng lîng khèi thîng tÇng lµ : 1837 (KN) Träng lîng b¶n th©n ®îc tÝnh lu«n trong m« h×nh sap 2000 I.3. X¸c ®Þnh t¶i träng giã t¸c dông lªn khèi ch©n ®Õ

T¶i träng giã theo híng §«ng B¾c Theo quy ph¹m API ta cã t¶i träng giã ®îc tÝnh theo c«ng thøc:

ACsVzF ...0473,0 2= Trong ®ã :

V : VËn tèc giã trung b×nh tÝnh theo ®¬n vÞ km/h lÊy ë ®é cao 10m

10.(1 .ln( ))10ZzV V C= + ,víi z lµ ®é cao t¹i ®iÓm ®ang xÐt so víi mùc níc tÜnh.

C=5,73.10-2.(1+0,0457.v10)0,5

V10 lµ vËn tèc giã trung b×nh trong 1h ë ®é cao 10m so víi mùc níc tÜnh A : DiÖn tÝch h×nh chiÕu kÕt cÊu lªn phu¬ng vu«ng gãc víi híng giã thæi Cs : HÖ sè h×nh d¸ng hay hÖ sè khÝ ®éng Cs = 1,5 ®èi víi kÕt cÊu d¹ng dÇm, kÕt cÊu d¹ng nhµ Cs = 0,5 ®èi víi kÕt cÊu d¹ng trô trßn Cs = 1 ®èi víi kÕt cÊu d¹ng sµn c«ng t¸c

• • Sè liÖu dÇu vµo : VËn tèc giã chu kú lÆp 100 n¨m ®o trong 3 gi©y V10=57.4 (m/s)

Quy ®æi vËn tèc giã trong 1giê ra 3gi©y theo c«ng thøc :

β : HÖ sè giËt cña giã , β =1,33

α : HÖ sè luü thõa , α =0,1 Suy ra : V10

1h =43,16 (m/s) = 155,37 (km/h) Ta cã b¶ng tÝnh t¶i träng giã lªn thîng tÇng nh sau

Tªn cÊu kiÖn z (m) c¸nh tay ®ßn(m) F (kN) Momen

DÇm m¸i 14.25 41.75 34.35 1434.13

Block nhµ ë 10.5 38 125.23 4758.81

DÇm ®ì thîng tÇng 7 34.5 18.32 632.184

Trô 3.25 30.75 12.60 387.443

Tæng 190.51 7212.57

(KN) (KNm)

αβ )10/(** 10)( ZVV zt =



Khi khai b¸o vµo m« h×nh sap 2000 ta tÝnh t¶i träng giã trªn 1 nót råi ®a vµo Sap

I.4. X¸c ®Þnh t¶i träng sãng dßng ch¶y t¸c dông lªn khèi ch©n ®Õ

I.4.1. Lùa chän lÝ thuyÕt sãng tÝnh to¸n, x¸c ®Þnh çc th«ng sè sãng

Lùa chän lÝ thuyÕt sãng tÝnh to¸n

TÝnh lÆp theo c«ng thøc :2 2. .( )

2ttdgTL th

Lπ

π= ta ®îc L=213,596 (m)

Nªn chän chiÒu dµi sãng lµ : L = 213,596 (m) T¹i vÞ trÝ x©y dùng c«ng tr×nh cã çc ®Æc trng sau:

2 2

6,56 0,0033. 9,81.14,3H

g T= =

2 2

27,5 0,0137. 9,81.14,3d

g T= =

27.5 0.129213,596

dL

= =

Tra ®å thÞ vÒ quy ph¹m sö dông lý thuyÕt sãng vµ dùa vµo biÓu ®å ph©n chia lý thuyÕt sãng cña Kenlegan. Chän lý thuyÕt sãng Stockes bËc V ®Ó tÝnh to¸n.

I.4.2. X¸c ®Þnh çc yÕu tè sãng theo lÝ thuyÕt sãng Stockes bËc V I.4.2.1 §é lÖch cña sãng so víi mùc níc tÜnh:

[ ]∑=

−=5

1)(cos.1

ntkxnFn

kωη

Trong ®ã: - k = L/2π =0,029 : Lµ sãng trong kho¶ng π2 - ω (rad/s) : Lµ tÇn sè vßng - Fn ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc

F1 = a F2 = a2.F22 + a4.F24 F3 = a3.F33 + a5.F35 F4 = a4.F44

F5 = a5.F55 - a : Lµ th«ng sè chiÒu cao x¸c ®Þnh theo biÓu thøc: a0 = kH/2 – [a3

0F33 + a50(F35 + F55)]

Gi¶i b»ng ph¬ng ph¸p lÆp ta dîc a = 0,091 k.h = 2[ a + a3 .F33 + a5.( F35 + F55 )] - Çc th«ng sè h×nh d¹ng sãng Fij ®îc tra b¶ng phô thuéc vµo tû sè d/L Ta cã : d/L = 27,5/213,596= 0,129

