Trờng đại học xây dựng đề ti: Thiết kế kết cấu chân đế dn nhẹ dạng kết cấu công
Viện xd công trình biển trình biển tối thiểu ở độ sâu 100m nớc
Đồ án tốt nghiệp
- 1 -
svth: phạm thế chờng - lớp 48cb - mssv: 2358.48
Mục lục:
Chơng 1: tổng quan 7
1.1 Sự phát triển của ngnh xây dựng công trình biển trên thế giới 7
1.1.1 Công trình biển cố định bằng thép 8
1.1.2 Công trình biển trọng lực bê tông cốt thép 9
1.1.3 Công trình biển mềm 9
1.1.4 Đờng ống biển 10
1.2 Sự phát triển của ngnh xây dựng công trình biển ở Việt Nam 10
1.3 Giới thiệu công trình biển thép dạng công trình tối thiểu 10
1.3.1 Khái quát 10
1.3.2 Các đặc tính cấu tạo của dn tối thiểu 11
1.4 Các số liệu đầu vo phục vụ thiết kế v thi công 12
1.4.1 Nhiệm vụ thiết kế 12
1.4.2 Số liệu thợng tầng 12
1.4.3 Số liệu khí tợng hải văn v địa chất công trình 12
a. Vị trí xây dựng công trình 12
b. Các số liệu khí tợng hải văn 12
c. Các số liệu địa chất công trình 16
1.4.4 Điều kiện vật t bến bãi v trang thiết bị phục vụ thi công 17
1.4.5 Các tiêu chuẩn v quy phạm áp dụng 20
Chơng 2:
Xây dựng v lựa chọn phơng án kết cấu chân đế 21
2.1 Cơ sở xây dựng phơng án 21
2.2 Nguyên tắc xây dựng phơng án 21
3.1 Phơng pháp tính toán kết cấu chân đế công trình biển cố định bằng thép 42
3.2 Tính toán dao động riêng 43
3.2.1 Phơng trình động lực học tổng quát 43
3.2.2 Sơ đồ kết cấu 43
a. Mô hình hoá kết cấu chân đế 43
b. Mô hình hoá sự lm việc của cọc với ống chính 44
Trờng đại học xây dựng đề ti: Thiết kế kết cấu chân đế dn nhẹ dạng kết cấu công
Viện xd công trình biển trình biển tối thiểu ở độ sâu 100m nớc
Đồ án tốt nghiệp
- 3 -
svth: phạm thế chờng - lớp 48cb - mssv: 2358.48
c. Mô hình hoá sự lm việc của cọc với đất nền 47
3.2.3 Sơ đồ khối lợng 47
a. Khối lợng bản thân 47
b. Khối lợng vữa bơm trám 47
c. Khối lợng nớc trong cọc 48
d. Khối lợng h bám 48
e. Khối lợng nớc kèm 49
3.2.4 Kết quả tính toán 51
3.3 Tính toán tải trọng 52
3.3.1 Các loại tải trọng tác dụng lên CTB cố định bằng thép 52
a. Tải trọng thờng xuyên 52
b. Tải trọng tạm thời 52
c. Tải trọng do biến dạng 52
d. Tải trọng do sự cố 52
e. Tải trọng đặc biệt 52
f. Tải trọng môi trờng 52
3.3.2 Tính toán các loại tải trọng 53
a. Tải trọng gió 53
b. Tải trọng sóng, dòng chảy 55
5.2 Bi toán cọc chịu tải dọc trục 83
5.2.1 Sức chịu tải của cọc chịu nén 83
5.2.2 Sức chịu tải của cọc chịu nhổ 85
5.3 Tính toán cọc chịu tải dọc trục 86
5.4 Thiết kế cọc 87
5.5 Nhận xét 88
Chơng 6: thi công 89
6.1 Tổng quan 89
6.1.1 Thi công trên bờ (BLR) 89
a. Phơng pháp thi công chế tạo nút 89
b. Phơng pháp thi công úp mái 90
c. Phơng pháp thi công xoay lật panel 91
Trờng đại học xây dựng đề ti: Thiết kế kết cấu chân đế dn nhẹ dạng kết cấu công
Viện xd công trình biển trình biển tối thiểu ở độ sâu 100m nớc
Đồ án tốt nghiệp
- 5 -
svth: phạm thế chờng - lớp 48cb - mssv: 2358.48
6.1.2 Thi công hạ thủy 92
a. Hạ thủy bằng phơng pháp kéo trợt 92
b. Hạ thủy bằng phơng pháp cẩu nâng 93
c. Hạ thủy bằng xe Trailer 94
6.1.3 Thi công vận chuyển v đánh chìm KCĐ 95
