Thuyet minh datn hoang cao khai - 373052 - 52cb1

VVII NN XXÂÂYY DD NNGG CCÔÔNNGG TTRRÌÌNNHH BBII NN CCÔÔNNGG TTYY TTNNHHHH TTEECCHHNNIIPP VVIIEETTNNAAMM

ÁÁNN TT TT NNGGHHII PP

SV : Hoàng Cao Kh i MSSV : 3730.52 --

CH NG 1 : GI I THI U ..................................................................................................................... 3

1.1. GI I THI U THIÊN NG ................................................................................................ 3 1.2. MÔ GIÀN FDP .................................................................................................................. 3 1.3. CHÚ GI I VI T T............................................................................................................... 4 1.4. M C TIÊU THI T ............................................................................................................. 5 1.5. MÔ KH I CHÂN DÀN FDP.......................................................................................... 5

CH NG 2 : TÓM T T K T QU ........................................................................................................ 7

CH NG 3 : NGUYÊN T C THI T K VÀ S LI U U VÀO ........................................................... 8

3.1. H N TÍNH TOÁN PH N M TÍNH TOÁN .................................................................. 8 3.2. PH N M TÍNH TOÁN ........................................................................................................ 8 3.3. V T LI U VÀ PHÂN LO I T LI U ...................................................................................... 8 3.4. S LI U MÔI TR NG ...................................................................................................... 10

3.4.1. M C N C TÍNH TOÁN ........................................................................................... 10 3.4.2. HÀ BÁM ...................................................................................................................... 10 3.4.3. SPLASH ZONE VÀ GI I H N N MÒN ...................................................................... 11 3.4.4. V N T C GIÓ TÍNH TOÁN ......................................................................................... 11 3.4.5. SÓNG VÀ DÒNG CH Y ............................................................................................. 14 3.4.6. CÁC H S TH Y NG .......................................................................................... 17 3.4.7. CÁC H S U CH NH T I TR NG MÔI TR NG ............................................... 17

3.5. S LI U A CH T VÀ TRÍ A LÝ .................................................................................. 18 3.5.1. V TRÍ CÔNG TRÌNH................................................................................................... 18 3.5.2. SÔ LI U A CH T .................................................................................................... 18

CH NG 4 : LÝ THUY T TÍNH TOÁN ............................................................................................... 20

4.1. MÔ HÌNH KH I CHÂN ................................................................................................... 20 4.1.1. NÚT ............................................................................................................................ 21 4.1.2. THANH ....................................................................................................................... 21 4.1.3. PH N T NG P N C VÀ KHÔNG NG P N C ................................................... 22 4.1.4. CONDUCTORS .......................................................................................................... 22

4.2. MÔ HÌNH N MÓNG ......................................................................................................... 23 4.3. PHÂN TÍCH A NH ........................................................................................................ 24 4.4. T I TR NG ......................................................................................................................... 25

4.4.1. T NH T I ..................................................................................................................... 25 4.4.2. T I TR NG Y N I ................................................................................................. 25 4.4.3. HO T T I NG U NHIÊN TRÊN TH NG T NG ....................................................... 26 4.4.4. T I TR NG MÔI TR NG ........................................................................................ 26

4.5. T I TR NG N THÂN CÁC THÀNH PH N TH NG NG VÀ I TR NG N THÂN CÁC THÀNH PH N KH I CHÂN ................................................................................................ 33

4.5.1. T I TR NG TH NG T NG ..................................................................................... 33 4.5.2. T I TR NG B N THÂN CÁC THÀNH PH N KH I CHÂN .................................... 34

4.6. CÁC TR NG P I TR NG N VÀ CÁC P I TR NG .......................... 35 4.6.1. CÁC TR NG H P T I TR NG C B N ................................................................ 36 4.6.2. CÁC T H P T I TR NG.......................................................................................... 38

4.7. CÁC GI I N CHO PHÉP ................................................................................................. 38 4.7.1. M NH VÀ T S D/t............................................................................................. 38 4.7.2. H S S D NG V T LI U (UC) .............................................................................. 39 4.7.3. DÀY NG T I THI U ........................................................................................... 50 4.7.4. GI I H N CHUY N V ................................................................................................ 51 4.7.5. H S ANH TOÀN T I THI U (FOS) C A C C CH U T I TR NG D C TR C ....... 51

CH NG 5 : K T QU TÍNH TOÁN ................................................................................................... 52

5.1. NH VÀ D/T ........................................................................................................... 52 5.2. CHU DAO NG RIÊNG A T U VÀ NG ............................................ 52 5.3. N I C ............................................................................................................................. 53 5.4. CHUY N ......................................................................................................................... 54

5.4.1. CHUY N V U C C.................................................................................................... 54




5.4.2. CHUY N V NH KH I CHÂN ................................................................................. 55 5.5. H NG T LI U (UC) ........................................................................................ 56

5.5.1. T QU ........................................................................................................................ 56 5.5.2. NH N XÉT K T QU KI M TRA B N THANH ............................................................... 57

5.6. H KI M TRA CH NG CH C TH NG A NÚT .......................................................... 59 5.7. H NG T LI U (UC) VÀ AN TOÀN A C (FOS) ............................ 60 5.8. KI M TRA KH NG PHÁ Y DO ÁP C TH Y NH CHO CÁC PH N ............. 61

CH NG 6 : CHUYÊN XÁC NH NH H NG C A NHÓM C C T I KH N NG LÀM VI C A C C ............................................................................................................................................ 62

6.1.1. S LÝ THUY T ........................................................................................................ 62 6.1.2. TRÌNH T TÍNH TOÁN ................................................................................................... 63

1. Tính s c kháng bên và s c kháng m i cho c c n và c c t ng ng theo khuy n cáo a API RP-2A WSD ............................................................................................................... 63

2. Tính s c ch u t i cho nhóm c c n và c c t ng ng ............................................... 66 3. Tính h s hi u su t ch u t i c a nhóm c c ................................................................. 71

6.2. CHUY N A NHÓM C ............................................................................................. 72 6.2.1. CHUY N V NG DO L C D C .................................................................................. 72 6.2.2. CHUY N V NGANG DO L C NGANG ........................................................................... 81 6.2.3. NH H NG C A TOÀN B NHÓM C C T I CHUY N V C A M T C C ................ 86 6.2.4. CÁC NG T – Z; Q – Z; P – Y TR C VÀ SAU KHI K N HI U NG NHÓM C C 90 6.2.5. SO SÁNH K T QU S C CH U T I C A C C TR C VÀ SAU KHI K N HI U NG NHÓM C C ................................................................................................................................. 97 6.2.6. SO SÁNH K T QU CHUY N V U C C TR C VÀ SAU KHI K N HI U NG NHÓM C C ................................................................................................................................. 98

CH NG 7 : CÁC T I LI U THAM KH O, PH L C VÀ B N V .................................................. 101

7.1. CÁC TÀI LI U THAM KH O .............................................................................................. 101 7.2. PH C........................................................................................................................... 101

PH L C 1.1: T A CÁC NÚT ............................................................................................. 104 PH L C 1.2: KÍCH TH C VÀ NG SU T GI I H N CÁC THANH ...................................... 116 PH L C 1.3: SEASTATE OPTIONS ........................................................................................ 145 PH L C 1.4: K T QU T NG L C C T Y, MÔ MEN L T ................................................. 146 PH L C 1.5: CÁC THANH V I TR NG H P UC L N NH T .............................................. 151 PH L C 1.6: CÁC NÚT V I TR NG H P KI M TRA CH NG CH C TH NG CÓ UC L N NH T... 224 PH L C 1.7: PSI INPUT CH A K N HI U NG NHÓM C C... ........................................ 298 PH L C 1.8: PSI INPUT CÓ HI U NG NHÓM C C... .......................................................... 301 PH L C 1.9: H S S D NG V T LI U C A C C... ........................................................... 306 PH L C 1.10: CHUY N V U C C, CH A K HI U NG NHÓM C C... .......................... 338 PH L C 1.11: CHUY N V U C C, K N HI U NG NHÓM C C... ............................. 354 PH L C 1.12: M NH C A CÁC PH N T THANH D NG NG... .................................... 370 PH L C 2.1: B NG TÍNH S C KHÁNG BÊN VÀ S C KHÁNG M I THEO KHUY N CÁO C A API RP-2A WSD... ..................................................................................................................... 394 PH L C 2.2: B NG TÍNH S C CH U T I C A NHÓM C C, COI CÁC C C LÀM VI C C

P... 396 PH L C 2.3: B NG TÍNH S C CH U T I C A NHÓM C C, COI CÁC C C LÀM VI C NH

T C C T NG NG...................................................................................................... 398 PH L C 2.4: B NG TÍNH H S HI U SU T CH U T I C A NHÓM C C.. ........................... 400 PH L C 2.5: B NG TÍNH CÁC H S LÀM VI C NG TH I.. ............................................ 402 PH L C 2.6: B NG TÍNH H S NG.. ............................................................................... 419

7.3. DANH C N VÀ N ....................................................................................... 421




CH NG 1 : GI I THI U 1.1. GI I THI U M THIÊN NG

Thiên ng n m gi a Block 04.3 c a b Nam Côn S n, ngoài kh i Vi t Nam, cách m i

Hùng 15 km, cách V ng Tàu 270 km v phía ông Nam. Block 04.3 có di n tích kho ng 2600 km2.

Hình 1.1 V trí m Thiên ng

1.2. MÔ T GIÀN FDP

Dàn FDP là giàn khoan c nh b ng thép không có ng i , c xây d ng t i m Thiên ng.

sâu n c t i v trí xây d ng là 120 m , th i gian ho t ng d ki n 25 n m.

Jacket có 4 ng chính, d c 1/10, chân m i ng chính có m t nhóm c c g m 3 c c váy c b m

trám, sâu thi t k 100m, m t h th ng khung launching, 2 ng launching cách nhau 16m, m t giá

p tàu t m t ng B (Row B) c a Jacket.

Jacket có 5 m t ngang, t i các cao l n l t là +7.5m, -15.5m, -43.5m, -77.0m, -110.5m,

-120.0m. M c 0 m t i m c n c th p nh t tính theo m c 0 h i . Work point t i nh c a Jacket có

cao +9.0m. Tr c A và tr c B cách nhau 20m ch y theo ph ng ông – Tây dàn; tr c 1 và tr c 2

cách nhau 25m ch y theo ph ng Nam – B c dàn.

Dàn FDP có 16 gi ng, dùng 16 conductor ng kính 762mm, c óng sâu 57 m d i áy bi n.

gi a các gi ng có 2 gi ng có s n c khoan t tr c ph c v công tác th m dò.




t c u th ng t ng có d ng khung dàn g m 4 sàn : Maindeck cao +27.0m; Mezzanine deck

+21.5m; Cellar deck +16.0m; Sump deck +12.0m. Cao tính t m c 0 n nh c a d m sàn (TOS

– Top of steel).

Hai c u tr c c b trí trên tr c 1, cách hai tr c A, B 10.5m v phía ngoài. Công tác khoan c

m nhi m b i Mô un khoan (MDR) g m 2 Mô un thành ph n : Mô un h tr khoan (DSM) n ng

kho ng 1310 T; Mô un h tr thi t b (DES) n ng 700 T. Hai mô un này t t i Maindeck trong

su t quá trình khoan.

t s b ch a n c có t ng dung tích kho ng 477m3 b trí gi a tr c 2 và tr c 2A, trên Cellar deck;

t s b ch a khác ch a ch t l ng/bùn/d u t ng dung tích kho ng 128m3 trên Cellar deck gi a

tr c 1A và tr c 1; m t s b ch a khác t ng dung tích 318m3 ch a d u diesel t trên Mezzanine

deck, gi a tr c 2 và tr c 2A.

Dàn FDP c n i v i dàn x lý trung tâm b ng m t c u d n. V trí dàn FDP cách 80m v phía Tây

c dàn CPP.

1.3. CHÚ GI I VI T T T

API American Petroleum Institute – Vi n d u m M

CBF Conductor Blockage Factor – H s c n dòng ch y cho conductor

CSF Conductor Shielding Factor – H s c n sóng cho conductor

Cd Drag Coefficient – H s c n

Cm Inertia Coefficient – H s quán tính

CPP Central Processing Platform – Dàn x lý trung tâm

DAF Dynamic Amplification Factor – H s ng

DES Drilling Equipment Support – Thi t b h tr khoan

DSM Drilling Support Modules – Mô un h tr khoan

El Elevation – Cao

FDP Fixed Drilling Platform – Dàn khoan c nh

FEED Front End Engineering and Design – Thi t k s b

FOS Factor of Safety – H s an toàn

MDR Modular Drilling Rig – Mô un khoan

MSL Mean Sea Level – M c n c ng v i sâu n c tính theo c t 0 h i

TOJ Top of Jacket – nh kh i chân

TOS Top of Steel – nh c a c u ki n thép

WKF Wave Kinematics factor – H s ng h c k n nh h ng c a chuy n ng sóng

WP Work Point




1.4. M C TIÊU THI T K

Kh i chân dàn FDP c phân tích theo ph ng pháp t a t nh, trong ó có k n s làm vi c

ng th i c a nhóm c c và t n n.

Ngoài các t i tr ng môi tr ng, jacket ph i kh n ng ch u các t i tr ng t th ng t ng gây ra

trong su t quá trình v n hành nh :

- T i tr ng b n thân k t c u th ng t ng

- Ph n l c c a c u n i t i dàn CPP t i góc ông Nam c a Cellar deck

- T i tr ng v n hành và t i tr ng t nh c a hai c n c, t i hai góc phía Tây c a Main deck

- T i tr ng b n thân c a Mô un khoan MDR t t i Main deck, t i tr ng gây ra khi khoan

- T i tr ng các thành ph n ph c a MDR nh n c, d u, bùn khoan cùng các thùng ch a và máy

m

- T i tr ng b n thân và t i tr ng v n hành c a các công trình ph c v cho MDR nh V n phòng,

phòng u hành, phòng h p,...

- T i tr ng c a thi t b trên th ng t ng

- T i tr ng b n thân và t i tr ng v n hành c a hai c u tr c v i ng c diesel g n ngoài cùng

thùng ch a nhiên li u.

- Ho t t i ng u nhiên trên th ng t ng

1.5. MÔ T KH I CHÂN DÀN FDP

Các thông s chính c a k t c u kh i chân FDP nh sau :

ng : B n ng chính, c c váy

d c ng chính : 1:10

Kho ng cách các ng chính : 20 m x 25 m t i Work Point cao +9.000 m.

Móng : 12 c c váy.

Kho ng cách 2 ng launching : 16.000 m

t c u ph : Giá c p tàu Row B.

sâu n c : 120.000 m theo m c 0 h i .

Các cao :

Top of Jacket (TOJ) : EL(+) 12.000 m

Work Point (WP) : EL(+) 9.000 m

Seadeck Framing D1 : EL(+) 7.500 m

Horizontal Framing D2 : EL(-) 15.500 m








Hình 1.2 Mô hình t ng th dàn FDP

---------------EL (-)120.000

---------------EL (-)110.500

---------------EL (-)77.000

----------------EL (-)43.500

---------------EL (-)15.500

---------------EL () 0.000

---------------EL (+)7.500 (SEA DECK)

---------------EL (+)9.000 (W.P)

---------------EL (-)177.000

---------------EL (-)220.000

Th ng tâng

c váy (12 c c)

Váy c c

Giá c p tàu

Conductors (16 ng)




CH NG 2 : TÓM T T K T QU

t qu phân tích t a t nh kh i chân FDP có k n s làm vi c ng th i c a nhóm c c và t

n cho th y:

- K t c u kh i chân th a mãn yêu c u v b n và n nh trong c u ki n môi tr ng v n

hành và u ki n bão c c h n.

- H ng sóng t i gây t i tr ng nguy hi m nh t là h ng ông B c.

- H s s d ng v t li u (UC) c a các ph n t thanh d ng ng sau khi c ki m tra theo API

RP-2A WSD u nh h n 1 t yêu c u v b n. Kích th c ti t di n các ng ã ch n là

ng i h p lý.( Chi ti t xem ph n 5.4)

- K t qu ki m tra ch ng ch c th ng nút cho th y các nút theo thi t k u có UC < 1 m b o

không b ch c th ng.

- S c ch u t i c a các c c váy n m trong gi i h n cho phép theo RP-2A WSD, khi ã k n nh

ng c a nhóm c c t i s c ch u t i c a c c. Giá tr h s an toàn (FOS) nh nh t là 1.90 trong

u ki n bão c c h n.

- Chuy n v t ng i c a 4 nh ng chính n m trong gi i h n cho phép.

- Ti t di n các ng th a mãn yêu c u v m nh và t s D/t

Các gi i h n cho phép xem ph n 4.7.

t qu phân tích xem ph n 5.0

Các k t qu tính toán móng c c c trình bày chi ti t trong Ch ng 6: “Chuyên xác nh

nh h ng c a nhóm c c t i kh n ng làm vi c c a c c.”




CH NG 3 : NGUYÊN T C THI T K VÀ S LI U U VÀO

3.1. H N V TÍNH TOÁN PH N M M TÍNH TOÁN

án này s d ng h n v qu c t (SI).

ng 3.1a H n v SI, các n v c b n và n v d n xu t

n v c b n Tên Ký hi u

dài Mét m

Kh i l ng Kilogram kg

Th i gian Giây s

n v d n xu t Tên Ký hi u

c Newton N

Góc Radian Rad

n s Hertz Hz

Áp su t Pascal Pa

ng l ng Joule J 3.2. PH N M M TÍNH TOÁN

Ph n m m tr giúp cho vi c phân tích và th c hi n nhi m v tính toán là SACS phiên b n 5.3.1.1

Service Pack 1. SACS có c u trúc g m nhi u mô un, trong ó án ã s d ng nh ng mô un

sau ây :

PRECEDE dùng d ng mô hình k t c u, gán các c tr ng hình h c, v t lý c a v t li u, nh p

các t i tr ng gây ra do thi t b và s v n hành c a thi t b , t i tr ng b n thân c a các c u ki n

ch a c k n trong mô hình, l a ch n h n v và các tiêu chu n tính toán, t o các t h p

i tr ng.

PSI dùng mô hình hóa s làm vi c ng th i gi a c c và t n n.

SEASTATE dùng mô hình hóa các t i tr ng môi tr ng (sóng, dòng ch y, gió, l c y n i,

áp l c th y t nh, hà bám).

JOINTCAN dùng ki m tra b n nút.

DYNPAC dùng mô hình các kh i l ng, tính chu k dao ng riêng c a k t c u.

POSTVUE dùng xem k t qu tính toán.

