Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6170-9:2000 về Công trình biển cố định - Phần 9: Kết cấu - Giàn thép kiểu jacket

• Số hiệu: TCVN6170-9:2000
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: Bộ Khoa học Công nghệ và Môi trường
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2000

Phần tử	K
Cột phần thượng tầng:
- có giằng	1,0
- không giằng	K^1)
Cột chân đế và cọc:
- mặt cắt tổ hợp có trám vữa	1,0
- cột không trám vữa	1,0
- cọc không trám vữa giữa các điểm chèn	1,0
Các thanh xiên của hệ giàn đỡ sàn:
- chịu tác dụng trong mặt phẳng	0,8
- chịu tác dụng ngoài mặt phẳng	1,0
Các thanh giằng ở chân đế:
- nối các mặt đối diện của các đường chéo chính	0,8
- nối mặt chân đế với đường tâm của mối nối giằng kiểu chữ K	0,8
- đoạn dài hơn của mối nối kiểu chữ X	0,9
- các thanh giằng ngang phụ	0,7
Các thanh mã của hệ giàn đỡ sàn:	1,0

1)  Trong trường hợp này hệ số K được xác định theo các tài liệu riêng.

7.6  Các liên kết có trám vữa

7.6.1  Quy định chung

7.6.1.1  Tất cả những yếu tố liên quan ảnh hưởng đến sức bền của liên kết có trám vữa phải được xem xét thích hợp và được kể đến trong thiết kế.

Chú thích - Sức bền của liên kết có trám vữa có thể phụ thuộc vào các yếu tố sau:

- sức bền chịu nén và môđun đàn hồi của vữa;

- hình học của vành vữa và của ống;

- hình dáng bên ngoài và khoảng cách của các mấu chống trượt cơ học;

- tỷ số giữa chiều dài đoạn trám vữa và đường kính cọc;

...

...

...

- sự co ngót hoặc dãn nở về lâu dài của vữa.

7.6.1.2  Vật liệu vữa phải tuân theo các tiêu chuẩn hiện hành.

7.6.1.3  Các yêu cầu về quy trình trám vữa được quy định theo tiêu chuẩn hiện hành có liên quan.

7.6.1.4  Các ống bao cọc, ống kẹp những chỗ nứt vỡ và những chỗ nối có trám vữa khác thường phải được thiết kế dựa trên những quy trình đã được chứng minh là tốt và tin cậy. Các phương pháp phân tích, quy trình trám vữa và hệ số an toàn dùng cho những liên kết có trám vữa phải được trình cơ quan có thẩm quyền phê duyệt.

7.6.2  Liên kết trám vữa giữa cọc và kết cấu

7.6.2.1  Các liên kết trám vữa giữa cọc và kết cấu phải được thiết kế để truyền được tốt tải trọng từ kết cấu thép đến đất nền.

7.6.2.2  Khi tính toán ứng suất trượt ở mặt chung của các liên kết trám vữa giữa cọc và kết cấu phải kể đến sự phân bố của tải trọng tổng thể giữa các cọc khác nhau trong một nhóm cọc hay một cụm cọc. Phân tích các liên kết này phải tính đến tải trọng tính toán lớn nhất có xét đến phạm vi thay đổi độ cứng của đất nền ở nơi đặt giàn.

Chú thích - Nếu không có số liệu thích hợp hơn, ứng suất trượt đặc trưng ở mặt chung của một liên kết trám vữa, có hoặc không có các mấu chống trượt, có thể được tính bằng:

...

...

...

t_ki là ứng suất trượt đặc trưng ở mặt chung;

m là hệ số ma sát giữa vữa và thép (m = 0,7, nếu không có số liệu chứng minh nào khác);

d là chiều cao nhấp nhô bề mặt hay độ không tròn cục bộ v.v... (d/R_p= 0,00025 đối với bề mặt thép cán có dung sai chế tạo thông thường. Những bề mặt được gia công cơ khí sẽ được xem xét riêng);

R_p là bán kính ngoài của cọc (xem hình 1);

R_s là bán kính trong của ống bao (xem hình 1);

t_p là chiều dày thành ống cọc (xem hình 1);

t_s là chiều dày thành ống bao (xem hình 1);

t_g là chiều dày thành của vành vữa (xem hình 1);

h là chiều cao của các mấu chống trượt (đối với ống tròn h= 0) (xem hình 1);

...

