PHƯƠNG PHÁP LUẬN ĐÁNH GIÁ MỨC SUY GIẢM ĐỘ TIN CẬY THEO THỜI GIAN CỦA KẾT CẤU JACKET CÁC CÔNG TRÌNH BIỂN CỐ ĐỊNH

Header Page 1 of 258.

-i -

Lời cảm ơn
Tác giả bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới tập thể các thầy hướng dẫn khoa học,
PGS.TS. Đinh Quang Cường và GS.TS. Phạm Khắc Hùng, đã tận tâm hướng
dẫn và giúp đỡ tác giả để hoàn thành luận án này. Ngoài các kiến thức khoa học quý
báu, các thầy đã luôn động viên, quan tâm hỗ trợ để tác giả vượt qua được nhiều
thời điểm khó khăn trong quá trình thực hiện luận án. Tác giả xin đặc biệt cảm ơn
GS. TS. Phạm Khắc Hùng đã cho phép tác giả vận dụng một phần sáng chế của
mình để giải quyết các vấn đề trong luận án.
Tác giả chân thành cảm ơn các đồng nghiệp trong Viện Xây dựng Công trình
Biển, các cán bộ Khoa Sau Đại học trường Đại học Xây Dựng đã đóng góp ý kiến
về chuyên môn và tạo điều kiện tốt nhất để tác giả hoàn thành luận án này.
Tác giả cảm ơn gia đình yêu quý của mình, đặc biệt đối với vợ, các con và
cha mẹ hai bên nội ngoại đã tin tưởng, khích lệ, cảm thông cho tác giả trong những
năm tháng làm luận án.
Tác giả

Mai Hồng Quân

Footer Page 1 of 258.


Header Page 2 of 258.

-ii -

Lời cam đoan
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.

Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công
bố trong bất cứ công trình nào khác.
Ngày …. tháng….. năm 2014
Nghiên cứu sinh

Mai Hồng Quân

Footer Page 2 of 258.


Header Page 3 of 258.

-iii -

Mục lục
Lời cảm ơn ......................................................................................................................... i
Danh mục các chữ viết tắt và ký hiệu................................................................................ ix
Danh mục các hình vẽ ..................................................................................................... xii
Danh mục các bảng biểu ................................................................................................. xiv
Mở đầu .............................................................................................................................. 1

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án ............................................................... 1
Ý nghĩa khoa học:.................................................................................................... 1
Ý nghĩa thực tiễn của luận án: ................................................................................. 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ AN TOÀN
KẾT CẤU CHÂN ĐẾ CÔNG TRÌNH BIỂN CỐ ĐỊNH BẰNG THÉP (JACKET)

1.1. Quá trình phát triển xây dựng công trình biển cố định bằng thép .............. 4
1.1.1. Khái quát về công trình biển cố định bằng thép.............................................. 4
1.1.2. Các tải trọng tác động lên công trình biển cố định.......................................... 5

1.1.3. Yêu cầu cơ bản về thiết kế và thi công ........................................................... 5
1.1.4. Quá trình phát triển xây dựng công trình biển cố định bằng thép trên thế giới ... 6
1.1.5. Tình hình ứng dụng và triển vọng phát triển loại công trình biển cố định bằng
thép để khai thác dầu khí ở Việt Nam ...................................................................... 7
1.2. Tình hình nghiên cứu ứng dụng các phương pháp đánh giá an toàn kết cấu
jacket trong các tiêu chuẩn hiện hành .................................................................. 8
1.2.1. Các phương pháp đánh giá an toàn sử dụng trong tiêu chuẩn hiện hành ......... 8
1.2.1.1. Phương pháp đánh giá theo các trạng thái giới hạn...................................... 8
1.2.1.2. Phương pháp đánh giá theo độ tin cậy ........................................................ 9
1.2.2. Nhận xét về các phương pháp đánh giá an toàn sử dụng trong các tiêu chuẩn
hiện hành ............................................................................................................... 10
1.2.3. Tình hình nghiên cứu trong nước và quốc tế ................................................ 10
1.2.3.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ............................................................ 11
1.2.3.2. Tình hình nghiên cứu trong nước .............................................................. 11
1.3. Đặt vấn đề nghiên cứu của luận án .............................................................. 12

Footer Page 3 of 258.


Header Page 4 of 258.

-iv -

1.3.1.1. Nguyên lý tổng quát để đánh giá an toàn của các loại kết cấu công trình
biển theo sáng chế của GS. Phạm Khắc Hùng........................................................ 12
1.3.2. Đặt vấn đề nghiên cứu ................................................................................. 13
1.3.3. Nhiệm vụ nghiên cứu của luận án ................................................................ 13
1.4. Các giả thiết và giới hạn nghiên cứu trong luận án .................................... 14
1.5. Kết luận của chương 1 .................................................................................. 15
CHƯƠNG 2: ĐÁNH GIÁ AN TOÀN CỦA KẾT CẤU JACKET CÔNG TRÌNH

BIỂN CỐ ĐỊNH DỰA TRÊN TÍNH TOÁN BỀN VÀ MỎI TRUYỀN THỐNG

2.1. Mở đầu .......................................................................................................... 16
2.1.1. Các trạng thái tác động sóng lên các công trình biển .................................... 16
2.1.2. Đánh giá an toàn của kết cấu theo tiêu chuẩn hiện hành ............................... 17
2.1.2.1. Đánh giá theo điều kiện bền ...................................................................... 17
2.1.2.2. Đánh giá an toàn theo điều kiện mỏi ......................................................... 17
2.2. Mô tả chuyển động sóng biển bề mặt ........................................................... 18
2.2.1. Mô tả sóng theo quan điểm tiền định ........................................................... 18
2.2.1.1. Các lý thuyết sóng .................................................................................... 18
2.2.1.2. Miền áp dụng các lý thuyết sóng ............................................................... 19
2.2.2. Mô tả sóng theo quan điểm ngẫu nhiên ........................................................ 19
2.2.2.1. Mặt cắt (profile) của sóng ngẫu nhiên ....................................................... 19
2.2.2.2. Phổ năng lượng của sóng .......................................................................... 20
2.2.2.3. Các phổ sóng thông dụng trong thiết kế kết cấu công trình biển ............... 21
2.2.2.4. Phổ vận tốc và gia tốc của phần tử nước do sóng ngẫu nhiên .................... 22
2.3.Tải trọng sóng tác dụng lên các phần tử mảnh của kết cấu jacket.............. 22
2.3.1. Tải trọng sóng tiền định ............................................................................... 22
2.3.2. Tải trọng sóng ngẫu nhiên ............................................................................ 23
2.4. Đánh giá an toàn của kết cấu jacket theo điều kiện bền truyền thống ....... 24
2.4.1. Đánh giá an toàn của kết cấu dựa trên mô hình sóng tiền định ..................... 24
2.4.1.1. Xác định phản ứng động của kết cấu theo mô hình tiền định ..................... 24

Footer Page 4 of 258.