3.3. V T LI U VÀ PHÂN LO I V T LI U

t li u thép s d ng cho kh i chân dàn FDP có các thu c tính chung nh sau, s c s d ng

trong tính toán thi t k và phân tích :




Kh i l ng riêng trong không khí : 7850 kg/m3

Mô un àn h i Young, E : 210,000 Mpa

Mô un ch ng c t, G : 80,000 Mpa

s Poisson, : 0.300

s giãn n nhi t : 11.7 x 10-6/°C

s ma sát (thép v i thép) : 0.200

t li u thép s d ng cho các thành ph n khác nhau c a k t c u có các thu c tính khác nhau tùy

thu c vào m c quan tr ng c a thành ph n k t c u ó i v i b n và n nh chung c a k t

u. Vi c s d ng v t li u cho t ng b ph n k t c u trong án này tuân theo b ng phân lo i sau:

ng 3.1b B ng phân lo i và phân vùng s d ng v t li u

Lo i thép

Mô t chung c tr ng s d ng p v t li u

ng su t gi i h n

o nh nh t (MPa)

ng su t gi i h n ch y nh

nh t (MPa)

Lo i I

t c u chính

ng cao

i c tr ng

ng su t) xuyên

su t b dày

ng chính; n gia

ng nút; m c u;

thép cánh,b ng d m;

pedeyes; ph n thêm dày

25mm

API 2W GR 50

ho c API 2H GR 50

S1, S3, S4, S5

Supplements

345 483

Lo i II t c u chính

ng cao

m b n, ng cu n, d m

hàn ch t o

API 2W GR 50

ho c t ng ng

S1, S3, S5

supplements

345 483

ng có

ø<460 (16”) API 5L X52 PSL 2 360 455

Lo i III t c u ph

dùng thép nh

m b n, ng cu n, thép

hình cán nóng

ASTM A36 ho c

ng ng 250 400

ng có

ø<460 (16”) API 5L GR B PSL 1 240 415

Lo i IV

t c u

chính(thép nh )

i c tr ng

ng su t) xuyên

su t b dày

m b n, ng cu n ASTM A36 ho c

ng ng 250 400

ng có

ø<460 (16”) API 5L GR B PSL 1 240 415

Lo i V t c u chính

ng cao Thép hình cán nóng

ASTM A572 GR 50

S5,S30

Supplements 345 450




Lo i thép

Mô t chung c tr ng s d ng p v t li u

ng su t gi i h n

o nh nh t (MPa)

ng su t gi i h n ch y nh

nh t (MPa)

Lo i VI t c u chính

ng cao

m b n, ng cu n, d m

hàn ch t o

API 2W GR60 S1,

S3, S5

Supplements

414 517

Lo i VII

t c u chính

ng cao

i c tr ng

ng su t) xuyên

su t b dày

t, ng chính, n gia

ng nút, m c u, b

dày 25mm

API 2W GR60

S1,S3,S4, S5

Supplements

414 517

3.4. S LI U MÔI TR NG

3.4.1. M C N C TÍNH TOÁN

Các m c n c s d ng trong tính toán nh sau :

ng 3.2 M c n c tính toán

c n c Bão (cao nh t)

Bão (th p nh t)

n hành (cao nh t)

n hành (th p nh t)

sâu n c (m) 120.50 120.50 120.50 120.50

Biên tri u cao nh t (m) 0.99 - 0.90 -

Biên tri u th p nh t (m) - -1.40 - -1.40

c dâng do bão (m) 0.78 -0.88 0.41 -0.42

Kho ng d tr 0.50 -0.50 0.50 -0.50

sâu tính toán (m) 122.77 117.72 122.31 118.18

3.4.2. HÀ BÁM

dày hà bám t ng kho ng sâu cho d i ây c coi là không i. Kh i l ng riêng c a hà

bám l y b ng 1350 kg/m3.

ng 3.3 dày hà bám theo sâu n c

Kho ng sâu (m) dày hà bám (mm)

MSL n (-) 5.0m 80




Kho ng sâu (m) dày hà bám (mm)

EL.(-) 5.0m n EL (-) 20.0m 100

EL.(-) 20.0m n EL (-) 40.0m 80

EL.(-) 40.0m n áy bi n 60

3.4.3. SPLASH ZONE VÀ GI I H N N MÒN

Splash zone tính t EL (-) 4.0 m n EL (+) 6.2 m.

i ây là b ng gi i h n n mòn cho các ph n t n m trong splash zone.

ng 3.4 Gi i h n n mòn

Mô t Bên ngoài (mm) Bên trong (mm)

Chân Jacket t EL(-) 4.0m n nh Jacket 12.0 0.0

ng chéo và ng ngang c a các m t bên t EL(-) 4.0m n nh Jacket 10.0 0.0

Các ph n t còn l i trong m t ngang 4.0 0.0

3.4.4. V N T C GIÓ TÍNH TOÁN

Các v n t c gió dùng trong các b ng d i ây tính cao 10.0m phía trên M.S.L

B ng 3.5a V n t c gió (m/s) h ng B c (N)

Chu k l p n hành Bão

n t c gió trung bình 1 gi 16.7 22.7

n t c gió trung bình 10 phút 18.0 24.7



n t c gió trung bình 3 giây 21.7 30.6




B ng 3.5b V n t c gió (m/s) h ng ông B c (N-E)







B ng 3.5c V n t c gió (m/s) h ng ông (E)

B ng 3.5d V n t c gió (m/s) h ng ông Nam (S-E)
















ng 3.5e V n t c gió (m/s) h ng Nam (S)

B ng 3.5f V n t c gió (m/s) h ng Tây Nam (S-W)







B ng 3.5g V n t c gió (m/s) h ng Tây (W)
















ng 3.5h V n t c gió (m/s) h ng Tây B c (N-W)







n t c gió trung bình 1 phút s c k t h p v i tác ng c a sóng và dòng ch y theo h ng

ng ng trong phân tích t a t nh kh i chân FDP trong tr ng thái v n hành và bão c c h n.. V n

c gió trung bình 3 giây s c dùng trong các tính toán cho th ng t ng.

thay i v n t c gió theo cao c tính toán theo API RP 2A

3.4.5. SÓNG VÀ DÒNG CH Y

li u sóng và dòng ch y trong u ki n v n hành d a trên s li u sóng và dòng ch y có chu k l p

1 n m.

li u sóng và dòng ch y trong u ki n bão c c h n d a trên s li u sóng và dòng ch y có chu k

p 100 n m.

B ng 3.6a Sóng và dòng ch y h ng B c

n hành Bão Chi u cao sóng l n nh t, Hmax(m) 1.6 10.6

Chu k sóng, T (s) 3.9 9.6

n t c dòng ch y m t (m/s) 0.72 2.10

n t c dòng ch y (m/s) 50 m phía d i MSL 0.51 1.50

ng 3.6b Sóng và dòng ch y h ng ông B c

n hành Bão

Chi u cao sóng l n nh t, Hmax(m) 10.6 15.5

Chu k sóng, T (s) 8.9 12.4






B ng 3.6c Sóng và dòng ch y h ng ông

n hành Bão

Chi u cao sóng l n nh t, Hmax(m) 3.5 5.6




ng 3.6d Sóng và dòng ch y h ng ông Nam





B ng 3.6e Sóng và dòng ch y h ng Nam





ng 3.6f Sóng và dòng ch y h ng Tây Nam








ng 3.6g Sóng và dòng ch y h ng Tây





B ng 3.6h Sóng và dòng ch y h ng Tây B c





n t c dòng ch y c xem nh thay i tuy n tính trong kho ng t MSL n sâu 50m phía

i MSL.

sâu 50m xu ng n áy bi n, v n t c dòng ch y xem nh thay i phi tuy n theo qui t c 1/7

nh sau :

1/70

0

( )z zzU Uz

Trong ó :

- zU : v n t c dòng ch y t i cao z tính t áy bi n

- 0zU : v n t c dòng ch y t i cao z0 tính t áy bi n

- z : cao tính t áy bi n c a m c n tính

- 0z : cao tính t áy bi n c a m có v n t c dòng ch y 0zU

Vì dòng ch y ch xác nh v i m c n c trung bình khi có bão, nên c n ph i kéo dãn ho c co ng n

profile dòng ch y n m t sóng tính toán. Có hai cách ph bi n bi n i profile dòng ch y:

- Bi n i tuy n tính: ' ( )( )dz z d dd

- Bi n i phi tuy n: '

' sinh(2 ( ) / )sinh(2 / )

app

app

z dz z

d

Trong ó : d là sâu n c tính c biên tri u và n c dâng do bão




Hình 3.1 Hai cách bi n i profile dòng ch y

3.4.6. CÁC H S TH Y NG

Các h s th y ng trong án này áp d ng theo API RP-2A WSD 2007.

ng 3.7 Các h s th y ng

s m t ph n t

u ki n môi tr ng Ghi chú V n hành Bão c c h n

s c n (Cd) Nh n 0.65 0.65

- Nhám 1.05 1.05

s quán tính (Cm) Nh n 1.60 1.60

- Nhám 1.20 1.20

t i t i tr ng sóng và dòng ch y lên anode, trong tính toán ta t ng giá tr các h s Cd, Cm trong

ng trên lên 5%.

3.4.7. CÁC H S U CH NH T I TR NG MÔI TR NG

Theo API RP-2A 2007, các h s u ch nh cho t i tr ng môi tr ng c áp d ng nh sau :

ng 3.8 Các h s u ch nh t i tr ng môi tr ng

NH SÓNG

C N C TRUNG BÌNH

BI N I PHI TUY N BI N I

TUY N TÍNH




s Tr ng thái

Ghi chú n hành Bão

s ng h c c a chuy n ng sóng - Wave Kinematics Factor (WKF) 1.0 0.95 Cho 8 h ng sóng

s c n dòng ch y c a conductor -

Conductor Blockage Factor (CBF) 0.8/0.85/0.8

Không k n

(thiên v an toàn)

s c n sóng c a conductor -

Conductor Shielding Factor (CBSF) API RP 2A > 0.75

Không k n

(thiên v an toàn)

Wake Amplification Factor (WAF) 1.0 Không k n

3.5. S LI U A CH T VÀ V TRÍ A LÝ

3.5.1. V TRÍ CÔNG TRÌNH

Hình 3.2 V trí m Thiên ng trên b n

3.5.2. SÔ LI U A CH T

ng sau th hi n các c tính c a các l p t t i v trí xây d ng công trình ã c ch n l c

ph c v cho vi c tính toán theo tiêu chu n API RP 2A-WSD:




ng 3.9 c tính t

th l p

t sâu tính

áy bi n Lo i t Tr ng ng riêng

trong n c Góc ma

sát trong c kháng c t

không thoát c

Bi n d ng t i 50% giá tr ng su t l n

nh t

(m) ’ (kN/m3) ' ( .) c (KPa) 50, (%)

1 0.0 - 2.5 SÉT 7.5 17 0.39 2 2.5 - 9.9 CÁT 8.7 25 3 9.9 - 15.6 SÉT 8.9 62 5.06 4 15.6 - 17.6 BÙN 8.7 30 5 17.6 - 20.0 SÉT 8.8 74 4.81 6 20.0 - 27.7 CÁT 8.7 33 7 27.7 - 28.9 CÁT 9.4 26 8 28.9 - 31.5 SÉT 9.4 41 3.9 9 31.5 - 32.7 CÁT 8.3 33

10 32.7 - 34.0 BÙN 8.1 30 11 34.0 - 41.7 CÁT 8 32 12 41.7 - 45.0 BÙN 8.2 32 13 45.0 - 51.9 SÉT 9 57 2.13 14 51.9 - 52.9 SÉT 8.7 16 0.75 15 52.9 - 63.9 SÉT 8.3 68 4.57 16 63.9 - 80.0 SÉT 8.4 84 4.58 17 80.0 - 86.0 SÉT 8.8 108 4.96 18 86.0 - 100.0 SÉT 8.7 97 4.09 19 100.0 - 113.1 SÉT 8.4 138 3.62 20 113.1 - 113.9 CÁT 8.2 22 21 113.9 - 117.9 CÁT 7.2 22 22 117.9 - 119.0 BÙN 8.2 27 23 119.0 - 120.0 SÉT 8.6 140 4.17 24 120.0 - 122.7 CÁT 7.8 28 25 122.7 - 130.0 BÙN 8.4 143 3.84 26 130.0 - 133.0 CÁT 7.9 32 27 133.0 - 141.0 CÁT 8.9 35 28 141.0 - 142.0 SÉT 9.4 183 3.27 29 142.0 - 146.0 CÁT 8.8 29




CH NG 4 : LÝ THUY T TÍNH TOÁN 4.1. MÔ HÌNH KH I CHÂN

Mô hình tính toán c a dàn FDP, bao g m mô hình th ng t ng và kh i chân có d ng khung dàn

không gian. Mô hình kh i chân và mô hình th ng t ng c d ng riêng bi t trong hai file khác

nhau, sau ó k t h p l i thành m t mô hình hoàn ch nh cho vi c tính toán phân tích.

Mô hình kh i chân FDP bao g m các thành ph n k t c u chính nh sau :

Các ph n t thanh chính t o nên k t c u kh i chân : ng chính, ng nhánh, các ng trong

các m t ngang.

Các k t c u ph c mô hình hóa : giá c p tàu, 16 conductor ng kính 762mm ( có s d ng

ph n t “Wishbone” )

Các k t c u ph không c mô hình hóa s c mô hình vào k t c u nh các t nh t i c b n

theo ph ng tr ng l c ( trong mô hình nh ngh a là ph ng –Z ) : sàn công tác, a n t hy sinh,

t li u b m trám, sàn ch ng lún, shimp plate, launch cradle, upending padeye.

12 c c váy và ph n d i áy bi n c a 16 conductor c mô hình trong file PSI và không c

tính vào t ng tr ng l ng c a mô hình k t c u d ng trong PRECEDE.

a tr ng tâm c a kh i chân trong mô hình SACS nh sau :

X = 0.08822 m; Y = -0.73136 m; Z = -72.5533 m.

t a c ch ng trình nh ngh a nh sau :

X (+) : h ng Tây dàn ( không ph i h ng Tây a lý )

Y (+) : h ng Nam dàn ( không ph i h ng Nam a lý )

Z (+) : h ng lên th ng ng t tâm trái t

bi t rõ h n v h ng c a dàn so v i h ng a lý, xem hình sau ây :




Hình 4.1 H t a dùng trong mô hình tính toán kh i chân FDP

4.1.1. NÚT

i nút c ánh s khác nhau, tên nút có th có c ch cái và s . Ch ng trình có công c giúp

ta tìm c nút d dàng d a vào tên nút.

Kho ng h nh nh t 75mm theo qui nh c a API c m b o trong mô hình tính toán. Theo ó

ch ng trình s t ng tính các hi u ng do l ch tâm và u n d c khi ki m tra b n nút và các ph n

.

4.1.2. THANH

t c các ph n t thanh u c nh ngh a gi a hai nút. Ch ng trình có th t thi t k m

o kho ng h t i thi u gi a hai thanh nhánh cùng âm vào m t thanh ch là 75mm theo API RP-

2A 2007 và theo ó s t ng k t i nh h ng do l ch tâm và do u n d c t i n i l c trong thanh.

s dài tính toán (Member effective length factors) c a các ph n t thanh c áp d ng theo

API RP 2A 21st Edition 2007 nh b ng sau:

ROW B

ROW A

ROW 2

ROW 1




ng 4.1 H s dài tính toán c a ph n t thanh

Lo i ph n t

K Cmy / Cmz

Trong m t ph ng Ngoài m t ph ng

ng chính 1.0 1.0 0.85

ng ngang (liên k t tr c ti p v i ng chính)

0.8

0.8

0.85

ng ngang (không liên k t tr c ti p i ng chính)

0.8

1.0

0.85

Các ng nhánh Các ng chéo Các ng nhánh trong liên k t ch X

0.8

0.9

0.8

0.9

0.85

4.1.3. PH N T NG P N C VÀ KHÔNG NG P N C

Các ph n t sau c xác nh ng p n c hay không ng p n c (bên trong) tùy vào t ng giai n

theo thi t k :

ng 4.2 Phân lo i ph n t ng p n c

Ph n t ánh chìm Up-ending n hành

ng chính Không ng p n c Không ng p n c Không ng p n c

ng váy Không ng p n c Không ng p n c Ng p n c

c Ng p n c Ng p n c Ng p n c

ng nhánh Không ng p n c Không ng p n c Không ng p n c

Giá c p tàu Không ng p n c Không ng p n c Không ng p n c

Conductors Ng p n c Ng p n c Ng p n c

4.1.4. CONDUCTORS

Liên k t gi a conductor và k t c u c mô hình hóa b ng ph n t “Wishbone”, m t ph n t c

bi t trong SACS có kh n ng ch truy n l c theo ph ng ngang gi a conductor và k t c u trong khi

ó v n m b o chuy n v t do c a conductor theo ph ng th ng ng và theo ó không gây ra

mô men cho giá conductor. u này m b o úng s làm vi c th c t c a liên k t gi a

conductor và k t c u.




Tr ng l ng riêng conductor c nh ngh a 7.85 Ton/m3 nh ng dày c t ng lên 7.9cm

t i tr ng l ng các l p v t li u phía trong không a vào mô hình c. Các thông s c th các

p c a ng conductor c cho trong b ng d i ây:

ng 4.3 S p x p các l p v t li u c a ng conductor t ngoài vào trong

p Ø mm dày (mm)

Tr ng ng 1

feet dài (lb/ft)

Conductor 711 15.9 p v ngoài 508 12.7 106.5 p v trong 339.7 12.19 68 p v trong 244.5 13.84 53.5 p v trong 244.5 11.99 47 p trong cùng 177.8 10.36 29

ng 4.4 Tr ng l ng t ng ng c a conductor

Thép (T/m)

Xi m ng (T/m)

ng (T/m)

Conductor 0.46 0.19 0.66 p v ngoài 0.17 0.11 0.29 p v trong 0.11 0.04 0.16 p v trong 0.09 0.00 0.09 p v trong 0.08 0.02 0.10 p trong cùng 0.05 0.00 0.05

Tr ng l ng/m (Ton/m) 1.33 Tr ng l ng riêng (Ton/m3) 22.67

4.2. MÔ HÌNH N N MÓNG

c và conductor d i áy bi n c mô t là các ph n t d m-c t. Khi ó n n t c mô

hình hóa nh các lò xo làm vi c phi tuy n tính.

c ng c a các lò xo thay i theo t ng l p t, c th hi n b i các ng p-y, t-z và

Q-z.

Trong ó:

- P – y : lò xo theo ph ng ngang, mô t chuy n v và ph n l c t ng i gi a c c và t theo

ph ng ngang (chuy n v ngang và áp l c b ng).

- T – z : lò xo theo ph ng ng mô t s làm vi c theo ph ng ng gi a c c và t (chuy n v

ng và ma sát thành c c).

- Q – z : lò xo theo ph ng ng, mô t chuy n v và ph n l c u c c (chuy n v ng và ph n

c u c c).




Có nhi u cách có c các ng p-y, t-z và q-z, g m thí nghi m tr c ti p ho c d a trên lý

thuy t cùng các s li u c b n v thu c tính c a l p t.

Ngay cách tính toán theo lý thuy t c ng có nhi u cách khác nhau. án này c cung c p các s

li u v thu c tính c a t ng l p t, vì v y các ng p-y, t-z và q-z s c tính toán t các s li u

thu c tính c a t ng l p t, theo khuy n cáo c a tiêu chu n API RP-2A WSD.

xói gây ra do dòng ch y áy c ng c k n trong tính toán. xói l y b ng m t l n ng

kính c c.

c có ng kính 1828.8 mm v i dày thay i theo 3 phân n (chi ti t xem phía d i) có

sâu thi t k 100 m phía d i áy bi n. Bên c nh ó, 16 conductors tuy không ph i k t c u ch u l c

chính c a k t c u nh ng c ng c mô hình nh các c c (vì ây là conductor lo i óng – làm vi c

nh c c ch u ch y u t i tr ng b n thân c a chính nó) v i sâu 57 m phía d i áy bi n.

ng 4.5 Thông s ti t di n và dài phân n c c và conductor

Ti t di n (mm) dài phân n (m)

sâu phía d i áy bi n

C Ø 1828.8 x 50 30 0 - 30

C Ø 1828.8 x 32 68 30 - 98

C Ø 1828.8 x 38 2 98 -100

CONDUCTOR Ø 762 x 25 57 0 - 57

nh h ng c a nhóm c c t i kh n ng ch u t i s c trình bày trong chuyên “Phân thích nh

ng c a nhóm c c t i kh n ng ch u t i” c phía sau.

4.3. PHÂN TÍCH T A T NH

Vi c phân tích t a t nh c th c hi n v i k t c u n c a dàn FDP bao c m c c, kh i chân ,

th ng t ng. Trình t phân tích t a t nh nh sau:

1. Mô hình k t c u chân (model)

2. Mô hình k t c u c c – n n (psi)

3. Ch y dao ng riêng tìm d ng dao ng và chu k dao ng t ng ng (model, dynpac,

dynsef) tính h s ng cho t ng TH t i tr ng sóng

4. Áp d ng h s ng vào các TH t i tr ng sóng nh 1 h s t i tr ng

5. Phân tích t nh k t c u ã k n h s ng cùng s làm vi c ng th i c a c c và t n n

(model + psi)




4.4. T I TR NG

i tr ng trong tính toán k t c u dàn FDP c phân lo i nh sau:

T nh t i

Ho t t i ng u nhiên trên th ng t ng

T i tr ng y n i

T i tr ng môi tr ng

T i tr ng khoan

4.4.1. T NH T I

nh t i g m có t i tr ng b n thân c a k t c u và các c u ki n ph , t i tr ng b n thân các thi t b t

nh trên k t c u.

4.4.2. T I TR NG Y N I

i tr ng y n i c tính nh sau :

c y n i ch c tính toán cho nh ng ph n t k t c u ng p trong n c.L c y n i c tính

ng tr ng l ng c a kh i ch t l ng b choán ch , có h ng th ng ng t d i lên trên.

Công th c tính toán là:

Vgqdn ..

Trong ó:

qdn : L c y n i tác d ng lên v t th , N.

: Kh i l ng riêng c a n c bi n, =1025kg/m3.

g : Gia t c tr ng tr ng, g = 9.81m/s2.

V : Th tích choán n c c a ph n t , m3.

i v i ph n t có ch a n c bên trong thì :

ltDDV 22 24

i v i ph n t không ch a n c bên trong:

lDV .4

.2

Trong ó:

D : ng kính ngoài c a ng, m.




t : B dày thành ng, m.

l : Chi u dài ph n t , m.

4.4.3. HO T T I NG U NHIÊN TRÊN TH NG T NG

m các ho t t i ng u nhiên có th xu t hi n trên các kho ng tr ng c a sàn th ng t ng trong quá

trình v n hành.

4.4.4. T I TR NG MÔI TR NG

i tr ng môi tr ng sinh ra do các y u t môi tr ng t i v trí xây d ng công trình, các t i tr ng môi

tr ng c xét n g m có:

T i tr ng sóng + dòng ch y

T i tr ng gió

T i tr ng do hà bám

a. T i tr ng sóng + dòng ch y

n t c dòng ch y, trong th c t tính toán c xem là m t i l ng không thay i theo th i gian.

Vì v y khi ch có tác ng c a dòng ch y ( không k sóng ) thì t i tr ng do dòng ch y gây ra c

coi là t i tr ng t nh. Khi tính ng th i tác ng c a sóng và dòng ch y, thì nh h ng c a dòng

ch y c b sung vào thành ph n v n t c c a t i tr ng sóng. Vì thành ph n t i tr ng do v n t c

gây ra có ch a bình ph ng v n t c nên s tham gia c a dòng ch y làm t ng áng k cho t i tr ng

sóng.

s lý thuy t tính toán t i tr ng sóng nh sau :

L a ch n lý thuy t sóng tính toán:

Trong mô t ti n nh sóng, tùy thu c vào các thông s sóng tính toán n i xây d ng công trình

nh chu k sóng, chi u cao sóng và sâu n c ng i ta xác nh c lý thuy t sóng (LTS)

dùng tính toán nh : LTS Airy, Stockes, Cnoidal...

xác nh LTS tính toán, theo tiêu chu n API RP 2A-WSD 21th Edition c n xác nh các t s

sau: d/gT2, H/gT2, d/L (V i d - sâu n c t i n i xây d ng công trình; H, T - chi u cao sóng

c i và chu k sóng v i t n su t l p là 100 n m, L – chi u dài sóng).

