Your SlideShare is downloading. ×
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Download
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

×
Saving this for later? Get the SlideShare app to save on your phone or tablet. Read anywhere, anytime – even offline.
Text the download link to your phone
Standard text messaging rates apply

Download

678

Published on

Đồ án Tốt nghiệp: Tính toán thiết kế mỏi cho công trình biển dạng Jacket.

Đồ án Tốt nghiệp: Tính toán thiết kế mỏi cho công trình biển dạng Jacket.

0 Comments
1 Like
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total Views
678
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
1
Actions
Shares
0
Downloads
46
Comments
0
Likes
1
Embeds 0
No embeds

Report content
Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
No notes for slide

Transcript

  • 1. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập và rèn luyện tại trường Đại học Xây Dựng, đặc biệt là tạiViện Xây dựng Công trình biển em đã tiếp thu được rất nhiều kiến thức bổ ích và rất cầnthiết cho một kỹ sư. Tuy nhiên những kiến thức đó sẽ không được vận dụng và phát huy tốiđa nếu như không được tiếp xúc thực tế, chính vì vậy em đã chủ động xin đi thực tập và làmđồ án tốt nghiệp tại khu vực phía Nam, và được sự giới thiệu của Viện Công Trình Biển emđã được nhận vào Phòng Thiết kế phát triển mỏ & Công trình biển – Trung tâm Tư vấnThiết Kế - Tổng Công Ty Tư vấn Thiết kế Dầu Khí (PV Engineering). Đối với em đây là mộtcơ hội rất lớn để có thể tiếp cận với những quy trình thực tế thiết kế một công trình dầu khínói chung và công trình giàn khoan biển nói riêng. Việc làm đồ án tốt nghiệp đó là một cơ hội cho em củng cố những kiến thức mà mìnhđã được học trong trường, đồng thời cũng là dịp để em học hỏi và tìm hiểu về những kiếnthức thực tế trong lĩnh vực xây dựng Công Trình Biển trong đó có quy trình thiết kế giànkhoan biển. Bên cạnh đó làm đồ án tốt nghiệp sẽ giúp em hoàn thiện mình hơn về nhiều mặtkhác nhau như: khả năng sử dụng phần mềm, khả năng làm việc độc lập, khả năng pháthiện và giải quyết vấn đề…vv… đó đều là những tố chất cần thiết cho một kĩ sư tương lai. Được sự phân tích và gợi ý của anh Nguyễn Mạnh Hùng em đã chọn đề tài làm đồ ántốt nghiệp cho mình là: “Tính toán tuổi thọ mỏi khối chân đế giàn Sư Tử Trắng”, mộttrong những công việc bắt buộc phải làm trong quy trình thiết kế giàn khoan biển. Cùng vớisự hướng dẫn tận tình của anh Nguyễn Mạnh Hùng-Trưởng phòng Phòng Thiết kế pháttriển mỏ & Công trình biển – Trung tâm Tư vấn Thiết Kế - Tổng Công Ty Tư vấn Thiết kếDầu Khí (PV Engineering) em đã nỗ lực hết mình làm việc trong khoảng thời gian 10 tuầntừ 10/2011 đến tháng 12/2011 để hoàn thành đồ án. Và để hoàn thành được đồ án của mình đúng mục tiêu và kì hạn em xin chân thànhcảm ơn Ths.Nguyễn Mạnh Hùng - người đã trực tiếp hướng dẫn em trong đồ án này, xinđược cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của các anh chị trong Phòng nơi em làm đồ án. Nhân đây, em cũng xin được gửi lời đồng cảm ơn chân thành nhất tới các thầy cô củatrường Đại Học Xây Dựng, đặc biệt là các thầy cô trong Viện Công Trình Biển đã luôn theosát và dìu dắt em, cho em những hành trang cần thiết trong suốt quá trình học đại học. Hồ Chí Minh, Ngày 10 tháng 12 năm 2011 Sinh Viên: Lê Văn Tiến ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 1/86
  • 2. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT MỤC LỤCLỜI CẢM ƠN........................................................................................................................... 1CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ................................................................................................... 5I.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CÔNG TRÌNH BIỂN THẾ GIỚI ...................................... 5 I.1.1. Công trình biển cố định (Fixed Structures)............................................................ 5 I.1.1.1. Công trình biển thép( Jacket).............................................................................. 6 I.1.1.2. Công trình biển trọng lực bê tông cốt thép ......................................................... 7 I.1.2. Công trình biển mềm .............................................................................................. 8 I.1.3. Đường ống biển ...................................................................................................... 8 I.1.4. Công trình dàn tự nâng Jackup .............................................................................. 8I.2 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DẦU KHÍ VIỆT NAM ................................................... 8 I.2.1 Quá trình hình thành và phát triển tập đoàn dầu khí Việt Nam ................................ 9 I.2.2 Các hoạt động kinh doanh của tập đoàn dầu khí Việt Nam. ................................... 10 I.2.3 Các mục tiêu hoạt động của Tập đoàn dầu khí Việt Nam. ...................................... 10I.3 GIỚI THIỆU VỀ DỰ ÁN PHÁT TRIỂN MỎ SƯ TỬ TRẮNG............................... 11CHƯƠNG II.......................................................................................................................... 16NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN - SỐ LIỆU ĐẦU VÀO........................................................................ 16II.1 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN ................................................................................................... 16II.2 SỐ LIỆU ĐẦU VÀO PHỤC VỤ TÍNH TOÁN ......................................................... 16 II.2.1. Số liệu khí tượng hải văn ...................................................................................... 16 II.2.1.1. Số liệu sóng ....................................................................................................... 16 II.2.1.2. Số liệu dòng chảy .............................................................................................. 17 II.2.1.3. Số liệu gió.......................................................................................................... 18 II.2.1.4. Thủy triều .......................................................................................................... 18 II.2.1.5. Nước dâng do bão ............................................................................................. 18 II.2.1.6. Hà bám .............................................................................................................. 18 II.2.2. Số liệu địa chất ..................................................................................................... 19 II.2.3. Số liệu khác........................................................................................................... 21 II.2.3.1. Hệ số thủy động................................................................................................. 21 II.2.3.2. Độ dốc sóng....................................................................................................... 21 II.2.3.3. Lí thuyết sóng .................................................................................................... 21 ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 2/86
  • 3. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STTCHƯƠNG III ........................................................................................................................ 22CƠ SỞ LÍ THUYẾT TÍNH MỎI VÀ TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG....................................... 22III.1 HIỆN TƯỢNG PHÁ HỦY MỎI TRONG KẾT CẤU............................................ 22III.2 TẢI TRỌNG GÂY MỎI .......................................................................................... 23III.3 PHƯƠNG PHÁP TÍNH MỎI................................................................................. 23III.4 ĐIỂM NÓNG – HỆ SỐ TẬP TRUNG ỨNG SUẤT – ĐƯỜNG CONG MỎI...... 24 III.4.1. Điểm nóng (host spot)........................................................................................... 24 III.4.2. Hệ số tập trung ứng suất SCF .............................................................................. 26 III.4.2.1. Phương pháp phần tử hữu hạn ...................................................................... 27 III.4.2.2. Phương pháp thí nghiệm mô hình.................................................................. 28 III.4.2.3. Phương pháp số ............................................................................................. 28 III.4.3. Đường cong mỏi S-N ............................................................................................ 34III.5 TÍNH TOÁN MỎI THEO QUAN ĐIỂM TIỀN ĐỊNH ........................................ 37 III.5.1. Tải trọng sóng....................................................................................................... 39 III.5.2. Xác định ứng suất danh nghĩa theo phương pháp tiền định ................................ 40 III.5.3. Đếm các chu trình ứng suất.................................................................................. 41 III.5.4. Thống kê dài hạn các trạng thái biển ................................................................... 42 III.5.5. Tổn thất mỏi tích luỹ ............................................................................................. 42III.6 TÍNH TOÁN MỎI THEO QUAN ĐIỂM NGẪU NHIÊN .................................... 42 III.6.1. Tải trọng sóng....................................................................................................... 44 III.6.2. Xác định ứng suất danh nghĩa theo phương pháp phổ......................................... 46 III.6.3. Đếm các chu trình ứng suất.................................................................................. 48 III.6.4. Thống kê dài hạn các trạng thái biển ................................................................... 49 III.6.5. Tỉ số mỏi tích luỹ .................................................................................................. 50III.7 HỆ SỐ AN TOÀN FDF .......................................................................................... 50III.8 TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG ...................................................................................... 51CHƯƠNG IV ........................................................................................................................ 52TÍNH TOÁN TUỔI THỌ MỎI BẰNG PHẦN MỀM SACS 5.3 ........................................ 52IV.1 GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM SACS 5.3 ............................................................... 52 ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 3/86
  • 4. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT IV.1.1 Hình thành ............................................................................................................ 52 IV.1.2 Đối tượng tính toán của SACS.............................................................................. 53 IV.1.3 Các bài toán giải quyết được khi sử dụng phần mềm SACS ................................ 53 IV.1.3.1 Bài toán tĩnh................................................................................................... 53 IV.1.3.2 Các bài toán động.......................................................................................... 53 IV.1.3.3 Các bài toán kiểm tra..................................................................................... 53 IV.1.4 Giao diện sử dụng................................................................................................. 53 IV.1.5 Các tiêu chuẩn và quy phạm được sử dụng trong SACS...................................... 54 IV.1.5.1 Các tiêu chuẩn ............................................................................................... 54 IV.1.5.2 Các quy phạm ................................................................................................ 55 IV.1.6 Các lý thuyết sóng sử dụng trong SACS ............................................................... 55IV.2 NỘI DUNG TÍNH TOÁN MỎI ................................................................................. 55 IV.2.1 Mô hình hóa kết cấu ............................................................................................. 57 IV.2.2 Tuyến tính hóa nền đất ......................................................................................... 57 IV.2.2.1 Lí thuyết về mô hình cọc-đất nền ................................................................... 57 IV.2.2.2 Tính toán sóng ở tâm phá hủy ........................................................................... IV.2.2.3 Lựa chọn tổ hợp tải trọng cho tuyến tính hóa ............................................... 60 IV.2.2.4 Kết quả thu được từ tuyến tính hóa nền đất bằng PM Sacs .......................... 60 IV.2.3 Tính toán dao động riêng công trình.................................................................... 66 IV.2.3.1 Mục đích của bài toán dao động riêng .......................................................... 66 IV.2.3.2 Lựa chọn tổ hợp khối lượng tính dao động riêng.......................................... 66 IV.2.3.3 Kết quả dao động riêng tính bằng PM Sacs .................................................. 66 IV.2.4 Lựa chọn phương pháp tính mỏi .......................................................................... 68 IV.2.5 Xây dựng hàm truyền tĩnh và hàm truyền động ................................................... 68 IV.2.5.1 Hàm truyền tĩnh (H(Q), H(M)) .......................................................................... 68 IV.2.5.2 Hàm truyền động (H(f)) .................................................................................. 70 IV.2.6 Tính toán tuổi thọ mỏi .......................................................................................... 74 ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 4/86
  • 5. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT CHƯƠNG I: TỔNG QUANI.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CÔNG TRÌNH BIỂN THẾ GIỚI Các loại công trình biển được xây dựng để đáp ứng nhu cầu các hoạt đông của con người trên biển trong nhiều lĩnh vực bao gồm: − Thăm dò và khai thác khoáng sản (chủ yếu là dầu mỏ và khí đốt). − Nghiên cứu khí tượng và hải văn biển. − Phục vụ an ninh quốc phòng. − Đảm bảo hàng hải, phục vụ du lịch… − Tram phát điện… Trong đó chủ yếu là các công trình phục vụ nhu cầu thăm dò và khai thác dầu khí, sự phát triển của các loại công trình biển gắn liền với sự phát triển ngành công nghiệp này. Đầu thế kỷ XIX việc khai thác dầu khí hầu như chỉ diễn ra trên đất liền, đến năm 1947 công trình biển đầu tiên trên thế giới được xây dựng tại vịnh Mexico ở độ sâu 3 ÷ 6 m nước. Đầu năm 1960 các công trình thiết kế cho độ sâu nước có kết cấu chủ yếu là kết cấu thép, từ đó đến nay với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật cho nên đã có nhiều dạng công trình biển cho các khu vực nước sâu hơn ra đời. I.1.1. Công trình biển cố định (Fixed Structures) − Công trình biển thép (Jacket) − Công trình biển bê tông trọng lực (Gravity) − Công trình biển lai giữa bê tông và thép (Hybrid Steel and Concrete): là loại có thân bằng thép và đế bằng bê tông cốt thép. Sử dụng các kết cấu cố định là phương án xây dựng với mục đích làm cho công trình có chu kỳ dao động nhỏ hơn hẳn vùng tập trung năng lượng sóng. ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 5/86
  • 6. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT I.1.1.1. Công trình biển thép( Jacket) Là loại công trình được sử dụng phổ biến nhất trên thế giới hiện nay.Công nghệ xây dựng công trình loại này đã trải qua một thời gian dài, từ loại kết cấu nhỏ ở vùng nước nông, đến những công trình lớn ở vùng nước sâu xây dựng ở biển Bắc và ở vùng vịnh Mexico. Các dàn loại này thường đòi hỏi phải hoạt động trong vòng 25 năm trở lên, cho tới nay trên thế giới đã xây dựng được trên 6000 công trình, trong đó có khoảng 4000 chiếc xây dựng ở vùng vịnh Mexico. Trên thực tế hầu như mọi công nghệ mới sử dụng trong chế tạo và lắp dựng các dàn đều xuất phát từ vịnh Mexico và vùng biển Bắc. Kết cấu công trình lớn nhất thế giới hiện nay là dàn Bullwinkle do hãng Shell xây dựng ở vịnh Mexico vào năm 1985 ở vùng nước sâu 1615ft (492m), kết cấu chân đế bằng thép nặng 56000T. Nói chung các dàn thép cố định tỏ ra có nhiều ưu điểm về tính an toàn khi khai thác. Điều này giải thích một phần lý do dàn cố định bằng thép được sử dụng rộng rãi. Xu hướng phát triển của kết cấu công trình biển thép: − Về dạng kết cấu: Ngày càng lớn với độ sâu nước ngày càng tăng − Về trọng lượng kết cấu: Ngày càng giảm thiểu trọng lượng nhờ sự phát triển các dạng vật liệu nhẹ, phương pháp thiết kế kết cấu nhẹ như thay đổi trong từng đoạn với tiết diện thanh biên đứng của kết cấu chân đế và thay đổi tiết diện tại các nút là nơi tập trung ứng suất, điều này cho phép giảm trọng lượng tổng thể kết cấu. − Phát triển dàn nhẹ, dàn vệ tinh và kết cấu đỡ đầu giếng: đây là xu hướng mới của loại kết cấu Jacket cho phép điển hình hoá kết cấu và trang thiết bị, đảm bảo công nghệ đơn giản, tin cậy, giảm trọng lượng, giá thành xây dựng… − Về cọc: xu hướng tăng kích thước các cọc chính, giảm bớt hoặc bỏ các cọc phụ. Điều này làm đơn giản kết cấu tổng thể và giảm bớt thời gian thi công trên biển. − Tăng khả năng thi công của thiết bị đóng cọc. − Đối với kết cấu thượng tầng: việc xây dựng bộ phận thượng tầng của các dàn thường được tổ chức phụ thuộc vào các cấu hình sau: + Thượng tầng gồm nhiều khối Block Module. + Thượng tầng kiểu bán toàn khối ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 6/86
  • 7. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT + Thượng tầng kiểu toàn khối + Thượng tầng kiểu tấm phẳng, kiểu mặt boong Công nghệ thượng tầng không cần thiết bị cẩu lắp, đây là một kỹ thuật mới, lắp trọn kết cấu thượng tầng lên đỉnh kết cấu Jacket mà không cần dùng bất kỳ một loại cẩu nổi chuyên dụng nào như công nghệ truyền thống. Theo phương pháp này, việc lắp đặt thượng tầng được thực hiện nhờ một hoặc hai sà lan vận chuyển thông thường, nhờ đó giảm được đáng kể thời gian thi công trên biển. Công nghệ này cũng đã tính đến các điều kiện khác nhau của biển, trọng lượng thượng tầng… I.1.1.2. Công trình biển trọng lực bê tông cốt thép Dàn bê tông trọng lực là kết cấu công trình có tiềm năng phát triển mạnh, thích hợp với vùng nước sâu. Dàn bê tông trọng lực được xây dựng dựa nhờ một số ưu điểm nổi bật sau: − Ổn định bằng trọng lượng bản thân của nó theo nguyên lý móng nông − Tuổi thọ công trình cao − Tận dụng được nguyên vật liệu địa phương, tiết kiệm thép đặc chủng − Khả năng chống ăn mòn của môi trường biển cao − Chi phí duy tu bảo dưỡng ít hơn so với công trình biển thép − Tận dụng được các khoang (xilô) của công trình làm bể chứa − Khả năng chịu lực tốt, chu kỳ dao động nhỏ, khả năng xuất hiện mỏi ít Dàn khoan biển trọng lực đầu tiên là công trình EKOFISKI ở biển Bắc do công ty DORIS ENGINEERING của Pháp thiết kế và hoàn tất năm 1973 ở độ sâu 70m nước. Các công trình dàn bê tông trọng lực trên thế giới có độ sâu từ 42 ÷ 303m nước, phần lớn được xây dựng ở biển Bắc ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 7/86
  • 8. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STTI.1.2. Công trình biển mềm − Công trình biển nổi (Floating Structures) − Công trình biển neo đứng − Công trình biển trụ mềm − Công trình biển neo xiên Công trình biển mềm là loại công trình được sử dụng vào 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 này có thể sử dụng làm bể chứa dầu đồng thời làm kết cấu bến cập tàu. Ngày nay các công trình dạng này đã đạt tới độ sâu hơn 1000m; Các công trình biển mềm được thiết kế sao cho chu kỳ dao động riêng vượt hẳn ra ngoài vùng tập trung năng lượng sóng.I.1.3. Đường ống biển Dùng để vận chuyển các sản phẩm khai thác được từ các giếng về nơi xử lý hoặc vận chuyển nước ép vỉa nhằm duy trì áp suất khai thác, đây là loại hình đang phát triển mạnh mẽ và hiện nay công nghệ chế tạo đường ống đã được chuyên môn hoá rất cao và chiếm một tỷ lệ lớn trong công tác xây dựng các công trình biển. Các loại đường ống rất đa dạng về chủng loại, chiều dài, kích thước tiết diện cũng như độ sâu đặt ống ngày càng tăng;I.1.4. Công trình dàn tự nâng Jackup Đây là loại công trình biển có khả năng di chuyển được, có thể dùng để thăm dò, khai thác. Loại công trình này có thể làm việc độc lập hoặc kết hợp cùng các loại CTB khác nhằm giảm chi phí cho việc xây dựng tại các vùng nước sâu;I.2 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DẦU KHÍ VIỆT NAM Dầu khí là ngành công nghiệp có tiềm năng phát triển hết sức to lớn và toàn diện của đất nước, toàn bộ các hoạt động liên quan đến việc phát hiện, khai thác và làm gia tăng giá trị của nguồn tài nguyên dầu khí tại Việt Nam được chính phủ Việt Nam giao nhiệm vụ cho tập đoàn Dầu khi Việt Nam thực hiện. ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 8/86
  • 9. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT Với tiền thân là Tổng cục Dầu khí, Tổng công ty Dầu mỏ và Khí đốt Việt Nam, Tổng công ty Dầu khí Việt Nam; Tập đoàn Dầu khí Việt Nam (Petrovietnam) được hình thành theo quyết định số 198/2006/QĐ-TTg ngày 29/08/2006 của Thủ tướng Chính phủ. Hện nay với hơn 50 đơn vị thành và các công ty liên doanh, lực lượng lao động với hơn 22.000 người và doanh thu 2006 đạt 174.300 tỷ đồng (khoảng 11 tỷ đô la Mỹ), Tập đoàn Dầu khí Việt Nam hoạt động trong lĩnh vực dầu khí và các lĩnh vực khác không chỉ ở lãnh thổ Việt Nam mà còn cả ở nước ngoài. I.2.1 Quá trình hình thành và phát triển tập đoàn dầu khí Việt Nam − 1961 - Đoàn Địa chất 36 thuộc Tổng cục Địa chất được thành lập để thực hiện nhiệm vụ tìm kiếm, thăm dò dầu khí tại Việt Nam − 1969 - Đoàn Địa chất 36 được tổ chức lại và đổi tên thành Liên đoàn Địa chất 36. − 1975 - Tổng cục Dầu khí Việt Nam được thành lập trên cơ sở Liên đoàn địa chất 36 và Vụ Dầu khí thuộc Tổng cục Hoá chất − 1977 - Công ty Dầu khí Việt Nam (Vietnam Oil & Gas Company – Petrovietnam) trực thuộc Tổng cục Dầu khí Việt Nam được thành lập để thực hiện nhiệm vụ hợp tác với các công ty nước ngoài trong lĩnh vực thăm dò, khai thác dầu khí tại Việt Nam. − 4/1990 - Tổng cục Dầu khí Việt Nam được sát nhập vào Bộ Công nghiệp nặng. − 6/1990 - Tổng công ty Dầu khí Việt Nam (Vietnam Oil & Gas Corporation – Petrovietnam) được tổ chức lại trên cơ sở các đơn vị cũ của Tổng cục Dầu khí Việt Nam. − 5/1992 - Tổng công ty Dầu khí Việt Nam tách khỏi Bộ Công nghiệp nặng và trực thuộc Thủ tướng Chính phủ nước CHXHCN Việt Nam, trở thành công ty dầu khí quốc gia với tên giao dịch quốc tế là Petrovietnam. − 5/1995 - Tổng công ty Dầu khí Việt Nam được Thủ tướng Chính phủ nước CHXHCN Việt Nam quyết định là Tổng công ty Nhà nước với tên giao dịch quốc tế là Petrovietnam. − 8/2006 - Tổng công ty Dầu khí Việt Nam được Thủ tướng Chính phủ nước CHXHCN Việt Nam quyết định là Công ty mẹ - Tập đoàn Dầu khí Việt Nam ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 9/86
  • 10. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT (gọi là Tập đoàn dầu khí Việt Nam) theo Quyết định số 199/2006/QĐ-TTg ngày 29 tháng 8 năm 2006. Tên giao dịch quốc tế: VIETNAM OIL AND GAS GROUP; gọi tắt là PETROVIETNAM. I.2.2 Các hoạt động kinh doanh của tập đoàn dầu khí Việt Nam. − Nghiên cứu, tìm kiếm, thăm dò, khai thác, chế biến, tàng trữ, vận chuyển dầu khí làm dịch vụ về dầu khí; − Xuất nhập khẩu vật tư, thiết bị dầu khí, sảm phẩm dầu khí, hoá dầu; − Kinh doanh và phân phối các sản phẩm dầu, khí, các nguyên liệu hóa phẩm dầu khí; − Khảo sát, thiết kế, xây dựng, khai thác, sửa chữa các công trình, phương tiện phục vụ dầu khí, dân dụng; − Tư vấn đầu tư xây dựng, thiết kế các công trình, phương tiện phục vụ dầu khí, dân dụng; sản xuất và kinh doanh vật liệu xây dựng; − Đầu tư kinh doanh bất động sản; − Đầu tư kinh doanh điện; − Hoạt động tài chính, chứng khoán, ngân hàng; bảo hiểm; − Đào tạo, cung ứng nhân lực dầu khí, xuất khẩu lao động; − Kinh doanh khách sạn, du lịch, văn phòng giao dịchI.2.3 Các mục tiêu hoạt động của Tập đoàn dầu khí Việt Nam. Mục tiêu chiến lược của Tập đoàn: “Phát triển ngành Dầu khí trở thành một ngành kinh tế - kỹ thuật quan trọng, đồng bộ, bao gồm tìm kiếm thăm dò, khai thác, vận chuyển, chế biến, tàng trữ, phân phối, dịch vụ và xuất, nhập khẩu; Xây dựng Tập đoàn Dầu khí mạnh, kinh doanh đa ngành trong nước và quốc tế.” Các mục tiêu cụ thể là: − Đẩy mạnh đầu tư công tác tìm kiếm thăm dò, gia tăng trữ lượng có thể khai thác một cách hợp lý, ưu tiên các vùng khó khăn. Phấn đấu gia tăng trữ lượng dầu khí hàng năm đạt 35-40 triệu tấn dầu quy đổi. ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 10/86
  • 11. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT − Khai thác và sử dụng hợp lý, hiệu quả, tiết kiệm nguồn tài nguyên dầu khí trong nước để sử dụng lâu dài; đồng thời tích cực mở rộng hoạt động khai thác dầu khí ở nước ngoài. Phấn đấu khai thác 25-38 triệu tấn quy dầu/năm trong đó khai thác dầu thô giữ ổn định ở mức 18-20 triệu tấn/năm và khai thác khí 6-17 tỷ m3/năm. − Tích cực phát triển thị trường tiêu thụ khí trong nước, sử dụng khí tiết kiệm, hiệu quả kinh tế cao. Xây dựng và vận hành an toàn hệ thống đường ống dẫn khí quốc gia; sẵn sàng kết nối với đường ống dẫn khí khu vực Đông Nam Á phục vụ cho nhu cầu xuất nhập khẩu khí. Sản xuất 10-15% tổng sản lượng điện của cả nước. − Tích cực thu hút đầu tư của mọi thành phần kinh tế, đặc biệt là đầu tư từ nước ngoài để phát triển nhanh công nghiệp chế biến dầu khí. Kết hợp có hiệu quả giữa các công trình lọc, hoá dầu, chế biến khí để tạo ra được các sản phẩm cần thiết phục vụ nhu cầu của thị trường ở trong nước và làm nguyên liệu cho các ngành công nghiệp khác. − Tích cực thu hút đầu tư từ các thành phần kinh tế, tăng nhanh tỷ trọng doanh thu từ dịch vụ. − Tăng cường phát triển tiềm lực khoa học công nghệ, đầu tư trang thiết bị hiện đại để hiện đại hoá nhanh ngành Dầu khí; xây dựng lực lượng quản lý cán bộ, công nhân dầu khí mạnh cả về chất và lượng để điều hành các hoạt động dầu khí cả ở trong nước và ở nước ngoài.I.3 GIỚI THIỆU VỀ DỰ ÁN PHÁT TRIỂN MỎ SƯ TỬ TRẮNG Mỏ Sư Tử Trắng nằm ở vị trí phía Nam của lô 15-1, cách Thành Phố Hồ Chí Minh gần 200(km) về phía Đông Nam, ở độ sâu gần 50(m) nước. Chủ đầu tư dự án là Công Ty cổ phần Cửu Long JOC được bắt đầu từ ngày 17/03/2010, dự kiến hoàn thành vào khoảng giữa tháng 05/2012. Tổng giá trị của hợp đồng dự án là 145 triệu $. ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 11/86
