Đánh giá khả năng chịu tải vượt mức thiết kế của kết cấu công trình biển cố định bằng thép khi gia hạn khai thác – áp dụng vào điều kiện việt nam

i Lời cảm ơn Tác giả bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy hướng dẫn khoa học, GS.TS Phạm Khắc Hùng, tận tâm hướng dẫn giúp đỡ tác giả hoàn thành luận án Ngoài kiến thức khoa học quý báu, thầy động viên, quan tâm hỗ trợ giúp tác giả vượt qua nhiều thời điểm khó khăn q trình thực luận án Tác giả chân thành cảm ơn thầy, cô, đồng nghiệp Bộ môn Kỹ thuật Xây dựng Cơng trình Biển & Đường ống Bể chứa – Khoa Xây dựng Cơng trình Biển & Dầu khí, cán Khoa Sau Đại học trường Đại học Xây Dựng đóng góp ý kiến chun mơn tạo điều kiện tốt để tác giả hoàn thành luận án Tác giả bày tỏ lòng biết ơn đến cha mẹ, anh chị gia đình tin tưởng, khích lệ, cảm thơng cho tác giả tháng năm làm luận án Tác giả ii Lời cam đoan Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Ngày… tháng… năm 2018 Nghiên cứu sinh iii Mục lục Lời cam đoan Danh mục chữ viết tắt ký hiệu Danh mục hình vẽ Danh mục bảng biểu Mở đầu CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐÁNH GIÁ AN TỒN KẾT CẤU CƠNG TRÌNH BIỂN CỐ ĐỊNH BẰNG THÉP VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN ii vii ix xi 1.1 Tổng quan tình hình phát triển kết cấu cơng trình biển cố định thép giới Việt Nam……………………………………………………………… 1.1.1 Giới thiệu cấu tạo kết cấu cơng trình biển cố định thép…………………… 1.1.2 Tình hình phát triển phạm vi ứng dụng kết cấu cơng trình biển cố định thép giới Việt Nam…………………………………………… 1.2 Các tiêu chuẩn hành áp dụng thiết kế đánh giá an tồn kết cấu cơng trình biển cố định thép………………………………………………… 1.3 Các nghiên cứu có liên quan đến vấn đề luận án …………………………… 12 1.3.1 Một số nghiên cứu giới…………………………………………………… 12 1.3.2 Nghiên cứu đánh giá an toàn kết cấu cơng trình biển theo phương pháp xác suất kể đến tương tác bền mỏi Việt Nam………………………………………… 15 1.4 Phân tích đề xuất hướng nghiên cứu…………………………………………… 15 1.5 Đề xuất nội dung nghiên cứu luận án………………………………… 17 1.6 Giới hạn luận án……………………………………………………………… 17 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHÂN TÍCH KẾT CẤU CƠNG TRÌNH BIỂN CỐ ĐỊNH BẰNG THÉP KHI CHỊU TẢI VƯỢT MỨC THIẾT KẾ……………… 20 2.1 Mở đầu……………………………………………………………………………… 20 2.2 Phân tích yếu tố vượt mức thiết kế kéo dài khai thác kết cấu cơng trình biển cố định thép ……………………………………………………………… 20 2.3 Cơ sở lý thuyết phân tích kết cấu cơng trình biển cố định thép chịu tải vượt mức thiết kế…………………………………………………………………… 21 2.3.1 Phân tích tĩnh phi tuyến kết cấu cơng trình biển cố định thép ………… 21 2.3.1.1 Xây dựng ma trận độ cứng đàn hồi phi tuyến phần tử kết cấu theo phương pháp phần tử hữu hạn……………………………………………………………… 22 iv 2.3.1.2 Xây dựng ma trận độ cứng đàn dẻo kết cấu theo phương pháp phần tử hữu hạn………………………………………………………………………………… 22 2.3.1.3 Phân tích tĩnh phi tuyến kết cấu theo phương pháp phần tử hữu hạn…………… 27 2.3.2 Phân tích lan truyền vết nứt mỏi điểm nóng nút kết cấu cơng trình biển cố định thép ……………………………………………………………………… 29 2.3.2.1 Cơ chế phá hủy mỏi kết cấu cơng trình biển cố định thép ………………… 29 2.3.2.2 Phân tích lan truyền vết nứt mỏi theo lý thuyết học phá hủy …………… 31 2.3.3 Mô hình hóa ảnh hưởng vết nứt mỏi để phân tích kết cấu ……………… 35 2.4 Khảo sát chế phá hủy kết cấu cơng trình biển cố định thép chịu tải trọng môi trường vượt mức thiết kế …………………………………… 38 2.5 Kết luận chương 2………………………………………………………………… 42 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỊU TẢI VƯỢT MỨC THIẾT KẾ CỦA KẾT CẤU CƠNG TRÌNH BIỂN CỐ ĐỊNH BẰNG THÉP KHI GIA HẠN KHAI THÁC………………………………………………………… 43 3.1 Mở đầu ……………………………………………………………………………… 43 3.2 Ngun tắc đánh giá kết cấu cơng trình biển cố định thép chịu tải vượt mức thiết