Hdsd sacs 5.2

Tài liệu số:
TỔNG CÔNG TY CP DỊCH VỤ KỸ THUẬT DẦU KHÍ VIỆT NAM
CÔNG TY DỊCH VỤ CƠ KHÍ HÀNG HẢI
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 1/62
ggdggs

HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG

CHƯƠNG TRÌNH SACS V5.2
PHẦN 1 – MÔ HÌNH KẾT CẤU VÀ TẢI TRỌNG

01 22/03/2011 V.V.H. D.H.T T.T.L
P.bản Ngày Mô tả Soạn Kiểm tra Duyệt

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 2/62
ggdggs

MỤC LỤC

1. MÔ HÌNH KẾT CẤU ................................................................................................ 5
1.1. CÁC THÔNG SỐ KẾT CẤU ............................................................................. 5
1.1.1. Các thông số hình dạng ........................................................................... 5
1.1.2. Vật liệu .................................................................................................... 5
1.1.3. Trang thiết bị và khối lượng ................................................................... 5
1.2. SỐ LIỆU MÔI TRƯỜNG ................................................................................... 6
1.2.1. Điều kiện vận hành – operational condition ........................................... 6
1.2.2. Bão cực hạn – extreme storm.................................................................. 7
1.2.3. Hà bám – Marine growth ........................................................................ 7
1.2.4. Các hệ số động học ................................................................................. 7
1.3. TẢI TRỌNG VÀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG ........................................................... 7
1.3.1. Tải trọng - Loads ..................................................................................... 7
1.3.2. Trường hợp tải trọng – Load cases ......................................................... 8
1.3.3. Tổ hợp tải trọng – Load combinations .................................................... 9
1.4. TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG ................................................................................ 10
1.5. CÁC THAO TÁC CƠ BẢN ............................................................................. 10
1.5.1. Dựng mô hình jacket ............................................................................. 10
1.5.2. Dựng mô hình topside ........................................................................... 23
1.5.3. Hiệu chỉnh mô hình ............................................................................... 29
1.6. Định nghĩa các khối lượng ................................................................................ 32
1.6.1. Khối lượng trên topside ........................................................................ 32
1.6.2. Khối lượng jacket.................................................................................. 41
1.7. Định nghĩa các tải trọng .................................................................................... 44

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 3/62
ggdggs

1.7.1. Định nghĩa tâm quán tính ...................................................................... 44
1.7.2. Tải trọng do các khối lượng .................................................................. 44
1.7.3. Tải trọng môi trường ............................................................................. 46
1.7.4. Tải trọng bản thân ................................................................................. 55
1.7.5. Tổ hợp tải trọng..................................................................................... 57
1.7.6. Phân khoảng chỉ tiêu kiểm tra kết cấu .................................................. 58
1.7.7. Hệ số ứng suất cho phép ....................................................................... 59
1.8. Kiểm tra mô hình .............................................................................................. 60
2. PHÂN TÍCH TĨNH .................................................................................................. 61

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 4/62
ggdggs

MỞ ĐẦU

Tài liệu này được biên soạn dựa trên tài liệu của khóa đào tạo sử dụng phần mềm SACS do
công ty EDI Singapore tổ chức vào tháng Ba năm 2009, với mục đích hướng dẫn người đọc
cơ bản tiếp cận việc sử dụng phần mềm SACS phiên bản 5.2: dựng mô hình kết cấu và nhập
các thông số tải trọng đầu vào, chạy chương trình phân tích.
Các hướng dẫn phân tích kết cấu chi tiết sẽ được đề cập trong một tài liệu khác.
Với thời gian và kiến thức có hạn, việc biên soạn còn có nhiều thiếu sót và hạn chế. Rất mong
sự đóng góp ý kiến từ nhiều phía để có thể hoàn thiện và đưa tài liệu này vào sử dụng như
một tài liệu tham khảo chính thức trong công ty.
Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về:
 Vũ Văn Hoan – Phòng Thiết kế, Công ty Dịch vụ Cơ khí Hàng hải, email:
vuhoan@ptsc.com.vn;
 Đỗ Hồng Tiến – Phòng Thiết kế, Công ty Dịch vụ Cơ khí Hàng hải, email:
tiendo@ptsc.com.vn.
Xin chân thành cảm ơn!

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 5/62
ggdggs

1. MÔ HÌNH KẾT CẤU

1.1. CÁC THÔNG SỐ KẾT CẤU

1.1.1. Các thông số hình dạng

 Loại công trình : giàn cố định 4 chân;
 Độ sâu nước : 79.5m;
 Gốc tọa độ mô hình : Đặt tại LAT
 Số lượng sàn : 02;
 Cao độ main deck : 15.3m;
 Cao độ cellar deck : 23.0m;
 Cao độ điểm làm việc (working point elevation) : 4.0m;
 Cao độ điểm nối cọc (pile connecting elevation) : 3.0m;
 Các cao độ trung gian : -50.0, -21.0;
 Số lượng conductor : 0;
 Số lượng skirt pile : 0;
 Khoảng cách giữa các điểm làm việc : X1 = 15m; Y1 = 10m;
 Độ nghiêng các ống chính : Row1, leg 1&5: X = 0, Y = 10;
 : Row2, leg 3&7: X = 10, Y = 10.
1.1.2. Vật liệu

 Khối lượng thể tích : 7850 kg/m3;
 Hệ số đàn hồi Young, E : 210000MPa;
 Mô-đun kháng cắt, G : 80000MPa;
 Hệ số Possion, µ : 0.3;
 Hệ số dãn dài do nhiệt : 11.7×10-6/oC;
 Hệ số ma sát (thép – thép) : 0.2.
1.1.3. Trang thiết bị và khối lượng

1.1.3.1. Trang thiết bị main deck

1/. Cụm thiết bị số 1 - Skid 1
 Trọng lượng : 1112.05 kN;
 Tâm mặt đế : (5.0; 2.0; 23.0);
 Vị trí tương đối của tâm khối lượng so với mặt đế : (0; 0; 3.0);
 Dài : 6m;
 Rộng : 3m;
 Số lượng dầm đỡ : 02
 Dầm đỡ skid đặt theo phương : X.

