1

Phương án thiết kết khối chân đế.1.Thông số môi trường tính toán

a) Chọn 2 hướng sóng tác động lên công trình

+ Hướng 1 : Hướng có chiều cao sóng lớn nhất, ở đây là hướng NE ( Hs = 16,1 m ; T =14,1 s )

+ Hướng 2 : Ta có thể chọn bất kì thường theo phương đường chéo chính, ta chọn hướng N ( Hs = 10,8 m ; T = 10,3 s )

Điều kiện khí tượng hải văn giả định được lấy theo trạng thái biển cực hạn (nguy hiểm nhất) có chu kì lặp 100 năm

Giá trị Theo phương có Hmax Theo phương Diafragm

NE N

H(m) 16.1 10.8

T(s) 14.1 10.3

b) Xác định hướng tác dụng của dòng chảy Hướng tác dụng của dòng chảy chọn theo 2 hướng tác dụng của sóng.+> Dòng chảy mặt lớn nhất.

+Dòng chảy đáy lớn nhất.

c) Xác định hướng gió tác dụng

Các thông số Hướng sóng

NE N

Vận tốc(cm/s) 131 93

Hướng (độ) 241 240

Các thông số

Hướng sóng

NE N

Vận tốc(cm/s) 111 68

Hướng (độ) 301 2

2

Gió tác dụng theo hai hướng theo hai hướng tác dụng của sóng. Với các vận tốc gió trung bình đo trong 60(s), có chu kì lặp là 100 năm

Vận tốc gió trung TB (m/s) trong 1 phút

Chu kì lặp-năm NE N

100 47.1 39.7

2. Chiều cao công trình

Xác định các mực nước tính toán:

+ Mực nước triều kiệt: MNTK = MLS-LAT=50-1.4=48.6 m.+ Mực nước triều cao: MNTC = MLS+HAT = 50+1.6 = 51.6 m.

+ Mực nước tính toán: MNTT = MNTC+ Hbão = 51.6+ 1.5 = 53.1m.

Chiều cao công trình( từ đáy biển đến vị trí sàn không cho phép ngập nước ) được xác định sao cho mặt dưới sàn công tác không bị ngập nước có kể đến 1 khoảng cách an toàn Δ0 (Δ0 : được gọi là độ tĩnh không của công trình ).

H = MNTT + ηH(100) + Δ

Trong đó:

* H: Là chiều cao tính từ đáy biển đến sàn tầng thượng

* MNTT: Mực nước cao nhất

* ηH(100) : chiều cao sóng dâng

* η: Hệ số phụ thuộc lý thuyết sóng:

+ Với Ayri η=0.5 (Ayri là sóng điều hòa hình sin nên chiều cao sóng dâng chỉ bằng một nửa chiều cao sóng )

+ Với Stokes η=0.7 (Stokes là sóng có biên độ dâng và hạ khác nhau dâng 0.7H, hạ 0.3H)

Trong đồ án này ta lấy η= 0.7 H

* Δ: Độ tĩnh không( lấy Δ =1.5 (m)

* H(100): Chiều cao sóng lớn nhất ứng với chu kỳ lặp 100 năm

Vậy : HCT = 53.1+ 0,7.16,1+1,5 = 65,87 (m)

Chọn : HCT = 66 (m).

3

3) Xác định các kích thước ban đầu

3.1 Kích thước công trình

a. Cao trình Diafragm D1

+ Xác định cao trình Diafragm D1 (Diafragm trên cùng )

Trong điều kiện thi công ta chọn η=0.5 theo lý thuyết airy, và chiều cao sóng khi thi công H(1)=3 m. Độ tĩnh không vẫn lấy bằng 1,5 m.

HD1 = MNTC + ηH(1) + Δ = 51.6+0.5*3+1.5 =54.6 (m).

b) Chiều cao chân đế

+ Xác định chiều cao chân đế (khoảng cách từ đáy biển tới điểm cắt cọc W.P (working point)

HCĐ = HD1 + Z2 = 54.6 + 2= 56.6 (m)

Z2 : khoảng cách sao cho đảm bảo gia công nút liên kết khung chịu lực với khối chân đế bằng 1,5 2 m ( chọn Z2 = 2m)

c) Chiều cao khung sàn chịu lực

Xác định chiều cao khung sàn chịu lực

HSF = HCT - HCĐ = 66 – 56.6 = 9.4 ( m )

d) Xác định bề rộng đáy trên,bề rộng đáy dưới của khối chân đế

- Kích thước đỉnh: BtxLt= 20x20 (mxm)

- Độ dốc ống chính i = 1/8 (được chọn trong khoảng từ 1/8 1/12)

- Bề rộng đáy dưới của khối chân đế

(m).

(m).

Chọn kích thước đáy dưới là : .

e) Xác định cao độ giữa ống chính và thanh xiên cuối cùng của khối chân đế

Zd >= (25cm,D/4) ; Zd : là khoảng cách đảm bảo thi công nút

D : đường kính ống chính

4

Chọn Zd = 0.5m.