a. Vận chuyển v đánh chìm KCĐ từ hệ ponton không dùng cẩu nổi 96
b. Vận chuyển v đánh chìm KCĐ dùng SLMB v cẩu nổi 96
c. Vận chuyển v đánh chìm KCĐ dùng s lan mặt boong bn xoay 100
6.2 Xây dựng phơng án thi công KCĐ 101
6.3 Tính toán một số bi toán trong quá trình thi công trên BLR 112
6.3.1 Tính toán số lợng gối đỡ v kiểm tra khả năng chịu lực của gối đỡ 112
a. Tính toán số lợng gối đỡ khi thi công KCĐ 112
b. Kiểm tra khả năng chịu lực của gối đỡ 113
7.1 Biện pháp thực hiện 136
7.2 Chính sách bảo vệ môi trờng 137
Trờng đại học xây dựng đề ti: Thiết kế kết cấu chân đế dn nhẹ dạng kết cấu công
Viện xd công trình biển trình biển tối thiểu ở độ sâu 100m nớc
Đồ án tốt nghiệp
- 7 -
svth: phạm thế chờng - lớp 48cb - mssv: 2358.48
Chơng 1: tổng quan
1.1 Sự phát triển của ngnh xây dựng công trình biển trên thế giới
Hiện nay ngnh công trình biển trên ton thế giới đã có những bớc tiến vợt bậc về cả
phạm vi cũng nh quy mô của các công trình. Từ chỗ chỉ đơn thuần l những con đê, con
đập nhỏ để ngăn nớc mặn v sóng cho những vùng đất ven biển thì ngy nay đã có nhiều
công trình lớn cả ở ven biển lẫn các vùng ngoi khơi xa nhằm phục vụ cho nhiều ngnh
nghề cũng nh cho công tác bảo vệ an ninh quốc phòng
Do nhu cầu sử dụng các sản phẩm từ dầu mỏ v khí ngy cng tăng m lợng dầu, khí
chuyển nớc ép vỉa nhằm duy trì áp suất khai thác. Đây l loại hình đang phát triển mạnh
mẽ. Hiện nay công nghệ chế tạo đờng ống đã đợc chuyên môn hoá rất cao v chiếm
một tỷ lệ lớn trong công tác xây dựng các công trình biển. Các loại đờng ống rất đa dạng
về chủng loại, chiều di, kích thớc tiết diện cũng nh độ sâu đặt ống ngy cng tăng.
1.1.1 Công trình biển cố định bằng thép
L loại công trình đợc sử dụng phổ biến nhất trên thế giới hiện nay.Công nghệ xây
dựng công trình loại ny đã trải qua một thời gian di, từ loại kết cấu nhỏ ở vùng nớc
nông, đến những công trình lớn ở vùng nớc sâu xây dựng ở biển Bắc v ở vùng vịnh
Mexico. Các dn loại ny thờng đòi hỏi phải hoạt động trong vòng 25 năm trở lên. Cho
tới nay trên thế giới đã xây dựng đợc trên 6000 công trình, trong đó có khoảng 4000
chiếc xây dựng ở vùng vịnh Mexico. Trên thực tế hầu nh mọi công nghệ mới sử dụng
trong chế tạo v lắp dựng các dn đều xuất phát từ vịnh Mexico v vùng biển Bắc. Kết cấu
công trình lớn nhất thế giới hiện nay l
dn Bullwinkle do hãng Shell xây dựng ở vịnh
Mexico vo năm 1985 ở vùng nớc sâu 1615ft (492m), kết cấu chân đế bằng thép nặng
56000T.
Nói chung các dn thép cố định tỏ ra có nhiều u điểm về tính an ton khi khai thác.
Điều ny giải thích một phần lý do dn cố định bằng thép đợc sử dụng rộng rãi.
Xu hớng phát triển của kết cấu công trình biển thép:
- Về dạng kết cấu: Ngy cng lớn với độ sâu nớc ngy cng tăng
- Về trọng lợng kết cấu: Ngy cng giảm thiểu trọng lợng nhờ sự phát triển các
dạng vật liệu nhẹ, phơng pháp thiết kế kết cấu nhẹ nh thay đổi trong từng đoạn
với tiết diện thanh biên đứng của kết cấu chân đế v thay đổi tiết diện tại các nút
l nơi tập trung ứng suất, điều ny cho phép giảm trọng lợng tổng thể kết cấu.