kế………………………………………………… 43 3.2.1 Phân tích yếu tố ngẫu nhiên đề cập luận án ……… 43 3.2.2 Nguyên tắc đánh giá……………………………………………………………… 3.3 Nghiên cứu đánh giá xác suất xuất trạng thái biển vượt mức thiết 46 kế khu vực biển Việt Nam ………………………………………………… 46 3.3.1 Xây dựng quan hệ chiều cao sóng vượt mức thiết kế xác suất xuất điều kiện biển Việt Nam…………………………………………………… 46 3.3.2 Xây dựng đồ thị biểu diễn quan hệ chiều cao sóng xác suất xuất số vùng mỏ khu vực biển Việt Nam…………………………………… 49 3.4 Phương pháp luận đánh giá khả chịu tải vượt mức thiết kế kết cấu cơng trình biển cố định thép………………………………………………… 51 3.4.1 Đánh giá độ tin cậy mỏi theo điều kiện mở rộng vết nứt……………………… 51 3.4.2 Đánh giá độ tin cậy độ bền tiết diện phần tử kết cấu theo điều kiện chảy dẻo toàn phần…………………………………………………………… 55 v 3.4.2.1 Thiết lập mối quan hệ mặt chảy toàn phần Γ tiết diện phần tử kết cấu đại lượng ngẫu nhiên………………………………………… 55 3.4.2.2 Đánh giá độ tin cậy độ bền tiết diện phần tử kết cấu theo điều kiện chảy dẻo tồn phần………………………………………………………… 60 3.4.3 Đánh giá khả chịu tải vượt mức thiết kế kết cấu năm gia hạn khai thác thứ i…………………………………………………………………………… 3.4.4 Đánh giá rủi ro cho kết cấu chịu tác động sóng vượt mức thiết kế 61 62 3.4.5 Đánh giá mức độ suy giảm khả chịu tải vượt mức thiết kế kết cấu cơng trình biển cố định thép xác định thời gian gia hạn khai thác tối đa……… 63 3.4.6 Xây dựng quy trình đánh giá khả chịu tải vượt mức thiết kế thời gian gia hạn kết cấu cơng trình biển cố định thép ……………………………… 64 3.5 Các phần mềm ứng dụng luận án…………………………………………… 68 3.5.1 Phần mềm SACS………………………………………………………………… 3.5.2 Phần mềm USFOS………………………………………………………………… 68 69 3.5.3 Phần mềm JRain…………………………………………………………………… 70 3.6 Kết luận chương 3………………………………………………………………… 70 CHƯƠNG ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU……………………………… 72 4.1 Mở đầu …………………………………………………………………………… 72 4.2 Tóm tắt số liệu đầu vào………………………………………………………… 72 4.2.1 Số liệu cơng trình……………………………………………………………… 72 4.2.2 Số liệu môi trường……………………………………………………………… 73 4.3 Đánh giá kết cấu theo tiêu chuẩn hành………………………………… 74 4.3.1 Kết phân tích dự báo phá hủy mỏi giai đoạn 1……………………………… 74 4.3.2 Kết kiểm tra bền theo ứng suất cho phép…………………………………… 76 4.3.3 Kết đánh giá độ bền cực hạn kết cấu…………………………………… 77 4.4 Đánh giá kết cấu theo phương pháp luận án………………………………… 78 4.4.1 Dự báo vị trí lan truyền vết nứt…………………………………………………… 78 4.4.2 Kết dự báo phá hủy mỏi giai đoạn ………………………………………… 78 4.4.3 Kết đánh giá khả chịu sóng có chiều cao vượt mức thiết kế kết cấu thời gian khai thác kéo dài………………………………………… 85 vi 4.4.4 Kết luận…………………………………………………………………………… 103 KẾT LUẬN CỦA LUẬN ÁN…………………………………………………………… 104 Danh mục cơng trình tác giả……………………………………………………… 106 Danh mục tài liệu tham khảo…………………………………………………………… 106 Phụ lục 1………………………………………………………………………………… PL1 Phụ lục 2………………………………………………………………………………… PL8 vii Danh mục chữ viết tắt ký hiệu Ký hiệu Giải thích A Ac AP C D Dd E Diện tích tiết diện ống Diện tích vết nứt Diện tích tiết diện dẻo Hệ số phương trình Paris, phụ thuộc loại vật liệu, loại mối hàn Đường kính ngồi ống Độ bẹp ống Mô đun đàn hồi vật liệu Mô đun đàn dẻo vật liệu Điều kiện môi trường biển Điều kiện môi trường biển tương ứng chu kỳ lặp T Tổng tải tĩnh Tổng tải trọng môi trường cực hạn (chu kỳ lặp 100 năm) Tổng tải trọng môi trường gây đổ giàn (chu kỳ lặp T năm) Chiều cao sóng lớn Chiều cao sóng đáng kể Mơ men qn tính tiết diện quanh trục y trục z Ma trận độ cứng đàn hồi kết cấu Ma trận độ cứng dẻo kết cấu Hệ số cường độ ứng suất Hệ số cường độ ứng suất tương ứng dạng lan truyền vết nứt mở rộng (Mode I), trượt mặt phẳng (Mode II), xé rách mặt phẳng (Mode III) Hệ số cường độ ứng suất ngưỡng bắt đầu lan