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 6/62
ggdggs

 Tâm mặt đế : (-5.0; -5.0; 23.0);
 Dài : 6m;
 Rộng : 2.5m;
3/. Cụm thiết bị số 4 - Skid 4 (số lượng 3)
 Tâm mặt đế : (10.0; 6.0; 23.0);
 Dài : 6m;
 Rộng : 3m;
1.1.3.2. Trang thiết bị cellar deck (số lượng 1)

 Tâm mặt đế : (-5.0; 0.0; 15.3);
 Dài : 6m;
 Rộng : 2.5m;
 Số lượng dầm đỡ : 02;
1.1.3.3. Anode chống ăn mòn

 Số lượng : 2 anode/phần tử ngập nước;
 Trọng lượng : 2.5 kN/anode;
 Mật độ khối lượng thể tích : 2.732 MT/m3.
1.1.3.4. Kết cấu hỗ trợ lắp đặt

 Padeye : 2 anode/phần tử ngập nước.

1.2. SỐ LIỆU MÔI TRƯỜNG

1.2.1. Điều kiện vận hành – operational condition

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 7/62
: 0o, 45o, 90o;
ggdggs

 Hướng
1.2.1.1. Sóng

 Chiều cao sóng : 6.1m;
 Chu kỳ : 12 giây;
1.2.1.2. Dòng chảy

 Vận tốc dòng chảy : 0.514 m/s;
 Hệ số bao vây (blockage factor) :
1.2.1.3. Gió

 Vận tốc gió : 25.72 m/s
1.2.2. Bão cực hạn – extreme storm

1.2.2.1. Sóng

 Chiều cao sóng : 12.19 m;
 Chu kỳ : 15 giây;
1.2.2.2. Dòng chảy

 Vận tốc dòng chảy : 0.514 m/s;
 Hệ số bao vây (blockage factor) :
1.2.2.3. Gió

 Vận tốc gió : 45.17 m/s
1.2.3. Hà bám – Marine growth

Chiều dày hà bám:
 Từ 0 tới 60 mét nước : 2.5 cm;
 Từ 60 tới 120 mét nước : 5.0 cm
 Khối lượng thể tích của hà : 1.4 t/m3
1.2.4. Các hệ số động học

 Hệ số vận tốc kéo theo : Cd = 0.6;
 Hệ số quán tính : Cm = 1.2;
1.3. TẢI TRỌNG VÀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG

1.3.1. Tải trọng - Loads

1.3.1.1. Trọng lượng bản thân

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 8/62
ggdggs

Trong tài liệu này, trọng lượng bản thân bao gồm các thành phần trọng lượng sau đây:
 DEAD - Bản thân kết cấu chính của giàn;
 WKWY - Tải trọng bản thân các hành lang: 1.5 kN/m, khối lượng thể tích: 1.5 MT/m3;
 LPAD - Các kết cấu hỗ trợ lắp đặt (padeye, …);
 ANOD - Anode chống ăn mòn: 2.5 kN, 2 anode/thanh ngập nước, khối lượng thể tích:
2.733MT/m3;
1.3.1.2. Tải trọng sàn - AREA

 Tải trọng phân bố trên main deck : 0.75 kN/m2;
 Tải trọng phân bố trên cellar deck : 0.50 kN/m2;
1.3.1.3. Tải trọng ngắn hạn - LIVE

 Tải trọng ngắn hạn trên main deck : 5.0 kN/m2;
 Tải trọng ngắn hạn trên cellar deck : 2.5 kN/m2;
1.3.1.4. Tải trọng trang thiết bị - EQPT

Bao gồm các cụm skid.
1.3.1.5. Các tải trọng khác - MICS

 Tải phân bố trên các hành lang : 2.733 kN/m;
 Tải tập trung của tường chống cháy : 15 kN, khoảng cách tải 15m;
 Tải trọng tập trung của cần cẩu : 88.964 kN.
1.3.1.6. Tải trọng môi trường

Tải trọng môi trường bao gồm:
 Tải trọng sóng;
 Tải trọng gió;
 Tải trọng dòng chảy;
 Trọng lượng hà bám (được tính vào trọng lượng bản thân công trình).
Các tải trọng này được tính toán theo lý thuyết môi trường biển ([1], [4]) và được chương
trình tự động tính toán dựa trên các thông số môi trường được nhập vào.
1.3.2. Trường hợp tải trọng – Load cases

1.3.2.1. Điều kiện vận hành, hướng bão 0o – P000

Các tải trọng:
 Tải trọng gió điều kiện vận hành, hướng 0o;
 Tải trọng sóng điều kiện vận hành, hướng 0o;
 Tải trọng dòng chảy điều kiện vận hành, hướng 0o;
 Trọng lượng bản thân (DEA, ANOD, WKWY).

