thiết kế công trình dk đơn kết cấu hỗn hợp dạng trọng lực ở độ sâu 30 m nước

Đồ án tốt nghiệp ‘Thiết kế cơng trình DK đơn kết cấu hỗn hợp dạng trọng lực độ sâu 30 m nước’’ Phần mở đầu Chương 1: Tổng quan ngành cơng trình biển cơng nghiệp dầu khí Giới thiệu chung ngành dầu khí Ngày cơng nghiệp dầu khí thúc đẩy mạnh mẽ phát triển cơng trình biển tồn giới, đặc biệt từ vài thập kỷ qua với phát triển công nghiệp yêu cầu lượng ngày lớn ngồi việc tìm kiếm nguồn lượng cho nhân loại mặt khác sức phát triển khai thác nguồn lượng dầu mỏ Do mỏ dầu trữ lượng lớn thường tập trung nỊn đáy biển có độ sâu nước lớn nên phải có cơng nghệ khai thác hiệu chi phí rẻ Tận dụng thành ngành cơng nghiệp dầu khí, ngành cơng trình biển sức phát triển đạt thành mặt như: - Phát triển kỹ thuật thăm dị ngồi biển + Giàn tự nâng + Tầu khoan xà lan khoan + Giàn bán chìm - Phát triển kỹ thuật khai thác dầu khí biển + Kỹ thuật khoan xiên + Công nghệ đầu giếng chìm + Cơng nghệ giàn đầu giếng khơng có người + Cơng nghệ thượng tầng tồn khối - Các thành tựu kết cấu cơng trình biển giới + Giàn thép cố định + Giàn bê tơng trọng lực + Các cơng trình + Các cơng trình mềm + Các loại đường ống biển Giới thiệu chung ngành cơng trình biển Việt nam - Từ sau hồ bình thống tổ quốc năm 1975, Đảng nhà nước trọng đầu tư lĩnh vực xây dựng cơng trình biển như: - Xây dựng hệ thống đê biển ngày vững - Xây dựng nhiều cảng biển, cảng cửa sông lớn: cảng Hải Phòng, cảng Sài gòn, Cái lân, Cửa lò, Cửa hội, Hội an, Đà nẵng, Cam ranh, Nha trang, Vũng tầu ngày đại Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Vũ MSSV: 4797-42 Đồ án tốt nghiệp ‘Thiết kế cơng trình DK đơn kết cấu hỗn hợp dạng trọng lực độ sâu 30 m nước’’ - Cùng với việc xây dựng cảng cửa sông ta xây dựng cảng quan trọng khác đảo: Trường sa, Bạch long vĩ, Cồn cỏ, Côn đảo, Phú quốc… - Ngồi cịn có số cơng trình đặc biệt đảo san hô Trường sa: + Nhà cao cẳng đảo bán chìm + Đê chắn sóng cho đảo Trường sa, Nam yết, Sơn ca + Công nhà lầu bên đảo + Mở luồng, tạo âu tầu đảo Trường sa + Hệ thống đèn hải đăng cho đảo ven bê - Từ năm 1981, liên doanh dầu khí Việt Xô xây dựng dàn khoan khai thác dầu khí nước ta cách bờ 120 km, độ sâu khoảng 50 m nước Đến có hàng chục dàn khoan dầu khí thép xây dựng, kể dàn Ðp nước vỉa cho má Bạch Hổ Đặc biệt năm 1989 Đảng nhà nước định nghiên cứu thiết kế xây dựng cơng trình DK1 đảo chìm san hơ Tư chính, Phúc ngun, Huyền trân, Quế hương… có độ sâu nước từ 10- 50 m nước, cách bờ 500- 600 km Đây cơng trình đặc biệt cấp nhà nước tạo vành đai an toàn biển giúp tăng cường bảo vệ sức mạnh chủ quyền lãnh hải tổ quốc, đồng thời tạo điều kiện phục vụ dịch vụ cho hoạt động thăm dò khai thác dầu khí, hoạt động hàng hải Đến có nhiều DK xây dựng tạo thành "làng biển" Từ thành đạt ngành công trình biển Việt Nam khẳng định có bước trưởng thành vượt bậc Bên cạnh kinh nghiệm mình, tiếp thu thành tựu đại cơng trình biển giới Vai trị biển kinh tế an ninh quốc phịng - Ngày quốc gia có biển có xu hướng vươn biển, khai thác biển như: vận tải, hải sản, tài nguyên đáy biển (đặc biệt dầu khí) - Việt Nam có triệu km2 biển với chiều dài bờ biển khoảng 3260 km, có 1600 km bãi cát, 600 km bãi ngang, có 110 cửa sơng thơng từ đất liền biển Có vùng biển có độ sâu nước lớn ăn sâu vào tận bờ, lợi hại mặt quân - Do điều kiện vị trí địa lý biển Việt Nam