...

...

E là mô đun đàn hồi của thép, E= 210.000N/mm^2;

E_g là mô đun đàn hồi của vữa;

f_g là cường độ nén lập phương của vữa;

C_L là hệ số phụ thuộc tỷ số giữa chiều dài danh nghĩa đoạn vữa (L) và đường kính ngoài của cọc (D_p).

Nếu không có số liệu liên quan đến hình học của mấu chống trượt và ống thì hệ số C_L có thể được lấy như sau:

L/D_p

2

4

8

...

...

...

C_L

1,0

0,9

0,8

0,7

Có thể nội suy tuyến tính để nhận được các giá trị trung gian.

Hình 1 - Liên kết trám vữa giữa cọc và kết cấu

Mô đun đàn hồi của vữa (E_g) thay đổi đáng kể phụ thuộc vào cấp phối của vữa. Nói chung có thể coi môđun đàn hồi này tỷ lệ với cường độ nén mẫu khối lập phương của vữa, f_g.

...

...

...

E_g= 150f_g (4 N/mm^2 < f_g < 90N/mm^2).

Để áp dụng được công thức tính t_ki ở trên, phải thỏa mãn các điều kiện sau:

5 ≤ R_p / t_p ≤ 30;

9 ≤ R_s / t_s ≤ 70;

0 ≤ h / s ≤ 0.04;

4 ≤ L / R_p;

1,4 (Rp.t_p )^1/2 ≤ s.

Cần lưu ý rằng khi khoảng cách giữa các mấu chống trượt đạt tới khoảng cách hữu hiệu (1.4 (R_p.t_p )^1/2) thì việc giảm khoảng cách giữa các mấu cũng không làm tăng đáng kể sức bền chống trượt.

7.6.3  Kẹp bắt bu lông

...

...

...

Chú thích - Ứng suất trượt đặc trưng ở mặt chung (tiếp xúc vữa - thép) của một kẹp bắt bu lông được trám vữa có thể tính bằng:

trong đó, ngoài các ký hiệu đã nêu còn có:

l là chiều dài bulông;

s là khoảng cách giữa các bu lông;

A là diện tích mặt cắt của một bu lông.

Các tham số khác xem ở điều 7.6.2.

7.6.4  Sức bền mỏi của các liên kết được trám vữa

7.6.4.1  Sức bền mỏi của các liên kết được trám vữa phải dựa trên số liệu thí nghiệm hoặc kinh nghiệm thích hợp với tính chất thực của liên kết.

...

...

...

a) Liên kết ống trơn

Những liên kết chịu các chu trình tải trọng trong miền nén hoặc trong miền kéo - nén nhưng ứng suất kéo cực đại nhỏ hơn 20% độ bền tĩnh thì có thể xem là chịu được mỏi, miễn là sức bền tĩnh được tính theo quy trình đã nêu ở điều 7.6.2 hoặc những phương pháp tương tự.

b) Liên kết có mấu chống trượt

Đường cong mỏi S-N của liên kết này có thể được mô tả bằng phương trình:

trong đó

t_dyn là ứng suất trượt động cực đại;

t_ki là ứng suất trượt đặc trưng ở mặt chung, xem điều 7.6.2;

K₁ K₂ là các hệ số được cho dưới đây;

...

...

...

Đối với các liên kết có mấu chống trượt chịu ứng suất lặp trong miền nén thì có thể lấy các hệ số K bằng:

K₁= 0,8

K₂= 0,02

Đối với các liên kết có mấu chống trượt chịu ứng suất lặp trong miền kéo - nén đối xứng thì có thể lấy các hệ số K bằng:

K₁= 0,6

K₂= 0 06

7.6.5  Hệ số vật liệu (g_m) và hệ số sử dụng (h) đối với các liên kết được trám vữa

7.6.5.1  Để tính đến những bất định trong sức bền của các liên kết được trám vữa, ví dụ: do tính toán ứng suất trượt ở mặt chung, do các thao tác trám vữa ở ngoài biển v.v..., hệ số vật liệu g_m (khi thiết kế theo hệ số riêng phần) hoặc hệ số sử dụng h (khi thiết kế theo ứng suất cho phép) phải được xem xét riêng và được cơ quan có thẩm quyền phê duyệt.