Header Page 5 of 258.

-v -

2.4.1.2. Kiểm tra bền của kết cấu theo mô hình tiền định ....................................... 25
2.4.2. Đánh giá an toàn của kết cấu dựa trên mô hình sóng ngẫu nhiên .................. 25
2.4.2.1. Phương pháp phổ ...................................................................................... 25
2.4.2.2. Phương pháp giải trong miền thời gian ..................................................... 26
2.5. Đánh giá an toàn của kết cấu jacket theo điều kiện mỏi truyền thống ...... 28
2.5.1. Đánh giá an toàn về mỏi của kết cấu dựa trên mô hình sóng tiền định .......... 28
2.5.1.1. Tính toán mỏi theo phương pháp tổn thất tích luỹ ..................................... 28
2.5.1.2. Tính toán tổn thất mỏi theo mô hình sóng tiền định................................... 29
2.5.2. Đánh giá an toàn về mỏi của kết cấu dựa trên mô hình sóng ngẫu nhiên ...... 30
2.5.2.1. Ứng suất ngẫu nhiên tại điểm nóng ........................................................... 30
2.5.2.2. Xác định tổn thất mỏi trung bình của điểm nóng trong trạng thái biển ngắn
hạn bằng phương pháp phổ .................................................................................... 31
2.5.2.3. Tuổi thọ mỏi trung bình của điểm nóng trong kết cấu jacket ..................... 33
2.6. Kết luận của chương 2 .................................................................................. 33
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP LUẬN ĐÁNH GIÁ MỨC SUY GIẢM ĐỘ TIN CẬY
THEO THỜI GIAN CỦA KẾT CẤU JACKET CÁC CÔNG TRÌNH BIỂN CỐ ĐỊNH

3.1. Mở đầu .......................................................................................................... 35
3.1.1. Dạng tổng quát độ tin cậy theo điều kiện bền truyền thống .......................... 35
3.1.2. Dạng tổng quát độ tin cậy theo điều kiện mỏi truyền thống .......................... 35
3.2. Dạng tổng quát đánh giá sự suy giảm ĐTC tổng thể của kết cấu jacket.... 35
3.2.1. Dạng tổng quát độ độ tin cậy dựa trên điều kiện bền mở rộng ...................... 35
3.2.2. Dạng tổng quát độ độ tin cậy theo điều kiện mỏi mở rộng ........................... 36
3.3. Xác định độ tin cậy về bền của kết cấu jacket trong trạng thái biển ngắn
hạn cực đại ........................................................................................................... 37
3.3.1. Ứng suất ngẫu nhiên trong kết cấu ............................................................... 37
3.3.2. Độ tin cậy về bền của kết cấu jacket khi ứng suất có phổ dải hẹp ................. 38
3.3.3. Độ tin cậy về bền của kết cấu jacket khi ứng suất có phổ dải rộng ............... 38

Footer Page 5 of 258.

Header Page 6 of 258.

-vi -

3.4. Xác định độ tin cậy theo điều kiện mỏi tại một điểm nóng của kết cấu
jacket phụ thuộc vào thời gian khai thác ........................................................... 40
3.4.1. Xác định kỳ vọng và phương sai của tổn thất mỏi trong trạng thái biển ngắn
hạn tại một điểm nóng ........................................................................................... 40
3.4.1.1. Biểu diễn ứng suất ngẫu nhiên tại điểm nóng trong miền thời gian ........... 40
3.4.1.2. Xác định số lượng chu trình ứng suất bằng kỹ thuật đếm dòng mưa .......... 43
3.4.1.3. Xác định kỳ vọng và phương sai của tổn thất mỏi tại điểm nóng trong một
trạng thái biển ngắn hạn......................................................................................... 44
3.4.2. Xây dựng hàm phân phối xác suất của tổn thất mỏi tại điểm nóng trong một
năm………... ......................................................................................................... 48
3.4.2.1. Mật độ xác suất của tổn thất mỏi tại điểm nóng trong một năm ................. 48
3.4.2.2. Hàm phân phối xác suất của tổn thất mỏi tại điểm nóng trong một năm .... 48
3.4.2.3. Đánh giá độ tin cậy về mỏi tại điểm nóng trong 1 năm…………………...49
3.5. Xác định độ tin cậy về mỏi tại điểm nóng ở thời điểm T(năm)................... 50
3.6. Xác định ĐTC của kết cấu tại điểm xét dựa trên điều kiện bền mở rộng .. 51
3.6.1. Độ tin cậy ứng với trường hợp ứng suất trong kết cấu có phổ dải hẹp .......... 51
3.6.2. Độ tin cậy ứng với trường hợp ứng suất trong kết cấu có phổ dải rộng......... 51
3.7. Xác định ĐTC của kết cấu tại điểm xét dựa trên điều kiện mỏi mở rộng. 51
3.7.1. Kỳ vọng của tỷ số tổn thất mỏi mở rộng ...................................................... 51
3.7.2. Phương sai của tỷ số tổn thất mỏi mở rộng .................................................. 52
3.7.3. Độ tin cậy tính theo điều kiện mỏi mở rộng ................................................. 52
3.8. Đánh giá sự suy giảm ĐTC theo thời gian của KCCĐ jacket dựa trên ĐTC
thực tế (tổng thể) của KC tại điểm xét ............................................................... 52
3.9. Đánh giá mức độ suy giảm khả năng chịu tải của điều kiện biển cực đại

theo thời gian khai thác công trình ..................................................................... 53
3.10. Sơ đồ thuật toán đánh giá an toàn của kết cấu jacket theo các phương
pháp truyền thống và theo phương pháp luận của Luận án ............................. 55
3.11. Kết luận của chương 3 ................................................................................ 60

Footer Page 6 of 258.


Header Page 7 of 258.

