Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 6170-6:2019 Giàn cố định trên biển - Thiết kế kết cấu bê tông

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 6170-6 : 2019

GIÀN CỐ ĐỊNH TRÊN BIỂN PHẦN 6 : THIẾT KẾ KẾT CẤU BÊ TÔNG

Fixed offshore platforms - Part 6: Design of concrete structures

Lời nói đầu

TCVN 6170-6 : 2019 thay thế TCVN 6170-6 : 1999

TCVN 6170-6 : 2019 do Cục Đăng kiểm Việt Nam biên soạn, Bộ Giao thông vận tải đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ tiêu chuẩn TCVN 6170 gồm 12 phần:

TCVN 6170-1 : 2017 Giàn cố định trên biển - Phần 1 Quy định chung

TCVN 6170-2 : 2017 Giàn cố định trên biển - Phần 2 Điều kiện và tải trọng môi trường

TCVN 6170-3 : 2017 Giàn cố định trên biển - Phần 3 Tải trọng thiết kế

TCVN 6170-4 : 2017 Giàn cố định trên biển - Phần 4 Thiết kế kết cấu thép

TCVN 6170-5 : 1999 - Công trình biển cố định - Kết cấu - Phần 5: Thiết kế kết cấu hợp kim nhôm

TCVN 6170-6 : 2019 - Giàn cố định trên biển - Phần 6: Thiết kế kết cấu bê tông

TCVN 6170-7 : 2019 - Giàn cố định trên biển - Phần 7: Thiết kế móng

TCVN 6170-8 : 1999- Công trình biển cố định - Kết cấu - Phần 8: Hệ thống chống ăn mòn

TCVN 6170-9 : 2019 - Giàn cố định trên biển - Phần 9: Giàn thép kiểu jacket

TCVN 6170-10 : 2019 - Giàn cố định trên biển - Phần 10: Giàn trọng lực bê tông

TCVN 6170-11 : 2002 - Công trình biển cố định - Kết cấu - Phần 11: Chế tạo

TCVN 6170-12 : 2002 - Công trình biển cố định - Kết cấu - Phần 12: Vận chuyển và lắp dựng

GIÀN CỐ ĐỊNH TRÊN BIỂN PHẦN 6 : THIẾT KẾ KẾT CẤU BÊ TÔNG

Fixed offshore platforms - Part 6: Design of concrete structures

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này áp dụng để tính toán thiết kế kết cấu bê tông và bê tông ứng suất trước đối với giàn cố định trên biển.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi.

TCVN 6170-1 : 2017 Giàn cố định trên biển - Phần 1: Quy định chung.

TCVN 6170-2 : 2017 Giàn cố định trên biển - Phần 2 Điều kiện và tải trọng môi trường.

TCVN 6170-3 : 2017 Giàn cố định trên biển - Phần 3 Tải trọng thiết kế.

TCVN 6170-4 : 2017 Giàn cố định trên biển - Phần 4 Thiết kế kết cấu thép

TCVN 6170-7 : 2019 - Giàn cố định trên biển - Phần 1: Thiết kế móng.

TCVN 6170-8 : 1999- Công trình biển cố định - Kết cấu - Phần 8: Hệ thống chống ăn mòn.

TCVN 6170-9 : 2019 - Giàn cố định trên biển - Phần 9: Giàn thép kiểu jacket.

TCVN 6170-10 : 2019 - Giàn cố định trên biển - Phần 10: Giàn trọng lực bê tông.

TCVN 6170-11 : 2002 - Công trình biển cố định - Kết cấu - Phần 11: Chế tạo

TCVN 6170-12 : 2002 - Công trình biển cố định - Kết cấu - Phần 12: Vận chuyển và lắp dựng

TCVN 6474 : 2017 Kho chứa nổi- Phân cấp và giám sát kỹ thuật.

TCVN 1651-2 : 2018 Thép cốt bê tông - Phần 2: Thép thanh vằn

TCVN 1651-3 : 2008 Thép cốt bê tông - Phần 3 : Lưới thép hàn

TCVN ISO 9001 : 2015 Hệ thống quản lý chất lượng - Các yêu cầu

3  Thuật ngữ, định nghĩa và ký hiệu viết tắt

3.1  Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa được nêu trong TCVN 6170- 1 và các thuật ngữ và định nghĩa dưới đây.

3.2

Động đất cấp bất thường (Abnormal Level Earthquake - ALE) là động đất mạnh bất thường mà dưới tác động của động đất này kết cấu vẫn không bị mất hoàn toàn tính toàn vẹn. Khi chịu ALE, giàn có người ở phải duy trì được tính toàn vẹn của kết cấu trong một khoảng thời gian đủ dài để có thể tiến hành sơ tán.

3.3

Trạng thái giới hạn do tai nạn (Accidental Limit States - ALS) là đảm bảo rằng công trình chống lại được tải trọng do tai nạn và duy trì tính toàn vẹn và tính năng của kết cấu do sự hư hỏng cục bộ.

3.4

Cốt liệu (Aggregates) là thành phần chính về thể tích và trọng lượng trong một hỗn hợp bê tông xây dựng, cốt liệu là thành phần chính về cả khối lượng và thể tích trong bê tông trộn. Chúng thường được chia thành hai nhóm là: cát hoặc cốt liệu mịn (vật liệu nhỏ hơn 5mm) và cốt liệu thô (vật liệu lớn hơn 5mm).

3.5

Khu vực trong khí quyển (Atmospheric zone) là bề mặt bên ngoài của công trình nằm trên vùng nước thay đổi.

3.6

Xi măng (Cement) là thành phần chất kết dính trong một hỗn hợp kết cấu bê tông.

3.7

Mác bê tông (Concrete Grade): Một thông số được sử dụng để xác định cường độ bê tông. Mác bê tông dùng để các giá trị đặc trưng khác nhau của cường độ bê tông như nêu trong Bảng 3 và Bảng 4.

3.8

Dự trữ ăn mòn (Corrosion allowance): bổ sung độ dày thêm vào trong quá trình thiết kế để bù cho sự giảm độ dày bất kỳ được dự tính trong quá trình hoạt động.

3.9

Liên kết sàn (Deck mating): Thao tác khi sàn nổi trên sà lan được liên kết với kết cấu chân đế bê tông.

3.10

Các mối nguy hiểm thiết kế (Design Hazards): là các mối nguy hiểm có thể xảy ra được xác dựa trên đánh giá rủi ro. Thiết kế kết cấu công trình sẽ giảm thiểu các mối nguy hiểm thiết kế.

3.11

Nhiệt độ thiết kế (Design temperature): Nhiệt độ thiết kế cho một công trình là nhiệt độ tham chiếu để đánh giá các khu vực mà công trình có thể được vận chuyển, lắp đặt và vận hành. Nhiệt độ thiết kế phải thấp hơn hoặc bằng với nhiệt độ trung bình thấp nhất hàng ngày trong không khí cho các vùng có liên quan. Đối với các hoạt động bị hạn chế theo mùa, nhiệt độ trung bình hàng ngày thấp nhất trong không khí trong mùa có thể được áp dụng. Nhiệt độ hàng hóa phải được kể đến trong phần xác định nhiệt độ hàng hóa.

3.12

Giá trị thiết kế (Design value): Giá trị được dùng trong quá trình thiết kế tiền định, tức là giá trị đặc trưng bị thay đổi bởi các yếu tố độ bền hay yếu tố tải trọng.

3.13

Độ dẻo (Ductility): Thuộc tính của một cấu kiện thép hoặc bê tông để duy trì được biến dạng lớn mà không bị phá hủy.

3.14

Tải trọng dự kiến và quy luật của phản ứng (Expected loads and response history): Tải trọng dự kiến và quy luật của phản ứng đối với một chu kỳ thời gian xác định, có tính đến số chu trình tải trọng, mức độ tải trọng gây ra và phản ứng cho mỗi chu trình.

3.15

Giá trị dự kiến (Expected value): Giá trị có thể xảy ra nhất của một tải trọng trong một khoảng thời gian xác định.

3.16

Cấp động đất cực hạn (Extreme Level Earthquake - ELE): Động đất có cường độ mà công trình vẫn chịu được mà không bị thiệt hại lớn. Khi chịu ELE, kết cấu được coi như vẫn giữ được đầy đủ khả năng chịu tải trong các điều kiện diễn ra sau đó.

3.17

Mỏi (Fatigue): Sự xuống cấp của các vật liệu gây ra do tải trọng có chu kỳ.

3.18

Tới hạn mỏi (Fatigue critical): Công trình có tuổi thọ mỏi tính toán gần với tuổi thọ mỏi thiết kế.

3.19

Trạng thái giới hạn mỏi (Fatigue Limit States FLS): Liên quan đến khả năng phá hủy do ảnh hưởng của tải trọng có chu kỳ.

3.20

Tỷ lệ khối lượng sợi (Fibre mass fraction): Tỷ số khối lượng sợi trên tổng khối lượng của vật liệu FRP.

3.21

Sợi làm từ thép hoặc FRP (Fibre made from steel or FRP): Những sợi ngắn sử dụng trong kết cấu bê tông hoặc vữa.

3.22

Vật liệu FRP (Fibre reinforced polymer (FRP) material): cốt sợi polyme (FRP) có thành phần làm từ cacbon, thủy tinh, aramid hoặc bazan.

3.23

Bê tông cốt sợi (Fibre reinforced concrete): Kết cấu bê tông trộn với vật liệu sợi ngắn.

3.24

Vữa cốt sợi (Fibre reinforced grout): Kết cấu vữa trộn với vật liệu sợi ngắn.

3.25

Tỷ lệ thể tích sợi (Fibre volume fraction): Tỷ số thể tích sợi trên tổng thể tích vật liệu FRP.

3.26

Vữa (Grout) là một vật liệu dính kết và bao gồm các vật liệu cấu thành: xi măng, nước và phụ gia. Có thể bao gồm cả cốt liệu thích hợp.

3.27

Nhận dạng các rủi ro (Hazards Identification): Một danh sách các yếu tố quan trọng, nếu bị phá hủy, sẽ có khả năng hoặc góp phần đáng kể, gây ra một tai nạn nghiêm trọng. Danh sách này chỉ dựa trên hậu quả của sự phá hủy, chứ không có khả năng xảy ra phá hủy của các rủi ro riêng lẻ.

3.28

Bê tông cường độ cao (High strength Concrete): bê tông có cấp trên C55.

3.29

Tải trọng động có tính chất dài hạn (Live loads of permanent character): Tải trọng động mà kết cấu chịu trong suốt tuổi thọ làm việc hoặc trong một khoảng thời gian làm việc đáng kể của nó, ví dụ: trọng lượng trang bị, hàng hóa lưu trữ,...

3.30

Tải trọng động có tính thay đổi (Live loads of variable character): Tải trọng động mà kết cấu phải chịu trong một khoảng thời gian nhất định ngắn hơn nhiều so với tuổi thọ làm việc của nó, ví dụ: trọng lượng người ở và các phương tiện (không được lưu trữ lâu dài).

3.31

Bê tông cốt liệu nhẹ (Light Weight Aggregate Concrete LWA): Bê tông được làm với cốt liệu nhẹ phù hợp với các yêu cầu trong các tiêu chuẩn được công nhận, ví dụ như phù hợp với tiêu chuẩn ASTM, ACI hoặc tiêu chuẩn EN.

3.32

Nhiệt độ bình quân hàng ngày thấp nhất (Lowest daily mean temperature): Giá trị thấp nhất trên đường cong nhiệt độ trung bình hàng ngày bình quân theo năm cho khu vực được đề cập. Đối với các giai đoạn tạm thời hoặc các hoạt động bị hạn chế, nhiệt độ trung bình hàng ngày thấp nhất có thể được định nghĩa cho mùa cụ thể.

Nhiệt độ trung bình bình quân theo ngày: là nhiệt độ trung bình thống kê bình quân cho một ngày lịch cụ thể.

Bình quân: bình quân thống kê dựa trên số năm quan sát.

Trung bình: trung bình trong một ngày đêm.

3.33

Vữa xi măng (Neat cement grout): vữa tạo thành từ hỗn hợp xi măng và nước.

3.34

Vật liệu không phải xi măng (Non-cementitious materials) được định nghĩa trong khuôn khổ của tiêu chuẩn này là các vật liệu như keo epoxy và nhựa tổng hợp được làm đặc biệt để sử dụng cùng với kết cấu bê tông hoặc là để cải thiện các tính chất của bê tông hoặc bổ sung, sửa chữa hoặc thay thế bê tông.

3.35

Bê tông thường (Normal strength concrete): là bê tông mác từ C25 đến C55. Mác bê tông là xuất phát từ cường độ của hình trụ đặc trưng của bê tông.

3.36

Kết cấu bê tông trên biển (Offshore concrete structure): Thuật ngữ chung cho các công trình biển được thiết kế với các phần tử kết cấu chính là sử dụng bê tông cốt thép.

3.37

Các điều kiện khai thác (Operating conditions): Các điều kiện trong đó một công trình nằm ở vị trí phục vụ sản xuất, khoan hoặc các hoạt động tương tự khác, và tổ hợp tải trọng môi trường và tải trọng khai thác trong giới hạn thiết kế phù hợp được thiết lập cho các hoạt động như thế (bao gồm cả các điều kiện vận hành bình thường, điều kiện sống còn và tai nạn).

3.38

Hệ số tải trọng từng phần (Partial load factor): đặc tính thường xuyên được quy định, sự thay đổi, biến dạng, tải trọng môi trường hoặc tải trọng tai nạn được chỉnh sửa với một hệ số tải trọng. Hệ số tải trọng này là một phần của phương pháp an toàn và nó thay đổi theo độ lớn của các loại tải trọng khác nhau phụ thuộc vào sự không chắc chắn của từng tải trọng đặc trưng.

3.39

Vữa trộn lèn trước (Pre-packed blended grout): Vữa được chia trong nhà máy theo quy trình QA/QC nghiêm ngặt và được gói đóng sẵn cho hỗn hợp với lượng nước đã xác định trước tại vị trí xây dựng.

3.40

Các hệ thống ứng suất trước (Prestressing systems): Đường cáp (dây, sợi, thanh), các thiết bị neo, bộ nối và ống gen hoặc các ống đều thuộc một hệ thống ứng suất trước.

3.41

Cốt thép (Reinforcement): được định nghĩa là thành phần cấu tạo của bê tông xây dựng và chịu kéo trong bê tông, đem lại cho bê tông đặc tính dẻo của nó. Trong tiêu chuẩn này cốt thép được phân loại như sau:

- Cốt thép thường

- Cốt thép ứng suất trước

- Cốt sợi polyme (FRP)

- Cốt thép đặc biệt.

3.42

Độ cứng (Robustness): Một kết cấu cứng là kết cấu có độ nhạy thấp với các thay đổi cục bộ trong hình học và tải trọng.

3.43

Độ dự phòng (Redundancy): Khả năng của một thành phần hoặc hệ thống duy trì hoặc phục hồi lại được chức năng của nó khi đã xảy ra một sự hư hỏng của một thành phần hoặc của chỗ kết nối. Dự phòng có thể đạt được ví dụ như bằng cách củng cố hoặc đưa ra các đường hướng tải trọng thay thế.

3.44

Độ tin cậy (Reliability): Khả năng của một thành phần hoặc một hệ thống thực hiện chức năng yêu cầu mà không bị phá hủy trong một khoảng thời gian được xác định.

3.45

Vật liệu sửa chữa (Repair materials): Vật liệu được dùng để sửa chữa kết cấu bê tông công trình biển.

3.46

Nhiệt độ vận hành (Service temperature): Nhiệt độ vận hành là một nhiệt độ tham chiếu trên các bộ phận kết cấu khác nhau của công trình được dùng như là một tiêu chí cho việc lựa chọn các loại thép hoặc thiết kế chiều rộng vết nứt v.v.. trong trạng thái giới hạn dịch vụ SLS.

3.47

Tuổi thọ làm việc (Service Life): tuổi thọ dự tính, hoặc số chu kỳ sử dụng thiết bị hoặc kết cấu dự tính trong vận hành.

3.48

Ống gen (Sheaths): các ống dẫn cho đường cáp ứng suất trước. Ống gen nói chung phải là một loại nửa cứng hoặc cứng, kín nước và có độ cứng đủ đề ngăn chặn sự phá hỏng và biến dạng.

3.49

Cường độ chịu kéo ngắn hạn (Short term tensile strength): Cường độ của thanh FRP được mô tả trong thử nghiệm tiêu chuẩn về cường độ khi bị đứt dưới tác dụng của của một lực kéo tăng đều cho đến khu thanh bị đứt. Khoảng thời gian tiến hành thử nghiệm tiêu chuẩn này thường là 1 ÷ 5 phút.

3.50

Nước va (Slamming): tải trọng va đập lên một phần tử gần nằm ngang gây ra do sự trùm lên của bề mặt nước như một con sóng đi qua. Hướng của tải trọng va đập chủ yếu là chiều thẳng đứng. Nước va cũng có thể xảy ra trong bể chứa do chất lỏng được lưu trữ.

3.51

Sánh nước (Sloshing): hiệu ứng gây ra do chuyển động của chất lỏng trong container, thông thường là khi di chuyển.

3.52

Ứng suất chảy tối thiểu được quy định (Specified Minimum Yield Strength-SMYS): Ứng suất chảy tối thiểu được xác định bởi bản ghi chỉ tiêu kỹ thuật hoặc tiêu chuẩn mà theo đó vật liệu được yêu cầu.

3.53

Giá trị danh nghĩa (Specified value): Giá trị tối thiểu hoặc tối đa trong thời gian xem xét. Giá trị này có thể kể đến các yêu cầu vận hành, các giới hạn và các biện pháp được thực hiện sao cho mức độ an toàn yêu cầu đạt được.

3.54

Vùng nước thay đổi (Splash zone): Vùng dao động triều, có kể nước dâng, và độ dâng cao đỉnh sóng tạo ra vùng bị ngập và không bị ngập ở bề mặt bên ngoài của công trình. Việc xác định vùng nước bắn bao gồm việc đánh giá tất cả các hiệu ứng có liên quan bao gồm ảnh hưởng của sóng, biến động triều, sự sụt, lún và các chuyển động thẳng đứng.

3.55

Bê tông xây dựng (Structural concrete): được định nghĩa là một loại vật liệu hỗn hợp xi măng và là thành phần chính để xây dựng các kết cấu bê tông.

3.56

Vữa xây dựng (Structural grout): Vữa là một thành phần chịu tải của kết cấu. Vữa xây dựng trong tiêu chuẩn này có thể có cường độ chịu nén đặc trưng lớn hơn 35 MPa. Vữa xây dựng có thể là hỗn hợp vữa xi măng đóng gói sẵn hoặc vữa xi măng nguyên chất.

3.57

Vùng ngập nước (Submerged zone): phần công trình nằm bên dưới vùng nước thay đổi, bao gồm cả phần bị chôn vùi.

3.58

Điều kiện tồn tại (Survival condition): Một điều kiện xảy ra khi một công trình có thể phải chịu các tải trọng môi trường nghiêm trọng nhất mà công trình được thiết kế. Khoan hoặc các hoạt động tương tự có thể đã được ngừng do mức độ nghiêm trọng của tải trọng môi trường.

3.59

Mức độ an toàn mục tiêu (Target safety level): Một xác suất danh nghĩa chấp nhận được của sự phá hủy kết cấu.

3.60

Độ bền chịu kéo (Tensile strength): Mức độ ứng suất tối thiểu khi mà biến dạng rắn ở mức tối đa hoặc bị đứt đối với thép. Đối với bê tông đó là độ bền chịu kéo trực tiếp của bê tông.

3.61

Tex : khối lượng dây kéo tính bằng gram trên một km chiều dài thừng hoặc sợi.

3.62

Thời gian đến khi bị đứt (cả đứt do mỏi và do ứng suất) (Time to rupture (both fatigue and stress rupture)): Thời gian từ khi tác dụng một tải trọng xác định cho đến khi tải trọng này làm đứt thanh FRP. Thông thường, thời gian đứt dưới tác dụng của một tải trọng duy trì không đổi được đo đạc.

3.63

Dây kéo (tow): Cuộn dây của các sợi giữ nguyên dạng như khi chúng được vận chuyển đến trong ống dây của nhà cung cấp (từ đồng nghĩa: sợi thô, cuộn dây roving, untwisted yarn).

3.64

Các trạng thái di chuyển (Transit conditions): Tất cả các dịch chuyển của công trình từ một vị trí địa lý này sang một vị trí địa lý khác.

3.65

Giàn (Platform/Unit): là một thuật ngữ chung cho một công trình ngoài biển.

3.66

Hệ số sử dụng (UR): Khi thiết kế kết cấu bê tông, hệ số sử dụng chỉ ra giá trị kháng giới hạn được sử dụng của cường độ vật liệu.

4  Nguyên lý an toàn

4.1  Quy định chung

4.1.1  Mục đích

4.1.1.1  Tính toàn vẹn của một kết cấu bê tông được thiết kế và xây dựng theo quy định của tiêu chuẩn này là đảm bảo thông qua một nguyên lý an toàn tích hợp các phần khác nhau như minh họa trong Hình 1.

4.1.1.2  Một mục tiêu an toàn tổng thể được thiết lập, lên kế hoạch và triển khai thực hiện, bao gồm tất cả các giai đoạn từ phát triển khái niệm ban đầu cho đến khi kết thúc.

Hình 1 - Cấu trúc nguyên lý an toàn

4.1.2  Đánh giá có hệ thống

4.1.2.1  Trên thực tế, tất cả các công việc liên quan đến thiết kế, xây dựng và hoạt động của kết cấu bê tông phải được đảm bảo rằng không có một tổn thất nào dẫn đến tình huống đe dọa tính mạng bất kỳ người nào, hoặc thiệt hại không thể chấp nhận đến kết cấu hoặc môi trường.

4.1.2.2  Một đánh giá hoặc phân tích một cách có hệ thống phải được thực hiện cho tất cả các giai đoạn để xác định và đánh giá hậu quả của một tổn thất và một chuỗi các tổn thất trong kết cấu bê tông, như là các biện pháp khắc phục hậu quả cần thiết có thể được thực hiện. Mức độ đánh giá hay phân tích phải phản ánh được sự tới hạn của kết cấu bê tông, điều kiện tới hạn của các hoạt động đã được lập, và kinh nghiệm trước đó với các hệ thống hoặc các hoạt động tương tự.

CHÚ THÍCH:

Phương pháp để đánh giá có hệ thống như vậy là phân tích rủi ro một cách định lượng (QRA). Điều này có thể cung cấp một ước tính của rủi ro tổng thể đối với sức khỏe và an toàn của con người, môi trường và tài sản, bao gồm:

- Xác định mối nguy hại,

- Đánh giá xác suất của sự kiện phá hủy,

- Các phát triển của tai nạn, và

- Đánh giá hậu quả và đánh giá rủi ro.

Các phương pháp khác để xác định các khả năng rủi ro là Phân tích ảnh hưởng và chế độ phá hủy (FMEA) và Nghiên cứu rủi ro và khả năng hoạt động (HAZOP).

4.1.3  Phương pháp phân cấp an toàn

Kết cấu bê tông được phân cấp với cấp an toàn cấp 3 dựa trên những hậu quả phá hủy. Phân loại cấp an toàn được nêu ở Bảng 1.

Bảng 1 - Các cấp an toàn

4.1.4  Đảm bảo chất lượng

4.1.4.1  Dạng an toàn trong tiêu chuẩn này yêu cầu rằng các sai sót lớn (các lỗi của con người) phải được kiểm soát bởi các yêu cầu về tổ chức công việc, thẩm quyền của người thực hiện công việc, kiểm định thiết kế, và đảm bảo chất lượng trong tất cả các giai đoạn có liên quan.

4.1.4.2  Khi áp dụng tiêu chuẩn này, giả thiết rằng, các chủ sở hữu của kết cấu bê tông đã thiết lập một mục tiêu chất lượng. Chủ sở hữu có trách nhiệm, ở cả bên trong và bên ngoài các phương diện chất lượng liên quan, tìm cách đạt được mức chất lượng của sản phẩm và dịch vụ như dự định trong mục tiêu chất lượng. Hơn nữa, chủ sở hữu phải cung cấp sự đảm bảo rằng chất lượng được dự định là đang được, sẽ được, hoặc đã đạt được.

4.1.4.3  Hệ thống chất lượng phải tuân thủ các yêu cầu của TCVN ISO 9001 và các yêu cầu đặc biệt được trích dẫn cho các lĩnh vực kỹ thuật khác nhau trong tiêu chuẩn này.

4.1.4.4  Tất cả các công việc được thực hiện theo tiêu chuẩn này phải chịu sự kiểm soát chất lượng phù hợp với một kế hoạch chất lượng thực thi. Kế hoạch chất lượng phải được phù hợp với các TCVN ISO 9001. Có thể có một kế hoạch chất lượng bao gồm tất cả các hoạt động, hoặc một kế hoạch tổng thể với các kế hoạch riêng biệt cho các giai đoạn khác nhau và các hoạt động để được thực hiện.

4.1.4.5  Kế hoạch chất lượng phải đảm bảo rằng tất cả các trách nhiệm được xác định. Một hướng dẫn giao diện cần được xây dựng để định nghĩa tất cả các giao diện giữa các bên khác nhau và các lĩnh vực liên quan, và đảm bảo rằng các trách nhiệm, báo cáo và các thủ tục thông tin được thiết lập cho phù hợp.

4.1.5  Sức khỏe, an toàn và môi trường

Tiêu chuẩn này quy định về việc thiết kế, vật liệu, vận hành, hoạt động, sửa chữa, đánh giá lại và dỡ bỏ kết cấu bê tông được an toàn và được kiểm soát với sự quan tâm đến an toàn công cộng và bảo vệ môi trường.