truyền chậm vết nứt Hệ số cường độ ứng suất giới hạn phá hủy Mô men uốn quanh trục x, y z Mô men giới hạn dẻo quanh trục x, y z Lực dọc trục (trục x) Lực dọc giới hạn dẻo Số chu trình tải trọng Độ tin cậy xác suất rủi ro Lực cắt theo phương trục y trục z Lực cắt giới hạn dẻo theo phương trục y z Độ bền cực hạn kết cấu Véc tơ nội lực kết cấu Chu kỳ lặp đại lượng ngẫu nhiên X Thế tổng biến dạng Véc tơ chuyển vị Phương sai đại lượng ngẫu nhiên X Cơng ngoại lực Hàm hình học kết cấu có vết nứt Ma trận chuyển đổi hệ trục tọa độ địa phương phần tử hệ trục tọa độ tổng thể kết cấu Chiều sâu vết nứt E P Ec E cT F D FE F ET H max Hs Iy, Iz Ke K K p K,K ,K I K II III th Kc Mx, My, Mz M ,M ,M px Py N N P Nw P, Pr Qy, Qz Q ,Q Py Pz R S TX U V Var(X) W Y(a,td) Z a c Pz Nửa chiều dài vết nứt viii Ký hiệu Giải thích d i, j, k l m n r t td u Đường kính ống Các số thứ tự Chiều dài phần tử ống Hệ số mũ phương trình Paris, phụ thuộc loại vật liệu, loại mối hàn Số trạng thái biển xem xét Khoảng cách từ đỉnh vết nứt đến phân tố tính ứng suất Thời gian Chiều dày ống Véc tơ thành phần chuyển vị thẳng xoay quanh trục x điểm Véc tơ thành phần chuyển vị thẳng xoay quanh trục x hai đầu nút Véc tơ thành phần chuyển vị thẳng xoay quanh trục x điểm Véc tơ thành phần chuyển vị thẳng xoay quanh trục y hai đầu nút Véc tơ thành phần chuyển vị thẳng xoay quanh trục x điểm Véc tơ thành phần chuyển vị thẳng xoay quanh trục z hai đầu nút Độ mở rộng mặt chảy khơng gian nội lực chuẩn hóa Ký hiệu số gia Hàm mặt chảy Một nửa góc mở hợp biên vết nứt Chỉ số độ tin cậy đại lượng ngẫu nhiên X Ký hiệu biến phân Ký hiệu biến dạng Biến dạng đàn hồi Biến dạng dẻo Biến dạng dọc trục Giá trị kỳ vọng đại lượng ngẫu nhiên X Profile sóng Ký hiệu ứng suất Giới hạn chảy vật liệu Ứng suất dẻo phần tiết diện bẹp ống Tần số sóng Trạng thái giới hạn cố Trạng thái giới hạn mỏi Trạng thái giới hạn phá hủy lũy tiến Hệ số độ bền dự trữ Trạng thái giới hạn sử dụng Hệ số kiểm tra điều kiện bền theo tiêu chuẩn Trạng thái giới hạn cực hạn u v v w w zi ∆ Γ α βX δ ε εe εp ε xx µX ηw σ σY σ dp ω ALS FLS PLS RSR SLS UC ULS ix Danh mục hình vẽ Số hình Tên hình Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 1.3 Hình 1.4 Hình 1.5 Hình 1.6 Hình 1.7 Hình 2.1 Hình 2.2 Cấu tạo chung kết cấu cơng trình biển cố định thép móng cọc Các loại cơng trình biển sử dụng theo độ sâu nước………………… Thống kê phạm vi ứng dụng loại cơng trình biển………… Thống kê cơng trình biển cố định thép sâu giới Các bể trầm tích trữ lượng dự báo vùng biển Việt Nam Khuyết tật cố va tàu vật rơi Kết cấu chân đế bị rỉ bị nứt sau rỉ Quy ước hệ tọa độ chuyển vị phần tử thanh…………… Quan hệ ứng suất biến dạng theo mơ hình vật liệu đàn dẻo lý tưởng………………………………………………………………… Minh họa mặt chảy chiều mặt cắt tiết diện thanh……… Minh họa quan hệ lực – chuyển vị đất……………………… Sai số kết chuyển vị thực theo xấp xỉ Euler-Cauchy…… Hiệu chỉnh sai số tải trọng nội lực bước thứ i…………… Mô tả giai đoạn phá hủy mỏi vật liệu………………………… Phân vùng giai đoạn phá hủy mỏi phạm vi ứng dụng lý thuyết tính tốn……………………………………………………………… Dạng lan truyền vết nứt mỏi……………………………………… Dạng lan truyền vết nứt kết cấu nút ống…………………………… Minh họa trạng thái ứng suất phẳng phân tố gần đỉnh vết nứt… Minh họa phân bố ứng suất chảy tiết diện ống bị bẹp………… Đường dự báo vận tốc gió trung bình phút chiều cao sóng bất thường – Vùng biển Thái Lan (Dạng Lơ-ga-rít)…………………… Minh họa gia tăng chiều cao sóng theo chu kỳ lặp……………… Quan hệ chiều cao sóng chu kỳ lặp mỏ Bạch Hổ – Hướng Đông Bắc…………………………………………………………………… Quan hệ chiều cao sóng chu kỳ lặp mỏ Sư Tử Trắng – Hướng Đông………………………………………………………………… Quan hệ chiều cao sóng chu kỳ lặp mỏ TLDD- Hướng Đơng Bắc Quan hệ chiều cao sóng chu kỳ lặp mỏ Thiên Ưng- Hướng