-vii -

CHƯƠNG 4: VÍ DỤ ỨNG DỤNG

4.1. Mở đầu .......................................................................................................... 61
4.2. Các số liệu đầu vào sử dụng trong ví dụ ...................................................... 61
4.2.1. Số liệu về công trình .................................................................................... 61
4.2.2. Số liệu về môi trường................................................................................... 62
4.3. Các phần mềm máy tính sử dụng trong ví dụ ............................................. 64
4.3.1. Các phần mềm thương mại .......................................................................... 64
4.3.2. Phần mềm tự lập “ RFCAL” ....................................................................... 65
4.4. Kết quả tính độ tin cậy theo điều kiện bền truyền thống .................................. 65
4.4.1. Kết quả tính nội lực ngẫu nhiên trong kết cấu .............................................. 65
4.4.2. Kiểm tra bền của phần tử thanh.................................................................... 67
4.5. Độ tin cậy theo điều kiện mỏi truyền thống của kết cấu jacket .................. 67
4.5.1. Tính toán tổn thất mỏi .................................................................................. 68
4.5.1.1. Đầu vào tính mỏi ...................................................................................... 68
4.5.1.2. Tính toán ứng suất điểm nóng ................................................................... 69
4.5.1.3. Tính toán tổn thất mỏi tại điểm nóng......................................................... 71
4.5.2. Kết quả tính toán độ tin cậy theo điều kiện phá hủy mỏi truyền thống ......... 73

4.6. Đánh giá sự suy giảm độ tin cậy tổng thể của kết cấu jacket...................... 73
4.6.1. Độ tin cậy tại điểm đặc trưng của kết cấu khi bắt đầu khai thác ................... 73
4.6.2. Đánh giá sự suy giảm độ tin cậy và khả năng chịu tải của kết cấu trong quá
trình khai thác........................................................................................................ 74
4.6.2.1. Độ tin cậy theo điều kiện bền mở rộng ...................................................... 74
4.6.2.2. Kết quả tính độ tin cậy theo điều kiện mỏi mở rộng .................................. 75
4.6.2.3. Nghiên cứu bổ sung với trường hợp biến đổi khí hậu bất thường: ............. 77
4.6.2.4. Kết quả tính toán độ tin cậy tổng thể của công trình .................................. 79
4.7. Đánh giá mức độ suy giảm khả năng chịu tải của điều kiện biển cực đại
theo thời gian khai thác công trình tại điểm xét................................................. 80
4.8. Kết luận của chương 4 .................................................................................. 81

Footer Page 7 of 258.


Header Page 8 of 258.

-viii -

PHẦN KẾT LUẬN
1. Những kết quả đã đạt được ............................................................................ 83
2. Những đóng góp mới của luận án .................................................................. 83
3. Kiến nghị của luận án .................................................................................... 84
4. Hướng nghiên cứu phát triển của luận án....................................................... 84
PHỤ LỤC: Chương trình tính mỏi ngẫu nhiên RFCAL …………..……….…….90

Footer Page 8 of 258.


Header Page 9 of 258.

-ix -

Danh mục các chữ viết tắt và ký hiệu
CTB

Công trình biển

CTB CĐ
TTB
ĐLNN

Công trình biển cố định
Trạng thái biển
Đại lượng ngẫu nhiên

QTNN
ĐTC

Quá trình ngẫu nhiên
Độ tin cậy
Ứng suất trong kết cấu

ߪ
ሾߪ ሿ

Ứng suất cho phép

ܴ

Khả năng chịu lực của vật liệu

ߛ௠
ULS
WSD
LRFD

Hệ số an toàn của vật liệu

ܴ௞

ߛ௜
FLS
‫ܦ‬
ሾ‫ ܦ‬ሿ

Cường độ của vật liệu
Trạng thái ứng suất cực hạn
Thiết kế theo ứng suất cho phép
Phương pháp thiết kế theo hệ số tải trọng và hệ số cường độ
Hệ số của tải trọng thứ i
Trạng thái giới hạn phá hủy mỏi
Tỷ số tổn thất mỏi
Tỷ số tổn thất mỏi cho phép

DT
f (DT)

Tỷ số tổn thất mỏi tích luỹ trong thời gian T
Mật độ xác suất của DT

ߛ
am
N
C, m

Hệ số an toàn về mỏi
Chiều sâu của vết nứt
số chu trình ứng suất theo đường cong S-N
C, m các thông số theo quy tắc Paris

∆௄
ܲ, ሾܲሿ

Hệ số cường độ ứng suất tại điểm nóng bị phá hủy mỏi

ߚ௧௞ , ሾߚ ሿ

Chỉ số độ tin cậy tính toán và chỉ số độ tin cậy cho phép

ܲ௙ , ൣܲ௙ ൧

Độ tin cậy và độ tin cậy cho phép của kết cấu
Xác suất phá hủy và xác suất phá hủy cho phép

ܲ஻

Độ tin cậy theo điều kiện bền

ܲ௠்

Độ tin cậy theo điều kiện mỏi ở thời điểm T năm

ܲ௠

Footer Page 9 of 258.

Độ tin cậy theo điều kiện mỏi


Header Page 10 of 258.

-x -

ܲ஻்௢௧

Độ tin cậy theo điều kiện bền tổng thể

ߟ(௧)

Mặt cắt bề mặt sóng biển (Profile sóng )

Tz
Tc
H, Hs, Hmax
ܵఎఎ (߱)

Chu kỳ trung bình cắt không
Chu kỳ trung bình của các đỉnh sóng cực đại (Hmax )
Chiều cao sóng, chiều cao sóng đáng kể, chiều cao sóng cực đại

ܲ௠்௢௧

ߝ

Độ tin cậy theo điều kiện mỏi mở rộng

Phổ sóng
Thông số bề rộng dải phổ

Sv v (ω )
x x

Phổ vận tốc của phần tử nước theo phương x và phương y

Sv v ( ω )
y y

Sa a ( ω )
x x

Phổ gia tốc của phần tử nước theo phương x và phương y

S a a (ω )
y y

F (t)

Tải trọng sóng tác động lên kết cấu tính theo công thức Morison

FD(t)
FI(t)

Thành phần lực cản của tải trọng sóng
Thành phần quán tính của tải trọng sóng
Mật độ nước biển

ߩ
CD

Hệ số cản vận tốc

‫ݒ‬, ‫ݒ‬ሶ

Hệ số nước kèm
Hệ số quán tính
Vận tốc và gia tốc của phần tử nước

‫ݑ‬, ‫ݑ‬ሶ , ‫ݑ‬ሷ

Chuyển vị, vận tốc và gia tốc của vật cản

ω
ω1

Ma trận độ cứng, véc tơ chuyển vị nút và véc tơ tải trọng quy về nút
Hệ số khuếch đại động
Tần số dao động của sóng
Tần số của dạng dao động riêng thứ nhất của kết cấu

CM
CI
ܵிி (߱ )

Phổ tải trọng sóng lên phần tử kết cấu

ߜ௩௫
K,U(t), F(t)
Kđ

Độ lệch chuẩn của thành phần vận tốc ‫ݒ‬௫

T1

ε
Φ(n*n)

Footer Page 10 of 258.