nằm trục giao thông quốc tế nên có thuận lợi phát triển ngành vận tải du lịch, tiềm lớn Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Vũ MSSV: 4797-42 Đồ án tốt nghiệp ‘Thiết kế cơng trình DK đơn kết cấu hỗn hợp dạng trọng lực độ sâu 30 m nước’’ - Trữ lượng dầu giới Ýt lại chủ yếu tập trung lịng đáy biển, Việt Nam ước tính có khoảng tỷ dầu khí nằm lịng biển Đơng - Hiện vùng biển phía nam nước ta có nhiều cơng ty dầu khí lớn giới tiến hành hoạt động thăm dị khai thác dầu khí sơi động hiệu Ta khai thác dầu mỏ Bạch Hổ, mỏ Rồng, mỏ Đại Hùng, Bunga… Sản lượng khai thác đến năm vượt ngưỡng 100 triệu dầu - Vậy ta thấy tiềm biển vô to lớn bảo vệ khai thác biển chiến lược trọng yếu phát triển kinh tế lâu dài đất nước ta Nhu cầu tất yếu phải có DK đơn - Căn DK đơn nơi tạo sức mạnh tổng hợp cho vùng DK, có sở đảm bảo mặt từ DK trung tâm - Hiện nay, sù tranh chấp biển Đông khu vực ngày gay gắt Việt Nam có số lượng tranh chấp liên quan nhiều số tranh chấp biển khu vực Như với Thái Lan, Trung Quốc, Philippin, Malaysia, Inđônêxia, Campuchia - Để khẳng định chủ quyền lãnh hải, tăng sức mạnh mặt cho vùng DK, giữ ổn định cho hoạt động khai thác dầu khí hoạt động hàng hải Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Vũ MSSV: 4797-42 Đồ án tốt nghiệp ‘Thiết kế cơng trình DK đơn kết cấu hỗn hợp dạng trọng lực độ sâu 30 m nước’’ Chương Số liệu đầu vào phục vụ thiết kế cơng trình Số liệu mơi trường 1.1 Số liệu khí tượng hải văn - Tốc độ gió - Độ cao sóng H1% : 50 m/s : 15 m - Biên độ triều : 2,3 m - Nước dâng : 1,35 m - Vận tốc dòng chảy mặt : 2,6 m - Vận tốc dòng chảy đáy : 2,4 m - Chiều dài sóng (L) : 140 m - Số liệu Hà bám so với dMax : Từ (0 – 4) m Dày 80 mm Từ (4 – 8) m Dày 87 mm Từ (8 – 10) m Dày 100 mm Từ 10m – đáy Dày 70 mm 1.2.Số liệu địa chất cơng trình - Líp 1: Bùn sét lỗng, dầy m, khơng lấy mẫu khoan thí nghiệm Lớp khơng có ý nghĩa cho việc xây dựng móng cơng trình - Líp 2: Sét xám đen, trạng thái chảy, có bề dầy trung bình 11 m có tiêu bản: + φ = 3014 + c = 0.05 Kg/cm2 + Rđ = 4.1 Kg/cm2 + R = 0.2 Kg/cm2 - Líp 3: Sét xám đen trạng thái chảy dẻo, có độ dầy trung bình m có tiêu bản: + φ = 7051 + c = 0.08 Kg/cm2 + Rđ = 6.32 Kg/cm2 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Vũ MSSV: 4797-42 Đồ án tốt nghiệp ‘Thiết kế công trình DK đơn kết cấu hỗn hợp dạng trọng lực độ sâu 30 m nước’’ + R = 0.5 Kg/cm2 - Líp 4: Sét xám đen trạng thái dẻo mềm có tiêu: + φ = 50 + c = 0.1 Kg/cm2 + Rđ = 10.53 Kg/cm2 + R = 0.7 Kg/cm2 2.Yêu cầu thượng tầng Khối thượng tầng DK đơn - Thiết kế thượng tầng gồm khối nhà cho 12 – 15 người, thiết bị đo khí tượng hải văn, mái có sân đậu trực thăng, vườn khí tượng, bể nước ngọt, bể chứa dầu, kho thực phẩm phục vô sinh hoạt phịng chức Giải pháp thi cơng Thiết kế DK đơn trọng lực kết kấu hỗn hợp theo nguyên tắc tự 3.1.Sè liệu phục vụ thi công 3.2.Quy phạm sử dụng 3.3 Vật liệu sử dụng - Chọn bê tông Mác 600 + Cường độ tiêu chuẩn chịu nén : Rn = 310 kG/cm2 + Cường độ tính tốn chịu nén : Rn = 250 kG/cm2 + Cường độ tính tốn chịu kéo : Rk = 14.5 kG/cm2 - Chọn cốt thép tính tốn thép nhóm AII với đặc trưng: + Cường độ tính tốn chịu nén : Ra = 2800 kG/cm2 + Cường độ tính tốn chịu kéo : Ra = 2800 kG/cm2 + Cường độ tính tốn thép đai : Rađ = 2200 kG/cm2 + Mô đun đàn hồi : Ea = 2,1.106 kG/cm2 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Vũ MSSV: 4797-42 Đồ án tốt nghiệp ‘Thiết kế cơng trình DK đơn kết cấu hỗn hợp dạng trọng lực độ sâu 30 m nước’’ Phần A: thiết kế dk đơn kết cấu trọng lực hỗn hợp (trơ thép –móng BTCT) Phần 1: giới thiệu tổng quan dk đơn Chương1: Tổng quan DK đơn Mục đích DK đơn - DK đơn khẳng định đặc quyền lãnh hải đất nước - Phục vụ nghiên cứu Hải dương học, trạm khí tượng hải văn - Các DK đơn nằm độc lập bao quanh DK trung tâm tạo sức mạnh cho vùng biển rộng lớn - Các DK làm tăng thêm sức mạnh quân sự, giữ vững ổn định, bảo vệ cho hoạt động khai thác dầu khí hoạt động hàng hải, đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế đất nước Vai trò DK đơn - DK đơn với DK trung tâm tạo vành đai cảnh giới từ bên ngoài, ngăn chặn xâm lấn lãnh thổ - Làm trung tâm nghiên cứu, dịch vụ khoa học kỹ thuật biển, đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế, khai thác tài nguyên biển - Do điều kiện ta không thi cơng cơng trình có kích thước lớn đốc nổi, nên cần phải nghiên cứu cách ghép nối nhiều DK đơn tạo thành DK trung tâm lớn Ý tưởng lựa chọn phương án 3.1 Nhiệm vụ yêu cầu thiết kế Thiết kế DK đơn đảm bảo u cầu sau: - Cơng trình làm trạm canh gác biển cho 12 – 15 người sinh hoạt - Cơng trình xây dựng thềm lục địa Việt Nam có độ sâu d0=30 m 3.2 Phân tích phương án chọn - Từ yêu cầu đặt ta có phương án chọn sau: + Phương án 1: Cơng trình trọng lực BTCT + Phương án 2: Cơng trình thép móng cọc - Phân tích phương án: Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Vũ MSSV: 4797-42 Đồ án tốt nghiệp ‘Thiết kế cơng trình DK đơn kết cấu hỗn hợp dạng trọng lực độ sâu 30 m nước’’ Theo điều kiện địa chất môi trường vùng đất xây dựng cơng trình đất yếu như: - Líp 1: Bùn sét lỗng, dầy m, líp khơng có ý nghĩa cho việc xây dựng móng cơng trình - Líp 2: Sét xám đen, trạng thái chảy, có bề dầy trung bình 11 m có tiêu bản: + φ = 3014 + c = 0.05 Kg/cm2 + Rđ = 4.1 Kg/cm2 + R = 0.2 Kg/cm2 - Líp 3: Sét xám đen trạng thái chảy dẻo, có độ dầy trung bình m có tiêu bản: + φ = 7051 + c = 0.08 Kg/cm2 + Rđ = 6.32 Kg/cm2 + R = 0.5 Kg/cm2 - Líp 4: Sét xám đen trạng thái dẻo mềm có tiêu: + φ = 50 + c = 0.1 Kg/cm2 + Rđ = 10.53 Kg/cm2 + R = 0.7 Kg/cm2 Từ điều kiện ta thấy giải pháp móng trọng lực có tính khả thi Theo phương án 1: Cơng trình trọng lực BTCT có ưu điểm nhược điểm sau: - Ưu điểm: + Sử dụng vật liệu nước + Tuổi thọ cơng trình cao + Cơng trình xây dựng vị trí + Khả ổn định cơng trình cao + Phần rỗng bên tận dụng để chứa dầu, nước, mục đích khác - Nhược điểm: + Tải trọng sóng – dịng chảy lớn + Thi cơng chế tạo khó khăn phức tạp Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Vũ MSSV: 4797-42 Đồ án tốt nghiệp ‘Thiết kế cơng trình DK đơn kết cấu hỗn hợp dạng trọng lực độ sâu 30 m nước’’ + Nơi chế tạo phải có đủ độ lớn Chương 2: Kiến trúc DK đơn Kiến trúc thượng tầng 1.1 Sàn mái nhà ở: D - D - Là sàn kết cấu thượng tầng Do tận dụng khoảng không gian, người ta sử dụng tuỳ thuộc vào mục đích cơng trình Tại bố trí sau: + Vườn khí tượng hải văn + Nơi máy bay vừa nhỏ hạ cánh với mục đích tiếp tế hàng hóa chở người cơng trình làm việc Ở sàn mái nhà bố trí vịng định tâm để máy bay dễ dàng hạ cánh - Mặt sàn có dạng hình vng cạnh 16 m Phía dọc theo chu tuyến lưới bảo vệ rộng 1,2 m Phía bên sàn (cách mép sán 1m ) lan can cao 1,2 m Bên bố trí cầu thang đối diện