  • 12. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT Hình I.1: Vị trí lô 15-1 và mỏ STT ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 12/86
  • 13. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT Sơ lược về giàn Sư Tư Trắng: - Giàn Sư Tử Trắng là giàn đầu giếng kết cấu 4 chân, có 4 conductor phục vụ khai thác dầu và khí nằm trong dự án phát triển mỏ Sư Tử Trắng - Độ sâu nước thiết kế là 55.6m - Tổng chiều cao khối chân đế là 62.85m, nặng 1200T - Khối thượng tầng nặng 1100T ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 13/86
  • 14. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT 18500 14000 ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 14/86
  • 15. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 15/86
  • 16. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT CHƯƠNG II NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN - SỐ LIỆU ĐẦU VÀOII.1 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN Trong đợt thực tập cán bộ kĩ thuật tại Phòng Thiết kế phát triển mỏ & Công trình biển – Trung tâm Tư vấn Thiết Kế - Tổng Công Ty Tư vấn Thiết kế Dầu Khí (PV Engineering), được sự tư vấn và gợi ý của Ths. Nguyễn Mạnh Hùng về đề tài tốt nghiệp, em đã chọn đề tài: Tính toán tuổi thọ mỏi kết cấu chân đế giàn Sư Tử Trắng thuộc dự án phát triển mỏ Sư Tư Trắng để thực hiện đồ án tốt nghiệp. Cụ thể nhiệm vụ của đồ án được tóm tắt như sau: - Tìm hiểu lý thuyết tính mỏi công trình biển cố định bằng thép, bao gồm tính mỏi tiền định và tính mỏi ngẫu nhiên - Áp dụng lý thuyết tính mỏi trên để tính toán kiểm tra chân đế giàn Sư Tử Trắng bằng phần mềm SACS trên cở sở đã thiết kế giàn - Từ kết quả tính toán trên phát hiện ra những nút nhạy cảm với hiện tượng mỏi, qua đó có các kiến nghị cho duy tu bảo dưỡng trong quá trình sử dụng và thiết kế lại nếu cần thiết.II.2 SỐ LIỆU ĐẦU VÀO PHỤC VỤ TÍNH TOÁN II.2.1. Số liệu khí tượng hải văn II.2.1.1. Số liệu sóng Bảng 2-1: Số con sóng thống kê được cho tất cả các hướng ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 16/86
  • 17. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT Tz(s) 0-1.0 1.0-2.0 2.0-3.0 3.0-4.0 4.0-5.0 5.0-6.0 6.0-7.0 7.0-8.0 8.0-9.0 9.0-10.0 10.0-11.0 11.0-12.0 12.0-13.0 13.0-14.0 14.0-15.0 15.0-16.0 SUM Tz(Av) 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 10.5 11.5 12.5 13.5 14.5 15.5 Hs(m) 0.1-0.5 0 3 155 1081 222 61 20 9 12 6 3 0 0 0 0 0 1572 0.6-1.0 0 0 0 1297 3568 955 222 196 114 61 44 26 12 3 3 0 6501 1.1-1.5 0 0 0 35 380 3699 1157 377 225 120 96 50 35 15 6 3 6198 1.6-2.0 0 0 0 3 0 243 2820 947 473 356 117 67 44 20 12 0 5102 2.1-2.5 0 0 0 3 0 0 298 2490 488 403 245 67 23 23 20 9 4069 2.6-3.0 0 0 0 0 0 0 0 599 1376 313 225 137 15 12 12 25 2714 3.1-3.5 0 0 0 0 0 0 0 0 558 660 140 117 32 0 6 15 1528 3.6-4.0 0 0 0 0 0 0 0 0 6 552 164 48 23 9 0 0 802 4.1-4.5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 32 336 26 23 6 3 0 426 4.6-5.0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 105 82 9 6 3 0 205 5.1-5.5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 94 9 0 0 0 103 SUM 0 3 155 2419 4170 4958 4517 4618 3252 2503 1475 714 225 94 65 52 29220 II.2.1.2. Số liệu dòng chảy Bảng 2-2: Vận tốc dòng chảy trong điều kiện bão cực hạn với tần suất 100 năm. Vận tốc dòng chảy (m/s) Vị trí N NE E SE S SW W NW Mặt 0.69 0.77 1.4 0.67 0.58 0.61 1.09 0.76 Đáy 0.2 0.35 0.73 0.2 0.2 0.22 0.27 0.2 Bảng 2-3: Vận tốc dòng chảy trong điều kiện bão khi vận hành với tần suất 10 năm. Vận tốc dòng chảy (m/s) Vị trí N NE E SE S SW W NW Mặt 0.55 0.62 1.22 0.54 0.46 0.5 0.97 0.61 Đáy 0.2 0.24 0.53 0.2 0.2 0.15 0.22 0.2 Bảng 2-4: Vận tốc dòng chảy trong điều kiện bão với tần suất 1 năm Vận tốc dòng chảy (m/s) Vị trí N NE E SE S SW W NW Mặt 0.56 0.62 1.1 0.46 0.39 0.52 0.96 0.52 Đáy 0.2 0.23 0.18 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 17/86
  • 18. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT II.2.1.3. Số liệu gió Bảng 2-5: Vận tốc gió trung bình ở độ cao + 10m so với MSL Khoảng thời gian lặp lại Vận tốc gió trung bình trong 1h ở độ cao (+10 m) ,(m/s) (năm) N NE E SE S SW W NW 100 năm( bão cực hạn) 23 23 28 21 19 17 19 24 10 năm(bão vận hành) 18 18 22 16 15 14 15 19 1 năm 18 18 18 13 12 14 14 16 Vận tốc gió trung bình trong khoảng thời gian 1 phút, 3 giây sẽ được tính toán quy đổi từ vận tốc gió trung bình trong 1h theo tiêu chuẩn API RP-2A. II.2.1.4. Thủy triều Bảng 2-6: Biên độ thủy triều Biên độ triều Giá trị (m) Biên độ triều cao nhất so với MSL +1.7 Biên độ triều thấp nhất so với MSL - 2.8 II.2.1.5. Nước dâng do bão Bảng 2-7: Nước dâng do bão 100 năm (+)0.3m 10 năm (+)0.2m 1 năm (+)0.1m II.2.1.6. Hà bám Bảng 2-8: Số liệu về hà bám ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 18/86
  • 19. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT Chiều dày hà bám Độ sâu (m) Độ nhám (mm) (mm) MSL 51 25 4.500 153 64 52.00 102 64 Đáy biển 25 13 II.2.2. Số liệu địa chất Trọng trong ∅ Góc mát ứng suất cắt không thoát Độ sâu Loại lượng đơn (độ) nước Cu (KN/m2) STT dưới đáy đất vị biển (m) Đỉnh lớp đất Đáy lớp đất (KN/m3) 1 0.0-0.4 Cát 20 9.9 2 0.4-2.4 Sét 95 95 10.9 3 2.4-6.6 Cát pha 20 9.5 4 6.6-7.7 Cát-bùn 20 10.0 5 7.7-11.0 Sỏi 15 10.1 6 11.0-18.0 San hô 20 8.7 7 18.0-19.1 San hô 20 8.9 8 19.1-22.4 Cát pha 20 9.7 9 22.4-25.3 cát 20 9.3 10 25.3-28.5 cát 20 10.7 11 28.5-29.5 Sỏi 20 11.0 12 29.5-31.7 Sỏi 25 10.0 13 31.7-35.2 San hô 20 10.7 14 35.2-39.8 Sỏi 20 10.6 15 39.8-43.8 Sét 160 160 9.7 16 43.8-47.8 Sét -bùn 20 10.0 ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 19/86
  • 20. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT Trọng Góc mát ứng suất cắt không thoát lượng đơn ∅ (độ) STT Độ sâu (m) Loại đất sát trong nước Cu (KN/m2) vị Đỉnh lớp đất Đáy lớp đất (KN/m3) 17 47.8-49.4 Sét 100 100 9.8 18 49.4-51.7 Sét 150 150 10.5 19 51.7-55.5 Sét 185 185 10.2 20 55.5-57.6 Sét 160 160 10.2 21 57.6-59.7 Bùn 20 9.4 22 59.7-61.7 Sét 180 120 10.3 23 61.7-65.6 Cát pha 25 10.2 24 65.6-68.9 Sét 175 175 10.1 25 68.9-71.6 Sét 200 200 10.1 26 71.6-75.5 Sét 160 160 9.7 27 75.5-89.9 Sét 130 180 9.6 28 89.9-93.4 Sét 270 270 9.7 29 93.4-99.8 Sét 135 135 10.1 30 99.8-102.0 Cát 25 9.2 31 102.0-104.0 Cát 25 9.6 32 104.0-107.2 Cát 25 9.8 33 107.2-109.0 Cát 20 10.6 34 109.0-116.2 Cát 30 10.5 35 116.2-128.4 Cát pha 25 10.4 36 128.4-131.2 Sét 140 300 9.8 37 131.2-132.7 Cát 25 10.3 38 132.7-136.4 Sét 135 205 9.9 39 136.4-141.9 Cát 25 10.2 ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 20/86
  • 21. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT II.2.3. Số liệu khác II.2.3.1. Hệ số thủy động Hệ số cản vận tốc Cd và hệ số quán tính Cm trong tính toán mỏi được lấy theo tiêu chuẩn API RP-2A WSD như sau: Hệ số thủy động Vật cản bề mặt nhẵn Vật cản bề mặt nhám Cd 0.5* 0.8* Cm 2.0 2.0 Hệ số cản vận tốc Cd sẽ được điều chỉnh tăng thêm 5% kể đến những kết cấu, thiết bị đi kèm (như: anodes…vv…) mà không được mô hình hóa trong kết cấu. II.2.3.2. Độ dốc sóng Độ dốc sóng được chọn là 1/20 cho tính toán II.2.3.3. Lí thuyết sóng Lí thuyết sóng được chọn để tính toán tải trọng sóng gây mỏi phục vụ phân tích mỏi là lí thuyết sóng Airy ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 21/86
  • 22. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT CHƯƠNG III CƠ SỞ LÍ THUYẾT TÍNH MỎI VÀ TIÊU CHUẨN ÁP DỤNGIII.1 HIỆN TƯỢNG PHÁ HỦY MỎI TRONG KẾT CẤU Hiện tượng mỏi là hiện tượng phá huỷ của kết cấu dưới tác động lặp lại nhiều lần của ứng suất, đến khi kết cấu xuất hiện vết nứt, các vết nứt phát triển dần đến khi có phá huỷ hoàn toàn kết cấu: Hiện tượng mỏi được phát sinh khi có đủ hai điều kiện cần sau: - Tải trọng tác động có gía trị thay đổi theo thời gian hoặc thay đổi có chu kì. Chu kì có thể đều hoặc không đều. - Vật liệu làm kết cấu không đồng nhất. Hiện tượng mỏi cần có điều kiện đủ sau: - Số chu trình lặp lại của mức ứng suất phải đủ lớn để gây mỏi. Nếu ứng suất lớn thì cần ít chu trình để gây ra mỏi, nếu ứng suất nhỏ thì cần nhiều chu trình hơn. Trạng thái làm việc của công trình biển: - Tải trọng sóng tác dụng lên công trình là tải trọng thay đổi có chu kì và tác động lặp lại trong suốt thời gian tồn tại của công trình. - Vật liệu thép ống chế tạo tại nhà máy nhưng được thi công hàn tại công trường vì vậy không tránh khỏi khuyết tật. - Kết cấu dạng khung không gian của các công trình biển đòi hỏi nhiều nút liên kết các thanh lại với nhau tạo ra sự tập trung ứng suất lớn tại các nút này làm tăng nguy cơ phá hủy mỏi. Đây chính là điều kiện cần và đủ có thể xảy ra hiện tượng mỏi trong công trình biển. Các giai đoạn phá huỷ mỏi: ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 22/86
  • 23. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT - Giai đoạn 1: Với chu trình N1 đủ lớn thì kết cấu bắt đầu xuất hiện các vết rạn nhỏ tại các vị trí xung yếu nhất. - Giai đoạn 2: Quá trình vết nứt được lan truyền chậm sang các vị trí lân cận và sâu vào bên trong bề mặt vật liệu N2 > N1, thời gian lan truyền các vết nứt là (N2 – N1)Tm. Trong đó Tm là chu kì trung bình của ứng suất. - Giai đoạn 3: Vết nứt lan truyền rất nhanh và dẫn đến các cấu kiện bị phá huỷ tại mặt cắt. Tính toán mỏi là phần tính toán thứ hai trong tính toán kiểm tra kết cấu chân đế và là yêu cầu không thể thiếu đối với kĩ sư thiết kế. Quy trình tính mỏi trong thiết kế thực hành : chọn trước tuổi thọ mỏi của kết cấu dựa vào yêu cầu thiết kế của công trình và sử dụng thiết kế mỏi để đảm bảo tuổi thọ tính toán tại ‘điểm nóng’ của kết cấu lớn hơn tuổi thọ dự kiến. Tính mỏi không tính được khả năng chịu mỏi của công trình, nhưng nó cho biết những điểm nhạy cảm có tuổi thọ bé hơn tuổi thọ thiết kế để có kế hoạch theo dõi và sửa chữa.III.2 TẢI TRỌNG GÂY MỎI Tải trọng gây mỏi là tải trọng thường xuyên tác động vào công trình có giá trị thay đổi theo thời gian hoặc thay đổi có chu kì, như: sóng, gió, lực thủy tĩnh, nhiệt độ, v.v… Tuy nhiên trong phạm vi đồ án chỉ tính toán tuổi thọ mỏi cho khối chân đế của giàn do đó tải trọng gây mỏi được quan tâm ở đây là tải trọng sóng. Tải trọng sóng gây mỏi được xem xét theo 8 hướng sóng tiếp cận công trình.III.3 PHƯƠNG PHÁP TÍNH MỎI Phương pháp tính mỏi được chia làm 2 nhóm phương pháp sau: - Phương pháp xác định tổn thương tích lũy: Phương pháp xác định tổn thương tích luỹ: Dựa vào lý thuyết tổn thương tích luỹ của Palgreen-Miner và các đường cong mỏi S-N được xây dựng từ các thí nghiệm, áp dụng để dự báo tuổi thọ mỏi. Dựa trên phương pháp xác định tổn thương tích luỹ có các phương pháp cụ thể sau: 1. Phương pháp tiền định. 2. Phương pháp phổ. ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 23/86
  • 24. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT 3. Phương pháp lịch sử thời gian (Phương pháp mô phỏng). - Lý thuyết cơ học phá huỷ: Sử dụng các lý thuyết về sự hình thành và lan truyền vết nứt để tính toán áp dụng cho giai đoạn 2 và 3 của hiện tượng mỏi. Luật phát triển vết nứt Paris thường được sử dụng trong tính toán theo phương pháp này. Mỗi phương pháp có ưu nhược điểm riêng, trong đồ án này hai phương pháp được tìm hiểu kĩ là: phương pháp tiền định và phương pháp phổ.III.4 ĐIỂM NÓNG – HỆ SỐ TẬP TRUNG ỨNG SUẤT – ĐƯỜNG CONG MỎI III.4.1. Điểm nóng (host spot) Điểm nóng là điểm có ứng suất cục bộ cực đại, có vị trí tại liên kết giữa các phần tử, tức là ở các vị trí bất liên tục của kết cấu điển hình là nút ống, vị trí và giá trị chính xác của nó phụ thuộc vào dạng hình học của liên kết và các điều kiện chịu tải. h=2chiÒu dµy èng chñ vïng c¸c ®iÓm nãng Điểm nóng thường được khảo sát và cũng là một ví dụ về điểm nóng phụ thuộc vào dạng hình học và tải trọng: ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 24/86
  • 25. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT Ong nhanh Ong chinh (Brance) Diem Hong (Chord) ( Crown point ) Diem Dinh (Saddle Point ) Vi tri diem nong Phan tu Tai trong Uon trong mat Uon ngoai mat doc truc (AX) phang (IPB) phang (OPB) Ong chinh Ong nhanh Tại vành hàn nối giữa ống nhánh với ống chính, thường có hai dạng phá huỷ điển hình, cả hai dạng phá huỷ này thường xảy ra trong vùng lân cận với mối hàn đỉnh: - Phá huỷ phía ống nhánh (tách giữa ống nhánh và mối hàn) - Phá huỷ phía ống chính (tách giữa ống chính và mối hàn) Ong nhanh Ong nhanh (Brace) (Brace) Duong han Duong han Ong chinh Ong chinh (Chord) (Chord) Pha huy giua ong nhanh va moi han Pha huy giua ong chinh va moi han Hình vẽ mô tả sự thay đổi ứng suất tại điểm nóng: ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 25/86