4.2  Định dạng thiết kế

4.2.1  Các định dạng thiết kế trong tiêu chuẩn này dựa trên trạng thái giới hạn và phương pháp luận hệ số an toàn từng phần, cũng được gọi là dạng thiết kế theo hệ số độ bền và hệ số tải trọng (LRFD). Các nguyên tắc thiết kế được quy định trong TCVN 6170-1. Nguyên tắc thiết kế được dựa trên LRFD, nhưng việc thiết kế có thể được thực hiện bổ sung thêm cả hai phương pháp thiết kế dựa trên thử nghiệm và thiết kế theo xác suất. Mục đích của việc thiết kế các kết cấu bê tông và các phần tử của nó là:

- Duy trì tải trọng có khả năng xuất hiện trong tất cả các hoạt động tạm thời và các điều kiện bị hư hỏng nếu có yêu cầu.

- Duy trì sự an toàn chấp nhận được cho con người và môi trường.

- Có độ bền đủ để chống lại sự suy giảm trong suốt tuổi thọ thiết kế của các kết cấu bê tông.

- Cung cấp đủ an toàn chống ô nhiễm.

4.2.2  Thiết kế của một hệ thống kết cấu, các bộ phận và chi tiết của nó thì càng nhiều càng tốt, phải tính đến các nguyên tắc sau đây:

- Đạt được độ bền chống lại tác dụng cơ học có liên quan, sự suy giảm do vật lý và hóa học.

- Tuân theo sự chế tạo và xây dựng phù hợp, các kỹ thuật và thực hành được công nhận.

- Có thể kiểm tra bảo dưỡng và sửa chữa.

4.2.3  Các kết cấu và các phần tử đó phải có được độ bền uốn. Tính chất uốn của kết cấu bê tông được yêu cầu với mục đích đảm bảo rằng kết cấu, trên một phạm vi nào đó, có thể chịu tải trọng ngẫu nhiên hoặc tải trọng bất thường và có thể tiến hành phân phối lại tải trọng. Các yêu cầu cho trong tiêu chuẩn này không đảm bảo đủ tính chịu uốn yêu cầu cho tải trọng ALE. Trong trường hợp này phải được chứng minh khả năng chịu uốn.

4.2.4  Các yêu cầu với các vật liệu được quy định trong Điều 6, Các yêu cầu về tải trọng và các phân tích được quy định trong Điều 7, Thiết kế chi tiết các kết cấu bê tông trong TCVN 6170-10 và Kiểm tra trong vận hành, trong bảo trì, và giám sát có điều kiện được quy định trong TCVN 6170-10.

4.2.5  Ngoài ra, trong các Phụ lục từ A đến F, có các hướng dẫn được áp dụng cho:

- Tải trọng môi trường (Phụ Lục A).

- Phân tích kết cấu - mô hình hóa (Phụ Lục B).

- Các phân tích kết cấu (Phụ Lục C).

- Sử dụng tiêu chuẩn thiết kế thay thế (Phụ Lục D).

- Tính toán chiều rộng vết nứt (Phụ Lục E).

- Hệ thống QA/QC khi chế tạo thanh FRP (Phụ Lục F).

4.2.6  Tuổi thọ thiết kế của kết cấu bê tông là do chủ công trình quyết định. Tuổi thọ thiết kế được lấy nhỏ nhất là 50 năm.

4.2.7  Trong trường hợp kết cấu được gia cường bằng cốt FRP, tuổi thọ thiết kế được lấy nhỏ nhất là 50 năm.

4.2.8  Tuổi thọ thiết kế dùng cho công trình cốt FRP phải đảm bảo rằng, bất kể sự gia tăng tuổi thọ dự kiến, thanh FRP không phải là yếu tố hạn chế sự gia tăng tuổi thọ làm việc của kết cấu. Không được phép để sự gia tăng tuổi thọ trong tương lai dựa trên kiểm tra và bảo dưỡng thanh FRP trừ khi điều này dựa trên phương pháp được dẫn chứng bằng tài liệu để xác định tuổi thọ còn lại của thanh FRP.

4.3  Xác định các mối nguy hiểm chính do tai nạn

4.3.1  Tiêu chuẩn này xác định các mối nguy hiểm chung do tai nạn cho một kết cấu bê tông. Người thiết kế phải tự đảm bảo có trách nhiệm hoàn chỉnh nó bằng cách ghi lại thông qua cách nhận biết một mối nguy và quy trình đánh giá rủi ro rằng tất cả các mối nguy hiểm mà nó có thể là quan trọng đối với hoạt động an toàn của kết cấu bê tông đã được tính đến đầy đủ vào trong thiết kế. Quá trình này phải được ghi trong tài liệu.

4.3.2  Các tiêu chí để xác định các nguy cơ tai nạn nghiêm trọng là:

- Thiệt hại về người.

- Thiệt hại đáng kể cho tài sản.

- Thiệt hại đáng kể cho môi trường.

Nên có một liên kết được lập thành văn bản và rõ ràng giữa các nguy hiểm do tai nạn chính và các bộ phận quan trọng.

4.3.3  Các đầu vào sau đây thường được yêu cầu để xây dựng danh sách các yếu tố quan trọng:

- Mô tả kết cấu và (các) phương thức hoạt động, bao gồm cả các chi tiết của quản lý tài sản.

- Danh sách thiết bị và cách bố trí.

- Báo cáo xác định mối nguy và các nghiên cứu có liên quan.

- Trường hợp an toàn (safety case), nếu áp dụng.

4.3.4  Các tiêu chí cơ bản trong việc thành lập danh sách các yếu tố quan trọng là xác định xem là các hệ thống, thành phần hoặc thiết bị (mà nếu chúng bị lỗi) có khả năng gây nên, hoặc góp phần rất cơ bản tạo nên một tai nạn nghiêm trọng. Đánh giá này thông thường là chỉ dựa trên hậu quả của sự phá hỏng, mà không phải trên khả năng xảy ra phá hỏng.

4.3.5  Phương pháp sau đây cần được áp dụng để xác nhận rằng phòng ngừa, phát hiện, kiểm soát hoặc các biện pháp giảm nhẹ đã được xác định chính xác như là yếu tố quan trọng:

- Xác định các nhân tố chính đối với nguy cơ tổng thể,

- Xác định các phương tiện để giảm thiểu rủi ro,

- Liên kết các biện pháp, đóng góp vào nguy cơ và phương tiện để giảm rủi ro cho hệ thống tài sản - những thứ có thể được nhìn thấy để tương đương với các yếu tố quan trọng của tài sản.

4.3.6  Bản ghi của các yếu tố quan trọng thường chỉ cung cấp một danh sách các hệ thống và các loại thiết bị hoặc kết cấu, v.v... Để hoàn thành một danh sách có ý nghĩa thì phạm vi mỗi phần tử phải được quy định rõ ràng sao cho có thể không có nghi ngờ gì nữa đến nội dung chính xác của mỗi phần tử.

4.3.7  Các quá trình ở trên cần xem xét tất cả các giai đoạn của vòng đời của kết cấu này.

4.3.8  Việc đánh giá nguy cơ có thể xảy ra phải được xem xét, như là một mức tối thiểu, gây ra các hư hỏng cho kết cấu chính bởi các nguyên sau đây:

- Thời tiết khắc nghiệt

- Va chạm tàu

- Đánh rơi đồ vật

- Va chạm máy bay trực thăng

- Tiếp xúc với nhiệt độ lạnh / nóng không phù hợp

- Tiếp xúc với bức xạ nhiệt cao.

- Cháy, nổ

- Bị mất chặn chất lỏng chính (thời gian được xác định dựa trên một kế hoạch dự phòng đã được phê duyệt)

- Dầu / gas rò rỉ

- Sự thoát của khí dễ cháy và độc hại vào khí quyển hoặc bên trong không gian kín

- Mất ổn định

- Mất bất kỳ bộ phận đơn lẻ nào trong hệ thống neo giữ khi đang neo

- Mất khả năng giảm tải dầu / khí

- Mất bất kỳ thành phần quan trọng trong hệ thống xử lý

- Mất điện.

4.3.9  Kết quả của việc nhận dạng mối nguy và đánh giá rủi ro sẽ trở thành một phần tích hợp của thiết kế kết cấu bê tông.

4.4  Tăng tuổi thọ

4.4.1  Đánh giá sự tăng tuổi thọ phải dựa trên một tổ hợp của khảo sát dựa trên rủi ro, đánh giá lại tải trọng và tổ hợp tải trọng sử dụng và dự đoán tuổi thọ còn lại dựa trên sự hư hại của vật liệu, clo hóa, cacbon hóa và tuổi thọ mỏi còn lại.

4.4.2  Kiểm tra dựa trên rủi ro phải được tiến hành trong những cân nhắc:

- Kết quả kiểm tra ban đầu liên quan đến thiệt hại có thể thấy được trên bề mặt bê tông và có thể sửa chữa.

- Những thay đổi có thể chỉ ra được liên quan đến các trường hợp tải trọng từ cả bên ngoài và bên trong do áp lực nước/dầu trong két chứa.

- Những thay đổi về tổ hợp của các trường hợp tải trọng ban đầu.

4.4.3  Sự phù hợp với tiêu chuẩn áp dụng phải được kiểm tra. Trong trường hợp khi kết cấu không thỏa mãn yêu cầu thiết kế do có tải trọng, trường hợp tải trọng mới hoặc do sự thay đổi hình dạng kết cấu, có thể tiến hành phân tích phi tuyến để đưa ra kết quả sau khi phân phối lại tải trọng để duy trì các phần tử kết cấu.

4.4.4  Dựa trên lịch sử tải trọng trước đây và trong tương lai, tuổi thọ mỏi còn lại của kết cấu phải được dự đoán sao cho phù hợp với các tiêu chuẩn áp dụng.

5  Tài liệu thiết kế

5.1  Quy định chung

5.1.1  Tài liệu phải được chuẩn bị cho tất cả các hoạt động bao gồm thiết kế, xây dựng, vận chuyển và lắp đặt. Tài liệu cũng phải được chuẩn bị để thể hiện báo cáo của tất cả các quá trình kiểm tra và kiểm soát vật liệu đã sử dụng và các công việc tiến hành có ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm cuối cùng.

5.1.2  Những quy trình và chỉ dẫn cần thiết phải được chuẩn bị để đảm bảo rằng quá trình xây dựng, vận chuyển, lắp đặt và kiểm tra vận hành được thực hiện dưới sự điều khiển phù hợp với tất cả các giả thiết thiết kế.

5.1.3  Những giả thiết quan trọng nhất trong việc thiết kế, chế tạo và lắp đặt cho kết cấu bê tông phải được nêu trong báo cáo tóm tắt. Báo cáo tóm tắt phải có sẵn và phù hợp để sử dụng trong quá trình vận hành, bảo dưỡng, thay thế và sửa chữa có thể có. Báo cáo tóm tắt thường sẽ dựa trên những tài liệu đã chỉ ra trong phần 5.4 và 5.5.

5.2  Lập kế hoạch tổng thể

5.2.1  Một kết cấu bê tông phải được lập kế hoạch theo cách thức sao cho nó có thể đáp ứng mọi yêu cầu liên quan đến chức năng và sử dụng cũng như an toàn kết cấu của nó và các yêu cầu về độ bền. Việc lập kế hoạch đầy đủ sẽ được thực hiện trước khi thiết kế thực tế được bắt đầu để có đủ cơ sở cho người thiết kế và do đó có được một kết cấu an toàn, khả thi và kinh tế mà nó sẽ thực hiện tốt các chức năng yêu cầu.

5.2.2  Việc lập kế hoạch ban đầu phải bao gồm việc xác định và mô tả tất cả các chức năng mà kết cấu phải thực hiện, và tất cả các tiêu chí mà khi thiết kế các kết cấu dựa vào đó. Các dữ liệu đặc trưng tại hiện trường như độ sâu nước, các điều kiện môi trường và tính chất của đất phải được biết đầy đủ và được ghi lại để làm cơ sở cho thiết kế. Tất cả các yêu cầu chức năng và hoạt động trong giai đoạn tạm thời và vận hành cũng như độ bền chống lại các điều kiện tai nạn mà nó có thể ảnh hưởng đến cách bố trí và thiết kế của kết cấu thì phải được xem xét.

5.2.3  Tất cả các yêu cầu chức năng cho kết cấu ảnh hưởng đến cách bố trí và thiết kế kết cấu, phải được thành lập theo một định dạng rõ ràng sao cho nó có thể hình thành cơ sở cho các quy trình kỹ thuật và thiết kế kết cấu.

5.2.4  Việc khảo sát các dữ liệu hiện trường như địa hình đáy biển, điều kiện đất nền và các điều kiện môi trường phải được thực hiện theo yêu cầu của TCVN 6170-1, TCVN 6170-2, TCVN 6170-3, ISO 19901-1 và ISO 19901-4.

5.3  Tài liệu yêu cầu trong bước lập kế hoạch

5.3.1  Mô tả kết cấu bê tông

5.3.1.1  Việc mô tả này là để cung cấp một tổng quan về kết cấu, nêu bật các giả thiết chính và các giai đoạn phát triển vận hành.

5.3.1.2  Tổng quan phải được trình bày trong ba phần:

- Mô tả chung về công trình.

- Các phát triển cơ sở và các giai đoạn.

- Sắp xếp nhân sự.

Các tham chiếu qua lại cho các nguồn dữ liệu, các số liệu, v.v.. phải được cung cấp.

5.3.2  Điều kiện khí tượng và đại dương

5.3.2.1  Mục tiêu là để tóm tắt các thông số thiết kế quan trọng với tham khảo chéo các tài liệu kỹ thuật chính.

5.3.2.2  Phần các điều kiện thời tiết đại dương / khí hậu nên bao gồm ít nhất như sau:

- Các điều kiện bão / sóng / dòng chảy.

- Gió.

- Nhiệt độ nước biển / không khí.

- Động đất.

- Lốc.

- Các điều kiện khắc nghiệt khác.

- Độ ổn định dưới đáy biển.

- Sóng thần.

- Độ ổn định trong khí quyển.

- Phạm vi và tỷ lệ thay đổi của áp suất khí áp kế.

- Lượng mưa.

- Đặc tính ăn mòn của không khí.

- Tần số chiếu sáng.

- Độ ẩm tương đối.

5.3.2.3  Với các kết cấu đỡ trên nền đất trong khu vực hoạt động của động đất, phải tiến hành phân tích động đất riêng. Phân tích này phải được báo cáo trong báo cáo đánh giá hiểm họa động đất, trong đó địa chất và đặc tính về động đất tại khu vực nền đỡ công trình và các vùng xung quanh cũng như thông tin về kiến tạo địa chất từ vị trí xây dựng phải được tính đến. Kết luận là báo cáo này phải khuyến nghị tất cả các thông số động đất được yêu cầu trong thiết kế.

Tiềm năng hoạt động của động đất trong vùng lân cận vị trí xây dựng được xác định qua nghiên cứu lịch sử động đất của khu vực xung quanh công trường và liên quan đến điều kiện địa chất kiến tạo của khu vực đó.

Những điều tra thăm dò này tham gia trong suốt quá trình nghiên cứu, việc xem lại và đánh giá tất cả các trận động đất đã được báo cáo có ảnh hưởng hoặc có thể được xem là có ảnh hưởng nhất định đến vị trí xây dựng.

5.3.3  Sơ đồ bố trí của kết cấu bê tông

5.3.3.1  Sơ đồ bố trí sẽ cung cấp một mô tả về kết cấu bê tông, các tính năng duy nhất của nó (nếu có), bố trí thiết bị cho tất cả các sàn, và tương tác với các công trình sẵn có trên biển / thiết bị trên đất liền.

5.3.3.2  Phần này cần bao gồm một mô tả của ít nhất một phần như sau (nếu có):

- Tổng quan:

○ Kết cấu / dàn khoan

○ Vị trí địa lý

○ Độ sâu nước.

- Bố trí:

○ Hướng của kết cấu

○ Hình chiếu đứng / bằng

○ Thiết bị

○ Các lối thoát hiểm

○ Lối ra vào sàn ở phía ngoài biển

○ Khu vực tập trung khẩn cấp, v.v..

○ Chi tiết kết cấu bao gồm cả mô hình của kết cấu và tải trọng.

- Tương tác với các công trình hiện có:

○ Liên kết vật lý

○ Hỗ trợ từ các công trình hiện có.

- Tương tác với các công trình dự kiến (nếu có).

5.3.4  Mô tả các chức năng chính

Một mô tả các chức năng chính được yêu cầu như là thông tin cơ bản cốt yếu để xác định các rủi ro kết cấu mà quan trọng cho thiết kế của tải trọng gây ra bởi kết cấu tựa lên kết cấu của các phần công trình.

5.3.4.1  Các chức năng chính phải bao gồm ít nhất là một phần mô tả như sau (nếu có):

Các hệ thống xử lý:

- Mô tả hệ thống xử lý (tổng thể)

- Thiết bị kiểm soát các tính năng

- Các hệ thống kiểm soát an toàn để sử dụng trong trường hợp khẩn cấp như kiểm soát TR hoặc tại khu vực khẩn cấp.

Hệ thống lưu trữ dầu

- Két chứa dầu

- Đường ống

- Bố trí

- Điện

- Thiết bị theo dõi.

Các hệ thống đường ống và ống đứng:

- Vị trí, phân chia, bảo vệ.

- Hệ thống kết nối / ngắt kết nối với ống đứng.

Các hệ thống tiện ích:

- Nguồn điện và phân phối điện

- Truyền thông

- Các hệ thống tiện ích khác (ví dụ như thiết bị điều khiển bằng khí, thủy lực, cần cẩu).

Các hệ thống khí trơ:

- Các tính năng an toàn (ví dụ như các hệ thống phòng ngừa xì hơi)

- Các hệ thống tích hợp với giàn.

Các hệ thống làm việc ngoại biên và hệ thống hữu tuyến:

- Quy mô và loại hình hoạt động dự kiến

- Tích hợp với các hệ thống giàn.

Các hệ thống / chức năng hàng hải:

- Cung ứng

- Chế độ chờ tàu

- Lặn

- Hệ thống dằn và hệ thống ổn định

- Các hệ thống neo

- Hệ thống chuyển tải dầu / khí

- Hệ thống neo tàu trở dầu / khí

Các hoạt động của máy bay trực thăng:

- Căn cứ trên đất liền

- Khả năng của máy bay

- Phương pháp tiếp cận của máy bay trực thăng.

5.3.5  Các tiêu chuẩn

Một báo cáo ngắn gọn về thiết kế phải bao gồm các tiêu chuẩn áp dụng và đặc tính kỹ thuật thiết kế.

5.4  Các tài liệu yêu cầu phải có trước khi xây dựng

Các tài liệu kỹ thuật của kết cấu bê tông phải có sẵn trước khi chế tạo và dựng lắp bao gồm:

- Thiết kế cơ sở.

- Các tính toán thiết kế cho công trình hoàn thiện bao gồm cả các phần riêng lẻ.

- Đặc điểm kỹ thuật của dự án và các quy trình.

- Các bản vẽ được ban hành cho xây dựng và được phê duyệt bởi người quản lý thiết kế.

5.4.1  Tất cả các tài liệu kỹ thuật phải được ghi ngày, ký tên và kiểm tra.

5.4.2  Đặc điểm kỹ thuật của dự án bao gồm:

- Các bản vẽ xây dựng, cung cấp tất cả các thông tin cần thiết như dạng hình học của kết cấu, số lượng và vị trí của cốt thép và thép dự ứng lực và các yếu tố cho bê tông đúc sẵn, dung sai, các thiết bị nâng, trọng lượng, thiết bị phụ trợ, v.v...

- Mô tả tất cả các sản phẩm được sử dụng với mọi yêu cầu cho việc áp dụng các vật liệu. Những thông tin này nên được đưa ra trên các bản vẽ và / hoặc trong công việc mô tả. Các thông số kỹ thuật về vật liệu, tiêu chuẩn sản phẩm v.v.. phải được tính đến.

- Việc mô tả công việc (thủ tục) liên quan đến hoạt động xây dựng.

5.4.3  Việc mô tả công việc cũng cần bao gồm tất cả các yêu cầu để thực hiện các công việc, ví dụ: trình tự của các hoạt động, các giới thiệu về lắp đặt cho tấm, gối tựa tạm thời, các trình tự làm việc, v.v...

5.4.4  Việc mô tả công việc phải gồm có đặc điểm kỹ thuật lắp đặt cho các phần tử bê tông đúc sẵn, bao gồm:

- Các bản vẽ thi công bao gồm các mặt bằng và các mặt cắt hiển thị vị trí và các liên kết của các phần tử trong công việc hoàn thành.

- Số liệu thi công với các đặc trưng vật liệu cần thiết cho các vật liệu áp dụng tại hiện trường.

- Các hướng dẫn thi công với những số liệu cần thiết cho các công việc xử lý, lưu trữ, thiết lập, điều chỉnh, kết nối và hoàn thiện với các sai số hình học yêu cầu.

- Quy trình quản lý chất lượng.

5.5  Tài liệu hoàn công

Tài liệu hoàn công phải bao gồm:

- Thiết kế cơ sở.

- Tài liệu thiết kế tóm tắt.

- Tính toán thiết kế được cập nhật.

- Báo cáo thiết kế địa kỹ thuật.

- Các hồ sơ chất lượng.

- Các báo cáo về phương pháp.

- Nguồn nguyên vật liệu, giấy chứng nhận thử nghiệm vật liệu và / hoặc chứng nhận về sự phù hợp của các nhà cung cấp, giấy chứng nhận của nhà máy, các hồ sơ phê duyệt.

- Các ứng dụng cho việc nhượng quyền và phản hồi.

- Các bản vẽ hoàn công hoặc thông tin đầy đủ để cho phép chuẩn bị các bản vẽ hoàn công cho toàn bộ công trình bao gồm bất kỳ phần tử cấu kiện đúc sẵn.

- Mô tả về các vấn đề không phù hợp và các kết quả các hành động khắc phục có thể có.

- Mô tả các thay đổi được chấp nhận cho đặc điểm kỹ thuật của dự án.

- Biên bản kiểm tra kích thước lúc bàn giao, có thể có.

- Một cuốn nhật ký báo cáo lại các sự kiện của quá trình xây dựng.

- Tài liệu công tác thanh tra được thực hiện.

5.6  Kế hoạch kiểm tra / giám sát công trình trong vận hành

Tài liệu liên quan đến kế hoạch giám sát và kiểm tra việc thi công phải được chuẩn bị.

6  Vật liệu

6.1  Quy định chung

6.1.1  Những yêu cầu về đặc tính, thành phần, phạm vi thử nghiệm, kiểm tra, v.v.., các vật liệu sử dụng cho kết cấu bê tông cụ thể như bê tông, vữa, vữa xi măng và cốt thép được cho trong Điều 6 này.

6.1.2  Các vật liệu, tất cả các thành phần kết cấu và bản thân kết cấu sẽ được đảm bảo để duy trì chất lượng quy định trong tất cả các giai đoạn xây dựng và đối với độ bền kết cấu dự kiến.

6.1.3  Vật liệu có thể bị từ chối trong quá trình sản xuất hoặc sau khi được chuyển giao cho các công trường xây dựng mặc dù đã có bất kỳ sự chấp nhận hoặc chứng nhận nào trước đó nếu xác định được rằng nó được chứng nhận dựa trên các điều kiện không thỏa mãn.

6.1.4  Các chỉ dẫn thiết kế phải được xuất bản cho tất cả các loại vật liệu thích hợp, gồm cả thành phần vật liệu, được sử dụng trong chế tạo kết cấu bê tông. Các chỉ dẫn kỹ thuật phải tuân theo yêu cầu trong tiêu chuẩn này.

6.1.5  Các đặc tính của vật liệu phải được lưu lại hồ sơ và phải được kiểm tra trong suốt quá trình thử nghiệm rằng đạt yêu cầu như đã quy định trong tiêu chuẩn kỹ thuật về vật liệu.

6.1.6  Tất cả các thử nghiệm phải được thực hiện theo tiêu chuẩn được công nhận như đã chỉ ra trong chỉ dẫn kỹ thuật của dự án hoặc với các thỏa thuận khác. Việc thử nghiệm phải được chứng kiến và chứng thực và được phòng thí nghiệm được công nhận (không phải phòng sản xuất) xác nhận và được ghi chép lại theo các yêu cầu trong tiêu chuẩn này.

6.1.7  Vật liệu tuân thủ các tiêu chuẩn được công nhận có thể được chấp nhận như là một thay thế cho tiêu chuẩn này.

6.1.8  Vật liệu với đặc tính khác với quy định trong chương này có thể được chấp nhận sau khi xem xét đặc biệt.

6.1.9  Chi tiết của các Chứng nhận vật liệu cho cốt FRP và cho kết cấu vữa có và không có cốt sợi được quy định tại Phụ Lục F và Phụ Lục H.

6.2  Thành phần vữa / bê tông

6.2.1  Yêu cầu chung

6.2.1.1  Sự phê duyệt các thành phần bê tông dựa trên thử nghiệm vật liệu trong đó thành phần hóa học, tính chất cơ học và các yêu cầu riêng khác được kiểm tra theo tiêu chuẩn này và các tiêu chuẩn kỹ thuật được chấp nhận khác.

6.2.1.2  Các vật liệu cấu tạo nên kết cấu bê tông là xi măng, cốt liệu, nước và thậm chí vật liệu hỗn hợp. Có thể cũng bao gồm phụ gia.

6.2.1.3  Các vật liệu cấu tạo phải tốt, bền và không có khuyết tật và phù hợp để tạo thành bê tông sẽ có thể đạt được và duy trì các đặc tính yêu cầu. Các vật liệu cấu tạo không được có thành phần có hại với số lượng có thể gây hại cho tính bền của bê tông hoặc gây ăn mòn cốt tháp và phải phù hợp với mục đích sử dụng.

6.2.1.4  Việc phê duyệt các thành phần bê tông và cốt thép phải dựa trên thử nghiệm vật liệu trong đó thành phần hóa học, đặc tính cơ học và các yêu cầu riêng được thử nghiệm và kiểm tra theo các Tiêu chuẩn quốc tế có thể áp dụng và các tiêu chuẩn kỹ thuật được phê duyệt. Thay cho các tiêu chuẩn quốc tế phù hợp với các phương pháp và yêu cầu thử nghiệm cụ thể, những tiêu chuẩn quốc gia khác được công nhận cũng phải được sử dụng. Khi không có các tiêu chuẩn này, những hướng dẫn được công nhận từ các hội đồng quốc tế có thể được sử dụng.