rộng 1m - Tổng diện tích mặt sàn 196 m2 - Tổng diện tích phần lưới bảo hiểm 80 m2 - Do sàn mái nơi diễn hoạt động công nghệ, nên địi hỏi dầm tổ hợp có chiều cao lớn Ta chọn chiều cao sàn mái 1,2 m 1.2 Sàn nhà ở: C- C - Bè trÝ mặt hình bát giác, sàn bố trí mơ đun nhà ở, xung quanh có hành lang lưu thơng Hành lang có chiều rộng m đảm bảo hiểm xảy hỏa hoạn Phía ngồi có lan can bảo vệ cao 0,9 m - Bên ngồi có cầu thang lưu thông: + Hai cầu thang để giao thông lên sàn mái + Hai cầu thang để xuống sàn cơng tác - Trên hành lang bố trí cẩu nhỏ cỡ 300 kg đối diện để nâng hàng từ giá cập tầu lên - Bố trí hai đèn pha chiếu sáng đối diện - Bố trí kiến trúc nhà; nhà khép kín có hành lang dẫn đến phòng nằm bảo đảm lại thuận tiện Chiều cao thông thuỷ 3,3 m, chiều dầy sàn 0,7 m - Diện tích bố trí phịng nhà: + Phòng huy 19,5 m2 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Vũ MSSV: 4797-42 Đồ án tốt nghiệp ‘Thiết kế cơng trình DK đơn kết cấu hỗn hợp dạng trọng lực độ sâu 30 m nước’’ + Phịng yếu thơng tin 14,8 m2 + Trạm khí tượng hay điện 14,8 m2 + Phịng chiến sỹ 51,0 m2 + Phòng quân y 14,8 m2 + Kho 14,8 m2 + Bếp 6,0 m2 + nhà máy nổ 6,0 m2 - Tổng diện tích là: 141,7 m2 - Giải pháp kết cấu cầu tạo cho sàn khối nhà - Do cơng trình xây dựng biển nên kết cấu nhà phải bền nhẹ, chống ăn mòn, chống thấm, cách âm chịu nhiệt tốt - Hệ thống dầm dầm thép tổ hợp có chiều cao 0,7 m - Hệ thống dầm phụ loại thép hình có nhiệm cụ đỡ sàn nhà Nó tựa lên dầm Cao trình mặt dầm phụ dầm Liên kết dầm dầm phụ liên kết hàn liên kết bulong - Bản sàn chế tạo thép có hàn cứng vào dầm, mặt sàn lát gỗ trải thảm PVC để tăng vẻ kiến trúc giữ vệ sinh cho nhà - Các kết cấu có hệ thống cột đỡ 0,4 m - Các kết cấu cầu thang, lan can thiết kế hàn trực tiếp vào kết cấu khác - Hệ thống tường vách ngăn trong, thượng tầng dầy 12 cm - Tường cấu tạo sau: Các xương thép chữ L hay chữ U cỡ nhỏ hà vào cột thép cách m Các xương gỗ liên kết với xương thép bulong với khoảng cách 0,5 m Vách tường ván Ðp đặc biệt dày 12 cm, mặt tường bịt thép dày – mm sơn chống gỉ lớp ngồi có sơn màu trang trí tăng vẻ kiến tróc cho cơng trình - Để cách âm, cách nhiệt tốt nên bố trí tường có thêm lớp bơng thuỷ tinh - Do khối nhà biển chịu tác động gió thường xuyên, nên tất hệ thống cửa khối nhà cấu tạo dạng cửa đẩy ngang Cửa dùng gỗ nhôm Tất cửa có tay nắm chốt hãm gió - Kích thước cửa chọn sơ sau: + Cửa 2,2 x 0,9 (m x m) cánh: bé Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Vũ MSSV: 4797-42 Đồ án tốt nghiệp ‘Thiết kế cơng trình DK đơn kết cấu hỗn hợp dạng trọng lực độ sâu 30 m nước’’ + Cửa 2,2 x1,2 (m xm ) cánh: bé + Cửa 2,2 x 0,7 (mxm) cánh bé + Cửa sổ 1,4 x 1,2 (m xm) cánh 14 bé + Cửa sổ 0,8 x 1,2 (m xm) cánh bé - Diện tích sàn nhà ở: S0 = 256 m2 - Diện tích khối nhà ở: S1 = 148,6 m2 - Diện tích phịng chức năng: S2 = 141,7 m2 - Diện tích hành lang bao quanh 106 m2 + Hệ số sử dụng: Ksd = S2/ S1 = 0,95 + Hệ số xây dựng: Kxd = S1/ S0 = 0,58 1.3 Sàn công tác B- B - Là sàn phụ trợ, để chứa đựng dụng cụ cho nhu cầu người - Mặt sàn công tác hình chữ nhật:10m x16m - Trên sàn cơng tác có hai bĨ chứa, bể tích 16m Bể có kết cấu kim loại bên ngồi sơn chống gỉ - Trên sàn bố trí xuồng cứu sinh chứa đến7 người Xuồng đặt gần cầu thang xuống sàn cơng tác, gần với vị trí phịng chiến sĩ cầu dẫn - Trên sàn cơng tác có cầu dẫn xuống