CHƯƠNG II Lí THUYẾT TÍNH MỎI CễNG TRèNH BIỂN
II.5.1- Tải trọng súng
xõy dựng cụng trỡnh. Điển hỡnh là số liệu súng tớch luỹ cỏc súng, đường cong tớch luỹ cỏc súng, sơ đồ phõn phối súng. Nếu khụng cú sẵn cỏc thống kờ súng, cú thể chấp nhận một luật phõn phối bất kỡ, vớ dụ luật Weibull được đề nghị :
P(Hi>H) = exp γ − o H H exp
Trong đú Ho, γ : cỏc thụng số phụ thuộc vào vị trớ xõy dựng cụng trỡnh.
Đối với kết cấu chõn đế cụng trỡnh biển thộp cố định, cỏc phần tử thường cú kớch thước nhỏ, khụng gõy ảnh hưởng đỏng kể đến trường vận tốc và gia tốc của nước theo hướng vuụng gúc trục phần tử. Trong trường hợp này cỏc tải trọng súng được tớnh theo phương trỡnh Morison, cú dạng như sau :
F = FD + FI = 2 1 .ρ.D.CD.vv + ρ.(1+Cm).A.a Trong đú: FD : lực cản vận tốc. FI : lực cản quỏn tớnh.
ρ : khốilượng riờng của nước biển v,a : vận tốc, gia tốc của phần tử nước. CD, Cm: hệ số cản vận tốc, quỏn tớnh. D : đường kớnh trụ.
A : diện tớch chắn nước của trụ.
Một trong những khú khăn khi sử dụng cụng thức Morison là xỏc định hệ số CD và CM và việc chọn lý thuyết súng.
• Lý thuyết súng: Núi chung lý thuyết súng Airy thường được sử dụng để tớnh mỏi do nú là lý thuyết súng tuyến tớnh sẽ thuận tiện trong tớnh toỏn và đối với chiều cao súng
Đồ án tốt nghiệp
Thiết kế tính toán tuổi thọ mỏi công trình LQ10 để tớnh mỏi tại chiều sõu nước mỏ Bạch Hổ 50 m thỡ lý thuyết súng Airy cũn phự hợp.
• CD , CM phụ thuộc vào lý thuyết súng sử dụng và chế độ hà bỏm. Đối với phần tử trụ trũn, lấy CD = 0.6 ữ1.2, CM = 1.3 ữ 2. API khuyến nghị chọn hệ số cản vận tốc, quỏn tớnh phụ thuộc điều kiện biển, vớ dụ số Keulegan-Carpenter K. Đối với súng nhỏ (súng để tớnh mỏi 1.0 < K < 6.0), đối với phần tử ở mức nước trung bỡnh CM =2; CD = 0.8 đối với trụ nhỏm và CD = 0.5 đối với trụ trơn. Vỡ chế độ hà bỏm thay đổi suốt đời sống cụng trỡnh, để đơn giản tớnh toỏn chọn CM = 2; CD = 1.
• Vận tốc v , gia tốc a của phần tử nước chuyển động là biểu thức phụ thuộc vào chiều cao súng H, chu kỡ sún T, độ sõu nước d, thời gian t sẽ được xỏc định tựy theo lý thuyết súng sử dụng . Ở đõy là lý thuyết súng tuyến tớnh Airy
Từ đường cong tớch luỹ súng cho phộp lựa chọn cỏc súng đều riờng biệt (chiều cao, chu kỳ) cựng hướng truyền súng. Cỏc tiờu chuẩn cụng trỡnh biển khuyến nghị : xột tỏm hướng súng tỏc động, chia chiều cao súng thành cỏc dải mặc định trước, xỏc định phản ứng cụng trỡnh từ cỏc súng mặc định trước, phản ứng cụng trỡnh từ cỏc súng thực tế được nội suy từ cỏc súng mặc định này. Điều này cần thiết để xỏc định sự phõn phối dài hạn của số gia ứng suất khi đó biết phõn phối dài hạn của cỏc con súng cỏ biệt, cần chỳ ý cỏc súng điển hỡnh sao cho ảnh hưởng chủ yếu đến cỏc tổn thất mỏi tớch luỹ, theo DnV thỡ là cỏc súng này cú chiều cao từ 3 đến 10 m.
II.5.2-Xỏc định ứng suất danh nghĩa theo phương phỏp tiền định