Chú thích - Đối với các liên kết trám vữa được thiết kế theo các chú thích trong điều 7.6 thì các hệ số g_m và h có thể được lấy như sau:

...

...

...

Hệ số vật liệu

Các trạng thái giới hạn

ULS

PLS

FLS

g_m

3,0

2,6

2.6

...

...

...

h= 0,4h_o

Các giá trị thích hợp của h_o đối với các trạng thái giới hạn khác nhau phải được lấy theo TCVN 6170-4: 1998.

8  Thiết kế móng

8.1  Móng cọc phải được thiết kế theo những yêu cầu thích hợp đã nêu trong TCVN 6170-7: 1999.

8.2  Cọc phải được thiết kế sao cho độ sâu đóng cọc phù hợp với các yêu cầu thiết kế mà không làm hư hỏng cọc hoặc không làm xáo trộn quá mức cấu tạo các lớp đất khác nhau, khiến cho sức chịu tải của cọc bị giảm đi (xem TCVN 6170-4: 1998).

8.3  Thiết kế cọc

8.3.1  Khi thiết kế cọc phải xét đến tất cả các điều kiện tải trọng thích hợp bao gồm cả tải trọng khi khai thác và tải trọng khi đóng cọc. Cũng phải tính đến các yêu cầu về khả năng đóng được cọc.

8.3.2  Mỗi đoạn cọc mà búa đóng vào phải được kiểm tra về sự chảy dẻo và mất ổn định (tổ hợp tái trọng thiết kế a) khi thiết kế theo trạng thái giới hạn cực đại) với trọng lượng tối đa của thiết bị và trọng lượng bản thân cọc (phải kể đến cả ứng suất uốn trên cọc do các trọng lượng lệch tâm gây ra).

8.3.3  Các ứng suất động do đóng cọc gây ra phải được xác định trên cơ sở các nguyên tắc được thừa nhận hoặc bằng cách phân tích sự lan truyền sóng va chạm. Tổng ứng suất động và ứng suất tĩnh trong quá trình đóng cọc phải không được vượt giới hạn chảy thấp nhất đã quy định (xem TCVN 6170-4: 1998).

...

...

...

8.3.5  Phần thừa cần cắt bỏ ở đỉnh mỗi đoạn cọc (nếu không dùng đầu cọc) phải được xem xét khi xác định chiều dài cần thiết của các đoạn cọc.

8.3.6  Cần kể đến cả những cọc bị hụt hoặc dôi để tính vào độ không chắc chắn trong dự kiến đóng cọc.

9  Khảo sát trong quá trình khai thác

9.1  Quy định chung

9.1.1  Việc khảo sát trong quá trình khai thác phải tuân theo các quy định trong TCVN 6171:1996.

MỤC LỤC

1  Phạm vi áp dụng

2  Tiêu chuẩn trích dẫn

...

...

...

3.1  Phân cấp

3.2  Định nghĩa

3.3  Sổ tay vận hành

4  Phân loại kết cấu và lựa chọn vật liệu

4.1  Quy định chung

5  Các tải trọng thiết kế

5.1  Quy định chung

5.2  Các loại tải trọng

5.3  Xác định tải trọng do môi trường

...

...

...

5.5  Các tổ hợp tải trọng

6  Phân tích phản ứng tổng thể

6.1  Quy định chung

6.2  Phân tích tổng thể trong điều kiện cực trị

6.3  Phân tích mỏi

6.4  Phân tích kết cấu khi động đất

7  Thiết kế kết cấu giàn

7.1  Quy định chung

7.2  Nguyên tắc thiết kế

...

...

...

7.4  Thiết kế kết cấu

7.5  Thiết kế phần tử

7.6  Các liên kết có trám vữa

8  Thiết kế móng

9  Khảo sát trong quá trình khai thác

9.1  Quy định chung