B¶ng III- 1 : Th«ng sè h×nh d¹ng sãng theo lý thuyÕt sãng Stoke



d/L F22 F24 F33 F35 F44 F55

0.1 4 -28.61 13.09 -138.6 44.99 163.8

0.129 2.52726 -11.23668 6.87878 -54.1793 21.30106 73.3983 0.15 1.539 1.344 2.381 6.953 4.147 7.935

I.4.2.2. Çc thµnh phÇn vËn tèc theo ph¬ng ngang, ph¬ng ®øng t¹i ®iÓm cã ®é s©u z(m) theo lÝ thuyÕt sãng Stockes bËc V

)](sin[)..(

)].(.[5

1tkxn

dknshdzknchGn

kVx

nωω

−+

= ∑=

)](cos[)..(

)].(.[5

1tkxn

dknshdzknshGn

kVz

nωω

−+

= ∑=

Trong ®ã: - Gn : §îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc

G1 = a.G11 + a3.G13 + a5.G15 G2 = 2( a2.G22 + a4.G24 ) G3 = 3( a3.G33 + a5.G35 ) G4 = 4a4.G44 G5 = 5a5.G55

- Çc th«ng sè vËn tèc sãng Gij ®îc tra b¶ng phô thuéc vµo tû sè d/L

B¶ng III-2 : Th«ng sè h×nh d¹ng sãng theo lý thuyÕt sãng Stoke

d/L G11 G13 G15 G22 G24 G33 G35 G44 G55 0.1 1 -7.39 -12.73 2.996 -48.14 5.942 -121.7 7.671 0.892

0.129 1 -4.45 -8.168 1.757 -20.74 2.675 -49.47 3.125 0.226 0.15 1 -2.32 -4.864 0.86 -0.907 0.31 2.843 -0.17 -0.26

I.4.2.3. Çc thµnh phÇn gia tèc theo ph¬ng ®øng, ph¬ng ngang theo lÝ thuyÕt sãng Stockes bËc V

[ ]∑=

−=5

1

2

).(sin.2.

ntkxnRnCkax ω

[ ]∑=

−=5

1

2

).(cos.2.

ntkxnSnCkaz ω

Trong ®ã : - :ω Lµ tÇn sè vßng cña sãng, x¸c ®Þnh theo c«ng thøc :

2 41 2(1 ) ( )g k a C a C th kdω = + +

- C : Lµ vËn tèc truyÒn sãng x¸c ®Þnh theo çc c«ng thøc sau C = [(g/k).(1 + a2.C1 + a4.C2) th(kd)]0.5

C1; C2 lµ çc th«ng sè tÇn sè sãng phô thuéc vµo tû sè d/L



B¶ng III-3: TÝnh vËn tèc truyÒn sang

d/L C1 C2

0.1 8.791 383.7

0.129 5.227 172.6

0.15 2.646 19.82 Ta nhËn ®îc kÕt qu¶ : ω = 0,199 (1/s) ; C = 15.379 (m/s)

- Rn: §îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau : R1 = 2U1 – U1U2 – U2U3 – V1V2 – V2V3 R2 = 4U2 – U2 + V12 – 2U2U3 – 2V1V3 R3 = 6U3 – 3U1U2 + 3V1V2 – 3U1U4 – 3V1V4 R4 = 8U4 – 2U22 + 2V22 – 4U1U3 + 4V1V3 R5 = 10U5 – 5U1U4 – 5U2U3 + 5V1V4 + 5V2V3

- Sn : §îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: S1 = 2V1 – 3U1V2 – 3U2V1 – 5U2V3 – 3U5V2 S2 = 4V2 – 4U1V3 – 4U3V1 S3 = 6V3 – U1V2 + U2V1 – 5U1V4 – 5U4V1 S4 = 8V4 – 2U1V3 + 2U3V1 + 4U2V2 S5 = 10V5 – 3U1V4 + 3U4V1 – U2V3 + U3V2

Víi )..(

)].(.[.dknsh

dzknchGnUn +=

)..(

)].(.[.dknsh

dzknshGnVn +=

I.4.2.4. X¸c ®Þnh c¸c yÕu tè dßng ch¶y theo ph¬ng truyÒn sãng

N

W E

S

NE=xdc ®¸y

dc mÆt

105°

163°

-Híng sãng vµ dßng ch¶y chñ ®¹o- Trong tr¹ng th¸i biÓn cùc h¹n, xem nh chuyÓn ®éng cña sãng giã lµ trïng

nhau, trïng víi trôc ox.