  • 26. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT Snotch Shot Shot3/2 Stress Snom Weld toe Snom : Ứng suất danh nghĩa. Shot : Ứng suất tập trung tại điểm nóng chỉ kể tới ảnh hưởng của biến đổi đột ngột dạng hình học. Snotch : Ứng suất tập trung có kể tới biến đổi dạng hình học và ảnh hưởng của mối hàn. III.4.2. Hệ số tập trung ứng suất SCF Biểu thức xác định ứng suất cục bộ:  e = (SCF ) n  n : Ứng suất danh nghĩa tại vị trí tương ứng của đầu phần tử thuộc nút đang xét.  e : Ứng suất cục bộ tại vị trí điểm nóng của nút khảo sát. SCF: hệ số tập trung ứng suất tại điểm nóng đang xét - là vấn đề chúng ta đang quan tâm ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 26/86
  • 27. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT Ong nhanh Ong nhanh (Brace) (Brace) Ong chinh Ong chính (Chord) (Chord) Hệ số tập trung ứng suất phụ thuộc vào điều kiện chịu tải, dạng hình học của nút, vị trí ống nhánh quy tụ vào nút, cấu tạo hình học mối hàn xét trong mối liên hệ với đường cong mỏi S-N tương ứng. Cơ sở xác định SCF: - Phương pháp phần tử hữu hạn (phương pháp lý thuyết). - Thí nghiệm mô hình (phương pháp thực nghiệm). - Xây dựng các công thức số (nhận được từ mô hình số, mô hình vật lý và phương pháp phần tử hữu hạn) Phương pháp thứ 3 thường được sử dụng trong thiết kế với các nút ống đơn giản. Chính vì vậy trong đồ án này phương pháp thứ 3 được tập trung nhiều hơn. III.4.2.1. Phương pháp phần tử hữu hạn Trong trường hợp các công thức kinh nghiệm không có sẵn để tính hoặc độ chính xác không đủ thì phải dùng phương pháp tinh vi là phương pháp PTHH để xác định SCF. Phương pháp PTHH cho phép tính SCF tại nút có hình dạng bất kì, bằng cách sử dụng các phần tử vỏ mỏng có thể phân tích được biến dạng tại điểm nóng của nút, trong đó việc chia lưới các phần tử phải đủ dầy sao cho có thể xác định được biến thiên theo bước chia của ứng suất cục bộ và tìm được giá trị ứng suất tại vị trí chân mối hàn thực tế. Cũng ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 27/86
  • 28. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT có thể sử dụng các phần tử vỏ dày và các phần tử khối đẳng hướng để mô tả vùng mối hàn; Nhược điểm chính của phương pháp này giá thành cao và phải tốn nhiều thời gian Từ các kết quả tính toán theo phương pháp PTHH rút ra nhận xét: Gía trị tại một điểm gốc 0 không có ý nghĩa thực tế và giá trị tại nút  e phải lấy tương ứng tại chân mối hàn thuộc ống chính hoặc ống nhánh (Hình vẽ trên). Việc xác định các ứng suất tập trung và các hệ số tập trung ứng suất SCF tại các nút phức tạp của kết cấu bằng phương pháp PTHH có thể thực hiện bởi các chương trình máy tính thích hợp có sẵn chư các phần mềm nổi tiếng ADINA, ANSYS, ABAQUS, NASTRAN, SAMCEF, . III.4.2.2. Phương pháp thí nghiệm mô hình Giá trị của các hệ số tập trung ứng suất cũng có thể được xác định bằng phương pháp thí nghiệm trên mô hình, trong đó sử dụng các thiết bị đo biến dạng; Từ các giá trị đo biến dạng có thể ngoại suy ra các giá trị của giá trị ứng suất tương ứng: giá trị ứng suất cục bộ tại chân mối hàn  e . Thông thường có các phương pháp đo biến dạng: - Phân tích quang đàn hồi trên mô hình chất dẻo ở tỉ lệ nhỏ. - Dùng thiết bị đo biến dạng trên mô hình. - Dùng thiết bị đo biến dạng trên mô hình kết cấu thép III.4.2.3. Phương pháp số Các công thức số được sử dụng rộng rãi trước tiên vì nó cho phép sử dụng dễ dàng và nhanh chóng, tuy nhiên nó có thể đưa đến sai số lớn nếu áp dụng không đúng phạm vi hoặc dạng hình học của nó, do đó việc đi xác định phạm vi áp dụng và phân loại nút là công việc rất quan trọng. ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 28/86
  • 29. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT Phạm vi áp dụng công thức số tính hệ số SCF: Bảng 3-1: Phạm vi sử dụng công thức tương ứng với các nút. Loại nút Lực dọc trục Uốn trong mp Uốn ngoài mp Kuang Kuang Kuang T DnV DnV DnV Lloyds Lloyds Lloyds Kuang Kuang Kuang Y Loyds Loyds Loyds X Lloyds Lloyds Lloyds Kuang Kuang Kuang K, TY Lloyds Lloyds Lloyds Kuang KT Lloyds Lloyds Lloyds Bảng 3-2: Phạm vi giá trị các thông số hình học Thông số DnV Kuang Lloyds hình học Thanh chủ Thanh rằng  6.67 - 40 7 - 16 8 - 40  0.3 – 0.8 0.225 – 0.9 0.3 – 0.9 0.13 – 1.0  8.33 – 33.3 10 – 30 10 -30 12 -32  0.2 – 0.8 0.4 – 1.0 0.47 – 1.0 0.25 – 1.0  0.0 -  /2  /2  /2  /6 -  /2  0.01 – 1.0 ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 29/86
  • 30. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT Các công thức tính hệ số SCF: Bảng 3-3: Công thức theo API (Công thức Efthymiou) ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 30/86
  • 31. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT Dạng hình học S.C.F Phạm vi áp dụng và chịu tải Ống chính S.C.F=1.981. 0.057.e −1.2. . 0.808. 1.333. sin1.694  3 TY AX Ống nhánh S.C.F= 3.751. 0.12 .e −1.35. . 0.55 . . sin1.94  3 Ống chính TY S.C.F = 0.702.  −0.04 . 0.6 . 0.86 . sin 0.57  I.P.B Ống nhánh S .C .F = 1.301 . −0.38 . 0.23 . 0.38 . sin 0.21  TY Ống chính 0.3 ≤  ≤ 0.55 O.P.B S.C.F = 1.024.  0.7874 . 1.014 . 0.889 . sin 1.557  Ống nhánh 0.3 ≤  ≤ 0.55 S .C .F = 1.522 . 0.801 . 0.852 . 0.543 . sin 2.033  6.6 ≤  ≤ 40 Ống chính 0.55 ≤  ≤ 0.75 0.3 ≤  ≤ 0.8 S.C.F = 0.462.  −0.619 . 1.014 . 0.889 . sin 1.557  8.3 ≤  ≤ 33.3 Ống nhánh 0.55 ≤  ≤ 0.75 0.2 ≤  ≤ 0.8 S .C .F = 0.796 . −0.281 . 0.852 . 0.543 . sin 2.033  0.01 ≤  ≤ 1.0 Ống chính S.C.F = 1.506 . −0.059 . 0.666 . 1.104 . 0.067 sin 1.521  0 o ≤  ≤ 90 o KTY AX Ống nhánh  2 : góc nghiêng S.C.F = 0.920 . −0.441 . 0.157 . 0.56 . 0.058 .e 1.448. sin  ống nhánh giữa Ống chính KTY S.C.F = 1.822 . 0.06 . 0.38 . 0.94 . sin 0.9  I.P.B Ống nhánh S.C.F = 2.8727 . −0.35 . 0.35 . sin 0.5  Ống chính S.C.F = 1.832. 0.12 . 0.10 . 0.68 .( 1 +  2 ) sin 0.5  0.126 Ống nhánh 0 o ≤  ≤ 45o S.C.F = 6.056. −0.36 . 0.10 . 0.68 .( 1 +  2 ) sin 0.5  0.126 KT AX Ống nhánh 45 o ≤  ≤ 90 o S.C.F = 13.804. −0.36 . 0.10 . 0.68 .( 1 +  2 ) sin 2.88  0.126 Ống nhánh trung gian 0 o ≤  2 ≤ 90 o S.C.F = 4.981. −0.396 . 0.123 . 0.672 .( 1 +  2 ) sin 2.267  2 0.159 ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 31/86
  • 32. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT Bảng 3-4: Công thức theo Lloyd’s Register Dạng hình học S.C.F Phạm vi áp dụng và chịu tải ( ( Ống chính S.C.FSadde =  . 6.78 − 6.42. 0.5 . . . sin 1.7+0.7   3 ) ) S.C.FCrown = k c + k o .k c Ống nhánh S.C.FSadde = 1.0 + 0.63 .S .C .FSad .thanhchu TY AX S.C.FCrown = 1.0 + 0.63 .S .C .FCro .thanhchu ( )( k c = 0.7 + 1.37.(1 −  ). 0.5 . . 2. sin 0.5  − sin 3  ) ( )( ) k o =  .  −  .(2. ) . 0.5. −  . sin −1  . sin  . 1 − 1.5. −1 −1 ( ) −1 ( k c = 1.05 + 30.0. −1. 1.5 .(1.2 −  ). cos 4  + 0.15( )) Ống chính T,Y,K,KT,X S.C.FCrown = 0.75. 0.6 0.8 ( ) . . 1.6. 0.25 − 0.7. 2 . sin (1.5−1.6. )  I.P.B Ống nhánh S.C.FCrown = 1.0 + 0.63 .S .C .FCro .thanhchu Ống chính TY ( ) S.C.FSadde =  . 1.6 − 1.15. 5 . . . sin (1.35+  )  2 8 ≤  ≤ 40 O.P.B Ống nhánh S.C.FSadde = 1.0 + 0.63 .S .C .FSad .thanhchu 0.13 ≤  ≤ 1.0 Ống chính 12 ≤  ≤ 32 X ( S.C.FSadde = 1.7. . . . 2.42 − 2.28. 2.2 . sin  ) 2 (15−14.4  )  0.25 ≤  ≤ 1.0 AX Ống nhánh 0< S.C.FSadde = 1.0 + 0.63 .S .C .FSad .thanhchu 30o ≤  ≤ 90o X ( Ống chính S.C.FSadde =  . 1.56 − 1.46. 5 . . . sin  (15−14.4  )  ) 2  2 : góc nghiêng Ống nhánh ống nhánh giữa O.P.B S.C.FSadde = 1.0 + 0.63 .S .C .FSad .thanhchu Ống chính trung gian: M1 = M2 = M3,  2 > 1 ,  2 >  3 , 1 =  3 KT ( )( S.C.FSadde = CCCQ. y. Jo int  = 2 . 1.0 + 2.0( 2 / 1 ) 0 .3 ) O.P.B .(sin 1 / sin  2 ) (1.35+  ).(0.016. . )( +0.45 ) .(1.0 − 0.1(1.0+4 ) )2 2 Ống nhánh trung gian S.C.FSadde = 1.0 + 0.63 .S .C .FSad .thanhchu ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 32/86
  • 33. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT Dạng hình học S.C.F Phạm vi áp dụng và chịu tải Chord 1 >  2 , P2 = P . sin 1 / sin  2 )( ). 1 ( S.C.FSadde = CCC Q. y . Jo int  =1 . 1.0 − (0.012. ) (0.67. +0.4 ) .(sin 1 / sin  2 ) (0.1−0.7  ) 3 8 ≤  ≤ 40 .(2.0. ) −0.5 0.05  K S.C.FCrown = 1.1. 0.65. . . sin 1. sin  2 0.13 ≤  ≤ 1.0 K.T AX ( . 1.5. 0.25 −  2 ) 12 ≤  ≤ 32 Ống nhánh S.C.FSadde = 1.0 + 0.63 .S .C .FSad .thanhchu 0.25 ≤  ≤ 1.0 0< S.C.FCrown = 1.0 + 0.63 .S .C .FCro .thanhchu 30o ≤  ≤ 90o  2 : góc nghiêng Ống chính 1 >  2 , M 1 = M 2 )( ). ống nhánh giữa ( S.C.FSadde = CCC Q. y . Jo int  =1 . 1.0 + (0.016. . ) ( + 0.45 ) (1 /  2 )0.33 .(sin 1 / sin  2 )(0.35+  ).(1.0 − 0.1.(1.0+4 ) ) 2 K O.P.B Ống nhánh S.C.FSadde = 1.0 + 0.63 .S .C .FSad .thanhchu Bảng 3-5: Công thức theo DnV Dạng hình học S.C.F Phạm vi áp dụng và chịu tải Ống chính Ống chính T ( S.C.F = 1.44 - 3.72.( - 0.47) . 2 0.87 ). 1.37 . 0.06 . sin 1.694  7.0 ≤  ≤ 40 AX Ống nhánh 0.255 ≤  ≤ 0.9 ( ) S.C.F = 1.00 - 1.78.( - 0.5)  0.76 . 0.57 . 0.12 . sin1.94  2 8.3 ≤  ≤ 33.3 T ( Ống chính S.C.F = 1.65 - 1.1.( - 0.42) . 0.38 . 1.05 . sin 0.57  2 ) 10 ≤  ≤ 30 Ống nhánh 0.4 ≤  ≤ 1.0 I.P.B ( S .C.F = 0.95 − 0.65.( − 0.41) . 2 ) 0.39 . 0.29 . sin 0.21  0o ≤  ≤ 90o Ống chính Ống nhánh ( S.C.F = 1.01 - 3.36.( - 0.64) . 2 ) 0.95 . 1.18 . sin 1.557  7.0 ≤  ≤ 16 Ống nhánh 0 .3 ≤  ≤ 0 .9 T O.P.B ( 2 ) S .C.F = 0.76 − 1.92.( − 0.72) . 0.89 . 0.47 . sin 0.2033  10 ≤  ≤ 30 0.47 ≤  ≤ 1.0 0 o ≤  ≤ 90 o ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 33/86
  • 34. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT III.4.3. Đường cong mỏi S-N Đường cong mỏi S-N được xác định bằng thực nghiệm, nó biểu diễn mối quan hệ giữa biên độ ứng suất ( ∆  hay S) trong một mẫu thí nghiệm hay một nút khảo sát và mốt số chu trình ứng suất khi đạt tới phá huỷ. Đường cong mỏi S-N nói chung phụ thuộc hai tham số thực nghiệm (m, a), là loại đường cong Wohler: N = a.S-m Hay có dạng phi tuyến khi xét trong hệ toạ độ loga: Log10N = log10a – m.log10S Đường cong mỏi mô tả các quan sát thực nghiệm, qua đó cho thấy thực tế tồn tại một mức ứng suất (đúng hơn là biên độ ứng suất) mà với tất cả các biên độ ứng suất thấp hơn nó không bao giờ xảy ra hiện tượng phá huỷ mỏi. Thực tế cho thấy rằng hiện tượng phá huỷ các nút hàn của kết cấu chủ yếu do quá trình hàn gây ra. Do dó, có thể quan niệm giới hạn mỏi thực nghiệm tương ứng với mức ứng suất ngưỡng để bắt đầu gây ra hiện tượng lan truyền từ khuyết tật ban đầu. Các công trình biển chịu tải trọng ngẫu nhiên với các giá trị lớn hơn mức ứng suất ngưỡng, trong quá trình đời sống công trình, các vết nứt ban đầu sẽ phát triển, trong khi mức ứng suất ngưỡng và giới hạn mỏi lại giảm xuống. Do hiện tượng này, nên đối với các đường cong S-N, thường độ dốc có giá trị thay đổi khi số chu trình ứng suất N > 107. Sau đây tôi sẽ giới thiệu đường cong mỏi S-N trong tiêu chuẩn API RP-2A , một trong những tiêu chuẩn được áp dụng nhiều nhất trong các tiêu chuẩn quy phạm công trình biển về tính mỏi. Phương trình: −m  ∆  6  N = a.S = 2 × 10  ∆ ref -m    N : số lượng chu trình cho phép để nút chịu được số gia ứng suất ∆  ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 34/86
  • 35. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT ∆ ref : Số gia ứng suất ứng với số chu trình cho phép 2.106 Trong các đường cong này giới hạn mỏi xuất hiện tại chu trình 2.108 100 X X 10 Stress range S (ksi) X X 1 0.5 10^3 10^4 10^5 10^6 10^7 10^8 10^9 So luong chu trinh chat tai cho phep N Hình III.1: Biểu đồ đường cong mỏi S-N API Các thông số của hai đường cong mỏi X và X’ cho trên bảng sau: Loại đường ∆ ref Giới hạn mỏi tại m cong S-N Tại N = 2.108 N = 2.108 X 100 N/mm2 4.38 35 N/mm2(5.07Ksi) X’ 79 N/ mm2 3.74 23N/mm2 ( 3.33 Ksi) Các đường cong này áp dụng trong trường hợp: - Tải trọng mang tính ngẫu nhiên (Tiền định được xem như trường hợp riêng); - Biện pháp chống ăn mòn bằng bảo vệ cathode được xem như có hiệu quả. ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 35/86
  • 36. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT - Đối với các vùng không có bảo vệ chống ăn mòn, vùng nước dao động, vùng chịu ăn mòn mạnh: cần xem xét thêm về giá trị của giới hạn mỏi. Tuy nhiên cần tránh bố trí các nút ống ở khu vực nước dao động. - Đối với các nút ống chịu tải trọng điều hoà tác động trong vùng khí quyển, giới hạn mỏi đạt tại N = 107 đối với đường cong X và tại N = 2 × 107 đối với đường cong X’. - Đối với đường cong S-N (X) : các mối hàn phải được kiểm tra, có sự chuyển tuyếp êm giữa chân mối hàn và kim loại gốc như diễn tả ( Hình vẽ ) và ống nhánh có chiều dày nhỏ hơn 25 mm (in), nếu chiều dày lớn hơn phải áp dụng công thức hiệu chỉnh. Tuy nhiên, có thể vẫn dung đường cong X mà không cần hiệu chỉnh trường hợp ống nhánh có chiều dày lớn hơn 25mm (1 in) nếu bề mặt mối hàn được mài nhẵn sao cho có bán kính lớn hơn hoặc bằng ½ chiều dày ống nhánh. Vệt mài cuối cùng phải vuông góc với trục đường hàn , cuối cùng mối hàn phải được kiểm tra bằng bột từ. - Đường cong S-N (X’) là đường cong bị hạ thấp so với đường cong X, thích hợp với tiêu chuẩn chịu mỏi thấp hơn. Đó là trường hợp mối hàn không được kiểm tra (Hình vẽ) tuy nhiên phải đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn cơ bản của ANSI/AWS và ống nhánh có chiều dày nhỏ hơn 16 mm (0.625 in). Đối với trường hợp ống nhánh lớn hơn phải áp dụng công thức hiệu chỉnh. - Đường cong mỏi S-N được xây dựng dựa trên yêu cầu về chất lượng mối hàn phải được đảm bảo theo tiêu chuẩn ANSI/AWS , không được có các rãnh bề mặt không được tạo ra biến đối đột ngột về ứng suất (trừ trường hợp tập trung ứng suất đã được kể đến do yếu tố hình học nút tại điểm nóng) - Đường cong mỏi S-N được xây dựng dựa trên sự phá huỷ mỏi tại các điểm nóng của nút, trong đó sử dụng các loại vật liệu theo phân nhóm của API. ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 36/86
