Phương pháp tính toán trụ đỡ cho giàn khoan cố định trên biển

Nội dung text: Phương pháp tính toán trụ đỡ cho giàn khoan cố định trên biển

1. T¹p chÝ KHKT Má - §Þa chÊt, sè 53, 01/2016, tr.1-8 DẦU KHÍ (trang 1÷26) PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN TRỤ ĐỠ CHO GIÀN KHOAN CỐ ĐỊNH TRÊN BIỂN NGUYỄN HỮU BẢNG, TRIỆU HÙNG TRƯỜNG Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tóm tắt: Bài báo này trình bày phuơng pháp tính nội lực và biến dạng của trụ đỡ giàn khoan cố định trên biển khi xét sự kết hợp chịu lực giữa cột và môi trường đất nền. Điểm đặc biệt của phương pháp là tìm cách xác định điểm “ngàm tuơng đương” của trụ đỡ bị biến dạng trong môi trường đàn dẻo của nền đất xung quang cọc bằng phép lặp, trong đó có sử dụng các công cụ tính toán của Lý thuyết Sức bền vật liệu, Cơ học kết cấu truyền thống, phương pháp Phần tử hữu hạn, kết hợp với sự trợ giúp của máy tính và các phương pháp tính hiện đại. 1. Mở đầu Dùng phương pháp mặt cắt, chia hệ đã cho Trụ đỡ cho giàn khoan cố định được đóng hình 1.a thành hai phần trên, dưới-hình 1.b. Do xuống biển thường làm bằng cột ống thép rỗng ngoại lực P3, M3, tại mặt cắt 2 phát sinh nôi lực cường độ cao, đuờng kính 1,8 - 2m chiều dày chưa biết f2x, m2 -hình 1.b. Đối với phần trên, khoảng 2,0 - 3,0 cm, cắm sâu xuống đáy biển. f2x, m2 là nội lực; còn đối với phần dưới, f2x, m2 Mặt cắt ngang có thể thay đổi đều hoặc từng lại là ngoại lực. Tại đây có thể giải ngay nội lực bậc. Có những cách tính tĩnh học khác nhau [7, trong cột như sau: Giải phần trên (hệ tự do) 9]. Bài báo này trình bày cách tính toán của bằng Sức bền Vật liệu hay Cơ học Kết cấu; giải nhóm tác giả dựa trên nguyên tắc cọc và môi phần dưới bằng bài toán bổ trợ [1,2] theo trường đất nền bao quanh cọc luôn cùng nhau phương pháp lặp đã biết, rồi ghép lại sẽ được chịu lực và biến dạng, nên nghiệm bài toán là nghiệm nội lực. Cũng có thể tính nội lực bằng gần với thực tế. cách giải phối hợp hai phần có sử dụng phương 2. Mô hình tính toán tĩnh học cho cột trụ đỡ pháp PTHH và bài toán bổ trợ [1,2] theo Sơ đồ tính như hình 1.a với tải trọng được phương pháp lặp. đưa về nút và với các giả thiết sau: Phần dưới đoạn 2-3 nằm trong nước biển, tải trọng sóng tính theo Morison, Airy hoặc Stoke, tải trọng gió tính theo truyền thống. Chúng được quy về các nút. Bài toán thứ nhất về khả năng chịu nén dọc trục của trụ đã được giải riêng. Bài toán thứ hai giải khả năng chịu tải ngang tuần hoàn của sóng và gió lấy với giá trị cực đại P3, M3 khi trụ đã đủ khả năng chịu nén [7]. Nếu đoạn 2-3 có chiều dài lớn thì chia thành nhiều đoạn nhỏ và tải nút lấy là Pi, Mi. Tổng hợp hai bài toán trên theo nguyên lý cộng tác dụng sẽ được nghiệm bài toán. Nội dung bài báo là giải bài toán thứ hai. Hình 1. Hệ đã cho và phương pháp mặt cắt 3. Sự phối hợp chịu lực của cột và môi a) Sơ đồ đã cho, b) Sơ đồ giải phối hợp phần trường đất dưới và phần trên 1