lớn nhất………………………………………………………………… Quan hệ chiều cao sóng chu kỳ lặp mỏ Thái Bình- Hướng lớn nhất……………………………………………………………… Đếm chu trình ứng suất theo phương pháp đếm giọt mưa………… Miền nhóm số gia ứng suất có khả gây lan truyền vết nứt…………………………………………………………………… Lựa chọn giá trị biến ngẫu nhiên theo phương pháp Latin Square Vị trí tiết diện phần tử kết cấu đánh giá khả 5 9 22 chảy dẻo toàn phần………………………………………………… Tiêu chuẩn đánh giá rủi ro tác động đơn………………… Minh họa kết nội lực, ứng suất ngẫu nhiên phần tử kết cấu phần mềm SACS……………………………………………… Minh họa trạng thái phá hủy kết cấu theo bước gia tăng 60 63 Hình 2.3 Hình 2.4 Hình 2.5 Hình 2.6 Hình 2.7 Hình 2.8 Hình 2.9 Hình 2.10 Hình 2.11 Hình 2.12 Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Hình 3.4 Hình 3.5 Hình 3.6 Hình 3.7 Hình 3.8 Hình 3.9 Hình 3.10 Hình 3.11 Hình 3.12 Hình 3.13 Hình 3.14 Trang 24 26 28 28 29 30 30 32 32 33 36 47 49 49 50 50 51 51 52 53 56 69 x Số hình Hình 4.1 Hình 4.2 Hình 4.3 Hình 4.4 Hình 4.5 Hình 4.6 Hình 4.7 Hình 4.8 Hình 4.9 Hình 4.10 Hình 4.11 Hình 4.12 Tên hình Trang tải trọng phần mềm USFOS…………………………………… 70 Đường cong mỏi S-N……………………………………………………… 73 75 Phổ sóng tương ứng trạng thái biển Hs =2,5m, Tz =10,5s………… Kết phổ ứng suất tổn thất tích lũy mỏi nút 202L trạng thái biển……………………………………………………………… 75 Kết phổ ứng suất tổn thất tích lũy mỏi nút 101L trạng thái biển……………………………………………………………… 75 Kết kiểm tra bền kết cấu trạng thái cực hạn…………………… 76 Kết phân tích độ bền cực hạn kết cấu…………………………… 77 Thể thứ nội lực 101L-202L mặt cắt nút 202L… 78 Thể thứ nội lực 101L-202L mặt cắt nút 202L… 79 Thể thứ nội lực 101L-202L mặt cắt nút 202L… 79 Thể thứ nội lực 101L-202L mặt cắt nút 202L… 79 Trạng thái kết cấu xuất khớp dẻo – Năm thứ 7……… 88 Trạng thái kết cấu xuất khớp dẻo – Năm thứ 8……… 96 PL6 Trạng thái biển tương ứng với Hs = 1,5m Thể N (kN) My (kNm) Mz (kNm) My (kNm) Mz (kNm) My (kNm) Mz (kNm) Thể N (kN) Thể N (kN) PL7 Thể N (kN) My (kNm) Mz (kNm) PL8 PHỤ LỤC KẾT QUẢ SỐ GIA VÀ SỐ CHU TRÌNH ỨNG SUẤT ĐIỂM ĐỈNH PHẦN TỬ ỐNG 101L-202L TẠI MẶT CẮT NÚT 202L PL9 Số gia số chu trình ứng suất Thể thứ 1, Hs =4,5m σmax (MPa) -13,9 -9,59 -8,27 -3,96 -2,85 2,23 2,56 2,66 4,41 6,41 6,64 7,7 8,22 8,6 10 11,01 12,86 13,09 13,24 13,97 14,51 14,53 14,7 18,1 18,32 18,77 18,9 19,06 19,85 19,86 23,92 σmin (MPa) -14,5 -12,78 -9,58 -7,69 -4,36 -3,28 0,91 -8,15 -13,6 -4,3 2,29 -9,42 7,26 -14,52 -19,92 -5,14 -10,28 7,9 -14,79 -19,92 -34,67 13,12 -25,64 -35,51 -15,4 -10,34 -30,85 -20,86 -25,69 19,8 -21,04 N (chu trình) 67 33 367 334 834 1802 1201 601 67 901 501 2102 501 801 133 133 1235 67 2636 934 33 67 100 67 701 33 133 1335 501 33 267 ∆σ (MPa) 0,6 3,19 1,31 3,73 1,51 5,51 1,65 10,81 18,01 10,71 4,35 17,12 0,96 23,12 29,92 16,15 23,14 5,19 28,03 33,89 49,18 1,41 40,34 53,61 33,72 29,11 49,75 39,92 45,54 0,06 44,96 σmax (MPa) 23,92 25,36 26,6 28,55 29,81 30,34 32,18 35,94 36,29 36,59 37,3 39,84 43,88 43,93 44,68 σmin (MPa) -26,58 -30,92 -38,72 -27,88 -32,06 -38,92 -52,2 -37,44 -53,36 -41,28 -50,06 -48,7 -40,02 -58,18 -69,03 N (chu trình) 567 234 33 200 267 100 33 167 33 33 67 33 33 33 33 20390 ∆σ (MPa) 50,5 56,28 65,32 56,43 61,87 69,26 84,38 73,38 89,65 77,87 87,36 88,54 83,9 102,11 113,71 PL10 Số gia số chu trình ứng suất Thể thứ 2, Hs =4,5m σmax (MPa) -22,51 -16,19 -12,49 -10,8 -7,54 -7,41 -3,16 -1,46 2,9 3,47 3,71 3,72 6,53 6,92 7,98 8,14 8,67 9,51 10,21 10,36 12,38 12,5 13,4 14,15 15,46 16,03 16,41 18,1 18,2 18,32 18,44 20,15 21,97 22,21 23,4 23,82 σmin (MPa) -23,61 -16,71 -13,88 -17,39 -8,68 -10,53 -6,44 -2,66 -2,18 2,22 -6,89 -11,07 -2,79 3,79 -7,95 6,7 -12,49 -17,56 -28,2 -21,59 -8,74 2,92 -13,43 -18,02 -21,58 14,88 15,57 -33,72 -18,53 -23,5 -13,76 -28,1 -15,48 -44,04 -28,53 -23,8 N (chu