  • 37. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT G oc nhon L uon em V et duong han C han m oi han C han m oi han K huyet canh A ) M o i h a n c o k ie m tr a B ) M o i h a n k h o n g d u o c k ie m tr aAPI đã đưa ra biểu thức sau nhằm hiệu chỉnh ứng suất mỏi cho phép khi áp dụng các đường cong mỏi S-N (X và X’): t  Ứng suất mỏi cho phép = So.   to  Trong đó: So: Ứng suất mỏi cho phép xác định từ đường cong mỏi dạng chuẩn nêu trên. t: chiều dày ống nhánh. to: chiều dày giới hạn ống nhánh có gía trị. to = 25 mm (1 in) đối với đường cong X. to = 16 mm đối với đường cong X’.III.5 TÍNH TOÁN MỎI THEO QUAN ĐIỂM TIỀN ĐỊNH Sơ đồ thuật toán: ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 37/86
  • 38. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT Phương pháp tính mỏi tiền định Số liệu sóng đầu vào Tính tải trọng sóng điều hoà theo Morison Tính nội lực và chuyển vị của kết cấu Hệ số SCF Tính số gia ứng suất tại các Hotspot Đường cong mỏi S-N Tổn thương mỏi ứng với các số gia ứng suất Đơn vị thời gian thống kê trạng thái biển Tổng tổn thương mỏi tích luỹ Số chu trình ứng suất tới phá huỷ Hệ số an toàn và Tổn thương cho phép Tuổi thọ mỏi thực của kết cấu ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 38/86
  • 39. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT III.5.1. Tải trọng sóng Số liệu sóng đầu vào được lấy từ theo các thống kê sóng với các số liệu có sẵn với vị trí xây dựng công trình. Điển hình là số liệu sóng tích luỹ các sóng, đường cong tích luỹ các sóng, sơ đồ phân phối sóng, nếu không có sẵn các thống kê sóng, có thể chấp nhận một luật phân phối bất kì, ví dụ luật Weibull được đề nghị:  − H  H    o P(Hi>H) = exp exp Trong đó: Ho,  : các thông số phụ thuộc vào vị trí xây dựng công trình. Đối với kết cấu chân đế công trình biển thép cố định, các phần tử thường có kích thước nhỏ, không gây ảnh hưởng đáng kể đến trường vận tốc và gia tốc của nước theo hướng vuông góc trục phần tử. Trong trường hợp này các tải trọng sóng được tính theo phương trình Morison, có dạng như sau: 1 F = FD + FI = .  .D.CD.v v +  .(1+Cm).A.a 2 Trong đó: FD: lực cản vận tốc. FI: lực cản quán tính.  : khối lượng riêng của nước biển v, a: vận tốc, gia tốc của phần tử nước. CD, Cm: hệ số cản vận tốc, quán tính. D: đường kính trụ. A: diện tích chắn nước của trụ. ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 39/86
  • 40. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT Một trong những khó khăn khi sử dụng công thức Morison là xác định hệ số CD và CM và việc chọn lý thuyết sóng; - Lý thuyết sóng: Nói chung lý thuyết sóng Airy thường được sử dụng để tính mỏi do nó là lý thuyết sóng tuyến tính sẽ thuận tiện trong tính toán và đối với chiều cao sóng để tính mỏi. - CD, CM phụ thuộc vào lý thuyết sóng sử dụng và chế độ hà bám. Đối với phần tử trụ tròn, lấy CD = 0.6 ÷ 1.2, CM = 1.3 ÷ 2. API khuyến nghị chọn hệ số cản vận tốc, quán tính phụ thuộc điều kiện biển, ví dụ số Keulegan-Carpenter K. Đối với sóng nhỏ (sóng để tính mỏi 1.0 < K < 6.0), đối với phần tử ở mức nước trung bình CM =2; CD = 0.8 đối với trụ nhám và CD = 0.5 đối với trụ trơn. Vì chế độ hà bám thay đổi suốt đời sống công trình. - Vận tốc v, gia tốc a của phần tử nước chuyển động là biểu thức phụ thuộc vào chiều cao sóng H, chu kì són T, độ sâu nước d, thời gian t sẽ được xác định tùy theo lý thuyết sóng sử dụng . Ở đây là lý thuyết sóng tuyến tính Airy Từ đường cong tích luỹ sóng cho phép lựa chọn các sóng đều riêng biệt (chiều cao, chu kỳ) cùng hướng truyền sóng. Các tiêu chuẩn công trình biển khuyến nghị: xét tám hướng sóng tác động, chia chiều cao sóng thành các dải mặc định trước, xác định phản ứng công trình từ các sóng mặc định trước, phản ứng công trình từ các sóng thực tế được nội suy từ các sóng mặc định này. Điều này cần thiết để xác định sự phân phối dài hạn của số gia ứng suất khi đã biết phân phối dài hạn của các con sóng cá biệt, cần chú ý các sóng điển hình sao cho ảnh hưởng chủ yếu đến các tổn thất mỏi tích luỹ, theo DnV thì là các sóng này có chiều cao từ 3 đến 10 m. III.5.2. Xác định ứng suất danh nghĩa theo phương pháp tiền định Để tính toán kết cấu ta sử dụng phương trình động lực học của kết cấu biểu diễn dưới dạng ma trận sau (lực F được tính như ở phần trên): [M ]{X } + [C ]{X } + [K ]{X } = {F }   Trong đó: ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 40/86
  • 41. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT M: Ma trận khối lượng. C: Ma trận cản. K: Ma trận độ cứng. F: Ma trận ngoại lực. X: Vecto chuyển vị kết cấu. Đối với tính mỏi tiền định, phương pháp tính với biến số thời gian được sử dụng chủ yếu Việc giải với biến số miền thời gian cho phép có thể kể tới số hạng phi tuyến của lực cản khi tính tải trọng sóng, cũng như dạng phi tuyến trong tính chất tương tác kết cấu- nền đất, để tính được phản ứng của kết cấu dưới dạng trạng thái nội lực, có thể dùng phương pháp tĩnh hoặc động. - Phương pháp tựa tĩnh đơn giản song cho kết quả có độ chính xác không cao. Kết quả đủ dùng cho bước thiết kế sơ bộ, và tương đối chính xác cho kết cấu có độ mảnh nhỏ, có chu kì dao động riêng nhỏ hơn 3 s. - Phương pháp tính động đòi hỏi khối lượng tính toán lớn, nhưng có kết quả chính xác hơn nhất là đối với kết cấu có độ mảnh lớn, có chu kì dao động riêng lớn hơn 3 s. Với mỗi tải trọng sóng (H, T) tác dụng lên kết cấu được đề nghị tính tại nhiều bước của một chu kì tác dụng để xác định số gia ứng suất cực đại. Từ đó xây dựng đường cong liên hệ giữa chiều cao sóng sử dụng trong mỗi trường hợp tác động và số gia ứng suất tại điểm nóng khảo sát. III.5.3. Đếm các chu trình ứng suất Đối với phương pháp tính mỏi tiền định, đếm chu trình ứng suất đơn giản: số chu trình ứng suất bằng số sóng có cùng chiều cao gây ra ứng suất đó đã được thống kê trong số liệu tích luỹ sóng. ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 41/86
  • 42. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT III.5.4. Thống kê dài hạn các trạng thái biển Đường cong của số gia ứng suất điểm nóng tương ứng với chiều cao sóng có dạng: ∆ max (H ) = K .H  Trong đó: K,  : là các hằng số được xác định bằng các cặp (H, ∆  ). Để có thể tính tổn thất mỏi tốt hơn, cần kể tới các sóng có chiều cao thấp nhất gây ra các số gia ứng suất tương đương trên đường cong mỏi S-N ứng với số lượng chu trình bằng 106, 107. Song một cách làm đơn giản hơn: Đường cong được chia thành một số khối chiều cao sóng rời rạc. Mỗi khối chiều cao sóng lại có chiều cao sóng ở đầu và cuối khối tương ứng với số gia ứng suất tại điểm nóng cần khảo sát. Số lượng sóng đối với mỗi khối chiều cao sóng được xác định từ số liệu tích luỹ sóng; III.5.5. Tổn thất mỏi tích luỹ Khi đã biết số gia ứng suất tại điểm nóng, chọn một đường cong mỏi thích hợp để xác định số chu trình ứng suất ứng với mức số gia ứng suất đó (Ni). Số lượng các sóng xảy ra trong cả đời sống dự kiến của kết cấu (ni) ứng với số gia ∆  i được chia theo số chu trình phá huỷ: ni/Ni: phép tính này lặp đối với tất cả các hướng sóng và khối sóng. Do khả năng tính toán của phần mềm lớn ta có thể sử dụng nhiều vị trí sóng cho 8 hướng sóng: Bắc, Đông Bắc, Đông, Đông Nam, Nam, Tây Nam, Tây, Tây Bắc. Cuối cùng làm phép tính tổng D = ∑ ni N được hệ số tổn thất mỏi tích luỹ đối với điểm nóng tính toán. Tuổi i thọ mỏi tính toán được theo công thức: [ D] T= D Trong đó [D] là tổn thất mỏi cho phép đối với công trình đang xét.III.6 TÍNH TOÁN MỎI THEO QUAN ĐIỂM NGẪU NHIÊN Sơ đồ thuật toán: ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 42/86
  • 43. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT Phương pháp phổ Số liệu sóng đầu vào Phổ sóng ngắn hạn (Hs, Tz) Phổ lực sóng Tính toán kết cấu trong miên tần số Phổ ứng suất ngắn hạn Hệ số tập trung ứng suất SCF Mô phỏng Đếm các chu trình ứng suất Lược đồ ứng suất ngắn han Thống kê dài hạn Đường cong mỏi S-N các trạng thái biển Lược đồ ứng suất dài Hệ số an toàn FDF han Tỉ số tổn thất mỏi tích Tuổi thọ mỏi thiết kế lũy ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 43/86
  • 44. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT III.6.1. Tải trọng sóng Số liệu sóng đầu vào: Mỗi trạng thái biển ngắn hạn quan sát và thống kê xác định được hai tham số là Chiều cao sóng đáng kể (Hs) và Chu kì trung bình cắt không (Tz).Thông thường có thể mô tả các môi trường biển trong suốt đời sống công trình bằng một tập hợp các trạng thái biển được gọi là sơ đồ phân phối sóng. Mỗi trạng thái biển được đặc trưng bới (Hs, Tz) ->Hàm mật độ xác suất của chiều cao sóng trong một trạng thái biển có dạng điển hình của phân phối xác suất Reileigh: 2  H  P(H) = 1 - exp[-2  H  ]   s  Mỗi trạng thái biển được đặc trưng bởi 4 thông số: - Chiều cao sóng đáng kể Hs. - Chu kì trung bình qua mức không Tz. - Hướng chính của sóng. - Hàm hướng truyền sóng [D(  )]. Các trạng thái biển được coi là các quá trình ngẫu nhiên dừng nên có thể được mô tả bởi các phổ mật độ năng lượng sóng. Đối với điều kiện biển mở, phổ JONHSWAP hay phổ Pierson-Moskowitz cải biên được sử dụng rổng rãi. Trong đó phổ Pierson- Moskowitz cải biên có dạng không thứ nguyên như sau: S ( )  1  Tz  −4  −5 1  Tz  = 2  exp−    H s Tz 8  2     2   2   Trong đó: Hs: Chiều cao sóng đáng kể S(  ): Mật độ phổ năng lượng  : Tần số vòng của chuyển động sóng ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 44/86
  • 45. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT T: Chu kì sóng Tz: Chu kì trung bình qua mức không Nếu các số liệu đã cho không có hướng truyền sóng thì có thể xác định hướng truyền sóng từ các số liệu gío, địa hình khu vực: Hàm hướng truyền sóng D(  ) cho phép xác định sự phân bố năng lượng sóng trong một trạng thái biển theo các hướng khác nhau, nó phải thoả mãn điều kiện:  /2  ∫ D( )d ( ) = 1 (*) − /2 Trong đó:  : Góc truyền sóng, lấy gốc theo hướng chính của sóng. Hàm truyền sóng này có dạng phổ biến là : D(  ) = Cn.cosn  Trong đó: n: số nguyên dương Cn: Hệ số được chọn sao cho thoả mãn phương trình (*) Nếu: - n = 0: năng lượng sóng phân phối đều các hướng như nhau. - n = 2: thích hợp trạng thái biển do gió gây ra. - n = 4: biển có đà gío ngắn hạn chế quá trình lan truyền. Từ phổ sóng và phân bố biên độ sóng muốn tính được lực sóng theo phương pháp phổ ta phải tuyến tính hoá số hạng lưc cản vận tốc trong công thức Morison: 1 .  .D.CD.(v - x ) v − x   2 ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 45/86
  • 46. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT Sử dụng phương pháp thống kê Bormman cho kết quả sau: (v - x ) v − x = .(v - x )      (v- x ) 8/   (v- x ): độ lệch chuẩn của vận tốc tương đối. Qua phương trình đã tuyến tính này ta có thể xác định được hàm truyền A (  ) của sóng tác động để có được phổ lực sóng: SFF(  ) = A (  ) S  2 III.6.2. Xác định ứng suất danh nghĩa theo phương pháp phổ Đối với tính mỏi ngẫu nhiên, phương pháp tính trong miền tần số được sử dụng chủ yếu; Phép tính phổ cho phép kể đến sự phân phối thực tế của năng lượng sóng đối với toàn bộ phạm vi thay đổi có thể của các tần số sóng. Ta vẫn sử dụng phương trình chuyển động của kết cấu biểu diễn dưới dạng ma trận sau (lực F được cho bởi phổ năng lượng như phần trên): [M ]{X } + [C ]{X } + [K ]{X } = {F }   Toàn bộ đời sống công trình đựơc mô tả bởi các trạng thái biển, mỗi trạng thái biển có một cặp (Hs, Tz), từ đó ta có mật độ phổ của mỗi trạng thái biển, mật độ phổ phản ứng S  , (  ) được xác định thông qua mật độ phổ năng lượng S  (  ) như sau:  /2 2 S  , (  ) = ∫ H (, ) D( )S ( )d − / 2 (*) Trong đó: ∆ H ( , ) : Hàm truyền, H ( , ) = H H: Chiều cao sóng. ∆  : Số gia ứng suất. D(  ): Hàm hướng tác dụng của sóng. ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 46/86
  • 47. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT Hàm truyền được xác định theo phương pháp phổ Tuyến tính hoá số hạng lực cản vận tốc, qua phương trình Morison, mật độ phổ sóng chuyển thành mật độ phổ lực tác dụng sóng: SFF(  ) = A (  ) S  2 Qua phương trình ma trận chuyển vị của toàn kết cấu, ta có phổ của chuyển vị, ứng suất tại điểm cần xét: S  , (  ) = H (  ,  ) S FF 2 H ( , ) : là một hàm liên tục của  , , được xác định qua phương trình ma trận chuyển vị toàn kết cấu sau khi áp dụng phương pháp chồng mode, tách thành các dạng dao động riêng. Phương sai của ứng suất được xác định theo công thức: ∞  2  = ∫ Sσσ ( )d 0 Hàm truyền được xác định trong miền thời gian Đây là phương pháp cơ bản để thực hiện bằng MTĐT - Phải chọn đủ số lượng các tần số để định nghĩa tất cả các phản ứng của hàm truyền kết cấu. - Chọn chiều cao sóng thích hợp với tần số sóng chú ý tới bước chiều cao sóng cần chọn sao cho minimum được bước chiều cao sóng và maximum được chiều cao sóng đề cập tới. - Tính hàm truyền tại mỗi điểm nơi có mỏi tích luỹ cho ít nhất 8 hướng sóng tác dụng. Đối với mỗi chu kì tác dụng, mỗi giá trị của hàm truyền được xác định bằng cách cho sóng (xác định theo lý thuyết sóng Airy) đi qua, lấy số gia ứng suất chia cho chiều cao sóng tác dụng. Một sự chia bước thời gian cần thiết trong chu kì sóng tại mỗi phần tử cho phép xác định số gia ứng suất lớn nhất. Áp dụng (*) ta có phổ ứng suất ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 47/86