2. 3.1. Xét phần dưới - Bài toán bổ trợ Khi chịu lực ngang f2x, m2 hình 2, phản lực Ở đây trình bày các điểm chính bài toán bổ phân bố p của đất lên thành cột phụ thuộc trợ, chi tiết xem [1,2]. đường kính cột D, chuyển vị ngang u, độ bền  Phần dưới và đất nền luôn cùng biến dạng và hệ số đàn hồi k của đất nền. Mối liên hệ giữa (h.2 và h.1,b). Đất nền có hai vùng khác nhau: các đại lượng này được viết bằng biểu thức Vùng gần mặt cắt 2, đất ở trạng thái dẻo; vùng không thứ nguyên sau đây: gần mũi cột ở trạng thái đàn hồi. Tính chất cơ p u  f , , (1) học của đất như h.3, điểm u phân chia hai trạng kD D k thái. Vì thế trục võng của cột cũng được tính trong đó: hàm f có dạng bất kỳ; đơn giản nhất theo hai trạng thái này. Đoạn 1-h.2 tương ứng có thể viết như sau: đoạn 2-3 - h.3, trục võng được tính theo dầm có một đầu tự do không có môi trường. Đoạn 2-h.2 u  p NDσ khi β, với vùng dẻo D tương ứng đoạn 0-1-2 trên h.3, trục võng tính  (2) theo mô hình dầm dài trên nền đàn hồi. Ở độ u p ku khi β, với vùng đàn hồi sâu L1 phân chia hai trạng thái của đất, trục cột D  có chuyển vị ngang bằng u trên h.3. với: u là độ võng dương của trục cột; N là hệ số lấy theo thí nghiệm [2];  giá trị tính từ điểm giao của hai đường thẳng 0-1-2 và 2-3 (hình 3): N u  . (3) k D ở đây: u* là độ võng tai điểm chuyển từ trạng thái dẻo sang đàn hồi của đất. Với trầm tích ở biển, độ bền  thay đổi theo độ sâu, còn k luôn là hằng số [2]. Đất sét lấy  = a+bz , (a, b tra bảng) u  p ND(a bz) khi , với vùng dẻo D  (4) u với vùng p ku khi , D  đàn hồi N(a bz) u trong đó:  . (5) Hình 2. Xét phần dưới nằm trong đất nền k D Đất cát lấy  = KP d z, (KP,  đ tra bảng) u  p NDK  z khi , với vùng dẻo p d D  (6) u p ku khi , D  với vùng đàn hồi NK  z u trong đó:  P d . (7) k D Với trầm tích ở biển, theo [7] có hai loại cát và sét nên các hệ số lấy như bảng 1. Bảng 1. Tính chất cơ lý của trầm tích biển hệ số ka k N Hình 3. Mối phụ thuộc giữa p của đất loại đất và u của cột Sét 7.5 22 3,5 1-Giai đoạn đàn hồi, 2- Giai đoạn dẻo Cát 9,0 8,3 1,8 2
3. 3.2. Xác định độ võng của phần cột trong đất Momen và lực cắt z = L1 (tại điểm có u ) Vì đất có hai vùng dẻo và đàn hồi, nên độ theo u1 là đường đàn hồi của cọc được viết khác nhau. 2 3 P1L1 P2 L1 a) Phương trình độ võng của đoạn 1 trong M f 2x L1 m2 , (14) vùng đất dẻo 2 6 P L2 Phương trình vi phân độ võng của đoạn này Q P L 2 1 f . (15) được viết theo mô hình của dầm tự do chịu uốn 1 1 2 2x ngang Lấy đạo hàm cấp hai và cấp ba u2 tại z’ = 0, có: d 4u C = M*/2 2 và C + C = Q*/2 3, Từ đó EJ 1 p , (8) 4 4 3 dz4 có: trong đó: EJ độ cứng chống uốn, u độ võng ( M Q ) M C , C . (16) cột, dương khi hướng theo trục x (hình 2); p 3 2 3 4 2 2 phản lực của đất, dương khi hướng theo trục x Tính p tại L1 ở hai trạng thái: (cùng hướng của u). p ND(a bL1 ) ở vùng dẻo; Đối với vùng dẻo của đất nền (z < L1), với sét cũng như cát đều có: p ku EJ 4u ở vùng đàn hồi. Do đó, d 4u tại z = L có ND(a bL ) EJ 4u rút ra EJ 1 P P z (9) 1 1 dz4 1 2 4 u ND(a bL1 ) / EJ . trong đó: P1 và P2 được lấy phân biệt Đã ký hiệu với sét: P1 = NDa; P2 = NDb Với sét thì: P1 = NDa; P2 = NDb; (10) (với cát P1 = 0; P2 = NDKPd), vì thế viết được: Với cát thì: P1 = 0; P2 = NDKPd. (11) 4 Từ đó ta có: u (P1 P2 L1 ) EJ (17) 2 3 4 5 m z f z P z P z  Mặt khác từ phương trình đoạn 2 với z 0 2 2x 1 2 EJu1 (z) C2 C1z , có: u C / EJ , đưa C3 vào đây có 2! 