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 9/62
ggdggs


1.3.2.4. Điều kiện bão cực hạn, hướng bão 0o –S000

 Tải trọng gió, bão cực hạn, hướng 0o;
 Tải trọng sóng, bão cực hạn, hướng 0o;
 Tải trọng dòng chảy, bão cực hạn, hướng 0o;
1.3.2.5. Điều kiện bão cực hạn, hướng bão 45o – S045

1.3.2.6. Điều kiện bão cực hạn, hướng bão 90o –S090

1.3.3. Tổ hợp tải trọng – Load combinations

1.3.3.1. Điều kiện vận hành – OPR

 OPR1: AREA × 1.0 + EQPT × 1.0 + LIVE × 1.0 + MISC × 1.0 + P000 × 1.1
1.3.3.2. Điều kiện bão cực hạn – STM

 STM1: AREA × 1.0 + EQPT × 1.0 + LIVE × 1.0 + MISC × 0.75 + S000 × 1.1

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 10/62
ggdggs

1.4. TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG
 API, [1];
 AISC, [3].
1.5. CÁC THAO TÁC CƠ BẢN

1.5.1. Dựng mô hình jacket

1.5.1.1. Thiết lập mô hình cơ sở

Trong cửa sổ EXECUTIVE, kích đúp vào biểu tượng PRECEDE, chọn Create new model,
Hình 1-1.

Hình 1-1
Trong cửa sổ New Structure, nhập vào tiêu đề cho mô hình kết cấu và tích chọn Generate
Seastate hydrodynamic data và Use alphanumeric jacket joint names with tags, chọn
Jacket trong Struture Wizard, Hình 1-2.

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 11/62
ggdggs

Hình 1-2
Trong cửa sổ Jacket Structure Type, thẻ Gerneral, nhập vào các thông số của giàn khoan
như Hình 1-3.
Bỏ qua việc mô hình các Conductor, trong thẻ Conductor ta giữ nguyên Number of well
bays = 0, Hình 1-4.
Tương tự, giữ nguyên các thông số mặc định trong thẻ Skirt Piles, Hình 1-5.
Nhấn Next để thực hiện bước tiếp theo.

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 12/62
ggdggs

Hình 1-3

Hình 1-4

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 13/62
ggdggs

Hình 1-5
Cửa sổ Column/Leg Specification cho phép nhập vào các thông số cơ bản cho jacket.
 Thẻ Rows and Legs: Đặt tên cho các Row (A, B, 1, 2), Leg (1, 3, 5, 7), Hình 1-6.

Hình 1-6
 Thẻ Spacing: thiết lập các khoảng cách tại mặt phẳng điểm làm việc của chân đế (working
point plane), Hình 1-7.

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 14/62
ggdggs

Hình 1-7
 Thẻ Leg Batter: thiết lập thông số độ nghiêng (batter) của các ống chính (leg), Hình 1-8.

Hình 1-8
Nhấn OK để tiếp tục. Mô hình cơ sở được thiết lập có hình dạng như Hình 1-9.

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 15/62
ggdggs

Hình 1-9
Vào File>Save để lưu dữ liệu, Hình 1-10.

Hình 1-10
Nhấn OK và lưu file với tên sacinp.dat.

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 16/62
ggdggs

1.5.1.2. Định nghĩa thuộc tính của các phần tử

Vào menu Display > Labeling để lựa chọn hiển thị tên điểm (joint name) và nhóm phần tử (
member group), quan sát phần tử và nhóm phần tử..

Hình 1-11

Hình 1-12

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 17/62
ggdggs

Vào Properties > Member Group, Hình 1-13. Trong cửa sổ Member Group, frame
Undefined Groups chứa các Group đã được tạo ra nhưng chưa được thiết lập các thuộc tính
cơ lý và hình học. Defined Groups chứa các Group đã được định nghĩa đầy đủ.

Hình 1-13
Chọn LG1 trong Undefined groups và nhấn nút Define để định nghĩa nhóm phần tử này.
Mỗi phần tử LG1 có kết cấu dạng ống (tubular), tiết diện thay đổi 2 lần theo chiều dài, nghĩa
là sẽ bao gồm 3 phân đoạn (segment).
 Định nghĩa Segment 1: Group type = Tubular, OD = 107 cm, WT = 3.5 cm, Yield
strength = 34.5 kN/cm2. Đây là phần tử nằm dưới nước  tích chọn Flooded member.
Nhấn AddSeg để thêm phân đoạn vào phần tử và định nghĩa phân đoạn mới này.
 Định nghĩa Segment 2 và Segment 3 tương tự như Segment 1, Hình 1-15, Hình 1-16. Sau
khi điền đầy đủ các thông số cho Segment 3, nhấn nút OK để kết thúc.
 Các phần tử có chung một Group nói chung có độ dài khác nhau. Đối với một Group bao
gồm N segments, thông thường chỉ xác định độ dài phần tử (Segment length) cho N-1
segments có độ dài giống nhau cho mọi phần tử, phần tử còn lại để trống thông số này cho
chương trình tự tính.
Chọn LG2 trong Undefined groups và nhấn nút Define để định nghĩa nhóm phần tử này.
LG2 giống hệt LG1, do vậy có thể copy toàn bộ thông số của LG1 sử dụng cho LG2 bằng
chức năng Copy, Hình 1-17.
Làm tương tự cho LG3.

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 18/62
ggdggs

1

Hình 1-14

Hình 1-15

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 19/62
ggdggs

Hình 1-16

Hình 1-17
Các Group LG4 và LG5 định nghĩa như Hình 1-18, Hình 1-19.