trình) 33 33 167 33 434 33 467 1101 1869 1101 934 100 400 434 1936 501 1468 234 33 100 567 33 2169 1735 167 33 33 133 934 834 334 133 33 33 434 567 ∆σ (MPa) 1,1 0,52 1,39 6,59 1,14 3,12 3,28 1,2 5,08 1,25 10,6 14,79 9,32 3,13 15,93 1,44 21,16 27,07 38,41 31,95 21,12 9,58 26,83 32,17 37,04 1,15 0,84 51,82 36,73 41,82 32,2 48,25 37,45 66,25 51,93 47,62 σmax σmin (MPa) (MPa) 24,04 -18,36 24,6 -33,22 27,15 -29,64 27,37 -39,41 28,36 -25,31 28,38 -20,53 29,49 -43,68 29,79 -34,05 33,17 -50,87 34,1 -32,67 34,13 -39,26 34,96 -44,55 35,21 -55,82 38,09 -35,59 40,33 -43,92 43,48 -43,82 47 -48,83 47,89 -57,96 N (chu trình) 133 167 100 33 67 33 100 234 33 100 67 33 33 33 100 33 33 33 20957 ∆σ (MPa) 42,4 57,82 56,79 66,78 53,67 48,91 73,17 63,84 84,04 66,77 73,39 79,51 91,03 73,68 84,25 87,3 95,83 105,85 PL11 Số gia số chu trình ứng suất Thể thứ 3, Hs =4,5m σmax (MPa) -11,53 13,68 47,5 12,77 24,9 35,86 -15,03 18,5 4,73 23,51 5,65 7,4 38,97 29,11 0,6 42,12 42,94 11,43 6,99 -6,16 16,67 10,55 36,44 8,36 42,47 15,13 28,66 41,22 23,57 -5,28 17,99 18,61 0,69 32,41 2,58 6,22 σmin (MPa) -12,64 -23,79 -37,49 -17,89 -36,7 -42,11 -16,34 18 -0,11 -30,37 -6,66 -28,06 -50,15 -23,13 -0,84 -50,9 -53,02 -12,42 -11,59 -11,47 -13 -7,71 -38,42 -17,04 -61,69 -8,5 -31,01 -45,35 -24,76 -6,95 -30,73 -35,94 -5,66 -46,87 -9,43 4,77 N (chu trình) 334 133 33 1235 167 67 67 33 1168 567 2036 33 33 100 1101 33 33 2670 934 167 968 901 67 100 33 33 133 33 868 667 167 33 901 67 33 734 ∆σ (MPa) 1,11 37,47 84,99 30,66 61,6 77,97 1,31 0,5 4,84 53,88 12,31 35,46 89,12 52,24 1,44 93,02 95,96 23,85 18,58 5,31 29,67 18,26 74,86 25,4 104,16 23,63 59,67 86,57 48,33 1,67 48,72 54,55 6,35 79,28 12,01 1,45 σmax (MPa) 9,9 33,84 51,22 28,26 29,63 27,96 17,77 22,14 42,55 17,49 13,93 10,61 -21,48 22,04 σmin (MPa) 6,75 -32,66 -70,06 -35,6 -44,96 -18,08 -24,13 -17,57 -68,26 -18,51 -27,78 2,37 -21,81 -13,12 N (chu trình) 133 33 33 200 67 100 734 300 33 1301 33 33 33 100 19823 ∆σ (MPa) 3,15 66,5 121,28 63,86 74,59 46,04 41,9 39,71 110,81 36 41,71 8,24 0,33 35,16 PL12 Số gia số chu trình ứng suất Thể thứ 4, Hs =4,5m σmax (MPa) 11,29 6,03 13,51 -23,35 -12,37 32,54 16,09 -5,38 3,84 20,48 0,33 16,02 28,46 20,49 21,74 10,23 22,59 33,75 44,58 -0,78 16,65 16,58 14,9 37,31 8,83 9,8 9,44 42,39 15,8 26,72 19,91 21,03 26,37 26,82 22,77 30,07 σmin (MPa) -16,88 -10,56 12,54 -24,71 -13,06 -32,91 -8,95 -6,4 -1,01 -18,2 -1,43 -22,47 -39,7 15,67 -28,27 9,53 -39,71 -48,15 -62,36 -5,46 -28,17 -34,27 -12,14 -51,1 5,18 -11,77 -7,61 -45,22 -17,04 -28,43 -9 -22,6 -23,14 -33,84 -32,15 -19,59 N (chu trình) 968 567 67 33 133 133 100 634 1268 534 1135 567 100 33 534 167 67 67 67 1068 167 33 1468 33 334 2536 801 100 1802 334 33 834 334 100 67 33 ∆σ (MPa) 28,17 16,59 0,97 1,36 0,69 65,45 25,04 1,02 4,85 38,68 1,76 38,49 68,16 4,82 50,01 0,7 62,3 81,9 106,94 4,68 44,82 50,85 27,04 88,41 3,65 21,57 17,05 87,61 32,84 55,15 28,91 43,63 49,51 60,66 54,92 49,66 σmax (MPa) 4,88 18,76 32,29 -16,85 4,88 -7,15 1,77 9,52 38,73 31,18 28,67 35,48 σmin (MPa) -6,1 -14,25 -30,71 -19,75 3,59 -9,58 -9,6 -21,46 -39,32 -39,38 -43,36 -28,87 N (chu trình) 1702 67 33 33 667 133 100 67 67 100 67 33 20323 ∆σ (MPa) 10,98 33,01 63 2,9 1,29 2,43 11,37 30,98 78,05 70,56 72,03 64,35 PL13 Số gia số chu trình ứng suất Thể thứ 1, Hs =3,5m σmax (MPa) 16,191 7,524 12,827 16,068 -3,377 -11,364 8,369 34,011 0,438 20,928 29,249 20,204 16,946 13,797 23,178 6,738 0,155 8,765 5,124 18,87 5,451 35,538 4,375 4,467 25,026 11,714 20,48 7,564 12,155 7,896 28,032 10,898 16,49 12,588 0,723 -10,118 σmin (MPa) -16,568 -5,353 -24,732 -12,713 -4,462 -12,281 -8,593 -36,312 -7,082 -24,908 -38,585 -17,396 -19,31 -20,677 -27,168 -1,793 -3,587 -12,085 -8,018 -13,991 -12,4 -48,004 -4,446 3,468 -34,098 -8,734 -20,646 4,107 -12,615 7,449 -27,65 -5,846 -25,018 -15,893 -0,719 -10,844 N (chu trình) 1101 768 67 167 801 33 2369 33 200 300 33 300 400 100 33 33 1168 1735 1001 33 100 33 1936 834 33 634 300 234 2236 267 67 33 167 1235 1402 33 ∆σ (MPa) 32,759 12,877 37,559 28,781 1,085 0,917 16,962 70,323 7,52 45,836 67,834 37,6 36,256 34,474 50,346 8,531 3,742 20,85 13,142 32,861 17,851 83,542 8,821 0,999 59,124 20,448 41,126 3,457 24,77 0,447 55,682 16,744 41,508 28,481 1,442 0,726 σmax (MPa) -7,572 27,712 9,402 29,51 -4,901 3,433 24,528 σmin (MPa) -8,39 -26,36 -15,897 -33,322 -7,646 0,137 -25,743 N (chu trình) 234 67 267 167 334 1335 133 22759 ∆σ (MPa) 0,818 54,072 25,299 62,832 2,745 3,296 50,271 PL14 Số gia số chu trình ứng suất Thể thứ 2, Hs =3,5m σmax (MPa) 11,643 21,528 14,611 26,274 -9,646 6,275 14,072 28,555 3,05 8,344 17,957 18,537 28,617 14,532 10,996 30,958 36,274 10,771 8,036 -3,755 6,156 15,337 6,55 7,349 25,808 -4,756 0,189 -0,163 12,22 11,05 10,43 30,469 11,089 -7,425 18,373 3,838 σmin (MPa) -15,351 -28,05 -15,582 -32,77 -12,653 -4,891 -22,625 -37,461 -0,416 -15,428 -13,299 -19,44 -28,982 -9,406 -24,304 -34,5 -41,07 -8,678 7,249 -4,73 -1,155 -19,31 3,644 -8,199 -27,302 -7,418 -7,503 -4,015 -18,702 10,462 8,667 -30,792 -11,981 -8,935 -26,556 2,907 N (chu trình) 934 67 1101 33 33 834 100 33 1635 133 67 467 33 200 33 100 33 1135 200 667 234 501 334 2736 167 334 100 968 267 100 67 33 2303 200 100 901 ∆σ (MPa) 26,994 49,578 30,193 59,044 3,007 11,166 36,697 66,016 3,466 23,772 31,256 37,977 57,599 23,938 35,3 65,458 77,344 19,449 0,787 0,975 7,311 34,647 2,906 15,548 53,11 2,662 7,692 3,852 30,922 0,588 1,763 61,261 23,07 1,51 44,929 0,931 σmax (MPa) 14,119 25,767 32,889 7,846 18,584 19,686 22,053 -14,597 -12,29 4,396 18,979 0,321 3,621 22,944 10,077 σmin (MPa) -12,655 -24,41 -40,329 -11,752 -16,364 -32,446 -19,55 -16,548 -12,524 -7,448 -23,241 -1,018 -4,362 -23,266 -4,771 N (chu trình) 434 33 33 1001 334 67 133 33 33 467 200 1201 1468 167 33 22826 ∆σ (MPa) 26,774 50,177 73,218 19,598 34,948 52,132 41,603 1,951 0,234 11,844 42,22 1,339 7,983 46,21 14,848 PL15 Số gia số chu trình ứng suất Thể thứ 3, Hs =3,5m σmax (MPa) 18,584 10,675 14,803 3,693 25,257 14,572 11,076 -9,557 -0,35 19,588 18,468 30,574 10,691 -4,611 12,971 14,125 21,716 23,172 21,466 7,1 15,302 -0,411 3,711 -3,477 25,659 7,146 22,556 30,289 10,476 6,492 13,63 35,545 7,913 3,31 9,754 3,091 σmin (MPa) -15,32 8,987 -18,239 3,042 -30,596 -12,083 -11,376 -11,864 -7,149 -25,376 -22,607 -27,243 -8,381 -6,92 -21,129 -7,878 -23,344 -28,813 -18,447 -4,81 -22,097 -3,675 -4,105 -4,566 -25,762 -7,986 -24,932 -30,376 -19,176 5,686 -5,774 -39,62 -15,2 -10,712 -5,006 -0,089 N (chu trình) 234 33 868 834 67 534 2069 33 167 67 300 67 1101 334 33 67 234 33 67 434 334 801 1335 801 100 2369 200 67 67 234 33 33 267 67 100 1168 ∆σ (MPa) 33,904 1,688 33,042 0,651 55,853 26,655 22,452 2,307 6,799 44,964 41,075 57,817 19,072 2,309 34,1 22,003 45,06 51,985 39,913 11,91 37,399 3,264 7,816 1,089 51,421 15,132 47,488 60,665 29,652 0,806 19,404 75,165 23,113 14,022 14,76 3,18 σmax (MPa) 26,497 29,316 -17,137 -6,938 5,819 6,706 18,54 14,303 11,608 0,715 4,186 -9,032 7,645 11,886 σmin (MPa) -33,847 -37,396 -17,377 -8,068 3,697 -0,556 -19,15 -14,98 10,892 -0,261 -7,218 -10,656 -11,088 -14,464 N (chu trình) 33 100 33 267 234 200 701 1135 67 1068 1035 67 1168 634 22292 ∆σ (MPa) 60,344 66,712 0,24 1,13 2,122 7,262 37,69 29,283 0,716 0,976 11,404 1,624 18,733 26,35 PL16 Số gia số chu trình ứng suất Thể thứ 4, Hs =3,5m σmax (MPa) 18,792 14,445 4,025 29,194 8,042 -8,935 15,66 11,427 3,439 7,347 11,541 10,053 -4,839 22,66 31,264 19,463 14,202 25,931 7,785 22,456 14,264 30,63 6,055 7,896 15,096 26,521 6,606 12,143 