Gäi gãc gi÷a ph¬ng dßng ch¶y mÆt,dßng ch¶y ®¸y víi trôc (lµ ph¬ng chuyÓn ®éng cña sãng giã) çc gãc lÇn lît lµ α1,α2.Híng ®Æt c«ng tr×nh lµ híng §«ng – B¾c (NE)

Dßng ch¶y mÆt vµ dßng ch¶y ®¸y hîp víi híng B¾c(N) çc gãc lÇn lît lµ: 2420 vµ 3000

VËy : α1 = 3600 − 2420 + 450 = 1630; α2 = 3600 − 3000 +450 = 1050 Ta coi dßng ch¶y biÕn ®æi tuyÕn tÝnh theo ®é s©u. VËn tèc dßng ch¶y theo

ph¬ng truyÒn sãng sÏ cã gi¸ trÞ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau

zd

VdcVdcVdczVdc 212)( −+=

Trong ®ã: - d : Lµ ®é s©u níc tÝnh to¸n t¹i ch©n c«ng tr×nh - Vdc (m/s) : Lµ vËn tèc dßng ch¶y t¹i ®iÓm cã ®é s©u z(m) - Vdc1 (m/s) : Lµ vËn tèc dßng ch¶y mÆt theo ph¬ng truyÒn sãng Vdc1 = 1,37 (m/s) - Vdc2 (m/s) : Lµ vËn tèc dßng ch¶y ®¸y theo ph¬ng truyÒn sãng Vdc2 = 1,19 (m/s)

Ta cã :

Vdcmx = 137 Cos1630 = -131cm/s = -1,31 m/s Vdcmy = 137 Sin1630 = 40,05 cm/s = 0,4m/s Vdc®x = 119 Cos1050 = -30,8cm/s = -0,308m/s Vdc®y = 119 sin1050 = 114,95 cm/s = 1,149m/s

I.4.2.5. X¸c ®Þnh hµm t¶i träng t¸c dông lªn c«ng tr×nh Do D/L <0,2 nªn ta cã thÓ ¸p dông theo c«ng thøc Morison + Theo c«ng thøc Morison ta cã:

qx(z,t) = Fd + Fi Fd = 0,5. ρ .D.Cd. Vx .Vx : Lùc c¶n vËn tèc

Fi = ρ .Ci.A.ax : Thµnh phÇn lùc qu¸n tÝnh do chuyÓn ®éng cña khèi lîng níc kÌm t¸c ®éng lªn c«ng tr×nh qx(z,t) = 0,5. ρ .D.Cd. Vx .Vx + ρ .Ci.A.ax

Chia khèi ch©n ®Õ thµnh çc phÇn tö nh sau : PhÇn tö 1 lµ toµn bé khèi ®Õ mãng, ë phÇn trô ta chia mçi phÇn tö lµ 1 ®èt

B»ng çch chia chu kú T thµnh 20 thêi ®iÓm cã bíc thêi gian lµ T/20 tÝnh t¶i träng t¹i tõng thêi ®iÓm,so s¸nh ta t×m ®îc thêi ®iÓm sãng cã t¶i träng lín nhÊt lµ t= 17T/20

KÕt qu¶ tÝnh to¸n t¶i träng sãng nh sau :




T/20 -1179 67 446 -9457

2T/20 -2149 65 413 -16260

3T/20 -2712 64 405 -18596

4T/20 -2752 64 396 -17441

5T/20 -2530 63 386 -15149

6T/20 -2168 63 378 -12987

7T/20 -1747 63 372 -10871

8T/20 -1299 63 369 -8917

9T/20 -770 59 351 -6765


11T/20 294 63 368 -887

12T/20 944 63 370 3047

13T/20 1679 63 382 9053

14T/20 2209 63 381 11618

15T/20 2636 64 387 15221

16T/20 2768 64 394 17465 17T/20 2525 64 402 17570 18T/20 1839 64 414 14834

19T/20 852 64 417 7512

I.5. Lùc ®Èy næi Lùc ®Èy næi x¶y ra trong giai ®o¹n khai th¸c khi b¬m tr¸m xi m¨ng kh«ng

kÝn. Trong liªn kÕt ®Õ víi ®Êt nÒn vÉn cßn c¸c lç rçng. T¶i träng ®Èy næi b»ng thÓ tÝch chiÕm níc cña c«ng tr×nh nh©n víi träng lîng riªng cña níc : D=V*γn

Trong ®ã : V : ThÓ tÝch chiÕm chç cña c«ng tr×nh γn : Träng lîng riªng cña níc : γn = 10,25 (KN/m3) Ta tÝnh ®îc D=25883,94 (KN)

I.6. ¸p lùc thuû tÜnh

¸p lùc thuû tÜnh trong giai ®o¹n khai th¸c g©y nÐn côc bé bªn thµnh ®Õ vµ trô.¸p lùc thuû tÜnh ph©n bè theo chiÒu s©u níc lín nhÊt t¹i ®¸y biÓn. T¹i vÞ trÝ ®¸y biÓn cã gi¸ trÞ b»ng :

P=γn*d Trong ®ã:



γn : Träng lîng riªng cña níc biÓn γn = 1,025 T/m3 d : §é s©u níc t¹i vÞ trÝ tÝnh ¸p løc thuû tÜnh

I.7. Tæ hîp t¶i träng Ta chia lµm 2 tæ hîp t¶i träng :

• Tæ hîp 1 : Tæ hîp t¶i träng trong trêng hîp khai th¸c víi çc yÕu tè m«i trêng ë tr¹ng th¸i cùc h¹n bao gåm :

- T¶i träng sãng – dßng ch¶y - T¶i träng giã - Träng lîng b¶n th©n c«ng tr×nh - T¶i träng thîng tÇng - T¶i träng vËt liÖu d»n - ¸p lùc thuû tÜnh - T¶i träng hµ b¸m

• Tæ hîp 2 : Tæ hîp t¶i träng trong trêng hîp thi c«ng khi mµ c«ng tr×nh s¸t ®¸y biÓn nhng cha liªn kÕt víi nÒn:

- T¶i träng sãng vµ dßng ch¶y. - T¶i träng giã.