cầu dẫn để hạ xuồng cứu sinh xuống biển dùng vào việc khai thác cần thiết - Hai cầu thang thép đối diện rộng 1m dùng để lên xuống sàn nhà - Xung quanh sàn cơng tácbố trí lan can bảo vệ thép cao 0.9m Chiều cao sàn 2m, bề dày sàn 0.4m Giải pháp kết cấu cấu tạo cho sàn công tác: - Hệ thống cột đỡ sàn công tác làm thép ống đường kính Ф 0.4 m nằm cách 10 m Hệ thống kết cấu dầm chịu lực khung conson thép ống tổ hợp Hệ thống tựa vào trụ thép - Hệ thống kết cấu dầm phụ dầm giằng làm dàn thép ống để đổ sàn cơng tác gối dầm Hệ thống dầm phụ dầm có cao trình với liên kết hàn bulong định vị - Bản sàn công tác làm thép ống có khung thép hình chữ L cỡ nhỏ, hàn cố định vào dầm phụ dầm 10 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Vũ MSSV: 4797-42 Đồ án tốt nghiệp STT ‘Thiết kế công trình DK đơn kết cấu hỗn hợp dạng trọng lực độ sâu 30 m nước’’ Bảng xác định phù tâm cơng trình Cấu kiện Chân khay Đế BTCT Trụ thép Thượng tầng Tổng Γ 13.62 3085.12 0 3098.74 ∆ 13.9605 3162.248 0 3176.209 Zc 0.25 2.95 0 2.938133 Mzc 3.490125 9328.632 0 9332.122 1.3.3 Tính bán kính nghiêng ngang khối chân đế Cơng thức tính tốn; rng = Jx/Γ Trong đó: rng: bán kính nghiêng ngang khối chân đế Jx: mơ men quán tính đường mặt nước Jx = 19442.33 (m4) Γ: Tổng lượng choán nước Vậy rng = Jx/Γ = 19442.33/3098.74 = 6.274 m 1.3.4 Chiều cao ổn định ban đầu (ho): ho = rng + zc - zg Thay sè ta có: h = 6.274 +2.938 – 7.4 = 1.812 > KL: Vậy cơng trình đảm bảo ổn định trạng thái tĩnh Tính ổn định góc nhỏ - Điều kiện ổn định góc nhỏ θ ≤ 150 - Xác định Mô men nghiêng 10 Mb = D*ho*Sinθ Vì θ nhá coi sinθ = θ Mb = D*ho*θ với θ = 10 = 1/57.3 (rad) M1 = D*ho*1/57.3 Trong đó: D = γ*V = 1.025*4.96*622 = 3176.209 (T): lực đẩy ho: chiều cao ổn định ban đầu ho = 1.812 M1: mô men nghiêng ngang 10 M1 = 100.44 Tm - Xác định mô men ngoại lực ( loại tải trọng như: tải trọng đứng trọng lượng thân cơng trình, tải trọng dịng chảy, tải trọng gió tác động lên) 108 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Vũ MSSV: 4797-42 Đồ án tốt nghiệp ‘Thiết kế cơng trình DK đơn kết cấu hỗn hợp dạng trọng lực độ sâu 30 m nước’’ + Tải trọng đứng trọng lượng thân cơng trình tính phần kết cấu P = 137 Tấn + Tải trọng dịng chảy tính theo công thức gần Fdc = 0.5*C3*ρ*D*Cd*Vc2 Vc : Vận tốc dòng chảy mặt =2.6m/s C3 = K2 + ho*(1 + K -2*K2)/(3*h) = 1.169 K = Vđ/Vmặt = 2.6/2.4 =1.0833 h = 41.15 m (độ sâu nước) ho = 1.812 m ρ= 1.025/9.81 Ta có C3= 1.169 D: kích thước đặc trưng D = 28m Cd: hệ số tra theo quy phạm Cd = Fdc = 11.56 T - Tải trọng gió Áp lực tĩnh tải trọng gió tác dụng lên cơng trình độ cao 10 so với mực nước tĩnh là: q = q0*K*γ*C Trong đó: - q0: áp lực gió tiêu chuẩn độ cao 10 m so với mực nước tính tốn q0 = (a*V2)/16 a = 0.65 + 5/V : Hệ số điều chỉnh vận tốc : V = 20 m/s vận tốc gió cực đại - Vậy a = 0.9 q0 = 0.9*202/16 = 5.625 (kG/m2) - K: Hệ số tính đến thay đổi áp lực gió theo đé cao, địa hình (lấy theo bảng TCVN 2737 –95) - C: Hệ số khí động lấy theo bảng TCVN 2737 –95 C= C1 - C2 Ta coi cơng trình dạng hộp kín C1 = +0.8 mặt đón gió C2 = -0.6 mặt khuất gió C = 1.4 γ : Hệ số tin cậy tải trọng gió Lấy γ = 1.2 q = 5.625 K*1.4*1.2 (kG/m2) 109 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Vũ MSSV: 4797-42 Đồ án tốt nghiệp ‘Thiết kế công trình DK đơn kết cấu hỗn hợp dạng trọng lực độ sâu 30 m nước’’ + Áp