- Chi u dài sóng c xác nh d a vào công th c sau:

- Tính Lo theo công th c

22 4

1 1 221

2ii

gTL a C a C th dL




2

22

04

tanh2 Tg

dTgL tt

- Tính d/Lo tra b ng, n i suy tuy n tính các h s F33, F35, F55 c n thi t (theo lý thuy t sóng

Stokes b c 5)

- Ch n

- Xác nh thông s a b ng phép l p

- Tính chi u dài sóng Li sao cho

i

Sau khi tính toán, d a vào th sau:

Hình 4.2 B ng tra lý thuy t sóng tính toán theo API RP-2A WSD

00

22 2

kH Ha aL

3 51 33 35 552i i i

kHa a F a F F

1i iL L

610




Ta tra ra lý thuy t sóng tính toán t ng ng. K t qu tính toán c th hi n trong b ng sau:

ng ÔNG B C

Tapp (s) 9.498

Hmax (m) 10.6

d (m) 120

H/gTapp2 0.0120

d/gTapp2 0.1356

LTS Stokes 5

Xác nh v n t c, gia t c sóng theo lý thuy t sóng Stokes b c 5 :

Theo lý thuy t sóng Stokes b c 5, khi sóng có chi u cao H, s sóng k và t n s vòng lan

truy n theo chi u d ng c a tr c x, thì dâng b m t ch t l ng so v i m c n c t nh có th

bi u di n d i d ng sau:

tkxnCosFk

n

in

1

1

Trong ó:

444

4244

222

2

555

5355

333

31

;

;;

FaFFaFaFFaFFaFaFaF

F22 , F24 , F35 , F44 , F55 g i là các thông s hình dáng c a sóng, ph thu c vào tr s

Lddk 2

và thông s chi u cao sóng thông qua bi u th c sau :

55355

3332 FFaFaaHk

Các thông s F22, F24, F33, F35, F44 và F55 c xác nh ph thu c vào t s (d/L), tra theo

ng sau




ng 4.6 Các giá tr các thông s Profil sóng Stockes

d/L F22 F24 F33 F35 F44 F55

1 2 3 4 5 6

0.10 3.892 -28.610 13.090 -138.600 44.990 163.800

0.15 1.539 1.344 2.381 6.935 4.147 7.935

0.20 0.927 1.398 0.996 3.679 1.259 1.734

0.25 0.699 1.064 0.630 2.244 0.676 0.797

0.30 0.599 0.893 0.495 1.685 0.484 0.525

0.35 0.551 0.804 0.435 1.438 0.407 0.420

0.40 0.527 0.759 0.410 1.330 0.371 0.373

0.50 0.507 0.722 0.384 1.230 0.344 0.339

0.60 0.502 0.712 0.377 1.205 0.337 0.329

n s vòng c a sóng:

dkthCaCakg 24

122 1

n t c lan truy n sóng c xác nh thông qua bi u th c sau: 2/1

24

121/ kdthCaCakgC

Trong ó các h s C1, C2 là các thông s t n s c a sóng giá tr c a các thông s này, ph

thu c vào t s d/L và c tra theo b ng sau

B ng 4.7 Giá tr các thông s c a t n s sóng Stockes

d/L C1 C2

1 2

0.10 8.791 383.700

0.15 2.646 19.820

0.20 1.549 5.044

0.25 1.229 2.568

0.30 1.107 1.833

0.35 1.055 1.532

0.40 1.027 1.393

0.50 1.080 1.283

0.60 1.002 1.240




Các thành ph n v n t c sóng theo ph ng ngang Vx và ph ng th ng ng Vz c a ph n t

ch t l ng t i m có to (x, z) gây lên b i s lan truy n sóng b m t trong vùng có sâu

c d c xác nh thông qua bi u th c sau:

tkxnCos

nkdshnkzchG

kV

nnx

5

1 )()(

tkxnSin

nkdshnkzshG

kV

nnz

5

1 )()(

Trong ó:

444

4244

222

2

555

5355

333

3155

133

111

4;2

5;3;

GaGGaGaGGaGGaGaGGaGaGaG

Các thông s G11, G12, G13…là các thông s sóng ph thu c vào t s d/L, tra theo b ng sau:

Xác nh gia t c chuy n ng sóng theo các công th c d i ây:

tkxnSinRkCan

nx

5

1

2

2

ng 4.8 Giá tr các thông s v n t c sóng Stockes

d/L G11 G13 G15 G22 G24 G33 G35 G44 G55

1 2 3 4 5 6 7 8 9

0.10 1.000 -7.394 -12.730 2.996 -48.140 5.942 -121.700 7.671 0.892

0.15 1.000 -2.320 -4.864 0.860 -0.907 0.310 2.843 -0.167 -0.257

0.20 1.000 -1.263 -2.266 0.326 0.680 -0.017 1.093 -0.044 0.006

0.25 1.000 -0.911 -1.415 0.154 0.673 -0.030 0.440 -0.005 0.005

0.30 1.000 -0.765 1.077 0.076 0.601 -0.020 0.231 0.002 0.001

0.35 1.000 -0.696 -0.925 0.038 0.556 -0.012 0.152 0.002 0.000

0.40 1.000 -0.662 -0.850 0.020 0.528 -0.006 0.117 0.001 0.000

0.50 1.000 -0.635 -0.790 0.006 0.503 -0.002 0.092 0.000 0.000

0.60 1.000 -0.628 -0.777 0.002 0.502 -0.001 0.086 0.000 0.000




tkxnCosSkCan

nz

5

1

2

2

Trong ó các giá tr Rn, Sn (n = 1 5) là các thông s c xác nh theo các công th c sau:

3221322111 2 VVVVUUUUUR 31312

22244 44228 VVUUVUUR

31312

12

122 224 VVUUVUUR 3241324155 55510 VVVVUUUUUR

4141212133 33336 VVUUVVUUUR 22133144 4228 VUVUVUVS

2332122111 55332 VUUUVUUUVS 2332144155 3310 VUVUVUVUVS

133122 444 VUVUVS 1442122133 556 VUVUVUVUVS

i:

nkdshnkzchGU nn

shnkdnkzshGV nn

L a ch n lý thuy t tính toán t i tr ng sóng:

Tùy theo tính ch t c a l c sóng tác d ng mà các ph n t cu k t c u ngoài bi n c chia

thành v t th m nh và v t th có kích th c l n. i v i v t th m nh thì l c quán tính và l c

n c a sóng là áng k , còn i v i v t th l n thì nh h ng c a nhi u x l i óng vai trò

quy t nh.

Công trình bi n c nh b ng thép k t c u ki u Jacket là công trình có kích th c nh ( xét t s

D/L < 0.2 ), t i tr ng c a sóng và dòng ch y tác ng lên công trình (mà c th là các thanh)

c tính toán theo công th c Morison d ng chu n t c.

t h p v i v n t c dòng ch y, sau khi c ng vect v i v n t c sóng, thay vào công th c

Morison ta s c t i tr ng sóng phân b trên chi u dài phân t :

mNaVgwCVVA

gwCFFF xmxxDID /

21

Trong ó:

w : Kh i l ng riêng c a n c bi n, w = 1025Kg/m3.

g : Gia t c tr ng tr ng, g = 9,81m/s2.

A : Di n tích hình chi u c a ph n t k t c u lên m t ph ng vuông góc v i tr c Vx, m2/l.




V : Th tích choán n c c a ph n t trên m t n v chi u dài, m3/m.

CD : H s c n v n t c ph thu c vào b m t c a ph n t .

Cm : H s n c kèm (hay h s quán tính c a t i tr ng sóng tác d ng lên k t c u).

D : ng kính ngoài c a ph n t có k n hà bám, m.

Vx : Thành ph n vector v n t c chi u lên ph ng vuông góc v i tr c c a ph n t (m/s):

Vx = Vxsóng + Vxd/c (m/s)

ax : Thành ph n gia t c chi u lên ph ng vuông góc v i tr c c a ph n t và b qua thành ph n

gia t c c a dòng ch y.

Các tr ng h p t i tr ng sóng + dòng ch y nguy hi m là các tr ng h p gây ra l c ngang l n

nh t ho c mô men l t l n nh t t i 4 chân ng chính.

i tr ng sóng + dòng ch y c tính cho 8 h ng chính, v i 4 tr ng h p sau: 1. M c n c cao nh t trong u ki n v n hành;

2. M c n c th p nh t trong u ki n v n hành;

3. M c n c cao nh t trong u ki n bão;

4. M c n c th p nh t trong u ki n bão;

b. T i tr ng gió

i v i k t c u công trình bi n d ng jacket, t i tr ng gió lên ph n k t c u phía trên m t n c là nh ,

không c k n trong tính toán. T i tr ng gió c k n trong tính toán k t c u th ng t ng

theo khuy n cáo c a API RP-2A WSD.

c. T i tr ng do hà bám

xu t hi n c a hà bám trên b m t các ph n t ng p n c c a kh i chân làm t ng thêm tr ng

ng chung c a công trình. Trong án này coi hà bám là m t lo i t nh t i gây ra do y u t môi

tr ng. M t khác hà bám làm t ng t i tr ng sóng + dòng ch y lên ph n t do nhám và kích

th c ph n t t ng lên. T i tr ng do hà bám phân b trên chi u dài ph n t c tính nh sau:

mkNDtDP hahaha /24

22

Trong ó:

P : T i tr ng hà bám phân b theo chi u dài ph n t , kN/m.

ha : Tr ng l ng riêng c a hà, ha = 1300 kG/m3.




4.5. T I TR NG B N THÂN CÁC THÀNH PH N TH NG T NG VÀ T I TR NG B N THÂN CÁC THÀNH PH N KH I CHÂN

4.5.1. T I TR NG TH NG T NG

ng 4.9 T ng h p t nh t i và ho t t i lên kh i th ng t ng dàn FDP

TT i tr ng Miêu t

Tr ng ng

th c (kN)

H

ng u nhiên

Tr ng ng

có h (kN)

1 T1 Tr ng l ng b n thân k t c u chính 11143 1,114 12413,3

2 T2 ng tr ng l ng các ph n không mô hình

[2a] + [2b] + [2c] + [2d] 2542 1,158 2943,64

2a T2A B n, grating và lan can 966 2b T2B T ng và khung 245 2c T2C T m t ng c ng 46 2d T2D D m ph 1285

3 - Tr ng l ng khô c a ng ng, thi t b , máy móc,

n 5965 1,235 7366,78

3a T21 Tr ng l ng khô ng ng và máy móc 4728

3b T22 Tr ng l ng khô trang thi t b , n và thi t b an toàn

1237

4 T41B i b n thân c u lúc ngh 1558 1 1558 5 T42 i tr ng c u khi làm vi c 294 1,235 363,1 5a T42A T i ho t ng c a c n tr c t i nh c t A1 294 - - 5b T42B T i ho t ng c a c n tr c t i nh c t B1 294 - - 6 T25 i tr ng c a nh ng thi t b ph c v cho MDR 10954 1 10954 6a T25A T i tr ng v n hành do xây d ng b ch a 1562 - - 6b T25B Tr ng l ng ch a d u diesel c a b ch a 3013 - -

6c T25C Tr ng l ng ch a n c bi n/d u/ch t l ng c a b ch a

1138 - -

6d T25D Tr ng l ng ch a n c ph c v khoan c a b ch a 5240 - - 7 - ng t i tr ng ch a ng khi ho t ng c a dàn 10251 1,235 12660 7a T23 T i tr ng ch a ng c a ng ng và máy móc 10125 - -

7b T24 i tr ng ch a ng c a trang b , n và thi t b an

toàn 126 - -

8.1 - i tr ng ng c a dàn v i MDR [8f] 27021 1 27021

8.2 - i tr ng ng c a dàn không có MDR

[8a]+[8b]+[8c]+[8d]+[8e] 7271 - 7271

8.2a T16B Ho t t i trên di n tích tr ng- Main deck không có khoan

2774 1 2774

8.2b T17 Ho t t i trên di n tích tr ng – Mezzanine deck 443 1 443 8.2c T18 Ho t t i trên di n tích tr ng – Cellar deck 2387 1 2387 8.2d T19 Ho t t i trên di n tích tr ng – Sump deck 334 1 334 8.2e T15 Ho t t i trên di n tích Laydown 1333 1 1333 8.2f - Tr ng l ng v n hành c a MDR ( DES+DSM ) 27021 1 27021




9 T51 Ph n l c do c u 1472 1,114 1639,81 10 T3T Tr ng l ng b n thân Padeye 392 1 392

ng tr ng l ng làm vi c Tr ng l ng v n hành c a th ng t ng có MDR [1]+[2]+[3]+[4]+[5]+[6]+[8.1]+[9]+[10]

- - 64661,6

Tr ng l ng v n hành c a th ng t ng không có MDR [1]+[2]+[3]+[4]+[5]+[7]+[8.2]+[9]+[10]

- - 46617,6

4.5.2. T I TR NG B N THÂN CÁC THÀNH PH N KH I CHÂN

ng 4.10 Tr ng l ng khô và tr ng l ng trong n c c a các thành ph n kh i chân

Tr ng l ng

(kN) H s v t t i Tr ng l ng tính toán (kN)

Các ng chính, ng nhánh, ng ngang, các nút gia c ng, ng váy, các t m liên k t ng váy và ng chính, khung conductor

và conductor guide 64379 1.114 71718.21

16 Conductors 28605 1.114 31865.97

Giá c p tàu 585 1.114 651.69

Hà bám 27838 1 27838

ng tr ng l ng khô 121407 132073.87

ng l c y n i -92761 -92761

ng tr ng l ng trong n c 28646 39312.87

ng 4.11 Tr ng l ng khô và tr ng l ng trong n c c a các c u ki n ph

Tr ng l ng khô Tr ng l ng trong

c (KN) (KN)

1 A n t hy sinh 2117.00 1276.00 2 Launch Cradle/Shim Pate 1394 1394 3 Seadeck Walkway 87 87 4 Mudmat 480.00 320.00 5 Upending Padeye 135 135 6 Floodgate/Closer Plates 173.00 173.00 7 Pile Grout 576.00 576.00




8 Grouting System 99.00 99.00 9 Pile Sleeve Plates 157 157

ng tr ng l ng các c u

ki n ph 5218 4217

4.6. CÁC TR NG H P T I TR NG C B N VÀ CÁC T H P T I TR NG

Các t h p t i tr ng c t h p theo 5 u ki n ho t ng chính sau ây:

1. u ki n v n hành không có t i tr ng khoan (a) T i tr ng môi tr ng v n hành chu k l p 1 n m

(b) T i tr ng b n thân k t c u chính và các c u ki n ph + t i tr ng thi t b + t nh t i c n tr c + ho t

i c n tr c + ho t t i ng u nhiên trên sàn th ng t ng + t i tr ng c u n i v i dàn CPP

2. u ki n bão c c h n không có t i tr ng khoan (c) T i tr ng môi tr ng c c h n chu k l p 100 n m

(d) T i tr ng b n thân k t c u chính và các c u ki n ph + t i tr ng thi t b + t nh t i c n tr c + ho t

i c n tr c + ho t t i ng u nhiên trên sàn th ng t ng + t i tr ng c u n i v i dàn CPP

3. u ki n v n hành có t i tr ng khoan (e) T i tr ng môi tr ng v n hành chu k l p 1 n m

(f) T i tr ng b n thân k t c u chính và các c u ki n ph + t i tr ng thi t b + t nh t i c n tr c + ho t

i c n tr c + ho t t i ng u nhiên trên sàn th ng t ng + t i tr ng khoan + t i tr ng c u n i v i

dàn CPP

4. u ki n bão c c h n có t i tr ng khoan (g) T i tr ng môi tr ng c c h n chu k l p 100 n m

(h) T i tr ng b n thân k t c u chính và các c u ki n ph + t i tr ng thi t b + t nh t i c n tr c + ho t

i c n tr c + ho t t i ng u nhiên trên sàn th ng t ng + t i tr ng khoan + t i tr ng c u n i v i

dàn CPP

Chú ý : 1. M i u ki n ho t ng trên u c k n v i m c n c cao nh t và th p nh t

2. H s ng c nhân v i t i tr ng sóng nh m t h s t i tr ng




4.6.1. CÁC TR NG H P T I TR NG C B N

B ng 4.12 Các tr ng h p t i tr ng c b n trên th ng t ng

TH t i Miêu t

T1 TR NG L NG B N THÂN K T C U CHÍNH T2 TR NG L NG CÁC PH N K T C U PH C A TH NG T NG T2A T C U PH TH NG T NG : B N , GRATING & TAY V N T2B T C U PH TH NG T NG : T NG T2C T C U PH TH NG T NG : T M T NG C NG T2D T C U PH TH NG T NG : D M PH T3T PH N PH H TR QUÁ TRÌNH L P T TH NG T NG T15 HO T T I TRÊN DI N TÍCH LAYDOWN (20 kPa) T16A HO T T I TRÊN DI N TÍCH TR NG- MAIN DECK (10 kPa) CÓ KHOAN T16B HO T T I TRÊN DI N TÍCH TR NG - MAIN DECK (5 kPa) KHÔNG KHOAN T17 HO T T I TRÊN DI N TÍCH TR NG- MEZZANINE DECK (1 kPa) T18 HO T T I TRÊN DI N TÍCH TR NG - CELLAR DECK (5 kPa) T19 HO T T I TRÊN DI N TÍCH TR NG - SUMP DECK (2.5 kPa) T21 TR NG L NG KHÔ C A NG NG VÀ THI T B T21A TR NG L NG KHÔ C A THI T B TRÊN MAIN DECK T21B TR NG L NG KHÔ C A THI T B TRÊN MEZZANINE DECK T21C TR NG L NG KHÔ C A THI T B TRÊN CELLAR DECK T21D TR NG L NG KHÔ C A THI T B TRÊN SUMP DECK T21E TR NG L NG KHÔ C A NG NG TRÊN MAIN DECK T21F TR NG L NG KHÔ C A NG NG TRÊN MEZZANINE DECK T21G TR NG L NG KHÔ C A NG NG TRÊN CELLAR DECK T21H TR NG L NG KHÔ C A NG NG TRÊN SUMP DECK T22 TR NG L NG KHÔ C A N,TRANG B VÀ H TH NG AN TOÀN T22A TR NG L NG KHÔ C A N,TRANG B VÀ H TH NG AN TOÀN TRÊN MAIN DECK

T22B TR NG L NG KHÔ C A N,TRANG B VÀ H TH NG AN TOÀN TRÊN MEZZANINE DECK

T22C TR NG L NG KHÔ C A N,TRANG B VÀ H TH NG AN TOÀN TRÊN CELLAR DECK T22D TR NG L NG KHÔ C A N,TRANG B VÀ H TH NG AN TOÀN TRÊN SUMP DECK T23 TR NG L NG CH A C A NG NG VÀ THI T B T23A TR NG L NG CH A C A THI T B TRÊN MAIN DECK T23B TR NG L NG CH A C A THI T B TRÊN MEZZANINE DECK T23C TR NG L NG CH A C A THI T B TRÊN CELLAR DECK T23D TR NG L NG CH A C A THI T B TRÊN SUMP DECK T23E TR NG L NG CH A C A NG NG TRÊN MAIN DECK T23F TR NG L NG CH A C A NG NG TRÊN MEZZANINE DECK T23G TR NG L NG CH A C A NG NG TRÊN CELLAR DECK T23H TR NG L NG CH A C A NG NG TRÊN SUMP DECK T24 TR NG L NG CH A C A N,TRANG B VÀ H TH NG AN TOÀN T24A TR NG L NG CH A C A N,TRANG B VÀ H TH NG AN TOÀN TRÊN MAIN DECK

T24B TR NG L NG CH A C A N,TRANG B VÀ H TH NG AN TOÀN TRÊN MEZZANINE DECK

T24C TR NG L NG CH A C A N,TRANG B VÀ H TH NG AN TOÀN TRÊN CELLAR DECK T24D TR NG L NG CH A C A N,TRANG B VÀ H TH NG AN TOÀN TRÊN SUMP DECK T25 I TR NG V N HÀNH DO MDR VÀ B CH A