- Phát triển dn nhẹ, dn vệ tinh v kết cấu đỡ đầu giếng: đây l xu hớng mới của
loại kết cấu Jacket cho phép điển hình hoá kết cấu v trang thiết bị, đảm bảo
công nghệ đơn giản, tin cậy, giảm trọng lợng, giá thnh xây dựng
Trờng đại học xây dựng đề ti: Thiết kế kết cấu chân đế dn nhẹ dạng kết cấu công
Viện xd công trình biển trình biển tối thiểu ở độ sâu 100m nớc
Đồ án tốt nghiệp
xây dựng ở biển Bắc.
1.1.3 Công trình biển mềm
Trờng đại học xây dựng đề ti: Thiết kế kết cấu chân đế dn nhẹ dạng kết cấu công
Viện xd công trình biển trình biển tối thiểu ở độ sâu 100m nớc
Đồ án tốt nghiệp
- 10 -
svth: phạm thế chờng - lớp 48cb - mssv: 2358.48
Công trình biển mềm: l loại công trình đợc sử dụng vo việc khai thác những mỏ nhỏ
hoặc khai thác ở những độ sâu rất lớn, không kinh tế khi xây dựng những công trình biển
cố định. Công trình loại ny có thể sử dụng lm bể chứa dầu đồng thời lm kết cấu bến
cập tu. Ngy nay các công trình dạng ny đã đạt tới độ sâu hơn 1000m.
1.1.4 Đờng ống biển
1.2 Sự phát triển của ngnh xây dựng công trình biển ở Việt Nam
Ngnh công trình biển dầu khí Việt Nam tuy l ngnh mới còn non trẻ song cũng đã
thu đợc những thnh tựu đáng kể. Việc khai thác dầu khí ở nớc ta hiện nay dựa trên hợp
đồng phân chia sản phẩm với các công ty nớc ngoi. Chúng ta có thềm lục địa v vùng
đặc quyền kinh tế di hng nghìn km nh các bể Sông Hồng, Phú Khánh, Cửu Long, Nam
Côn Sơn, ngoi khơi Tây Nam, Hong Sa v Trờng Sa.
Sau khi đã tìm thấy dầu khí ở thềm lục địa Việt Nam, tổng công ty dầu khí Việt Nam ra
đời (gọi tắt l Petro Việt Nam) vo năm 1979 nhằm nhanh chóng phát triển những hoạt
động khai thác thăm dò, vận chuyển ti nguyên biển.
VietsoPetro l hình thức liên doanh giữa Việt Nam v Liên Xô trong lĩnh vực thăm dò v
khai thác dầu khí. Đợc thnh lập năm 1981, đến nay VietSoPetro đã có những đóng góp
rất quan trọng trong việc phát triển nền kinh tế đất n
ớc bằng việc đóng góp vo ngân
sách nh nớc, trở thnh một cơ sở công nghiệp dầu khí có khả năng độc lập để thực hiện
công tác thăm dò v khai thác dầu khí. Xí nghiệp có đủ khả năng đảm nhận trọn gói các
gói thầu dịch vụ kỹ thuật với tiêu chuẩn quốc tế trong lĩnh vực khoan giếng dầu khí, thiết
kế v xây dựng các công trình biển, các công trình phục vụ an ninh quốc phòng trên biển,
lắp đặt đờng ống dẫn dầu v khí, vận tải biển, dịch vụ cảng
u về tải trọng do sóng + dòng chảy v khả năng
chịu lực của kết cấu. Kết cấu chân đế có thể có nhiều dạng: một trụ đơn, hoặc nhiều trụ,
hoặc kết cấu dạng tháp
- Kết cấu móng cọc hoặc móng trọng lực.
Khi thiết kế dn tối thiểu ngời ta thờng hớng tới các mục tiêu sau:
Giảm thiểu giá thnh xây dựng bằng cách giảm khối lợng vật liệu.
Giảm thời gian thi công
Có thể thi công với những thiết bị sẵn có
Giảm thiểu chi phí vận hnh
Dễ dng tháo dỡ.