21,944 12,156 -0,994 3,795 -11,041 24,633 2,629 29,965 σmin (MPa) -17,032 -12,747 -8,399 -24,078 6,625 -12,599 -20,804 11,128 -4,619 -8,629 -22,949 -2,587 -7,571 -28,455 -35,677 -26,82 -26,074 -28,598 -12,475 -20,918 -9,339 -34,022 -0,672 -14,989 -15,881 -25,239 -5,429 -15,675 -15,213 -19,486 -4 2,718 -11,156 -32,21 -0,636 -27,479 N (chu trình) 501 1101 434 33 133 67 501 100 1535 2636 33 33 33 133 100 67 33 33 667 133 267 33 334 100 1001 100 1168 567 33 133 1068 834 33 33 1301 67 ∆σ (MPa) 35,824 27,192 12,424 53,272 1,417 3,664 36,464 0,299 8,058 15,976 34,49 12,64 2,732 51,115 66,941 46,283 40,276 54,529 20,26 43,374 23,603 64,652 6,727 22,885 30,977 51,76 12,035 27,818 37,157 31,642 3,006 1,077 0,115 56,843 3,265 57,444 σmax (MPa) 10,948 28,407 22,795 32,971 6,027 -8,131 18,249 15,014 11,54 10,772 19,601 0,138 27,475 -3,71 10,136 4,724 18,597 σmin (MPa) -12,278 -34,981 -24,118 -46,269 3,921 -9,621 -13,872 13,094 8,648 -9,131 -23,852 -1,273 -32,147 -4,792 -5,775 -10,799 -20,51 N (chu trình) 2069 33 100 33 334 300 100 33 67 1468 133 1201 33 667 100 67 334 22459 ∆σ (MPa) 23,226 63,388 46,913 79,24 2,106 1,49 32,121 1,92 2,892 19,903 43,453 1,411 59,622 1,082 15,911 15,523 39,107 PL17 Số gia số chu trình ứng suất Thể thứ 1, Hs =2,5m σmax (MPa) 8,539 2,808 14,115 21,767 -3,305 -1,128 9,33 5,214 10,114 14,833 12,42 12,455 2,372 7,413 15,362 5,096 -3,375 23,224 6,794 2,38 17,44 2,342 5,523 4,259 6,817 6,355 9,834 4,127 6,682 20,013 10,314 17,171 -0,695 -7,797 -2,773 9,659 σmin (MPa) -13,287 -7,295 -10,886 -24,278 -5,315 -5,528 -6,248 -12,545 -13,305 -13,587 -13,237 -15,939 1,632 -10,529 -18,24 -8,156 -7,778 -27,418 -4,222 -5,474 -17,422 -2,972 -11,138 -0,675 -6,14 4,642 -11,045 2,441 6,433 -19,694 -18,367 -18,514 -3,035 -8,021 -3,419 -8,905 N (chu trình) 33 67 33 33 467 133 200 33 234 434 334 167 968 667 33 734 33 67 167 267 67 1435 33 534 1702 133 1735 534 100 167 67 200 1335 33 601 968 ∆σ (MPa) 21,826 10,103 25,001 46,045 2,01 4,4 15,578 17,759 23,419 28,42 25,657 28,394 0,74 17,942 33,602 13,252 4,403 50,642 11,016 7,854 34,862 5,314 16,661 4,934 12,957 1,713 20,879 1,686 0,249 39,707 28,681 35,685 2,34 0,224 0,646 18,564 σmax (MPa) 13,297 16,584 1,794 15,49 4,928 12,118 -0,233 -6,53 20,441 -5,103 7,449 4,524 4,562 11,815 14,325 σmin (MPa) -18,72 -13,986 -0,615 -16,259 -5,691 -11,168 -1,016 -8,088 -20,656 -6,055 -8,375 4,027 -3,471 -8,517 -9,393 N (chu trình) 33 33 2002 133 2636 434 868 67 33 100 2803 601 1301 133 33 25963 ∆σ (MPa) 32,017 30,57 2,409 31,749 10,619 23,286 0,783 1,558 41,097 0,952 15,824 0,497 8,033 20,332 23,718 PL18 Số gia số chu trình ứng suất Thể thứ 2, Hs =2,5m σmax (MPa) 6,976 4,771 -3,074 7,734 9,473 12,965 -1,213 12,765 7,338 19,552 5,76 20,5 2,345 21,013 25,068 23,054 1,95 12,808 5,287 8,361 6,794 2,041 4,31 10,484 18,758 5,036 15,057 -6,982 4,616 -3,411 14,606 -0,929 18,826 -0,153 16,024 5,155 σmin (MPa) -4,245 4,163 -3,68 -11,068 6,686 -14,405 -5,609 -11,793 6,876 -21,256 -11,297 -19,53 1,615 -21,665 -29,231 -23,262 -0,734 -15,843 -8,31 -14,029 1,942 -3,255 -0,649 -13,466 -17,101 -6,1 -14,028 -7,381 -3,91 -7,935 -21,579 -3,157 -19,102 -1,037 -19,406 -13,537 N (chu trình) 300 701 801 367 33 467 200 467 100 33 67 67 1068 67 33 33 1802 67 534 100 33 1769 300 267 133 2102 267 33 2203 67 33 968 33 1268 67 33 ∆σ (MPa) 11,221 0,608 0,606 18,802 2,787 27,37 4,396 24,558 0,462 40,808 17,057 40,03 0,73 42,678 54,299 46,316 2,684 28,651 13,597 22,39 4,852 5,296 4,959 23,95 35,859 11,136 29,085 0,399 8,526 4,524 36,185 2,228 37,928 0,884 35,43 18,692 σmax (MPa) 12,739 14,38 7,094 6,28 -3,862 9,77 4,186 16,007 7,392 -6,198 13,566 9,746 2,781 10,123 9,536 -8,37 σmin (MPa) -9,184 -12,582 -6,465 5,472 -6,036 -7,01 2,451 -16,634 -8,771 -8,471 -19,89 -9,247 -5,585 -11,394 -15,875 -9,116 N (chu trình) 100 33 2303 167 234 267 634 133 2369 67 100 1268 400 1268 33 67 26330 ∆σ (MPa) 21,923 26,962 13,559 0,808 2,174 16,78 1,735 32,641 16,163 2,273 33,456 18,993 8,366 21,517 25,411 0,746 PL19 Số gia số chu trình ứng suất Thể thứ 3, Hs =2,5m σmax (MPa) 5,048 4,429 9,499 -4,562 6,368 4,663 7,242 13,595 0,606 -6,297 2,971 11,298 21,963 16,228 11,778 2,788 2,156 16,484 6,779 17,742 -2,241 -3,735 0,247 4,44 17,912 9,794 -7,137 8,872 2,92 6,72 9,788 19,98 7,21 12,296 17,154 4,486 σmin (MPa) 4,253 0,347 -10,973 -6,211 -1,63 -4,483 -8,645 -13,716 -0,202 -6,894 -6,293 -9,385 -23,864 -14,226 -13,447 -4,22 0,269 -17,751 -6,815 -14,13 -6,014 -4,42 -6,37 2,816 -17,313 -13,348 -8,08 -5,008 2,101 -4,58 -15,58 -20,819 4,573 -15,362 -21,919 -2,77 N (chu trình) 200 267 868 334 67 1602 1502 400 934 133 200 434 33 67 701 1101 1268 267 1869 67 167 167 67 467 33 200 33 133 801 467 33 33 133 167 33 267 ∆σ (MPa) 0,795 4,082 20,472 1,649 7,998 9,146 15,887 27,311 0,808 0,597 9,264 20,683 45,827 30,454 25,225 7,008 1,887 34,235 13,594 31,872 3,773 0,685 6,617 1,624 35,225 23,142 0,943 13,88 0,819 11,3 25,368 40,799 2,637 27,658 39,073 7,256 σmax (MPa) 11,475 0,089 8,998 2,209 -1,715 20,574 5,058 20,794 -2,379 5,911 13,645 16,467 13,857 10,823 0,318 9,781 7,225 9,263 6,325 4,912 16,898 σmin (MPa) -11,224 -3,909 -7,064 -1,977 -2,385 -18,362 -8,811 -23,806 -4,016 -10,724 -11,584 -19,348 -15,693 -6,85 -1,788 -3,236 -10,902 -8,862 5,983 -6,433 -15,606 N (chu trình) 834 434 467 1135 634 67 434 33 667 33 167 33 267 100 1201 33 300 1368 33 1869 67 25696 ∆σ (MPa) 22,699 3,998 16,062 4,186 0,67 38,936 13,869 44,6 1,637 16,635 25,229 35,815 29,55 17,673 2,106 13,017 18,127 18,125 0,342 11,345 32,504 PL20 Số gia số chu trình ứng suất Thể thứ 4, Hs =2,5m σmax (MPa) 9,139 9,27 11,829 8,655 17,149 0,025 6,164 -6,074 23,374 18,741 4,184 9,028 4,241 13,986 5,804 8,671 5,096 13,699 1,604 6,718 9,484 5,514 3,464 5,965 19,496 3,961 -0,811 3,433 6,652 12,054 18,445 16,97 13,403 -3,967 1,324 4,114 σmin (MPa) -11,088 -14,073 -11,408 -6,819 -21,044 -5,803 -1,357 -6,738 -28,596 -17,602 -6,304 -9,055 -8,249 -14,044 2,253 -17,087 -13,564 -16,436 -3,604 6,038 8,117 4,7 -1,679 -4,452 -21,952 -3,937 -1,746 1,569 -8,73 -13,929 -18,269 -17,297 -10,296 -6,38 -1,21 3,337 N (chu trình) 601 200 801 1068 33 33 100 133 33 133 1101 2203 200 467 100 33 33 133 901 200 33 133 667 801 133 1902 1135 934 1135 501 33 133 33 300 2069 534 ∆σ (MPa) 20,227 23,343 23,237 15,474 38,193 5,828 7,521 0,664 51,97 36,343 10,488 18,083 12,49 28,03 3,551 25,758 18,66 30,135 5,208 0,68 1,367 0,814 5,143 10,417 41,448 7,898 0,935 1,864 15,382 25,983 36,714 34,267 23,699 2,413 2,534 0,777 σmax (MPa) -3,189 6,26 16,895 13,177 1,57 -6,645 8,891 7,289 20,905 10,927 -1,372 10,909 8,261 11,104 20,308 σmin (MPa) -3,912 -6,584 -14,433 -12,306 0,82 -8,327 4,19 -10,528 -18,703 -6,793 -3,55 -16,142 -3,824 -9,455 -23,635 N (chu trình) 501 3170 100 67 1035 100 33 167 33 67 968 100 33 667 33 26063 ∆σ (MPa) 0,723 12,844 31,328 25,483 0,75 1,682 4,701 17,817 39,608 17,72 2,178 27,051 12,085 20,559 43,943 ... Đánh giá khả chịu tải vượt mức thiết kế kết cấu cơng trình biển cố định thép gia hạn khai thác – áp dụng vào điều kiện Việt Nam ” dựa hai lý chính: + Nhu cầu gia hạn cho giàn khoan dầu khí khai. .. 3.4.4 Đánh giá rủi ro cho kết cấu chịu tác động sóng vượt mức thiết kế 61 62 3.4.5 Đánh giá mức độ suy giảm khả chịu tải vượt mức thiết kế kết cấu cơng trình biển cố định thép xác định thời gian gia. .. triển kết cấu cơng trình biển cố định thép giới Việt Nam 1.1.1 Giới thiệu cấu tạo kết cấu cơng trình biển cố định thép Kết cấu cơng trình biển cố định thép kết cấu dạng khung giàn không gian,