TH t i Miêu t T25A I TR NG V N HÀNH DO XÂY D NG B CH A T25B TR NG L NG CH A D U DIESEL C A B CH A T25C TR NG L NG CH A N C BI N/D U/ CH T L NG C A B CH A T25D TR NG L NG CH A N C PH C V KHOAN C A B CH A T31A TR NG L NG KHÔ C A DSM T31B HO T T I C A DSM T32 HO T T I C A DSM03_DL T33 HO T T I C A DSM04_DL T41 I B N THÂN C A C N TR C T41B I B N THÂN C A C N TR C KHI NGH NG I T42A I HO T NG C A C N TR C T I NH A1 T42B I HO T NG C A C N TR C T I NH B1 T43A MÔMEN L T C A C T C N TR C A1. - L T QUANH PH NG TR C Y T43B MÔMEN L T C A C T C N TR C B1. - L T QUANH PH NG TR C Y T44A MÔMEN L T C A C T C N TR C A1. - L T QUANH PH NG TR C X T44B MÔMEN L T C A C T C N TR C B1. - L T QUANH PH NG TR C X T46 I TR NG DO C N C T51 I TR NG DO PH N L C C A C U W13A I TR NG B N THÂN C A DES - GI NG 113 W13B I HO T NG C A DES - GI NG 113 "-HW3" "-1" x T I TR NG MÓC C U - GI NG 113 W15A I TR NG B N THÂN C A DES - GI NG 115 W15B I HO T NG C A DES - GI NG 115 "-HW5" "-1" x T I TR NG MÓC C U - GI NG 115 W14A I TR NG B N THÂN C A DES - GI NG 114 W14B I HO T NG C A DES - GI NG 114 "-HW4" "-1" x T I TR NG MÓC C U - GI NG 114 W16A I TR NG B N THÂN C A DES - GI NG 116 W16B I HO T NG C A DES - GI NG 116 "-HW6" "-1" x T I TR NG MÓC C U - GI NG 116 WDY1 I TR NG NG DO GIÓ LÊN CÁC T NG THEO PH NG Y WDY2 I TR NG NG DO GIÓ LÊN C N TR C THEO PH NG Y WDY3 I TR NG NG DO GIÓ LÊN DSM THEO PH NG Y WDY4 I TR NG NG DO GIÓ LÊN DSM 03 THEO PH NG Y WDY5 I TR NG NG DO GIÓ LÊN DSM 04 THEO PH NG Y WDX1 I TR NG NG DO GIÓ LÊN CÁC T NG THEO PH NG X WDX2 I TR NG NG DO GIÓ LÊN C N TR C THEO PH NG X WDX3 I TR NG NG DO GIÓ LÊN DSM THEO PH NG X WDX4 I TR NG NG DO GIÓ LÊN DSM 03 THEO PH NG X WDX5 I TR NG NG DO GIÓ LÊN DSM 04 THEO PH NG X WY13 I TR NG ÔNG DO GIÓ LÊN DES - GI NG 113 THEO PH NG Y WY15 I TR NG ÔNG DO GIÓ LÊN DES - GI NG 115 THEO PH NG Y WX13 I TR NG ÔNG DO GIÓ LÊN DES - GI NG 113 THEO PH NG X WX15 I TR NG ÔNG DO GIÓ LÊN DES - GI NG 115 THEO PH NG X WY14 I TR NG ÔNG DO GIÓ LÊN DES - GI NG 114 THEO PH NG Y WY16 I TR NG ÔNG DO GIÓ LÊN DES - GI NG 116 THEO PH NG Y WX14 I TR NG ÔNG DO GIÓ LÊN DES - GI NG 114 THEO PH NG X WX16 I TR NG ÔNG DO GIÓ LÊN DES - GI NG 116 THEO PH NG X




ng 4.13 Các tr ng h p t i tr ng c b n lên kh i chân

TH t i Miêu t

601 - 608 (Sóng + dòng ch y) theo 8 h ng + l c y n i ng v i m c n c th p nh t trong

tr ng thái v n hành

611 - 618 (Sóng + dòng ch y) theo 8 h ng + l c y n i ng v i m c n c cao nh t trong

tr ng thái v n hành

701 - 708 (Sóng + dòng ch y) theo 8 h ng + l c y n i ng v i m c n c th p nh t trong

tr ng thái bão c c h n

611 - 618 (Sóng + dòng ch y) theo 8 h ng + l c y n i ng v i m c n c cao nh t trong

tr ng thái bão c c h n

4.6.2. CÁC T H P T I TR NG

ng 4.14 Các t h p t i tr ng

h p u ki n M c

i th ng

ng

i khoan

c c Ghi chú

1001-1012 n hành Bình th ng Có Th p nh t V n hành có module khoan

2001-2012 Bão c c h n Bình th ng Có Cao nh t Bão c c h n có module khoan

1101-1112 n hành Bình th ng Có Cao nh t V n hành có module khoan

2101-2112 Bão c c h n Bình th ng Có Cao nh t Bão c c h n có module khoan

1201-1208 n hành Bình th ng Không Th p nh t V n hành không có module khoan

2201-2208 Bão c c h n Bình th ng Không Th p nh t Bão c c h n không có module khoan

1301-1308 n hành Bình th ng Không Cao nh t V n hành không có module khoan

2301-2308 Bão c c h n Bình th ng Không Cao nh t Bão c c h n không có module khoan

4.7. CÁC GI I H N CHO PHÉP

4.7.1. M NH VÀ T S D/t

Các thanh c thi t k sao cho b n và n nh khi ch u t i tr ng c c h n. i v i k t c u

thép thì yêu c u v n nh th ng cao h n yêu c u v b n. Vì v y khi ta ch n s b thanh

ngoài d a vào kinh nghi m c a các công trình t ng t ng i ta th ng l a ch n theo m nh

a thanh.

Do các thanh trong k t c u kh i chân d ng Jacket ch y u ch u l c d c tr c, nên m nh là t

ch d n thích h p nh t ch n kích th c.




Ngoài tác d ng c a l c d c tr c, các thanh còn ch u áp l c th y t nh c a n c bi n. T s D/t là giá

tr d n h ng ch n kích th c ti t di n thanh không b h h ng do tác d ng c a áp l c th y

nh và v n m t n nh c c b gây b i áp l c này.

t c các thanh d ng ng u ph i th a mãn các u ki n v m nh và t s D/t. Các tiêu chu n

m nh và D/t dùng trong án này theo khuy n cáo c a API RP-2A c th nh sau:

ng 4.15 Gi i h n v m nh và t s D/t cho các thanh d ng ng

ng kL/r

D/t Ch u nén Ch u kéo

ng chính, ng nhánh và ng

ngang c a các panel bên 120 200 30 D/t 60

ng váy 120 200 30 D/t 80

c - - 30 D/t 60

L = dài thanh r = Bán kính quán tính k = H s dài hi u d ng D = ng kính ng t = dày ng

4.7.2. H S S D NG V T LI U (UC)

Áp d ng tiêu chu n API RP-2A WSD, t t c các ph n t thanh c ng nh các nút trong toàn b giai

n v n hành bao g m u ki n v n hành và u ki n bão c c h n u ph i có k t qu ki m tra

nh h n 1. B t k ph n t thanh hay nút nào không th a mãn u s c nêu ra và a ra

ph ng án x lý. u này s c trình bày trong ph n k t qu tính toán.

ng theo API RP-2A WSD trong u ki n bão c c h n, ng su t cho phép c a các ph n t c

ki m tra có th c t ng thêm 1/3 l n hay k t qu ki m tra b n có th l n h n 1 nh ng nh h n

1.33.

s lý thuy t ki m tra b n ph n t thanh d ng ng và nút theo API RP-2A WSD nh sau:

a) Ki m tra b n ph n t 1. Thanh ch u kéo d c tr c

ng su t cho phép trong các ph n t ch u kéo d c tr c tính theo công th c sau:

yt FF 6.0

Trong ó:

Fy: C ng àn h i c a v t li u, N/m2.




2. Thanh ch u nén d c tr c - Ki m tra n nh t ng th

Nh ng ph n t ch u nén d c tr c c tính theo u ki n n nh t ng th . Khi ó ng su t cho

phép trong các ph n t c xác nh theo các công th c trong tiêu chu n AISC cho các ph n

có t s D/t 60.

3

3

2

88

33

5

21

cc

Yc

a

Cr

Kl

Cr

Kl

FC

rKl

F V i cCr

Kl

rKl

EFa2312 2

V i cCr

Kl

2/122

yc F

EC

Trong ó:

E : Module bi n d ng àn h i, N/m2.

K : H s chi u dài tính toán.

l : Chi u dài ph n t , m.

r : Bán kính quán tính c a ti t di n, m.

i v i nh ng ph n t có D/t >60, thì Fa c l y b ng giá tr nh nh t c a 2 ng su t c c b

cho phép Fxe, Fxc.

- Ki m tra n nh c c b

u ki n này c ki m tra v i các phân t có 60 < D/t < 300 và có chi u dày t >6mm. Các

ph n t d ng trên g p ch y u trong án này.

- ng su t c c b gây m t n nh trong mi n àn h i

ng su t này c xác nh theo công th c sau:

DtECFxe ..2




Trong ó:

C : H s m t n nh t i h n trong giai n àn h i.

D : ng kính ngoài c a ph n t , m.

t : B dày c a ph n t , m.

E : Module àn h i c a v t li u, N/m2.

Theo lý thuy t C = 0,6 tuy nhiên do nh h ng c a sai s hình h c ban u và gi i h n sai s

a tiêu chu n API Spec.2B thì giái tr C trong tính toán c l y C = 0,3.

- ng su t c c b gây m t n nh ngoài mi n àn h i

ng su t này c xác nh theo công th c:

xeyxc FtDFF

4/1

23.064.1

yxc FF khi D/t 60

3. Thanh ch u u n thu n túy

ng su t cho phép trong các ph n t ch u u n c xác nh theo công th c:

yb FF 75.0 Khi yFt

D 340,10

yy

b FtEDF

F..

74.184.0 Khi yy Ft

DF

680,20340,10

yy

b FtEDF

F.

58.072.0 Khi 300680,20tD

Fy

4. Thanh ch u c t - Thanh ch u c t d m

ng su t c t d m l n nh t cho k t c u tr c xác nh theo công th c sau:

AVfv 5.0

Trong ó:

fv : ng su t ti p l n nh t do l c c t gây ra, N/m2.




V : L c c t ngang, N.

A : Di n tích m t c t ngang c a ph n t , m2.

ng su t cho phép l n nh t do l c c t gây ra Fv c xác nh theo công th c:

yv FF 4.0

- Thanh ch u c t do xo n

ng su t l n nh t do momen xo n gây ra c xác nh theo công th c:

p

tvt I

DMf 2/.

Trong ó:

fvt : ng su t l n nh t do momen xo n gây ra, N/m2.

Mt : Momen xo n l n nh t, N.m.

IP : Momen quán tính c c m4.

ng su t c t cho phép do xo n gây ra Fvt c xác nh t công th c:

yvt FF 4.0

5. Ki m tra thanh ch u áp l c th y t nh

i v i nh ng ph n t ng tho mãn tiêu chu n API Spec 2B không có sai s thì ng su t vòng

fh không k thêm ng su t vòng gây m t n nh t i h n ph i tho mãn:

tDPf

SFFf

h

hch

2.

Trong ó:

Fhc : ng su t vòng t i h n gây m t n nh, N/m2.

fh : ng su t vòng gây ra do áp l c thu t nh, N/m2.

P : Áp l c thu t nh, N/m2.

SFh : H s an toàn ch ng l i s phá ho i do áp l c thu t nh.

- ng su t vòng gây m t n nh trong mi n àn h i

ng su t vòng gây m t n nh trong mi n àn h i c xác nh d a theo quan h tuy n

tính gi a ng su t và bi n d ng theo công th c sau:




DtECF hhe ..2

Trong ó h s ng su t vòng gây m t n nh t i h n Ch bao g m có k n s sai s hình

c ban u cùng v i sai s gi i h n c a tiêu chu n API Spec 2B c xác nh nh sau:

DtCh 44.0 i

tDM 6.1

4

3/21.044.0M

tDDtCh V i

tDM

tD 6.1825.0

636.0

736.0M

Ch i tDM 825.05.3

559.0

755.0M

Ch i 5.35.1 M

8.0hC i 5.1M

+ Thông s hình h c M c xác nh theo công th c:

2/12tD

DLM

+ V i L là chi u dài ph n t gi a hai n gia c ng ho c gi a hai u c a ph n t , m.

- ng su t vòng t i h n gây m t n nh

Gi i h n ch y c a v t li u quan h v i ng su t vòng gây m t n nh c xác nh cho

ph n t làm vi c trong mi n àn h i và ngoài mi n àn h i.

+ ng su t vòng t i h n gây m t n nh c xác nh theo công th c:

- Trong mi n àn h i:

hehc FF Khi yhe FF 55.0

- Ngoài mi n àn h i:

heyhc FFF 18.045.0 Khi yhey FFF 6.155.0

he

y

yhc

FF

FF

15.1

31.1 Khi yhey FFF 2.66.1

yhc FF Khi yhe FF 2.6

6. Ki m tra b n thanh ch u l c ph c t p




Trong th c t tr ng thái ch u l c c a các ph n t thanh trong k t c u chân là tr ng thái ch u

c ph c t p, bao g m :

+ Các thanh ch u nén, u n ng th i

+ Các thanh ch u kéo, u n ng th i

+ Các thanh ch u nén, u n + áp l c th y t nh

+ Các thanh ch u kéo, u n + áp l c th y t nh

- Thanh ch u nén u n ng th i:

Nh ng ph n t ch u nén u n ng th i thì t t c các m trên chi u dài ph n t ph i tho mãn

u ki n sau:

0.16.0

0.1

'1

22

22

b

bybx

a

a

be

a

bybxm

a

a

Fff

Ff

FFf

ffCFf

Khi 15.0a

a

Ff

, thì công th c sau có th thay th hai công th c trên:

0.122

b

bybx

b

a

Fff

Ff

Trong ó:

fa : ng su t nén d c tr c tính toán, N/m2.

Fa : ng su t nén d c tr c cho phép, N/m2.

Fb : ng suât u n cho phép, N/m2.

fby, fbz : ng su t nén do u n riêng r theo các tr c y và z, N/m2.

- Thanh ch u kéo u n ng th i:

Các ph n t ch u kéo u n ng th i ph i tho mãn các u ki n sau:

0.16.0

22

b

bybx

y

a

Fff

Ff




Trong ó:

fbx, fby : ng su t tính toán theo ph ng x và y, N/m2

- Ki m tra thanh ch u kéo d c tr c + áp l c th y t nh

Ph ng trình quan h ph i tho mãn:

0.1222 BABA

xy

hba SFf

fffA 5.0

hhc

h SFFfB

Trong ó:

: H s poatxong, = 0.3.

Fy : C ng àn h i c a v t li u, N/m2.

fa : Giá tr tuy t i c a ng su t d c tr c, N/m2.

fh : Giá tr tuy t i c a ng su t nén vòng, N/m2.

Fhc : ng su t vòng t i h n, N/m2.

SFx : H s an toàn kéo d c tr c.

SFh : H s an toàn do ng su t nén vòng.

SFx, SFh c l y theo m c 3.3.5 API RP-2A WSD 2007 trang 44

- Ki m tra thanh ch u nén d c tr c + áp l c th y t nh

Ph ng trình quan h ph i tho mãn u ki n sau:

0.1

0.15.0

hhe

h

by

bx

xc

ha

SFFf

SFFf

SFF

ff

Khi fx > 0.5 Fha ta ph i ki m tra theo công th c sau:




0.15.05.0

2

ha

h

haaa

hax

Ff

FFFf

h

hcha

x

xeaa

SFFF

SFF

F

hbax ffff 5.0 : t h p ng su t nén l n nh t.

n u hab hff 5.0 thì c hai ph ng trình u tho mãn.

- Ki m tra thanh ch u kéo u n ng th i

Các ph n t ch u kéo u n ng th i ph i tho mãn các u ki n sau:

0.16.0

22

b

bybx

y

a

Fff

Ff

Trong ó:

fbx, fby : ng su t tính toán theo ph ng x và y, N/m2.

- Ki m tra thanh ch u nén u n ng th i

Nh ng ph n t ch u nén u n ng th i thì t t c các m trên chi u dài ph n t ph i tho mãn

u ki n sau:

0.16.0

0.1

'1

22

22

b

bybx

a

a

be

a

bybxm

a

a

Fff

Ff

FFf

ffCFf

Khi 15.0a

a

Ff

, thì công th c sau có th thay th hai công th c trên:




0.122

b

bybx

b

a

Fff

Ff

Trong ó:

fa : ng su t nén d c tr c tính toán, N/m2.

Fa : ng su t nén d c tr c cho phép, N/m2.

Fb : ng suât u n cho phép, N/m2.

fby, fbz : ng su t nén do u n riêng r theo các tr c y và z, N/m2.

b) Ki m tra b n nút

1. Ki m tra u ki n liên k t t i u các thanh ch u kéo ho c nén

i n i t i u nh ng ph n t ch u kéo và ch u nén ph i c ki m tra b n theo t i tr ng thi t

. Nh ng không c l y nh h n 50% b n th c c a ph n t . b n th c c a các ph n

là t i tr ng kéo ho c nén gây m t n nh cho ph n t .

u ki n liên k t ch u kéo và ch u nén t i các nút ph n t tho mãn các u ki n sau:

( .sin )1.01,5(11 )

yb

yec

F

F

Trong ó:

Fyc : C ng àn h i c a thanh ch t i nút, N/m2.

Fyb : C ng àn h i c a thanh gi ng t i nút, N/m2.

,,,

: Là các thông s hình h c.

2. Nút n gi n

Các thông s hình h c c a nút n gi n c th hi n trong hình d i ây




Hình 4.3 Các thông s hình h c m t nút n gi n (theo API RP-2A WSD 2007)

Giá tr góc s d ng trong th c t nh sau :

0.2 1.0

10 50

30º 90º

Fy 72 ksi ( 500 MPa )

g/D > - 0.6 ( v i nút ch K )

3. Ki m tra kh n ng b ch c th ng c a nút b i mô men ho c l c d c trong ng nhánh

Nút ng không có s ch ng chéo c a các ng nhánh chính và không có gia c ng, giá tr cho

phép c a l c d c và mô men trong ng nhánh c tính nh sau:

Pa = QuQfsin

2

FSTFyc

Ma = QuQf sin

2

FSdTFyc

Trong ó:

Pa = Giá tr cho phép c a l c d c ng nhánh

Ma = Giá tr cho phép c a mômen u n ng nhánh




Fyc = ng su t ch y d o c a ng ch c a nút ( ho c 0.8 c ng kéo, tùy giá tr nào nh h n)

ksi (MPa).

FS = H s an toàn = 1.60.

i nút c gia c ng t ng dày, Pa tuân theo công th c nêu 4.3.5. trang 52 API RP-2A

WSD 2007

i t i tr ng d c tr c ng nhánh v i các lo i nút h n h p K, Y và X, aP c l y b ng t i tr ng

trung bình c a các t i tr ng t các lo i ng nhánh, tùy theo phân l a nút ó có bao nhiêu % là

nút ch K, ch Y, ch X.

s c ng Qu

Qu thay i theo t ng lo i m i n i và lo i t i tr ng c cho trong b ng :

Lo i nút ng nhánh ch u t i tr ng

Kéo d c tr c Nén d c tr c n trong m t ph ng

n ngoài m t ph ng

K ( 16 + 1.2 ) 1..2Qg nh ng 40 1.2 Qg

( 5 + 0.7 ) 1..2 2.5 + (4.5 + 0.2 2.6 T/Y 30 2.8 + (20+0.8 1.6

nh ng 2.8 +36 1.6

X 23 v i 0.9

20.7 +( - 0.9)(17 -220) v i > 0.9

[2.8+(12+0.1 ]Q

Chú ý :

Q h s hình h c xác nh nh sau :

)833.01(

3.0Q v i > 0.6

Q = 1.0 v i 0.6.

Qg h s r ng xác nh nh sau :

Qg = 1+ 0.2[1 – 2.8 g/D3 ] v i g/D 0.05

Nh ng 1.0

Qg = 0.13 + 0.65 0.5 v i g/D -0.05

Trong ó = t Fyb/(TFy).




4. H s l c trong thanh ch Qf :

Qf là h s k n s xu t hi n c a t i tr ng danh ngh a trong thanh ch :

Qf = [ 1 + C1(y

c

PFSP

) - C2(p

ipb

MFSM

) - C3A2 ]

Thông s A c nh ngh a nh sau :

A = [ (y

c

PFSP

)2 + (p

c

MFSM

)2 ]0.5

( trong u ki n bão c c h n FS = 1.20 trong c 2 công th c trên ).

Trong ó Pc và Mc là l c d c và mômen danh ngh a trong thanh ch

( Mc2 = M2ipb+ M2opb).

Py kh n ng ch u ph n l c d c tr c c a thanh ch .

Mp kh n ng ch u mômen bi n d ng c a thanh ch .

C1, C2 và C3 là h s ph thu c vào lo i m i n i và lo i t i tr ng (b ng 4.3-2 trang 53 API RP-

2A WSD 2007).

5. Ki m tra c ng c a nút

s ki m tra b n nút IR tính toán d a theo bi u th c :

IR = | aP

P | +

2

ipbaMM

+ opbaM

M 1.0

Nút c xem là b n khi th a mãn u ki n trên.

4.7.3. DÀY NG T I THI U

dày yêu c u t i thi u c a các ông dùng trong k t c u kh i chân c cho trong b ng sau:

ng 4.16 dày ng t i thi u

Lo i ng dày (t) (mm)

Splash Zone Vùng khác

ng nhánh 15 10

ng chính 20 12

ng cu n - 6




4.7.4. GI I H N CHUY N V

Chuy n v c a các thành ph n k t c u c n ph i c gi i h n nh m m b o không nh h ng

i hi u su t làm vi c c a các thi t b c t trên nó.