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 20/62
ggdggs

Hình 1-18

Hình 1-19
Group LG6,
 Segment 1: Tubular, OD = 91.5 cm, WT = 2.0 cm, Fy = 24.80 kN/cm2 Segment Length =
1.0 m
 Segment 2: General: CONE, Fy = 24.80 kN/cm2, Segment Length = 1.0 m
 Segment 3: Tubular, OD = 66 cm, WT = 2.0 cm, Fy = 24.80 kN/cm2
Group LG7,
 Segment 1: OD = 66 cm, WT = 2.5 cm, Fy = 24..80 kN/cm2,

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 21/62
ggdggs

Group PL1, PL2, PL3 and PL4,
 Segment 1: D = 91.5 cm, T = 2.5 cm, Fy = 24..80 kN/cm2, Flooding,
Group W.B,
 Segment 1: OD = 60.0 cm, WT = 2.0 cm, Weight Density = 0.001, Flooding,
Định nghĩa section CONE: Larger OD = 91.50 cm, Smaller OD = 66.0 cm, Wall thickness T
= 2.0 cm, Hình 1-20, Hình 1-21.
 Properties > Member section

Hình 1-20

Hình 1-21
1.5.1.3. Dựng các Diaphragm của chân đế

Trước hết, tạo các mặt diaphragm.
Vào menu Display > Plane > Plane XY, nhập vào cao độ Z=-79.50, tạo diamond diaphragm

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 22/62
ggdggs

 Tạo các thanh biên diagragm: Member > Add để tạo 4 thanh biên Group H11;
 Member > Divide > “=part” để chia đôi 4 phần tử vừa tạo, đặt tên điểm mới bắt đầu
bằng 1000, gia số là 1, Hình 1-22.
 Tạo các thanh giằng: Member > String, Group H12

Hình 1-22

Hình 1-23
Vào menu Display > Plane > Plane XY, nhập vào cao độ Z=-50.00, tạo diagragm tương tự
như trên:
 Tạo các thanh biên diagragm: Member > Add để tạo 4 thanh biên Group H21.

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 23/62
ggdggs

 Member > Divide > “=part” để chia đôi 4 phần tử vừa tạo, đặt tên điểm mới bắt đầu
bằng 2000, gia số là 1.
 Tạo các thanh giằng: Member > String, Group H22.
Vào menu Display > Plane > Plane XY, nhập vào cao độ Z=-21.00, tạo X-brace diaphragm
 Member > X-brace, Center Joint = 3000, Group H32 và nhập điểm tuân theo thứ hướng
dẫn.
Vào menu Display > Plane > Plane XY, nhập vào cao độ Z =2.00, tạo X-brace diaphragm
 Member > X-brace, Center Joint = 4000, Group H42 và nhập điểm tuân theo thứ hướng
dẫn.
Lưu mô hình và định nghĩa các Group cho các mặt diaphragm.
 Member Group H11, Tubular, Segment 1: OD = 66.0 cm, WT = 2.5 cm
 Member Group H22, H31 và H32, Tubular, Segment 1: OD = 40.75 cm, WT = 1.5 cm
 Member Group H41 and H42, Tubular, Segment 1: OD = 30.375 cm, WT = 1.25 cm.
Lưu mô hình.
1.5.1.4. Dựng các panel.

 Display > Face > Row A; tạo các phần tử 103L-201L group D01, 201L-303L group D02
và 303L-401L group D03;
 Face Row B, 107L-205L group D01, 205L-307L group D02 và 307L-405L group D03;
 Face Row 1, 105L-201L group D01, 201L-305L group D02 và 305L-401L v D03;
 Face Row 2, 107L-203L group D01, 203L-307L group D02 và 307L-403L group D03.
Định nghĩa các group phần tử panel.
 Member Group D01, Tubular, Segment 1: OD = 66.0 cm, WT = 2.5 cm
Lưu mô hình.
1.5.2. Dựng mô hình topside

Topside gồm 2 sàn Main Deck và Cellar Deck. Thông số của các sàn cho trong…..
Có hai cách để tạo mô hình Topside: cách thứ nhất tạo lưới điểm bằng Joint > Add và các
chức năng trong menu Display; cách thứ hai tiện dụng hơn: sử dụng Joint > Grid để tao lưới
điểm. Cách thứ 2 cho phép tạo đồng thời hệ beam và plate liên kết với lưới điểm của các sàn.
1.5.2.1. Tạo Cellar Deck

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 24/62
ggdggs

Vào menu Joint > Grid. Trong thẻ Joint Grid Data nhập vào:
 Grid structure plane = XY, other coordinate Z = 15.3 m;
 Joint name of grid origin = 7001, X increment = 4 and Y increment = 1;
Trong thẻ Grid Point nhập vào:
 Các trục theo phương Y: X1 = -7.5, X2 = -2.5, X3 = 2.5, X4 = 7.5 m tương ứng với đường
tâm của các dầm có Group là W02, W02, W02 và W02;
 Các trục theo phương X: Y1 = -9.0,Y2 = -5.0, Y3 = 5.0, Y4 = 9.0 m tương ứng với đường
tâm của các dầm có Group là W03, W01, W01 và W03.
Trong thẻ Member/Plate Options, tích chọn Connect joint with members và Connect joint
with plates, nhập vào Plate group label = PL1 và Plate name = A001, Hình 1-26. Nhấn OK.