3.2 Sơ đồ bố trí khối chân đế.

Cao độ mặt Diafragm D4 cách đáy biển 0.5 m (khi tính toán Sap coi như nằm sát đáy biển ).Cần đặt D2 tránh vùng nước dao động để tránh gây ăn mòn,tránh vùng sinh vật biển hoạt động mạnh nhất (vùng nước dao động ).

Các cao trình Diafragm còn lại được bố trí sao cho cấu tạo của hệ thanh xiên thỏa mãn điều kiện cấu tạo (góc hợp bởi thánh nhánh và thanh chủ từ 300<a<600).Ngoài ra phần mở rộng chân đế thường không nhỏ hơn HCĐ/3.

Mặt diafragm Cao trình so với đáy biển (m)D1 54.6D2 37.5D3 19.5D4 0.5

Ta có mặt cắt sơ bộ của khối chân đế

5

Chú ý: Bố trí ống đỡ conductor: Dựa vào công trình thực tế đã thi công ta chọn phương án bố trí ống đỡ conductor như trên hình.

6

3.3 Lựa chọn sơ bộ kích thước các thanh, ống chính.

Dựa vào thiết kế sơ bộ ban đầu ta xác định kích thước sơ bộ của các ống. Việc chọn các thanh phải đảm bảo giữ gìn được sự ổn định cục bộ và ổn định tổng thể dưới điều kiện môi trường khai thác và điều kiện môi trường cực trị. Ta xét đảm bảo 2 điều kiên sau:

+ Điều kiện về độ mảnh:

- Với các thanh xiên chính: [ ]=80-90.

- Với các thanh ngang,thanh xiên trong vách cứng : : [ ]=90-100. Công thức tính:

Trong đó :

- k : là hệ số quy đổi chiều dài phụ thuộc vào điều kiện liên kết tại 2 đầu thanh:

- Đối với ống chính k = 1.0

- Đối với ống xiên và ống ngang, ống launching k = 0.8

- Đối với ống ngang phụ k = 0.7

- l : là chiều dài phần tử đoạn thanh, được xác định bằng khoảng cách giữa 2 tâm nút

- = .

7

+ Điều kiện về tỷ lệ đường kính ngoài và độ dày của ống:

- .

- Theo API : tmin= 6,35+ (mm).

Thuật toán:

+ Chọn =85, sử dụng công thức tính ra r

+ Từ công thức r => .

+ Áp dụng bất đẳng thức => .

+ Chọn giá trị : D => t.

+ Kiểm tra điều kiện : t > tmin.

Ta có bảng tính toán sơ bộ như sau:

Tên ống

chiều dài

μ r D t tmin Kiểm tra

OC 57040 1 671,0588 1922,3 48,2 25,6 ĐạtON1 20500 0,8 192,9412 552,7 13,8 11,9 ĐạtON2 24775 0,8 233,1765 667,9 16,7 13,0 ĐạtON3 29275 0,8 275,5294 789,3 19,8 14,2 ĐạtON4 34025 0,8 320,2353 917,3 23,0 15,5 ĐạtOX1 28370 0,8 267,0118 764,9 19,2 14,0 ĐạtOX2 32471 0,8 305,6094 875,4 21,9 15,1 ĐạtOX3 36915 0,8 347,4353 995,2 24,9 16,3 Đạt

ONP1 14496 0,7 119,3788 342,0 8,6 9,8 Chọn lạiONP2 17519 0,7 144,2741 413,3 10,4 10,5 Chọn lạiONP3 20701 0,7 170,4788 488,3 12,2 11,2 ĐạtONP4 24059 0,7 198,1329 567,6 14,2 12,0 Đạt

Trong đó:

+ OC : Là ống chính.

8

+ ON : Là ống ngang.

+ OX : Là ống xiên.

+ ONP : Là ống ngang phụ.

Dựa vào kết quả tính toán trên, tham khảo Catalog của nhà sản xuất ống cọc dùng cho công trình biển, JFE STEEL Corporation, ta có bảng lựa chọn cuối cùng

Tên ống

chiều dài

D t μ D/t λ Đánh giá

OC 57040 1930 50 1 38,6 84,69679 ĐạtON1 20500 559 15,9 0,8 35,15723 84,18661 ĐạtON2 24775 660 17,5 0,8 37,71429 86,0875 ĐạtON3 29275 813 22,2 0,8 36,62162 82,61393 ĐạtON4 34025 914 23,8 0,8 38,40336 85,3525 ĐạtOX1 28370 762 20,6 0,8 36,99029 85,40642 ĐạtOX2 32471 864 23,8 0,8 36,30252 86,23477 ĐạtOX3 36915 965 25,4 0,8 37,99213 87,72082 Đạt

ONP1 14496 339,7 10,3 0,7 32,98058 85,79888 ĐạtONP2 17519 406,4 11,9 0,7 34,15126 86,62674 ĐạtONP3 20701 508 14,3 0,7 35,52448 81,841 ĐạtONP4 24059 559 15,9 0,7 35,15723 86,45195 ĐạtCỌC 1800 50

COND 720 17,5

Từ đó ta có bản vẽ chi tiết trong các mặt của khối chân đế:

9

10

`