6.2.2  Xi măng

6.2.2.1  Chỉ xi măng phù hợp mới được sử dụng. Hồ sơ theo dõi xi măng cho hiệu suất cao và có độ bền trong môi trường biển và sau khi tiếp xúc với dầu nếu có liên quan sẽ được minh chứng. Xi măng sẽ được kiểm tra và cung cấp phù hợp với tiêu chuẩn đã được chứng nhận tại nơi sử dụng.

6.2.2.2  Xi măng được kiểm tra theo một phương pháp đã được thẩm định. Bảng 2 có nêu những việc thử và phương pháp thử được yêu cầu để thực hiện.

6.2.2.3  Thành phần hợp chất (khoáng chất) của xi măng có thể được tính toán với độ chính xác vừa đủ từ công thức chưa sửa đổi của Bogue, tham khảo trong ASTM C150.

Bảng 2 - Thử xi măng

CHÚ THÍCH:

Hàm lượng tricalcium aluminate (C₃A) được tính theo 6.2.2.2 nhưng tốt nhất vẫn là không vượt quá 10%. Tuy nhiên, do bảo vệ sự ăn mòn thép chôn sẵn bị ảnh hưởng xấu bởi một hàm lượng C₃A thấp nên người ta khuyến khích không nên để hàm lượng này thấp hơn 5%. Các giới hạn áp đặt không nên được thực hiện một cách quá khắt khe mà nên đánh giá trong từng trường hợp.

6.2.2.4  Xi măng được chuyển giao với một giấy chứng nhận của nhà máy bao gồm tối thiểu những thông tin sau:

- Tính chất vật lý như độ mịn, thời gian đông cứng, độ bền trong vữa, sự ổn định thể tích, độ sệt chuẩn hóa và tính không đổi thể tích.

- Thành phần hóa học, bao gồm thành phần khoáng chất, sự hao hụt khi nung, kết tủa không hòa tan, hàm lượng sulphat, hàm lượng clorua và pozzolanity.

Ngoài việc xác nhận phù hạp với những yêu cầu quy định, giấy chứng nhận còn nên nêu loại/cấp với sự tham chiếu đến những tiêu chuẩn/thông số kỹ thuật đã được thẩm định, ký hiệu mẻ trộn và trọng lượng được được thể hiện bằng tài liệu.

6.2.2.5  Nói chung, các loại xi măng Pooclăng sau được giả định là phù hợp để sử dụng trong kết cấu bê tông và/hoặc vữa trong môi trường biển nếu không trộn với các xi măng khác:

- Xi măng Pooclăng.

- Xi măng hỗn hợp Pooclăng.

- Xi măng lò cao với hàm lượng clanke cao.

Các loại xi măng sau cũng có thể được xem xét là phù hợp gồm:

- Xi măng lò cao

- Xi măng puzơlan

- Xi măng hỗn hợp.

Các loại xi măng trên có những đặc điểm quy định trong các tiêu chuẩn quốc tế và quốc gia. Chúng có thể được phân thành các cấp dựa vào độ bền 28 ngày tuổi trong vữa. Thông thường, xi măng sẽ được phân loại thành xi măng đông cứng bình thường, xi măng đông cứng nhanh và xi măng đông cứng chậm.

CHÚ THÍCH:

Xi măng tỏa nhiệt thấp có thể được sử dụng ở những nơi nhiệt thủy hóa có thể có ảnh hưởng xấu đến bê tông trong việc bảo dưỡng.

6.2.3  Nước (dùng để trộn bê tông)

6.2.3.1  Chỉ được sử dụng nước phù hợp để trộn. Nước sẽ không bao gồm các thành phần cấu tạo có thể gây bất lợi cho việc đông cứng và độ bền của xi măng hoặc có thể gây ra sự ăn mòn cốt thép. Thông thường, nước uống từ nguồn công cộng có thể được sử dụng mà không cần phải điều tra thêm.

6.2.3.2  Hàm lượng nước cần thiết được xác định bằng việc xem xét cường độ và độ bền của bê tông đông cứng và tính khả năng dễ gia công của xi măng tươi. Tỷ lệ nước và xi măng tính theo trọng lượng có thể là một phương pháp được sử dụng. Đối với yêu cầu về tỷ lệ nước/xi măng được quy định tại 6.3.2.3.

6.2.3.3  Không sử dụng loại nước làm giảm quá 10% cường độ bê tông hoặc làm giảm thời gian sơ ninh còn nhỏ hơn 45 phút hoặc làm thay đổi thời gian sơ ninh quá 30 phút so với dùng nước sạch.

6.2.3.4  Nước muối (Ví dụ như nước biển nguyên chất) sẽ không được sử dụng làm nước để trộn hoặc nước bảo dưỡng kết cấu bê tông.

6.2.3.5  Nguồn nước cần được khảo sát và thẩm định về sự phù hợp và đáng tin cậy để cung cấp.

6.2.3.6  Nước đá có thể được sử dụng làm nước để trộn cung cấp nước tan chảy trước khi hoặc trong quá trình trộn, đảm bảo một hỗn hợp trộn tốt của nước, xi măng, cốt liệu và phụ gia.

6.2.4  Các cốt liệu nặng/trọng lượng thường

6.2.4.1  Các nguồn cốt liệu (cát và sỏi) sẽ được khảo sát và thẩm định về sự phù hợp và độ đáng tin cậy để cung cấp.

Chỉ những cốt liệu phù hợp yêu cầu sẽ được sử dụng, cốt liệu cho kết cấu bê tông phải có đủ độ cứng và độ bền. Chúng không được trở nên mềm, dễ vỡ và giãn nở. Chúng phải có khả năng chống phân hủy khi ướt. Chúng không phản ứng với các sản phẩm hình thành từ thủy hóa xi măng và không ảnh hưởng xấu đến bê tông. Các cốt liệu biển sẽ không được sử dụng trừ phi chúng là đúng loại và được rửa sạch triệt để để loại bỏ tất cả các clorua.

6.2.4.2  Cốt liệu sẽ được chuyển giao với một báo cáo kiểm tra bao gồm ít nhất các thông tin sau:

- Mô tả nguồn gốc.

- Mô tả hệ thống sản xuất

- Cấp phối cốt liệu và lượng tạp chất.

- Hình dạng hạt, cục, v.v...

- Độ xốp và hút nước.

- Hàm lượng chất hữu cơ.

- Mật độ và lực hấp dẫn cụ thể.

- Độ mạnh trong bê tông và vữa.

- Khả năng phản ứng với chất kiềm trong xi măng.

- Thành phần trầm tích và những đặc tính có thể ảnh hưởng đến độ bền của bê tông.

6.2.4.3  Nói chung, các cốt liệu trọng lượng bình thường là các chất khoáng tự nhiên. Chúng sẽ được nghiền hoặc không được nghiền để có kích thước hạt, phân loại và hình dạng phù hợp với sản xuất bê tông. Các đặc tính liên quan của cốt liệu sẽ được xác định, ví dụ loại vật liệu, hình dạng và cấu trúc bề mặt, tính chất vật lý và hóa học. Cốt liệu sẽ giải phóng khỏi các chất có hại có thể ảnh hưởng xấu đến đặc tính và độ bền của bê tông. Ví dụ các chất có hại như bùn, vật liệu hữu cơ, sunfat và các loại muối khác.

6.2.4.4  Cốt liệu sẽ được đánh giá nguy cơ phản ứng thạch anh kiềm (ASR) trong bê tông theo các phương pháp thử nghiệm đã được quốc tế công nhận. Các cốt liệu bị nghi vấn sẽ không được sử dụng trừ trường hợp đặc biệt được thử nghiệm và thẩm định. Một thẩm định cho một cốt liệu mà có thể kết hợp với các sản phẩm thủy hóa xi măng gây ra phản ứng thạch anh kiềm sẽ định ra loại xi măng nào được áp dụng, cốt liệu cho kết cấu bê tông phải có đủ độ cứng và độ bền.

6.2.4.5  Một phân loại thích hợp cốt liệu thô và mịn để sử dụng trong bê tông sẽ được thiết lập. Các đặc điểm phân loại và đặc điểm hình dạng của cốt liệu sẽ được nhất quán trong sản xuất bê tông.

6.2.4.6  Các cốt liệu phân loại khác nhau sẽ được dự trữ và vận chuyển một cách riêng biệt.

6.2.4.7  Nói chung, cốt liệu có thể được chia thành hai nhóm gồm:

- Cát hoặc cốt liệu mịn (vật liệu nhỏ hơn 5 mm)

- Cốt liệu thô (vật liệu lớn hơn 5 mm).

6.2.4.8  Kích cỡ cốt liệu tối đa được quy định dựa trên việc xem xét đến các đặc tính bê tông liên quan, khoảng cách của cốt thép và lớp bê tông bao phủ cốt thép.

6.2.4.9  Thử cốt liệu được thực hiện trong các khoảng thời gian đều đặn tại cả mỏ đá và công trường xây dựng trong quá trình sản xuất bê tông. Tần suất thử được định ra để xác định chất lượng và sự đồng đều của nguồn cung và khối lượng sản xuất bê tông vào bản kê khai. Tần suất kiểm tra phù hợp với các tiêu chuẩn quốc tế.

6.2.5  Các cốt liệu nhẹ

6.2.5.1  Các cốt liệu nhẹ trong các kết cấu chịu tải sẽ được làm từ đất sét giãn nở, diệp thạch giãn nở, đá phiến hoặc bột tro được nung kết từ các nhà máy điện đốt than hoặc từ các cốt liệu khác với các đặc tính được yêu cầu tương ứng. Chỉ có cốt liệu phù hợp yêu cầu sẽ được sử dụng.

6.2.5.2  Các cốt liệu nhẹ phải tuân theo các yêu cầu có trong các tiêu chuẩn được công nhận như ASTM, ACI hoặc EN thích hợp.

6.2.5.3  Các cốt liệu nhẹ sẽ có đặc tính độ bền, tỷ trọng, nhiệt độ cháy, cấp hạt, v.v.. đồng đều. Tỷ trọng khô sẽ không biến đổi lớn hơn ±7,5%.

6.2.6  Vật liệu bổ sung (additions)

6.2.6.1  Vật liệu bổ sung phải phù hợp với các yêu cầu của tiêu chuẩn quốc tế và chỉ những vật liệu bổ sung phù hợp mới được sử dụng.

6.2.6.2  Vật liệu bổ sung không được gây hại hay chứa các tạp chất gây hại ảnh hưởng đến độ bền của bê tông và cốt thép. Vật liệu bổ sung phải thích hợp với các thành phần khác của xi măng. Việc sử dụng kết hợp các vật liệu bổ sung sẽ được xem xét thận trọng theo các yêu cầu tổng thể của bê tông. Hiệu quả của các vật liệu bổ sung sẽ được kiểm tra bằng các hỗn hợp thử nghiệm.

6.2.6.3  Các vật liệu bổ sung puzơlan hoặc thủy lực tiềm ẩn như muội silic, bụi tro và xi nung phun hạt có thể được sử dụng. Khối lượng của chúng phụ thuộc vào các yêu cầu để thi công bê tông tươi và các thuộc tính cần thiết của bê tông đã đông cứng. Hàm lượng bột silic được sử dụng làm vật liệu bổ sung thông thường không nên vượt quá 10% trọng lượng của clanke xi măng Pooclăng. Khi bụi tro, xi hoặc puzơlan khác được sử dụng làm vật liệu bổ sung, thông thường hàm lượng của chúng không nên vượt quá 35% tổng trọng lượng xi măng và vật liệu bổ sung. Khi xi măng Pooclăng được sử dụng kết hợp chỉ với xỉ được nghiền trong lò nung, hàm lượng xỉ có thể tăng. Tuy nhiên, hàm lượng clanh-ke sẽ không nhỏ hơn 30% tổng trọng lượng xi măng và xỉ.

6.2.6.4  Tổng khối lượng clorua trong bê tông tươi được tính toán như canxi clorua tự do, không vượt quá 0,3% trọng lượng của xi măng.

6.2.6.5  Vật liệu bổ sung phải được phân phối với chứng nhận làm việc nêu rõ các đặc tính vật lý và hóa học thích hợp.

6.2.7  Phụ gia

6.2.7.1  Các phụ gia được sử dụng trong bê tông sẽ được thử theo điều kiện công trường để xác nhận rằng các sản phẩm này sẽ mang lại những hiệu ứng được yêu cầu mà không làm suy yếu các đặc tính cần thiết khác được yêu cầu. Một báo cáo thử nghiệm phải được lập thành văn bản để làm chứng bằng xác nhận. Báo cáo thử nghiệm được lập và là một phần của tài liệu thiết kế trộn bê tông.

6.2.7.2  Các báo cáo thử nghiệm liên quan từ một phòng thử nghiệm được công nhận sẽ được đệ trình trước khi sử dụng một phụ gia.

6.2.7.3  Thông thường, mức độ thử nghiệm phù hợp với các yêu cầu được đưa ra trong các tiêu chuẩn đã được công nhận.

6.2.7.4  Phụ gia tạo bọt khí có thể được sử dụng để cải thiện các tính chất của bê tông đã đông cứng liên quan đến khả năng chịu đóng băng hoặc để giảm xu hướng dềnh nước xi măng, phân tầng hoặc bị nứt.

6.2.7.5  Đối với các điều tra được thực hiện theo các điều kiện công trường, các thuộc tính sau sẽ được kiểm tra:

- Sự đông cứng, ví dụ tại 5 min hay 30 min sau khi trộn.

- Nhu cầu nước cho sự đông cứng nhất định.

- Sự co ngót/sự nở.

- Độ bền trong quá trình nén và sức ép (uốn cong) tại 1-3, 28 và 91 ngày.

6.2.7.6  Các chất phụ gia phải được phân phối với giấy chứng nhận làm việc gồm các đặc tính hóa học và vật lý thích hợp.

6.3  Bê tông

6.3.1  Phân loại bê tông

6.3.1.1  Bê tông thường là bê tông cấp C25 và C55. Cấp bê tông bắt nguồn từ độ bền mẫu hình trụ đặc thù của bê tông theo Bảng 3.

6.3.1.2  Bê tông cường độ cao là bê tông có cấp trên C55.

6.3.1.3  Bê tông cốt liệu trọng lượng nhẹ (LWA) là bê tông được làm từ cốt liệu nhẹ.

6.3.1.4  Bê tông cốt liệu trọng lượng nhẹ có thể bao gồm sử dụng một hỗn hợp bê tông cốt liệu trọng lượng nhẹ và cốt liệu trọng lượng bình thường.

6.3.2  Hỗn hợp bê tông

6.3.2.1  Thành phần bê tông và các vật liệu cấu thành sẽ được lựa chọn để đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn này và các đặc điểm kỹ thuật dự án đối với bê tông tươi và bê tông đã đông cứng như độ sệt (độ đông cứng), mật độ, độ bền, sức mạnh và bảo vệ thép nhúng khỏi sự ăn mòn. Sự tính toán đến hạn sẽ được thực hiện trong những phương pháp thi công thực hiện để được áp dụng. Các yêu cầu của bê tông tươi sẽ đảm bảo rằng vật liệu hoàn toàn khả thi trong tất cả các giai đoạn của sản xuất, vận chuyển, đổ bê tông và nén chặt.

6.3.2.2  Các thuộc tính cần thiết của bê tông tươi và bê tông đã đông cứng sẽ được quy định cụ thể. Các thuộc tính cần thiết này sẽ được xác định bằng cách sử dụng các phương pháp thử nghiệm đã được công nhận, các tiêu chuẩn đã được công nhận. Tiêu chuẩn được công nhận là tiêu chuẩn ASTM, ACI và EN liên quan.

6.3.2.3  Cường độ chịu nén sẽ luôn được quy định cụ thể, bên cạnh đó, độ bền kéo, mô đun đàn hồi và năng lượng đứt gãy có thể được quy định cụ thể. Các thuộc tính gây nứt kết cấu bê tông phải được xác định, ví dụ từ biến, sự co ngót, nhiệt thủy hóa, sự co giãn do nhiệt và các hiệu ứng tương tự. Độ bền của kết cấu bê tông có liên quan đến độ thẩm thấu, khuếch tán, sự hấp thụ và khả năng chống lại sự ăn mòn hóa học và vật lý trong môi trường nhất định, nói chung, một tỷ lệ thấp nước/chất kết dính xi măng là yêu cầu để đạt được độ bền đầy đủ. Thông thường, xi măng sẽ có tỷ lệ nước/chất kết dính xi măng không lớn hơn 0,45. Trong vùng nước thay đổi, tỷ lệ này sẽ không cao hơn 0,40.

6.3.2.4  Trong việc kết hợp với xi măng Portland hoặc xi măng hỗn hợp Portland, nếu puzơlan hoặc vật liệu bổ sung chịu nước được sử dụng trong sản xuất bê tông thì các vật liệu này có thể được kể đến trong việc tính toán một tỷ lệ kết dính nước/xi măng hiệu quả. Phương pháp tính toán tỷ lệ nước/xi măng hiệu quả sẽ phải được lập thành văn bản.

6.3.2.5  Độ bền của bê tông xây dựng phải tính đến tính thấm và khả năng chống lại sự ăn mòn hóa học và vật lý.

CHÚ THÍCH:

Để bảo vệ cốt thép khỏi sự ăn mòn và để cung cấp đủ độ bền cho bê tông, hệ số thấm của bê tông nên thấp (10^-12 tới 10^-8 m/s). Thử nghiệm sẽ được thực hiện theo tiêu chuẩn liên quan ACI, ASTM, EN hoặc ISO.

Thông thường, điều này đạt được bằng cách sử dụng:

- Độ đặc và cốt liệu nặng.

- Phân loại chính xác cốt liệu mịn và cốt liệu thô.

- Trộn kỹ với hàm lượng xi măng tối thiểu là 300 kg/m³.

- Tỷ lệ nước-xi măng thấp, ví dụ không lớn hơn 0,45.

- Thực hiện kỹ năng đổ bê tông tốt đảm bảo khả năng thi công đầy đủ, xử lý, vận chuyển, đổ bê tông và gia cố thích hợp, không có sự phân tầng.

6.3.2.6  Bê tông sử dụng tại nơi có băng tuyết không liên tục thì phải có đủ sức chống băng giá. Yêu cầu này có thể được xem xét là thỏa mãn nếu hàm lượng không khí trong bê tông tươi được làm bằng cốt liệu tự nhiên ít nhất là 3% đối với một kích thước hạt tối đa là 40 mm hoặc ít nhất là 5% đối với một kích thước hạt tối đa là 20mm. Các lỗ rỗng chứa khí nên được phân bố đồng đều với một hệ số (factor) khoảng cách được tính toán không vượt quá 0,25 mm.

6.3.2.7  Để nâng cao khả năng chống lại sự ăn mòn từ muối trong nước biển, xi măng với hàm lượng C₃A vừa phải có thể được sử dụng với quy định tại 6.2.2.

6.3.2.8  Tổng hàm lượng ion clorua của bê tông sẽ không vượt quá 0,10% trọng lượng xi măng trong bê tông cốt thép bình thường và trong bê tông chứa thép dự ứng lực.

6.3.2.9  Trong vùng nước thay đổi, hàm lượng xi măng không được ít hơn 400 kg/m³. Đối với bê tông dự ứng lực và bê tông cốt thép không trong vùng nước thay đổi, hàm lượng xi măng phụ thuộc vào kích thước tối đa của cốt liệu như sau:

- Cốt liệu lên đến 20 mm yêu cầu hàm lượng xi măng tối thiểu là 360 kg/m³.

- Cốt liệu từ 20 mm đến 40 mm yêu cầu hàm lượng xi măng tối thiểu là 320 kg/m³.

- Cốt liệu từ 40 mm trở lên yêu cầu hàm lượng xi măng tối thiểu được xác định bằng cách kiểm tra thích hợp.

6.3.2.10  Các cấp bê tông được quy định cụ thể trong 6.3.3. Các thuộc tính của bê tông đã cứng nói chung tùy thuộc vào cấp bê tông. Đối với bê tông tiếp xúc với nước biển, cấp tối thiểu là C45. Đối với bê tông không trực tiếp tiếp xúc với môi trường biển, cấp bê tông sẽ không nhỏ hơn C25. Kết cấu bê tông cốt thép ứng lực trước không được thiết kế cấp bê tông nhỏ hơn C30.

6.3.2.11  Khi sử dụng cốt liệu trọng lượng nhẹ với một cấu trúc xốp rỗng, giá trị trung bình của tỷ trọng khô (105°C) cho hai mẫu thử bê tông sau 28 ngày sẽ không sai lệch hơn 50 kg/m³ so với giá trị yêu cầu. Bất kỳ giá trị riêng nào sẽ không được sai lệch hơn 75 kg/m³. Giá trị trung bình cho toàn bộ việc sản xuất nằm trong khoảng +20 kg/m³ đến -50 kg/m³.

6.3.2.12  Nếu sự hấp thụ nước của bê tông trong kết cấu cuối cùng là quan trọng, đặc điểm này phải được xác định bằng thử nghiệm trong các điều kiện tương ứng với các điều kiện mà bê tông sẽ được tiếp xúc.

6.3.3  Cường độ đặc trưng của bê tông

6.3.3.1  Với bê tông, cường độ chịu nén đặc trưng 28 ngày f_cck được xác định là phân vị thứ 5 thấp hơn lấy từ phân tích thống kê các thử nghiệm các mẫu trụ có đường kính 150 mm và chiều cao 300 mm.

6.3.3.2  Cường độ chịu nén làm việc danh nghĩa, f_cn, của bê tông trọng lượng thường phải được xác định từ công thức dưới đây cho bê tông có cấp từ C25 đến C90.

f_cn = f_cck . (1 - f_cck / 600)                               ( 1 )

Trong đó

f_cck: Cường độ chịu nén đặc trưng của mẫu bê tông dạng trụ trong Bảng 3.

g_m: Hệ số vật liệu của bê tông theo Bảng 1 trong TCVN 6170-10.

6.3.3.3  Cường độ chịu nén đặc trưng, f_tk, của vật liệu phải được xác định bằng vi phân 50% trong phân phối xác suất số liệu cường độ. Số liệu cường độ đặc trưng phải được ước lượng với ít nhất 75% chắc chắn.

6.3.3.4  Cường độ chịu kéo làm việc danh nghĩa, f_tn, của bê tông trọng lượng thường phải được xác định từ công thức dưới đây với bê tông có cấp từ C25 đến C90.

f_tn = f_tk x (1 - (f_tk / 25)^0,6)                                                          ( 2 )

Trong đó

f_tk : 0,48 . (f_cck)^0,5

f_tk có thể được xác định thay thế theo chỉ dẫn nêu trong 6.3.3.12 và 6.3.3.13.

6.3.3.5  Hệ số (1 - f_cck / 600) được áp dụng cho cường độ chịu nén đặc trưng của mẫu hình trụ, f_cck, và cân nhắc đến sự chuyển tiếp cường độ mẫu hình trụ sang cường độ làm việc, hiệu ứng hóa già do ứng suất duy trì lớn, v.v...

6.3.3.6  Bê tông trọng lượng trung bình có các cấp xác định bằng chữ C và các cấp bê tông cốt liệu nhẹ được ký hiệu bằng ký hiệu LC. Các cấp được định nghĩa trong Bảng 3 và Bảng 4 như một hàm của cường độ chịu nén đặc trưng của mẫu bê tông dạng trụ, f_cck.

Bảng 3 - Các đặc trưng của cấp bê tông nặng/trọng lượng thường (NW)

Bảng 4 - Các đặc trưng của cấp bê tông cốt liệu nhẹ (LWA)

6.3.3.7  Các giá trị cường độ cho trong Bảng 4 áp dụng cho bê tông cốt liệu nhẹ với những giới hạn và điều chỉnh sau:

                                                                       ( 3 )

Trừ khi cường độ chịu kéo được xác định bằng thử nghiệm, cường độ chịu kéo, f_tk và cường độ làm việc danh nghĩa, f_tn của bê tông cốt liệu nhẹ phải được nhân với hệ số η bằng (0,15 + 0,85 ρ /ρ₁)² như thể hiện trong Bảng 4.

Với bê tông cốt liệu nhẹ có cường độ bê tông dự tính f_cck > f_cck3(ρ /ρ₁)², nó phải được thể hiện bằng các mẫu thử nghiệm bằng một cường độ đặc trưng có thể đạt được cao hơn 15% so với cường độ dự tính. Các thử nghiệm phải được thực hiện trên mẫu bê tông sử dụng thành phần vật liệu như dự tính.

Với ở trên,

6.3.3.8  Trước khi sử dụng hỗn hợp bê tông cốt liệu nhẹ không theo tiêu chuẩn trong kết cấu, các đặc tính của bê tông hỗn hợp phải được lập thành văn bản cho phù hợp với trường hợp muốn áp dụng. Những đặc tính dưới đây của bê tông cốt liệu nhẹ hoặc bê tông liên hợp cốt liệu nhẹ phải được lập thành văn bản với nội dung tối thiểu như sau:

- Khả năng làm việc

- Mật độ

- Mô đun đàn hồi

- Độ bền

- Cường độ chịu nén đặc trưng của mẫu hình trụ, f_cck (dựa trên mẫu hình trụ 150x300 mm)

- f_tk, cường độ chịu kéo đặc trưng (được quy định tại 6.3.3.12 và 6.3.3.13 dưới đây)

- Hệ số cường độ mỏi, C₅, của bê tông. Hệ số C₅ xác định mối quan hệ giữa cường độ tĩnh tham chiếu, f_rd, và cường độ mỏi tham chiếu, f_rd,fat. Mối quan hệ này được xác định bằng f_rd,fat = C₅xf_rd quy định liên quan được nêu trong TCVN 1670-10.

- Trong một số trường hợp, có thể cần thiết ghi lại các đặc tính và đặc trưng kỹ thuật của cốt liệu nhẹ, cụ thể như là độ bền và tính phản ứng của nó khi sử dụng trong môi trường biển.