Chu kỳ của dạng dao động riêng thứ nhất
Hệ số cản của kết cấu khi dao động
Ma trận các dạng dao động riêng của kết cấu


Header Page 11 of 258.

-xi -

Mˆ

Véc tơ chuyển vị suy rộng của hệ
Ma trận khối lượng trong hệ tọa độ suy rộng

Cˆ

Ma trận cản nhớt trong hệ tọa độ suy rộng

Kˆ
Fˆ (t)

Ma trận độ cứng trong hệ tọa độ suy rộng
Véc tơ tải trọng trong hệ tọa độ suy rộng

ΦT

Ma trận chuyển trí của ma trận các dạng dao động riêng

H(iω)

Ma trận hàm truyền của hệ kết cấu

ܵ௨ೕ ௨ೕ (߱)

Phổ phản ứng của kết cấu

Y(t)

|‫|)߱݅(ܪ‬

Mô đun hàm truyền

ܵி෠ೕ ி෠ೖ (߱)

Phổ tải trọng trong hệ tọa độ suy rộng

NA, Mx, My
A, Wx, Wy

Lực dọc, mô men uốn theo phương x, theo phương y của thanh
Diện tích, mô men kháng uốn theo phương x, theo phương y
Phương sai của quá trình ứng suất

ߜఙ
a
‫)ܽ(݌‬

Biên độ của quá trình ngẫu nhiên
Hàm mật độ phân phối xác suất của a

σmax

Ứng suất cực đại tại điểm đang xét

߂߱

Bề rộng khoảng tần số khi rời rạc phổ

߮௜

Góc lệch pha ngẫu nhiên

ߪ௪

Ứng suất do tải trọng sóng ngẫu nhiên

Ni
S-N
A,m

Số chu trình của số gia ứng suất là ܵ௜
Số chu trình gây phá hủy mỏi của số gia ứng suất Si
Đường cong mỏi
Các thông số của đường cong mỏi Wholer

ߪ௪௠௔௫
ni

‫)ݏ(݌‬
SCF
‫ܦ‬ଵ௡ă௠

Ứng suất lớn nhất do tải trọng sóng ngẫu nhiên gây ra

Hàm mật độ phân phối của số gia ứng suất s
Hệ số tập trung ứng suất
Tổn thất mỏi trong thời gian 1 năm

‫்ܦ‬௡ă௠
P-M

Tổn thất mỏi trong thời gian T năm

ߤ

Kỳ vọng toán

ߪ்஼

Footer Page 11 of 258.

Palmgreen- Miner
Ứng suất tổng cộng trong kết cấu


Header Page 12 of 258.

-xii -

Danh mục các hình vẽ
Trang
Hình 1.1

Công trình biển cố định bằng thép kiểu jacket,

5

Hình 1.2

Các công trình biển cố định đã được xây dựng ở vùng nước sâu

7

Hình 1.3

Các trạng thái biển tác động lên công trìn

11

Hình 1.4

Điểm nóng kiểm tra bền và kiểm tra mỏi tại đầu ống

12

Hình 1.5

Sơ đồ mô tả các bài toán đánh giá an toàn cho kết cấu jacket

14

Hình 2.1

Sơ đồ phân vùng áp dụng của các lý thuyết sóng

19

Hình 2.2

Thể hiện quá trình ngẫu nhiên của chuyển động sóng bề mặt

20

Hình 2.3

Phổ P-M và phổ JONSWAP

22

Hình 2.4

Minh họa chuyển đổi sóng biển từ phổ thành các sóng điều hòa

27

Hình 2.5

Quá trình ngẫu nhiên dải hẹp, quá trình ngẫu nhiên dải rộng

30

Hình 3.1

Độ tin cậy theo điều kiện mở rộng thay đổi theo thời gian

36

Hình 3.2

Một thể hiện của ứng suất điểm nóng theo thời gian

39

Hình 3.3

Ứng suất được sắp xếp thành các nhóm

40

Hình 3.4

Một thể hiện của nội lực ngẫu nhiên trong kết cấu

41

Hình 3.5

Biểu diễn ứng suất theo bước thời gian

42

Hình 3.6

Phổ ứng suất điểm nóng S஢஢ (ω)

42

Hình 3.7

Đếm số chu trình ứng suất theo pp đếm dòng mưa

43

Hình 3.8

Biểu đồ ứng suất sắp xếp theo nhóm

44

Hình 3.9

Hàm phân phối xác suất của D1năm

49

Hình 3.10

Độ tin cậy của công trình

52

Hình 3.11

Quan hệ giữa ĐTC theo điều kiện bền và chiều cao sóng

53

Hình 3.12

Sơ đồ thuật toán chương trình tính toán mỏi ngẫu nhiên RFCAL

57

Hình 4.1

Mô hình kết cấu chân đế

61

Hình 4.2

Thể hiện ngẫu nhiên của lực dọc trong thanh 101L-202L

65

Hình 4.3

Thể hiện ngẫu nhiên của mô men Mx trongthanh 101L-202L

65

Hình 4.4

Thể hiện ngẫu nhiên của mô men My trongthanh 101L-202L

65

Footer Page 12 of 258.


Header Page 13 of 258.

-xiii -

Hình 4.5

Sơ đồ kết cấu và nút được tính toán trong ví dụ

67

Hình 4.6

Đường cong mỏi S-N

67

Hình 4.7

Kết quả lực dọc N trong thanh 101L-202L

69

Hình 4.8

Kết quả Mx trong thanh 101L-202L

69

Hình 4.9

Kết quả My trong thanh 101L-202L

69

Hình 4.10

Kết quả ứng suất điểm nóng R trong thanh 101L-202L

69

Hình 4.11

So sánh ĐTC theo điều kiện bền truyền thống và điều kiện bền mở

74

rộng
Hình 4.12

So sánh ĐTC theo điều kiện mỏi truyền thống và mỏi mở rộng

Hình 4.13

Ảnh hưởng của số lần xảy ra bão cực hạn đến độ tin cậy theo điều
kiện mỏi của công trình tính ở thời điểm năm thứ 23

Hình 4.13b Độ tin cậy tổng thể tại điểm xét của kết cấu

Footer Page 13 of 258.