Có khả năng tái sử dụng. Trờng đại học xây dựng đề ti: Thiết kế kết cấu chân đế dn nhẹ dạng kết cấu công
Viện xd công trình biển trình biển tối thiểu ở độ sâu 100m nớc
Đồ án tốt nghiệp
- 12 -
svth: phạm thế chờng - lớp 48cb - mssv: 2358.48
1.4 Các số liệu đầu vo phục vụ thiết kế v thi công
1.4.1 Nhiệm vụ thiết kế
Nhiệm vụ thiết kế của đồ án l: Thiết kế kết cấu chân đế dn nhẹ dạng kết cấu công
trình biển tối thiểu ở độ sâu 100m nớc.
1.4.2 Số liệu thợng tầng
Thợng tầng kiểu dn nhẹ, trọng lợng thợng tầng l 3000(T)
Chức năng thợng tầng: đỡ đầu giếng
Số lợng giếng: 09
Khoảng cách giữa các giếng: 03(m)
1.4.3 Số liệu khí tợng hải văn v địa chất công trình
a. Vị trí xây dựng công trình
Công trình đợc xây dựng ở vùng thềm lục địa Việt Nam, tại vị trí xây dựng công trình
Số liệu h bám
Chiều dy h bám lấy đều l 10cm kể từ mực nớc tính toán trở xuống, trọng lợng
riêng của h bám lấy theo số liệu mới khảo sát l
hb
= 1200(Kg/m
3
).
Mực nớc biển
Gió mùa, triều v bão l các yếu tố có ảnh hởng quyết định đến mực nớc biển. So với
mực nớc trung bình, ta có các thông số nh sau:
- Biên độ triều : + 1.03(m)
- Nớc dâng lớn nhất do sóng, gió: + 0.87(m)
Bảng 1.1: Vận tốc gió dùng cho thiết kế
Chu k (nm)
N NE E SE S SW W NW
Vn tc gió trung bình trong thi gian 2 phút
100 38.4 49.3 30.0 20.8 22.0 35.7 34.2 33.5
50 36.2 45.0 29.1 19.2 21.4 33.4 32.7 31.8
25 34.2 40.6 27.4 18.2 20.4 31.5 30.4 29.2
10 30.6 37.5 26.3 16.8 19.2 28.2 27.5 26.5
5 28.5 34.6 25.2 15.5 18.4 26.2 25.2 21.3
1 23.0 26.0 22.0 12.7 16.0 21.0 20.0 18.0
Vn tc gió trung bình trong thi gian 1 phút
100 39.7 50.9 31.0 21.4 22.7 36.9 35.3 34.6
50 37.4 46.5 30.1 19.8 22.1 34.5 33.8 32.8
25 35.3 41.9 28.3 18.8 21.1 32.5 31.4 30.2
10 31.6 38.7 27.2 17.4 19.8 29.1 28.4 27.4
5 29.4 35.7 26.0 16.0 19.0 27.1 26.0 22.0
H
s
(m) 5.0 8.3 4.8 2.9 4.2 6.5 4.6 3.6
T (s) 7.2 10.3 8.3 7.6 8.8 9.0 8.6 7.8
25 năm
H
s
(m) 4.4 8.0 4.4 2.6 3.9 6.0 4.3 2.6
T (s) 7.0 10.2 8.1 7.2 8.4 8.8 8.4 7.0
10 năm
H
s
(m) 2.8 7.0 3.4 1.9 3.1 4.9 3.6 5.2
T (s) 6.6 9.9 7.8 6.6 7.5 8.6 8.2 8.9
1 năm
H
s
(m) 1.3 6.0 2.4 1.2 2.3 3.7 2.9 2.6
T (s) 6.4 9.5 7.4 6.4 6.5 8.3 8.0 7.0
B¶ng 1.3: C¸c th«ng sè sãng thiÕt kÕ: chiÒu cao vμ chu kú sãng lín nhÊt
Chu kỳ
trở lại
Hướng
N NE E SE S SW W NW
% 0.7 45.7 8.8 1.8 3.2 27.4 12.1 0.6
100 năm
H
max
(m) 2.6 11.8 4.8 2.4 4.6 7.3 5.8 3.0
T (s) 9.1 13.3 10.5 9.1 9.2 11.7 11.3 9.9
Bảng 1.4: Vận tốc dòng chảy mặt lớn nhất ứng với chu kỳ xuất hiện lặp lại 100 năm liên
kết với các hớng sóng
Các thông s
Hng sóng
N NE E SE S SW W NW
Vn tc (cm/s)
93 137 100 173 224 181 178 121
Hng dòng chy ()