CHÚ THÍCH:

Các đường cong S-N phải đại điện cho một định dạng thích hợp với đường cong S-N cho bê tông đã được nêu trong TCVN 1670-10 để sử dụng trong thiết kế cho trạng thái giới hạn mỏi (FLS) trong tiêu chuẩn này.

6.3.3.9  Với bê tông có mật độ thông thường và cấp cao hơn C60 và bê tông cốt liệu nhẹ với tất cả các cấp, các thông số được lập từ thử nghiệm bê tông dùng để xác nhận thỏa mãn các yêu cầu về cường độ chịu nén đặc trưng của mẫu hình trụ.

6.3.3.10  Với bê tông chịu nhiệt độ cao trong thời gian ngắn (cháy), có thể giả thiết khi không có các giá trị chính xác hơn rằng cường độ chịu nén giảm tuyến tính từ giá trị đầy đủ (full value) ở 350°C đến 0°C tại 800°C. Nếu bê tông chịu nhiệt độ trên 200°C trong một khoảng thời gian dài, các đặc trưng cường độ của bê tông phải dựa trên kết quả thử nghiệm.

6.3.3.11  Với bê tông chịu nhiệt thấp hơn -60°C, khả năng tăng cường độ chịu nén và chịu kéo có thể tận dụng trong thiết kết cho các điều kiện này nếu cường độ được xác định từ thử nghiệm thích hợp trong cùng điều kiện (nhiệt độ, độ ẩm) như bê tông trong kết cấu. Việc tăng cường độ chịu kéo của bê tông do nhiệt độ thấp thường sẽ có xu hướng tăng khoảng cách giữa các vết nứt, do đó làm tăng chiều rộng vết nứt.

6.3.3.12  Cường độ chịu kéo đặc trưng của bê tông, f_tk, có thể được xác định bằng thử nghiệm cường độ chịu kéo đến khi tách với mẫu thử nghiệm hình trụ 28 ngày tuổi theo EN 12390-6 hoặc ISO 1920-4. Cường độ chịu kéo đặc trưng, f_tk, phải được lấy bằng 0,8 cường độ đặc trưng đến khi tách đã xác định trong thử nghiệm.

CHÚ THÍCH:

Kích thước trụ tham chiếu để tìm ra cường độ tách đặc trưng sử dụng trong tiêu chuẩn này phải bằng 150 x 300 mm. Các thử nghiệm được thực hiện trên các kích thước mẫu thử nghiệm khác nên được kèm theo với hệ số hiệu chỉnh để đưa ra kết quả của trụ 150 x 300 mm.

6.3.3.13  Cường độ chịu kéo đặc trưng của bê tông, f_tk, có thể được xác định bằng các mô đun đứt từ thử nghiệm các dầm không có cốt thép ở 28 ngày tuổi theo các tiêu chuẩn ASTM, ACI và EN. Cường độ chịu kéo đặc trưng, f_tk, nên được lấy bằng 0,6 của mô đun đứt đặc trưng đã xác định bằng thử nghiệm.

CHÚ THÍCH:

Khi lấy giá trị mô đun đứt đặc trưng 4 điểm đặt tải trọng phải được lấy làm tham chiếu làm thử nghiệm. Có thể thấy rằng thử nghiệm tiến hành sử dụng phương pháp 3 điểm uốn có kết quả kéo cao hơn 13% so với tiến hành với 4 điểm uốn. Nếu sử dụng phương pháp 3 điểm kết quả giá trị mô đun đứt đặc trưng phải được điều chỉnh thích hợp.

6.3.3.14  Mô đun đàn hồi chuẩn hóa của bê tông được kiểm soát các thành phần của mô đun đàn hồi. Các giá trị xấp xỉ của mô đun đàn hồi, E_cn, được lấy bằng giá trị giữa σ_c = 0 và 0,4 x f_cck. Các giá trị xấp xỉ của cốt liệu quaczit có thể được xác định từ công thức dưới đây.

E_cn = 22000 (f_cck /10)^0.3 (MPa)                                              (4)

Với cốt liệu đá vôi và cát kết, giá trị nên được giảm xuống lần lượt là 10% và 30%. Với cốt liệu bazan, giá trị này nên được tăng thêm 20%.

6.3.3.15  Đối với tu bổ hoặc đánh giá khả năng làm việc của kết cấu khi không biết cường độ của bê tông, cường độ phải được xác định trên cơ sở mẫu khoan lõi lấy từ công trình.

Phạm vi thử nghiệm phải được lấy sao cho cung cấp một thông tin đầy đủ về cường độ của các phần tử kết cấu được kiểm tra.

Kích thước nhỏ nhất được cung cấp không nhỏ hơn 40 mm, các hệ số tỷ lệ mẫu sau có thể được sử dụng trong dự báo cường độ của mẫu hình trụ.

Bảng 5 - Hệ số tỷ lệ của kết quả lõi khoan

Cường độ mẫu hình trụ của kết cấu có được bằng cách nhân kết quả thu được từ lõi khoan với hệ số tỷ lệ phù hợp dựa trên tỷ số chiều cao/đường kính mẫu thử nghiệm.

Bê tông được xem là thỏa mãn yêu cầu về cường độ đặc trưng như nêu trong Bảng 3 và Bảng 4 nếu cho được giá trị đặc trưng cường độ mẫu hình trụ trong kết cấu bằng ít nhất 85% cường độ đặc trưng yêu cầu của mẫu hình trụ với cấp cường độ giả thiết đã nêu.

Với các mẫu thử bê tông ít nhất đạt cường độ 28 ngày, cường độ mẫu hình trụ đặc trưng (tương đương), f_cck, sử dụng trong thiết kế có thể lấy bằng

ƒ_cckt = 300 - 10(900 - 6.ƒ_cckj)^0,5                         (5)

Trong đó

f_cckj : Cường độ đặc trưng của mẫu thử nghiệm chuyển đổi sang cường độ mẫu hình trụ với những hình tụ có tỷ số chiều cao/đường kính 2:1.

f_cckt : Cường độ chụy nén đặc trưng của mẫu hình trụ 28 ngày dựa trên thử nghiệm trong điều kiện làm việc.

Trong thiết kế, f_cckt thay thế cho f_cck cường độ chịu nén đặc trưng của bê tông trong Bảng 3 và Bảng 4.

6.4  Bê tông cốt sợi

Yêu cầu vật liệu của bê tông cốt sợi:

6.4.1  Những vật liệu thành phần của bê tông cốt sợi là xi măng, cát hạt mịn, cốt liệu, nước, phụ gia và hỗn hợp vật liệu sợi ngắn tạo thành chất nền đồng nhất. Các sợi có thể tạo thành từ thép hoặc RFP.

6.4.2  Mô đun đàn hồi chuẩn hóa của bê tông cốt sợi được kiểm soát bằng mô đun các thành phần của nó. Giá trị xấp xỉ của mô đun đàn hồi E_cn, được lấy bằng giá trị trung bình giữa σ_c = 0 và 0,4.f_cck.

CHÚ THÍCH:

Giá trị gần đúng của bê tông cốt sợi với cốt liệu quazit có thể được xác định từ công thức dưới đây:

E_cn = 22000(ƒ_cck/10)^0,3          MPa                                  (6)

Với cốt liệu là đá vôi hoặc cát kết, giá trị này nên được giảm xuống lần lượt 10% và 30%. Với cốt liệu bazan giá trị được tăng thêm 20%.

6.4.3  Khả năng làm việc và chất lượng của bê tông cốt sợi hỗn hợp phụ thuộc vào số lượng và chiều dài sợi trong hỗn hợp. Khả năng làm việc và chất lượng của bê tông cốt sợi phải được dẫn chứng bằng tài liệu trước khi sử dụng.

CHÚ THÍCH:

Như một hướng dẫn chiều dài lớn nhất của sợi nên bằng 60 mm và số lượng cốt sợi lớn nhất bằng 2% thể tích.

6.4.4  Các sợi phải đủ chiều dài để có độ dính kết giữa nền bê tông và cốt sợi.

CHÚ THÍCH:

Chiều dài tối thiểu của sợi bằng 30 mm. Chiều dài tối thiểu của sợi cũng nên lớn hơn ba lần kích thước hạt lớn nhất.

6.4.5  Vật liệu bê tông trong bê tông cốt sợi phải phù hợp với 6.3.1 và 6.3.2.

6.4.6  Cường độ chịu nén đặc trưng của mẫu hình trụ, f_cck, của vật liệu phải được xác định tại điểm phân vị 5% trong phân phối xác suất của số liệu cường độ. Số liệu cường độ đặc trưng phải được ước lượng với độ chắc chắn ít nhất bằng 75%.

6.4.7  f_cck phải được xác định trên mẫu hình trụ tiêu chuẩn có kích thước 300 x 150 mm được thử nghiệm theo các tiêu chuẩn được công nhận (ASTM, ACI hoặc EN).

6.4.8  Cường độ chịu kéo đặc trưng, f_ck của vật liệu phải được xác định bằng 50% vi phân của phân phối xác suất của số liệu cường độ. Số liệu cường độ đặc trưng phải được xác định với độ chắc chắn ít nhất bằng 75%.

6.4.9  Cường độ chịu kéo đặc trưng, f_tk có thể xác định từ chuyển đổi cường độ chịu kéo đặc trưng trong thử nghiệm phân tách hoặc từ mô đun kéo đứt sang cường độ chịu kéo.

CHÚ THÍCH:

Hệ số chuyển đổi để có được cường độ chịu kéo đặc trưng bằng 0,8 với cường độ thử nghiệm phân tách và 0,6 với cường độ mô đun kéo đứt. Cường độ đặc trưng được định nghĩa trong 6.4.8.

Kích thước tham chiếu của mẫu hình trụ để xác định cường độ phân tách đặc trưng sử dụng trong tiêu chuẩn này phải được lấy bằng 150x300 mm. Thử nghiệm được thực hiện trên các kích thước mẫu thử nghiệm khác nên kèm theo hệ số chuyển đổi để chuyển sang kết quả của trụ 150x300 mm.

Khi lấy mô đun đặc trưng của giá trị kéo đứt từ bốn điểm tải trọng thiết lập phải lấy bằng thiết lập thử nghiệm tham chiếu. Có thể thấy rằng thử nghiệm thực hiện sử dụng phương pháp ba điểm uống cho kết quả lớn hơn 13% so với thiết lập bốn điểm uốn. Nếu sử dụng phương pháp 3 điểm uốn kết quả mô đun đặc trưng của giá trị kéo đứt phải được điều chỉnh phù hợp.

6.4.10  Cường độ chịu kéo đặc trưng của bê tông cốt sợi sẽ tăng theo một hàm của phần trăm thể tích hỗn hợp cốt sợi trong bê tông. Cường độ chịu kéo của cốt sợi thép tăng nhiều hơn so với cốt sợi FRP. Trong cả hai trường hợp điều kiện tiên quyết là cốt sợi được trộn đồng đều trong toàn bộ bê tông.

Những hướng dưới đây đối với tăng cường độ chịu kéo đặc trưng f_tk có thể được bắt đầu sử dụng trong một dự án cho đến khi tìm được cường độ chịu kéo thực tế.

CHÚ THÍCH:

Với sợi thép: như chỉ dẫn f_tk có thể lấy được từ công thức dưới đây:

ƒ_tk=(0,48 + 0,1.n)(ƒ_cck)^0,5                                                  (7)

Trong đó

n : phần trăm thể tích của sợi thép trong hỗn hợp bê tông.

Với sợi FRP: như một hướng dẫn f_tk có thể có được từ công thức sau:

ƒ_tk = (0,48 + 0,05.n)(ƒ_cck)^0,5                                            (8)

Trong đó n là phần trăm thể tích của sợi FRP trong hỗn hợp bê tông.

6.4.11  Cường độ chịu nén đặc trưng của mẫu bê tông hình trụ, f_cck, thường không bị ảnh hưởng bởi loại sợi (thép hay FRP) trong bê tông. Đặc tính của bê tông cốt sợi bền hơn so với bê tông không có sợi.

6.4.12  Cường độ chịu nén chuẩn hóa, f_cn, của bê tông cốt sợi có thể được xác định từ công thức sau:

ƒ_cn=ƒ_cck(1-ƒ_cck/600)                                               (9)

Trong đó

f_cck : cường độ đặc trưng của bê tông của mẫu bê tông hình trụ của bê tông cốt sợi.

Hệ số (1-f_cck /600) được áp dụng với cường độ chịu nén đặc trưng của mẫu hình trụ, f_cck, và chú ý đến cường độ làm việc, tính giòn, ảnh hưởng giá hóa do chịu ứng suất lớn duy trì, v.v.. của ống chuyển tiếp.

6.4.13  Cường độ chịu kéo chuẩn hóa, f_tn, của bê tông cốt sợi trọng lượng trung bình có thể được xác định từ công thức sau cho bê tông với cấp từ C35 đến C90.

ƒ_tn=ƒ_tk(1-(ƒ_tk/25)0,6)                                                    (10)

6.4.14  Trước khi sử dụng bê tông cốt sợi trong kết cấu, hỗn hợp bê tông liên hợp phải được chứng minh bằng tài liệu là phù hợp với mục đích áp dụng. Tối thiểu các đặc tính sau đây của bê tông cốt sợi phải được chứng minh:

- Khả năng làm việc.

- Mô đun đàn hồi.

- Cường độ chịu nén đặc trưng của mẫu hình trụ của bê tông cốt sợi, f_cck.

- f_tk, cường độ chịu kéo đặc trưng của bê tông cốt sợi (được quy định tại 6.4.9 và 6.4.10 ở trên).

- Hệ số cường độ mỏi, C₅, của bê tông cốt sợi. Hệ số C₅ xác định mối quan hệ giữa cường độ tĩnh tham chiếu, f_rd, và cường độ mỏi tham chiếu, f_rd,fat. Mối quan hệ này được xác định là f_rd,fat = C5 x f_rf. Các quy định liên quan được nêu trong TCVN 6170- 10.

- Bản thân vật liệu bê tông không có cốt sợi phải được chứng minh bằng tài liệu là phù hợp với các yêu cầu cơ bản cho bê tông tại 6.3.

CHÚ THÍCH.

Các đường cong S-N phải được thể hiện theo định dạng thích hợp với các đường cong S-N cho bê tông như đã thể hiện trọng TCVN 6170-10 để làm các điều khoản chỉ dẫn thiết kế cho trạng thái giới hạn mỏi (FLS) trong tiêu chuẩn này.

6.4.15  Cường độ chịu cắt tĩnh có thể tăng do sự có mặt của cốt sợi và kết hợp với sự tăng của cường độ chịu kéo. Khả năng tăng cường độ chịu cắt này cũng phải được chứng minh bằng tài liệu cho các phần tử bê tông cốt sợi. Phải sử dụng cốt sợi cùng loại, chiều dài, thể tích và chất lượng trong thử nghiệm. Các thử nghiệm phải được thực hiện trên các dầm chịu hai điểm tải trọng.

CHÚ THÍCH:

Mẫu thử nghiệm phải có kích thước tối thiểu h = 200 mm, b = 100 mm, trong đó h và b lần lượt là chiều cao và chiều rộng của mẫu. Chiều dài tối thiểu của mẫu là 1350 mm và nhịp cắt, a, tối thiểu bằng 500 mm, cụ thể a/h > 2,5. Mẫu bê tông phải được gia cường với cốt thép dọc theo chiều dài. Mục đích của thử nghiệm này là để đánh giá phân phối của cường độ chịu kéo của bê tông cốt sợi trong công thức cường độ chịu cắt trong TCVN 6170-10 dựa trên f_tk và phương pháp thiết kế đo lường trong tiêu chuẩn này.

6.4.16  Phải áp dụng cùng hệ số vật liệu cho bê tông cốt sợi và bê tông thường.

6.4.17  Độ bền của cốt sợi sử dụng phải được chứng minh bằng tài liệu. Bê tông cốt sợi thép không được sử dụng trong vùng lớp bảo vệ bê tông và tiếp xúc với môi trường cấp XD2, XS2, XF1 và XA1 hoặc cao hơn. Sợi FRP chống ăn mòn. Cốt sợi FRP phải được chứng minh bằng tài liệu về độ bền khi tiếp xúc với môi trường biển.

6.4.18  Dự đoán chiều rộng vết nứt phụ thuộc vào cường độ chịu kéo của bê tông. Cường độ chịu kéo càng lớn khoảng cách giữa các vết nứt càng xa và chiều rộng các vết nứt càng lớn. Thử nghiệm dầm phải được thực hiện để chứng minh mối quan hệ giữa chiều rộng vết nứt và cường độ chịu kéo với cốt sợi thực tế sử dụng.

6.5  Vữa kết cấu

6.5.1  Các yêu cầu vật liệu

6.5.1.1  Thành phần của vữa gồm xi măng, nước và thường có các phụ gia và cốt liệu mịn. Những thành phần này phải đạt các yêu cầu tương tự như trong 6.2. Vữa kết cấu phải có cường độ chịu nén đặc trưng lớn hơn 35 MPa. Vữa kết cấu có thể được trộn đóng gói sẵn hoặc chỉ bao gồm nguyên vữa xi măng.

6.5.1.2  Mô đun đàn hồi chuẩn của vữa kết cấu được kiểm soát bởi mô đun đàn hồi của các thành phần. Các giá trị mô đun đàn hồi gần đúng, E_cn, được lấy bằng giá trị trung bình của σ_c = 0 và 0,4 x f_cck.

CHÚ THÍCH:

Các giá trị gần đúng của vữa kết cấu cốt liệu quazit có thể được xác định từ công thức sau:

E_cn= 22000 (ƒ_cck /10)^0,3    (MPa)                                      (11)

6.5.1.3  Tất cả các vật liệu thành phần phải cân đối theo tỷ lệ khối lượng trừ nước có thể cân đối theo thể tích. Tỷ lệ nước/xi măng không được lớn hơn 0,45.

CHÚ THÍCH:

Tỷ lệ của vữa trộn ngoài công trường nên có độ chính xác bằng 2% đối với xi măng và các vật liệu trộn và bằng 1 % đối với nước.

Vữa dùng trong môi trường biển nên có hàm lượng xi măng tối thiểu bằng 600 kg/m³.

6.5.1.4  Kích thước cốt liệu lớn nhất phải được chỉ rõ dựa trên mục đích sử dụng, ví dụ khoảng cách giữa cốt liệu và cách sắp đặt (kích thước của ống cao su, đầu máy bơm, v.v..).

6.5.1.5  Các đặc tính khi làm việc của vữa phải được chứng minh bằng tài liệu thông qua thiết lập thử kích cỡ lớn thích hợp (thử nghiệm mô hình) khi sử dụng vữa. Việc thiết lập thử phải phản ánh được điều kiện thực tế và thiết bị ngoài bãi kể cả đường kính và chiều dài ống cao su đặc trưng thực tế để đánh giá khả năng bơm của vật liệu.

Hơn nữa, nếu có tác động bất ngờ tham gia vào hình dạng sắp đặt của vữa, chúng phải được phản ánh trong thiết lập thử. Việc đổ đầy thể tích dự định phải được chứng minh và ghi lại thành tài liệu.

CHÚ THÍCH:

Có một vấn đề rất quan trọng là vữa kết cấu có thể tích không đổi để có thể trám đầy thể tích, do tự co và co khô lớn của vữa sẽ giảm khả năng chịu lực của phần tử kết cấu. Đánh giá sự không thay đổi thể tích cần được ghi lại thành tài liệu trước khi bắt đầu xây dựng hoặc hoạt động.

6.5.1.6  Hỗn hợp vữa sử dụng để phun trong ống ứng lực trước phải được thiết kế với đặc tính riêng biết mà ít nhất phải bao gồm: độ chảy và độ tách nước (trong điều kiện dẻo), tự co và cường độ chịu nén (trong điều kiện hóa cứng).

6.5.1.7  Đặc tính của vữa kết cấu phải được dẫn chứng trong chứng nhận vật liệu, xác định ít nhất những giới hạn và đặc tính sau:

- Các giới hạn vận hành chính: nhiệt độ giới hạn cho vữa sử dụng, phạm vi chiều dày, phạm vi chiều dài bơm và cao độ cột nước áp của đường kính ống mềm đặc trưng.

- Các đặc tính cơ bản: mật độ, tính chảy, thời gian đông kết (bắt đầu và kết thúc), hàm lượng không khí, tính ổn định, v.v...

- Đặc tính cơ học: độ co, biến dạng, cường độ chịu nén đặc trưng của mẫu hình trụ, mô đun đàn hồi, hệ số Poisson và cường độ chịu kéo phân tách hoặc mô đun kéo đứt (theo ASTM và EN). Trong tất cả các trường hợp, giá trị trung bình, độ lệch chuẩn và số lượng mẫu thử nghiệm phải được báo cáo. Nếu đặc tính phát triển theo thời gian và nhiệt độ cần phải quan tâm trong trường hợp dự định, phải dẫn chứng lại điều này.

- Thông số cường độ mỏi, C₅, của vữa xác định tương quan giữa cường độ tĩnh tham chiếu f_rd và cường độ mỏi tham chiếu f_rd,fat. Mối quan hệ này được xác định bằng f_rd,fat = C₅.f_rf. Tham khảo TCVN 6170-10. Các quy định được nêu trong Phụ Lục H.

CHÚ THÍCH:

Các đường cong S-N phải được thể hiện theo định dạng thích hợp với các đường cong S-N cho bê tông như đã thể hiện trọng TCVN 6170-10 để làm các điều khoản chỉ dẫn thiết kế cho trạng thái giới hạn mỏi (FLS) trong tiêu chuẩn này.

6.6.1.8  Cường độ chịu nén đặc trưng của mẫu hình trụ, f_cck, phải được xác định bằng 5% vi phân trong phân phối xác suất của số liệu cường độ. Số liệu cường độ đặc trưng phải được ước lượng với độ chắc chắn ít nhất bằng 75%.

6.5.1.9  Cường độ chịu kéo đặc trưng, f_tk, của vật liệu phải được xác định bằng 50% vi phân trong phân phối xác suất của số liệu cường độ. Số liệu cường độ đặc trưng phải được ước tính với độ chắc chắn 75%.

CHÚ THÍCH:

Như hướng dẫn f_tk, có thể có được từ công thức sau:

ƒ_tk=0.48(ƒ_cck)^0,5                                                               (12)

6.5.1.10  Cường độ chịu kéo đặc trưng, f_tk, có thể được xác định bằng cách chuyển đổi từ cường độ chịu kéo đặc trưng từ thử nghiệm phân tách hoặc từ mô đun kéo đứt sang cường độ chịu kéo.

CHÚ THÍCH:

Hệ số chuyển đổi để tính cường độ chịu kéo đặc trưng bằng 0,8 với thí nhiệm phân tách đặc trưng và 0,6 với cường độ mô đun kéo đứt đặc trưng. Cường độ đặc trưng được xác định trong 6.5.1.9.

Kích thước trụ tham chiếu để tìm ra cường độ tách đặc trưng sử dụng trong tiêu chuẩn này phải bằng 150x300 mm. Các thử nghiệm được thực hiện trên các kích thước mẫu thử nghiệm khác nên được kèm theo với hệ số hiệu chỉnh để đưa ra kết quả của trụ 150 x 300 mm.

Khi lấy mô đun đặc trưng của giá trị kéo đứt từ bốn điểm tải trọng thiết lập phải lấy bằng thiết lập thử nghiệm tham chiếu. Có thể thấy rằng thử nghiệm thực hiện sử dụng phương pháp ba điểm uống cho kết quả lớn hơn 13% so với thiết lập bốn điểm uốn. Nếu sử dụng phương pháp 3 điểm uốn kết quả mô đun đặc trưng của giá trị kéo đứt phải được điều chỉnh phù hợp.

6.5.1.11  Trong những trường hợp mà mẫu QC ngoài công trường được đúc sẵn là hình lập phương hoặc hình trụ nhỏ hơn mẫu sử dụng để xác định cường độ chịu nén đặc trưng, một hệ số chuyển đổi từ mẫu QC và mẫu thử nghiệm hình trụ tiêu chuẩn phải được xác định. Đây là một yêu cầu để sử dụng các mẫu thử nghiệm QC khác cho các dự án ngoài khơi.

6.5.1.12  Cường độ chịu nén chuẩn hóa, f_cn, của vữa kết cấu phải được xác định từ công thức sau:

ƒ_cn=ƒ_cck(1-ƒ_cck/600)                                                (13)

Trong đó

f_cck = cường độ đặc trưng của bê tông của mẫu bê tông hình trụ của bê tông cốt sợi.

Hệ số (1 -f_cck / 600) được áp dụng với cường độ chịu nén đặc trưng của mẫu hình trụ, f_cck, và chú ý đến cường độ làm việc, tính giòn, ảnh hưởng giá hóa do chịu ứng suất lớn duy trì, v.v.. của ống chuyển tiếp.

6.5.1.13  Cường độ chịu kéo chuẩn hóa, f_tn, của vữa kết cấu phải được xác định từ công thức sau:

ƒ_tn=ƒ_tk (1-(ƒ_tk/25)^0.6)                                                     (14)

6.5.1.14  Phụ Lục I cung cấp những hướng dẫn trong hệ thống QA/QC cho công tác sản xuất vữa kết cấu.

6.5.1.15  Với những yêu cầu khi sử dụng vữa thường được quy định tại TCVN 6170- 11.

6.5.2  Vữa hỗn hợp đóng gói sẵn

6.5.2.1  Vữa kết cấu được trộn và đóng gói sẵn phải được kiểm tra và giao hàn theo tiêu chuẩn được công nhận tại nơi sử dụng. Những tiêu chuẩn thích hợp được công nhận là ASTM, ISO và EN. Khuyến cáo thử nghiệm cho vữa hóa cứng và vữa tươi được cho nêu trong Phụ Lục H.

6.5.2.2  Vữa được trộn và đóng gói sẵn phải được phân phối cùng với chứng nhận vật liệu chỉ ra ít nhất các giới hạn và đặc tính đã được ghi trong Phụ Lục H.

6.5.2.3  Nhà sản xuất vữa phải có hệ thống chất lượng trong vận hành giải thích được các yêu cầu trong phần này và đảm bảo khả năng truy xuất đầy đủ về sự sản xuất vữa. Trách nhiệm vận hành hệ thống chất lượng phải được thực hiện cùng một người có chuyên môn tại bãi sản xuất.