3! 4! 5!  3 u ( M Q ) 2EJ 3 (18) 0 z L1.  (12) So sánh (17) và (18) rút ra: 2 Tại đây L1 là chiều sâu vùng đất dẻo (hình 2). 2(P P L ) M Q 1 2 1 (19) b) Phương trình độ võng đoạn 2 trong vùng Giải hệ ba phương trình phi tuyến đất đàn hồi (14,15,19) sẽ tính được L1, M* và Q*. Hoặc dồn Độ võng đoạn này được viết theo mô hình ba phương trình (14,15,19) về một phương trình dầm dài vô hạn nằm trên nền đàn hồi phi tuyến đối với L1 rồi tính L1 trước, sau đó EJu (z ) e z C cos z C sin z , tính M* và Q*. Tiếp theo tính các hằng số còn 2 3 4  (13) lại C1, C2, C3, C4. L1 z L.  Ta lấy hệ số nền k bé để thiên về an toàn Cuối cùng viết được tường minh hai hàm 4 u1, u2 theo f2x, m2. Từ phương trình tường minh [6]: k EJ ; z z L , với điểm z =L1 là 1 (12) đối với đoạn thứ nhất, tính được chuyển vị điểm phân chia vùng dẻo và vùng đàn hồi của tại mặt cắt 2 hình 2 (tại z=0): đất. Giả thiết cột đóng sâu là dầm dài vô hạn, C C 3 u 2 .  1 . (20) thiên về an toàn nhận L L , trong đó 2 EJ 2 EJ 1 L là chiều dài toàn bộ của cột. Tóm lại mục đich cuối cùng của mục này là: Cho f2x, m2 sẽ tính được nội lực, chuyển vị c) Xác định chiều sâu vùng dẻo L1 của đất Dùng điều kiện biên tại độ sâu z=L1, áp ngang u2 và góc xoay  2 tại mặt cắt 2 theo dụng mối liên hệ vi phân của nội lực và chuyển công thức (20). Bài toán này là bài toán bổ trợ. vị, biến dạng đã biết, ta đi tính p , u , M , Q tại Hai thông số u2 và  2 tạo điều kiện để tính tiếp L1 theo u1 và u2 có: phần trên. 3
4. Để tìm biến dạng và chuyển vị của cả cột Thực nghiệm và lý thuyết chứng tỏ đoạn không hề đơn giản, ta sẽ xét dưới đây. dưới cùng (dưới điểm ) biến dạng gần bằng 4. Phân tích trạng thái biến dạng của cột không; đoạn hai (1-2) nằm trong đất nền, đoạn thực và sơ đồ tính chuyển vị 2-3 nằm tự do không có môi trường. Như vậy Xét cột trụ (h.1, h.4,a), tổng quát phần trên- điểm cho ta điều kiện biên của ngàm và sẽ đoạn 2-3 có chiều dài lớn thì chia thành nhiều cho phép tính chuyển vị, biến dạng và nội lực đoạn nhỏ. của toàn bộ cột thực thông qua hai đoạn trên 4.1. Tính chuyển vị khi giải phối hợp phần bằng ma trận độ cứng các phần tử là đủ. Từ đó trên và dưới chọn sơ đồ tính phối hợp như hình 4.b,c để Để phù hợp với phương pháp PTHH, ta ký thay cho việc tính cột thực. Chiều dài l0 được hiệu hệ trục tổng quát là x,y như hình 4, (riêng gọi là chiều dài tương đương, ngàm gọi là phần dưới h.4,b vẫn giữ huớng trục z đi xuống ngàm tương đương. Trong đó bài toán bổ trợ là như h.2). Giả sử đất ở vùng dẻo có độ phản ứng cầu nối. bằng không, dưới tác dụng của P và M , cột bị 3 3 Như vậy