76

77
79


Header Page 14 of 258.

-xiv -

Danh mục các bảng biểu
Trang
Bảng 3.1

Bảng mẫu kết quả tính toán ĐTC theo điều kiện mỏi truyền thống

58

Bảng 3.2

Bảng mẫu kết quả tính toán ĐTC theo điều kiện bền mở rộng

58

Bảng 3.3

Bảng mẫu kết quả tính toán ĐTC theo điều kiện mỏi mở rộng

58

Bảng 3.4

Bảng mẫu kết quả tính toán ĐTC theo điều kiện bền tổng thể

58

Bảng 4.1

Các thông số chính của công trình

60

Bảng 4.2

Số liệu sóng dùng tính toán bền

61

Bảng 4.3

Số liệu dòng chảy

62

Bảng 4.4

Số liệu gió

62

Bảng 4.5

Số liệu hà bám

62

Bảng 4.6

Số liệu sóng tính mỏi

62

Bảng 4.7

Số liệu địa chất

63

Bảng 4.8a

Giá trị trung bình của các thành phần ứng suất tại điểm xét

66

Bảng 4.8b

Độ lệch của các thành phần ứng suất tại điểm xét

66

Bảng 4.9

Phân phối sóng 1 năm theo hướng

68

Bảng 4.10

Phân phối sóng theo chu kỳ

68

Bảng 4.11

Xác suất của các TTB theo hướng 45o (Trung bình 1 năm)
o

70

Bảng 4.12

Xác suất của các TTB theo hướng 225 (Trung bình 1 năm)

70

Bảng 4.13

Xác suất của các TTB theo hướng 270o (Trung bình 1 năm)

70

Bảng 4.14

Kết quả tính toán độ tin cậy theo điều kiện mỏi truyền thống

72

Bảng 4.15

Kết quả tính toán độ tin cậy theo điều kiện bền mở rộng

73

Bảng 4.16

Kết quả tính toán theo điều kiện mỏi mở rộng với cơn bão kéo dài
trong 3h

Bảng 4.17

Kết quả tính toán theo điều kiện mỏi mở rộng với cơn bão kéo dài

74
75

trong 6h
Bảng 4.18

Footer Page 14 of 258.

Kết quả tính toán mỏi mở rộng ở năm thứ 23

76


Header Page 15 of 258.

-xv -

Bảng 4.19

Kết quả tính toán mỏi mở rộng ở năm thứ 24

77

Bảng 4.20

Kết quả tính toán mỏi mở rộng ở năm thứ 25

77

Bảng 4.21

Tổng hợp kết quả tính toán độ tin cậy

78

Bảng 4.22

Quan hệ giữa chiều cao cóng Hs và ĐTC theo điều kiện bền

80

Bảng 4.23

Kết quả tính toán độ tin cậy yêu cầu theo thời gian

80

Footer Page 15 of 258.


Header Page 16 of 258.

-1 -

Mở đầu
Đặt vấn đề nghiên cứu của luận án
Hiện nay đánh giá an toàn của các công trình biển theo độ tin cậy là một
phương pháp hiện đại đang được quan tâm để đưa vào sử dụng trong các quy phạm.
Phương pháp này có tiến bộ đáng kể là đã đưa vào mô hình hóa nhiều yếu tố ngẫu
nhiên ảnh hưởng đến an toàn của công trình mà các phương pháp khác chưa kể đến
được. Tuy vậy điểm căn bản của phương pháp này vẫn dựa trên việc xem xét một
cách riêng biệt hai điều kiện an toàn chính của kết cấu công trình biển; đó là điều
kiện bền (khi công trình chịu tác động của sóng cực đại) và điều kiện mỏi (khi
công trình chịu tác động của sóng thường xuyên trong trạng thái biển dài hạn).
Thực tế là: hiện tượng mỏi do các tác động của sóng biển từ khi xây dựng
công trình đến thời điểm đánh giá đã làm suy giảm khả năng chịu lực của kết cấu
và tổn thất mỏi do sóng biển trong trạng thái biển cực đại gây ra phải được kể đến
cùng với tổn thất mỏi do trạng thái biển dài hạn tích luỹ trước đó.
Các ảnh hưởng thực tế nói trên làm suy giảm độ an toàn (độ tin cậy) và tuổi
thọ của kết cấu theo thời gian. Để đánh giá sự suy giảm độ tin cậy của kết cấu do

các ảnh hưởng này, tác giả đã tiến hành nghiên cứu và hoàn thành luận án với tên đề
tài là: “Nghiên cứu sự suy giảm độ tin cậy theo thời gian của kết cấu chân đế
công trình biển cố định bằng thép do ảnh hưởng của tổn thất mỏi”.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
Ý nghĩa khoa học:
Luận án đề xuất một phương pháp mới dựa trên mô hình xác suất và lý
thuyết độ tin cậy của kết cấu công trình để đánh giá an toàn và tuổi thọ mỏi cho các
kết cấu công trình biển cố định bằng thép chịu tải trọng sóng ngẫu nhiên.
Ý nghĩa thực tiễn của luận án:
Việc xác định được độ tin cậy của từng vị trí trên kết cấu công trình tại một
thời điểm bất kỳ trong quá trình khai thác, có kể đến tích lũy mỏi từ thời điểm xây
dựng công trình đến thời điểm kiểm tra, và việc xác định được tuổi thọ mỏi của

Footer Page 16 of 258.


Header Page 17 of 258.

-2 -

từng vị trí trên kết cấu công trình có kể đến tích luỹ mỏi do sóng biển trong các
trạng thái biển cực đại đã gặp trước thời điểm kiểm tra giúp chúng ta có thể giải
thích được hiện tượng một số kết cấu công trình gặp sự cố khi gặp bão nhỏ hơn bão
thiết kế. Đây là một kết quả quan trọng của luận án, có ý nghĩa thực tiễn cho các
hoạt động khai thác và bảo dưỡng kết cấu công trình, đảm bảo quá trình khai thác
được an toàn dựa trên công tác tối ưu hóa được kế hoạch khảo sát, chương trình
khảo sát và duy tu bảo dưỡng kết cấu.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án:
Đối tượng nghiên cứu của luận án là kết cấu chân đế công trình biển cố định
bằng thép dạng jacket chịu tải trọng sóng ngẫu nhiên.