6.5.2.4  Phạm vi thử nghiệm sản phẩm phải đầy đủ để xác nhận vữa bê tông thành phẩm đúng với giấy chứng nhận vật liệu.

6.5.2.5  Kế hoạch cho các thử nghiệm trong quá trình sản xuất phải được chỉ rõ bởi nhà máy sản xuất vữa và có trong hệ thống QA của xưởng sản xuất, hệ thống QA tối thiểu phải có các yêu cầu được chỉ ra trong Phụ Lục I.

6.6  Vữa bê tông xây dựng cốt sợi

6.6.1  Các yêu cầu vật liệu cho vữa kết cấu cốt sợi

6.6.1.1  Các vật liệu thành phần của vữa cốt sợi là xi măng, cốt liệu mịn, nước, phụ gia và vật liệu sợi hỗn hợp ngắn để tạo thành nền. Vật liệu sợi ngắn có thể được tạo thành từ thép hoặc FRP. Vữa kết cấu cốt sợi trong tiêu chuẩn này phải có cường độ chịu nén đặc trưng lớn hơn 35 MPa. Vữa kết cấu cốt sợi có thể được trộn và đóng gói sẵn hoặc chỉ có vữa xi măng nguyên chất.

6.6.1.2  Mô đun đàn hồi chuẩn của vữa kết cấu được kiểm soát bởi mô đun đàn hồi của các thành phần. Các giá trị mô đun đàn hồi gần đúng, E_cn, được lấy bằng giá trị trung bình của σ_c = 0 và 0,4.f_cck.

CHÚ THÍCH:

Các giá trị gần đúng của vữa kết cấu cốt liệu quazit có thể được xác định từ công thức sau:

E_cn = 22000 (ƒ_cck/10)^0.3 MPa                                            (15)

6.6.1.3  Khả năng làm việc và chất lượng của hỗn hợp vữa cốt sợi phụ thuộc vào các đặc tính khác, số lượng và chiều dài của sợi trong hỗn hợp. Khả năng làm việc và chất lượng của vữa cốt sợi phải được chứng minh bằng tài liệu trước khi sử dụng.

CHÚ THÍCH:

Như một chỉ dẫn, chiều dài lớn nhất của sợi nên bằng 60 mm và số lượng sợi lớn nhất bằng 2% thể tích.

6.6.1.4  Các sợi phải đủ chiều dài để có độ kết dính giữa vữa nền và cốt sợi.

CHÚ THÍCH:

Như một hướng dẫn, chiều dài tối thiểu của cốt sợi phải là 20 mm. Chiều dài tối thiểu của cốt sợi cũng phải lớn hơn ba lần kích thước cốt liệu lớn nhất.

6.6.1.5  Vật liệu vữa trong vữa cốt sợi phải phù hợp với các yêu cầu trong 6.5.1 and 6.5.2.

6.6.1.6  Cường độ chịu nén đặc trưng của mẫu hình trụ, f_cck, phải được xác định bằng 5% vi phân phân phối xác suất của số liệu cường độ. Số liệu cường độ đặc trưng phải được ước lượng với độ chắc chắn ít nhất bằng 75%.

6.6.1.7  f_cck phải được xác định trong nước đã xử lý trên mẫu hình trụ tiêu chuẩn có đường kính 150 mm và chiều cao 300 mm được thử nghiệm theo các tiêu chuẩn được công nhận (ASTM, ACI hoặc EN).

6.6.1.8  Cường độ chịu kéo đặc trưng, f_ck, của vật liệu phải được xác định bằng 50% vi phân của phân phối xác suất của số liệu cường độ. Số liệu cường độ đặc trưng phải được xác định với độ chắc chắn ít nhất bằng 75%.

6.6.1.9  Cường độ chịu kéo đặc trưng, f_tk, có thể xác định từ chuyển đổi cường độ chịu kéo đặc trưng trong thử nghiệm phân tách hoặc từ mô đun kéo đứt sang cường độ chịu kéo.

CHÚ THÍCH:

Hệ số chuyển đổi để có được cường độ chịu kéo đặc trưng bằng 0,8 với cường độ thử nghiệm phân tách và 0,6 với cường độ mô đun kéo đứt. Cường độ đặc trưng được định nghĩa trong 6.6.1.8.

Kích thước tham chiếu của mẫu hình trụ để xác định cường độ phân tách đặc trưng sử dụng trong tiêu chuẩn nảy phải được lấy bằng 150 x 300 mm. Thử nghiệm được thực hiện trên các kích thước mẫu thử nghiệm khác nên kèm theo hệ số chuyển đổi đề chuyển sang kết quả của trụ 150x300 mm.

Khi lấy mô đun đặc trưng của giá trị kéo đứt từ bốn điểm tải trọng thiết lập phải lấy bằng thiết lập thử nghiệm tham chiếu. Có thể thấy rằng thử nghiệm thực hiện sử dụng phương pháp ba điểm uống cho kết quả lớn hơn 13% so với thiết lập bốn điểm uốn. Nếu sử dụng phương pháp 3 điểm uốn kết quả mô đun đặc trưng của giá trị kéo đứt phải được điều chỉnh phù hợp.

6.6.1.10  Cường độ chịu nén đặc trưng của mẫu hình trụ của vữa thường không bị ảnh hưởng bởi thành phần cốt sợi (thép hay FRP) trong vữa. Vữa cốt sợi sẽ làm việc một cách bền vững hơn so với vữa không có cốt sợi.

6.6.1.11  Cường độ chịu kéo đặc trưng của vữa cốt sợi sẽ tăng theo hàm của phần trăm thể tích cốt sợi trộn trong vữa. Cường độ chịu kéo của cốt sợi thép tăng nhiều hơn so với cốt sợi FRP. Với cả hai trường hợp điều kiện tiên quyết là các cốt sợi được trộn đều trong vữa.

Các hướng dẫn sau chú ý đến sự tăng cường độ chịu kéo đặc trưng, f_tk, có thể sử dụng ngày từ đầu trong dự án cho đến khi xác định được cường độ chịu kéo thực tế.

CHÚ THÍCH:

Với cốt sợi thép:

Như một hướng dẫn f_tk có thể có được từ công thức sau:

ƒ_tk = (0, 48 + 0,1 n) (ƒ_cck)^0,5                                               (16)

Trong đó

n phần trăm thể tích của cốt sợi thép trong hỗn hợp vữa.

Với cốt sợi FRP:

Như một hướng dẫn f_tk có thể có được từ công thức sau:

ƒ_tk =(0,48 + 0,05.n)(f_cck)^0,5                                                (17)

n : phần trăm thể tích của cốt sợi FRP trong hỗn hợp vữa.

6.6.1.12  Cường độ chịu nén chuẩn, f_cn, của vữa cốt sợi có thể được xác định từ công thức sau:

ƒ_cn =ƒ_cck(1-ƒ_cck/600)                                                ( 18 )

Trong đó

f_cck : cường độ đặc trưng của bê tông của mẫu bê tông hình trụ của bê tông cốt sợi

Hệ số (1-f_cck/600) được áp dụng với cường độ chịu nén đặc trưng của mẫu hình trụ, f_cck, và chú ý đến cường độ làm việc, tính giòn, ảnh hưởng giá hóa do chịu ứng suất lớn duy trì, v.v.. của ống chuyển tiếp.

6.6.1.13  Cường độ chịu kéo chuẩn hóa, f_tn, của vữa cốt sợi phải được xác định từ công thức sau:

ƒ_tn=ƒ_tk(1-(ƒ_tk/25)^0,6)                                                      (19)

6.6.1.14  Trước khi sử dụng bê tông cốt sợi trong kết cấu, hỗn hợp bê tông liên hợp phải được chứng minh bằng tài liệu là phù hợp với mục đích sử dụng và được phân phối cùng với Tiêu chuẩn vật liệu. Tối thiểu các đặc tính sau đây của bê tông cốt sợi phải được chứng minh:

- Các giới hạn vận hành chính: nhiệt độ giới hạn cho vữa sử dụng, phạm vi chiều dày, phạm vi chiều dài bơm và cao độ cột nước áp của đường kính ống mềm đặc trưng.

- Các đặc tính cơ bản: mật độ, tính chảy, thời gian đông kết (bắt đầu và kết thúc), hàm lượng không khí, tính ổn định, v.v..

- Đặc tính cơ học: độ co, biến dạng, cường độ chịu nén đặc trưng của mẫu hình trụ, mô đun đàn hồi, hệ số Poisson và cường độ chịu kéo phân tách hoặc mô đun kéo đứt (theo ASTM và EN). Trong tất cả các trường hợp, giá trị trung bình, độ lệch chuẩn và số lượng mẫu thử nghiệm phải được báo cáo. Nếu đặc tính phát triển theo thời gian và nhiệt độ cần phải quan tâm trong trường hợp dự định, phải dẫn chứng lại điều này.

- Thông số cường độ mỏi, C₅ của vữa xác định tương quan giữa cường độ tĩnh tham chiếu f_rd và cường độ mỏi tham chiếu f_rd,fat. Mối quan hệ này được xác định bằng f_rd,fat = C₅ x f_rf. Xem TCVN 6170-10.

- Vật liệu vữa không có cốt sợi phải được lập thành văn bản phù hợp với các yêu cầu trong 6.5.1.

- Một danh sách đầy đủ về thành phần được yêu cầu được quy định tại Phụ Lục H.

6.6.1.15  Độ bền của cốt sợi phải được dẫn chứng bằng tài liệu là phù hợp để áp dụng khi được yêu cầu. Cốt sợi FRP chống ăn mòn tuy nhiên độ bền của cốt sợi FRP phải được chứng minh bằng tài liệu khi tiếp xúc với môi trường biển.

Vữa cốt sợi thép không được sử dụng trong khu vực lớp bảo vệ của kết cấu bê tông cốt thép. Độ bền của vữa cốt sợi thép tiếp xúc với các cấp môi trường XD2, XS2, XF1, XA1 hoặc cao hơn trong các liên kết bơm trám, ngàm kẹp, v.v.. phải được chứng minh bằng tài liệu.

6.6.1.16  Cường độ cắt tĩnh có thể tăng nhờ sự có mặt của cốt sợi và cường độ chịu kéo tăng. Khả năng tăng cường độ chịu cắt này cũng phải được chứng minh bằng tài liệu với phần tử dùng vữa cốt sợi. Phải sử dụng sợi có cùng loại, chiều dài, thể tích và chất lượng trong thử nghiệm.

6.6.1.17  Dự đoán chiều rộng vết nứt phụ thuộc vào cường độ chịu kéo của bê tông. Cường độ chịu kéo càng lớn khoảng cách giữa các vết nứt càng xa và chiều rộng các vết nứt càng lớn. Thử nghiệm dầm phải được thực hiện để chứng minh mối quan hệ giữa chiều rộng vết nứt và cường độ chịu kéo với cốt sợi thực tế sử dụng.

6.6.1.18  Phụ Lục I cung cấp các hướng dẫn hệ thống QA/QC trong sản xuất vữa kết cấu, những yêu cầu này cũng phải được sử dụng trong sản xuất vữa cốt sợi.

6.6.2  Hỗn hợp vữa và cốt sợi đóng gói sẵn

6.6.2.1  Vữa trộn và đóng gói sẵn với cốt sợi phải được kiểm tra và phân phối theo tiêu chuẩn được công nhận tại nơi sử dụng. Các tiêu chuẩn thích hợp được công nhận gồm ASTM, ISO và EN. Khuyến cáo thử nghiệm với vữa tươi và đã cứng được nêu trong Phụ Lục H.

6.6.2.2  Vữa kết cấu trộn và đóng gói sẵn với cốt sợi phải được phân phối kèm với Chứng nhận vật liệu chỉ ra được ít nhất phạm vi sử dụng và đặc tính của vữa. Các quy định được nêu trong Phụ Lục H.

6.6.2.3  Nhà sản xuất vữa phải có hệ thống kiểm tra chất lượng trong vận hành tính đến các yêu cầu trong mục này và đảm bảo đủ khả năng truy xuất nguồn gốc của sản phẩm vữa. Trách nhiệm vận hành và quản lý chất lượng phải được thực hiện với một người có chuyên môn tại bãi chế tạo.

6.6.2.4  Phạm vi kiểm tra sản phẩm phải đủ để chắc chắn vữa thành phẩm đúng với Chứng nhận vật liệu.

6.6.2.5  Kế hoạch kiểm tra trong quá trình sản xuất phải được nhà sản xuất vữa chỉ rõ và có trong hệ thống QA của xưởng sản xuất, hệ thống QA tối thiểu phải có các yêu cầu đã chỉ ra trong Phụ Lục I.

6.7  Cốt thép

6.7.1  Cốt thép

6.7.1.1  Cốt thép phải phù hợp với điều kiện dịch vụ đã định và có đủ thuộc tính về độ bền, tính dẻo, độ dai, khả năng hàn được, tính kết dính (có gai), khả năng chống ăn mòn và thành phần hóa học. Các thuộc tính này sẽ được quy định bởi nhà cung cấp hoặc được xác định bằng các phương pháp thử nghiệm đã được công nhận.

6.7.1.2  Thép gia cường sẽ phù hợp với TCVN 1651-2 và TCVN 1651-3 hoặc các tiêu chuẩn quốc tế liên quan đến thép gia cường (ví dụ Phần 2 và Phần 3 của ISO 6935).

6.7.1.3 Độ đặc phải được đảm bảo giữa các thuộc tính vật liệu được giả định trong thiết kế và các yêu cầu của tiêu chuẩn được sử dụng. Nói chung, cán nóng, các thanh có rãnh của chất lượng hàn được và với độ dẻo cao sẽ được sử dụng. Trong trường hợp sử dụng các chi tiết động đất là cần thiết, cốt thép được cung cấp sẽ đáp ứng các yêu cầu về độ dẻo và tiêu chuẩn tham chiếu được sử dụng trong thiết kế.

6.7.1.4  Cốt thép sẽ được phân phối với một giấy chứng nhận làm việc. Yêu cầu đối với một giấy chứng nhận công trình có thể được miễn nếu cốt thép được sản xuất và kiểm tra trong một hệ thống (scheme) chứng nhận quốc tế hoặc quốc gia và tất cả các dữ liệu kiểm tra cần thiết đã được minh chứng bằng văn bản dựa trên dữ liệu thống kê từ nhà sản xuất. Tất cả thép được xác định rõ ràng.

6.7.1.5  Cốt thép mạ kẽm có thể được sử dụng ở những nơi mà sự dự phòng được thực hiện để đảm bảo rằng sẽ không có phản ứng với xi măng gây ảnh hưởng bất lợi đến sự kết dính đối với cốt thép mạ kẽm.

6.7.1.6  Thép không gỉ có thể được sử dụng để đáp ứng các yêu cầu đối với các thuộc tính cơ học của cốt thép thường.

6.7.1.7  Cốt thép được phủ nhựa epoxy có thể được sử dụng để đáp ứng yêu cầu đối với các thuộc tính cơ học của các dầm gia cố thông thường.

6.7.1.8  Cốt thép lõi nhiệt (tempcore) có thể được sử dụng các yêu cầu về thuộc tính cơ học mà cốt thép thông thường phải đáp ứng.

6.7.2  Nối ghép cơ học và đặt neo đối với cốt thép

6.7.2.1  Thiết bị neo hoặc đầu nối phải phù hợp với tiêu chuẩn công nhận và theo quy định trong các đặc điểm kỹ thuật dự án. Thuộc tính chịu mỏi và đường cong SN sẽ nhất quán với giả thiết của thiết kế và được minh chứng bằng tài liệu cho các kết hợp thực tế của thanh cốt thép, của các đầu nối để nối các cốt thép dự ứng lực và đặt mỏ neo.

6.7.2.2  Các nối ghép cơ học và mỏ neo sẽ được chuyển giao với giấy chứng nhận sản phẩm.

6.7.2.3  Mỏ neo cuối được hàn ma sát trên thanh thép (đầu chữ T) phải được kiểm tra chất lượng chuyên sâu với loại thanh thép thực tế và được kiểm tra thường xuyên trong quá trình sản xuất. Chương trình kiểm tra sẽ bao gồm kiểm tra kéo và kiểm tra uốn để làm tài liệu minh chứng cho độ bền và độ dẻo của liên kết. Các mối hàn ma sát sẽ không được hỏng trước thép chủ.

6.7.3  Thẩm định các quy trình hàn

Quy trình hàn, cùng với mức độ thử nghiệm cho các kết nối mối hàn liên quan đến bê tông cốt thép và kết cấu bê tông sẽ được quy định và thẩm định trong từng trường hợp.

6.7.4  Cường độ đặc trưng cốt thép

6.7.4.1  Đối với thép dùng làm cốt, cường độ đặc trưng, f_yk, được lấy cho 5% phân vị khiếm khuyết (defective fractile).

6.7.4.2  Đối với trạng thái giới hạn mỏi (FLS), đường cong mỏi SN đặc trưng phải được xác định bằng thống kê lấy cho 2,5% phân vị khiếm khuyết cho cốt, đầu nối, các kết nối bằng hàn, v.v.. trừ khi các giá trị khác được xác định trong tiêu chuẩn viện dẫn trong thiết kế đó.

6.8  Thép dự ứng lực

6.8.1  Tổng quan

6.8.1.1  Thép dự ứng lực là một sản phẩm được thực hiện theo tiêu chuẩn ISO 6934 và/hoặc tiêu chuẩn quốc tế liên quan đến thép dự ứng lực.

6.8.1.2  Thép dự ứng lực sẽ được chuyển giao với một giấy chứng nhận sản phẩm.

6.8.1.3  Các thuộc tính mỏi (đường cong S-N) cho thép dự ứng lực sẽ được ghi nhận bằng văn bản.

6.8.1.4  Khi sử dụng trong môi trường biển, những ảnh hưởng bất lợi có thể có của môi trường biển lên cường độ mỏi phải được tính tới các đường cong Wöhler.

6.8.2  Các thành phần của hệ thống dự ứng lực

6.8.2.1  Thanh cốt thép căng (dây, cáp, thanh), các thiết bị neo, Đầu nối để nối các cốt thép dự ứng lực và ống chứa cốt thép dự ứng lực hay ống mềm (chứa cáp) là một phần của hệ thống dự ứng lực được mô tả trong đặc tả kỹ thuật của dự án. Tất cả các bộ phận sẽ tương thích và được xác định rõ ràng.

6.8.2.2  Hệ thống dự ứng lực được thực hiện theo các yêu cầu của thiết kế chi tiết kỹ thuật đã được thẩm định.

6.8.2.3  Bao vỏ sợi cáp nói chung sẽ là một loại cứng hoặc bán cứng, kín nước (không rò gỉ) và đủ cứng để ngăn cản thiệt hại và biến dạng. Các ống dẫn sẽ là thép trừ phi các loại khác được quy định cụ thể bởi thiết kế.

6.8.2.4  Các thành phần cho hệ thống dự ứng lực sẽ được chuyển giao với một giấy chứng nhận sản phẩm.

6.8.2.5  Các đặc tính mỏi (đường cong S-N) cho hệ thống lắp ráp hoàn thành sẽ được dẫn chứng bằng tài liệu.

6.8.2.6  Các thông số cần thiết dùng để tính toán sự mất ma sát, giữa thép dự ứng lực và ống dẫn/vỏ, mất thép neo và chùng thép phải được dẫn chứng bằng tài liệu.

6.8.3  Cường độ đặc trưng cốt thép ứng lực trước

6.8.3.1  Với cường độ đặc trưng của cốt thép ứng lực trước bằng cường độ chảy dẻo f_sy hoặc 0,1 - ứng suất thử đã tính lấy cho 5% phân vị khiếm khuyết (defective fractile).

6.8.3.2  Với trạng thái giới hạn mỏi FLS, đường cong SN đặc trưng phải được xác định bằng thống kê cho 2,5% phân vị khiếm khuyết của cốt thép, các bộ phận ứng suất trước, đầu nối, v.v... trừ khi các giá trị khác được xác định trong tiêu chuẩn viện dẫn trong thiết kế đó.

6.9  Cốt FRP

6.9.1  Yêu cầu chung

6.9.1.1  Phạm vi các điều khoản sử dụng cho vật liệu FRP trong tiêu chuẩn này được giới hạn với các thanh cacbon, kính, aramid hoặc cốt sợi tổng hợp bazan.

6.9.1.2  Các yêu cầu trong phần này không bao gồm quá trình gia công, lắp ráp tiếp theo trong sản phẩm gần hoàn thiện như lưới hoặc lồng và các bài toàn về kết cấu ngoài công trường như lưu trữ và quản lý trên sà lan, thi công cốt thép và ván khuôn của bê tông.

6.9.1.3  Các thanh FRP gia cường phải phù hợp với các điều kiện vận hành dự kiến và phải đảm bảo đủ các đặc tính về cường độ, độ dãn dài đến phá hủy, thời gian kéo đứt, mỏi, độ cứng, độ kết dính, kháng kiềm và thành phần hóa học, Những đặc tính này phải được xác định bằng phương pháp thử nghiệm được công nhận và được xác định bởi nhà cung cấp. Các yêu cầu thử nghiệm được cho trong 6.14.11.

6.9.1.4  Phải đảm bảo tính thống nhất giữa đặc tính thép được giả định trong thiết kế và các yêu cầu của tiêu chuẩn áp dụng. Nhìn chung các thanh FRP phải được sử dụng với tải trọng trên các sợi chủ yếu theo hướng dọc trục thanh và mặt cắt ngang thay đổi ví dụ như để bắt ngàm trong bê tông và một bề mặt có thể có đủ độ kết dính với bê tông.

6.9.1.5  Các thanh FRP phải được phân phối cùng với giấy chứng nhận vật liệu. Các thông số cần thể hiện trong giấy chứng nhận vật liệu như đã chỉ ra trong Phụ lục F. Tất cả các thanh phải được nhận biết rõ ràng.

6.9.1.6  Cốt thép được bọc có thể được sử dụng để đáp ứng các yêu cầu về đặc tính cơ học mà các thanh thép thông thường cần đáp ứng, ảnh hưởng của lớp bọc đến độ kết dính được chứng thực và quy trình bọc được nêu trong hệ thống QA/QC của nhà sản xuất thép.

6.9.1.7  Các đại diện chính của nhà thầu và nhà cung cấp vật liệu thô cho nhà máy sản xuất thép nên tiến hành hệ thống quản lý chất lượng được nhà sản xuất thép chính thức chấp nhận.

6.9.1.8  Nhà máy sản xuất thép phải có hệ thống quản lý chất lượng hoạt động dựa trên các yêu cầu trong phần này và đảm bảo sản phẩm thép có thể truy xuất nguồn gốc đầy đủ. Trách nhiệm vận hành hệ thống quản lý chất lượng phải được thực hiện cùng với một người có chuyên môn khi sản xuất ngoài công trường.

6.9.1.9  Phụ lục G cung cấp những hướng dẫn về hệ thống QA/QC cho sản xuất thanh FRP.

6.9.2  Mối nối cơ khí và neo đối với cốt FRP

6.9.2.1  Sắp xếp neo và các mối ghép nối phải tránh các dạng đã được hạn chế cho kích thước và dạng thanh đang đề cập.

6.9.2.2  Các mối nối cơ khí và thép neo với thanh FRP phải được chuyển giao cùng với một giấy chứng nhận sản phẩm.

6.9.3  Các thanh FRP dự ứng lực trước

6.9.3.1  Các thanh FRP gia cường có thể được sử dụng như thanh dự ứng lực trong kết cấu bê tông cốt thép.

6.9.3.2  Khả năng và đặc tính làm việc của hệ FRP ứng lực trước có thể được sử dụng giống cách với hệ thép ứng lực trước, cụ thể áp dụng cho lực nén vuông góc và mô men trong trường hợp sử dụng ứng lực trước sử dụng đĩa lệch tâm trong mặt cắt. Điều này áp dụng cho cả khả năng chịu uốn dự đoán, cường độ cắt dự đoán, tính toán độ lệch và tính toán chiều rộng vết nứt.

6.9.3.3  Cần xét đến hệ quả so sự sai khác giữa mô đun đàn hồi của FRP và thép tại neo, mất mát do sự co và rão.

CHÚ THÍCH:

Nhìn chung, FRP có mô đun đàn hồi nhỏ hơn thép và do đó không nhạy với neo, mất do sự co và rão hơn cốt thép.

6.9.3.4  Khi tính toán khả năng chịu uốn của phần tử FRP ứng lực trước, sự thay đổi biến dạng/ứng suất của cốt FRP gây ra do tải trọng tác dụng phải được tính đến trong tính toán nội lực và mô men và ứng suất trong cốt FRP không được vượt quá ứng suất cho phép thép các tổ hợp tải trọng được chỉ ra trong 7.4.

6.9.3.5  Với hệ căng trước, các thanh FRP có thể được tạo ứng suất trước đến cấp độ yêu cầu theo TCVN 6170-10. Theo sự đông cứng của bê tông và phát triển đến đủ cường độ dính, cốt FRP có thể được cắt theo cách thông thường và lực căng trước được truyền vào phần bê tông.

6.9.3.6  Hệ căng sau phải được bơm vữa như yêu cầu đối với căng trước cho cốt thép. Ống gen phải được làm từ vật liệu chống ăn mòn và phù hợp với sự tuyền tải giữa cốt FRP và bê tông xung quanh.

6.9.3.7  Với hệ căng sau, hệ thống căng theo phương pháp kẹp có thể gây tổn thất cho cốt FRP. Thông thường, cấp ứng suất căng thấp hơn tương đối so với cường độ ngắn hạn của cốt FRP. Hệ căng sau phải được thử trước. Hệ thống neo thép căng trước phải được dẫn chứng đúng cấp lực căng trước được sử dụng và phải được chế tạo từ vật liệu chống ăn mòn nếu tiếp xúc với môi trường ăn mòn.

6.9.4  Cường độ đặc trưng của cốt FRP

6.9.4.1  Đặc tính của thanh FRP phải được chứng minh bằng các thử nghiệm thích hợp được công nhận. Ít nhất, phải tiến hành thử nghiệm như mô tả trong 6.14.11. Giá trị cường độ và độ cứng phải được thể hiện theo các giá trị đặc trưng.