lực gió tác dụng lên thượng tầng Q1 Q1 = q*K*A1 A1 = 7.6*16 = 121.6 m2 (diện tích mặt chắn gió) Với z = 58 (Cao độ trọng tâm thượng tầng) nội suy K =1.25 Q1 = 5.625*1.4*1.2*1.25*121.6 = 1436.4 kG ≈ 1.44 Tấn + Áp lực gió tác dụng lên phần trụ thép: Q2 = q*K*A2 A2=42.5*2*0.82+40*0.53+2*11.92*0.53+2*13.8*0.609+2*16.8*0.609+2*14.8 6*0.609 = 161.26 m2 Với z = 22 (trọng tâm cao độ chắn gió phần trụ) tra bảng nội suy K = 1.18 Q2 = 5.625*1.4*1.2*1.18*161.26 = 1798.2 kG =1.7982 Tấn + Áp lực gió lên phần đế BTCT Q3 = q*K*A3 A3 = 1.04*28=29.12 m2 Với z = 1.04 m ta có K = Q3 = 5.625*29.12*1 = 163.8 Kg = 0.164 Tấn - Qui tải trọng gió thành mơ men tập trung mặt đường nước Mg = Q1*h1 + Q2*h2+ Q3*h3 = 0.164*0.502+22*1.7982+1.44*58≈ 123.2 Tm Mg: Mô men mặt đường nước gió gây Mg = 123.2Tm Q1: Tải trọng ngang gió tác dụng lên thượng tầng Q2: Tải trọng ngang gió tác dụng lên phần trụ thép mặt nước Q3: Tải trọng ngang gió tác dụng lên phần đế BTCT h1: khoảng cách từ trọng tâm thượng tầng tới mặt đường nước h2: khoảng cách từ trọng tâm trụ thép đến mặt đường nước h3: khoảng cách từ trọng tâm phần đế BTCT mặt nước đến mặt đường nước Tổng mô men ngoại lực là: M = Fdc*14 + Mg = 123.2 +11.56*14 ≈ 285.1 Tm Ta thấy M/M1 = 285.04/100.44 = 2.830 20cm ta tiến hành đổ lớp ngang dày 20cm tiến hành đầm để bê tơng khơng bị phân tầng co ngót khối lớn - Khi đổ bê tông cho dầm hay cột cần cần dừng lại đến đáy dầm cách đáy dầm đoạn 20 cm - Khi đổ bê tông cho dầm cần đổ thành nhiều tầng - Khi đổ cần đổ từ xa đổ gần so với vị trí tiếp nhận vữa bê tơng - Khi thi cơng đổ bê tơng thời gian ta phải bố trí mạch ngừng vị trí có lực cắt nhỏ • Đầm bê tơng Máy đầm bê tơng làm việc theo nguyên tắc rung chấn động Khi đầm cần tuân theo quy định sau: - Đầm để vng góc với mặt bê tơng - Khi đổ bê tơng thàmh nhiều lớp đầm phải cắm sâu ÷10 cm vào lớp bê tơng đổ trước 117 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Vũ MSSV: 4797-42 Đồ án tốt nghiệp ‘Thiết kế cơng trình DK đơn kết cấu hỗn hợp dạng trọng lực độ sâu 30 m nước’’ - Chiều dày lớp bê tông đổ không vượt chiều dài đầm - Thời gian tối thiểu khơng vượt q 15 ÷20s - Khoảng cách hai vị trí đầm phải ln nhỏ hai lần khoảng bán kÝnh đầm - Khoảng cách từ hai đầm đến ván khuôn l 1: 2d< l1≤ 0.5r0 khoảng cách hai vị trí đầm cuối đến vị trí đổ bê tơng l2 ≥ r0 Trong đó: d- đường kính đầm dùi r0- bán kính ảnh hưởng đầm - Khi chuyển vị trí đầm từ vị trí đến vị trí khác phải rút nhẹ nhàng, rút lên tra đầm xuống nhẹ nhàng • Bảo dưỡng bê tông Để đảm bảo bê tông đông cứng nhanh ta phải tiến hành bảo dưỡng bê tông cách tưới nước cho bê tơng, đảm bảo cho bê tơng có độ Èm thÝch hợp Có thể dùng vật liệu che bê tông không bị nắng mưa 118 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Vũ MSSV: 4797-42 Đồ án tốt nghiệp ‘Thiết kế cơng trình DK đơn kết cấu hỗn hợp dạng trọng lực độ sâu 30 m nước’’ Chương 3: Cơng tác an tồn lao động 1.Các biện pháp an tồn chung Trong xây dựng nói chung xây dựng cơng trình biển nói riêng vấn đề an toàn lao động vấn đề hàng đầu mà người phải quan tâm Đảm bảo an toàn lao động nhiệm vụ người Vì cơng trình có độ cao lớn lại thi cơng biển nên cần phải có quy định, biện pháp an tồn cụ thể cho cơng nhân để tránh trường hợp đánh tiếc xảy Khi thi công cao, biển phải có lưới bảo hiểm, lan can bảo vệ sàn công tác Trong thi công cán giám