- Träng lîng b¶n th©n c«ng tr×nh. - Träng lîng thîng tÇng. - T¶i träng vËt liÖu d»n. - ¸p lùc thuü tÜnh. - Lùc ®Èy næi.

*Chu k× dao ®éng riªng theo s¬ ®å ®¬n gi¶n cho ph¬ng ¸n 1

• X¸c ®Þnh ma trËn khèi lîng:

Ph¬ng tr×nh ®éng lùc häc cña bµi to¸n dao ®éng riªng tæng qu¸t cã d¹ng :

M.u’’ + C.u’ + K.u = 0

M, C, K: lÇn lît lµ çc ma trËn khèi lîng (cã kÓ ®Õn khèi lîng hµ b¸m, níc kÌm), ma trËn c¶n vËn tèc vµ ma trËn ®é cøng cña kÕt cÊu .

u”, u’, u: lÇn lît lµ çc vÐc t¬ gia tèc, vËn tèc, chuyÓn vÞ cña kÕt cÊu.

Do ®é nhít cña níc biÓn lµ rÊt bÐ do ®ã cã thÓ bá qua thµnh phÇn C.u’ , ph¬ng tr×nh dao ®éng riªng cã d¹ng :

M.u” + K.u = 0

Sö dông ph¬ng ph¸p coi trô nh mét thanh conson ngµm vµo ®¸y biÓn sau ®ã tÝnh theo ph¬ng ph¸p ph©n phèi khèi lîng vÒ çc nót.



Quy c¸c khèi lîng vÒ nót:

− M1 bao gåm: khèi lîng phÇn thîng tÇng, khèi lîng mét nöa ®o¹n trô tõ M1 M2,

− M2 bao gåm; khèi lîng cña mét nöa ®o¹n trô tõ M1 M2, khèi lîng mét nöa ®o¹n trô tõ M2 M3, khèi lîng níc kÌm cña mét nöa ®o¹n M2M3, khèi lîng hµ b¸m cña mét nöa ®o¹n M2M3.

− M3 bao gåm: khèi lîng mét nöa ®o¹n trô M2M3, khèi lîng mét nöa ®o¹n tõ M3 xuèng ngµm ,khèi lîng hµ b¸m cña mét nöa ®o¹n trô M2M3, khèi lîng hµ b¸m cña mét nöa phÇn ®Õ, khèi lîng níc kÌm cña mét nöa ®o¹n trô M2M3, khèi lîng níc kÌm cña mét nöa phÇn ®Õ c«ng tr×nh.

−

Tæng khèi lîng thîng tÇng ( t) 183.70

Tæng khèi lîng trô tõ ®Ønh ®Õn vÞ trÝ khèi lîng M2 (t) 179.70

Tæng khèi lîng trô tõ vÞ trÝ M2 ®Õn M3 (n¾p ®Õ ) ( t ) 323.98

Tæng khèi lîng ®Õ mãng (t) 1707.60 Tæng khèi lîng níc kÌm tõ M2 ®Õn M3 (t ) 65.62

Tæng khèi lîng níc kÌm tõ M3 ®Õn ®¸y biÓn (t) 429.43

Tæng khèi lîng hµ b¸m cña ®o¹n M2 - M3 (t) 32.37

Tæng khèi lîng hµ b¸m phÇn ®Õ mãng (t ) 52.77

Khèi lîng quy vÒ nót M1 ( t ) 273.55



VËy ma trËn khèi lîng lµ:



273.55 0 00 300.84 0 ( )0 0 1305.89

M t =

• X¸c ®Þnh ®é cøng:

4 4 4 4 43.14( ) *(5 4 ) 18.104( )64 64n tI D D mπ

= − = − =

EI = 2.48 * 106 * 18.104 = 44.90 * 106 (Tm2).

• X¸c ®Þnh ma trËn ®é mÒm:

δδδδδδδδδ

=

333231

232221

131211

D (m)

Trong ®ã çc phÇn tö δij lµ çc chuyÓn vÞ ®¬n vÞ cña s¬ ®å tÝnh:

M1

M2

M3

δ31

δ32

δ33δ23

δ22

δ21

δ13

δ12

δ11

F = 1

F = 1

F = 1

M3

M2

M1

M3

M2

M1

LÇn lît cho 1 lùc ®¬n vÞ t¹i çc khèi lîng ®Ó x¸c ®Þnh çc chuyÓn vÞ t¬ng øng cña çc ®iÓm khèi lîng.