Hình 1-24

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 25/62
ggdggs

Hình 1-25

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 26/62
ggdggs

Hình 1-26
1.5.2.2. Tạo Maindeck

Vào menu Joint > Grid. Trong thẻ Joint Grid Data, Hình 1-27, nhập vào:
 Grid structure plane = XY, other coordinate Z = 23.0 m;
 Joint name of grid origin = 8001, X increment = 4 and Y increment = 1;
Trong thẻ Grid Point, Hình 1-28, nhập vào:
 Các trục theo phương Y: X1 = -7.5, X2 = -2.5, X3 = 2.5, X4 = 7.5 m, X5 = 12.5 m tương
ứng với đường tâm của các dầm có Group là W02, W02, W02, W02 và W02;
 Các trục theo phương X: Y1 = -9.0,Y2 = -5.0, Y3 = 5.0, Y4 = 9.0 m tương ứng với đường
tâm của các dầm có Group là W03, W01, W01 and W03.
Trong thẻ Member/Plate Options, tích chọn Connect joint with members và Connect joint
with plates, và chấp nhận các giá trị mặc định của chương trình, Hình 1-29. Nhấn OK.

Hình 1-27

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 27/62
ggdggs

Hình 1-28

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 28/62
ggdggs

Hình 1-29
Tiếp theo, định nghĩa các dầm và bản cho hai sàn vừa tạo ra, Hình 1-31 ÷ Hình 1-33.
 Member Group W01, Plate Girder, Segment 1: W24X162, Library: AISC,
 Member Group W02 và W03, Plate Girder, Segment 1: W24X131, Library: AISC,
 Plate Group PL1, Plate thickness = 0.8 cm, Passions ratio 0.3

Hình 1-30

Hình 1-31

Hình 1-32

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 29/62
ggdggs

Hình 1-33
1.5.3. Hiệu chỉnh mô hình

Các liên kết của công trình biển tuân theo tiêu chuẩn API [1].
1.5.3.1. Định nghĩa offset của các phần tử tại nút

Vào Joint > Connection > Automatic Design, lựa chọn:
 Thẻ General, Hình 1-34: Tích chọn Offset braces to outside of chord; trong Gapping
option chọn Move Brace, trong Gapping option chọn Along Chord, đặt giá trị Gap = 5
cm và trong Gap size option chọn Minimum only, tích chọn Use existing offsets if gap
criteria is met.
 Thẻ Can/chord, Hình 1-35: trong Joint Can options, chọn Update segmented groups
can lengths và đặt Can length option = API minimum reqts, đồng thời chọn Increase
joint can lengths only.
 Quan sát thay đổi trên mô hình.

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 30/62
ggdggs

Hình 1-34

Hình 1-35
1.5.3.2. Định nghĩa offset cho các phần tử dầm main deck và cellar deck

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 31/62
ggdggs

Các dầm của maindeck và cellar deck được offset theo phương đứng xuống một khoảng bằng
nửa chiều cao dầm.
 W01: global Z offset -31.75 cm, chọn Top of Steel,
 W02 và W03: global Z offset -31.09 cm, chọn Top of Steel.

Hình 1-36
Trên thanh công cụ Precede Seclection, Hình 1-36, chọn Member Tool tips, sử dụng chức
năng lựa chọn theo Group, bao gồm (Include) các group được chỉ định trong MGroup.
Vào Member > Offsets…, chọn Offset type = Top-of-S, joint A Z offset (cm) = -31.75; joint
B Z offset (cm) = -31.75.

Hình 1-37
Trên thanh công cụ Precede Selection, nhấp chọn MGroup, chỉ định các Group: W02, W03,
Hình 1-38.

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 32/62
ggdggs

Hình 1-38
Vào Member > Offsets…, chọn Offset type = Top-of-S, joint A Z offset (cm) = -31.09; joint
B Z offset (cm) = -31.09.

Hình 1-39

1.6. Định nghĩa các khối lượng

1.6.1. Khối lượng trên topside

1.6.1.1. Khối lượng các sàn - AREA

Trước hết, định nghĩa diện tích nhận tải cho các sàn.
Với cellar deck, vào menu Seastate > Global Parameters > Weight > Define Surface ID,
nhập vào, Hình 1-40:
 Surface ID = CELLWT1;

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 33/62
ggdggs

 Origin joint = 7001;
 Local X joint = 7013;
 Local Y joint = 7014
 Tolerence = 0.5;
 Boundary joints = Nhấn giữ phím CTRL và kích chọn các điểm 7001, 7013, 7016 và
7004;
 Load direction = “Local Z”.

Hình 1-40
Với main deck, vào menu Seastate > Global Parameters > Weight > Define Surface ID,
nhập vào, Hình 1-40:
 Surface ID = MAINWT1;
 Origin joint = 8001;
 Local X joint = 8017;
 Local Y joint = 8001
 Tolerence = 0.5;
 Boundary joints = Nhấn giữ phím CTRL và kích chọn các điểm 8001, 8017, 7020 và
8004;
 Load direction = “Local Z”.

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 34/62
ggdggs

Hình 1-41
Khối lượng phân bố trên cellar deck:

Hình 1-42

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 35/62
ggdggs

Hình 1-43
Vào menu Seastate > Global Parameters > Weight > Surface Weight, Hình 1-42:
 Weight Group = AREA;
 Weight ID = AREAWT;
 Pressure = 0.5 kN/m2;
 Selected Surface IDs = CELLWT1.
 Weight Group = AREA;
 Weight ID = AREAWT;
 Selected Surface IDs = MAINWT1.
1.6.1.2. Tải trọng ngắn hạn – LIVE

 Weight Group = LIVE;
 Weight ID = MAINLIVE;
 Selected Surface IDs = MAINWT1.
 Weight Group = LIVE;
 Weight ID = CELLLIVE;
Selected Surface IDs = CELLWT1.