sát thi cơng phải ln địi hỏi cơng nhân tuân thủ biện pháp an toàn lao động, phải trang bị đầy đủ thiết bị bảo hộ cho công nhân 2.An tồn lao động thi cơng cơng trình 2.1.An tồn lao động thi cơng cơng trình biển - Tất người tham gia lao động công trường phải học tập nội quy xây dựng, phải tuyệt đối chấp hành nội quy công trường - Cơng tác làm ngồi trời tiến hành điều kiện có gió ≤ m/s - Tất người tham gia làm việc công trường có đầy đủ quần áo bảo vệ, mũ giầy, găng tay bảo hộ dụng cụ chuyên dụng - Tất người tham gia làm việc công trường phải làm quen phương tiện cứu sinh biển - Kế hoạch lắp ráp biển phải thoả thuận trước với đơn vị quản lý phương tiện, việc phát sinh trình xây lắp cần thoả thuận trực tiếp với đơn vị trực tiếp giám sát - Phải thường xuyên có theo dõi dự báo thời tiết để chủ động sản xuất - Mọi công việc nước thợ lặn thực hiện, phải tuân thủ theo quy định an tồn cơng tác ngầm, tất cáp nâng dụng cụ treo buộc, lắp ráp phải phù hợp với yêu cầu thực tế - Các cáp nâng bị mài mòn phải kiểm tra xác định lại độ mài mòn thử tải trước vào sử dụng 2.2.An tồn lao động cơng tác dàn giáp, ván khuôn Khi lắp ván khuôn cho cấu kiện ý ván khuôn phần lắp ván khuôn phần cố định xong xi Để đề phịng ngã cao 119 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Vũ MSSV: 4797-42 Đồ án tốt nghiệp ‘Thiết kế cơng trình DK đơn kết cấu hỗn hợp dạng trọng lực độ sâu 30 m nước’’ dụng cụ rơi xuống công trường lắp dựng ván khuôn độ cao m phải làm sàn công tác đủ cho công nhân lại dễ đàng, phải có lan can chắn, khơng ảnh hưởng đến trình làm việc Cần ý lắp dựng ván khuôn cao, đặc biệt lúc cố định ván cao, tư làm việc cao xuống Tháo ván khuôn phải tuân thủ theo nguyên tắc đặt sau tháo trước, tháo vị trí nguy hiểm cần phải thắt dây bảo hiểm 2.3.An tồn lao động cơng tác cốt thép Cốt thép loại vật liệu cứng, sắc, nặng nên dễ gây tai nạn Do cắt, uốn, vận chuyển cốt thép cần phải đeo găng tay để tránh sước da va chạm với thép Khi chặt mẩu thép nhỏ cần có kìm giữ chặt tránh trường hợp mẩu thép bắn vào người dễ gây tai nạn 2.2.An tồn lao động thi cơng bê tơng - Khi dùng dầm bê tơng phải có biện pháp đề phòng điện giật giảm tác dụng rung máy đầm thợ điều khiển máy, phải đeo dây an toàn cần thiết Trong trường hợp không dùng nước dội vào máy đầm để làm nguội - Phải thận trọng dùng thiết bị thi công dùng điện - Công nhân thi công phải mặc quần áo bảo hộ lao động, ủng cách nước, cách điện, đeo găng tay chống ăn mòn da vữa xi măng gây nên - Khi thi cơng ban đêm phải có cịi, đèn báo - Khi vận chuyển vật liệu lên cao cẩu trục phải ý chằng buộc cẩn thận, không cho người lại bên cẩu 120 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Vũ MSSV: 4797-42 Đồ án tốt nghiệp ‘Thiết kế cơng trình DK đơn kết cấu hỗn hợp dạng trọng lực độ sâu 30 m nước’’ Chương 4: Thiết kế chống ăn mòn Chống ăn mịn cơng tác quan trọng cơng trình, đặc biệt với cơng trình dầu khí làm việc mơi trường xâm thực mạnh Do đặc điểm chủ yếu xây dựng khơi- nơi có độ Èm cao, mơi trường xâm thực mạnh, cơng trình dầu khí địi hỏi phải bảo vệ chống ăn mịn tốt Có nhiều phương pháp bảo vệ chống ăn mịn cho cơng trình, Việt Nam hay dùng phương pháp sau: sơn phủ chống ăn mòn, chống ăn mòn protector, chống ăn mòn anod hi sinh… 1.Chống ăn mòn sơn phủ Ứng với cơng trình tuỳ theo điều kiện làm việc cơng trình mà sử dụng