Víi çc δij ®îc x¸c ®Þnh theo çch nh©n biÓu ®å, kÕt qu¶ ®îc thÓ hiÖn nh sau:

δ11 = 2.918 *10-4 δ12 = 1.786 *10-4 δ13 = 2.796 *10-5

δ21 = 1.786 *10-4 δ22 = 1.16 *10-4 δ23 = 1.984*10-5

δ31 = 2.796 *10-5 δ32 = 1.984 *10-5 δ33 = 5.412*10-6

TÝnh ®îc ma trËn ®é mÒm:

5

29.18 17.86 2.79610 * 17.86 11.6 1.984

2.796 1.984 0.5412D −

=



• X¸c ®Þnh ma trËn ®é cøng:

Ma trËn ®é cøng lµ nghÞch ®¶o cña ma trËn ®é mÒm:

5

0.74 1.303 0.94910 * 1.303 2.522 2.516

0.949 2.516 6.17K

=

• X¸c ®Þnh tÇn sè dao ®éng riªng:

Gäi ω lµ tÇn sè dao ®éng riªng cña c«ng tr×nh, ta cã ph¬ng tr×nh:

|(K–ω2*M)|= 0

Gi¶i ®Þnh thøc nµy t×m ®îc ω1 = 23.5 (rad/s), ω2=35.23(rad/s), ω3=27.16(rad/s)

• X¸c ®Þnh chu kú dao ®éng riªng: 2 2*3.14 0.267( )

23.5T sπ

ω= = =

NhËn xÐt: Chu kú dao ®éng riªng c¬ b¶n cña kÕt cÊu T = 0.267 (s) < 3 (s) nªn ta cã thÓ tÝnh to¸n c«ng tr×nh theo ph¬ng ph¸p tùa tÜnh cã ®iÒu chØnh kÕt qu¶ th«ng qua hÖ sè ®éng K® x¸c ®Þnh theo c«ng thøc :

k® = 2

11

22

1

t

o

..21

1uu

ωω

ωε

+

ωω

−

=

Trong ®ã:

uo: biªn ®é cña chuyÓn vÞ ®éng.

ut: chuyÓn vÞ cùc ®¹i do t¸c dông tÜnh cña t¶i träng.

ω1: tÇn sè cña mét d¹ng dao ®éng riªng.

ε/ω1: hÖ sè gi¶m chÊn lÊy b»ng 0,08.

ω: tÇn sè vßng cña sãng t¸c dông.

Thay sè tÝnh ®îc:

k® = 22 2

1 1.00007080.199 0.1991 2*0.08*.23.5 23.5

= − +

II. phÇn tÝnh to¸n kiÓm tra II.1.KiÓm tra æn ®Þnh lËt

§iÒu kiÖn æn ®Þnh lËt cña c«ng tr×nh ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Mgi÷/MlËt ≥ k

Trong ®ã :



k : HÖ sè an toµn, thêng lÊy k = 1,5 Mgi÷ : Momen chèng lËt do t¶i träng c«ng tr×nh g©y ra MlËt : M«men g©y lËt t¹i ®Õ mãng do t¶i träng sãng, dßng ch¶y, do giã vµ lùc ®Èy næi g©y ra t¹i mÐp ®¸y mãng . Gi¸ trÞ momen lËt do t¶i träng sãng vµ dßng ch¶y g©y ra tÝnh to¸n theo lý thuyÕt sãng Stokes bËc 5 (xem trong tÝnh to¸n lùc Sãng chi tiÕt cho PA chän)


T/20 -1220 68 461 -9784

2T/20 -2213 66 425 -16734

3T/20 -2792 66 416 -19197

4T/20 -2835 65 408 -18066

5T/20 -2607 65 397 -15726

6T/20 -2233 65 389 -13479

7T/20 -1799 64 384 -11261

8T/20 -1336 64 380 -9199

9T/20 -793 60 362 -6933


11T/20 306 64 379 -799

12T/20 975 64 382 3282 13T/20 1730 65 393 9436

14T/20 2278 65 392 12132

15T/20 2716 65 398 15826

16T/20 2851 65 405 18089 17T/20 2599 66 413 18126 18T/20 1891 66 425 15226

19T/20 875 66 429 7686 M«men d¬ng g©y lËt do sãng lín nhÊt : MlËt sãng = 18126 KNm Gi¸ trÞ t¶i träng do giã vµ m«men g©y lËt do giã





Trô 3.25 30.75 12.60 387.443 Tæng 190.51 7212.57 (KN) (KNm)