6.9.4.2  Các tính chất đặc trưng của thép sử dụng trong thiết kế phải được xác định chính xác từ thử nghiệm trên các mẫu thử đại diện cho sản phẩm tiếp theo trong chứng nhận vật liệu hoặc trong bảng số liệu đính kèm với giấy chứng nhận vật liệu.

CHÚ THÍCH:

Hệ số cho sự thay đổi sử dụng trong thiết kế nên được giả thiết cẩn thận. Người ta khuyên nên giả thiết một giá trị lớn và đủ an toàn để chắc chắn rằng những thay đổi có thể xuất hiện trong quá trình sản xuất không được phản ánh trong mẫu thử nghiệm được kể đến.

6.9.4.3  Cường độ đặc trưng của thanh FRP bằng cường độ đặc trưng ngắn hạn của thanh FRP mà được xác định theo phân vị thứ 5 ở phần thấp hơn với độ tin cậy 75% từ thống kê trung bình của mẫu thử nghiệm và độ lệch chuẩn của số liệu cường độ so với thử nghiệm trên các mẫu thử đại diện.

6.9.4.4  Thời gian đến vị trí kéo đứt trên đường cong của các thanh FRP đặc trưng cũng được xác định theo phân vị thứ 5 ở phần thấp hơn độ tin cậy 75% so với số liệu trung bình của mẫu thử và độ lệch chuẩn của tuổi thọ so với thử nghiệm trên các mẫu thử nghiệm đại diện.

6.9.4.5  Nhiệt độ thiết kế là nhiệt độ tham chiếu đặc trưng cho nhiệt độ sử dụng. Nhiệt độ tham chiếu tiêu chuẩn bằng nhiệt độ phòng (20°C + 23°C). Hệ số vật liệu xác định từ số liệu thử nghiệm tại nhiệt độ phóng phải được điều chỉnh thông qua hệ số hiệu chỉnh với nhiệt độ sử dụng, ηT, đã xác định thông qua thử nghiệm tại các nhiệt độ thích hợp.

CHÚ THÍCH:

η_T có thể được giả thiết bằng 1,0 khi áp dụng với khoảng nhiệt độ từ -20°C đến 20°C. η_T phải được xác định cho toàn bộ nhiệt độ sử dụng.

Khi các hoạt động dự định khu vực nhiệt đới và cần chứng thực khả năng chịu cháy, phải sử dụng một nhiệt độ đặc trưng cho nhiệt độ lớn nhất mà thanh FRP sẽ tiếp xúc trong các điều kiện thiết kế được xác định. Nhiệt độ này có thể được tính với số liệu đo đạc nhiệt độ tới hạn như đo độ nguội khi tiến hành với các bề mặt tiếp xúc với ánh nắng mặt trời, chiều dày lớp bảo vệ và lớp ngăn cách/chống cháy sử dụng. Khi làm việc trong điều kiện băng giá và đông lạnh, phải sử dụng nhiệt độ vô cùng thấp. Những vật liệu nằm gần hệ thống tỏa nhiệt (ví dụ như các bộ phận máy móc) phải có khả năng chịu nhiệt độ cao cục bộ.

6.9.4.6  Ảnh hưởng của bê tông lót, tiếp xúc với kiềm, uốn, v.v.. phải được cân nhắc trong khi xác định cường độ của thanh FRP theo 6.14.11.

6.10  Sợi thép

Sợi thép được làm từ cacbon, thủy tinh, bazan và aramid. Sợi FRP phải được thử nghiệm và thấy phù hợp với mục đích sử dụng trong kết cấu bê tông. Phải chứng minh rằng sợi bền trong kết cấu bê tông trong các điều kiện môi trường thực tế.

6.11  Sợi FRP

Sợi FRP được làm từ cacbon, thủy tinh, bazan, aramid. Sợi FRP phải được thử và xác định sự phù hợp việc ứng dụng trong kết cấu bê tông. Sợi này phải được xác định bằng văn bản rằng sợi này bền trong kết cấu bê tông tiếp xúc với điều kiện môi trường thực tế.

6.12  Các vật liệu mạ

Các vật liệu mạ, chẳng hạn như thép và vật liệu tổng hợp phải phù hợp với hoạt động dự định và phải có đủ thuộc tính bền, dẻo, cứng, có khả năng hàn, xé mỏng, có khả năng chống ăn mòn và thành phần hóa học. Nhà cung cấp sẽ minh chứng những đặc tính này bằng tài liệu.

6.13  Vật liệu khác

6.13.1  Vật liệu sửa chữa

6.13.1.1  Thành phần và đặc tính của các vật liệu sửa chữa phải là vật liệu đáp ứng mục đích sử dụng. Chỉ các vật liệu được xác minh là phù hợp mới được sử dụng. Cần nhấn mạnh để đảm bảo những vật liệu này thích hợp với vật liệu bên cạnh, đặc biệt cần chú ý đến tính đàn hồi và sự phụ thuộc vào nhiệt độ của vật liệu.

6.13.1.2  Những yêu cầu đối với vật liệu sửa chữa phải là vấn đề chính trong từng trường hợp cân nhắc và xét duyệt. Sự hư hại của những vật liệu này khi sử dụng tạm thời không được phép làm ảnh hưởng đến chức năng làm việc của công trình trong các bước tiếp theo.

6.13.1.3  Phạm vi thử nghiệm với các vật liệu sửa chữa phải được chỉ rõ trong mỗi trường hợp.

6.13.2  Những vật liệu không kết dính

Thành phần và đặc tính của các vật liệu không kết dính phải được xác định sao cho mỗi vật liệu đều đáp ứng mục đích sử dụng. Phải đặc biệt nhấn mạnh để đảm bảo rằng những vật liệu này giống vật liệu bên cạnh nhất có thể, đặc biệt là về tính đàn hồi, và các đặc tính phụ thuộc vào nhiệt độ. Những đặc tính của vật liệu phải được chứng minh chú trọng đến mục đích sử dụng của chúng.

6.13.3  Vật liệu tương đương

Khi sử dụng vật liệu tương đương dựa trên kinh nghiệm, các thành phần tương đương cần được lập thành trong tài liệu. Những tài liệu này ít nhất phải xác định được các đặc điểm chính như các yêu cầu riêng của dự án và các thông số ảnh hưởng. Phải chứng minh được rằng kinh nghiệm phù hợp với tất cả các thông số nhận dạng.

6.14  Thử nghiệm vật liệu

6.14.1  Thử nghiệm bê tông trộn tươi.

Các yêu cầu để thử nghiệm bê tông trộn tươi phải phù hợp với tiêu chuẩn được công nhận. Các quy định được nêu trong TCVN 6170-10.

6.14.2  Thử nghiệm bê tông trong kết cấu

Các yêu cầu để thử nghiệm bê tông trong kết cấu phải phù hợp với tiêu chuẩn được công nhận. Các quy định được nêu trong TCVN 6170-10.

6.14.3  Vữa cho các thanh cốt thép dự ứng lực

Các yêu cầu đối với xi măng được sử dụng trong vữa phải phù hợp với tiêu chuẩn được công nhận.

6.14.4  Vữa bê tông trộn và đóng gói sẵn

6.14.4.1  Vữa xi măng đóng gói sẵn được phân phối cùng với một giấy chứng nhận vật liệu. Thử nghiệm khuyên dùng cho vữa tươi và vữa đóng rắn để cung cấp các đặc tính vật liệu được cho trong Phụ lục H.

6.14.4.2  Những yêu cầu cho thử nghiệm sản phẩm vữa trộn sẵn phải phù hợp với tiêu chuẩn được công nhận.

6.14.5  Cốt thép

Cốt thép được chuyển giao với một giấy chứng nhận sản phẩm. Các quy định được nêu trong 6.7.1.4.

6.14.6  Thép dự ứng lực

Thép dự ứng lực được chuyển giao với giấy chứng nhận sản phẩm. Các quy định được nêu trong 6.8.1.2.

6.14.7  Nối ghép cơ học để gia cố

Các nối ghép cơ học sẽ được chuyển giao với giấy chứng nhận sản phẩm. Các quy định được nêu trong 6.7.2.2. Giấy chứng nhận phải thể hiện được rằng các mối nối cơ học phù hợp với mục đích sử dụng và có độ an toàn giống với mối nối cốt thép.

6.14.8  Các thành phần của hệ thống dự ứng lực

Các thành phần của hệ thống dự ứng lực sẽ được chuyển giao với giấy chứng nhận sản phẩm. Các quy định được nêu trong 6.8.2.5. Giấy chứng nhận sản phẩm phải chứng minh được rằng các các thành phần của hệ căng trước phải phù hợp với mục đích sử dụng và an toàn như thanh dự ứng lực.

6.14.9  Quy trình hàn

Các quy trình hàn cùng với mức độ thử nghiệm (cho các mối hàn liên quan đến sản xuất bê tông cốt thép) sẽ được dẫn chứng bằng tài liệu.

6.14.10  Thử nghiệm các vật liệu sửa chữa

Các vật liệu sửa chữa được dẫn chứng bằng tài liệu phù hợp với các tiêu chuẩn quốc tế liên quan đã được công nhận như ASTM, ACI, EN và ISO. Vật liệu sửa chữa phải phù hợp để sử dụng trong kết cấu bê tông và có các đặc tính tương đương với vật liệu gốc được sửa chữa. Sự thích hợp của vật liệu sửa chữa phải được chứng minh bằng tài liệu.

6.14.11  Thử nghiệm vật liệu FRP

Các thanh FRP phải được phân phối cùng với một giấy chứng nhận vật liệu chỉ rõ các đặc tính yêu cầu, thử nghiệm phải tuân theo các yêu cầu trong Phụ lục F.

7  Yêu cầu về tải trọng và tính toán

7.1  Yêu cầu thiết kế

7.1.1  Yêu cầu chung

7.1.1.1  Việc chế tạo giàn bê tông ngoài khơi được thực hiện theo một cách thức sao cho tất cả các yêu cầu về chức năng và vận hành liên quan đến sự an toàn trong quá trình xây lắp và vận hành của giàn phải được đảm bảo.

7.1.1.2  Những yêu cầu chức năng sẽ ảnh hưởng đến bố trí kết cấu, do đó ảnh hưởng đến các trường hợp tải trọng phải xét đến trong thiết kế công trình. Những yêu cầu về chức năng liên quan tới cả điều kiện vị trí chi tiết và cũng các yêu cầu để giàn như là cơ sở sản xuất, xử lý hydrocacbon và các hoạt động khác liên quan đến hoạt động khai thác mỏ.

7.1.2  Yêu cầu chức năng liên quan tới vị trí và xem xét điều kiện môi trường

7.1.2.1  Giàn sẽ được định vị và hướng ở ngoài biển có xét đến bể dầu, các giàn khác, việc khống chế hướng gió và hướng sóng, khả năng tiếp cận của tàu và trực thăng và sự an toàn trong trường hợp hỏa hoạn hay rò rỉ khí hydrocacbon.

7.1.2.2  Những đánh giá về tất cả các loại điều kiện môi trường có thể ảnh hưởng tới bố cục và thiết kế kết cấu kể cả các sự kiện có xác suất xảy ra thấp sẽ được tiến hành tại vị trí giàn.

7.1.2.3  Độ cao của sàn sẽ được xác định đảm bảo một khoảng không thích hợp, dựa trên những dữ liệu về địa điểm giàn, cho phép những ngọn sóng cực hạn cao hơn những đỉnh sóng thiết kế đi qua mà không va chạm vào sàn. Phải cân nhắc đến tương tác với cái gối đỡ sàn và ảnh hưởng của các caisson dưới nước. Phải xem xét hiệu ứng của sự tương tác lẫn nhau giữa kết cấu đỡ sàn và ống tách nước dưới.

7.1.2.4  Độ sâu của nước được dùng trong việc xác định kết cấu và thiết kế sẽ dựa trên những dữ liệu về vị trí cụ thể bao gồm độ lắng, độ lún dự kiến v.v...

7.1.3  Những yêu cầu về vận hành thiết bị

7.1.3.1  Những yêu cầu về chức năng liên quan đến hệ thống sản xuất/ vận hành gồm:

a) Mặt bằng của giếng khai thác, ống đứng và đường ống v.v..;

b) Dung tích chứa, khoang chứa, tỷ trọng, nhiệt độ v.v.. trong trường hợp sản phẩm cất trữ;

c) Thiết bị an toàn chống rò rỉ và ô nhiễm;

d) Những yêu cầu về tiếp cận bao gồm cả bên trong và và bên ngoài để vận hành, kiểm tra và giám sát v.v..;

e) Sự tương tác thiết bị thượng tầng;

f) Trang bị xuồng hỗ trợ và các phương tiện khác dùng cho giàn.

7.1.3.2  Tất cả các giả thiết về các mối nguy hiểm trong quá trình vận hành hay vận hành lỗi và các chức năng của một giàn sẽ được lập ra và đánh giá, ví dụ như hỏa hoạn, nổ, mất độ chênh áp suất dự kiến, lũ lụt, rò rỉ, vỡ đường ống, vật thể rơi, ảnh hưởng của tàu v.v.. Giàn sẽ được thiết kế đem lại sự an toàn thích hợp cho nhân viên và cả phòng chống những thiệt hại về kiến trúc hay ô nhiễm với môi trường.

7.1.4  Yêu cầu về kết cấu

7.1.4.1  Kết cấu và bộ phận kết cấu sẽ vận hành trơn tru trong tất cả các điều kiện thiết kế, đối với độ bền của kết cấu, vị trí neo, tuổi thọ, độ dẻo dai, độ chắc, chuyển vị, độ lún và độ rung. Kết cấu và bố trí mặt bằng đóng vai trò là cơ sở an toàn và vận hành cho tất cả các hệ thống cơ khí cần thiết cho quá trình hoạt động của giàn. Quá trình vận hành hợp lý sẽ được thể hiện trong tài liệu thiết kế.

7.1.4.2  Nền đỡ kết cấu nằm trong các khu vực hoạt động của động đất phải được thiết kế có đủ cường độ chịu ảnh hưởng của động đất cấp cực hạn (ELE) cũng như đủ bền, dẻo và khả năng tiêu tán năng lượng để giữ ổn định trong các chuyển động hiếm gặp do thiệt hại lớn kèm theo động đất cấp bất thường (ALE). Tính đủ bền của kết cấu, độ dẻo và khả năng phân tán năng lượng phải được chứng minh bằng tài liệu.

Trường hợp động đất ELE, thiết kế ULS. Kết cấu phải chịu được một trận động đất ELE mà chỉ bị tổn thất ít hoặc không tổn thất. Việc ngừng sản xuất và kết cấu nên được kiểm tra sau khi xuất hiện động đất ELE.

Trường hợp động đất ALE, thiết kế ALS. ALE là động đất cường độ mạnh, dữ dội bất thường với xác suất xuất hiện thấp trong suốt đời sống làm việc thiết kế của kết cấu. ALE có thể gây tổn thất đáng kể cho kết cấu. Tuy nhiên, kết cấu phải được thiết kế sao cho tính toàn vẹn của toàn bộ kết cấu được duy trì để tránh những phá hoại kết cấu gây thiệt hại về người và/hoặc gây tổn thất môi trường lớn.

7.1.4.3  Giải pháp, chi tiết và thành phần của kết cấu phải sao cho:

a) có độ vững chắc hợp lý và độ nhạy cảm nhỏ với hư hỏng cục bộ

b) có thể xây dựng dưới sự giám sát

c) có đường ứng suất đơn hạn chế độ tập trung ưng suất

d) có khả năng chống chịu sự ăn mòn và xuống cấp

e) thích hợp với giám sát, duy trì và sửa chữa thông dụng

f) duy trì vững chắc trong điều kiện hư hỏng

g) đáp ứng những yêu cầu về di dời khi cần thiết.

7.1.4.4  Cần phải sử dụng đầy đủ biện pháp kiểm soát ô nhiễm cho các kết cấu chứa dầu. Nghĩa là các kết cấu chứa dầu phải được thiết kế để cốt thép không chảy dẻo khi thiết kế ALS. Tham khảo 7.1.7.4 và TCVN 6170-10.

Để đảm bảo độ kín khít cần áp dụng các tiêu chuẩn sau:

- Không uốn trong điều kiện ALS.

- Không bị ô nhiễm khi có sự cố ALS lớn. Ví dụ các kết cấu trữ phải được thiết kế thỏa mãn yêu cầu độ chặt khít được quy định trong TCVN 6170-10 trong bất kỳ trường hợp tải trọng nào khi có sự cố ALS.

7.1.4.5  Để đảm bảo kiểm soát ăn mòn bằng cách giới hạn biến dạng cốt thép trong các giai đoạn tạm thời, các yêu cầu trong 7.1.7.4 phải được thực hiện đầy đủ.

7.1.5  Yêu cầu về nguyên liệu

7.1.5.1  Nguyên liệu sử dụng cho các kết cấu chịu lực phải phù hợp với mục đích sử dụng. Đặc điểm nguyên vật liệu và sự kiểm tra độ phù hợp của nguyên vật liệu với yêu cầu sẽ được dẫn chứng ra văn bản. Yêu cầu đối với nguyên vật liệu được trình bày trong Điều 6.

7.1.5.2  Nguyên vật liệu, tất cả thành phần kết cấu và chính kết cấu sẽ được đảm bảo duy trì chất lượng đã được định rõ trong suốt toàn bộ các bước thi công. Yêu cầu đối với đảm bảo chất lượng được trình bày trong Điều 6.

7.1.6  Yêu cầu thi công

Yêu cầu đối với thi công, kiểm tra và giám sát các phần khác nhau của kết cấu sẽ được chỉ rõ dựa trên tầm quan trọng (mức độ rủi ro) của các phần khác nhau đối với độ an toàn của toàn thể kết cấu đã hoàn thành cũng như kết cấu trong điều kiện tạm thời. Các quy định được nêu tại Điều 6 và TCVN 6170-10, TCVN 6170-11, TCVN 6170-12.

7.1.7  Yêu cầu các giai đoạn tạm thời

7.1.7.1  Kết cấu phải được thiết kế dành cho tất cả các bước với độ tin cậy dự tính giống như kết quả cuối cùng trừ phi có thỏa thuận khác. Kết cấu cũng áp dụng đối với vị trí neo hay hệ thống neo dùng cho các bước trong thi công trên biển.

7.1.7.2  Với kết cấu nổi và toàn bộ các công đoạn nổi của các công trình trên biển và xây dựng các công trình cố định ngoài khơi, độ vững chắc thực và phao dự phòng cần được bảo đảm. Cả sự tồn tại nguyên vẹn và hư hỏng đều cần được đánh giá dựa trên một mô hình hình học chính xác. Phần nổi thích hợp cũng sẽ được đưa ra. Độ bền của khoang chứa với hư hại cũng cần đưa ra một cách thông thường trừ phi trong thời gian ngắn mang tính tạm thời. Độ bền và phần nổi sẽ tương ứng với TCVN 6474.

7.1.7.3  Giới hạn về khối lượng đối với các kết cấu nổi và các giai đoạn tạm thời của các công trình xây dựng cố định cần được thi hành với các biện pháp kiểm soát khối lượng rõ ràng, thiết thực, đã được khảo chứng và chứng minh. Đầu ra của hệ thống cần thiết là những báo cáo được cập nhập về các dữ liệu cần thiết cho tất cả các công đoạn.

7.1.7.4  Không được xuất hiện các vết nứt dài hạn do uốn trong cốt thép trong suốt điều kiện chịu tải trọng tạm thời. Nghĩa là ứng suất trong cốt thép phải nhỏ hơn 0,9.f_sk với điều kiện ULS sử dụng g_F lấy bằng 1,0 với tất cả các tải trọng xuất hiện trong giai đoạn tạm thời. Các quy định được nêu trong TCVN 6170-10.

7.2  Nguyên lý thiết kế

7.2.1  Yêu cầu chung

Thiết kế phải được tiến hành theo thiết kế trạng thái giới hạn được thể hiện chi tiết trong TCVN 6170-1. Thiết kế đáp ứng độ bền và tính kín trong tất cả các tình huống mà giả thiết đặt ra tuân theo:

- Thiết kế các công trình bê tông phù hợp với tiêu chuẩn này và TCVN 6170-10;

- Thiết kế phần móng phù hợp với TCVN 6170-7;

- Thiết kế kết cấu thép phù hợp với TCVN 6170-4 và TCVN 6170-9;

- Mặt phân cách có thể có giữa kết cấu thép và kết cấu bê tông được tính đến trong thiết kế;

- Thiết kế cho tải trọng và hiệu ứng tải trọng phù hợp với TCVN 6170-3. Xem những yêu cầu đặc biệt đối với kết cấu bê tông trong Điều 7;

- Thiết kế cho các trạng thái giới hạn ngẫu nhiên phù hợp với TCVN 6170-4. Xác định những rủi ro được quy định trong tiêu chuẩn này và TCVN 6170-10 với thiết kế bê tông cốt thép;

- Bảo vệ catot được thiết kế theo TCVN 6170-4 và TCVN 6170-8;

- Độ bền của kết cấu nổi được tính toán theo TCVN 6474.

7.2.2  Tải trọng thiết kế

7.2.2.1  Giá trị đặc trưng của tải trọng được xác định theo TCVN 6170-3 và tiêu chuẩn này.

7.2.2.2  Các hệ số an toàn an toàn bộ phận về tải trọng sẽ được chọn khi tính đến các trạng thái giới hạn và kết hợp các tải trọng. Các giá trị được đưa ra khái quát trong TCVN 6170-3 và chi tiết với bê tông được quy định trong 7.4.1.

7.2.3  Độ bền thiết kế

7.2.3.1  Độ bền cơ bản của một mặt cắt ngang hay một bộ phận sẽ thu được từ các giá trị cơ bản của đặc điểm nguyên vật liệu và các không gian hình học danh nghĩa.

7.2.3.2  Độ bền thiết kế đạt được thông qua việc sửa đổi các giá trị cơ bản bằng việc sử dụng các hệ số an toàn an toàn bộ phận đối với nguyên vật liệu.

7.2.3.3  Độ bền thiết kế cần được xác định theo tiêu chuẩn này.

7.3  Tải trọng và hiệu ứng tải trọng

7.3.1  Tổng quan

7.3.1.1  Tải trọng và ảnh hưởng tải trọng cần phù hợp với TCVN 6170-3. Các tải trọng cần được phân loại khái quát như sau:

a) Về môi trường, E;

b) Về tính năng

- Dài hạn, G;

- Hoạt tải, Q;

- Biến dạng được áp đặt, D;

- Ngẫu nhiên, A.

7.3.1.2  Tải trọng phải tính đến phản ứng bên ngoài tương ứng. Mức độ của tải trọng cơ bản sẽ được xác định theo điều kiện được điều tra:

- Trong điều kiện tạm thời (chế tạo, lai dắt và lắp đặt);

- Trong vận hành;

- Khi chịu các ảnh hưởng ngẫu nhiên;

- Trong điều kiện bị hư hại;

- Trong lúc di dời.

7.3.1.3  Hiệu ứng tải trọng được xác định bằng phương pháp đã được công nhận khi tính cả sự thay đổi của tải trọng trong không gian và thời gian, hình dáng và độ cứng của kết cấu, điều kiện đất và môi trường thích hợp, và trạng thái giới hạn được kiểm chứng.

7.3.1.4  Các phương pháp đơn giản hóa để tính hiệu ứng tải trọng có thể áp dụng nếu kết quả chúng mang lại về mặt an toàn được xác nhận.

7.3.1.5  Nếu hiệu ứng động lực học hoặc phi tuyến quan trọng do kết quả của một tải trọng hay một hiệu ứng tải trọng, những hiệu ứng động lực học hay phi tuyến phải được xem xét.

7.3.1.6  Hiệu ứng tải trọng do tải trọng thủy động học và khí động học sẽ được xác định bằng các phương pháp tương đương với chuyển động học của chất lỏng hay không khí, tải trọng khí động học và tương tác giữa chất lỏng, kết cấu và đất. Đối với việc tính toán hiệu ứng tải trọng tổng thể do gió, mô hình giản lược thường được coi là đủ.

7.3.1.7  Với các kết cấu đỡ đặt trong vùng hoạt động địa chấn, phải tiến hành đánh giá rủi ro do động đất như nêu trong 5.5. Các tải trọng động đất phải được chỉ rõ là một phổ tải trọng động đất thiết kế hay một bộ tải trọng động đất thực tế hay mô phỏng nhân tạo theo thời gian. Ít nhất phải sử dụng bốn mốc thời gian để mô tả vận động ngẫu nhiên của địa chấn.

7.3.1.8  Tương tác đất nền - kết cấu phải được đánh giá khi đã xác định phản lực của đất nền sử dụng trong tính toán ảnh hưởng của tải trọng lên kết cấu. Các thông số phải được thay đổi trong các giá trị biên trên và biên dưới để đảm bảo rằng có thể bảo tất cả các dạng thực tế của phân phối, cân nhắc đến ảnh hưởng ngắn hạn và dài hạn, sự không bằng phẳng của bề mặt đáy biển, độ đàn hồi và độ dẻo của đất và của kết cấu nếu thích hợp. Các quy định được nêu trong TCVN 6170-7.

7.3.2  Tải trọng môi trường

7.3.2.1  Gió, sóng, thủy triều và dòng chảy là các nguồn quan trọng của tải trọng môi trường (E) trên nhiều kết cấu ở ngoài khơi. Các quy định được nêu trong Phụ Lục A thêm chi tiết. Thêm vào đó, tùy thuộc vào vị trí, tải trọng địa chất hay băng hoặc cả hai đều có thể là những tải trọng môi trường có ý nghĩa quan trọng.

7.3.2.2  ISO 19901-2 cung cấp khuyến cáo chi tiết để ước tính tải trọng động đất khi có ELE. Chu kỳ lặp của ELE phụ thuộc vào mức độ tiếp xúc của kết cấu và hệ số chịu tải động đất dự trữ của hệ kết cấu. Để tránh chu kỳ lặp quá ngắn, hệ số chịu tải động đất dự trữ được giới hạn theo mức độ tiếp xúc của kết cấu.