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 36/62
ggdggs

Hình 1-44

Hình 1-45
1.6.1.3. Tải trọng trang thiết bị - EPQT

1/. Cụm thiết bị Skid1
Vào “Seastate” > “Global Parameters” > “Weight” > “Footprint Weight”,
 Weight Group = EQPT;
 Weight ID = SKID1;
 Weight = 1112.05 kN/m2;
 Footprint center = (5.0, 2.0, 23.0);

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 37/62
ggdggs

 Relative weight center = (0, 0, 3.0);
 Type footprint = Skid;
 Skid Length = 6 m;
 Skid Width = 3 m;
 Number of skid beams = 2 Logitudinal (2 skid beams theo phương X).

Hình 1-46
2/. Cụm thiết bị SKID2
Vào “Seastate” > “Global Parameters” > “Weight” > “Footprint Weight”, Hình 1-47,
 Weight = 667.23 kN/m2;
 Footprint center = (-5.0, -5.0, 23.0);
 Skid Width = 2.5 m;
 Weight = 155.587 kN/m2;
 Footprint center = (10.0, 6.0, 23.0);

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 38/62
ggdggs

 Skid Width = 3 m;

Hình 1-47

Hình 1-48

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 39/62
ggdggs

Hình 1-49
 Weight = 444.82 kN/m2;
 Footprint center = (-5.0, 0.0, 15.3);
 Skid Width = 2.5 m;
1.6.1.4. Các tải trọng khác - MISC

1/. Tải trọng phân bố trên hành lang – WALKWAY
Tải trọng trên các hành lang được phân bố cho các phần tử dầm ngoài cùng bên phải của
Cellar deck và Main deck, giá trị tải trọng 2.733 kN/m.
Vào Seastate > Global parameter > Weight > Member weight…, nhấn giữ CTRL và chọn
các phần tử 7013 – 703L, 703L – 707L, 707L – 7016, 8013 – 8018, 8018 – 8019, 8019 -
8020, Hình 1-50:
 Weight group = MICS;
 Weight ID = Walkway;
 Coordinate system = Global;
 Initial weight value = 2.733 kN/m;
 Final weight value = 2.733 kN/m

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 40/62
ggdggs

Hình 1-50
2/. Tải trọng cần cẩu – CRANEWT
Cần cẩu trọng lượng 88.964 kN đặt tại điểm 807L.
Vào Seastate > Global parameter > Weight > Joint weight…, chọn điểm đặt 807L, Hình
1-51:
 Weight ID = Cranewt;
 Weight = 88.964 kN/m;

Hình 1-51

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 41/62
ggdggs

3/. Tải trọng tường chịu lửa – FIREWALL
Tường chịu lửa được lắp đặt trên Cellardeck, gây ra các tải trọng tập trung lên các phần tử
705L-7004, 7007-7008, 7011-7012, giá trị tải trọng 15 kN, khoảng cách các điểm đặt lực
1.5m.
Vào Seastate > Global parameter > Weight > Member weight…, nhấn giữ CTRL, chọn
các phần tử 705L-7004, 7007-7008, 7011-7012, Hình 1-52:

Hình 1-52
 Weight ID = FIREWALL;
 Concentrated Weight = 15 kN;
 Distance to weight (m) = 1.5.
1.6.2. Khối lượng jacket

1.6.2.1. Khối lượng các padeye – LPAD

Các padeye phục vụ cho lắp đặt jacket ngoài khơi được gắn tại vị trí các nút: 501L, 503L,
505L và 507L. Trọng lượng mỗi padeye là 2.0 kN, khối lượng thể tích 7.85 MT/m3.
Vào Seastate > Global parameter > Weight > Joint weight…, nhấn giữ CTRL, chọn các
điểm đặt 501L, 503L, 505L và 507L, Hình 1-53:
 Weight group = LPAD;
 Weight ID = PADEYE;
 Weight = 2.0 kN;
 Tích chọn: Include buoyancy and wave load;
 Weight density = 7.85 kN/m3.

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 42/62
ggdggs

Hình 1-53
1.6.2.2. Khối lượng hành lang và cầu thang

Các hành lang và cầu thang có tải trọng phân bố là 1.5 kN/m tác dụng lên các phần tử 405L-
407L, 401L-405L, 401L-403L và 403L-407L.

Hình 1-54

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 43/62
ggdggs

Vào Seastate > Global parameter > Weight > Member weight…, nhấn giữ CTRL, chọn
các phần tử 405L-407L, 401L-405L, 401L-403L và 403L-407L, Hình 1-54:
 Weight group = WKWY;
 Weight ID = WALKWAY;
 Initial weight value = 1.5 kN/m;
 Final weight value = 1.5 kN/m;
 Tích chọn: Include buoyancy and wave load;
 Weight density = 1.5 kN/m3.
1.6.2.3. Khối lượng các anode chống ăn mòn – ANOD

Mỗi phần tử ngâp nước được gắn 02 anode chống ăn mòn, khối lượng 2.5 kN, khối lượng thể
tích 2.723 MT/m3, Hình 1-55.