Phương pháp nghiên cứu của luận án:
- Nghiên cứu phương pháp luận: nghiên cứu tìm hiểu phương pháp luận giải
các bài toán truyền thống (bài toán bền, bài toán mỏi) từ đó chỉ ra những vấn đề mà
các bài toán truyền thống chưa xét đến;
- Nghiên cứu ứng dụng: sử dụng các kiến thức cơ học, toán học và mô hình
xác suất để xây dựng các công thức để đánh giá sự suy giảm độ tin cậy của kết cấu
công trình biển cố định bằng thép .
- Thực hiện các tính toán bằng số (kết hợp phần mềm tính toán kết cấu SACS
với chương trình tự lập) để khảo sát kết quả ứng dụng phương pháp của luận án.
- So sánh với các phương pháp truyền thống để đưa ra các kết luận ứng dụng.
Mục tiêu nghiên cứu của luận án;
- Nghiên cứu xác định các phản ứng ngẫu nhiên của kết cấu công trình biển cố
định bằng thép (nội lực và ứng suất ngẫu nhiên) do tác động của sóng biển.
- Nghiên cứu tổn thất mỏi ngẫu nhiên của kết cấu jacket do sóng biển gây ra
- Xác định độ tin cậy của kết cấu theo các điều kiện bền và mỏi.
- Nghiên cứu sự suy giảm theo thời gian của độ tin cậy do kể đến ảnh hưởng
của tổn thất mỏi và tổn thất mỏi do bão cực hạn gây ra.

Footer Page 17 of 258.


Header Page 18 of 258.

-3 -

Cấu trúc của luận án:
Mở đầu
Chương 1: Tổng quan về các phương pháp đánh giá an toàn kết cấu chân đế
công trình biển cố định bằng thép (Jacket)
Chương 2: Đánh giá an toàn của kết cấu jacket công trình biển cố định dựa trên

tính toán bền và mỏi truyền thống
Chương 3: Phương pháp luận đánh giá mức suy giảm độ tin cậy theo thời gian
của kết cấu jacket các công trình biển cố định
Chương 4: Ví dụ ứng dụng
Kết luận của luận án
Phụ lục
Luận án bao gồm 90 trang, 34 hình vẽ, 24 bảng biểu và phụ lục

Footer Page 18 of 258.


Header Page 19 of 258.

-4 -

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ AN TOÀN KẾT CẤU
CHÂN ĐẾ CÔNG TRÌNH BIỂN CỐ ĐỊNH BẰNG THÉP (JACKET)

1.1. Quá trình phát triển xây dựng công trình biển cố định bằng thép
1.1.1. Khái quát về công trình biển cố định bằng thép
Công trình biển cố định bằng thép là công trình biển có kết cấu khối chân đế
bằng thép được gọi là kiểu jacket có liên kết cố định với đáy biển bằng móng cọc
tại vị trí khai thác công trình. Ứng dụng nhiều nhất của công trình biển cố định bằng
thép là trong ngành khai thác dầu khí biển, ngoài ra còn được dùng phục vụ mục
đích quân sự và dịch vụ hậu cần ngoài khơi.
Trong các loại kết cấu công trình biển cố định bằng thép thì dạng công trình có
kết cấu khối chân đế kiểu jacket là loại công trình phổ biến nhất và cũng là đối
tượng nghiên cứu của luận án này. Các công trình biển cố định bằng thép có cấu tạo
gồm các phần chính như sau ( Hình 1.1):

- Thượng tầng: khối thượng tầng của công trình biển cố định được cấu tạo
bằng thép. Quy mô của khối thượng tầng tùy thuộc vào mục đích xây dựng công
trình. Đối với các công trình biển để khai thác dầu khí, khối thượng tầng chủ yếu
bao gồm các thiết bị phục vụ khai thác dầu khí. Bên cạnh các thiết bị phục vụ khai
thác dầu khí, khối thượng tầng của công trình biển cố định còn có thể có các không
gian kiến trúc cho người ở phục vụ khai thác công trình tại vị trí xây dựng.
- Kết cấu đỡ thượng tầng: là kết cấu thép, thường có dạng giàn không gian,
có nhiệm vụ đỡ các mô đun công nghệ thượng tầng và truyền tải trọng thượng tầng
xuống kết cấu khối chân đế.
- Kết cấu khối chân đế: là kết cấu khung không gian hình tháp - kiểu jacket,
cấu tạo từ các ống thép liên kết hàn với nhau, gồm các ông chính, ống nhánh vào
các mặt phẳng cứng nằm ngang.
- Kết cấu móng: là kết cấu móng cọc, bao gồm các cọc ống thép lồng trong
ống chính hoặc cọc đóng ngoài ống chính, (còn gọi là cọc váy - Skirt pile).

Footer Page 19 of 258.


Header Page 20 of 258.

-5 -

Hình 1.1 Công trình biển cố định bằng thép kiểu jacket
1.1.2. Các tải trọng tác động lên công trình biển cố định
Các tải trọng chính tác động lên công trình biển cố định bằng thép bao gồm:
tải trọng thượng tầng, tải trọng bản thân của các thành phần kết cấu chính và các
thành phần phụ gắn vào công trình, tải trọng do gió, do sóng và dòng chảy, tải trọng
đẩy nổi, áp lực thủy tĩnh, tải trọng do động đất, do băng trôi, do sự cố …trong đó tải
trọng nguy hiểm nhất đến an toàn của công trình là tải trọng do sóng biển, đây là tải
trọng thay đổi ngẫu nhiên, có thể phá hủy công trình do cường độ lớn nhưng cũng

có thể phá hủy công trình theo thời gian do gây ra hiện tượng mỏi trong kết cấu.
1.1.3. Yêu cầu cơ bản về thiết kế và thi công
Công trình được xây dựng ngoài khơi xa và thường là các công trình độc lập.
Khi có sự cố xảy ra thì hậu quả thường rất nặng nề, trong đó vấn đề về an toàn cho
con người, cho môi trường là đáng quan tâm nhất rồi sau đó là giá trị kinh tế của
công trình và sản xuất. Vì vậy cần đảm bảo các yêu cầu an toàn “tuyệt đối ” có

Footer Page 20 of 258.


Header Page 21 of 258.