Biến dạng của cả cột được lấy biến dạng theo đường 1 (hình 4.a). Lúc này bằng biến dạng của cột tương đương, vì chuyển điểm N của cột có chuyển vị ngang bằng không. Bây giờ xét ảnh hưởng của đất, trả lại (truyền vị từ trở xuống là vô cùng bé (bỏ qua) và lại) phản ứng của nó lên mặt ngoài cột một áp nhiệm vụ bây giờ là tìm cách tính chuyển vị của lực p hướng sang trái thì biến dạng của cột giảm cột tương đương. Điều kiện biên tĩnh học và đi, đến vị trí mới là đường 2 (hình 4.a,c). Lúc động học tại nút 2 của cột tương đương thể hiện như sau: đó điểm N bị dịch lên đến N cách mặt đất đúng bằng l0. Đường 2 chính là biến dạng thực của - Nội lực f2x; m2 tại nút 2 trong ba hình cột trong môi trường thực. Rõ ràng khi đó ở cột 4.a,b,c luôn bằng nhau. thực (hình 4.a) nút 2 có chuyển vị thực u , và 2 2 - Chuyển vị u2; 2 tại nút 2 trong ba hình nội lực nút là f2x; m2 chưa biết do vị trí ngàm 4.a,b,c luôn bằng nhau. chưa biết. Hình 4. Sơ đồ biến dạng của cả cột a) Sơ đồ thực, b) Sơ đồ tính phần dưới, c) Sơ đồ tính cột tương đương 4
5. 4.2. Tính l0 và độ cứng tương đương của nút 2 để tính chuyển vị của cột tương đương Hãy xuất phát từ hình 4.a và 4.c (không để ý đến phần dưới). Như đã biết, ma trận độ cứng của phần tử chịu uốn ngang là: 2212J A 2 l 1212JJ22 AA 22 §èi xøng ll 66JJ  4J E ll (21) K l 2222 1212612JJJJ AAA222 llll 121261212JJJJJ 2222 AAAA2222  lllll 6JJJJ 666  24JJ llll Trong hình 4.a và 4.c hệ tọa độ tổng quát và 12EJ 6EJ 12EJ 6EJ o 0 0 cục bộ khác nhau một góc 90 nên với tất cả các l 3 l 2 l 3 l 2 o o 0 0 0 0 phần tử đều có  = cos90 =0,  =sin90 =1. EA EA f 0 0 0 0 u Phần tử 1-2 của hình 4.a có chiều dài l0 1x  l l 1  0 0 chưa xác định, nên sau khi đưa =0, =1, A, J, f v 1y 6EJ 4EJ 6EJ 2EJ 1 3 0 0 l0 vào (21) rồi ký hiệu a 12EJ l0 , b EA l 0 , m 2 2 θ 1 l0 l0 l0 l0 1 2   c 4EJ l , d 6EJ l . Khi đó ma trận độ f 12EJ 6EJ 12EJ 6EJ u 0 0 2x 0 0 2 cứng của phần tử 1-2 được viết: l 3 l 2 l 3 l 2 f 2y 0 0 0 0 v2 a 0 d a 0 d EA EA m2  0 0 0 0 θ2  l l 0 b 0 0 b 0 0 0 6EJ 2EJ 6EJ 4EJ d 0 c d 0 c / 2 0 0 2 2 K1 2 l0 l0 l0 l0 a 0 d a 0 d (23) 0 b 0 0 b 0 Lưu ý trong (22) đã đưa về các hệ số a, b, c, d 0 c / 2 d 0 c d chưa biết còn trong (23) chỉ có l0 chưa biết. Từ đó mối liên hệ giữa nội lực và chuyển vị Viết như vậy là để tìm cách móc nối những đại nút của phần tử 1-2 là: lượng chưa biết này với các nội lực tại nút 2 theo điều kiện biên, từ đó sẽ tìm chúng. Đây là fu  a00 d a d  11x cách xử lý rất riêng trong việc tìm độ cứng a, b, fv 0bb 0 0 0 11y c, d và l0 nhờ hình 4.a và 4.c (lúc này chưa để ý m11 d0 c d 0 c / 2  hình 4.b).   Vì điểm 1 là ngàm tương đương nên fu22x a00 d a d u1= v1=1=0, tiến hành tách khối với nút 2 từ fv 0 bb 0 0 0 22y (22) thu được mối liên hệ giữa nội lực f2x, f2y, m22  d0 c / 2 d 0 c   m2 và chuyển vị u2, v2, 2 như sau: (22) f22x  a0 d u  Phần tử 1-2 của phần trên (hình 4.c), cũng f22y  00 b v  (24) có chiều dài l0 chưa xác định, có hệ thức tương m d0 c  tự (22) nhưng vẫn giữ lại các hệ số EJ và EA 22   chỉ kèm theo l0 như sau: Tương tự tách khối với nút 2 từ (23) có: 5