  • 48. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT III.6.3. Đếm các chu trình ứng suất Với các bài toán mỏi cần phải tính được giá trị số gia ứng suất và số lần tác dụng của số gia ứng suất này tại một điểm nóng. Giả thiết rằng số gia ứng suất tuân theo luật phân phố Rayleigh. Dải ứng suất  r có hàm phân phối xác suất tuân theo luật Rayleigh như sau: r  r2  P(  r) = exp −  8m   4 m0  0  Trong đó mk: là moment bậc k của quá trình ngẫu nhiên với hàm mật độ phổ năng lượng của ứng suất S  được tính như sau: +∞ mk = ∫  k S  ( )d −∞ Chu kì cắt không của số gia ứng suất này: m0 Tz = m2 Số lần tác dụng được tính: T n= Tz T: khoảng thời gian của trạng thái biển đang xét. Số lần xuất hiện của một phân tố ứng suất  r được tính theo công thức sau: n = n. p ( r ). r Tổn thất do phổ ứng suất gây ra được tính như sau:      2r  n. r . exp −  4.m   8.m .d r  n n  0   0  D = = = N A. −m r A. r −m      2r  n. r . exp −  4.m   8.m .d r  ∞  0   0  n ∞ (1+ m )  r2  ⇒D=∫ 4. A.m0 ∫ −m =  . exp −   8.m d r (*) 0 A. r 0  0  ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 48/86
  • 49. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT Trong đó: A, m là các thông số của đường cong mỏi. Tích phân (*) là tích phân chuẩn có công thức tính như sau:  a + 1 ∞ Γ  ( )  c  ∫ x exp − b.x dx =  a+1  a c c b c  0     ∞ Hàm Gamma Γ( g ) = ∫ x ( g −1)e x dx 0 2+m Γ  n.(8.m0 ) 2+m m/2 ⇒D= n  2  = Γ . (2+ m ) / 2  4. A.m0  1  A  2  2  8.m    0  T Thay n = , ta có: Tz m2 (8.m0 ) 2+m m/2 D =T . .Γ  (*) m0 A  2  m: thường lấy bằng 3 2+m ⇒ Γ   =1.33  2  Công thức (*) cho phép tính tổn thất mỏi của một dải phổ nhất định; Như vậy trong phương pháp phổ ta đã sử dụng: phương pháp đếm các chu trình trung bình. III.6.4. Thống kê dài hạn các trạng thái biển Đời sống công trình được mô tả bằng các trạng thái biển ngắn hạn ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 49/86
  • 50. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT III.6.5. Tỉ số mỏi tích luỹ Như trên đã trình bày công thức tính tổn thất mỏi của một trạng thái biển: m2 (8.m0 ) 2+m m/2 D =T . .Γ  m0 A  2  Đời sống công trình là tập hợp những trạng thái biển khác nhau, tính D cho mỗi trạng thái biển ta sẽ được tổn thất mỏi tổng thể cho nút đang xét;III.7 HỆ SỐ AN TOÀN FDF Tỉ số mỏi tích luỹ trong suốt đời sống công trình yêu cầu <1, tuổi thọ thực tế công trình bằng tuổi thọ thiết kết chia cho hệ số an toàn FDF. FDF áp dụng tính tuổi thọ công trình phụ thuộc số liệu sóng, phương pháp tính ( tính mỏi đơn giản, tiền định, ngẫu nhiên…), đường cong S-N áp dụng, sự phức tạp của nút v.v…. nhưng dạng phần tử và khả năng cho phép để theo dõi và sửa chữa được đề nghị theo bảng dưới đây: Bảng 3-6: Hệ số an toàn FDF theo API RP 2A-2005 Giới hạn khuyết tật Nút có thể kiểm tra được Nút không thể kiểm tra được Không 2 5 Có 5 10 Khi mà phá hủy mỏi có thể sảy ra do những chu trình tải trọng khác, ví dụ như: vận chuyển trên biển thì phải thỏa mãn điều kiện cân bằng sau: ∑SF × D < 1 i i Trong đó: Di: Tỉ số tổn thất mỏi do mỗi nguồn tải trọng gây mỏi. SFi: là FDF tương ứng với tải trọng đó. ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 50/86
  • 51. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT Khi vận chuyển với thời gian dài, phân bố sóng dài hạn sẽ được dùng để dự đoán tổn thất mỏi ngắn hạn, khi đó một hệ số an toàn FDF lớn hơn sẽ được xem xét để lấy cho tính toán mỏi.III.8 TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG Tiêu chuẩn, quy phạm chính được áp dụng trong tính toán tuổi thọ mỏi công trình biển là tiêu chuẩn API RP-2A; Tiêu chuẩn API RP 2A-WSD bao gồm các nội dung sau: Phần 1: Lập kế hoạch dự án (Planning) Phần 2: Tiêu chuẩn và quy trình thiết kế (Design Criteria and Procedures) Phần 3: Thiết kế cấu kiện thép (Structural Steel Design) Phần 4: Các liên kết (Connections) Phần 5: Tính toán mỏi (Fatigue) Phần 6: Thiết kế nền móng (Foundation Design) Phần 7: Các thành phần và hệ thống kết cấu khác (Other Structural Components and Systems) Phần 8: Vật liệu (Material) Phần 9: Các bản vẽ và đặc điểm của chúng (Drawings and Specifications) Phần 10: Quy trình hàn (Welding) Phần 11: Quy trình chế tạo (Fabrication) Phần 12: Quy trình lắp đặt (Installation) Phần 13: Quy trình kiểm tra (Inspection) Phần 14: Quy trình khảo sát (Surveys) Phần 15: Tái sử dụng công trình (Reuse) Phần 16: Các kết cấu tối thiểu (Minimum Structures) Phần 17: Đánh giá hiện trạng công trình đang sử dụng (Assessment of Existing Platforms) Phần 18: Tải trọng do cháy, nổ, và các sự cố khác (Fire, Blast and Accidental Loading) ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 51/86
  • 52. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN TUỔI THỌ MỎI BẰNG PHẦN MỀM SACS 5.3IV.1 GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM SACS 5.3 Khó khăn về việc tính toán được giải quyết một phần nhờ vào các phần mềm. Hiệnnay trên thế giới có rất nhiều phần mềm chuyên dụng về công trình biển, các phần mềm tínhtoán này hiện nay là những công cụ tính toán chính của nhiều công ty nổi tiếng trong lĩnhvực biển. Các phần mềm này liên tục được cải tiến, hỗ trợ bổ sung tính toán theo nhiều lýthuyết mới, cách tính toán cũng sẽ khác nhau với từng cách mô hình hoá tính toán khácnhau. Trong đồ án này sử dụng chương trình SACS để tính toán. Sau đây là phần giới thiệusơ lược về SACS 5.3 IV.1.1 Hình thành Engineering Dynamics, Inc. đã phát triển hệ thống phần mềm SACS cho cả ngànhCông trình biển và ngành Xây dựng nói chung. SACS gồm có một số mô dul của chươngtrình tính toán kết cấu đó là các phần tương ứng với các dữ liệu đầu vào khác nhau, nhưngnó không có khả năng ảnh hưởng lẫn nhau với đầu ra của một chương trình trước khi mộtđầu vào khác. Tất cả các chương trình bao gồm một bản đầy đủ các tiêu chuẩn xây dựngđược xác định trong cả đơn vị anh và đơn vị hệ mét với đầu vào đơn giản. Mối liên hệ giữa các chương trình bao gồm một hệ thống các biểu đồ minh họa. Tất cảdữ liệu kết cấu: Sơ đồ hình học, số các kích thước, tính chất của vật liệu và các điều kiệnmôi trường được tạo ra bởi chương trình đầu vào và tập trung trong một file của đầu vào. SACS là phần mềm chuyên dụng để tính toán cho công trình biển. Khả năng phân tíchcủa SACS rất mạnh với nhiều phiên bản, phiên bản mới nhất là SACS V5.3. Tất cả các bàitoán như phân tích động lực học theo tựa tĩnh, phân tích động học trên miền thời gian, phântích động học trên miền tần số, phân tích mỏi, kiểm tra kết cấu đều được thực hiện với độchính xác cao. Tuy nhiên việc sử dụng phần mềm chuyên dụng này đòi hỏi kỹ sư phải cókhả năng phân tích số liệu đầu vào, đánh giá và kiểm tra số liệu đầu ra tốt. Hơn nữa đây làphần mềm khó sử dụng khả năng hỗ trợ đồ họa kém do vậy với những kết cấu không cótrong modul sẵn có thì thao tác nhập kết cấu tốn khá nhiều thời gian. ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 52/86
  • 53. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT IV.1.2 Đối tượng tính toán của SACS Đối tượng tính toán của Sacs là một số công trình ngoài khơi, chủ yếu là các công trìnhcố định bằng thép IV.1.3 Các bài toán giải quyết được khi sử dụng phần mềm SACS IV.1.3.1 Bài toán tĩnh • Bài toán phân tích tuyến tính tĩnh • Bài toán phân tích tuyến tính sự làm việc đồng thời giữa cọc và đất nền • Tính toán mỏi của kết cấu • Tính toán kết cấu với chuyển vị lớn IV.1.3.2 Các bài toán động • Phân tích động đất • Phân tích phản ứng cưỡng bức • Phân tách các dạng dao động • Phân tích phổ của sóng • Hàm lịch sử theo thời gian của phổ sóng • Phân tích phổ của gió • Tính toán nổi và lật của công trình trong qua trình lai dắt • Tính toán đánh chìm khối chân đế dạng jacket (launch) • Tính toán vận chuyển • Tính toán ổn định xà lan hoặc phương tiện nổi IV.1.3.3 Các bài toán kiểm tra • Kiểm tra bền,mỏi và ổn định của các phần tử thanh • Kiểm tra nút IV.1.4 Giao diện sử dụng ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 53/86
  • 54. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT Hình IV.1: Giao diện sử dụng của chương trình Sacs 5.3 IV.1.5 Các tiêu chuẩn và quy phạm được sử dụng trong SACS IV.1.5.1 Các tiêu chuẩn • Tiêu chuẩn 5950 của Anh năm 1990 • Tiêu chuẩn DS449 của Đan mạch • Tiêu chuẩn ‘UC’ AISC - APIRP2A xuất bản lần thứ 20 • ‘19 ‘ AISC 9th/APIRPA2A 19th edition • ‘16’ AISC9th APIRP2A 16th edition • ‘LR’ AISC LRFD 1st/APIRP2A LRFD 1st edition • ‘NP’ 1995 NPD/NS3472 • ‘NO’ Tiêu chuẩn NPD năm 1977 • ‘DC’ Tiêu chuẩn của Đan Mạch năm 1998 ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 54/86
  • 55. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT • ‘D1’ Tiêu chuẩn của Đan Mạch năm 1984 • Tính toán SCF (hệ số tập trung ứng suất tại điểm nóng đang xét) được tính theo công thức của Kuang, Wordsworth, Efthymiou IV.1.5.2 Các quy phạm Quy phạm API, AWS, DNV và NPD IV.1.6 Các lý thuyết sóng sử dụng trong SACS Có 3 lý thuyết sóng được sử dụng trong chương trình SACS, các công thức tính tảitrọng sóng phụ thưộc vào chiều cao sóng H, chiều dài sóng L, độ sâu nước d • Lý thuyết sóng Airy (lý thuyết sóng tuyến tính) có thể sử dụng với mọi vùng nước có độ sâu khác nhau • Lý thuyết sóng Stokes (Lý thuyết sóng có biên độ hữu hạn từ bậc 1 đến bặc 5 thích hợp với những vùng có độ sâu nước hữu hạn L2H/d3<26 • Lý thuyết sóng Cnoidal (bậc 1, bậc 2) thích hợp với sóng lan truyền trong vùng nước nôngIV.2 NỘI DUNG TÍNH TOÁN MỎI Trình tự tính toán thực hiện trong đồ án: 1) Mô hình hóa kết cấu 2) Tuyến tính hóa liên kết cọc và nền đất 3) Tính toán dao động riêng công trình 4) Lựa chọn phương pháp tính mỏi 5) Xây dựng hàm truyền tĩnh và động 6) Tính toán tuổi thọ mỏi ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 55/86
  • 56. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT Kết cấu được mô hình hóa từ bài toán In-Place Modify mô hình cho phù hợp với bài toán mỏi Tuyến tính hóa hệ móng cọc Tính toán khối Xây dựng hàm lượng kết cấu truyền tĩnh Phân tích dao động Phân tích “wave response” riêng tạo hàm truyền dộng Phân tích mỏi theo phương pháp phổ Kiểm tra tuổi thọ mỏi và thiết kế lại nếu cần thiết Hình IV.2: Lưu đồ thể hiện quy trình tính toán mỏi ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 56/86
  • 57. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT IV.2.1Mô hình hóa kết cấu Sử dụng mô hình hóa kết cấu đã có trong bài toán In-place với những điều chỉnh phù hợp cho bài toán mỏi IV.2.2 Tuyến tính hóa nền đất Tính phần đóng góp Số liệu sóng phá hủy mỏi của mỗi đầu vào trạng thái biển (Di) Tính toán thông số trạng thái biển “center of damage wave” (Hmax, Tmax, Hs, Tm) Tổ hợp tải trọng cho tuyến tính hóa Thực hiện tuyến tính hóa với PM SACS Kiểm tra kết quả ma trận độ cứng các đầu cọc IV.2.2.1 Lí thuyết về mô hình cọc-đất nền Để mô tả gần đúng sự làm việc của cọc trong nền đất ta dùng mô hình cọc đất nền tương tác, mô hình nền đất sẽ được mô tả bằng ba đường cong t-z, Q-z, p-y. Các đường cong này sẽ mô phỏng mối quan hệ giữa chuyển vị và ứng suất của cọc tương tự như các lo xo liên kết giữa đất nền và cọc, các đường cong này được trình bày cụ thể dưới đây: ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 57/86
  • 58. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT t-z: Đường cong này dùng để mô tả quan hệ tải trọng dọc trục và chuyển vị của cọc, được xác định bằng thí nghiệm hoặc là áp dụng đường cong thực nghiệm; Q-z: Đường cong này mô tả quan hệ giữa sức chịu tải đầu cọc và chuyển vị đầu cọc. Chuyển vị lớn nhất của cọc chỉ đạt lớn nhất đến 10% D (đường kính cọc) đối với cả đất cát và đất sét; p-y: Trục tung của đường cong này là sức chịu tải ngang của đất, p, trục hoành là chuyển vị ngang của đất. Ở quy trình ban đầu, sự thiết lập giữa tải trọng-chuyển vị của mô hình cọc-đất được phát triển. Mặc dù dưới tác dụng của tải trọng ngang đất sét trở thành một vật liệu đàn hồi cái mà biến dạng của đất ảnh hưởng trở lại sức chịu tải của đất. Để đơn giản hoá quá trình này, chuyển vị-sức chịu tải ngang của đất được xây dựng dùng cấu trúc- ứng suất (Stress-strain) từ thí nghiệm đất đơn giản. IV.2.2.2 Xác định trạng thái biển “center of damage wave” Công thức tính toán như sau: Di = P .Hiam / Ti i Hs = ΣDi .Hi /ΣDi Tm = ΣTi .Hi / ΣDi Hmax = 1.86 s H Tmax = 1.3 m T Trong đó: - Hmax, Tmax: Chiều cao sóng và chu kỳ sóng lớn nhất ở tâm phá hủy - Hs, Tm: Chiều cao sóng, chu kì sóng của trạng thái biển “center of damage wave” - Di: Phần đóng góp vào phá hủy mỏi của trạng thái biển thứ i - Hi, Ti: Chiều cao sóng và chu kì sóng đáng kể của trạng thái biển thứ i - Pi: Xác suất xuất hiện của trạng thái biển thứ i - a: Là hệ số được giả định dựa trên quan hệ có tính quy luật về cường độ giữa ứng suất và chiều cao sóng, a=1 ÷2 tùy thuộc vào độ mảnh tổng thể của hệ kết cấu. Khi kết cấu là mảnh thì giá trị a-->1 ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 58/86