Gi i h n chuy n v c a các ng chính kh i chân là r t quan tr ng, nh h ng tr c ti p t i

kh n ng làm vi c c a toàn b dàn.

ng 4.17 Gi i h n chuy n v ng chính

L/ u ki n

400 n hành

200 Bão c c h n

L : dài ng chính

: chuy n v t ng i hai u ng chính

4.7.5. H S ANH TOÀN T I THI U (FOS) C A C C CH U T I TR NG D C TR C

Áp d ng API RP-2A WSD, h s an toàn t i thi u cho c c ch u t i d c tr c là 2.0 trong u ki n

n hành và 1.5 trong u ki n bão c c h n. nh h ng c a hi u ng nhóm c c t i h s an

toàn t i thi u s c k n trong chuyên phân tích s nh h ng c a nhóm c c t i kh

ng làm vi c c a c c.




CH NG 5 : K T QU TÍNH TOÁN 5.1. M NH VÀ T S D/t

t qu ki m tra cho th y các thanh d ng ng trong k t c u kh i chân FDP u th a mãn gi i

n v m nh và t s D/t theo khuy n cáo c a API-RP 2A WSD ã nêu ph n 4.7.1.

ng sau th hi n các ng có m nh và t s D/t l n nh t theo t ng lo i ng:

ng 5.1 m nh và t s D/t tiêu bi u cho t ng lo i thanh d ng ng

Lo i ng Tên ng K Nhóm D (m) t (m) L (m) r (m) KL/r D/t ng chính 4110-3110 1.0 LG3 2.15 0.05 33.83 0.74 45.55 43

ng chéo t bên

2120-96AN 0.8 D1F 0.914 0.022 18.17 0.32 46.08 42 3110-2500 0.8 D2D 1.016 0.02 21.87 0.35 49.67 51 4120-3500 0.8 D3D 1.219 0.025 25.73 0.42 48.75 49 96A8-0012 0.9 D4C 0.762 0.02 16.43 0.26 56.35 38 5154-96A0 0.9 D5G 0.762 0.025 14.23 0.26 49.12 30

Các ng trong m t ngang

1154-1170 1.0 H1H 0.61 0.02 12.04 0.21 57.69 31 2400-2401 1.0 H2A 0.66 0.025 16.00 0.22 71.21 26 3154-3155 1.0 H3A 0.762 0.025 16.00 0.26 61.37 30 96FD-96FE 1.0 H4D 0.762 0.015 16.00 0.26 60.57 51 96C7-96A1 1.0 H5I 0.762 0.015 18.39 0.26 69.62 51 96BO-5112 1.0 H6M 0.762 0.025 18.79 0.26 72.07 30

ng váy - 1.0 PS1,2,3 2.13 0.05 11.50 0.74 15.63 43 c - - - 1.8288 0.032 - - - 57

Danh sách y các thanh và m nh xem ph n ph l c.

Nh n xét : Ta th y kích th c các thanh ã l a ch n m b o yêu c u v m nh và t s D/t, hay

nói cách khác các thanh s b m b o yêu c u v n nh ch u nén, n nh c c b và

n khi ch u áp l c th y t nh.

5.2. CHU K DAO NG RIÊNG C A K T C U VÀ H S NG

ng 5.2 Chu k dao ng riêng c a k t c u và h s ng trong u ki n v n hành

ng sóng t i Tn (s) Tapp (s) (rad/s) n (rad/s) H (m) DAF

Tây B c 2.851 3.1 2.0106 2.2039 0.02 0.9123 0.8 5.83 ông Nam 2.851 2.8 2.2496 2.2039 0.02 1.0208 1 17.08

ông B c 2.157 9.5 0.6615 2.9129 0.02 0.2271 10.6 1.05 Tây Nam 2.157 6.6 0.9513 2.9129 0.02 0.3266 6.1 1.12

Tây 0.958 6.4 0.9824 6.5586 0.02 0.1498 6.1 1.02

Nam 0.958 4.3 1.4729 6.5586 0.02 0.2246 1.8 1.05 ông 0.958 5.3 1.1782 6.5586 0.02 0.1796 3.5 1.03

c 0.958 4.3 1.4571 6.5586 0.02 0.2222 1.6 1.05




ng 5.3 Chu k dao ng riêng c a k t c u và h s ng trong u ki n bão c c h n

Chú gi i:

- Tn : chu k dao ng riêng c a k t c u - Tapp : chu k th c c a sóng theo h ng t ng ng v i dao ng

- n s vòng c a sóng

- n n s vòng c a dao ng c a k t c u

- s t t d n, l y b ng 0.02

- n

- 22 2

1

1 2 .

od

t

r r

uDAF k

u

- U0 : biên c a chuy n v ng - U0 : biên c c i do tác d ng t nh c a t i tr ng - H : chi u cao sóng

Nh n xét: s ng i di n cho ph n ng ng c a k t c u tr c tác ng c a t i tr ng sóng.

Nh ng trong tính toán k t c u, ta coi k t c u là tuy n tính nên có th áp d ng h s ng vào các

tr ng h p t i tr ng sóng nh m t h s t i tr ng.

5.3. N I L C Các tr ng h p và t h p t i gây mô men l t l n nh t và l c c t l n nh t t i chân b n ng chính

cho hai u ki n v n hành và bão c c h n c t ng h p trong hai b ng sau:

ng sóng t i Tn (s) Tapp (s) (rad/s) n (rad/s) H (m) DAF

Tây B c 2.737 6.2 1.0162 2.2956 0.02 0.4427 7.4 1.24 ông Nam 2.737 4.5 1.3981 2.2956 0.02 0.6090 2.6 1.59

ông B c 2.083 13.5 0.4646 3.0164 0.02 0.1540 15.5 1.02 Tây Nam 2.083 7.9 0.7989 3.0164 0.02 0.2648 9.4 1.08

Tây 0.937 7.3 0.8619 6.7056 0.02 0.1285 8.6 1.02

Nam 0.937 8.8 0.7133 6.7056 0.02 0.1064 8.6 1.01 ông 0.937 7.1 0.8880 6.7056 0.02 0.1324 5.6 1.02

c 0.937 10.7 0.5868 6.7056 0.02 0.0875 10.6 1.01




ng 5.4 Tr ng h p t i (sóng + dòng ch y + l c y n i) gây mô men l t l n nh t và l c c t l n

nh t

u ki n Tr ng h p i ng sóng

i c c t (kN) Mô men l t

(kN-m)

n hành 603 ông B c 10088 736794 n hành 601 ông Nam 8626 756171

Bão c c h n 703 ông B c 27574 2022863 Bão c c h n 703 ông B c 27574 2022863

ng 5.5 T h p t i gây mô men l t l n nh t và l c c t l n nh t t i chân b n ng chính

u ki n h p t i ng sóng i c c t

(kN) Mô men l t (kN-m)

n hành 1203 ông B c 11160 737090 n hành 1011 ông B c 10993 1223044

Bão c c h n 2203 ông B c 29504 2092271 Bão c c h n 2003 ông B c 29191 2250468

Nh n xét: Nhìn chung các tr ng h p t i và t h p t i gây ra mô men l t và l c c t áy l n nh t

u ng v i h ng sóng ông B c, h ng sóng có chi u cao sóng l n nh t (Hmax = 10.6 m trong

u ki n môi tr ng v n hành, Hmax = 15.5 m trong u ki n môi tr ng bão c c h n) 5.4. CHUY N V

5.4.1. CHUY N V U C C

ng 5.6 B ng t ng h p chuy n v u c c ch a k n nh h ng c a nhóm c c

Nhóm c

u c

u ki n v n hành u ki n bão c c h n

X-Displ (cm)

TH i

Y-Displ (cm)

TH i

Z-Displ (cm)

TH i

X-Displ (cm)

TH i

Y-Displ (cm)

TH i

Z-Displ (cm)

TH i

A1 6100 1.02 1201 1.43 1003 -0.76 1011 -2.54 2012 3.86 2011 -1.52 2012

6106 0.99 1201 1.45 1003 -1.05 1011 -2.51 2012 3.92 2203 -1.91 2003




Nhóm c

u c


X-Displ (cm)

TH i

Y-Displ (cm)

TH i

Z-Displ (cm)

TH i

X-Displ (cm)

TH i

Y-Displ (cm)

TH i

Z-Displ (cm)

TH i

6127 0.99 1201 1.43 1003 -0.88 1011 -2.51 2012 3.86 2203 -1.74 2003

A2

6200 0.918 1201 1.07 1203 -0.54 1014 -2.21 2012 3.44 2203 -0.29 2203

6206 0.89 1201 1.10 1203 -0.53 1014 -2.13 2012 3.54 2203 0.15 2203

6227 0.89 1201 1.07 1203 -0.51 1014 -2.13 2012 3.45 2203 0.17 2203

B1

6400 1.41 1001 1.52 1003 -0.96 1001 -1.96 2012 4.04 2203 -0.96 2008

6406 1.37 1001 1.55 1003 -1.08 1011 -1.88 2012 4.03 2203 -1.64 2003

6427 1.38 1001 1.53 1003 -0.86 1001 -1.88 2012 3.95 2203 -1.28 2003

B2

6300 1.30 1009 1.16 1203 -0.77 1009 -1.96 2012 3.71 2203 -0.19 2203

6306 1.27 1009 1.19 1203 -0.62 1009 -1.95 2012 3.79 2203 0.25 2203

6327 1.27 1009 1.16 1203 -0.71 1009 -1.95 2012 3.71 2203 0.29 2203

5.4.2. CHUY N V NH KH I CHÂN

ng 5.7 B ng t ng h p chuy n v t ng i c a nh kh i chân có k n nh h ng c a nhóm

c

Nhóm c u ki n TH

i Ph ng chuy n

Chuy n v nh kh i chân

(cm) Tên nút

nh

Chuy n v u c c

(cm) u c c

Chuy n v ng i

(cm)

So sánh i gi i

n chuy n v

A1 n hành 1001 X 8.86 T009 1.35 6127 7.51 < 32 cm OK

Bão c c h n 2203 Y 48.95 T009 6.64 6127 37.71 < 64 cm OK

A2 n hành 1011 Y 9.56 T010 1.49 6227 8.07 < 32 cm OK

Bão c c h n 2203 Y 44.64 T010 6.06 6227 38.58 < 64 cm OK

B1 n hành 1011 Y 9.59 T000 2.11 6400 7.49 < 32 cm OK

Bão c c h n 2203 Y 45.25 T000 6.70 6400 38.55 < 64 cm OK

B2 n hành 1011 Y 9.98 T015 1.63 6327 8.35 < 32 cm OK

Bão c c h n 2203 Y 45.42 T015 6.18 6300 39.94 < 64 cm OK

Nh n xét: chuy n v t ng i c a nh kh i chân khi ã k n hi u ng nhóm c c th a mãn

yêu c u v gi i h n chuy n v ã nêu m c 4.7.4, m b o không nh h ng n kh n ng làm

vi c c a dàn khoan.

Riêng chuy n v c a u c c s c trình bày k h n trong ph n chuyên “Xác nh nh h ng

a nhóm c c t i s làm vi c c a c c” Ch ng 6.




5.5. H S S D NG V T LI U (UC)

5.5.1. K T QU

ng sau ây t ng h p nh ng ph n t thanh d ng ng có h s s d ng v t li u cao nh t cho t ng

lo i thanh, trong t t c các t h p t i tr ng. Nh ã nêu, vi c ki m tra h s s d ng v t li u áp

ng c s lý thuy t c a API RP2A, 21st Edition và AISC 9th.

i các tr ng h p ng v i u ki n bão c c h n, cho phép h s s d ng v t li u l n h n 1 và

nh h n 1.33 ( ng su t cho phép t ng kho ng 1/3 l n).

Danh sách y h s s d ng v t li u c a t t c các ph n t thanh d ng ng xem trong ph l c.

ng 5.8 B ng t ng h p h s s d ng v t li u cao nh t theo t ng lo i ng

Lo i ng s s d ng v t li u - UC Công

th c ki m tra Tên ng Nhóm i u ki n môi

tr ng UC LC ng chính

1570-9692 LE1 Operating Max WD w/o Drilling 0.88 1301 3.3.3/4

Các ng chéo m t bên EL(+) 7.500 n EL (-) 15.500 2120-96AN D1F Operating Min WD

w Drilling 0.81 1001 3.3.3/4 EL(-) 15.500 n EL (-) 43.500 2130-2800 D2E Storm Min WD

w Drilling 0.6 2012 3.3.3/4 EL(-) 43.500 n EL (-) 77.000 3120-3500 D3E Storm Min WD

w/o Drilling 0.56 2203 3.3.3/4 EL(-) 77.000 n EL (-) 110.500 4120-0012 D4E Operating Min WD

w Drilling 0.34 1009 3.3.3/4 EL(-) 110.500 n EL (-) 120.000 4853-5156 D5F Operating Max WD

w Drilling 0.57 1103 3.3.1-2 Các ng trong m t ngang

EL(+)7.500 1130-96CP H1C Operating Max WD w Drilling 0.74 1103 3.3.1-2

EL(-) 15.500 2110-2400 H2B Operating Max WD w Drilling 0.72 1103 3.3.1-2

EL(-) 43.500 3402-96DT H3H Operating Max WD w Drilling 0.41 2011 3.3.1-2

EL(-) 77.000 4153-4140 H4A Operating Max WD w Drilling 0.45 1103 3.3.1-2

EL(-) 110.500 96A6-96A4 H5I Operating Min WD w Drilling 0.80 1001 3.3.3/4

EL(-) 120.000 5110-96BN H6M Operating Min WD w Drilling 0.28 1011 3.3.1-2

c Phía d i áy bi n 6106

(PileHead) PL1 Storm Min WD w/o Drilling 0.634 2003 -

Conductors Phía trên áy bi n 0227-0028 CON Operating Min WD

w Drilling 0.36 1009 3.3.1-4




Phía d i áy bi n 0244 (PileHead) CO2 Storm Min WD

w/o Drilling 0.211 2203 -

Chú gi i: 1.

Operating : u ki n v n hành

Storm : u ki n bão c c h n

Max WD : m c n c cao nh t

Min WD : m c n c th p nh t

w Drilling : có t i khoan

w/o Drilling : không có t i khoan

2. Các vi t t t sau c ch ng trình SACS dùng ch các tr ng h p ki m tra UC c a ph n t :

TN+BN - thanh ch u kéo ho c nén và u n ng th i (công th c 3.3.1-2 trang 41 API RP-2A

WSD 2007)

BEND - thanh ch u u n ( 3.2.3 trang 39 API RP-2A WSD 2007)

C<.15 - thanh ch u nén u n v i h s nén d c nh h n 0.15 (công th c 3.3.1-3 trang 42

API RP-2A WSD 2007)

C>.15A - thanh ch u nén + u n ng th i, có áp d ng h s Cm và k n nh h ng c a

c d c (trang 5-55 Chapter H AISC 9) (công th c 3.3.1-4 trang 42 API RP-2A WSD 2007)

C>.15B - thanh ch u nén + u n ng th i, không áp d ng h s Cm và không k n nh

ng c a l c d c (trang 5-55 Chapter H AISC 9) (công th c 3.3.1-2 trang 42 API RP-2A

WSD 2007)

SHEAR - thanh ch u c t (3.2.4 trang 40 API RP-2A WSD 2007)

L.BEND - ki m tra ng côn ch u ng su t d c tr c ( công th c 3.4.1-1 trang 44 API RP-2A

WSD 2007)

HOOP – ki m tra ng côn ch u ng su t vòng (công th c 3.4.1-2 trang 45 API RP-2A WSD

2007)

EULER - m t n nh theo công th c EULER

HYDRO - phá h y do áp l c th y t nh (3.2.5 trang 40 API RP-2A WSD 2007)

5.5.2. NH N XÉT K T QU KI M TRA B N THANH

Các ph n t ng chính:

Giá tr UC ph n t %

0<UC<0.25 10 20

0.25<UC<0.5 27 55




Giá tr UC ph n t %

0.5<UC<0.75 10 20

0.75<UC<1.0 2 4

1.0<UC<1.33 0 0

ng 49 100

Các ph n t ng chính có t ng c ng 12 ph n t (24%) có UC > 0.5; 27 ph n t (55%) có

0.25<UC<0.5; ch có 10 ph n t (20%) có UC<0.25. Do b n và n nh ng chính nh h ng

tr c ti p và l n n b n và n nh chung c a c k t c u, ngoài ra kích th c ti t di n ng chính

n m b o yêu c u v m nh (kL/r) và t s D/t .

Các ph n t ng chéo m t bên:

Giá tr UC ph n t %

0<UC<0.25 13 13

0.25<UC<0.5 70 70

0.5<UC<0.75 17 17

0.75<UC<1.0 0 0

1.0<UC<1.33 0 0

ng 100 100

Các ph n t ng chéo m t bên có t ng c ng 17 ph n t (17%) có 0.5<UC<0.75; có 70 ph n t có

0.25<UC<0.5; ch có 13 ph n t (20%) có UC<0.25. S l ng các ph n t có UC>0.5 v n có th

ng thêm b ng cách gi m các ph n t có UC trong kho ng t 0.25 n 0.5. Khi ch n l i ti t di n

các ng c n chú ý vai trò quan tr ng c a các ng chéo m t bên trong vi c liên k t các ng chính và

ch u l c. Ngoài ra c n xem xét s i x ng c a các ng trên m t bên A và B, yêu c u v m nh

(kL/r) và t s D/t.

Các ph n t ng ngang m t bên:

Giá tr UC ph n t %

0<UC<0.25 35 41

0.25<UC<0.5 18 21

0.5<UC<0.75 23 27

0.75<UC<1.0 0 0

1.0<UC<1.33 0 0

ng 86 100




Các ph n t ng ngang m t bên có t ng c ng 23 ph n t (27%) có 0.5<UC<0.75; có 18 ph n t có

0.25<UC<0.5; có t i 35 ph n t (41%) có UC<0.25. S l ng các ph n t có UC>0.5 v n có th

ng thêm b ng cách gi m các ph n t có UC<0.5. Khi ch n l i ti t di n các ng c n chú ý vai trò

quan tr ng c a các ng ngang m t bên trong vi c liên k t các ng chính, m b o c ng chung

a k t c u theo ph ng ngang và ch u l c. Ngoài ra c n xem xét s i x ng c a các ng trên m t

bên A và B, yêu c u v m nh (kL/r) và t s D/t.

5.6. H S KI M TRA CH NG CH C TH NG C A NÚT Các nút c ki m tra theo tiêu chu n API RP-2A WSD 2007. V i các tr ng h p ng v i u ki n

bão c c h n, cho phép h s s d ng v t li u l n h n 1 và nh h n 1.33 ( ng su t cho phép t ng

kho ng 1/3 l n). Các nút có h s s d ng v t li u UC cao nh t c li t kê trong b ng d i ây.

Danh sách y h s s d ng v t li u c a t t c các nút xem trong ph l c.

ng 5.9 B ng t ng h p các nút có h s s d ng v t li u cao nh t

Lo i nút UC u ki n Ki m tra

Nút UC Nút trong

t ngang 96DB 0.985 Storm Min WD With Drilling (LC 2003) <1

OK Nút trong

t ngang 96DD 0.899 Storm Max WD With Drilling (LC 2011) <1

OK Nút ch X

t bên 3500 0.839 Storm Min WD Without Drilling (LC 2203) <1

OK Nút ch X

t bên 0009 0.831 Storm Min WD With Drilling (LC 2012) <1

OK

Chú gi i:

Operating : u ki n v n hành

Storm : u ki n bão c c h n

Max WD : m c n c cao nh t

Min WD : m c n c th p nh t

with Drilling : có t i khoan

with out Drilling : không có t i khoan

Nh n xét: Các nút c gia c ng c c b ch y u b ng cách t ng dày ti t di n t i v trí nút chi

ti t xem b n v k t c u). Trong gi i h n bài toán phân tích t a t nh trong giai n v n hành, các k t

qu cho th y các nút u có h s ki m tra ch ng ch c th ng nh h n 1, trong c u ki n môi

tr ng v n hành và bão c c h n.