7.3.2.3  Động đất gây ra nhiều nguy hiểm như hóa lỏng đất, thay đổi độ dốc, đứt gãy địa chất, sóng thần, tro núi lửa và sóng do địa chấn vượt quá phạm vi của tiêu chuẩn này. Tuy nhiên, chúng phải được cân nhắc thích đánh trong thiết kế nếu sử dụng.

7.3.2.4  Tải trọng sóng cực đại

Tải trọng sóng từ những điều kiện cực đại sẽ được xác định bằng cách thức phân tích thích hợp được một chương trình kiểm tra mô hình bổ sung nếu cần. Tải trọng toàn bộ lên công trình cũng sẽ được xác định. Ngoài ra, tải trọng cục bộ lên các hạng mục phụ, cầu kiện liên kết và thành phần khác nhau cũng được xác định. Xem thêm chi tiết trong Phụ lục A.

7.3.2.5  Phân tích nhiễu xạ

Tải trọng tổng thể tác dụng lên các vật thể lớn sẽ được ước tính bằng việc áp dụng phương pháp phân tích nhiễu xạ hợp lệ. Thêm vào đó, động học cục bộ, được tính đến trong thiết kế các hạng mục phụ sẽ được tính toán bao gồm sự cố, sự nhiễu xạ và tác động bức xạ (nếu thích hợp). Xem thêm chi tiết trong Phụ lục A.

7.3.2.6  Yêu cầu bổ sung đối với phân tích động lực học chịu tải trọng sóng

Trong trường hợp kết cấu có thể phản ứng mạnh, trong hiện trạng thường xuyên (cố định hay trôi nổi), trong quá trình tải trọng sóng hay động đất hay trong điều kiện nổi tạm thời, thông số bổ sung liên quan tới sự vận động của kết cấu sẽ được xác định. Cụ thể, những hiệu ứng bổ sung này sẽ được ghi lại về mặt quán tính và tắt dần trong phân tích động lực học.

Sự kết vòng có thể khống chế những phản ứng động lực học cực đại của các loại kết cấu bê tông có trọng lực cụ thể. Một phản ứng kết vòng tương tự với phản ứng được tạo ra bởi kích thích tức thì một dao động thẳng: nó thể hiện một nâng cấp nhanh và tiêu hao năng lượng chậm tại một giai đoạn cộng hưởng của công trình. Nếu quan trọng, sự kết vòng được các quá trình phi tuyến trong tải trọng sóng, một phần nhỏ của tổng tải trọng môi trường tác động lên công trình.

Ảnh hưởng của các dao động lên các chất lỏng bên trong như nước balat trong bể chứa trong hiện trạng thường xuyên như trong lúc động đất xảy ra, trong các công trình nổi hay trong các pha tạm thời của các thiết bị kỹ thuật cố định khi xây dựng, lai dắt hay lắp đặt sẽ được đánh giá. Bùn loãng trong bể chứa cũng ảnh hưởng lên áp suất, cụ thể gần mặt thoáng của chất lỏng.

7.3.2.7  Thử nghiệm mẫu

Sự cần thiết của việc thử nghiệm mẫu nhằm xác định tải trọng sóng cực đại sẽ được xác định trong từng trường hợp cụ thể. Xem thêm chi tiết trong Phụ lục A.

7.3.2.8  Tải trọng dòng chảy

Các dòng chảy dưới độ sâu, bao gồm cả hướng, sẽ được kết hợp với điều kiện sóng thiết kế. Tải trọng dòng chảy đặc trưng sẽ được xác định theo TCVN 6170-2. Xem chi tiết trong Phụ lục A.

Các chân công trình sẽ được trang bị bảo vệ hố xói nếu nhận thấy cần thiết. Các quy định được nêu trong TCVN 6170-7.

7.3.2.9  Tải trọng gió

Tải trọng gió có thể xác định theo TCVN 6170-2.

Lực gió tác động lên các giàn bao gồm 2 phần:

a) Lực gió trên thượng tầng.

b) Lực gió lên kết cấu bê tông trên mực nước biển.

Xem thêm Phụ lục A.

7.3.3  Tải trọng chức năng

7.3.3.1  Tải trọng chức năng được coi là tất cả các tải trọng trừ tải trọng môi trường, và bao gồm cả tải trọng dài hạn và biến đổi. Tải trọng chức năng được định nghĩa trong TCVN 6170-3.

7.3.3.2  Tải trọng dài hạn (G) là những tải trọng không biến đổi về độ lớn, vị trí hay hướng trong khoảng thời gian được xét. Chúng bao gồm:

- Khối lượng bản thân của công trình;

- Khối lượng của tải trọng giằng cố định;

- Khối lượng của các bộ phận cơ khí được lắp đặt gồm các ống thẳng v.v..;

- Áp suất thủy tĩnh ngoại đối với mực nước trung bình của trạm;

- Lực ứng suất trước(có thể được coi là tải trọng biến dạng).

7.3.3.3  Hoạt tải (Q) xuất phát từ các hoạt động thông thường của công trình và biến đổi theo vị trí, độ lớn và hướng trong quá trình xem. Chúng bao gồm:

- Con người;

- Mô đun, các bộ phận cơ khí lắp đặt và các bộ phận về kết cấu đã được tính toán di dời trong quá trình hoạt động;

- Khối lượng khí và chất lỏng trong ống dẫn và các nhà máy hoạt động;

- Hàng hóa lưu trữ, bể chứa, v.v..;

- Trọng lượng và áp suất trong các khoang chứa và hệ thống giằng;

- Nhiệt độ trong khi lưu trữ vv... (có thể được coi như tải trọng biến dạng);

- Tải trọng trong quá trình lắp đặt và hoạt động khoan;

- Va đập của tàu, tách lớp (rendering) và neo.

7.3.3.4  Các giả thuyết về tải trọng biến đổi sẽ được phản ánh trong báo cáo tổng kết và được tuân theo trong quá trình hoạt động. Khả năng chệch hướng sẽ được đánh giá và, nếu phù hợp, sẽ được xem xét khi đánh giá tải trọng ngẫu nhiên.

7.3.3.5  Các tải trọng khó xác định, loại đã được phân loại không phải là cố định hay tạm thời, có thể được xác định như biến dạng bởi tác động bên ngoài (D). Hiệu ứng tải trọng gây ra bởi biến dạng áp đặt sẽ được xem xét tương tự như hiệu ứng tải trọng thông thường hoặc thông qua biểu hiện tính tương thích của biến dạng và cân bằng giữa tải trọng áp dụng, biến dạng và lực trong.

7.3.3.6  Biến dạng bởi tác động bên ngoài chứa năng lượng từ các nguồn gồm:

- Hiệu ứng nhiệt;

- Hiệu ứng dự ứng suất;

- Hiệu ứng rão và co ngót;

- Độ lún của các thành phần móng khác nhau. Các quy định được nêu trong 7.5.4.1.

7.3.4  Tải trọng sự cố

7.3.4.1  Tải trọng sự cố (A) được định nghĩa khái quát trong TCVN 6170-3.

7.3.4.2  Nguyên nhân thông thường của các tải trọng sự cố bao gồm:

- Các tải trọng môi trường khắc nghiệt hiếm xảy ra;

- Hỏa hoạn;

- Lũ lụt;

- Nổ;

- Vật rơi;

- Va chạm;

- Thay đổi áp suất ngoài dự tính.

7.3.4.3  Tải trọng ngẫu nhiên được tính đến trong thiết kế sẽ dựa trên xác định các điều kiện vận hành của công trình, bản sơ kết tính đến các hệ số an toàn như chất lượng nhân viên, các bước vận hành, trang thiết bị và dụng cụ kỹ thuật, hệ thống an toàn và quy cách kiểm soát.

7.3.4.4  Tải trọng môi trường cực hạn hiếm xảy ra

Loại này sẽ bao gồm các tải trọng môi trường như hoạt động địa chất mạnh và các tải trọng môi trường cực hạn khác tương ứng. ISO 19901-2 cung cấp các khuyến cáo chi tiết để đánh giá tải trọng động đất khi có động đất ALE. Chu kỳ lặp của ALE phụ thuộc vào mức độ tiếp xúc của kết cấu.

7.3.4.5  Hỏa hoạn

Cháy nổ cơ bản liên quan đến rò rỉ hydro cacbon từ ống, van, xì thiết bị, miệng ống, mặt đất v.v...

Các trường hợp cháy sau (tương ứng với dầu ngoài khơi/ công trình sản xuất khí) nên được tính đến:

a) Phun trào tại miệng giếng

b) Lửa liên quan đến các khí rò rỉ từ các ống dẫn thẳng, đường ống phân phối, thiết bị vận hành hay tháo dỡ, hay bể chứa, bao gồm cháy ống phun, cầu lửa

c) Dầu/khí cháy trên biển

d) Cháy trong các thiết bị và lắp đặt điện

e) Lửa trên sàn khoang hay trên biển

f) Cháy ống dẫn.

Mức độ hỏa hoạn được thể hiện về mặt nhiệt thông như là hoạt động của không gian và thời gian hay đơn giản biểu đồ nhiệt độ - thời gian cho các vị trí khác nhau.

Nhiệt thông có thể tính toàn dựa trên loại hydro cacbon, tỷ lệ rò rỉ, sự đốt cháy, thời gian và vị trí gây cháy, sự thông gió, hình học kết cấu, sử dụng công thức nửa thực nghiệm bảo toàn giản lược hay mô hình phân tích/số học về quá trình đốt cháy.

7.3.4.6  Nổ

Các loại nổ sau đây cần được tính đến:

- Các đám mây khí bị kích hoạt;

- Các vụ nổ trong không gian hẹp, gồm không gian máy hay không gian các thiết bị khác như là các két chứa dầu/ khí.

Tải trọng quá tải do sản phẩm đốt cháy tăng lên có thể được thể hiện bằng thay đổi áp suất trong thời gian và không gian. Việc đảm bảo tỷ lệ gia tăng, đỉnh quá tải và diện tích trên biểu đồ được thể hiện hợp lý có ý nghĩa quan trọng. Tương quan không gian về diện tích tương ảnh hưởng tới hiệu ứng tại trọng cũng cần được tính tới. Phân phối áp suất liên tục tương ứng qua các tầm panen có thể được dùng tới dược trên các phương pháp chính xác hơn.

Thiệt hại do nổ cần được xác định với bản phác thảo cụ thể đặc điểm động lực học của các hiệu ứng tải trọng, cấp độ đơn bảo toàn và đơn giản của các mô hình tự do có thể áp dụng. Có thể áp dụng các phân tích miền thời phi tuyến tính dựa trên các phương pháp số học như phương pháp nguyên tố xác định khi cần thiết.

Nên giả thiết rằng các trường hợp cháy nổ do rò rỉ chất dễ cháy hay đánh lửa xảy ra tại cùng một thời điểm, ví dụ hoàn toàn phụ thuộc. Các phân tích về lửa và balat cần được tiến hành và tính đến tác động của cái này lên cái kia.

Hư hỏng đối với hệ thống chống lửa do vụ nổ xảy ra trước khi cháy cần được tính đến.

7.3.4.7  Va chạm

Động năng, dạng va đập và mối quan hệ giữa tải trọng và dạng vết lõm. Tải va đập có thể được gây ra bởi:

- Tàu đang hoạt động dịch vụ cho giàn, bao gồm cả tàu dịch vụ;

- Tàu dầu đang làm hàng tại mỏ;

- Tàu và tàu cá đi ngang qua công trình;

- Công trình nổi, như là phương tiện nổi hỗ trợ sinh hoạt;

- Thiết bị bay tại vùng mỏ;

- Vật thể rơi hay lăn;

- Ngư cụ.

Năng lượng va chạm có thể xác định dựa trên một loạt tương ứng, vận tốc và hướng tàu hay máy bay có thể va chạm với công trình. Khi xem xét tới việc lắp đặt, tất cả các phương tiện trong vùng nên được thông báo về địa điểm và khả năng thay đổi trên bản đồ lưu hành tàu cũng cần xét tới. Giá trị thiết kế cho phần va chạm được xác định dựa trên đánh giá tổng thể những sự việc có khả năng xảy ra. Vận tốc có thể xác định dựa trên giả thiết về các tàu trôi giạt, hay giả thiết vận hành tàu không có kiểm soát.

Trong những giai đoạn đầu của thiết kế giàn, lượng tàu cung ứng bình thường nên chọn dưới 5000 tấn và vận không ít hơn 0,5 m/s và 2 m/s lần lượt với tàu thiết kế ULS and ALS. Có thể ước lượng rằng lượng khí động học có khoảng 40% chuyển vị ngang và 10% tác động mũi và đuôi.

Địa điểm có khả năng va đập cao nhất và phác họa va chạm cần được thiết lập dựa trên không gian và hình học của kết cấu và tàu và cũng cần tính đến thủy triều thay đổi, trạng thái biển hoạt động và chuyển động của tàu và công trình có những hình thái thể hiện khác nhau. Trừ phi các cuộc điều tra đối với tàu và giàn tương ứng chi tiết hơn được hoàn tất, vùng va chạm đối với các tàu cung ứng tại các công trình ngoài khơi đã được xác định ở vào khoảng dưới 10 m dưới LAT and 13 m trên HAT.

7.3.4.8  Vật rơi

Tải trọng với vật rơi nên tính đến các khả năng sau:

- Hàng bị rơi từ thiết bị nâng;

- Thiết bị nâng rơi;

- Vật thể rung lắc bất ngờ;

- Mất van chống bật hơi hay mất các thiết bị khoan khác.

Năng lượng va chạm từ thiết bị nâng có thể xác định qua độ cao và sức nâng và dựa trên phân phối khối lượng vật thể được nâng.

Nếu những tính chính xác hơn không được tiến hành thì tải trọng từ vật rơi có thể dựa trên tải trọng làm việc an toàn của thiết bị nâng. Tải trọng này cần ước tính rơi từ thiết bị nâng ở vị trí cao nhất và ở nơi bất lợi nhất. Chuyển động ngang của vật với do chuyển động của kết cấu và móc cẩu cần được tính đến.

Quỹ đạo và vận tốc của vật rơi chịu ảnh hưởng bởi cách tiếp mặt nước. Quỹ đạo và vận tốc của vật rơi xuống nước cần xác định dựa trên vận tốc ban đầu, góc va chạm với nước, ảnh hưởng của va chạm với nước, vận tốc dòng dự kiến và khả năng chống khí động học.. Các vật thể rơi tại mực nước nông có thể coi là không bảo toàn và không thuộc những hiệu ứng trên.

Ảnh hưởng do va chạm của các vật dài như ống cần được xem xét riêng.

7.3.4.9  Thay đổi áp suất ngoài dự kiến

Thay đổi trong biên độ áp suất dự kiến hay sức nổi do lỗi hay vận hành sai tường ngăn, van, bơm hay ống dẫn nối khoang tách biệt cũng như các dụng cụ an toàn nhằm khống chế và điều chỉnh áp suất cần được tính đến.

Phân phối hệ thống dằn ngoài dự kiến do lỗi kỹ thuật hay vận hành cũng cần được tính đến.

7.3.4.10  Kết cấu nổi trong điều kiện hư hại

Kết cấu nổi bị giảm sức nổi sẽ có vị trí không chuẩn xác. Tải trọng môi trường và thay đổi tương ứng cần được xét đến.

Độ bền kết cấu toàn bộ cần được soạn ra văn bản rõ rang đối với các điều kiện nổi bất lợi trong các khoang cố định bị hư hại cũng như độ kín và khả năng xử lý rò rỉ trong các điều kiện bất lợi.

7.3.4.11  Tổ hợp các tải trọng sự cố

Khi các tải trọng bất thường xảy ra đồng thời, mức xác suất xảy ra (10^-4) áp dụng đối với tổng hợp những tải trọng này. Trừ phi các tải trọng do cùng một nguyên nhân gây ra (ví dụ cháy nổ khí hydro cacbon) thì các tải trọng ngẫu nhiên khác nhau xảy ra đều có thể coi là độc lập về mặt thống kê. Tuy nhiên, cần quan tâm tới kết quả của việc đánh giá rủi ro định lượng.

CHÚ THÍCH:

Về lý thuyết, tổ hợp của hai tải trọng bất thường khác nhau có xác suất giới hạn 10^-2 hoặc một tại mức 10^-3 và cái còn lại là 10^-1, tương ứng với sự cố tại mức 10^-4 thường là nghiêm trọng nhất.

7.4  Tổ hợp tải trọng và các hệ số an toàn thành phần

7.4.1  Các hệ số an toàn thành phần, g_f

7.4.1.1  Các hệ số an toàn tải trọng được mô tả chi tiết trong TCVN 6170-3 theo phương pháp LRFD và Bảng 6 và Bảng 7.

7.4.1.2  Các hệ số tải trọng phải được hiệu chỉnh, nếu một tiêu chuẩn quốc gia thay thế được dùng như một tiêu chuẩn tham khảo cho thiết kế chi tiết của kết cấu bê tông, tiêu chuẩn này sẽ đưa ra một mức độ an toàn tương đương. Mức độ an toàn này sẽ được lập thành văn bản. Những yêu cầu đối với giá trị đặc biệt được đề cập đến trong Phụ Lục E.

7.4.1.3  Khi kiểm tra tình trạng giới hạn khả năng dịch vụ, SLS, hệ số an toàn tải trọng từng phần g_f sẽ là 1,0 đối với tất cả các tải trọng.

7.4.1.4  Khi kiểm tra tình trạng giới hạn nứt do mỏi, FLS , hệ số an toàn tải trọng từng phần g_f sẽ là 1,0 đối với tất cả các tải trọng.

7.4.1.5  Trong trạng thái ALS, hệ số tải trọng thành phần của tất cả các tải trọng phải bằng 1,0.

Bảng 6 - Hệ số thành phần khuyến cáo, g_f, của các tải trọng trong trạng thái giới hạn (ULS) Các tổ hợp tải trọng đối với kết cấu có cốt thép

7.4.1.6  Với những kết cấu sử dụng cốt thép, trạng thái giới hạn cực hạn, ULS, sẽ được kiểm tra đối với hai tổ hợp tải trọng, (a) và (b), với các hệ số an toàn tải trọng như Bảng 6.

7.4.1.7  Với các kết cấu sử dụng cốt FRP, trạng thái giới hạn ULS phải được kiểm tra với các tổ hợp tải trọng theo Bảng 7. cần phải chú ý rằng thiết kế các kết cấu sử dụng cốt FRP, ba tổ hợp tải trọng mới c, d và e được thêm vào các tổ hợp tải trọng trong Bảng 6.

Bảng 7 - Các hệ số thành phần khuyến cáo, g_f, cho các tải trọng trong trạng thái giới hạn (ULS) các tổ hợp tải trọng cho kết cấu sử dụng cốt FRP

7.4.1.8  Tải trọng phải được kết hợp theo cách bất lợi nhất, miễn là sự kết hợp có tính khả thi trên thực tế và được phép theo tiêu chuẩn tải trọng. Điều kiện tải mà khả thi theo vật lý học nhưng không được dự kiến hoặc được phép xảy ra trong quá trình vận hành đã định thì được tính đến bằng cách đánh giá xác suất của sự cố và được xét đến như những điều kiện ngẫu nhiên trong giới hạn thiệt hại ngẫu nhiên (ALS) hoặc là một phần của điều kiện thiết kế thông thường trong ULS. Điều kiện này có thể được loại bỏ trong trường hợp xác suất của các sự cố dự kiến thấp hơn 10^-4.

7.4.1.9  Đối với tải trọng cố định, một hệ số an toàn tải 1,0 trong tổ hợp tải a) sẽ được dùng ở nơi mà tổ hợp này cho kết quả bất lợi. Đối với áp suất thủy tĩnh ngoại và áp suất trong từ mặt thoáng, một hệ số an toàn tải 1,2 được sử dụng bình thường khi có thể xác định một cách chính xác hiệu ứng tải. Khi hiệu ứng cấp hai có ý nghĩa quan trọng, hệ số an toàn tải 1,3 sẽ được sử dụng.

7.4.1.10  Một hệ số an toàn tải trọng 1,0 sẽ được áp dụng để đo khối lượng của đất trong tính toán địa chất.

7.4.1.11  Tải trọng dự ứng suất được coi là biến dạng áp đặt. Các hiệu ứng phụ thuộc thời gian được xét đến khi tính toán các lực đặc trưng hiệu quả. Giá trị 0,9 và 1,1 mang tính bảo toàn hơn sẽ được dùng như hệ số an toàn tải trong thiết kế.

7.4.1.12  Khái niệm trạng thái giới hạn có giá trị đối với thiết kế móng trừ khi hư hỏng do tải trọng theo chu kỳ được xem như một ULS, thay cho một ALS, sử dụng hệ số tải và vật liệu được xác định đối với các tiêu chí trạng thái giới hạn này.

7.4.1.13  Khi một tải trọng là kết quả do áp suất thủy tĩnh độc lập và tương tác, biên độ áp suất được nhân lên theo hệ số an toàn tải trọng. Biên độ áp suất sẽ không thấp hơn giá trị thấp hơn giữa 1/10 áp suất lớn nhất và 100 kPa. Cách này không áp dụng khi áp suất được các liên lạc trực tiếp. Khả năng đường liên lạc bị chặn sẽ là một phần trong đánh giá rủi ro.

7.4.2  Tổ hợp tải trọng

7.4.2.1  Bảng 2 trong TCVN 6170-3 miêu tả cụ thể hơn cách thức tải trọng được kết hợp. Khi tải trọng môi trường và ngẫu nhiên tương tác với nhau, xác suất đã cho áp dụng với tổ hợp các tải trọng này.

7.4.2.2  Trong các giai đoạn tạm thời, khi độ sụt lún tăng dần không gây ra thiệt hại về người hay môi trường hay thiệt hại lớn về tài chính, khoảng lặp ngắn hơn khoảng đã cho trong Bảng 2 trong TCVN 6170-3 đối với tải trọng môi trường cần được xem xét.

7.4.2.3  Điều kiện lặp được xét đến cần liên quan tới khoảng thời gian vận hành. Tiêu chuẩn trong Bảng 8 có thể dùng như hướng dẫn khái quát.

Bảng 8 - Tiêu chí môi trường

7.4.3  Hậu quả của các hư hỏng

7.4.3.1  Các kết cấu được xếp theo các mức độ thỏa mãn các tiêu chí thích hợp với dịch vụ dự kiến của kết cấu. Các mức được xác định khi xét tới an toàn tính mạng và hậu quả của các hư hỏng.

7.4.3.2  Xem xét sự an toàn tính mạng trong trường hợp có người trên giàn khi sự cố môi trường xảy ra.

7.4.3.3  Hậu quả của các hư hỏng tính đến rủi ro tiềm tàng với tính mạng nhân viên trong bất kỳ sự cố nào, rủi ro thiệt hại môi trường và rủi ro thiệt hại kinh tế.

7.5  Phân tích kết cấu

7.5.1  Yêu cầu chung

7.5.1.1  Phân tích kết cấu là quá trình xác định hiệu ứng tải trọng trong một kết cấu, hoặc một phần của kết cấu, như phản ứng với mỗi tập hợp tải trọng. Các yêu cầu chi tiết trong mục này áp dụng cho các cách thức phân tích kết cấu cần thiết để xác định phản ứng của kết cấu trong mỗi giai đoạn trong quá trình hoạt động. Hiệu ứng tải được tính toán bằng phân tích kết cấu phải được dùng làm một phần của thiết kế.

7.5.1.2  Những kiểu kết cấu phức tạp hay bất thường có thể yêu cầu các cách thức phân tích không được nêu trong tiêu chuẩn này. Việc này được tiến hành tuân theo nguyên tắc đưa ra các phân tích đầy đủ để đánh giá chính xác các hiệu ứng tải trọng quan trọng trong kết cấu.

7.5.1.3  Để đảm bảo việc phân tích kết cấu bê tông ngoài khơi hiệu quả, cần có các yêu cầu sau:

- Tất cả các phân tích cần thiết được tiến hành dựa trên một khái niệm đúng đắn và nhất quán về kết cấu và đánh giá tải trọng.

- Những phân tích này được tiến hành sử dụng các phương pháp hợp lý, có điều kiện giới hạn chính xác và là các dạng thích hợp.

- Các kết quả đã xác nhận phù hợp thì luôn sẵn có để dùng trong thiết kế và đánh giá lại.

7.5.1.4  Mối liên kết với các nhà thiết kế giàn, thiết kế bề mặt, các kỹ sư địa chất, khí động học và bên liên quan khác sẽ được thiết lập. Chương trình cung cấp dữ liệu về tải trọng (gồm các hoạt động phản ứng) sẽ được xác định và giám sát. Mối liên kết này đảm bảo dữ liệu đúng quy cách bao gồm các địa chỉ cần thiết và áp dụng với tất cả các trạng thái giới hạn yêu cầu và các giai đoạn quan trọng trong quá trình vận hành giàn.

7.5.1.5  Số lượng và quy mô các nghiên cứu sẽ gồm các thành phần kết cấu trong suốt tất cả các giai đoạn của giàn, ví dụ, xây dựng, lắp đặt, điều kiện dịch vụ và di dời/phục hồi/định vị lại.

7.5.1.6  Các nghiên cứu kết cấu đầy đủ sẽ được tiến hành để đưa ra những hiệu ứng tải trọng thích hợp với mục đích kiểm tra toàn bộ các thành phần của kết cấu tổng thể tùy theo trạng thái giới hạn và điều kiện thiết kế yêu cầu.

7.5.1.7  Các thành phần phụ của kết cấu sẽ được đánh giá trong nghiên cứu, nếu cần thiết, để xác định tính nhất quán và độ bền của chúng và để lượng hóa phân phối hiệu tải trọng lên kết cấu tổng thể. Các nghiên cứu này được thực hiện tách biệt với phân tích kết cấu tổng thể nhưng tính đến các biến thể của kết cấu tổng thể hỗ trợ khi có ý nghĩa.