240 242 277 41 68 79 78 134
Bảng 1.5: Vận tốc dòng chảy mặt lớn nhất ứng với chu kỳ xuất hiện lặp lại 1 năm liên
kết với các hớng sóng
Các thông s
Hng sóng
N NE E SE S SW W NW
Vn tc (cm/s)
80 102 83 135 128 148 142 89
Hng dòng chy ()
240 242 277 41 68 79 78 134
Bảng 1.6: Vận tốc dòng chảy đáy lớn nhất ứng với chu kỳ xuất hiện lặp lại 100 năm liên
kết với các hớng sóng
Các thông s
Hng sóng
N NE E SE S SW W NW
Vn tc (cm/s)
68 119 126 109 82 137 119 97
(KN/m
3
)
Góc
nội ma
sát
(độ)
ứng suất cắt
không thoát nớc
S
u
(Kpa)
Độ rỗng
50
Mặt Đáy
0.0 0.15
Cát
1
0.15 2.5
Sét 10.0 13 85 0.03
2
2.5 9.0
Cát 9.9 24
3
9.0 15.5
Sét 9.5 13 100 0.02
4
65.0 70
Cát 9.5 30 Trờng đại học xây dựng đề ti: Thiết kế kết cấu chân đế dn nhẹ dạng kết cấu công
Viện xd công trình biển trình biển tối thiểu ở độ sâu 100m nớc
Đồ án tốt nghiệp
- 17 -
svth: phạm thế chờng - lớp 48cb - mssv: 2358.48
1.4.4 Điều kiện vật t bến bãi v trang thiết bị phục vụ thi công
Điều kiện bến bãi
Hiện nay XNLD Vietsovpetro có hai bãi lắp ráp: Bãi MCY
0
v MCY
1
với hai đờng trợt
di 183(m) v 216(m) bằng bêtông cốt thép.
Tổng diện tích mặt bằng bãi lắp ráp của XNLDDK Vietsovpetro ở khu vực cảng dầu khí
khoảng 210.000 m
2
bao gồm diện tích bãi trống v diện tích khu nh xởng. Diện tích
đờng đi v khu vực thao tác hoạt động l 180.000(m
2
).
Bãi lắp ráp có độ dốc bằng 0
o
, thoát nớc bằng cơ chế thấm, có hệ thống thoát nớc
Các loại cẩu xích tự hnh DEMAG do Đức sản xuất.
+ Loại CC-4000 có 01 chiếc, chiều di cần 42m (ghép từng đoạn di 9 12m). Sức
nâng lớn nhất 650T ứng với tầm với 18m.
+ Loại CC-2000:
- Chiều di cần 72m có: 01 chiếc.
- Chiều di cần 60m có: 01 chiếc.
- Chiều di cần 36m có: 02 chiếc.
- Sức nâng lớn nhất: 300T ứng với tầm với 18m.
+ Loại CC-600: Chiều di cần 54m v 36m có 6 chiếc.
- Sức năng cẩu lớn nhất l 140T ứng với tầm với 12m.
Các loại cẩu ô tô bánh lốp sức nâng 45T, 70T, 90T, có hai loại COLES v TANADO do
Nhật sản xuất.
Các loại máy nâng hạ có sức nâng khác nhau, các loại xe kéo móc với tải trọng khác
nhau.
Các loại xe ô tô tải trọng 5T, 10T, 12T, , các loại thiết bị phục vụ bơm trám xi măng.
Các loại phơng tiện phục vụ hạ thủy, vận chuyển, đánh chìm khối chân đế.
+ Các loại cẩu nổi: Tại xí nghiệp LDDK Vietsovpetro có 3 tu cẩu v nhiều loại tu
chuyên dụng khác phục vụ công tác thi công trên biển.
- Cẩu nổi Hong Sa (ISPOLIN): có sức nâng tối đa 1200T, cẩu nổi ny không tự hnh
đợc.
- Tu cẩu Trờng Sa (TITAN 01) : Sức nâng tối đa 600T, đây l loại tầu cẩu 2 thân, tự
hnh đợc không cần tu kéo.
- Tu Côn Sơn: Sức nâng tối đa l 547T. Đây l loại tu chuyên dụng để thả ống, loại
tu cẩu ny không tự hnh.