5.7. H S S D NG V T LI U (UC) VÀ H S AN TOÀN C A C C (FOS)

s s d ng v t li u c a c c c ki m tra theo tiêu chu n API RP-2A WSD trong c hai u

ki n v n hành và bão c c h n. B ng d i ây t ng h p các tr ng h p c c có h s s d ng v t

li u l n nh t. Danh sách y h s s d ng v t li u c a c c xem ph l c.

ng 5.10 H s s d ng v t li u l n nh t

Nhóm c u c c

u ki n v n hành u ki n bão c c n

UC TH t i nguy hi m

UC TH t i nguy hi m

A1

6100 0.42 1011 0.56 2003

6106 0.47 1011 0.65 2003

6127 0.45 1011 0.63 2003

A2

6200 0.26 1014 0.39 2012

6206 0.26 1014 0.29 2012

6227 0.25 1014 0.33 2012

B1

6400 0.47 1009 0.47 2003

6406 0.48 1003 0.60 2003

6427 0.44 1009 0.56 2003

B2

6300 0.40 1009 0.33 2016

6306 0.36 1009 0.32 2016

6327 0.39 1009 0.33 2016

c ch u t i c a t ng c c n l theo thu c tính c a t n n c tính toán áp d ng lý thuy t c a

API RP-2A WSD 2007. S c ch u t i d c tr c c a c c riêng l (ch a k n hi u ng nhóm c c) theo

thu c tính t n n, tính cho tr ng h p có xói và không xói. xói l y b ng m t l n ng kính

c. B ng tính toán chi ti t xem ph n ph l c. Trình t tính toán chi ti t s c ch u t i c a c c s c

trình bày chi ti t trong Ch ng 6.

c ch u t i d c tr c c a c c riêng l ch a k hi u ng nhóm c c:

Ch u nén : 46.33 MN không k xói

: 44.72 MN k n xói

Ch u kéo : 40.77 MN không k xói

: 38.75 MN k n xói




ng 5.11 H s an toàn c a c c n l – ch a k n hi u ng nhóm c c

Nhóm c

u c


c c

(kN)

c ch u i

(kN) FOS TH

i c c

(kN)

c ch u i

(kN) FOS TH

i

A1

6100 11966 44720 3.7 1011 18120 44720 2.5 2012

6106 14845 44720 3.0 1011 20526 44720 2.2 2003

6127 13232 44720 3.4 1011 18984 44720 2.4 2003

A2

6200 8983 44720 5.0 1014 13739 44720 3.3 2012

6206 8959 44720 5.0 1014 9129 44720 4.9 2104

6227 8569 44720 5.2 1014 10578 44720 4.2 2012

B1

6400 13981 44720 3.2 1001 14011 44720 3.2 2008

6406 15102 44720 3.0 1011 18879 44720 2.4 2003

6427 13005 44720 3.4 1001 16572 44720 2.7 2003

B2

6300 12060 44720 3.7 1009 12882 44720 3.5 2016

6306 10160 44720 4.4 1009 12085 44720 3.7 2016

6327 11381 44720 3.9 1009 12944 44720 3.5 2016

5.8. KI M TRA KH N NG B PHÁ H Y DO ÁP L C TH Y T NH CHO CÁC PH N T

t c các ph n t thanh d ng ng d i m t n c không cho ng p n c bên trong u c

ki m tra kh n ng ch u áp l c th y t nh theo tiêu chu n RP-2A WSD 2007. Áp l c th y t nh trong ó

có ng su t vòng c k t h p v i ng xu t gây ra do u n d c trong m t ph ng và ng xu t do l c

c trong thanh ki m tra thanh ch u l c ph c t p theo API RP-2A WSD 2007 nh ã c p

trong ph n c s lý thuy t m c 4.7.2 án này.




CH NG 6 : CHUYÊN XÁC NH NH H NG C A NHÓM C C I KH N NG LÀM VI C C A C C

Trong các tính toán d i ây, các thông s thi t k c b n c a c c nh sau:

L = 100.00 m dài c c hay sâu thi t k )

d = 1.8288 m ng kính c c)

Ep = 210000 MPa (Mô un àn h i c c)

t = 0.03752 m dày trung bình c a c c)

dài phân n : 30 m 68 m 2 m dày : 50 mm 32 mm 38 mm

ng dài 100.00 m

dày trung bình = t = 37.52 mm

6.1. HI U SU T CH U T I C A NHÓM C C

6.1.1. C S LÝ THUY T

làm vi c (s c ch u t i và lún) c a t ng c c riêng bi t trong nhóm c c, có th b nh h ng b i

ph n ng c a các c c trong nhóm, n u kho ng cách gi a các c c g n. Khi các c c trong nhóm

có kho ng cách t tâm n tâm l n h n 6 l n ng kính c c, m c nh h ng qua l i gi a các

c là không áng k , có th coi c c làm vi c nh c c n.

Các c c trong nhóm c c nh h ng qua l i nhau thông qua t xung quanh chúng, k t qu là ta có

làm vi c ng th i c a c c và t n n cùng v i s làm vi c c a c nhóm c c.

t h s hi u su t ch u t i c a nhóm c c, c dùng so sánh s c ch u t i c a toàn b nhóm

c g m “n” c c (coi nhóm c c ho t ng nh m t c c t ng ng) v i s c ch u t i c a “n” c c

riêng bi t (b ng “n” l n s c ch u t i c a m t c c). Ph thu c vào s x p x p các c c trong nhóm,

sâu thi t k , và thu c tính các l p t, s c ch u t i c a c nhóm c c có th không b ng s c ch u t i

a t ng c c riêng bi t nhân v i s c c trong nhóm.

Khi óng ho c ép c c vào t h t thô tr ng thái r i ch t v a, t s ch t lên, dó ó c i thi n c

c ch u t i c a t ng c c, khi ó 1 ho c h n 1.

Khi óng ho c ép c c vào t dính, c u trúc t b xáo ng, s c ch u t i gi m xu ng nhi u. Sau

t th i gian c c ngh , s c kháng c t s ph c h i d n nh ng ít khi ph c h i 100%. Vì v y,

0.8 0.9.

s hi u su t ch u t i ( a m t nhóm c c, theo lý thuy t c a Poulos và Davis nêu trong sách

“Pile foundation analysis and design” (1980) c tính theo công th c sau:




2 2

2 2

1 1 u

g

n QQ

(3.24 trang 32 sách “Pile foundation analysis and design” Poulos and Davis 1980)

Trong ó :

gQ = S c ch u t i c a nhóm c c (Tính nh m t c c t ng ng)

uQ = T ng s c ch u t i c a các c c trong nhóm tính riêng bi t

n = s c c trong nhóm

s hi u su t ch u t i này c áp d ng cho s c ch u t i d c tr c c a t ng c c riêng bi t trong

nhóm c c.

6.1.2. TRÌNH T TÍNH TOÁN

1. Tính s c kháng bên và s c kháng m i cho c c n và c c t ng ng theo khuy n cáo a API RP-2A WSD

Ma sát bên n v và s c kháng m i n v v i t dính : - i v i c c lo i ng trong t dính, ma sát bên n v , f, lb/ft2 (kPa) t i b t k m nào d c theo

c c tính b ng ph ng trình sau :

.f c

Trong ó :

: h s không th nguyên

c : s c kháng c t không thoát n c c a t t i m c n tính

c tính nh sau :

= .21 (n u 1)

= 4.21

(n u >1)

u ki n kh ng ch <1 (n u >1 thì l y =1)

Giá tr c a c tính nh sau:

= c/p’0 tính cho m ang xét.

p’0= i.Hi




Trong ó:

p’0 : áp l c t hi u qu t i v trí tính toán

i: tr ng l ng riêng c a t có k n y n i

Hi: chi u dày l p t th i.

- i v i t dính, ma sát n v phía trong thành c c và phía ngoài thành c c b ng nhau

- S c kháng m i n v tính theo công th c : 9.q c

Ma sát bên n v và s c kháng m i n v v i t r i :

- i v i c c lo i ng trong t r i, ma sát bên n v , f, lb/ft2 (kPa) t i b t k m nào d c theo c c

c tính b ng ph ng trình sau :

0. 'f p

Trong ó :

: h s không th nguyên

0'p : áp l c t hi u qu t i v trí tính toán

- S c kháng m i n v tính theo công th c : 0. 'qq N p

Trong ó :

qN : h s kháng m i không th nguyên

0'p : áp l c t hi u qu t i v trí tính toán

Các h s c khuy n cáo trong b ng d i ây.

ch t ng i

(1)

Thành ph n chính c a

t

s kháng bên

c kháng bên gi i h n kips/ft2 (kPa)

s kháng m i

qN

c kháng m i gi i h n kips/ft2 (MPa)

t r i i i

Ch t v a Ch t

Cát Cát Cát-Bùn(2) Bùn Bùn

Không áp d ng (3)

Không áp d ng (3)

Không áp d ng (3)

Không áp d ng (3)

Ch t v a Cát-Bùn(2) 0.29 1.4 (67) 12 60 (3)

Ch t v a Ch t

Cát Cát-Bùn(2)

0.37 1.7 (81) 20 100 (5)

Ch t t ch t

Cát Cát-Bùn(2)

0.46 2.0 (96) 40 200 (10)

t ch t Cát 0.56 2.4 (115) 50 250 (12)




Chú thích :

(1) ch t t ng i c a t c xác nh d a vào b ng sau :

Miêu t ch t t ng i [%]

t r i 0 – 15

i 15 – 35

Ch t v a 35 – 65

Ch t 65 – 85

t ch t 85 – 100

(2) Lo i t “Cát-Bùn” trong thành ph n ch a m t l ng áng k c cát và bùn. S c ch u t i nói

chung s tang khi thành ph n cát tang và gi m khi thành ph n bùn tang.

(3) Lo i t này khuy n cáo s d ng k t qu d a trên thí nghi m xuyên t nh (CPT)

ng 6.1 S c kháng bên và s c kháng m i cho t ng l p t theo khuy n cáo c a API RP-2A

sâuLo i t c Angle Po' c/Po' AlphaAlpha f(sét) f(cát) fs lim f q(sét) Nq q(cát) qs lim q (m) (kPa) (Deg) T/m3 (kPa) Limit (kPa) (kPa) (kPa) (kPa) (kPa) (kPa) (kPa) (kPa) 0.0 sét 17 7.5 0.0 0.00 0.00 0.00 0.0 0.0 0.0 0 153 0.0 0 0 153 2.5 sét 17 7.5 18.8 0.91 0.53 0.53 8.9 0.0 0.0 9 153 0.0 0 0 153 2.5 cát 25 8.7 18.8 0.00 0.00 0.00 0.0 5.5 67.0 5 0 12.0 225 2900 225 9.9 cát 25 8.7 83.1 0.00 0.00 0.00 0.0 24.2 67.0 24 0 12.0 998 2900 998 9.9 sét 62 8.9 83.1 0.75 0.58 0.58 35.9 0.0 0.0 36 558 0.0 0 0 558 15.6 sét 62 8.9 133.9 0.46 0.73 0.73 45.6 0.0 0.0 46 558 0.0 0 0 558 15.6 cát 30 8.7 133.9 0.00 0.00 0.00 0.0 49.9 81.3 50 0 20.0 2677 4800 2677 17.6 cát 30 8.7 151.3 0.00 0.00 0.00 0.0 56.4 81.3 56 0 20.0 3025 4800 3025 17.6 sét 74 8.8 151.3 0.49 0.71 0.71 52.9 0.0 0.0 53 666 0.0 0 0 666 20.0 sét 74 8.8 172.4 0.43 0.76 0.76 56.5 0.0 0.0 56 666 0.0 0 0 666 20.0 cát 33 8.7 172.4 0.00 0.00 0.00 0.0 73.3 89.9 73 0 20.0 3448 7680 3448 27.7 cát 33 8.7 239.4 0.00 0.00 0.00 0.0 101.8 89.9 90 0 20.0 4787 7680 4787 27.7 cát 26 9.4 239.4 0.00 0.00 0.00 0.0 73.5 69.9 70 0 12.0 2872 3280 2872 28.9 cát 26 9.4 250.7 0.00 0.00 0.00 0.0 77.0 69.9 70 0 12.0 3008 3280 3008 28.9 sét 41 9.4 250.7 0.16 1.24 1.00 41.0 0.0 0.0 41 369 0.0 0 0 369 31.5 sét 41 9.4 275.1 0.15 1.30 1.00 41.0 0.0 0.0 41 369 0.0 0 0 369 31.5 cát 33 8.3 275.1 0.00 0.00 0.00 0.0 117.0 89.9 90 0 20.0 5502 7680 5502 32.7 cát 33 8.3 285.1 0.00 0.00 0.00 0.0 121.3 89.9 90 0 20.0 5701 7680 5701 32.7 cát 30 8.1 285.1 0.00 0.00 0.00 0.0 106.3 81.3 81 0 20.0 5701 4800 4800 34.0 cát 30 8.1 295.6 0.00 0.00 0.00 0.0 110.3 81.3 81 0 20.0 5912 4800 4800 34.0 cát 32 8 295.6 0.00 0.00 0.00 0.0 120.5 87.1 87 0 20.0 5912 6720 5912 41.7 cát 32 8 357.2 0.00 0.00 0.00 0.0 145.6 87.1 87 0 20.0 7144 6720 6720 41.7 cát 32 8.2 357.2 0.00 0.00 0.00 0.0 145.6 87.1 87 0 20.0 7144 6720 6720 45.0 cát 32 8.2 384.2 0.00 0.00 0.00 0.0 156.6 87.1 87 0 20.0 7685 6720 6720 45.0 sét 57 9 384.2 0.15 1.30 1.00 57.0 0.0 0.0 57 513 0.0 0 0 513 51.9 sét 57 9 446.3 0.13 1.40 1.00 57.0 0.0 0.0 57 513 0.0 0 0 513 51.9 sét 16 8.7 446.3 0.04 2.64 1.00 16.0 0.0 0.0 16 144 0.0 0 0 144 52.9 sét 16 8.7 455.0 0.04 2.67 1.00 16.0 0.0 0.0 16 144 0.0 0 0 144




sâuLo i t c Angle Po' c/Po' AlphaAlpha f(sét) f(cát) fs lim f q(sét) Nq q(cát) qs lim q (m) (kPa) (Deg) T/m3 (kPa) Limit (kPa) (kPa) (kPa) (kPa) (kPa) (kPa) (kPa) (kPa) 52.9 sét 68 8.3 455.0 0.15 1.29 1.00 68.0 0.0 0.0 68 612 0.0 0 0 612 63.9 sét 68 8.3 546.3 0.12 1.42 1.00 68.0 0.0 0.0 68 612 0.0 0 0 612 63.9 sét 84 8.4 546.3 0.15 1.28 1.00 84.0 0.0 0.0 84 756 0.0 0 0 756 80.0 sét 84 8.4 681.6 0.12 1.42 1.00 84.0 0.0 0.0 84 756 0.0 0 0 756 80.0 sét 108 8.8 681.6 0.16 1.26 1.00 108.0 0.0 0.0 108 972 0.0 0 0 972 86.0 sét 108 8.8 734.4 0.15 1.30 1.00 108.0 0.0 0.0 108 972 0.0 0 0 972 86.0 sét 97 8.7 734.4 0.13 1.38 1.00 97.0 0.0 0.0 97 873 0.0 0 0 873

100.0 sét 97 8.7 856.2 0.11 1.49 1.00 97.0 0.0 0.0 97 873 0.0 0 0 873 100.0 sét 138 8.4 856.2 0.16 1.25 1.00 138.0 0.0 0.0 138 1242 0.0 0 0 1242 113.1 sét 138 8.4 966.2 0.14 1.32 1.00 138.0 0.0 0.0 138 1242 0.0 0 0 1242 113.1 cát 22 8.2 966.2 0.00 0.00 0.00 0.0 236.3 55.5 55 0 8.0 7730 2300 2300 113.9 cát 22 8.2 972.8 0.00 0.00 0.00 0.0 237.9 55.5 55 0 8.0 7782 2300 2300 113.9 cát 22 7.2 972.8 0.00 0.00 0.00 0.0 237.9 55.5 55 0 8.0 7782 2300 2300 117.9 cát 22 7.2 1001.6 0.00 0.00 0.00 0.0 245.0 55.5 55 0 8.0 8013 2300 2300 117.9 cát 27 8.2 1001.6 0.00 0.00 0.00 0.0 323.7 72.7 73 0 12.0 12019 3660 3660 119.0 cát 27 8.2 1010.6 0.00 0.00 0.00 0.0 326.6 72.7 73 0 12.0 12127 3660 3660 119.0 sét 140 8.6 1010.6 0.14 1.34 1.00 140.0 0.0 0.0 140 1260 0.0 0 0 1260 120.0 sét 140 8.6 1019.2 0.14 1.35 1.00 140.0 0.0 0.0 140 1260 0.0 0 0 1260 120.0 cát 28 7.8 1019.2 0.00 0.00 0.00 0.0 346.1 75.6 76 0 12.0 12230 4040 4040 122.7 cát 28 7.8 1040.3 0.00 0.00 0.00 0.0 353.3 75.6 76 0 12.0 12483 4040 4040 122.7 sét 143 8.4 1040.3 0.14 1.35 1.00 143.0 0.0 0.0 143 1287 0.0 0 0 1287 130.0 sét 143 8.4 1101.6 0.13 1.39 1.00 143.0 0.0 0.0 143 1287 0.0 0 0 1287 130.0 cát 32 7.9 1101.6 0.00 0.00 0.00 0.0 449.0 87.1 87 0 20.0 22032 6720 6720 133.0 cát 32 7.9 1125.3 0.00 0.00 0.00 0.0 458.7 87.1 87 0 20.0 22506 6720 6720 133.0 cát 35 8.9 1125.3 0.00 0.00 0.00 0.0 519.7 95.7 96 0 40.0 45011 9600 9600 141.0 cát 35 8.9 1196.5 0.00 0.00 0.00 0.0 552.6 95.7 96 0 40.0 47859 9600 9600 141.0 sét 183 9.4 1196.5 0.15 1.28 1.00 183.0 0.0 0.0 183 1647 0.0 0 0 1647 142.0 sét 183 9.4 1205.9 0.15 1.28 1.00 183.0 0.0 0.0 183 1647 0.0 0 0 1647 142.0 cát 29 8.8 1205.9 0.00 0.00 0.00 0.0 429.5 78.4 78 0 12.0 14471 4420 4420 146.0 cát 29 8.8 1241.1 0.00 0.00 0.00 0.0 442.1 78.4 78 0 12.0 14893 4420 4420

2. Tính s c ch u t i cho nhóm c c n và c c t ng ng c ch u t i t ng th c a c c ch u nén Qd c tính nh sau :

. .d f p s pQ Q Q f A q A

Trong ó :

fQ : s c kháng bên, lb (kN)

pQ : t ng s c khàng m i, lb (kN)

f : ma sát bên n v , lb/ft2 (kPa)

sA : di n tích ch u ma sát bên c a c c, ft2 (m2)

q : s c kháng m i n v , lb/ft2 (kPa)

pA : ti t di n m i c c, ft2 (m2)




c ch u t i t ng th c a nhóm c c n

s c kháng bên và s c kháng m i ã tính theo khuy n cáo c a API RP-2A, tính c s c ch u t i

ng th c a t ng c c n trong nhóm c c, sau ó nhân k t qu v i s c c trong nhóm, ta c

c ch u t i t ng c ng c a nhóm c c, không k n hi u ng nhóm c c.

Khi ó, di n tích ma sát bên c a nhóm c c là t ng di n tích thành bên c a các c c trong nhóm; di n

tích kháng m i c a c c b ng t ng di n tích kháng m i c a các c c.

Hình 6.1 Tính s c ch u t i c a nhóm c c, coi các c c làm vi c c l p

ng 6.2 S c kháng bên và s c kháng m i cho t ng l p t theo khuy n cáo c a API RP-2A, tính

cho m t c c làm vi c c l p

sâu c Po' c kháng n v c kháng c a t ng l p t

(m) n(m) (kN/m3) (Deg) (kPa) (kPa) ƒ(kPa) q(kPa) Kháng bên(MN)Kháng m i(MN) 0.0 7.5 17 0 0.00 0.00 0.00 153 0.06 0.00

2.5 17 18.75 0.91 0.53 8.93 153 2.5 8.7 25.0 18.75 0.00 0.00 5.46 225 0.63 0.00

9.9 83.13 0.00 0.00 24.21 998 9.9 8.9 62 83.13 0.75 0.58 35.90 558 1.33 0.00

15.6 62 133.86 0.46 0.73 45.55 558 15.6 8.7 30.0 133.86 0.00 0.00 49.94 2677 0.61 0.00

17.6 151.26 0.00 0.00 56.43 3025 17.6 8.8 74 151.26 0.49 0.71 52.90 666 0.75 0.00

20.0 74 172.38 0.43 0.76 56.47 666 20.0 8.7 33.0 172.38 0.00 0.00 73.32 3448 3.61 0.00

27.7 239.37 0.00 0.00 89.94 4787 27.7 9.4 26.0 239.37 0.00 0.00 69.86 2872 0.48 0.00





(m) n(m) (kN/m3) (Deg) (kPa) (kPa) ƒ(kPa) q(kPa) Kháng bên(MN)Kháng m i(MN)

28.9 250.65 0.00 0.00 69.86 3008 28.9 9.4 41 250.65 0.16 1.24 41.00 369 0.61 0.00

31.5 41 275.09 0.15 1.30 41.00 369 31.5 8.3 33.0 275.09 0.00 0.00 89.94 5502 0.62 0.00

32.7 285.05 0.00 0.00 89.94 5701 32.7 8.1 30.0 285.05 0.00 0.00 81.30 4800 0.61 0.00

34.0 295.58 0.00 0.00 81.30 4800 34.0 8.0 32.0 295.58 0.00 0.00 87.06 5912 3.85 0.00

41.7 357.18 0.00 0.00 87.06 6720 41.7 8.2 32.0 357.18 0.00 0.00 87.06 6720 1.65 0.00

45.0 384.24 0.00 0.00 87.06 6720 45.0 9.0 57 384.24 0.15 1.30 57.00 513 2.26 0.00

51.9 57 446.34 0.13 1.40 57.00 513 51.9 8.7 16 446.34 0.04 2.64 16.00 144 0.09 0.00

52.9 16 455.04 0.04 2.67 16.00 144 52.9 8.3 68 455.04 0.15 1.29 68.00 612 4.30 0.00

63.9 68 546.34 0.12 1.42 68.00 612 63.9 8.4 84 546.34 0.15 1.28 84.00 756 7.77 0.00

80.0 84 681.58 0.12 1.42 84.00 756 80.0 8.8 108 681.58 0.16 1.26 108.00 972 3.72 0.00

86.0 108 734.38 0.15 1.30 108.00 972 86.0 8.7 97 734.38 0.13 1.38 97.00 873 7.80 2.29

100.0 97 856.18 0.11 1.49 97.00 873 100.0 8.4 138 856.18 0.16 1.25 138.00 1242 0.00 3.26

113.1 138 966.22 0.14 1.32 138.00 1242

ng s c kháng bên = 40.77 ng s c kháng m i = 5.56

sâu óng c c: 100.00 m ng kính c c: 1.83 m

Xói: 1.00 ( × ng kính) Xói (m): 1.8288 m

d c c c: 0.000 (ph ng ng) Thông s nhóm c c:

c c trong nhóm = 3

Chu vi ma sát bên - Thép v i t = 17.24 M - t v i t = 0.00 M

ng di n tích = 17.24 M

Di n tích kháng m i ng di n tích = 7.88 m2




t qu : n xói không có

c ch u nén d c tr c: 46.33 44.72 MN/C c c ch u kéo d c tr c: 40.77 38.75 MN/C c

c ch u t i c a nhóm c c (TH 1 :Các c c làm vi c c l p) Ch u nén - không k xói = 138.98 MN - k n xói = 134.16 MN Ch u kéo - không k xói = 122.32 MN - k n xói = 116.25 MN

c ch u t i t ng th c a c c t ng ng

Coi toàn b nhóm c c là m t c c t ng ng, có s c kháng m i và kháng bên nh c c bình

th ng.