Hình 1-55
 Trong thanh công cụ Precede Selection, sử dụng phương pháp chọn Window;
 Quét các phần tử từ cao độ 4.0 m đến - 79.5 m;
 Vào Seastate > Global Parameters > Weight > Anode weight…;
 Weight Group = ANOD;
 Weight ID = ANODE;
 Anode weight = 2.5 (kN);
 Tích chọn Include buoyancy and wave load;
 Density = 2.73 MT/m3;
 Anodes per member = 2;

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 44/62
ggdggs

 Tích chọn Anodes equally spaced.
1.7. Định nghĩa các tải trọng

1.7.1. Định nghĩa tâm quán tính

Tâm quán tính CEN1 của công trình được định nghĩa trong Data Generator.
 Khởi động Data Generator, mở SACINP.DAT;
 Di chuyển con trỏ tới dòng đầu tiên sau phần định nghĩa nút;
 Edit > Insert line

Hình 1-56
1.7.2. Tải trọng do các khối lượng

Các trường hợp tải trọng AREA, EQPT, LIVE, và MISC sẽ được định nghĩa từ các khối
lượng ở trên, bao gồm các thông tin về khối lượng và gia tốc.

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 45/62
ggdggs

Hình 1-57
Vào Seastate > Loading > Weight > Include weight groups…, Hình 1-57:
 Load condition = AREA; Groups to include = AREA;
 Load condition = EQPT; Groups to include = EQPT;
 Load condition = LIVE; Groups to include = LIVE;
 Load condition = MICS; Groups to include = MICS;
Vào Seastate > Loading > Weight > Accelerations…:
 Load condition = AREA; Translational Accelerations: z = 1.0 × G; Center ID = CEN1;
 Load condition = EQPT; Translational Accelerations: z = 1.0 × G; Center ID = CEN1;
 Load condition = LIVE; Translational Accelerations: z = 1.0 × G; Center ID = CEN1;
 Load condition = MICS; Translational Accelerations: z = 1.0 × G; Center ID = CEN1;

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 46/62
ggdggs

Hình 1-58
1.7.3. Tải trọng môi trường

Hình 1-59 – Quy trình tính toán tải trọng sóng và dòng chảy lên kết cấu mảnh [1].
1.7.3.1. Định nghĩa các phần tử ngập nước

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 47/62
ggdggs

Các ống chính LG1 ÷ LG4 nằm dưới nước, được mô tả bằng thuộc tính flooded.
Vào Seastate > Global Parameters > Member group over-ride…, Hình 1-60,
 Over-ride = LG1, LG2, LG3, LG4;
 Flooded condition = Flooded.

Hình 1-60
1.7.3.2. Hệ số vận tốc kéo theo Cd và hệ số quán tính Cm

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 48/62
ggdggs

Các hệ số Cd và Cm lấy giá trị Cd = 0.6 and Cm = 1.2 cho các phần tử dạng ống mảnh có
đường kính từ 2.5 cm đến 250 cm đối với cả phần tử sạch và phần tử bị hà bám.
Vào Seastate > Global parameters > Drag/Mass Coefficients…, Hình 1-61:

Hình 1-61
1.7.3.3. Số liệu về hà bám

Chiều dày hà bám thay đổi theo độ sâu nước:
 Từ 0.0 đến 60m: t = 2.5 cm;
 Từ 60 m đến 79.5 m: t = 5.0 cm;
 Khối lượng thể tích: 1.4 t/m3.
Vào Seastate > Global parameters > Marine growth…, Hình 1-62:

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 49/62
ggdggs

Hình 1-62
1.7.3.4. Thông số về gió

Gió được xem xét trong hai trường hợp: điều kiện vận hành và điều kiện bão cực hạn, theo 6
trường hợp tải trọng: P00, P45, P90, S000, S045, S090.
1/. Gió trong trong tổ hợp tải P00
Vào Seastate > Loading > Wind…, Hình 1-63,
 Velocity = 25.72 m/s;
 Wind direction = 0o;
 Wind height variation option = API08;
 Still water depth override = bỏ trống.
2/. Gió trong tổ hợp tải S00
Vào Seastate > Loading > Wind…, Hình 1-64,
 Velocity = 45.17 m/s;
 Wind direction = 0o;
 Wind height variation option = API08;
 Still water depth override = 81 m.
3/. Gió trong các tổ hợp tải khác
Gió trong các tổ hợp tải khác tương tự như hai trường hợp trên

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 50/62
ggdggs

Hình 1-63

Hình 1-64
1.7.3.5. Thông số dòng chảy

1/. Tổ hợp tải P00
Vào Seastate > Loading > Current…, Hình 1-65, Hình 1-66:
 Vận tốc dòng tại đáy biển : 0.514 m/s;

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 51/62
ggdggs

 Vận tốc dòng bề mặt : 1.029 m/s;
 Wave direction : 0o;
 Tích chọn Calculate apparent wave period;
 Blocking factor option = Auto;
 Blocking factor elevation = -5 m;
 Current stretching option = Linear.

Hình 1-65

Hình 1-66
2/. Tổ hợp tải S000
Vào Seastate > Loading > Current…, Hình 1-67, Hình 1-68:
 Mudline elev over-ride : 81 m
 Vận tốc dòng tại đáy biển : 0.514 m/s;
 Vận tốc dòng bề mặt : 1.801 m/s;
 Wave direction : 0o;
 Tích chọn Calculate apparent wave period;
 Blocking factor option = Auto;
 Blocking factor elevation = -5 m;
 Current stretching option = Linear.