loại sơn chống ăn mịn cho phù hợp Ví dụ thiết kế chống ăn mòn, chống ăn mòn cho cơng trình dàn khoan biển cần phải ý khu vực chống ăn mịn sau: - Phần khí nơi có độ ăn mịn trung bình sơ đồ sơn sử dụng hệ thống exopy-polyuretan độ dày 300 micro hệ sơn đại, không bị tạo phấn, đổi mầu trình sử dụng, có thời hạn sử dụng tối thiểu năm, phải tăng thời hạn sử dụng màng sơn - Phần nước bảo vệ tốt hệ thống Protector kết hợp với lớp sơn exopy nhựa than đá có độ dày 300mic, vùng bảo dưỡng sơn lại thay Protector tốn nên tính tốn cho thời hạn sử dụng hiệu bảo vệ từ 20-25 năm không cần sữa chữa, cần hàng năm đo điện áp bảo vệ hai lần, kiểm tra trạng thái bảo vệ hệ thống Protector - Phần thuỷ triều lên xuống phần nằm vùng có mức độ xâm thực mạnh, lại bảo vệ lớp sơn phủ, hệ thống Protector không bảo vệ việc sửa chữa, bảo dưỡng khó khăn tốn nguy hiểm Do cách tốt hạn chế tối đa việc sửa chữa phần này, phần phải phun hồ quang lớp sơn kim loại kết hợp với sơn bảo vệ - Phần khung nối sửa chữa khó khăn nên bảo vệ phun phủ nhơm kết hợp với sơn 121 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Vũ MSSV: 4797-42 Đồ án tốt nghiệp ‘Thiết kế công trình DK đơn kết cấu hỗn hợp dạng trọng lực độ sâu 30 m nước’’ 2.Thiết kế chống ăn mòn Protector 2.1.Nguyên lý bảo vệ: Bảo vệ Protector phương pháp bảo vệ kết hợp với phương pháp sơn phủ cho vùng ngập nước chân đế cơng trình biển Ăn mịn cơng trình nước biển ăn mịn điện hóa oxy hồ tan nước biển gây chủ yếu Nguyên nhân không đồng thành phần kim loại kết cấu Do bề mặt xuất vùng có điện khác nước biển Sự khác biệt dẫn đế xuất pin ăn mịn điện hố kèm theo xuất dòng điện Vùng bề mặt điện âm trở thành a-not bị ăn mịn, cịn vùng có điện dương trở thành ca-not khơng bị ăn mịn Nguyên lý bảo vệ ca-not cho kim loại dịch chuyển điện kim loại phía âm Protector dịng điện áp ngồi Do đó, kim loại phân cực ca-not điện vùng a-not ca-tot bề mặt kim loại dịch chuyển phía âm đế gần giá trị điều làm triệt tiêu dịng điện ăn mòn kim loại A-not hi sinh kim loại hợp kim có điện âm điện kim loại cần bảo vệ mơi trường ăn mịn Các vật liệu a-not hi sinh thích hợp chống ăn mịn cho cơng trình thép nước biển hợp kim a-not hi sinh kẽm nhôm 2.2.Đặc điểm môi trường nước biển Đặc điểm mơi trường nước biển cần tính đến tiến hành thiết kế lắp đặt tính tốn để kiểm tra bảo dưỡng Các thông số bao gồm: - Độ mặn nước biển - Nhiệt độ nước biển - Điện trở riêng nước biển - Độ sâu biển 2.3.Đặc tính a-not hi sinh (Protector) A-not hi sinh sử dụngcho cơng trình biển cần có đặc tính sau: - Khối lượng a-not hi sinh ( Hợp kim nhôm kẽm) - Khối lượng a-not hi sinh lõi sắt - Dạng a-not hi sinh 122 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Vũ MSSV: 4797-42 ... cấu hỗn hợp dạng trọng lực độ sâu 30 m nước? ??’ Phần A: thiết kế dk đơn kết cấu trọng lực hỗn hợp (trơ thép ? ?m? ?ng BTCT) Phần 1: giới thiệu tổng quan dk đơn Chương1: Tổng quan DK đơn M? ??c đích DK đơn. .. MSSV: 4797-42 Đồ án tốt nghiệp ? ?Thiết kế cơng trình DK đơn kết cấu hỗn hợp dạng trọng lực độ sâu 30 m nước? ??’ Chương 5: Ki? ?m tra l? ?m việc kết cấu Ki? ?m tra độ m? ??nh phần tử thép - Điều kiện ki? ?m. .. Nguyễn Đình Vũ MSSV: 4797-42 Đồ án tốt nghiệp ? ?Thiết kế cơng trình DK đơn kết cấu hỗn hợp dạng trọng lực độ sâu 30 m nước? ??’ Kết tính dao động riêng Sap2000 ta có kết dạng dao động: MODAL PERIODS