M«men lËt do giã g©y ra : MlËt giã = 7212.57 KNm M«men do lùc ®Èy næi g©y ra: ML§N = F§N * 10 = 25883.94*10 = 258839.4 (KNm) Mgi÷ = (GKC§ + GTT + GHB)*10 =(22112.38+ 1837 + 835.23) * 10 = 247846.1 (KNm) Mgi÷/MlËt =247846,1/ (258839,4+ 18126 +7212,57) = 0,872< 1,5 KL : Nh vËy c«ng tr×nh kh«ng ®ñ æn ®Þnh .Ta ph¶i tiÕn hµnh d»n Pd lµ träng lîng vËt liÖu d»n thªm, ta cÇn luîng vËt liÖu tèi thiÓu ®Ó c«ng tr×nh cã thÓ æn ®Þnh : Pd = (1,5*MlËt – Mgi÷ )/10 = 17842,09KN Ta dïng Barit lµm vËt liÖu d»n th× thÓ tÝnh Barrit cÇn thiÕt lµ : V = Pd/43 = 414,93(m3) Nh vËy ta cã thÓ d»n thªm vµo 414,93(m3) Barrit ®Ó c«ng tr×nh cã thÓ æn ®Þnh lËt II.2. KiÓm tra æn ®Þnh trît NhËn xÐt chung : Líp ®©t 1 cã chiÒu dµy 0,5m bÐ. Líp 2cã c¸c ®Æc trng c¬ lý yÕu h¬n líp ®Êt 1 vµ cã chiÒu dµy kh¸ lín. Nªn ta ph¶I tÝnh to¸n kiÓm tra cho c¶ 2 líp ®Êt .

• §èi víi líp ®Êt thø nhÊt §iÒu kiÖn æn ®Þnh trît : fu / τ ≥ k HÖ sè an toµn k = 1,2 + fu : lµ cêng ®é chèng trît tíi h¹n cña nÒn ®uîc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc fu = c + σ* tgϕ Theo nh sè liÖu ®å ¸n : c = 0,36(KG/cm2) = 36 KPa ϕ = 15002’ øng suÊt nÐn díi ®¸y mãng σ = FV/ A Tæng lùc ®øng t¸c dông lªn c«ng tr×nh ®· kÓ tíi vËt liÖu d»n ®Ó ®¶m b¶o æn ®Þnh lËt FV = GKC§ + GTT + GHB - F§N + Gd»n = 22112.38 + 1837 + 835.23 – 25883.94 + 17758.69 = 15824.13 (KN) σ = 15824.13/(π.202/4) = 50,37 KPa Suy ra : fu = 36 + 50,37.tg(15002’) = 49,53 KPa τ = FH / A Tæng lùc ngang t¸c dông lªn c«ng tr×nh : FH = ∑FX(sãng vµ dßng ch¶y) + Fgiã Ta tÝnh ®îc FH = 2851+190.51= 3041.51 (KN) Ta thÊy τ = FH/ A =3041,51 /(π.202/4) = 9.68 Kpa fu / τ = 49,53 /9.68 = 5,12 > k =1,2



KÕt luËn : Líp ®Êt 1 ®¶m b¶o æn ®Þnh trît • Ta tiÕn hµnh kiÓm tra cho líp thø 2 :

C«ng thøc kiÓm tra : fu / τ1,2 ≥ k Cêng ®é chèng trît tíi h¹n cña líp ®Êt 2 : fu = c2 + σ* tgϕ2 HÖ sè an toµn, lÊy k = 1,2 ¦ng suÊt tiÕp xóc gi÷a líp ®Êt 1 vµ 2 lµ τ1,2 = FH2/ A’ Tæng lùc ngang t¸c dông lªn ®¸y líp sè 1, ta coi FH2 = FH = 3041.51 (KN) A’ : DiÖn tÝch ®¸y mãng më réng ®Õn hÕt líp 1 A’ = πD’2/4 = 322,7(m2) D’ = 20 + 2.0,5.tan(15002’) = 20,27 (m) Ta cã τ1,2 = = 3041.51 / 322,7= 9.43 KPa

theo sè liÖu ®å ¸n c2 = 0,47 (KG/cm2) ϕ = 13045’ ¦ng suÊt nÐn díi ®¸y mãng σ = F’V/ A’ F’V = FV = (thiªn vÒ an toµn) = 15824.13 KN σ = 15824.13 / 322,7 = 49.04 KPa fu = 47 + 49,04.tg(13045’) = 59 KPa §iÒu kiÖn kiÓm tra : fu / τ1,2 = 59 / 9,43 = 6,26 > 1,2 KÕt luËn : Líp thø 2 ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn æn ®Þnh truît NÒn ®Êt ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn æn ®Þnh III. TÝnh nÒn mãng c«ng tr×nh

• Ta tiÕn hµnh tÝnh to¸n nÒn mãng cña c«ng tr×nh tiªu chuÈn API 2000 C¸c lùc t¸c dông lªn c«ng tr×nh t¹i mÆt ®Õ mãng bao gåm : + Tæng lùc ®øng ®· tÝnh thªm träng lîng d»n : FV =15824.13 (KN) + Tæng lùc ngang : FH = 3041.51 KN + M«men M = Mgiã + M sãng,dßng ch¶y = 7212.57 + 18126 = 25338.57(KNm)