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 52/62
ggdggs

3/. Các trường hợp tải khác
Thông số dòng chảy trong các trường hợp tải trọng khác tương tự như hai trường hợp trên, chỉ
khác nhau về hướng dòng chảy.

Hình 1-67

Hình 1-68
1.7.3.6. Các thông số sóng

1/. Trường hợp tải P00

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 53/62
ggdggs

Vào Seastate > Loading > Wave…

Hình 1-69

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 54/62
ggdggs

 Wave type = Stream;
 Wave height = 6.1 m;
 Wave period = 12 sec;
 Wave direction = 0.0o;
 Kinematics factor = 1.0;
 Stream wave order = 7;
 Definition units = Degree;
 Initial crest position = 0o;
 Wave postion step size = 20o;
 Number of crest postion = 18;
 Critical position = Max base shear;
 Maximum member segment = 10;
 Minimum member segment = 1;
 Print option (cumulative) = Overturning moment and shear.
2/. Trường hợp tải S00
 Wave type = Stream;
 Wave height = 12.19 m;
 Wave period = 15 sec;
 Wave direction = 0.0o;
 Kinematics factor = 1.0;
 Stream wave order = 7;
 Definition units = Degree;
 Initial crest position = 0o;
 Wave postion step size = 20o;
 Number of crest postion = 18;
 Critical position = Max base shear;
 Still water depth over-ride = 81 m;
 Maximum member segment = 10;
 Minimum member segment = 1;
 Print option (cumulative) = Overturning moment and shear.
3/. Các trường hợp tải khác
Thông số sóng các trường hợp tải khác tương tự như hai trường hợp nói trên, chỉ khác hướng
sóng.

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 55/62
ggdggs

Hình 1-70
1.7.4. Tải trọng bản thân

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 56/62
ggdggs

Tải trọng bản thân kể đến trong 06 trường hợp tải nói trên bao gồm: DEAD, ANOD, WKWY.
1.7.4.1. Trường hợp tải P00

Vào Seastate > Loading > Deadload…Hình 1-71;
 Load case = P00;
 Buoyancy method = Marine – distributed load only;
 Direction of gravity = -Z;
 Tích chọn Include the buoyancy below the mudline

Hình 1-71
Vào Seastate > Loading > Weight > Include weight groups…Hình 1-72;
 Groups to include = ANOD, WKW;
1.7.4.2. Các trường hợp tải khác

Làm tương tự cho các trường hợp tải còn lại.

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 57/62
ggdggs

Hình 1-72
1.7.5. Tổ hợp tải trọng

1.7.5.1. Định nghĩa các tổ hợp tải trọng

 Load > Combine load conditions…,Hình 1-73;
 OPR1: AREA × 1.0 + EQPT × 1.0 + LIVE × 1.0 + MICS × 1.0 + P00 × 1.1
 STM1: AREA × 1.0 + EQPT × 1.0 + LIVE × 1.0 + MICS × 0.75 + S000 × 1.1

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 58/62
ggdggs

Hình 1-73
1.7.5.2. Lựa chọn các tổ hợp cho phân tích

 Options > Load condition selection > Standard …;
 Selected LCs = OPR1, OPR2, OPR3, STM1, STM2, STM3, Hình 1-74.

Hình 1-74
1.7.6. Phân khoảng chỉ tiêu kiểm tra kết cấu

Các chỉ tiêu kiểm tra kết cấu được phân dải, theo đó, báo cáo kết quả kiểm tra kết cấu sẽ được
phân loại theo các khoảng này.
 Options > Unity Check Ranges…,Hình 1-75;
 1st partition = 0 ÷ 0.5;
 2nd partition = 0.5 ÷ 1.0;
 3rd partition = 1.00 ÷ 300;

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 59/62
ggdggs

Hình 1-75
1.7.7. Hệ số ứng suất cho phép

Hệ số ứng suất cho phép được định nghĩa cho trường hợp tải trọng cực hạn: STM1, STM2,
STM3.
 Options > Allowabel stress/Mat factors;
 LC: STM1, STM2, STM3: Amod = 1.333.

Hình 1-76

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 60/62
ggdggs

1.8. Kiểm tra mô hình
 Mics > Check model

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 61/62
ggdggs

2. PHÂN TÍCH TĨNH

 Trong Precede, vào menu Options > Analyis…;
 Working units = Metric-kN force;
 Code check option = WSD AISC 9th/API 21st;
 Lưu file.

Hình 2-1
 Trong cửa sổ của Executive, vào Run File Wizard;
 Chọn Linear Static Analysis, Hình 2-2;

Hình 2-2
 Nhấn nút Start Wizard;
 SACS input file = sacinp.dat;
 General options = Use model defaults;
 Element check = Perform element check;
 Post vue = Create postvue DB;
 Nhấn Run.

Tài liệu số:
Phiên bản: 01
PHÒNG THIẾT KẾ
Trang: 62/62
ggdggs

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. EDI – SACS training, Singapore 2009;
[2]. American Petroleum Institute, RP 2A-WSD, Recommended Practice for Planning,
Designing and Constructing Fixed Offshore Platforms - Working Stress Design;
[3]. American Institute of Steel Construction, Inc. (AISC) - Specification for Structural Steel
Buildings, Allowable Stress Design and Plastic Design.
[4]. Det Nork Veritas, DNV-RP-205, Environmental conditions and environmental loads;

Hdsd sacs 5.2

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Hdsd sacs 5.2

Similar to Hdsd sacs 5.2 (20)

More from robinking277

More from robinking277 (20)

Hdsd sacs 5.2