+ Các loại t
u kéo chuyên dụng phục vụ công tác vận chuyển trên biển: tu Phú Quý,
tu Sông Dinh, tu Sao Mai
+ Tu phục vụ công tác phòng hộ trong quá trình thi công trên biển (tu dịch vụ): Tu
BENDINH 01, tu phục vụ công tác lặn: tu Hải Sơn kèm theo các trạm lặn bố trí
trên tu.
, Kg/m
- Với m l khối lợng đơn vị đợc lm tròn tới 0.01 Kg/m
- D: giá trị đã đợc quy định của đờng kính ống ngoi, (mm )
- t: giá trị đã đợc quy định của bề dy, mm
Trong công thức trên hệ số tính toán đợc chuyển đổi từ đơn vị khối lợng của thép
7.85Kg/dm
3
.
Một số chỉ tiêu cơ lý của các loại thép ống theo tiêu chuẩn API 5L đợc cho trong bảng
sau:
Bảng 1.9: Một số chỉ tiêu cơ lí của thép ống theo QP API:
Trờng đại học xây dựng đề ti: Thiết kế kết cấu chân đế dn nhẹ dạng kết cấu công
Viện xd công trình biển trình biển tối thiểu ở độ sâu 100m nớc
Đồ án tốt nghiệp
- 20 -
svth: phạm thế chờng - lớp 48cb - mssv: 2358.48
Thứ tự Loại thép Cờng độ đn hồi
(Mpa)
Cờng độ tới hạn
(Mpa)
1 A25 172 310
2 A 207 331
3 B 241 413
4 X42 289 413
5 X46 317 434
6 X52 358 455
7 X56 386 489
8 X60 413 517
9 X65 448 530
10 X70 482 565
2.1 Cơ sở xây dựng phơng án
Đối với mỗi công trình, việc phân tích lựa chọn phơng án kết cấu phải phù hợp với tính
chất lm việc, yêu cầu sử dụng của công trình, khả năng tính toán thiết kế v tính khả thi
của công trình.
Để đạt đợc hiệu quả trong thiết kế, khi lựa chọn phơng án kết cấu, trên cơ sở tham
khảo các công trình hiện có, kết hợp các yêu cầu kinh tế kỹ thuật cụ thể, ngời thiết kế có
thể đa ra lựa chọn sơ bộ lm cơ sở ban đầu cho các bớc thiết kế tiếp theo. Phơng án
đợc lựa chọn để thi công phải thoả mãn đồng thời hai điều kiện:
- Yêu cầu kỹ thuật:
+ Phù hợp với điều kiện môi trờng
+ Đảm bảo độ bền, độ ổn định, tuổi thọ.dới tác dụng của tải trọng công nghệ v
tải trọng môi trờng trong suốt đời sống công trình.
+ Đảm bảo chiều cao sóng thiết kế không chạm sn công tác.
- Yêu cầu về kinh tế: đảm bảo có giá thnh hợp lý nhất. Cần phải thực hiện các biện
pháp :
+ Giảm chi phí về vật liệu, tận dụng vật liệu có sẵn.
+ Giảm thời gian thi công, đặc biệt l thi công trên biển.
+ Tận dụng các trang thiết bị, phơng tiện thi công sẵn có, hạn chế tối đa việc
mua, thuê
Một yếu tố khác cũng có ảnh hởng quyết định tới việc xây dựng phơng án kết cấu l
quy mô v chức năng của thợng tầng. Bởi vì quy mô v
chức năng của thợng tầng l hai
yếu tố liên quan trực tiếp đến kích thớc đỉnh khối chân đế, liên quan đến cấu tạo các
panel v các mặt ngang.
2.2 Nguyên tắc xây dựng phơng án
Để xây dựng đợc phơng án kết cấu phù hợp nhất với các số liệu đầu vo, ngời thiết
kế cần phải tuân theo một số nguyên tắc nhất định. Dới đây trình by các nguyên tắc cơ
bản khi xây dựng một phơng án kết cấu chân đế, v cũng đợc áp dụng trong đồ án Tốt
nghiệp ny.