6. 126EJEJ Từ (24) rút ra liên hệ lực với chuyển vị 320 ll cũng có hai phương trình: 0 o  fu22x f au d , 2x 2 2  EA . (25)  (30)  fv22y 00 m2 du2 c 2 . lo  m22 64EJEJ Vậy trong (29), (30) có bốn phương trình 0 chứa bốn ẩn a, c, d, l . Xử lý tiếp: Đưa c, d của ll2 0 oo (29) vào (30) ta có hai phương trình chứa hai ẩn So sánh (24) và (25) rút ra: a và l0: 126EJEJ lo  320 f au a  , ll 2x 2 2 0 o 2 ad0  EA 2 0000b , (26) lo lo m2 a u2 a  2 . lo 2 3  dc0 64EJEJ Khử a từ hai phương trình này được ngay 0 2 phương trình bâc 2 chứa ẩn l lloo 0 . 3 u m m u Có thể nói a, b, c, d chính là lượng tăng 2 2 2 2 2 . (31) lo lo 3 . 0 thêm của độ cứng tại nút 2 để đưa đường 1 về 2 2 f2x f2x 2 đường 2, l0 là độ sâu của ngàm. Trong (26) a, Giải l0 từ phương trình này ta có điểm ngàm b, c, d và l0 đều chưa xác định nhưng có liên hệ N với EJ, A đã biết. Tìm a, b, c, d, l0 khi tìm 5 2 3 u m 9 u m m u phương trình kết nối chúng với EJ, A, u2, 2, f2x, 2 2 2 2 2 2 lo 3 . m2 như sau: 4 2 f2x 16 2 f2x f2x 2 Hệ số độ cứng b biểu thị mối liên hệ giữa (32) lực nén f2y với chuyển vị dọc trục v2, do đó b Từ l0 giải tiếp a, c, d theo dạng nào cũng được nhận bằng K0 là tốt nhất. K0 đã được xác được, ví dụ: định từ khả năng chịu lực của cột thực khi chịu f a 2x hoặc . (33) nén hay kéo là: K EA th( L) . Vì thế ta 0 0 0 u2 0,5lo2 nhận: Kết quả mục này đã viết được a, b, c, d, l0 b EA 0th( 0 L) , (27) theo u2, 2, f2x, m2 tại mặt đất khi chỉ dựa vào hình 4.a và phần trên hình 4.c. Nếu khi đã tính ka trong đó 0 , ka là hệ số đàn hồi của được a, b, c, d, l , ta hoàn toàn giải được nội lực EA 0 và chuyển vị của phần trên vì tải trọng ngoài P3, đất lấy theo thí nghiệm đã cho. Hệ số b luôn M3 đã cho. nhận là hằng số vì đã thỏa mãn khả năng chịu Đến đây thấy rằng: Muốn tính l0 thì bước nén dọc trục. đầu tiên phải giả thiết f2x, m2 rồi tính u ,  bởi Vậy còn lại cần tìm bốn phương trình nữa 2 2 (20) tại nút 2 theo bài toán bổ trợ h.2 và h.4,b. để tìm a, c, d, l0. Ta biến đổi như sau: Từ (26) rút ra ba phương trình móc nối với Cần lưu ý phải luôn làm thỏa mãn điều kiện đặc trưng cơ học và hình học: biên tĩnh học, nghĩa là trong quá trình tính ta nhận nội lực f , m tại nút 2 của ba hình 4.a,b,c 12EJ 4EJ 6EJ 2x 2 a 3 ; c ; d 2 , (28) luôn bằng nhau. Để làm thỏa mãn các điều kiện lo l o lo này, phải dùng giải pháp tính lặp quen biết. Ở Dồn về hai phương trình bước đầu tiên hãy tự chọn giá trị f2x, m2 rồi tính 2 lo  u2 , 2 , tiếp theo tính a, b, c, d, l0 bằng bài toán c a, 3 bổ trợ. Với các giá trị này tính chuyển vị của . (29) l phần trên hình 4.c. Từ đây lấy ra u2, 2 mới để d o a. 2  tính lại f2x, m2 theo: 6