Khi ó di n tích ma sát bên c a nhóm c c là t ng di n tích các m t ph ng bao quanh nhóm c c,

di n tích kháng m i c a nhóm c c là di n tích m t ph ng gi i h n b i ng bao ti p tuy n v i các

c trong nhóm. th y rõ h n xem hình d i ây.

Hình 6.2 Tính s c ch u t i c a nhóm c c, coi nhóm c c nh c c t ng ng




ng 6.3 S c kháng bên và s c kháng m i cho t ng l p t theo khuy n cáo c a API RP-2A, tính

cho m t c c làm vi c c l p


(m) n(m) (kN/m3) (Deg) (kPa) (kPa) ƒ(kPa) q(kPa) Kháng bên(MN)Kháng m i(MN) 0.0 7.5 17 0 0.00 0.00 0.00 153 0.70 0.00 2.5 17 18.75 0.91 0.53 8.93 153

2.5 8.7 25.0 18.75 0.00 0.00 5.46 225 0.63 0.00 9.9 83.13 0.00 0.00 24.21 998

9.9 8.9 62 83.13 0.75 0.58 35.90 558 6.58 0.00 15.6 62 133.86 0.46 0.73 45.55 558

15.6 8.7 30.0 133.86 0.00 0.00 49.94 2677 2.19 0.00 17.6 151.26 0.00 0.00 56.43 3025

17.6 8.8 74 151.26 0.49 0.71 52.90 666 3.39 0.00 20.0 74 172.38 0.43 0.76 56.47 666

20.0 8.7 33.0 172.38 0.00 0.00 73.32 3448 12.95 0.00 27.7 239.37 0.00 0.00 89.94 4787

27.7 9.4 26.0 239.37 0.00 0.00 69.86 2872 0.48 0.00 28.9 250.65 0.00 0.00 69.86 3008

28.9 9.4 41 250.65 0.16 1.24 41.00 369 2.20 0.00 31.5 41 275.09 0.15 1.30 41.00 369

31.5 8.3 33.0 275.09 0.00 0.00 89.94 5502 0.62 0.00 32.7 285.05 0.00 0.00 89.94 5701

32.7 8.1 30.0 285.05 0.00 0.00 81.30 4800 0.61 0.00 34.0 295.58 0.00 0.00 81.30 4800

34.0 8.1 32.0 295.58 0.00 0.00 87.06 5912 3.85 0.00 41.7 357.18 0.00 0.00 87.06 6720

41.7 8 32.0 357.18 0.00 0.00 87.06 6720 1.65 0.00 45.0 384.24 0.00 0.00 87.06 6720

45.0 8.2 57 384.24 0.15 1.30 57.00 513 8.10 0.00 51.9 57 446.34 0.13 1.40 57.00 513

51.9 9 16 446.34 0.04 2.64 16.00 144 0.33 0.00 52.9 16 455.04 0.04 2.67 16.00 144

52.9 8.3 68 455.04 0.15 1.29 68.00 612 15.41 0.00 63.9 68 546.34 0.12 1.42 68.00 612

63.9 8.4 84 546.34 0.15 1.28 84.00 756 27.85 0.00 80.0 84 681.58 0.12 1.42 84.00 756

80.0 8.8 108 681.58 0.16 1.26 108.00 972 13.35 0.00 86.0 108 734.38 0.15 1.30 108.00 972

86.0 8.7 97 734.38 0.13 1.38 97.00 873 27.97 48.05 100.0 97 856.18 0.11 1.49 97.00 873

100.0 8.4 138 856.18 0.16 1.25 138.00 1242 0.00 68.36

113.1 138 966.22 0.14 1.32 138.00 1242

ng s c kháng bên =128.84

ng s c kháng m i = 116.41




sâu óng c c: 100.00 m ng kính c c: 1.83 m

Xói: 1.00 ( × ng kính c c) Xói (m): 1.8288 m

d c c c: 0.000 (ph ng ng)

Thông s nhóm c c: c c trong nhóm = 3

k/cách c c 2-1;2-3 = 4.35 m k/cách c c 1-3 = 6.15 m Chu vi ma sát bên - Thép v i t = 5.75 m - t v i t = 14.85 m

ng di n tích = 20.60 m

Di n tích kháng m i

ng di n tích = 55.04 m2

t qu : n xói không có

c ch u nén d c tr c: 245.25 243.65 MN/Nhóm c ch u kéo d c tr c: 128.84 126.82 MN/Nhóm

c ch u t i c a nhóm c c (TH 2 :Tính nhóm c c nh m t c c t ng ng) Ch u nén - không k n xói = 245.25 MN - k n xói = 243.65 MN Ch u kéo - không k n xói = 128.84 MN - k n xói = 126.82 MN

3. Tính h s hi u su t ch u t i c a nhóm c c các k t qu tính toán trên ta tính c h s hi u su t ch u t i nh sau:

2 2 2 2

2 2 2

1 3 (138.98)1 1 1.321(245.25)

u

g

n QQ

= 0.87




6.2. CHUY N V C A NHÓM C C

6.2.1. CHUY N V NG DO L C D C Trong th c t , nh h ng qua l i gi a các c c ph thu c vào nhi u y u t : kho ng cách gi a các

c, ng kính c c, dài c c, c ng c c, thu c tính t.

là r t khó kh n n u ta ánh giá c l p t ng y u t trên cho nhóm c c v i s l ng c c b t k .

Ý t ng c a Poulos và David nêu trong sách “Pile foundation analysis and design” (1980):

- a ra m t “H s làm vi c ng th i” (Interaction factor) cho nhóm c c có 2 c c, r i t ó phát

tri n ý t ng này cho nhóm c c v i s l ng c c b t k .

- Xây d ng F cho c c ma sát hoàn toàn ( làm vi c hoàn toàn d a vào ma sát bên ).

- Xây d ng E cho c c ch ng hoàn toàn ( làm vi c hoàn toàn d a vào s c kháng m i ).

- “H s làm vi c ng th i” cho 2 c c trong th c t (làm vi c nh c s c kháng m i và kháng

bên) s n m gi a F và E .

a. H s làm vi c ng th i F cho c c ma sát

F c Poulos và David xác nh v i gi thi t n n ng nh t bán vô h n, h s Poisson 0.5 .

Poulos và David xây d ng m t lo t các bi u theo ó F c xác nh theo s thay i c a các

giá tr s/d; L/d; K hay nói cách khác

( / ; / ; )F f s d L d K

Trong ó :

s : Kho ng cách gi a hai c c tính t tâm n tâm (m)

d : ng kính c c (m)

L : dài c c (m)

K : c ng t ng i c a c c so v i t n n

*E

p a

s

E RK

i :

pilea

totalendbearing

AR

A = 0.08 : t s di n tích ti t di n c c trên t ng di n tích kháng m i ( k c di n tích

t trong c c)

pE : mô un bi n d ng c a c c pE = 210000 Mpa (c c thép)

Es : mô un bi n d ng trung bình c a các l p t xung quanh c c. Es tính nh sau:




1

1

EE

n

si ii

s n

ii

h

h

Trong ó :

Esi : mô un bi n d ng l p t th i (Mpa)

ih : dày l p t th i (m)

n : s l p t tính n m i c c

Mô un bi n d ng các l p t c tra theo b ng và th sau, c cho trong “Pile foundation

analysis and design” (1980) – Poulos and David.

ng 6.4 Mô un bi n d ng c a t cát khuy n cáo cho tr ng h p c c óng vào n n t cát




Hình 6.3 Mô un bi n d ng c a t sét cho tr ng h p c c trong t sét




k t qu tra b ng và th trên ta có b ng sau:

ng 6.5 Mô un bi n d ng c a các l p t tính n m i c c

p t sâu (m) Lo i t

Cu Es

(kN/m2) (MPa)

1 0.0 - 2.5 SÉT m m 17.00 5.80

2 2.5 - 9.9 CÁT ch t v a N/A 55.00

3 9.9 - 15.6 SÉT bùn 62.00 16.00

4 15.6 - 17.6 BÙN cát ch t N/A 70.00

5 17.6 - 20.0 SÉT bùn 74.00 22.00

6 20.0 - 27.7 CÁT bùn r t ch t N/A 110.00

7 27.7 - 28.9 CÁT sét ch t v a N/A 70.00

8 28.9 - 31.5 SÉT bùn 41.00 10.00

9 31.5 - 32.7 CÁT ch t v a N/A 70.00

10 32.7 - 34.0 BÙN cát ch t v a N/A 70.00

11 34.0 - 41.7 CÁT bùn ch t v a N/A 70.00

12 41.7 - 45.0 BÙN cát ch t v a N/A 70.00

13 45.0 - 51.9 SÉT bùn c ng 57.00 15.00

14 51.9 - 52.9 SÉT c ng 16.00 5.70

15 52.9 - 63.9 SÉT bùn c ng 68.00 18.00

16 63.9 - 80.0 SÉT c ng 84.00 40.00

17 80.0 - 86.0 SÉT r t c ng 108.00 40.00

18 86.0 - 100.0 SÉT c ng 97.00 40.00

ó ta tính c 1

1

EE

n

si ii

s n

ii

h

h = 43.59 (MPa)

Ta có c ng t ng i c a c c so v i t n n : * 210000*0.08 387.3

43.59Ep a

s

E RK




Các thông s hình h c c a nhóm c c nh sau :

L12 = 4.35 m h12 = 4.35 m W12 =0.00 m

L13 = 6.15 m h13 = 4.35 m W13 =4.35 m

L23 = 4.35 m h23 = 0.00 m W23 =4.35 m

L/d = 54.68

s/d = L12 / d = 2.38

s/d = L13 / d = 3.36

các thông s s/d; L/d; K ã tính c, ta ti n hành tra th tìm F nh sau:

Hình 6.4 F tra theo s/d và K trong tr ng h p L/d = 25

Khi s/d = 2.379 F = 0.395 v i K = 100

F = 0.500 v i K = 500




Khi s/d = 3.364 F = 0.330 v i K = 100

F = 0.450 v i K = 500

i K = 387.3, ta n i suy nh sau : Khi s/d = 2.379 F = (387.3-100)/(500-100)*(0.5-0.395) + 0.395 = 0.470 Khi s/d = 3.364 F = (387.3-100)/(500-100)*(0.45-0.330) + 0.330 = 0.416 Hình 6.5 F tra theo s/d và K trong tr ng h p L/d = 50

Khi s/d = 2.379 F = 0.450 v i K = 100

F = 0.500 v i K = 1000

Khi s/d = 3.364 F = 0.360 v i K = 100

F = 0.420 v i K = 1000

i K = 387.3, ta n i suy nh sau : Khi s/d = 2.379 F = (387.3-100)/(1000-100)*(0.5-0.45) + 0.45 = 0.466 Khi s/d = 3.364 F = (387.3-100)/(1000-100)*(0.42-0.36) + 0.36 = 0.379

các k t qu trên ta có k t qu F i L/d = 54.68; K = 387.27 b ng cách n i suy nh sau: Khi s/d = 2.379 F = (54.68-25)/(50-25)*(0.466-0.470) + 0.470 = 0.465 Khi s/d = 3.364 F = (54.68-25)/(50-25)*(0.379-0.416) + 0.416 = 0.372




b. H s làm vi c ng th i E cho c c ch ng

E c Poulos và David xác nh v i gi thi t c c ch ng vào l p a ch t c ng tuy t i, h s

Poisson 0.5 .

Poulos và David xây d ng m t lo t các bi u theo ó E c xác nh theo s thay i c a các

giá tr s/d; L/d; K hay nói cách khác

( / ; / ; )F f s d L d K

Trong ó :



L : dài c c (m)

K : c ng t ng i c a c c so v i t n n

Các i l ng này ã c tính toán ph n tr c, trong quá trình tìm F cho c c ma sát.

các thông s s/d; L/d; K ã tính c, ta ti n hành tra th tìm E nh sau:

Hình 6.6 E tra theo s/d và K trong tr ng h p L/d = 25

Khi s/d = 2.379 E = 0.185 v i K = 200

E = 0.100 v i K = 500




Khi s/d = 3.364 E = 0.155 v i K = 200

E = 0.080 v i K = 500

i K = 387.3, ta n i suy nh sau : Khi s/d = 2.379 E = (387.3-200)/(500-200)*(0.1-0.185) + 0.185 = 0.132 Khi s/d = 3.364 E = (387.3-200)/(500-200)*(0.08-0.155) + 0.155 = 0.108 Hình 6.7 E tra theo s/d và K trong tr ng h p L/d = 50

Khi s/d = 2.379 E = 0.380 v i K = 100

E = 0.120 v i K = 1000

Khi s/d = 3.364 E = 0.360 v i K = 100

E = 0.180 v i K = 1000

i K = 387.3, ta n i suy nh sau : Khi s/d = 2.379 E = (387.3-100)/(1000-100)*(0.12-0.38) + 0.38 = 0.297 Khi s/d = 3.364 E = (387.3-100)/(1000-100)*(0.18-0.36) + 0.36 = 0.303




các k t qu trên ta có k t qu E i L/d = 54.68; K = 387.27 b ng cách n i suy nh sau: Khi s/d = 2.379 E = (54.68-25)/(50-25)*(0.297-0.132) + 0.132 = 0.328 Khi s/d = 3.364 E = (54.68-25)/(50-25)*(0.303-0.108) + 0.108 = 0.339 c. H s làm vi c ng th i

Theo Poulos và David nêu trong sách “Pile foundation analysis and design” (1980), “H s làm vi c ng

th i” a nhóm g m 2 c c c tính nh sau:

( )F E F EF

Trong ó :

0 1EF

Poulos và David xây d ng m t lo t các bi u theo ó E c xác nh theo s thay i c a các giá

tr K; L/d; /b sE E hay nói cách khác

( ; / ; / )E b sF f K L d E E

Trong ó : bE = 40 MPa : mô un bi n d ng l p t m i c c – l p t th 18 là sét c ng

Có th nh n th y :

Khi EF = 0 F các c c làm vi c nh c c ma sát

Khi EF = 1 E các c c làm vi c nh c c ch ng

Hình 6.8 EF tra theo /b sE E và K trong tr ng h p L/d = 50




Ta có : 40 0.918 1

43.59b

s

EE

EF = 0 F các c c làm vi c nh c c ma sát

y ta có k t qu “H s làm vi c ng th i” nh sau:

Khi s/d = 2.379 F = 0.465 Khi s/d = 3.364 F = 0.372 Hay rõ ràng h n, cho t ng c c trong nhóm v i 2 c c còn l i:

12 = 0.465 , s/d = 2.379

13 = 0.372 , s/d = 3.364

21 = 0.465 , s/d = 2.379

23 = 0.465 , s/d = 2.379

31 = 0.372 , s/d = 3.364

32 = 0.465 , s/d = 2.379

6.2.2. CHUY N V NGANG DO L C NGANG

i ý t ng t ng t nh “H s làm vi c ng th i” c a nhóm c c ch u t i tr ng d c tr c gây ra

chuy n v ng, Poulos và David c ng xây d ng m t “H s làm vi c ng th i” F cho nhóm c c

ch u t i tr ng ngang, gây ra chuy n v ngang.

F c Poulos và David xác nh v i gi thi t t xung quanh c c làm vi c trong gi i h n àn h i, h

Poisson 0.5 .

Poulos và David xây d ng m t lo t các bi u theo ó F c xác nh theo s thay i c a các giá

tr s/d; L/d; KR; hay nói cách khác

F R ( ; K ; s / d; L / d)f

Trong ó :



L : dài c c (m)

KR : h s m m t ng i c a c c so v i t n n, c tính nh sau:




R 4

*K

*p p

s

E IE L

pI : mô men quán tính c a ti t di n c c (m4).

pI = 3.14/64 * (1.8288^4 - (1.8288 - 2*0.038)^4) = 0.0857 0.09 (m4)

R 4 4

* 210000*0.09K* 43.59*100

p p

s

E IE L

= 4.1x10-6 = 0.41x10-5

: góc gi a ng n i tâm 2 c c v i h ng c a l c ngang tác d ng u c c (0o 90 o). rõ

n xem hình sau:

Poulos và David xây d ng m t lo t các bi u theo ó F c xác nh theo s/d; L/d v i hai giá tr

a góc là 0o và 90o . M i bi u cho m t giá tr KR khác nhau. ây v i giá tr KR = 0.41x10-5, ta tra

th ng bi u giá tr KR = 10-5.

Các thông s hình h c c a nhóm c c nh sau:

L12 = 4.35 m h12 = 4.35 m W12 =0.00 m

L13 = 6.15 m h13 = 4.35 m W13 =4.35 m

L23 = 4.35 m h23 = 0.00 m W23 =4.35 m

1 = 45.0

2 = 45.0

3 = 0.0

4 = 90.0

5 = 90.0

L/d = 54.68

s/d = L12 / d = 2.38

s/d = L13 / d = 3.364




Hình 6.9 F tra theo /s d và trong tr ng h p KR = 10-5

Khi s/d = 2.38; = 0o F = 0.630 v i L/d = 100

F = 0.530 v i L/d = 25

v i L/d = 54.68 :

F = (54.68-25) / (100-25) * (0.63-0.53) + 0.53 = 0.570

Khi s/d = 2.38; = 90o F = 0.450 v i L/d = 100

F = 0.320 v i L/d = 25

v i L/d = 54.68 :

F = (54.68-25) / (100-25) * (0.45-0.32) + 0.32 = 0.371

Khi s/d = 3.364; = 0o F = 0.560 v i L/d = 100

F = 0.430 v i L/d = 25

v i L/d = 54.68 :

F = (54.68-25) / (100-25) * (0.56-0.43) + 0.43 = 0.481




Khi s/d = 3.364; = 90o F = 0.380 v i L/d = 100

F = 0.270 v i L/d = 25

v i L/d = 54.68 :

F = (54.68-25) / (100-25) * (0.38-0.27) + 0.27 = 0.314

Khi l c ngang tác ng n nhóm c c theo các h ng khác nhau, ta c các giá tr F khác

nhau. Trong án này ta xét 3 tr ng h p sau, ch n ra tr ng h p nguy hi m nh t.