Trờng đại học xây dựng đề ti: Thiết kế kết cấu chân đế dn nhẹ dạng kết cấu công
ống chính v cọc:
Việc lựa chọn kích thớc ống chính căn cứ vo số liệu đầu vo: độ sâu nớc, điều kiện
khí tợng hải văn, phơng án nền móng áp dụng. Thông thờng kích thớc ống chính
phải thoả mãn các yêu cầu sau:
Trờng đại học xây dựng đề ti: Thiết kế kết cấu chân đế dn nhẹ dạng kết cấu công
Viện xd công trình biển trình biển tối thiểu ở độ sâu 100m nớc
Đồ án tốt nghiệp
- 23 -
svth: phạm thế chờng - lớp 48cb - mssv: 2358.48
- ống chính phải đủ lớn để chứa đợc cọc chính đóng xuyên qua chúng với dung
sai kể đến độ méo v cong của ống
- Liên kết giữa ống chính v ống nhánh phải đợc thiết kế để không bị kéo đứt
hoặc chọc thủng thanh chủ, điều ny cũng ảnh hởng đến kích thớc thanh
nhánh
- ống chính cng to thì diện tích chắn cng lớn. Ngợc lại, phải dùng nhiều thanh
xiên hơn khi ống chính nhỏ đi
Thông thờng điều kiện địa chất v yêu cầu nền móng l vấn đề quyết định đến kích
thớc của các ống chính. Trong các vùng ảnh hởng của động đất thì kích thớc các ống
chính lên giữ ở mức tối thiểu để giảm thiểu ảnh hởng của nớc kèm.
Các thanh xiên
Trong kết cấu chân đế thì thanh xiên giữ vai trò rất quan trọng, nó có nhiệm vụ liên kết
các ống chính lại với nhau. Do đó thanh xiên có ảnh hởng trực tiếp đến độ cứng tổng thể
của công trình.
Có hai loại thanh xiên l thanh xiên trong panel v thanh xiên trong mặt ngang. Có hai
yếu tố quyết định đến việc xác định kích thớc của thanh xiên l:
- Tỷ số độ mảnh (Kl/r)
Do các thanh xiên chủ yếu chịu lực dọc trục, vì vậy tỷ số độ mảnh đợc định nghĩa l
độ di hữu hiệu của phần tử chia cho bán kính quán tính mặt cắt của thanh. Độ mảnh giới
hạn của thanh đợc lựa chọn lên trong giới hạn 60 đến 80.
-
tĩnh tăng lên lm chậm quá trình phá hủy lũy tiến. Tuy nhiên, khối lợng của kết cấu có
thể lớn hơn, lực sóng tác động lớn hơn. Nút ở giao điểm 2 thanh phải đợc thiết kế chi
tiết, bề dy ống can phải đủ. Kiểu ny cũng lm lợng mối hn tăng dẫn đến tăng thời
gian v giá thnh thi công.
- Giằng chéo kiểu chữ K:
Kiểu ny thờng thích hợp với các khoảng cách ngắn giữa các vách ngang chịu tải trọng
đứng lớn. Trong trờng hợp ny, đờng kính các ống chống ngang phải bằng đờng kính
các thanh chống xiên. Tại vị trí nút, phải có cấu tạo gia cờng cho thanh ngang. Mô men
uốn do độ lệch tâm tại nút K phải đợc xem xét. áp dụng kiểu trên chỉ khi chứng minh
đợc sự phân bố đờng đi hợp lý của lực. Nói chung không nên dùng dạng ny.
- Giằng chéo đơn:
Loại n
y có cấu tạo đơn giản, ít mối hn, thờng đợc áp dụng cho các dn nhỏ xây
dựng ở những vùng có điều kiện khí tợng hải văn không quá phức tạp.
Cấu tạo một số dạng panel phổ biến
Trờng đại học xây dựng đề ti: Thiết kế kết cấu chân đế dn nhẹ dạng kết cấu công
Viện xd công trình biển trình biển tối thiểu ở độ sâu 100m nớc
Đồ án tốt nghiệp
- 25 -
svth: phạm thế chờng - lớp 48cb - mssv: 2358.48
Đối với các dn lớn, chiều sâu nớc lớn sẽ không thỏa mãn điều kiện ổn định cho công
trình. Bậc siêu tĩnh của loại ny nhỏ dẫn đến phá hủy lũy tiến dễ xảy ra.
2.2.4 Nguyên tắc cấu tạo Diafragm
Các Diafragm (vách ngang) có cấu tạo thích hợp lm nhiệm vụ chống xoắn cho công
trình, đỡ hệ thống ống Conductor v lm tăng độ cứng tổng thể cho công trình. Hình dới
trình by một số dạng Diafragm thờng đợc sử dụng
Cấu tạo một số dạng Diafragm phổ biến
Copyright: Tài liệu đại học ©