-6 -

nghĩa là xác suất phá hủy phải rất nhỏ. Quy phạm DnV quy định xác suất phá hủy
lớn nhất cho các loại công trình biển khác nhau nhưng phải được hạn chế là Pf=10-3
hay độ tin cậy P=0.999 [26, 27, 28].
- Yêu cầu đối với công tác thiết kế: công trình phải được tính toán thiết kế
đảm bảo khả năng làm việc an toàn trong suốt thời gian tồn tại, đảm bảo đủ độ bền
chịu tác động của các tác động cực hạn như bão, động đất, băng trôi, đảm bảo độ
bền dưới các tác động thường xuyên của môi trường làm suy giảm khả năng chịu
lực của kết cấu như hiện tượng mỏi, hiện tượng ăn mòn kim loại… Phương pháp
thiết kế, phương pháp tính toán, các giả thiết tính toán và các công tác thiết kế phải
tuân thủ các yêu cầu của quy phạm chuyên ngành mới cập nhật gần nhất.
- Yêu cầu trong thi công chế tạo: công tác thi công chế tạo phải được thực
hiện theo các quy trình chặt chẽ nhằm đảm bảo chất lượng tuyệt đối cho công trình.
Các yêu cầu về dung sai cho phép, yêu cầu về kiểm tra chất lượng thi công phải
thực hiện theo đúng các yêu cầu của quy phạm hiện hành. Công tác thi công lắp đặt
phải được thực hiện với phương pháp, quy trình, thiết bị phù hợp đúng như thiết kế.
- Yêu cầu về bảo trì khi vận hành: công tác vận hành phải được thực hiện

đúng quy trình kỹ thuật đã thiết lập riêng cho công trình. Tiến hành khảo sát định kỳ
theo đúng cấp độ, đúng quy trình với chu kỳ khảo sát được quy định nhằm kịp thời
phát hiện các khuyết tật phát sinh trong kết cấu. Đặc biệt chú trọng tới việc khảo sát
các nút đã được cảnh báo có tuổi thọ mỏi thấp. Các công tác sửa chữa, gia cố phải
tiến hành ngay sau khi phát hiện khuyết tật.
1.1.4. Quá trình phát triển xây dựng công trình biển cố định bằng thép trên
thế giới
Công trình biển cố định đầu tiên được xây từ những năm 1940. Công trình
biển cố định chủ yếu là kiểu jacket đóng vai trò quan trọng nhất trong ngành khai
thác dầu khí biển ở các vùng nước nông (độ sâu d<1000ft theo phân loại của Mỹ).
Công trình loại này có mặt ở hầu hết ở các vùng mỏ trên toàn thế giới từ Biển
Bắc, vịnh Mexico, biển Brazil, biển Arập và ở các vùng biển khu vực châu Á như
Thái Lan, Malayxia, Việt Nam. Từ những công trình ban đầu ở các độ sâu <10m

Footer Page 21 of 258.


Header Page 22 of 258.

-7 -

nước và dần dần cùng với sự phát triển, áp dụng tiến bộ khoa học của nhiều lĩnh
vực liên quan đã cho phép con người xây dựng thành công các công trình ở độ sâu
đến 412m nước (Công trình Bullwinkle), cùng 6 giàn khai thác ở vùng nước sâu
(d>303m) như trong hình1.2. [10].

Hình 1.2: Các công trình biển cố định đã được xây dựng ở vùng nước sâu
1.1.5. Tình hình ứng dụng và triển vọng phát triển loại công trình biển cố định
bằng thép để khai thác dầu khí ở Việt Nam[1, 8, 10]
Ứng dụng công trình biển cố định bằng thép ở Việt Nam:

Việt Nam xây dựng giàn cố định bằng thép đầu tiên vào năm 1983 tại mỏ
Bạch Hổ thuộc vùng biển ngoài khơi tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu. Đây là mỏ dầu được
khai thác đầu tiên của Việt Nam với độ sâu nước xấp xỉ 50m, gồm các giàn khai
thác kiểu (MSP) loại 2 chân đế và loại một chân đế với 8 ống chính, các giàn đầu
giếng (BK), các giàn người ở… Sau gần 30 năm hoạt động cho tới nay ngành dầu
khí biển Việt Nam đã phát triển với nhiều mỏ mới được phát hiện và khai thác ở các
độ sâu nước từ 40m đến 135m và với khoảng 70 công trình biển cố định bằng thép
kiểu jacket ở các vùng mỏ thuộc bể Cửu Long, Nam Côn Sơn, và vùng chồng lấn
Tây Nam. Ngành xây dựng công trình biển ở Việt Nam phát triển đồng bộ bao gồm
bộ phận thiết kế, thi công và khai thác với các cơ sở hạ tầng phát triển (nhiều bãi lắp
ráp chuyên dụng, nhiều nhà máy thi công chế tạo kết cấu chân đế giàn khoan), thiết
bị máy móc phục vụ thi công phát triển (nhiều cần cẩu loại lớn, nhiều phương tiện
nổi hiện đại, nhiều máy móc, thiết bị hiện đại). Kết quả đã đạt được của ngành Xây
dựng Công trình biển ở Việt Nam cho thấy rằng đội ngũ kỹ sư xây dựng công trình

Footer Page 22 of 258.


Header Page 23 of 258.

-8 -

biển đã có kinh nghiệm và khả năng trong việc thiết kế, xây dựng các công trình
biển cố định bằng thép ở các vùng nước với độ sâu nước tới 150m.
Triển vọng và xu thế phát triển:
Ngành khai thác dầu khí biển Việt Nam đã và đang phát triển mạnh, tuy nhiên
cho tới nay chúng ta mới chỉ thăm dò và khai thác một phần rất nhỏ tiềm năng của
dầu khí biển vì vậy ngành công nghiệp dầu khí của Việt Nam cũng như ngành xây
dựng công trình biển có một triển vọng phát triển rất mạnh trong tương lai.
Việc phát triển thăm dò, tìm kiếm và khai thác dầu khí ở các vùng mỏ xa bờ

có độ sâu nước lớn hơn trên thềm lục địa Việt Nam và các vùng biển xa là tất yếu.
Trong tương lai gần việc nghiên cứu, xây dựng các công trình biển phục vụ khai
thác dầu khí ở độ sâu 150m đến 200m nước là một nhiệm vụ cấp bách đòi hỏi phải
sử dụng các phương pháp tính toán hiện đại, mục tiêu của luận án cũng nhằm đáp
ứng nhu cầu này.
1.2. Tình hình nghiên cứu ứng dụng các phương pháp đánh giá an toàn kết
cấu jacket trong các tiêu chuẩn hiện hành
Việc tính toán thiết kế và đánh giá an toàn cho kết cấu công trình biển được
thực hiện theo các tiêu chuẩn chuyên ngành. Trong số đó tiêu chuẩn DnV, tiêu
chuẩn API, tiêu chuẩn ISO là các tiêu chuẩn được công nhận và sử dụng rộng rãi.
1.2.1. Các phương pháp đánh giá an toàn sử dụng trong tiêu chuẩn hiện hành
1.2.1.1. Phương pháp đánh giá theo các trạng thái giới hạn
Các tiêu chuẩn hiện hành đánh giá an toàn kết cấu dựa trên các trạng thái giới
hạn cơ bản như sau:
- Trạng thái giới hạn chịu lực cực đại (ULS):