Tr ng h p 1: H ng l c ngang vuông góc v i ng n i tâm hai c c 1, 2

Khi ó ta có:

- H s làm vi c ng th i gi a c c 1 và hai c c còn l i:

12 = 5 = 90o 12 = 0.371

13 = 1 = 45o 13 = (45.0-0)/(90.0-0)*(0.314-0.481) + 0.481= 0.397


21 = 5 = 90o 21 = 0.371

23 = 3 = 0o 23 = 0.570


31 = 1 = 45o 31 = (45.0-0)/(90.0-0)*(0.314-0.481) + 0.481 = 0.397

32 = 3 = 45o 32 = 0.570

Tr ng h p 2: H ng l c ngang song song v i ng n i tâm hai c c 1, 3




Khi ó ta có:


12 = 5 = 45o 12 = (45.0-0)/(90.0-0)*(0.371-0.570) + 0.570 = 0.471

13 = 1 = 0o 13 = 0.481


21 = 5 = 45o 21 = (45.0-0)/(90.0-0)*(0.371-0.570) + 0.570 = 0.471

23 = 3 = 45o 23 = (45.0-0)/(90.0-0)*(0.371-0.570) + 0.570 = 0.471


31 = 1 = 0o 31 = 0.481

32 = 3 = 45o 32 = (45.0-0)/(90.0-0)*(0.371-0.570) + 0.570 = 0.471 Tr ng h p 3: H ng l c ngang vuông góc v i ng n i tâm hai c c 1, 3




Khi ó ta có:


12 = 5 = 45o 12 = (45.0-0)/(90.0-0)*(0.371-0.570) + 0.570 = 0.471

13 = 1 = 90o 13 = 0.314


21 = 5 = 45o 21 = (45.0-0)/(90.0-0)*(0.371-0.570) + 0.570 = 0.471

23 = 3 = 45o 23 = (45.0-0)/(90.0-0)*(0.371-0.570) + 0.570 = 0.471


31 = 1 = 90o 31 = 0.314

32 = 3 = 45o 32 = (45.0-0)/(90.0-0)*(0.371-0.570) + 0.570 = 0.471

6.2.3. NH H NG C A TOÀN B NHÓM C C T I CHUY N V C A M T C C Theo Poulos và Davis nêu trong sách “Pile foundation analysis and design” (1980), chuy n v c a

t c c trong nhóm c c d i nh h ng c a các c c trong nhóm c tính theo công th c sau:

0

1

( )n

k k j kj kj

P P j k

/f k kP0

Trong ó :

k chuy n v ng ho c ngang c a c c th ‘k’

k0 chuy n v ng ho c ngang c a c c th ‘k’nh m t c c n

f chuy n v ng ho c ngang c a c c th ‘k’ d i tác d ng c a l c n v

Pj c d c ho c l c ngang lên c c th ‘j’

kj h s làm vi c ng th i gi a c c th ‘k’ và c c th ’j’

Pk c d c ho c l c ngang lên c c th ‘k'

Bi n i ph ng trình trên ta có:

10 1

n

j kjj

k kk

P

P

s c a chuy n v c a c c d i nh h ng c a nhóm c c k và chuy n v c a c c nh m t c c

n

k0 c tính nh sau:




10 1

n

j kjjk

kk k

PC

P

s Ck trên c nhân v i giá tr ‘z’ c a ng t – z, q – z c a t n n k t i nh h ng c a

nhóm c c t i chuy n v ng c a c c.

s Ck trên c nhân v i giá tr ‘y’ c a ng p – y c a t n n k t i nh h ng c a nhóm

c t i chuy n v ngang c a c c.

a. Ck cho t - z và q - z:

Ta tính toán v i tr ng h p t i có t ng l c d c l n nh t tác d ng lên u c c nh sau:

u ki n bão c c h n

Nhóm c c u c c s TH t i c d c

(MN)

A-1

6106 (1)

2003

-20.478

6100 (2) -16.419

6127 (3) -19.497

u ki n v n hành

Nhóm c c u c c s TH t i c d c

(MN)

B-1

6406 (1)

1001

-13.035

6400 (2) -13.955

6427 (3) -13.017

các h s làm vi c ng th i gi a các c c ch u l c d c ã tính c ph n 6.2.1, ta có các h

Ck cho 2 u ki n môi tr ng:

u ki n bão c c h n

2 12 3 131

1

16.419*0.465 19.497*0.3721 120.478

P PCP

= 1.73

1 21 3 232

2

20.478*0.465 19.497*0.4651 116.419

P PCP

= 2.13




1 31 2 323

3

20.478*0.372 16.419*0.4651 119.497

P PCP

= 1.78

H s C trung bình cho u ki n bão c c h n = (1.73 + 2.13 + 1.78) / 3 = 1.88

u ki n v n hành

2 12 3 131

1

13.955*0.465 13.017*0.3721 113.035

P PCP

= 1.87

1 21 3 232

2

13.035*0.465 13.017*0.4651 113.955

P PCP

= 1.87

1 31 2 323

3

13.035*0.372 13.955*0.4651 113.017

P PCP

= 1.87

H s C trung bình cho u ki n bão c c h n = (1.87 + 1.87 + 1.87) / 3 = 1.87 Thiên v an toàn, ta l y theo u ki n bão c c h n C = 1.88

b. Ck cho p - y:

Ta tính toán v i tr ng h p t i có t ng l c ngang l n nh t tác d ng lên u c c nh sau:

u ki n bão c c h n

Nhóm c c u c c s TH t i c ngang

(MN)

A-1

6106 (1)

2011

2.659

6100 (2) 2.515

6127 (3) 2.565

u ki n v n hành

Nhóm c c u c c s TH t i c ngang

(MN)

A-1

6106 (1)

1011

1.304

6100 (2) 1.236

6127 (3) 1.266




các h s làm vi c ng th i gi a các c c ch u l c d c ã tính c ph n 6.2.2, ta có các h

Ck cho 3 tr ng h p v i 3 h ng c a l c ngang khác nhau, m i tr ng h p tính cho 2 u ki n

môi tr ng v n hành và bão c c h n:

- Tr ng h p 1: H ng l c ngang vuông góc v i ng n i tâm hai c c 1, 2:

u ki n bão c c h n:

2 12 3 131

1

2.515*0.371 2.565*0.3971 12.659

H HCH

= 1.73

1 21 3 232

2

2.659*0.371 2.565*0.5701 12.515

H HCH

= 1.97

1 31 2 323

3

2.515*0.397 2.659*0.5701 12.565

H HCH

= 1.98

s C trung bình cho u ki n bão c c h n = (1.73 + 1.97 + 1.98) / 3 = 1.90

u ki n v n hành:

2 12 3 131

1

1.236*0.371 1.266*0.3971 11.304

H HCH

= 1.74

1 21 3 232

2

1.304*0.371 1.266*0.5701 11.236

H HCH

= 1.97

1 31 2 323

3

1.304*0.397 1.236*0.5701 11.266

H HCH

= 1.97

s C trung bình cho u ki n v n hành = (1.74 + 1.97 + 1.97) / 3 = 1.89

- Tr ng h p 2: H ng l c ngang song song v i ng n i tâm hai c c 1, 3:


2 12 3 131

1

2.515*0.471 2.565*0.4811 12.659

H HCH

= 1.91

1 21 3 232

2

2.659*0.471 2.565*0.4711 12.515

H HCH

= 1.98

1 31 2 323

3

2.515*0.481 2.659*0.4711 12.565

H HCH

= 1.96


u ki n v n hành:




2 12 3 131

1

1.236*0.471 1.266*0.4811 11.304

H HCH

= 1.91

1 21 3 232

2

1.304*0.471 1.266*0.4711 11.236

H HCH

= 1.98

1 31 2 323

3

1.304*0.481 1.236*0.4711 11.266

H HCH

= 1.96


- Tr ng h p 3: H ng l c ngang vuông góc v i ng n i tâm hai c c 1, 3:


2 12 3 131

1

2.515*0.471 2.565*0.3141 12.659

H HCH

= 1.75

1 21 3 232

2

2.659*0.471 2.565*0.4711 12.515

H HCH

= 1.98

1 31 2 323

3

2.515*0.314 2.659*0.4711 12.565

H HCH

= 1.79


u ki n v n hành:

2 12 3 131

1

1.236*0.471 1.266*0.3141 11.304

H HCH

= 1.75

1 21 3 232

2

1.304*0.471 1.266*0.4711 11.236

H HCH

= 1.98

1 31 2 323

3

1.304*0.314 1.236*0.4711 11.266

H HCH

= 1.78


Thiên v an toàn, ra l y C theo tr ng h p 2 C = 1.95

6.2.4. CÁC NG T – Z; Q – Z; P – Y TR C VÀ SAU KHI K N HI U NG NHÓM C C Các ng t – z; q – z ; p – y khi ch a k n hi u ng nhóm c c, c tính toán t các s li u

thu c tính c a các l p t, theo khuy n cáo c a API RP-2A WSD.




Hình 6.10 ng t – z ch a k n hi u ng nhóm c c, theo khuy n cáo c a API RP-2A WSD

Nh n xét: ta th y các ng t - z th hi n úng khuy n cáo c a API : t cát phát tri n 100 % s c kháng

bên khi chuy n v ng t n 0.1 in (0.254 cm); t lo i sét phát tri n n 100 % s c kháng bên khi

chuy n v ng t n 0.01 l n ng kính c c.




Hình 6.11 ng q – z ch a k n hi u ng nhóm c c, theo khuy n cáo c a API RP-2A WSD

Nh n xét: ta th y các ng q - z th hi n úng khuy n cáo c a API : t phát tri n 100 % s c kháng

i khi chuy n v ng m i c c t n 0.1 l n ng kính c c.




Hình 6.12 ng p – y ch a k n hi u ng nhóm c c, theo khuy n cáo c a API RP-2A WSD

Nh n xét: ta th y các ng p - y th hi n úng khuy n cáo c a API : t phát tri n 100 % s c ch u t i

ngang khi chuy n v ngang t n giá tr b ng 8 l n yc.

i : yc = 2.5* c *D

Trong ó c : tính b ng %, là bi n d ng xu t hi n t i m t n a giá tr ng su t l n nh t trong thí nghi m

nén không thoát n c, không c k t trong phòng thí nghi m v i m u t nguyên tr ng. c cho t ng l p

t ã c cho trong s li u a ch t ph n 3.4.2, ph c v cho vi c tính toán theo khuy n cáo c a

API.




D : ng kính c c.

Các ng t – z; q – z ; p – y khi k n hi u ng nhóm c c, c nhân thêm h s C vào các

giá tr z và y.

Hình 6.13 ng t – z ã k n hi u ng nhóm c c, nhân h s C = 1.88 vào giá tr z

Nh n xét: ta th y các ng t - z sau khi nhân h s ã thay i: t cát phát tri n 100 % s c kháng bên

khi chuy n v ng t n 0.1 in x 1.88 (0.478 cm); t lo i sét phát tri n n 100 % s c kháng bên khi

chuy n v ng t n 0.0188 l n ng kính c c. ng t – z này không c nh p vào ch ng trình

ng thu c tính c a các l p t n a, mà nh p tr c ti p giá tr t và giá tr z ã c nhân h s C.




Hình 6.14 ng q – z ã k n hi u ng nhóm c c, nhân h s C = 1.88 vào giá tr z

Nh n xét: ta th y các ng q - z sau khi nhân h s ã thay i: t phát tri n 100 % s c kháng m i

khi chuy n v ng m i c c t n 0.188 l n ng kính c c. ng q – z này không c nh p vào

ch ng trình b ng thu c tính c a các l p t n a, mà nh p tr c ti p giá tr q và giá tr z ã c nhân

s C.




Hình 6.15 ng p – y ã k n hi u ng nhóm c c, nhân h s C = 1.95 vào giá tr y

Nh n xét: ta th y các ng p - y sau khi nhân h s C ã thay i so v i ng p – y c : t phát tri n

100 % s c ch u t i ngang khi chuy n v ngang t n giá tr b ng 8 x 1.95 = 15.6 l n yc.

i s thay i trên có th d báo chuy n v ngang c a c c do l c ngang s t ng lên v i cùng m t l c

ngang nh c .




6.2.5. SO SÁNH K T QU S C CH U T I C A C C TR C VÀ SAU KHI K N HI U NG NHÓM C C Theo k t qu tính toán ph n 6.1, h s hi u su t ch u t i = 0.87.

(S c ch u t i c a c c riêng l d i nh h ng c a nhóm c c) = (S c ch u t i c a c c riêng l không k nh h ng c a nhóm c c)

Theo ó ta tính c k t qu s c ch u t i d c tr c c a m t c c riêng l d i nh h ng c a nhóm c c nh sau:

Ch u nén : 40.31 MN không k xói

: 38.91 MN k n xói

Ch u kéo : 35.47 MN không k xói

: 33.71 MN k n xói

ng 6.6 H s an toàn c a c c n – có k n hi u ng nhóm c c

Nhóm c

u c


c c

(kN)

c ch u i

(kN) FOS TH

i c c

(kN)

c ch u i

(kN) FOS TH

i

A1

6100 11966 38910 3.25 1011 18120 38910 2.15 2012

6106 14845 38910 2.62 1011 20526 38910 1.90 2003

6127 13232 38910 2.94 1011 18984 38910 2.05 2003

A2

6200 8983 38910 4.33 1014 13739 38910 2.83 2012

6206 8959 38910 4.34 1014 9129 38910 4.26 2104

6227 8569 38910 4.54 1014 10578 38910 3.68 2012

B1

6400 13981 38910 2.78 1001 14011 38910 2.78 2008

6406 15102 38910 2.58 1011 18879 38910 2.06 2003

6427 13005 38910 2.99 1001 16572 38910 2.35 2003

B2

6300 12060 38910 3.23 1009 12882 38910 3.02 2016

6306 10160 38910 3.83 1009 12085 38910 3.22 2016

6327 11381 38910 3.42 1009 12944 38910 3.01 2016




So sánh v i :

ng 5.11 H s an toàn c a c c n – ch a k n hi u ng nhóm c c

Nhóm c

u c


c c

(kN)

c ch u i

(kN) FOS TH t i

c c

(kN)

c ch u i

(kN) FOS TH t i

A1

6100 11966 44720 3.7 1011 18120 44720 2.5 2012

6106 14845 44720 3.0 1011 20526 44720 2.2 2003

6127 13232 44720 3.4 1011 18984 44720 2.4 2003

A2

6200 8983 44720 5.0 1014 13739 44720 3.3 2012

6206 8959 44720 5.0 1014 9129 44720 4.9 2104

6227 8569 44720 5.2 1014 10578 44720 4.2 2012

B1

6400 13981 44720 3.2 1001 14011 44720 3.2 2008

6406 15102 44720 3.0 1011 18879 44720 2.4 2003

6427 13005 44720 3.4 1001 16572 44720 2.7 2003

B2

6300 12060 44720 3.7 1009 12882 44720 3.5 2016

6306 10160 44720 4.4 1009 12085 44720 3.7 2016

6327 11381 44720 3.9 1009 12944 44720 3.5 2016

Nh n xét: ta th y ngay c khi ã k t i hi u ng nhóm c c, c c có h s an toàn nh nh t là c c 6106

a nhóm c c A1, ch u t h p t i 2003 trong u ki n bão c c h n có h s an toàn là 1.90, t c là cách

khá xa gi i h n 1.50 theo khuy n cáo c a API. rõ h n v gi i h n h s an toàn, xem ph n 4.7.2.

y ta có th k t lu n, k t qu phân tích t a t nh kh i chân FDP có k n s làm vi c ng th i c a nhóm c c và t n n cho th y h s an toàn c a c c th a mãn gi i h n ã ra.

6.2.6. SO SÁNH K T QU CHUY N V U C C TR C VÀ SAU KHI K N HI U NG NHÓM C

Sau khi nh p các ng t – z; q – z; p – y m i ( ã nhân h s C) vào file PSI, ta k t h p v i mô hình k t

u, ti n hành phân tích t a t nh l i k t c u, có k n s làm vi c ng th i c a nhóm c c và t n n.

t qu ta c b ng chuy n v m i c a các u c c nh sau:




ng 6.7 B ng t ng h p chuy n v u c c có k n nh h ng c a nhóm c c

Nhóm c

u c


X-Displ (cm)

TH i

Y-Displ (cm)

TH i

Z-Displ (cm)

TH i

X-Displ (cm)

TH i

Y-Displ (cm)

TH i

Z-Displ (cm)

TH i

A1

6100 1.51 1201 1.98 1003 -0.76 1011 -3.54 2012 6.69 2203 -1.40 2012

6106 1.47 1201 2.00 1003 -1.05 1011 -3.51 2012 6.78 2203 -1.82 2003

6127 1.48 1201 1.98 1003 -0.88 1011 -3.51 2012 6.70 2203 -1.67 2003

A2

6200 1.38 1201 1.59 1203 -0.55 1014 -3.10 2012 6.06 2203 8.40 2203

6206 1.35 1201 1.63 1203 -0.55 1014 -3.01 2012 6.15 2203 10.50 2203

6227 1.35 1201 1.59 1203 -0.51 1014 -3.02 2012 6.06 2203 10.21 2203

B1

6400 1.94 1001 2.11 1003 -0.96 1001 -2.90 2012 6.70 2203 -0.97 2008

6406 1.90 1001 2.14 1003 -1.08 1011 -2.81 2012 6.81 2203 -1.53 2003

6427 1.91 1001 2.11 1003 -0.86 1001 -2.81 2012 6.71 2203 -1.18 2003

B2

6300 1.79 1009 1.72 1203 -0.80 1009 -2.77 2012 6.18 2203 9.70 2203

6306 1.77 1009 1.76 1203 -0.62 1009 -2.76 2012 6.26 2203 11.60 2203

6327 1.77 1009 1.73 1203 -0.73 1009 -2.76 2012 6.18 2203 11.54 2203

So sánh v i:

ng 5.6 B ng t ng h p chuy n v u c c ch a k n nh h ng c a nhóm c c

Nhóm c

u c


X-Displ (cm)

TH i

Y-Displ (cm)

TH i

Z-Displ (cm)

TH i

X-Displ (cm)

TH i

Y-Displ (cm)

TH i

Z-Displ (cm)

TH i

A1

6100 1.02 1201 1.43 1003 -0.76 1011 -2.54 2012 3.86 2011 -1.52 2012

6106 0.99 1201 1.45 1003 -1.05 1011 -2.51 2012 3.92 2203 -1.91 2003

6127 0.99 1201 1.43 1003 -0.88 1011 -2.51 2012 3.86 2203 -1.74 2003

A2

6200 0.918 1201 1.07 1203 -0.54 1014 -2.21 2012 3.44 2203 -0.29 2203

6206 0.89 1201 1.10 1203 -0.53 1014 -2.13 2012 3.54 2203 0.15 2203

6227 0.89 1201 1.07 1203 -0.51 1014 -2.13 2012 3.45 2203 0.17 2203

B1

6400 1.41 1001 1.52 1003 -0.96 1001 -1.96 2012 4.04 2203 -0.96 2008

6406 1.37 1001 1.55 1003 -1.08 1011 -1.88 2012 4.03 2203 -1.64 2003

6427 1.38 1001 1.53 1003 -0.86 1001 -1.88 2012 3.95 2203 -1.28 2003

B2

6300 1.30 1009 1.16 1203 -0.77 1009 -1.96 2012 3.71 2203 -0.19 2203

6306 1.27 1009 1.19 1203 -0.62 1009 -1.95 2012 3.79 2203 0.25 2203

6327 1.27 1009 1.16 1203 -0.71 1009 -1.95 2012 3.71 2203 0.29 2203




Nh n xét: - chuy n v ngang: sau khi k n hi u ng nhóm c c, chuy n v ngang c a các u c c

u t ng áng k . u này là h p lý và úng v i d oán ã nêu trong nh n xét hình 6.14

- chuy n v ng: sau khi k n hi u ng nhóm c c, ta th y chuy n v ng trong các

tr ng h p c c ch u kéo (chuy n v ng Z mang giá tr d ng) trong u ki n bão c c h n

ng m nh (nhóm c c A2 và B2). u này cho th y ng t – z ã c nhân h s và

nh p úng.

Nh ng các tr ng h p c c ch u nén, chuy n v h u h t không t ng ho c t ng r t ít (m c

mm) cá bi t có tr ng h p nhóm c c A1 ch u các t h p t i 2012, 2003 trong u ki n bão

c h n, chuy n v không t ng mà còn gi m, tuy ch m c mm.

u này có th do các nguyên nhân sau:

+ Do c c m i v n d ng m t ph n kh n ng ch u t i d c tr c, nên hi u ng nhóm c c ch a

th hi n rõ ràng

+ Các u c c trong cùng m t nhóm c liên k t v i nhau b ng m t kh i r t c ng, do ó

n ch chuy n v ng xu ng d i c a các c c.

+ Do không có các ng c tính t t thí nghi m th c t , các ng c tính ban u

c tính toán d a trên khuy n cáo c a API t thu c tính c a các l p t, sau ó m i nhân

s nh h ng C và nh p l i ng c tính m i, nên làm gi m tính chính xác tính toán.

+ Quá trình tra bi u b ng m t c ng nh n i suy tuy n tính r t nhi u l n làm gi m tính

chính xác c a các h s làm vi c ng th i.

+ Các h s làm vi c ng th i c Poulos và David xác nh trong các u ki n gi thi t

nh t nh ( ã nêu trong t ng ph n t ng ng), s có s sai khác khi áp d ng vào th c t .




CH NG 7 : CÁC T I LI U THAM KH O, PH L C VÀ B N V

7.1. CÁC TÀI LI U THAM KH O [1] American Petroleum Institution (API), Recommended Practice for Planning, Developing and

Constructing Fixed Offshore Installations, 21st Edition, Errata and Supplement 3, October

2007.

[2] AISC Allowable Stress Design 9th Edition. 1989.

[3] Báo cáo nghiên c u ph ng pháp lu n xác nh các ph n ng ng c a chân dàn khoan

bi n c nh ch u tác ng c a sóng và dòng ch y (dùng cho tính toán thi t k b n và m i),

Trung tâm k thu t xây d ng công trình vi n CERATMER – Vi n xây d ng công trình bi n

[4] Bài gi ng môn h c Công trình bi n c nh 1 – Ths. Mai H ng Quân

[5] Thi t k kh i chân công trình bi n c nh b ng thép – Ths. Mai H ng Quân

[6] Pile foundation analysis and design, Poulos and Davis 1980

[7] Tính toán và thi t k móng c c – GS.TS V Công Ng , Ths. Nguy n Thái

[8] Offshore Technology & Management (OTM) – course material CE81.74 Design of Fixed

Offshore Structures – Dr. Joko Widjaja – AIT University

[9] VSP Geo-Lap report (Geophysical Survey Report No. 04-3-TW CTP1)

[10] VSP Metocean Criteria and statistic

Thuyet minh datn hoang cao khai - 373052 - 52cb1

Documents

Transcript of Thuyet minh datn hoang cao khai - 373052 - 52cb1