  • 59. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT - m: Hệ độ dốc của đường cong mỏi S-N (m=3 hoặc m=5), ở đây m=3 được sử dụng cho tính toán “wave center of damage” Kết quả tính toán thể hiện qua bảng sau khoảng khoảng chu kì Sốchiều cao Giá Giá sóng consóng -Hsi trị trị Xác suất Phần phá Tzi sóng trung trung xuất hiện hủy mỏi Di x Hsi Di x Tzigiá giá giá giá xuất bình bình - Pi Di trị trị trị trị hiện Hsi Tziđầu cuối đầu cuối - n(m) (m) (m) (m)0.1 0.5 0 1 0.3 0.5 0 0 0 0 00.1 0.5 1 2 0.3 1.5 3 0.000102669 7.58108E-07 2.27432E-07 1.13716E-060.1 0.5 2 3 0.3 2.5 155 0.005304586 2.35013E-05 7.0504E-06 5.87534E-050.1 0.5 3 4 0.3 3.5 1081 0.036995209 0.000117074 3.51221E-05 0.0004097570.1 0.5 4 5 0.3 4.5 222 0.007597536 1.87E-05 5.61E-06 8.415E-050.1 0.5 5 6 0.3 5.5 61 0.002087611 4.20405E-06 1.26122E-06 2.31223E-050.1 0.5 6 7 0.3 6.5 20 0.000684463 1.16632E-06 3.49896E-07 7.58108E-060.1 0.5 7 8 0.3 7.5 9 0.000308008 4.54865E-07 1.36459E-07 3.41149E-060.1 0.5 8 9 0.3 8.5 12 0.000410678 5.35135E-07 1.6054E-07 4.54865E-060.1 0.5 9 10 0.3 9.5 6 0.000205339 2.39402E-07 7.18207E-08 2.27432E-060.1 0.5 10 11 0.3 10.5 3 0.000102669 1.08301E-07 3.24903E-08 1.13716E-060.1 0.5 11 12 0.3 11.5 0 0 0 0 00.1 0.5 12 13 0.3 12.5 0 0 0 0 00.1 0.5 13 14 0.3 13.5 0 0 0 0 00.1 0.5 14 15 0.3 14.5 0 0 0 0 00.1 0.5 15 16 0.3 15.5 0 0 0 0 00.6 1 0 1 0.8 0.5 0 0 0 0 00.6 1 1 2 0.8 1.5 0 0 0 0 00.6 1 2 3 0.8 2.5 0 0 0 0 00.6 1 3 4 0.8 3.5 1297 0.044387406 0.005504762 0.00440381 0.0192666680.6 1 4 5 0.8 4.5 3568 0.122108145 0.011778202 0.009422561 0.0530019070.6 1 5 6 0.8 5.5 955 0.032683094 0.002579333 0.002063466 0.014186329 Phần phụ lục thể hiện đầy đủ ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 59/86
  • 60. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT IV.2.2.3 Lựa chọn tổ hợp tải trọng cho tuyến tính hóa Bốn tổ hợp tải trọng sau sẽ được chọn cho tuyến tính, bảng sau: Tổ hợp Trường T7 T1 T3 T5 hợp tải T01 x T03 x T05 x T07 x TUD x TUB x TUH x TUF x TBD x x x x TLE x x x x TLL x x x x TMC x x x x TMD x x x x TSA x x x x TSF x x x x TWO x x x x TCFA x x x x TEID x x x x TFBD x x x x TFBC x x x x TPPC x x x x TPPD x x x x TCRO x x x x IV.2.2.4 Kết quả thu được từ tuyến tính hóa nền đất bằng PM Sacs Sau khi tuyến tính hóa kết quả thu được là ma trận độ cứng tại 8 đầu cọc như sau: ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 60/86
  • 61. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT SACS Release 5.3 PVE SU TU TRANG FEED DESIGN SITE SPECIFIC STT SOIL DATA DATE 21-NOV-2011 TIME 16:15:41 PSI PAGE 147 *** PILEHEAD STIFFNESS FOR JOINT 9102 *** UNITS - (KN,M) FOR SUPERELEMENT NO. 1 RX RY RZ DX DY DZ RX 0.508761E+07 0.404306E+05 -0.451641E+06 -0.165709E-10 0.902402E+06 0.807824E+05 RY 0.404306E+05 0.508761E+07 0.451641E+06 -0.902402E+06 0.000000E+00 0.807824E+05 RZ -0.451641E+06 0.451641E+06 0.828611E+05 -0.807824E+05 -0.807824E+05 0.000000E+00 DX 0.165709E-10 -0.902402E+06 -0.807824E+05 0.259688E+06 -0.625927E+04 0.699210E+05 DY 0.902402E+06 0.000000E+00 -0.807824E+05 -0.625927E+04 0.259688E+06 -0.699210E+05 DZ 0.807824E+05 0.807824E+05 0.000000E+00 0.699210E+05 -0.699210E+05 0.103450E+07SACS Release 5.3 PVE SU TU TRANG FEED DESIGN SITE SPECIFIC STT SOIL DATA DATE 21-NOV-2011 TIME 16:15:41 PSI PAGE 148 *** PILEHEAD STIFFNESS FOR JOINT 9104 *** UNITS - (KN,M) FOR SUPERELEMENT NO. 1 RX RY RZ DX DY DZ RX 0.508761E+07 -0.404306E+05 0.451641E+06 0.000000E+00 0.902402E+06 0.807824E+05 RY -0.404306E+05 0.508761E+07 0.451641E+06 -0.902402E+06 0.662837E-10 -0.807824E+05 RZ 0.451641E+06 0.451641E+06 0.828611E+05 -0.807824E+05 0.807824E+05 0.000000E+00 DX 0.000000E+00 -0.902402E+06 -0.807824E+05 0.259688E+06 0.625927E+04 -0.699210E+05 DY 0.902402E+06 -0.662836E-10 0.807824E+05 0.625927E+04 0.259688E+06 -0.699210E+05 DZ 0.807824E+05 -0.807824E+05 0.000000E+00 -0.699210E+05 -0.699210E+05 0.103450E+07SACS Release 5.3 PVE SU TU TRANG FEED DESIGN SITE SPECIFIC STT SOIL DATA DATE 21-NOV-2011 TIME 16:15:41 PSI PAGE 149 *** PILEHEAD STIFFNESS FOR JOINT 9112 *** UNITS - (KN,M) FOR SUPERELEMENT NO. 1 RX RY RZ DX DY DZ RX 0.508761E+07 -0.404306E+05 -0.451641E+06 -0.662837E-10 0.902402E+06 -0.807824E+05 RY -0.404306E+05 0.508761E+07 -0.451641E+06 -0.902402E+06 0.000000E+00 0.807824E+05 RZ -0.451641E+06 -0.451641E+06 0.828611E+05 0.807824E+05 -0.807824E+05 0.000000E+00 DX 0.662836E-10 -0.902402E+06 0.807824E+05 0.259688E+06 0.625927E+04 0.699210E+05 DY 0.902402E+06 0.000000E+00 -0.807824E+05 0.625927E+04 0.259688E+06 0.699210E+05 DZ -0.807824E+05 0.807824E+05 0.000000E+00 0.699210E+05 0.699210E+05 0.103450E+07SACS Release 5.3 PVE SU TU TRANG FEED DESIGN SITE SPECIFIC STT SOIL DATA DATE 21-NOV-2011 TIME 16:15:41 PSI PAGE 150 *** PILEHEAD STIFFNESS FOR JOINT 9114 *** UNITS - (KN,M) FOR SUPERELEMENT NO. 1 RX RY RZ DX DY DZ RX 0.508761E+07 0.404306E+05 0.451641E+06 0.000000E+00 0.902402E+06 -0.807824E+05 RY 0.404306E+05 0.508761E+07 -0.451641E+06 -0.902402E+06 0.000000E+00 -0.807824E+05 RZ 0.451641E+06 -0.451641E+06 0.828611E+05 0.807824E+05 0.807824E+05 -0.517841E-12 DX 0.000000E+00 -0.902402E+06 0.807824E+05 0.259688E+06 -0.625927E+04 -0.699210E+05 DY 0.902402E+06 0.000000E+00 0.807824E+05 -0.625927E+04 0.259688E+06 0.699210E+05 DZ -0.807824E+05 -0.807824E+05 0.517841E-12 -0.699210E+05 0.699210E+05 0.103450E+07 ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 61/86
  • 62. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT PILE JOINT 122 AXIAL LOAD N LOAD CASE T1 0 -45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 -10 DISTANCE FORM PILEHEAD -M -20 -30 -40 -50 -60 -70 AXIAL LOAD (KN) PILE JOINT 122 AXIAL DELECTION N LOAD CASE T1 0 0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012 0.014 0.016 0.018 0.02 -10 -20 DISTANCE FORM PILEHEAD -M -30 -40 -50 -60 -70 AXIAL DEFLECTION (CM) ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 62/86
  • 63. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT PILE JOINT 122 LATERAL DISPLACEMENT RESULTANT N LOAD CASE T1 0 -0.01 -0.005 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 -10 -20 DISTANCE FORM PILEHEAD -M -30 -40 -50 -60 -70 LATERAL DISPLACEMENT RESULTANT (CM) PILE JOINT 122 UNITY CHECK RATIO N LOAD CASE T1 0 0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 -10 -20 DISTANCE FORM PILEHEAD -M -30 -40 -50 -60 -70 UNITY CHECK RATIO ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 63/86
  • 64. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT PILE JOINT 9102 AXIAL LOAD N LOAD CASE T1 0 -3500 -3000 -2500 -2000 -1500 -1000 -500 0 -20 DISTANCE FORM PILEHEAD -M -40 -60 -80 -100 -120 AXIAL LOAD (KN) PILE JOINT 9102 AXIAL DEFLECTION N LOAD CASE T1 0 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 -20 DISTANCE FORM PILEHEAD -M -40 -60 -80 -100 -120 AXIAL DEFLECTION (CM) ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 64/86
  • 65. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT PILE JOINT 9102 LATERAL DISPLACEMENT RESUTANT N LOAD CASE T1 0 -0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 -20 DISTANCE FORM PILEHEAD-M -40 -60 -80 -100 -120 LATERAL DISPLACEMENT RESULTANT (CM) UNITY CHECK RATIO N PILE JOINT 9102 LOAD CASE T1 0 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 -20 DISTANCE FORM PILEHEAD-M -40 -60 -80 -100 -120 UNITY CHECK RATIO Phần phụ lục thể hiện đầy đủ ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 65/86
  • 66. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT IV.2.3 Tính toán dao động riêng công trình IV.2.3.1 Mục đích của bài toán dao động riêng Việc tính toán dao động riêng của công trình nhằm mục đích đánh giá sự ảnh hưởng động do tải trọng môi trường tác dụng lên công trình. Do công trình biển làm việc trong môi trường khắc nghiệt, chịu tác động của môi trường có tính chất động, nên việc tính toán lực tĩnh sẽ không chính xác. Để đánh giá phản ứng của công trình chúng ta phải xét đến ảnh hưởng động. Trên thực tế tính toán đối với các công trình biển cố định bằng thép, người ta thấy nếu chu kỳ dao động riêng của công trình Tct ≤ 3s thì ảnh hưởng động là nhỏ. Khi đó có thể tính toán kết cấu theo phương pháp tựa tĩnh, tức là ta đi xác định hệ số ảnh hưởng động kđ rồi nhân hệ số đó vào giá trị tải trọng đầu vào hoặc giá trị nội lực đầu ra khi tính toán. IV.2.3.2 Lựa chọn tổ hợp khối lượng tính dao động riêng Tổ hợp được chọn theo bảng sau: Tổ hợp Trường hợp tải TBD, TLE, TLL, TMC, TMD, TSA, TSF, TWO, TCFA, TEID, MASS TCFA, TFBD, TFBC, TPPC, TPPD, TCRO IV.2.3.3 Kết quả dao động riêng tính bằng PM Sacs Kết quả như sau: ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 66/86
  • 67. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT SACS Release 5.3 PVE STT PLATFORM NATURAL PERIOD (FATIGUE) DATE 21-NOV-2011 TIME 16:18:33 DYN PAGE 84 SACS IV-FREQUENCIES AND GENERALIZED MASS MODE FREQ.(CPS) GEN. MASS EIGENVALUE PERIOD(SECS) 1 0.497692 2.5512414E+03 1.0226324E-01 2.0092763 2 0.547711 2.4266873E+03 8.4437865E-02 1.8257802 3 1.047913 2.4858062E+03 2.3066927E-02 0.9542776 4 1.485594 8.3947494E+02 1.1477306E-02 0.6731314 5 1.600120 2.5844592E+03 9.8931664E-03 0.6249533 6 1.739265 6.3351168E+01 8.3735285E-03 0.5749554 7 1.822834 5.4664968E+01 7.6233510E-03 0.5485963 8 1.978641 4.8688075E+01 6.4700302E-03 0.5053974 9 2.008669 6.3416830E+02 6.2780300E-03 0.4978420 10 2.332767 8.0463819E+01 4.6547608E-03 0.4286754 11 2.413940 8.6598027E+01 4.3469754E-03 0.4142605 12 2.434146 1.1408903E+02 4.2751079E-03 0.4108217 13 2.488513 4.8760345E+01 4.0903505E-03 0.4018465 14 2.583488 2.0870003E+02 3.7951372E-03 0.3870737 15 2.802060 4.0148235E+01 3.2261572E-03 0.3568804 16 3.089886 1.3702200E+02 2.6531108E-03 0.3236366 17 3.165518 1.0908364E+02 2.5278465E-03 0.3159041 18 3.193866 7.1356612E+01 2.4831721E-03 0.3131002 19 3.240642 4.7825475E+01 2.4120043E-03 0.3085808 20 3.317059 7.2172722E+02 2.3021518E-03 0.3014719 ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 67/86
  • 68. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT IV.2.4 Lựa chọn phương pháp tính mỏi Phương pháp tính mỏi được lựa chọn trong đồ án này là tính toán mỏi theo phương pháp phổ. Tính toán theo phương pháp này cho kết quả đáng tin cậy hơn so với tính theo quan điểm tiền định do nó thể hiện được tính ngẫu nhiên của tác động sóng đầu vào. IV.2.5 Xây dựng hàm truyền tĩnh và hàm truyền động IV.2.5.1 Hàm truyền tĩnh (H(Q), H(M)) Để xây dựng hàm truyền tĩnh trước tiên ta đi dự đoán tất cả các trạng thái biển diễn ra trong đời sống công trình, thông thường các trạng thái biển này có chu kì sóng từ 1÷25s (tức là có tần số từ 0,04÷1,0 Hz). Chia khoảng tần số thành dải tần số có bước chia là 0,005 Hz và chọn độ dốc sóng bằng hằng số là 1:20, ta đi tính chiều cao sóng tương ứng với tần số sóng, tính toán thể hiện trong bảng sau: Chiều dài sóng Chiều cao sóng Tần số (Hz) Chu kì (s) Ghi chú (m) (m) 0.0400 25.000 975.82 48.79 3.50 0.0450 22.222 771.02 38.55 3.50 0.0500 20.000 624.52 31.23 3.50 0.0550 18.182 516.14 25.81 3.50 0.0600 16.667 433.70 21.68 3.50 0.0650 15.385 369.54 18.48 3.50 0.0700 14.286 318.63 15.93 3.50 0.0750 13.333 277.57 13.88 3.50 0.0800 12.500 243.95 12.20 3.50 0.0850 11.765 216.10 10.80 3.50 0.0900 11.111 192.75 9.64 3.50 0.0950 10.526 173.00 8.65 3.50 0.1000 10.000 156.13 7.81 3.50 0.1050 9.524 141.62 7.08 3.50 0.1100 9.091 129.03 6.45 3.50 0.1150 8.696 118.06 5.90 3.50 0.1200 8.333 108.42 5.42 3.50 Phần phụ lục thể hiện đầy đủ ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 68/86
  • 69. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT Từ tính toán trên ta tạo được file dữ liệu trạng thái biển đầu vào cho chương trình SACS tính ra hàm truyền tĩnh. Hàm truyền tĩnh này là hàm biểu thị dải phân bố năng lượng của trạng thái biển tương ứng với chu kì sóng và chiều cao sóng, kết quả hàm truyền theo các hướng như sau: DIRECTION 000 BASE SHEAR TRANSFER FUNCTION WAVE STEEPNESS 0.007 AIRY 700 600 500 BASE SHEAR/WAVE HEIGHT (KN/M) 400 300 200 100 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 FREQUENCY(Hz) Hình 1: hàm truyền tĩnh tổng lực cắt H(Q) hướng 0o ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 69/86
  • 70. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT DIRECTION 000 OVERTURNING MOMENT TRANSFER FUNCTION WAVE STEEPNESS 0.007 AIRY 35000 30000 OVERTURNING MOMENT/WAVE HEIGHT (KN/M) 25000 20000 15000 10000 5000 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 FREQUENCY(Hz) Hình 2: hàm truyền tĩnh tổng mômen H(M) hướng 0o Hàm truyền tĩnh cho 7 hướng còn lại được thể hiện trong phần phụ lục IV.2.5.2 Hàm truyền động (H(f)) Từ kết quả 8 hàm truyền tĩnh ta chọn ra các con sóng mà năng lượng là cực trị (các con sóng có tần số tương ứng với các đỉnh của hàm truyền tĩnh) và các con sóng có tần số gần với tần số dao động riêng của 3 mode đầu tiên của công trình để tạo file dữ liệu ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 70/86