o Phương pháp ứng suất cho phép (WDS/ASD): ứng suất lớn nhất trong
kết cấu do tải trọng thiết kế gây ra không được vượt quá ứng suất cho
phép của vật liệu [14, 27];

o Phương pháp các hệ số thành phần (LRFD): ứng suất lớn nhất trong kết
cấu do các tải trọng gây ra (tải trọng có hệ số tương ứng) không được vượt
quá sức chịu tải cực hạn của kết cấu [15].

Footer Page 23 of 258.


Header Page 24 of 258.

-9 -

- Trạng thái giới hạn chịu mỏi (FLS):
Tác động lặp lại nhiều lần của tải trọng sóng gây ra tổn thất mỏi trong vật liệu
kết cấu, những tổn thất này tích lũy dần theo thời gian đến làm xuất hiện vết nứt và
dẫn đến phá hủy. Đánh giá an toàn theo trạng thái giới hạn mỏi được thực hiện cho
hai giai đoạn như sau[6, 7, 9]:

o Kiểm tra theo tỷ số tổn thất mỏi cho phép: tỷ số tổn thất mỏi tích lũy
trong kết cấu từ thời điểm xây dựng đến thời điểm kiểm tra không được
vượt quá tỷ số tổn thất tích lũy cho phép (mỏi ở giai đoạn 1);

o Kiểm tra theo vết nứt cho phép: vết nứt phát triển trong kết cấu không
được vượt quá vết nứt cho phép (mỏi ở giai đoạn 2 và giai đoạn 3).
- Các trạng thái giới hạn khác: ngoài các trạng thái giới hạn trên kết cấu
jacket cần được kiểm tra với các trạng thái giới hạn về điều kiện sử dụng (SLS),
trạng thái giới hạn sự cố (ALS), trạng thái giới hạn phá hủy lũy tiến (PLS)…
Trong luận án này chỉ nghiên cứu hai trạng thái giới hạn cơ bản nhất liên quan
đến độ bền của kết cấu đó là giới hạn cực đại (ULS) và trạng thái giơi hạn về mỏi
(FLS).
1.2.1.2. Phương pháp đánh giá theo độ tin cậy [18, 27]
Đánh giá theo độ tin cậy là một phương pháp hiện đại đang được đẩy mạnh
nghiên cứu và bước đầu đã được các quy phạm DnV, ISO và API đưa vào áp dụng
trong thực tiễn.
Điều kiện an toàn của kết cấu được đánh giá bằng xác suất an toàn, xác suất an
toàn tính toán phải lớn hơn xác suất an toàn cho phép (độ tin cậy phải lớn hơn độ tin
cậy cho phép) hoặc xác suất phá hủy phải nhỏ hơn xác suất phá hủy cho phép. Độ
tin cậy được đánh giá theo trạng thái giới hạn ULS (gọi là độ tin cậy theo điều kiện

bền) và theo trạng thái giới hạn FLS (gọi là độ tin cậy theo điều kiện mỏi).
Phương pháp độ tin cậy có tiến bộ là đã kể được các yếu tố ngẫu nhiên ảnh

hưởng đến an toàn của kết cấu mà các phương pháp khác không kể đến một cách
thích hợp được.

Footer Page 24 of 258.


Header Page 25 of 258.

-10 -

1.2.2. Nhận xét về các phương pháp đánh giá an toàn sử dụng trong các tiêu
chuẩn hiện hành
Các tiêu chuẩn thiết kế nêu trên liên tục được cập nhật theo các kết quả
nghiên cứu mới nhất về mọi lĩnh vực liên quan để có được các quy định, các yêu
cầu và các chỉ dẫn tốt nhất cho người sử dụng.
Cho đến nay dù đã có nhiều thay đổi cập nhật nhưng các phương pháp đang sử
dụng trong các tiêu chuẩn vẫn còn tồn tại một số vấn đề kỹ thuật thực tế như sau:
- Khi kiểm tra an toàn theo điều kiện bền thì chỉ quan tâm đến cường độ ứng

suất do bão mà không quan tâm đến thời điểm xảy ra bão, tức là coi khả năng chịu
lực của kết cấu là không đổi theo thời gian (nói cách khác, độ tin cậy theo điều kiện
bền luôn là hằng số). Nhưng trong thực tế, tại thời điểm xảy ra bão cực đại, công
trình đã khai thác được một thời gian nhất định (Hình 1.3), trong khoảng thời gian
đó công trình đã chịu tác động của sóng thường xuyên và có tích lũy tổn thất mỏi tại
các điểm nóng (Hình 1.4) làm suy giảm khả năng chịu lực của kết cấu dẫn đến độ

tin cậy theo điều bền suy giảm theo thời gian;
- Trong bài toán kiểm tra mỏi, do không thể có được số liệu sóng xảy ra trong
tương lai vì vậy phải sử dụng số liệu sóng trung bình 1 năm tính từ các số liệu đo
sóng trong một số năm trong quá khứ để tính mỏi, coi tuổi thọ mỏi ở các năm là như

nhau và tính cho toàn bộ đời sống công trình. Số liệu sóng để tính mỏi lấy theo cách
này không bao gồm hết được các sóng có biên độ lớn có thể xảy ra với công trình
(sóng bão). Các con sóng bão dù xảy ra không thường xuyên nhưng có biên độ ứng
suất lớn sẽ gây ra một lượng tổn thất mỏi nhất định làm cho tổn thất mỏi tổng cộng
tăng nhanh hơn so với cách tính thông thường dẫn đến độ tin cậy theo điều kiện

mỏi giảm nhanh hơn. Đặc biệt theo tình hình biến đổi khí hậu hiện nay số lần xảy ra
bão lớn ngày một nhiều hơn.
1.2.3. Tình hình nghiên cứu trong nước và quốc tế
Tình hình các nghiên cứu trên thế giới và trong nước nhằm giải quyết vấn đề
đặt ra ở trên được tổng kết như sau:

Footer Page 25 of 258.