7. Bước 4. Cộng các hệ số a, b, c, d với ma f 2x  a d u2   . (34) trận độ cứng của phần tử 2-3 để có ma trận đầy m2 d c   2  đủ K của phần trên kể từ ngàm N . Giá trị f2x, m2 trong (34) là nội lực thực do Bước 5. Giải hệ phương trình F K u ngoại lực P3, M3 đã cho gây ra. Vì thế f2x, m2 này là gần với giá trị thực hơn. cho phần trên tìm u (l0 đã có và F đã cho), Tiếp theo hãy so sánh f2x, m2 mới từ (34) tính momen nội lực cho phần trên, từ đây lấy ra với f2x, m2 đã tự chọn ở bước trước, nếu thấy chuyển vị nút 2: u2, 2 mới. khác nhau thì hãy nhận f2x, m2 mới này cho Bước 6. Với u2, 2 này, tính nội lực f2x, m2 bởi (34), rồi so sánh f2x, m2 nội lực này với phần dưới hình 4.b, tính lại u2 , 2 để tính a, b, 0 0 c, d và l0 mới. Từ đó lại giải phần trên hình 4.c. f 2x ,m2 ngoại lực của phần dưới đã chọn ở Quá trình lặp cứ thế tiếp tục đến khi nào giá trị bước 1 với độ chính xác ấn định trước, nếu f2x, m2 của bước sau bằng f2x, m2 của bước ngay chưa thỏa mãn độ chính xác thì nhận nội lực f2x, trước đó. Lúc này điều kiện biên tĩnh học đã m2 mới làm ngoại lực cho phần dưới, tính lại từ được thỏa mãn. bước 2. Tiếp tục tính lặp cho đến khi đạt được 4.3. Thuật toán lập chương trình giải lặp cho độ chính xác đã đề ra, ghi lấy vectơ chuyển vị cột theo các bước sau đây u rồi vẽ đường đàn hồi của cột tương đương. Bước 1. Chuẩn bị số liệu về cột và các Từ vectơ tính và vẽ luôn nội lực nút f  thông tin cần thiết khác. 0 0 của phần trên. Đây là nghiệm cuối cùng của Bước 2. Tự chọn f2x f2x , m2 m2 cho phần trên. Đương nhiên nghiệm nội lực cuối phần dưới, tính u2, 2 theo (20) bằng bài toán bổ cùng của phần dưới cũng nằm ở bước này. trợ với chiều dài cột thực L. Bước 7. Ghép biểu đồ nội lực của hai phần, Bước 3. Dùng f2x, m2, u2, 2 của bước 2 tìm vẽ đường đàn hồi của cả cột y hệt đường đàn chiều dài l0 theo (32) sau đó tính a, c, d, b của hồi của cột tương đương, xem hình 5. phần tử 1-2; theo (28) và (27) với chiều dài cột Toàn bộ các bước đều được tính và vẽ bằng thực L. chương trình máy tính. Hình 5. Ghép biểu đồ momen và đường đàn hồi của cả cột a) Momen phần dưới, b) Momen phần trên và biến dạng của cột tương đương, c) Momen và biến dạng của cả cột 7
8. 4.4. Ví dụ minh họa họ lấy l0=4 1,8=7,2m. Trong khi đó cách tính Tính cột có 2 đoạn (đoạn 2-3 được chia của chúng tôi l0 = 11,82m. Vậy thấy cách tính thành n=9 đoạn nhỏ chiều dài 2m). Cột có mặt của công trình cảng là thiếu cơ sở khoa học. cắt ngang D=1,8 m, chiều dày t=3 cm, modun TÀI LIỆU THAM KHẢO đàn hồi E=2,106 kG/cm2. Chiều dài cột nằm trong đất nền=60 m. Nền đất có các đặc trưng [1]. Nguyễn Hữu Bảng, Nguyễn Việt Hà, 2004. ka=7,5, k=22, N=3,5. Tải trọng tất cả các nút Phương pháp xác định độ sâu miền dẻo của đất đều cho Fx=1,5 Tấn, Fy=0,01 Tấn, Mx=0,01 nền đối với cọc trong công trình biển chịu tải T.m. Kết quả cho biểu đồ momen, biểu đồ trọng ngang tuần hoàn. Tuyển tập các báo cáo chuyển vị ngang xem h.6. Mmax=206,656 T.m, hội nghị cơ học toàn quốc. Kỷ niệm 25 Viện Cơ độ sâu ngàm tương đương l0=11,82 m. Nội lực học Việt Nam. Hà Nội. Tập 1 Động lực học kỹ và chuyển vị luôn bảo đảm tính liên tục. thuật. [2]. Nguyễn Hữu Bảng, Trần Đình Kiên, 2004. Chương trình tính chuyển vị và nội lực của phần cọc nằm trong đáy biển khi chịu tải trọng ngang tuần hoàn. Tuyển tập công trình hội nghị khoa học toàn quốc Cơ học vật rắn biến dạng lần thứ 7. Đồ Sơn. Tập 1. [3]. Nguyễn Hữu Bảng, 2005. Cơ học học Kết cấu. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật. Hà Nội. [4]. Nguyễn Hữu Bảng, Trần Văn Bản, 2009. Cơ sở thiết kế công trình biển phục vụ ngành dầu khí. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật. Hà Nội. Hình 6. Kết quả chương trình tính toán [5]. Nguyễn Hữu Bảng. Phương pháp tính và vẽ các đường cong mềm trong cơ học. Nhà xuất Kết luận bản Khoa học và Kỹ thuật. Hà Nội 2010. Cách tính phối hợp hai phần trên dưới ở [6]. Shamsher Prakash-Hari D.Sharma, 1999. đây có tính đặc thù, chưa có tiền lệ với một hệ Móng cọc trong thực tế xây dựng (Bản tiếng khung làm việc chung với môi trường nền đất. Việt). Người dịch: Phạm Ngọc Khánh, Lê Mạnh Bài toán đã được giải với đất sét, khi muốn tính Lân, Trịnh Đình Châm và những người khác), cho cát thì chỉ việc thay các số liệu về tính cơ lý Nhà Xuất bản Xây dựng, Hà Nội. tương ứng. [7]. Thomas H. Dawson, 1981. Offshore Nếu đoạn trên mặt đất có chiều dài lớn thì structural engineering. Prentice-hall,inc. chia nhỏ thành nhiều đoạn và đánh số từ nút 2 Englewood Cliffs, New Jersey 07632 (Bản trở lên theo thứ tự 2,3,4, ,n. Tải trọng cũng tiếng Nga Leningat Xudostraenhie 1986 và bản cần được dẫn về các nút. tiếng Anh). Khi vẽ đường đàn hồi, phần trên dùng [8]. B.C.Huang, A. Y. T. Leung, K. M. Lams đường cong Bezier, còn phần dưới thì vẽ bằng and Y.K. Cheungs IDepartment of Engineering phương trình đường đàn hồi đã tìm được. Mechanics, Tongji University, Shanghai, Cách tính này đã dựa trên nền tảng của các Peoples Republic of China. môn SBVL và cơ học kết cấu nên kết quả nội [9]. Triệu Hùng Trường, Đỗ Thành Sỹ, 2002. lực và chuyển vị có độ tin cậy lớn khi so sánh Nghiên cứu tính toán cọc neo cho dàn khoan di với cách tính trong Công trình cảng. Cụ thể động trên biển, Tuyển tập các Báo cáo hội nghị trong các bài giảng về Công trình cảng ở Việt khoa học Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nam người ta lấy độ sâu ngàm tương đương Nội. l0 = 4D với bất kỳ tải trọng nào, trong ví dụ này (xem tiếp trang 26) 8
9. ABSTRACT A methode to calculate the pile of offshore platform Nguyen Huu Bang, Trieu Hung Truong Hanoi University of Mining and Geology This paper presents a method of calculating the internal force and the deformation of the pile for offshore platform considering the interaction between the piles and surround base ground. The special feature of this method is to identify the point of equivalent restraint of the pile deformed in an elasto-plastic medium of base ground surrounding the pile by using the computational tools of Strength of Materials, traditional structural mechanics, finite element method, combined with the help of computer and modern calculation methods. 9