  • 71. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT trạng thái biển đầu vào cho chương trình SACS tính ra hàm truyền động, kết quả hàm truyền động như sau: **STT DYNAMIC SPECTRAL ANALYSIS- DYNAMIC TRANSFER FUNCTION PLOT** WAVE DIR 000 DEG 10000 9000 8000 7000 TRANSFER FUNCTION- BASE SHEAR (KN/MM) 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 FREQUENCY (Hz) Hình 3: Đồ thị hàm truyền động tổng lực cắt HfQ hướng 0o ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 71/86
  • 72. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT WAVE DIR 000 DEG **STT DYNAMIC SPECTRAL ANALYSIS- DYNAMIC TRANSFER FUNCTION PLOT ** 600000 500000 TRANSFER FUNCTION- OVERTURNING MOMENT (KN-MM) 400000 300000 200000 100000 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 FREQUENCY (Hz) Hình 4: Đồ thị hàm truyền động tổng momen HfM hướng 0o ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 72/86
  • 73. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT Hình 5: Đồ thị hàm truyền động tổng momen HfM hướng 45o ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 73/86
  • 74. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT Hình 6: Đồ thị hàm truyền động tổng lực cắt HfQ hướng 45o ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 74/86
  • 75. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT Hình 7: Đồ thị hàm truyền động tổng momen HfM hướng 90o ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 75/86
  • 76. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT Hình 8: Đồ thị hàm truyền động tổng lực cắt HfQ hướng 90o Đồ thị hàm truyền động 5 hướng còn lại phần phụ lục thể hiện đầy đủ ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 76/86
  • 77. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT IV.2.6Tính toán tuổi thọ mỏi Số liệu sóng tính mỏi được xây dựng từ phổ sóng, trong đồ án này sử dụng phổ sóng Pierson-Moskowitz có sẵn: Tương ứng với 8 hướng sóng ta xây dựng được 8 trường hợp tải sóng gây mỏi, tạo file “fatigue input file” đầu vào cho chương trình SACS tính ra tuổi thọ mỏi các nút. Kết quả mỏi nút được thể hiện như sau: SACS Release 5.3 PVE DATE 22-NOV-2011 TIME 15:51:30 * * * M E M B E R F A T I G U E R E P O R T * * * ORIGINAL CHORD JOINT MEMBER GRUP TYPE OD WT JNT MEM LEN. GAP * STRESS CONC. FACTORS * FATIGUE RESULTS ID ID (CM) (CM) TYP TYP (M ) (CM) AX-CR AX-SD IN-PL OU-PL DAMAGE LOC SVC LIFE ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 645 645-8936 IS1 TUB 32.30 1.200 T BRC 23.02 6.56 6.56 2.50 3.41 2.553790 TR 7.831498 645 645- 685 X35 TUB 66.00 3.000 T CHD 23.02 4.47 4.47 2.50 2.93 1.734826 TR 11.52853 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 741 741-8907 RS1 TUB 32.30 1.570 T BRC 13.23 7.44 7.44 2.50 3.91 1.776937 TL 11.25532 741 741- 745 DH6 TUB 61.00 3.000 T CHD 13.23 5.65 5.65 2.50 3.67 1.106586 TL 18.07361 560 560- 561 CD4 TUB 32.30 1.200 T BRC 2.37 10.71 10.71 2.50 7.34 .2493522 BL 80.20782 560 550- 560 CD3 TUB 50.80 1.500 T CHD 2.37 12.07 12.07 3.22 8.84 .5874565 BL 34.04507 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 685 711- 685 X34 TUB 64.80 1.400 Y BRC 23.41 2.67 2.67 2.50 2.92 .4009803 BR 49.87776 ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 77/86
  • 78. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT 685 511- 685 X31 TUB 64.80 2.400 Y CHD 23.41 2.60 2.60 2.50 2.81 .3588140 BR 55.73918 685 645- 685 X35 TUB 64.80 1.400 Y BRC 23.41 2.65 2.65 2.50 2.88 .3423511 TR 58.41956 685 713- 685 X32 TUB 64.80 2.400 Y CHD 23.41 2.59 2.59 2.50 2.78 .3117980 TR 64.14410 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 564 563- 564 CD4 TUB 32.30 1.200 T BRC 2.37 10.71 10.71 2.50 7.34 .1550165 BR 129.0185 564 555- 564 CD3 TUB 50.80 1.500 T CHD 2.37 12.07 12.07 3.22 8.84 .3758296 BR 53.21561 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 160 160- 161 AD4 TUB 32.30 1.200 T BRC 2.36 8.63 8.63 2.50 5.85 .3603718 TL 55.49824 160 160- 166 AD6 TUB 61.00 2.000 T CHD 2.36 8.52 8.52 2.50 6.24 .3555511 TL 56.25070 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 583 583- 584 CD4 TUB 32.30 1.200 T BRC 2.12 10.57 10.57 2.50 7.34 .0970835 TL 206.0081 583 580- 583 CD3 TUB 50.80 1.500 T CHD 2.12 12.00 12.00 3.22 8.84 .2452607 TL 81.54588 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 550 550- 560 CD3 TUB 50.80 1.500 K BRC 6.30 5.00 4.91 4.91 2.50 5.71 .0889366 BL 224.8792 550 501- 550 CH1 TUB 76.20 2.500 K CHD 6.30 5.27 5.27 2.94 5.98 .2149478 BL 93.04582 550 550- 565 CD3 TUB 50.80 1.500 K BRC 6.30 5.00 3.65 3.65 2.50 3.79 .91331-3 TR 21898.29 550 501- 550 CH1 TUB 76.20 2.500 K CHD 6.30 3.83 3.83 2.54 4.31 .15323-2 TR 13052.39 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 501 501- 550 CH1 TUB 76.20 2.500 TK BRC 38.09 10.00 4.58 4.58 2.50 4.00 .2133271 BR 93.75275 501 501- 601 LG3 TUB 188.00 6.000 TK CHD 38.09 3.68 3.68 2.50 3.74 .1492945 BR 133.9634 501 501- 565 CH1 TUB 76.20 2.500 TK BRC 38.09 23.67 4.68 4.68 2.50 4.00 .0101758 BR 1965.440 501 501- 601 LG3 TUB 188.00 6.000 TK CHD 38.09 3.73 3.73 2.50 3.74 .56294-2 BR 3552.771 501 501- 455 X22 TUB 76.20 3.000 TK BRC 38.09 10.00 4.74 4.74 2.50 2.93 .0518552 TL 385.6897 501 301- 501 LG2 TUB 188.00 6.000 TK CHD 38.09 3.87 3.87 2.50 3.17 .0344610 TL 580.3655 501 501- 655 X31 TUB 66.00 3.000 TK BRC 38.09 10.00 3.93 3.93 2.50 2.50 .0173290 TR 1154.137 501 501- 601 LG3 TUB 188.00 6.000 TK CHD 38.09 3.17 3.17 2.50 2.50 .0151105 TR 1323.581 501 501- 465 Y22 TUB 76.20 3.000 TK BRC 38.09 23.67 4.05 4.05 2.50 2.50 .0107542 TR 1859.738 501 301- 501 LG2 TUB 188.00 6.000 TK CHD 38.09 3.34 3.34 2.50 2.78 .80234-2 TR 2492.722 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 501 501- 665 Y31 TUB 66.00 3.000 TK BRC 38.09 23.67 3.47 3.47 2.50 2.50 .0228734 TL 874.3774 501 501- 601 LG3 TUB 188.00 6.000 TK CHD 38.09 2.89 2.89 2.50 2.50 .0196815 TL 1016.181 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 562 561- 562 CD4 TUB 32.30 1.200 T BRC 2.37 11.21 11.21 2.58 7.19 .0507279 BL 394.2607 562 551- 562 CD3 TUB 50.80 1.500 T CHD 2.37 13.98 13.98 3.19 9.08 .1454913 BL 137.4653 562 562- 563 CD4 TUB 32.30 1.200 T BRC 2.37 11.27 11.27 2.59 7.18 .0753825 BL 265.3136 562 551- 562 CD3 TUB 50.80 1.500 T CHD 2.37 14.18 14.18 3.19 9.11 .2110294 BL 94.77351 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 665 511- 665 Y33 TUB 64.80 1.400 T BRC 20.66 2.61 2.61 2.50 2.77 .1432645 BL 139.6019 ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 78/86
  • 79. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT 665 501- 665 Y31 TUB 64.80 2.400 T CHD 20.66 2.57 2.57 2.50 2.70 .1243805 BL 160.7969 665 701- 665 Y34 TUB 64.80 1.400 T BRC 20.66 2.62 2.62 2.50 2.79 .1985614 TL 100.7245 665 711- 665 Y32 TUB 64.80 2.400 T CHD 20.66 2.57 2.57 2.50 2.71 .1755131 TL 113.9516 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 655 503- 655 X33 TUB 64.80 1.400 Y BRC 23.41 2.66 2.66 2.50 2.91 .1513625 TL 132.1331 655 703- 655 X32 TUB 64.80 2.400 Y CHD 23.41 2.60 2.60 2.50 2.80 .1289704 TL 155.0743 655 701- 655 X34 TUB 64.80 1.400 Y BRC 23.41 2.66 2.66 2.50 2.90 .1835449 BL 108.9651 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 655 501- 655 X31 TUB 64.80 2.400 Y CHD 23.41 2.59 2.59 2.50 2.80 .1571942 BL 127.2312 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 675 513- 675 Y33 TUB 64.80 1.400 T BRC 20.66 2.63 2.63 2.50 2.83 .1397062 BR 143.1576 675 503- 675 Y31 TUB 64.80 2.400 T CHD 20.66 2.58 2.58 2.50 2.74 .1150910 BR 173.7756 675 703- 675 Y34 TUB 64.80 1.400 T BRC 20.66 2.64 2.64 2.50 2.84 .1798345 TR 111.2134 675 713- 675 Y32 TUB 64.80 2.400 T CHD 20.66 2.58 2.58 2.50 2.75 .1548095 TR 129.1911 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 503 503- 555 CH1 TUB 76.20 2.500 TK BRC 38.09 10.00 4.72 4.72 2.50 4.00 .1210990 BL 165.1541 503 503- 603 LG3 TUB 188.00 6.000 TK CHD 38.09 3.79 3.79 2.50 3.74 .0793300 BL 252.1114 503 503- 575 CH1 TUB 76.20 2.500 TK BRC 38.09 23.67 4.95 4.95 2.50 4.00 .0164967 BL 1212.365 503 503- 603 LG3 TUB 188.00 6.000 TK CHD 38.09 3.93 3.93 2.50 3.74 .0128418 BL 1557.413 503 503- 455 X21 TUB 76.20 3.000 TK BRC 38.09 10.00 4.61 4.61 2.50 2.93 .0412229 TR 485.1671 503 303- 503 LG2 TUB 188.00 6.000 TK CHD 38.09 3.80 3.80 2.50 3.17 .0230137 TR 869.0473 503 503- 655 X33 TUB 66.00 3.000 TK BRC 38.09 10.00 4.00 4.00 2.50 2.50 .0250389 BL 798.7574 503 503- 603 LG3 TUB 188.00 6.000 TK CHD 38.09 3.23 3.23 2.50 2.50 .0181696 BL 1100.739 503 503- 475 Y22 TUB 76.20 3.000 TK BRC 38.09 23.67 4.11 4.11 2.50 2.50 .37790-2 TL 5292.359 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 503 303- 503 LG2 TUB 188.00 6.000 TK CHD 38.09 3.41 3.41 2.50 2.78 .23406-2 TL 8544.767 503 503- 675 Y31 TUB 66.00 3.000 TK BRC 38.09 23.67 3.45 3.45 2.50 2.50 .0195583 TR 1022.586 503 503- 603 LG3 TUB 188.00 6.000 TK CHD 38.09 2.88 2.88 2.50 2.50 .0143166 TR 1396.984 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 588 587- 588 CD4 TUB 32.30 1.200 T BRC 2.12 10.57 10.57 2.50 7.34 .0422549 TL 473.3178 588 582- 588 CD3 TUB 50.80 1.500 T CHD 2.12 12.00 12.00 3.22 8.84 .1197302 TL 167.0423 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 513 513- 575 CH1 TUB 76.20 2.500 TK BRC 38.09 23.67 4.87 4.87 2.50 4.00 .0351072 BR 569.6844 513 513- 613 LG3 TUB 188.00 6.000 TK CHD 38.09 3.88 3.88 2.50 3.74 .0204962 BR 975.7910 513 541- 513 CH3 TUB 76.20 2.500 TK BRC 38.09 10.00 4.68 4.68 2.50 4.00 .0930458 BR 214.9479 513 513- 613 LG3 TUB 188.00 6.000 TK CHD 38.09 3.74 3.74 2.50 3.74 .0565588 BR 353.6142 Phần phụ lục thể hiện đầy đủ ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 79/86
  • 80. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT Chi tiết nút 741 như sau: Fatigue Life results at Joint 741 Brace 741-8907 Chord 741- 745Fatigue Life (years) 11.255 SCF Method Det Norske VerteDesign Life (years) 20.000 Life Safety Fact 2.000Maximum Damage 1.776935 Location Top LeftBrace-Chord Angle (deg) 89.998 Connection Type T *** Brace and Chord Properties *** S-N Type AXP -API X Prime Curve with Thickness Correction Member Chord Diameter Thick *** Stress Concentration Factors *** Brace ( Cm) ( Cm) Ax-Crn Ax-Sdl IP-Mom OP-Mom______________________________________________________________________ 741- 745 Chord 61.000 3.000 5.646 5.646 2.500 3.667 741-8907 Brace 32.300 1.570 7.435 7.435 2.500 3.913 *** Damage and Fatigue Life Details *** ****** CHORD ****** ****** BRACE ****** Position Damage Life Damage Life ----------------------------------------------------------- Top .1476-4 1355.+3 .1483-4 1349.+3 Top Left 1.10658 18.0736 1.77694 11.2553 Left .447564 44.6864 .754144 26.5202 Bottom Left .430176 46.4926 .712352 28.0760 Bottom .1464-4 1366.+3 .1468-4 1363.+3 Bottom Right .835693 23.9322 1.05664 18.9280 Right .311352 64.2359 .433385 46.1483 Top Right .281010 71.1718 .426652 46.8766 ----------------------------------------------------------- Maximum 1.10658 18.0736 1.77694 11.2553 ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 80/86
  • 81. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 81/86
  • 82. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 82/86
  • 83. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 83/86
  • 84. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 84/86
  • 85. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT IV.2.7 Nhận xét, kiến nghị - Qua phân tích tuổi thọ mỏi kết cấu chân đế giàn Sư Tử Trắng bằng phương pháp phổ ta thấy được những nút nhạy cảm với hiện tượng mỏi như nút: 741, 645. - Kết quả mỏi ở trên chỉ mang tính chất tương đối do còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: lí thuyết tính mỏi, đường cong mỏi áp dụng, tiêu chuẩn tính hệ số tập trung ứng suất SCF.v.v… Do đó kết quả chỉ là cơ sở để hoạch định kế hoạch khảo sát kiểm tra định kì và bảo dưỡng công trình.TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. API RP 2A – WSD Recommended Practice for Planning, Designing andConstructing Fixed Offshore Platforms – Working Stress Design (21st Edition) [2]. DNV RP-C203 – Fatigue Design of Offshore Steel Structures [3]. Bài giảng “Công trình biển cố định bằng thép“ – Viện xây dựng công trình biển –Đại học Xây dựng [4]. Môi trường biển tác dụng lên công trình – PGS.TS VŨ UYỂN DĨNH [5]. Bài giảng “Động lực học công trình biển", “Lí thuyết độ tin cậy", – Viện xây dựngcông trình biển – Đại học Xây dựng [6]. Sức bền vật liệu – LÊ NGỌC HỒNG [7]. Bài báo khoa học ‘‘Phương pháp phổ tính toán tuổi thọ mỏi của kết cấu chân đế côngtrình biển cố định bằng thép chịu tải trọng sóng‘‘ – Thầy Mai Hồng Quân –Viện xây dựngcông trình biển- Đại học Xây Dựng ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 85/86
  • 86. CER ATMER TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI VIỆN CÔNG TRÌNH BIỂN ---------  ---------- Tính toán tuổi thọ mỏi KCĐ ICOFFSHORE giàn STT PHỤ LỤC ---------------------------------------------------------------  ----------------------------------------------------------------Cán bộ hướng dẫn: Ths. Nguyễn Mạnh HùngSinh viên thực hiện: Lê Văn Tiến MSSV: 7305.52 Lớp: 52cb1 Page 86/86

×