Theo API ¸p lùc nÒn ®îc tÝnh theo c«ng thøc :

q = PDB/ (Φs.A’) Trong ®ã PDB = FV = 15824.13 KN A’ = 2.S (DiÖn tÝch hiÖu dông cña mãng ) Φs = 0,67 ®èi víi mãng n«ng (hÖ sè an toµn kh¸ng nÐn cña mãng) Thay sè ta cã : q = (KN/m2) Theo API, diÖn tÝch hiÖu dông cña mãng ®îc x¸c ®Þnh nh sau : §é lÖch t©m e = M/Fv = 25338.57 / 15824.13 = 1.6 (m) tØ sè e/R = 1,6/10 = 0,16 S = πR2/2 - ( e 2 2 2 1( / )R e R Sin e R−− + ) = 125.22 (m2)

A =2.125,22= 250,44 (m2)



L’ = (2s(eReR

−+ )2)1/2 = 21.85(m)

B’ = L’(eReR

−+ )1/2 = 25.68 (m)s

Ap lùc nÒn : q = 94.31 (KN/m2)

• Søc chÞu t¶i kh¸ng nÐn cña nÒn ®Êt ®îc x¸c ®Þnh nh sau Ta coi nh ®¸y mãng ®Æt trªn líp 2. Theo API t¶I träng th¼ng ®øng lín nhÊt t¸c dông lªn ®¸y mãng ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : qu = Q’/A’ = c’.Nc.Kc + q.Nq.Kq + 0,5.γ’.BNγ. Kγ

Çc hÖ sè vµ çc gi¸ trÞ ®îc tÝnh to¸n nh sau : Nq = eπtgϕ’ tg2(450 + ϕ’/2) = 3,5 Nc = (Nq-1) cotgϕ’ = 10,22 Nγ = 2(Nq+1)tgϕ’ = 2,2 (ϕ’ lµ gãc ma s¸t h÷u hiÖu cña ®Êt nÒn. Ta cã coi ϕ’ = ϕ = 13045’) γ’ Träng lîng thÓ tÝch cña ®Êt ngËp níc γ’ = γS2 -γ = 27 - 10,25 = 16,75 (KN/m3) Lùc dÝnh h÷u hiÖu cña ®Êt c’ = 47 (KN/m2) q = γ’D (D : §é s©u ch«n mãng, ta co thÓ coi D = 0 thiªn vÒ an toµn ) Çc hÖ sè hiÖu chØnh kÓ ®Õn ®é nghiªng cña t¶I träng, h×nh d¸ng mãng, ®é s©u ch«n mãng vµ ®é nghiªng cña bÒ mÆt mãng vµ nÒn ®îc x¸c ®Þnh nh sau : Kc = ic.Sc.dc.bc.gc

Kq = iq.Sq.dq.bq.gq Kγ = iγ.Sγ.dγ.bγ.gγ Do q = 0 nªn ta kh«ng cÇn x¸c ®Þnh Kq i,s,d,b,g lÇn lît lµ hÖ sè ®é nghiªng cña t¶I träng , h×nh d¸ng mãng, ®é s©u ch«n mãng vµ ®é nghiªng cña bÒ mÆt mãng vµ nÒn . Theo API, víi ϕ > 0 th× ic = iq - (1- iq)/( Nc.tgϕ) iq = (1 - H/(Q + B’.L’.c.cotgϕ) )m iγ = (1 - H/( Q + B’.L’.c.cotgϕ))m+1

Tæng lùc ngang vµ lùc ®øng cña t¶I träng lÇn lît lµ : H = FH = 3041.51 (KN) Q = FV =15824.13 (KN) m = mL.Cos2 θ + mB.Sin2 θ víi mL = (2+ L’/B’)/(1+ L’/B’) vµ mB = (2+ B’/L’)/(1+ B’/L’) Gãc gi÷a trôc cña mãng vµ H lµ θ = 900

Ta cã L’ = 21.85 (m) B’ = 25.68 ( m) mL = 1,54 mB = 1,46 m = 1,46 ic = 0,73 iq = 0,81 iγ = 0,70 X¸c ®Þnh S:



SC = 1 + Nq/ Nc = 1,34 Sq = 1 + tgϕ = 1,24 Sγ = 0,6

X¸c ®Þnh d : dq= 1 + 2tgϕ( 1 – sin ϕ)2 D/B’ = 1 dγ = 1,0 dc = dq - (1- dq)/(Nc.tgϕ) = 1 ta cã dq = dγ = dc = 1 X¸c ®Þnh b,g : Víi ϕ > 0 bq = bγ = (1 - υtgϕ)2

bc = bq – (1 - bq)/(Nc.tgϕ) gq = gγ = (1 - tgβ)2 gc = gq – (1 - gq)/(Nc.tgϕ) Víi ϕ = 0 bc = 1- 2υ/Nc gc = 1- 2β/Nc Cã thÓ coi gãc nghiªng cña nÒn vµ mãng υ = β = 0. Ta cã : bq = bγ = bc = 1 gq = gγ = gc = 1 Kc = 0,98 ; Kγ = 0,42 VËy qu = 47.10,37.0,78 + 0,5.16,25.20.0,22.2,29 = 625,5 (KN/m2) Ta th©ý q < qu . VËy ®Êt nÒn ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn chÞu nÐn. TÝnh to¸n ®é lón cña ®¸y mãng Coi ®¸y mãng chÞu t¶I träng ph©n bè ®Òu víi cêng ®é : p = FV /A = 15824.13 /(π.202/4) = 50.37 KN/m

TÝnh to¸n ®é lón cña ®¸y mãng : Coi mãng chÞu t¶i träng ph©n bè ®Òu p = FV/A = 50.37 KN/m2

Ta tÝnh lón b»ng c«ng thøc S= gli

osi

ii

Eh

δβ∑ *.

Trong ®ã gliδ =P*Kz

KÕt qu¶ tÝnh lón cho trong b¶ng sau : Líp

γs

Hi Zi

R/z kR

P σz E

β

Si

®Êt (m) (m) (KN/m2) (KN/m2) (KN/m2) (cm) 1 27.1 0.2 0.1 100 1 50.37 50.37 20240 0.75 0.037 1 27.1 0.3 0.35 28.5714 1 50.37 50.37 20240 0.75 0.056 2 27 0.3 0.65 15.3846 1 50.37 50.35 17560 0.75 0.065 2 27 0.3 0.95 10.5263 0.999 50.37 50.32 17560 0.75 0.064



2 27 0.3 1.25 8 0.998 50.37 50.27 17560 0.75 0.064 2 27 0.3 1.55 6.45161 0.996 50.37 50.19 17560 0.75 0.064 2 27 0.3 1.85 5.40541 0.994 50.37 50.07 17560 0.75 0.064 2 27 0.3 2.15 4.65116 0.991 50.37 49.9 17560 0.75 0.064 2 27 0.3 2.45 4.08163 0.986 50.37 49.67 17560 0.75 0.064 2 27 0.3 2.75 3.63636 0.981 50.37 49.41 17560 0.75 0.063 2 27 0.3 3.05 3.27869 0.976 50.37 49.14 17560 0.75 0.063 2 27 0.3 3.35 2.98507 0.968 50.37 48.78 17560 0.75 0.063 2 27 0.3 3.65 2.73973 0.958 50.37 48.25 17560 0.75 0.062 2 27 0.3 3.95 2.53165 0.951 50.37 47.9 17560 0.75 0.061 2 27 0.3 4.25 2.35294 0.941 50.37 47.4 17560 0.75 0.061 2 27 0.3 4.55 2.1978 0.929 50.37 46.79 17560 0.75 0.06 2 27 0.3 4.85 2.06186 0.911 50.37 45.88 17560 0.75 0.059 2 27 0.3 5.15 1.94175 0.91 50.37 45.85 17560 0.75 0.059 2 27 0.3 5.45 1.83486 0.889 50.37 44.78 17560 0.75 0.057 2 27 0.3 5.75 1.73913 0.878 50.37 44.22 17560 0.75 0.057 2 27 0.3 6.05 1.65289 0.871 50.37 43.87 17560 0.75 0.056 2 27 0.3 6.35 1.5748 0.848 50.37 42.71 17560 0.75 0.055 2 27 0.3 6.65 1.50376 0.828 50.37 41.71 17560 0.75 0.053 2 27 0.3 6.95 1.43885 0.808 50.37 40.7 17560 0.75 0.052 2 27 0.3 7.25 1.37931 0.796 50.37 40.09 17560 0.75 0.051 2 27 0.3 7.55 1.3245 0.768 50.37 38.68 17560 0.75 0.05 2 27 0.3 7.85 1.27389 0.776 50.37 39.09 17560 0.75 0.05 2 27 0.3 8.15 1.22699 0.766 50.37 38.58 17560 0.75 0.049 2 27 0.3 8.45 1.18343 0.721 50.37 36.32 17560 0.75 0.047 2 27 0.3 8.75 1.14286 0.701 50.37 35.31 17560 0.75 0.045 2 27 0.3 9.05 1.10497 0.688 50.37 34.65 17560 0.75 0.044 2 27 0.3 9.35 1.06952 0.648 50.37 32.64 17560 0.75 0.042

Tæng ®é

lón 1.802

KÕt luËn : §é lón tæng céng S = 1.802<Sgh=10 cm , v× ViÖt Nam cha cã quy

ph¹m tÝnh to¸n c«ng tr×nh biÓn nªn ta cha thÓ kÕt luËn chÝnh x¸c vÒ ®é lón giíi h¹n c«ng tr×nh biÓn Iv. TÝnh to¸n cèt thÐp IV.1. TÝnh to¸n cèt thÐp cho phÇn trô IV.1.1. TÝnh to¸n s¬ bé cèt thÐp ¦ST. +Sè liÖu tÝnh to¸n cèt thÐp ¦ST trô bª t«ng:

¦S kÐo lín nhÊt trong khoang

S22(KN/m2) A(m2) sσ *As sσ (MPa) As(cm2)



0-9 3948.64 12.566 1023 9-14 180.38 7.068 1023 14-19 nÐn 7.068 1023 19-24 nÐn 7.068 1023 24-34 187.97 7.068 1023

Damh ctbcd2

Documents

Transcript of Damh ctbcd2