7.5.1.8  Hiện tại, độ cứng của mặt ngoài và các kết cấu tổng thể khác sẽ được mô phòng trong nghiên cứu toàn thể với chi tiết đầy đủ nhằm thể hiện hợp lý mối liên hệ với kết cấu bê tông phụ, đảm bảo các tải trọng được phân phối hợp lý tới các kết cấu bê tông. Độ cứng tương đối của bề mặt và kết cấu bê tông phụ sẽ được mô phỏng chính xác khi cách thức tải trọng toàn thể và hiệu ứng toàn thể chịu ảnh hưởng lớn từ chỉ số này. Độ cứng tương đối khi đánh giá phản ứng động học cần được tính đến chi tiết.

7.5.1.9  Nếu hợp lý, nghiên cứu gồm cả phác thảo móng công trình, được mô phỏng bằng độ cứng hay các tải trọng tương ứng.

7.5.1.10  Tất cả các nghiên cứu kết cấu yêu cầu cho thiết kế sẽ được tiến hành theo chương trình nghiên cứu đã được lên sẵn sử dụng hình học gần nhất, điều kiện giới hạn, tải trọng và dữ liệu khác.

7.5.1.11  Kết cấu phải được nghiên cứu về tải trọng trong mỗi giai đoạn. Khi tải trọng đồng thời có thể xảy ra, các tải trọng này sẽ được áp dụng theo cách nhằm tối đa hóa hiệu ứng tải trọng tại mỗi kiểu vị trí. Các tải trọng tham gia vào tổ hợp này sẽ bao gồm các hệ số an toàn tải thích hợp cho mỗi trạng thái đang được kiểm tra.

7.5.1.12  Khi các giả thiết được tạo ra đề đơn giản hóa nghiên cứu và khả thi một phương pháp tính toán cụ thể, các giả thiết này sẽ được lưu lại rõ ràng bằng văn bản hoặc tính toán. Hiệu ứng của các giả thiết này đối với hiệu ứng tải trọng sẽ được lượng hóa và sáp nhập khi cần thiết.

7.5.1.13  Nghiên cứu kết cấu tổng thể hoặc các hệ số an toàn chung thông thường được tiến hành theo phương pháp phân tích gần đúng. Phần mềm dùng cho phân tích sẽ tương thích với tiêu chuẩn chất lượng quốc tế đã được công nhận như ISO 9000-3 hoặc sẽ được chứng nhận cho mục đích sử dụng theo dự kiến trước khi bắt đầu nghiên cứu. Kiểu phân từ, ứng dụng tải trọng kiểu phân tích và giới hạn ăn khớp được dùng trong nghiên cứu kết cấu sẽ xem xét khi kiểm tra.

7.5.1.14  Khi phương pháp phân tích phần tử hữu hạn được tiến hành, sự thiếu chính xác nội tỳ trong kết cấu phân tử, cụ thể là các phân tử ở vị trí thấp hơn hay lưới các phần tử thô được sử dụng. Xác minh hay kiểm tra chuẩn phần mềm sẽ xác định giới hạn phần tử và mô hình hóa máy tính sẽ được sắp xếp để đưa ra những kết quả đáng tin cậy.

7.5.1.15  Tính toán bằng tay được giới hạn khái quát với các thành phần đơn của kết cấu (dầm, bảng điều khiển thường xuyên, công trình phụ vv...) dưới các tải trọng giản lược ( ví dụ, áp suất đồng đều, tải trọng điểm hay phân bố). Phương pháp sử dụng sẽ phản ánh thực tế kỹ thuật tiêu chuẩn khi tính đến điều kiện cân bằng và khả năng kết hợp. Các nguyên lý thiết kế đàn hồi hay bằng chất dẻo có thể được chấp nhận dựa trên trạng thái giới hạn và các yêu cầu đối với nghiên cứu đang tiến hành.

7.5.1.16  Bảng tính là phương pháp điện tử thực hiện các phép toán bằng tay và cần đáp ứng những yêu cầu tương tự. Khi những bảng tính này không đưa ra được kết quả thể hiện phương pháp và phương trình được dùng, các phép tính hỗ trợ hợp lý có thể dùng để xem xét kết quả của bài toán kiểm tra toàn diện.

7.5.1.17  Các hình thức phân tích đặc biệt với các công trình bê tông, nhưng phương pháp chống và giằng có thể được dùng nhưng cũng phải tuân theo các lý thuyết được chấp nhận tạm thời và theo các nguyên lý khái quát của kỹ thuật dân dụng/ kết cấu. Trừ phi phương pháp này phổ biến và được công nhận trong ngành, các tham khảo về nguyên vật liệu gốc cho phương pháp được dùng sẽ được trình bày bằng văn bản hoặc phép tính.

7.5.1.18  Phương pháp phân tích phần tử hữu hạn phi tuyến để thể hiện dung tích của công trình và các vùng 2-D và 3-D phức tạp (không liên tục). Phần mềm dùng cho mục đích này sẽ đáp ứng yêu cầu kiểm tra tương tự như trên. Kiểm tra phần mềm phản tích phi tuyến được dùng theo cách này sẽ gồm ít nhất một so sánh với kết quả thực nghiệm hay một ví dụ đáng tin cậy về chi tiết tương tự.

7.5.1.19  Nghiên cứu về kết cấu sẽ được kiểm tra kỹ lưỡng nhằm tăng thêm độ tin cậy cho kết quả thu được. Quá trình kiểm tra yêu cầu xác nhận dữ liệu nhập vào các phép tính là đúng và đảm bảo các kết quả đã đạt được.

7.5.1.20  Dữ liệu nhập vào đối với nghiên cứu kết cấu cụ thể sẽ đáp ứng ít nhất các yêu cầu kiểm tra sau:

- Mô hình thể hiện hợp lý hình học của kết cấu hoặc thành phần dự tính.

- Đặc điểm vật liệu cụ thể đã được sử dụng

- Tải trọng đúng và đầy đủ đã được áp dụng

- Điều kiện biên thích hợp và hợp lý đã được mô phỏng.

- kiểu và phương pháp phân tích hợp lý đã được sử dụng cho nghiên cứu.

7.5.1.21  Kiểm tra kết quả nghiên cứu sẽ thay đổi khái quát dựa trên bản chất nghiên cứu. Lượng đầu ra cụ thể được kiểm tra sẽ bao gồm:

- Phản ứng tổng và cá nhân nhằm đảm bảo cân bằng các tải trọng được áp dụng.

- Biến thể của kết cấu nhằm đảm bảo các biến thể thể hiện khả năng kết hợp giữa các hệ số an toàn.

- Chu kỳ tự nhiên và hình dạng trạng thái nếu thích hợp.

- Đường bao tải trọng, biểu đồ mô men uốn, mức độ ứng suất, vv...để kiểm tra độ phù hợp với yêu cầu về cân bằng.

7.5.1.22  Việc tiến hành một nghiên cứu thành công sẽ được ghi lại và các bên có liên quan thông báo kết quả và kết luận nhằm chấp nhận rộng rãi các vấn đề liên quan tới quá trình thiết kế.

7.5.1.23  Mỗi phân tích kết cấu sẽ được trình bày bằng văn bản kỹ lưỡng để ghi lại mức độ, tính khả thi, dữ liệu nhập, kiểm tra và kết quả thu được. Thông tin sau được đưa ra như tối thiểu để trình bày mỗi nghiên cứu theo văn bản:

- Mục đích và phạm vi nghiên cứu và các giới hạn khả năng áp dụng

- Các phương pháp đã tham khảo và chứng minh các giả thiết đã tiến hành

- hình khối giả thiết và chứng minh bất kì sự lệch hướng nào từ hình dạng kết cấu hiện tại.

- Đặc điểm vật liệu dùng trong nghiên cứu

- Điều kiện biên áp dụng với kết cấu và thành phần

- Độ lớn tổng và hướng của toàn bộ các tải trọng.

- Kết quả thích ứng của nghiên cứu và kiểm tra chéo để xác nhận tính đúng đắn của mô phỏng.

- Trình bày rõ ràng các kết quả của nghiên cứu yêu cầu nghiên cứu sâu hơn, thiết kế kết cấu và đánh giá lại.

7.5.1.24  Kết quả của nghiên cứu sẽ định hình các hiệu ứng tải trọng, theo đó kết cấu được thiết kế. Các hiệu ứng tải trọng cụ thể yêu cầu cho thiết kế và các công trình bê tông ngời khơi cố định bao gồm những điều sau:

- Vị trí và độ rung có giới hạn chấp nhận được với hoạt động của giàn khoan.

- Lực các phần từ các dung tích các phần bê tông và các yêu cầu cốt thép cần thiết có thể xác định

- Sức căng của các phần dùng để xác định bề rộng vết nứt và độ chống thấm, biểu hiện ứng suất dùng để kiểm tra kỳ hạn mỏi của giàn.

7.5.2  Mô đun tính đàn hồi dùng trong nghiên cứu hiệu ứng tải trọng

Bê tông

7.5.2.1  Trong tính toán biến dạng và lực trên mặt cắt, mối quan hệ giữa mô đun đàn hồi của bê tông Ec và cường độ chịu nén của mẫu hình trụ f_cck có thể lấy bằng:

E_cn = 22 000 (f_cck /10)^0,3     MPa                                               ( 20 )

Nếu hệ số không được xác định bằng thử nghiệm.

7.5.2.2  E_cn có thể được xác định bằng mô đun cắt (các quy định được nêu trong Điều 6) qua thử nghiệm E-mô đun (E-modulus) theo tiêu chuẩn quốc tế phù hợp. Cường độ f_cck được xác định với các mẫu thử hình trụ tương tự. E_cn phải được tính bằng giá trị trung bình của các kết quả thử nghiệm từ ít nhất 5 mẫu bê tông trộn với cùng loại cốt liệu và cường độ sẽ được sử dụng trong bê tông sau này.

7.5.2.3  Để xem xét khả năng chịu tải của bê tông chưa đủ ngày tuổi, có thể sử dụng cường độ đặc trưng của mẫu bê tông trụ tại tuổi thực khi chịu tải.

7.5.2.4  Ảnh hưởng của nứt phải được cân nhắc trong các trường hợp mà chuyển vị của kết cấu làm tăng lực và mô men, các quy định được nêu trong 7.5.12.

7.5.2.5  Nếu mô đun đàn hồi vủa bê tông cốt liệu nhẹ không được xác định bằng thử nghiệm, mô đun đàn hồi phải được giảm xuống bằng cách nhân với giá trị nhận được trong 7.5.2.1 bởi hệ số (ρ/ρ₁)^1,5 trong đó ρ₁ = 2200 kg/m³.

7.5.2.6  Với va chạm dạng tải trọng hoặc dao động nhanh mô đun đàn hồi tính theo 7.5.2.1 và 7.5.2.2 có thể tăng 15% tùy vào tỷ số sức căng.

7.5.2.7  Mô đun đàn hồi dự tính trong 7.5.2.1 có thể được sử dụng cho khoảng nhiệt độ từ -50°C đến 100°C. Với nhiệt độ tác dụng ngắn hạn (cháy) trong khoảng từ 100°C đến 200°C mô đun đàn hồi có thể lấy bằng 90% của E_ck cho trong 7.5.2.1. Với nhiệt độ trên 200°C tính biến dạng của bê tông gồm cả sự từ biến và biến dạng nhiệt phải được tính toán riêng.

Cốt thép

7.5.2.8  Mô đun đặc trưng của độ đàn hồi của cốt thép không ứng suất trước có thể lấy giá trị E_sk = 200 000 MPa

7.5.2.9  Trong nhiệt độ cao và thời gian ngắn, mô đun độ đàn hồi của sắt thép có thể lấy theo 7.5.2.8 khi nhiệt độ tăng lên 200°C nếu các giá trị chính xác hơn vẫn chưa biết. Đối với nhiệt độ trên 200°C đặc điểm độ căng của sắt thép sẽ được xác định riêng biệt..

7.5.2.10  Đối với cốt thép được ứng suất trước, mối quan hệ lực độ căng sẽ có giá trị với loại sắt thép và chất liệu.

Cốt FRP

7.5.2.11  Giá trị độ cứng đặc trưng của cốt FRP có thể được ước lượng bằng trung bình các giá trị độ cứng trên mẫu thử từ các thử nghiệm trên mẫu thử nghiệm đại diện. Các nhiệt độ phù hợp phải được ghi trong giấy chứng nhận vật liệu.

7.5.2.12  Với nhiệt độ cao tác dụng trong thời gian ngắn (cháy), mô đun đàn hồi của FRP phải được dẫn chứng.

7.5.3  ảnh hưởng của nhiệt nhiệt, co ngót, từ biến và phục hồi

7.5.3.1  Chỉ có thể tính toán chính xác tải trọng biến dạng do ảnh hưởng của nhiệt độ từ một phân tích phi tuyến phản ảnh những tính chất thực tế của vật liệu trong bê tông cốt thép.

Bê tông

7.5.3.2  Hệ số tuyến tính của nhiệt độ tăng (α) với cả bê tông nặng thường và cốt thép sẽ được lấy tại mức 10^-5 mỗi °C khi tính toán hiệu ứng tải trọng nhiệt trừ khi có cơ sở hợp lý khi lựa chọn giá trị khác.

Hệ số tuyến tính của nhiệt độ tăng đối với bê tông LWA sẽ được xác định đối với thiết kế hỗn hợp bê tông thực tế.

Khi tải trọng nhiệt độ cảm ứng có ý nghĩa, kiểm tra thông thường sẽ được tiến hành để xác định (α).

Với bê tông tiếp xúc với nhiệt độ thấp hệ số giãn nở vì nhiệt (α) phải được xác định bằng các thử nghiệm thích hợp của vật liệu.

7.5.3.3  Giá trị co và từ biến của bê tông sẽ được lựa chọn dựa trên môi trường khí hậu của kết cấu, các chiều của vùng, hỗn hợp và tuổi bê tông.

7.5.3.4  Sự biến dạng khi rão được dự kiến có tỷ lệ hợp lý với ứng suất bê tông khi tính đến hiệu ứng tải trọng. Với ứng suất bê tông không đổi, sự biến dạng khi rão bằng:

                                                                (21)

trong đó:

φ : hệ số từ biến

σ_c : là ứng suất bê tông do tải dài hạn

7.5.3.5  Đối với tất cả tải trọng, sự biến dạng khi rão được tính tỉnh lệ với thời gian của tải trọng.

7.5.3.6  Nếu độ rão được tính đến trong tính toán lực do co ngót, có thể rút ra rão và co ngót đều có sự phát triển phụ thuộc thời gian giống nhau.

7.5.3.7  Đối với bê tông cốt liệu nhẹ, hệ số từ biến có thể ước tính bằng với giá trị của bê tông thường chia bởi hệ số an toàn (ρ/ρ₁)^1,5 với ρ > 1 800 kg/m³. Với bê tông nhẹ, ρ < 1 500 kg/m³, hệ số an toàn 1,2.(ρ/ρ₁)^1,5 có thể được dùng. Đối với trị số trung gian của ρ, có thể cho phép nội suy tuyến tính khi ρ₁= 2 200 kg/m³.

7.5.3.8  Hiệu ứng giãn nở trong cốt thép ứng suất trước sẽ được tính toán vào khoảng thời gian xảy ra giãn nở. Nếu không có kết quả kiểm tra toàn diện với loại thép, giá trị đưa ra trong Hình 2 có thể dùng. Thông thường, kiểm tra có thể dựa trên ít nhất 10 000 giờ nạp tải.

Hình 2 - Độ giãn dài hạn với thép ứng suất trước

7.5.3.9  Nếu thép trải qua nhiệt độ, T, cao hơn T = 20°C trong một khoảng thời gian dài, lượng k₁(T-T₁) sẽ được bổ sung vào sự giãn về tỷ lệ ứng suất giãn có trong biểu đồ, trong đó k₁ cho

- thép chưa tôi, kéo nguội 0,15% mỗi °C;

- thép đã tôi, kéo nguội 0,10% mỗi °C.

Những giá trị này sẽ không được dùng nếu nhiêu độ thép vượt quá 80°C trong khoảng thời gian dài.

7.5.3.10  Ảnh hưởng của sự phục hồi trong cốt FRP căng trước phải được tính toán trong một phần đến một chu kỳ khi xuất hiện sự phục hồi. Những nhiệt độ thích hợp phải được báo cáo trong giấy chứng chỉ vật liệu.

7.5.4  Hiệu ứng tải trọng đặc biệt

Tải trọng biến dạng

7.5.4.1  Tải trọng do biến dạng, được tạo ra bởi biến dạng do tác động bên ngoài trong kết cấu, được xem là hoặc tải trọng biến dạng (D) hoặc là hoạt tải. Các quy định được nêu trong 7.3.3.

Ví dụ về tải trọng này có thể là:

- Độ lún khác biệt

- Ảnh hưởng của nhiệt độ

- Độ co

- Tải trọng trong các bộ phận biến đổi liên hệ với bộ phận cố định có thể xem là tải trọng biến dạng cảm ứng trong một số trường hợp

- Thay đổi trong độ căng do hấp thụ

Trong trường hợp trạng thái uốn của hư hỏng và khi mà hiệu ứng cấp hai có thể xem nhẹ, hiệu ứng của tải trọng biến dạng có thể bỏ qua bình thường.

Một ví dụ điển hình của trạng thái uốn của hư hỏng là hư hỏng cong queo khi khả năng quay cần thiết khả dụng. Xác nhận khả năng quay có lẽ trong hầu hết các trường hợp dựa vào các xét đoán giản lược.

7.5.4.2  Biến dạng áp đặt có ảnh hưởng lớn tới khả năng chống chịu phá lở của bộ phận và sẽ được xem xét đến trong thiết kế, Giá trị điển hình của tải trọng áp đặt biến dạng thông thường được xác định dựa trên giá trị tối đa và tối thiểu đã được xác định cho thông số khống chế độ lớn.

Một phép tính chính xác về tải trọng biến dạng do hiệu ứng nhiệt độ gây ra chỉ có thể thu được từ phân tích phi tuyển, phản ảnh đặc điểm vật liệu thức của bê tông cốt thép.

Trên thực tế, hiệu ứng do biến dạng áp đặt có thể được tính toán sử dụng mô hình đàn hồi tuyến đính và một mô đun đàn hồi cố định trong suốt kết cấu. Sự sụt giảm khả thi do kẽ hở có thể được ước lượng riêng biệt bằng việc giảm độ cứng cong và theo trục tính đến khe hở của bê tông. Độ cứng sẽ được xem xét và ghi lại một cách đặc biệt và chi tiết.

7.5.4.3  Hiện tượng từ biến phải được xét tới khi thích hợp. Một đánh giá được tính toán chính xác về mức co trong kết cấu vỏ chỉ có thể đạt được nhờ tính toán vi tính sử dụng các chương trình tính phần từ hữu hạn phi tuyến. TCVN 6170-10 đưa ra quy trình đến đánh giá sơ bộ những ảnh hưởng của từ biến.

Hiệu ứng áp suất nước

7.5.4.4  Hiệu ứng áp suất nước được xem xét đầy đủ khi có liên quan.

7.5.4.5  Hiệu ứng các lực thủy tĩnh tác động lên các mặt của kẽ hở được tính đến trong các mô hình phân tích được dùng để dự đoán độ bền mặt cắt ngang bê tông. Hiệu ứng này được tính đến khi hiệu ứng tải trọng thực được tính toán. Hiệu ứng áp suất nước tại khe hở có thể bỏ qua cho các phần tử kết cấu trong vòng 100 m của đầu dòng.

Mất áp suất chân không dự kiến

7.5.4.6  Đối với công trình được thiết kế với một áp suất xác định, tương đương với áp lực ngoại, một điều kiện thiết kế mất áp suất dự kiến được dùng để đánh giá.

Hiệu ứng tải trọng này có thể xếp vào tải trọng ngẫu nhiên. Tổ hợp tải trọng và các hệ số an toàn tải trọng và nguyên vật liệu được tính đến theo tiêu chuẩn ALS.

Tiêu chuẩn khắt khe hơn được khách hàng quy định cho tình trạng này (ví dụ hệ số an toàn nguyên vật liệu gia tăng, hệ số an toàn tải trọng) do chi phí sửa chữa đắt đỏ và vượt quá mức hoặc nếu kết cấu đang dự trữ dầu (rủi ro rò rỉ dầu)

Khối lượng bê tông/vữa/bê tông cốt liệu nhẹ

7.5.4.7  Hiệu ứng dài hạn của ngậm nước được xem xét trong việc ước lượng khối lượng bê tông dành cho các công trình nổi.

7.5.5  Đặc điểm tính chất vật lý (physical representation)

Các kích thước trong tính toán phân tích kết cấu sẽ thể hiện kết cấu cần thiết để tạo ra những ước lượng tin cậy về hiệu ứng tải trọng. Thay đổi trong không gian do thay đổi trong thiết kế tạo ra sẽ được điều chỉnh trong và cả sau khi hoàn thành phân tích. Nếu điều này ảnh hưởng tới độ chính xác của phân tích, thay đổi sẽ được tập hợp lại bằng phân tích lại kết cấu chịu điều tra. Xem thêm chi tiết tại Phụ lục B.

7.5.6  Tải trọng

Tải trọng sẽ được xác định bằng các phương pháp đã được công nhận tính đến sự biến đổi của tải trọng về thời gian và không gian. Tải trọng này được xét đến trong nghiên cứu kết cấu theo phong cách thực tế thể hiện độ lớn, hướng và thay đổi thời gian của những tải trọng này. Xem thêm chi tiết tại Phụ lục B.

7.5.7  Mô phỏng khối lượng

Một thể hiện thích hợp của khối lượng kết cấu sẽ được yêu cầu nhằm phân tích động lực học, ước tính chuyển động và tải trọng gia tăng lượng trong khi trôi nổi. Xem thêm chi tiết tại Phụ lục B.

7.5.8  Sự tắt dần

Sự tắt dần bắt nguồn từ nhiều nguyên nhân gồm có suy giảm về kết cấu, suy giảm nguyên vật liệu, suy giảm bức xạ, suy giảm động lực học và suy giảm ma sát giữa các bộ phận chuyển động. Độ lớn phụ thuộc vào loại nghiên cứu thực hiện. Không có các giá trị chứng minh thu được từ đo lường giàn hay các nguồn tin cậy khác, một giá trị không lớn hơn 3% cản tới hạn có thể dùng.

7.5.9  Phân tích đàn hồi tuyến tính tĩnh

Biểu hiện của một kết cấu hay thành phần dựa trên phân tích tĩnh độ co dãn tuyến tính trừ phi có khả năng phản ứng phi tuyến hay động lực học đối với loại nạp tải đã có. Trong trường hợp này, giải pháp phân tích phi tuyến hay động lực học sẽ được yêu cầu. Thông tin chi tiết về nghiên cứu kết cấu xem tại Phụ lục C.

7.5.10  Phân tích động lực học

Công trình cố định với chu kỳ dao động riêng của kết cấu toàn thể lớn hơn 2,5 s có thể có phản ứng động lực học do tải trọng sóng gây ra trong điều kiện phục vụ, ít nhất trong đánh giá mỏi. Công trình dưới nước nông hay dễ gặp phải điều kiện sóng lớn có thể thấy phản ứng động lực học lớn tại các chu kì thấp hơn do lượng nước có tần suất cao hơn tại nước nông hay cụ thể là sóng đứng. Chi tiết cụ thể về nghiên cứu động lực học xem tại Phụ lục C.

7.5.11  Phân tích tựa tĩnh

Trong phần này, phân tích tựa tĩnh đề cập tới phân tích với các tải trọng được thể hiện xấp xỉ bằng một hệ số an toàn trên tải trọng tĩnh hoặc tải trọng tựa tĩnh tương ứng. Giải pháp trước đó là thích hợp khi tải trọng tĩnh và động lực học đưa ra một mẫu phản ứng tương tự về tính cấp thiết nhưng khác nhau về độ lớn trong kết cấu. Xem thêm chi tiết trong Phụ lục C.

7.5.12  Phân tích phi tuyến

Biểu hiện phi tuyến sẽ được xem xét trong nghiên cứu kết cấu khi xác định hiệu ứng tải trọng trong các trường hợp sau:

- Khi các vùng có khe vỡ trong kết cấu mà đường dẫn tải trọng chịu ảnh hưởng

- Khi các khu vực có kẽ hở ảnh hưởng tới độ lớn của tải trọng (tải trọng nhiệt độ, hiệu ứng đáy biển không đều, phản ứng động lực học v.v..);

- Khi thành phần phụ thuộc vào biểu hiện nguyên vật liệu để chống lại một loạt gải trọng đã đưa ra giống như một phản xạ với tai nạn hay sự cố về địa chất;

- Với các bộ phận mỏng chịu áp suất khi hiệu ứng độ lệch là quan trọng.

Xem thêm chi tiết trong Phụ lục C.

7.5.13  Phân tích xác suất

7.5.13.1  Phân tích kết cấu vận hành của một giàn chịu tải trọng sóng dựa trên nguyên lý phân tích tất định, dự đoán phản ứng với một sự cố có thể chấp nhận được. Tuy nhiên, khi phương pháp xác suất hay ngẫu nhiên được thể hiện hợp với trạng thái giới hạn cụ thể (mỏi), các phương pháp này vẫn sẽ được thay thế khi cần. Phân tích phổ thường được yêu cầu khi động lực học về kết cấu có ý nghĩa quan trọng.

7.5.13.2  Các phương pháp này cụ thể tuyến tính hóa những hiệu ứng tải trọng. Điều này có thể hạn chế tác dụng của chúng khi phản xạ phi tuyến của kết cấu hay thành phần có ý nghĩa. Nếu phân tích phi tất định vẫn được dùng, phản ứng miền thời gian đối với nạp tải tạm thời là cần thiết.

7.5.13.3  Khi phân tích phổ được dùng để tính phản ứng đối với tải trọng sóng ngẫu nhiên, điều kiện sóng đầy đủ sẽ được phân tích nhằm đảm bảo phản xạ động lực học gần với chu kì tự nhiên và đỉnh năng lượng sóng được đánh giá chính xác.

7.5.14  Phân tích độ tin cậy

Đánh giá độ tin cậy của các công trình được phép theo nguyên tắc để đánh giá rủi ro hư hỏng của kết cấu và đảm bảo rằng đang ở dưới mức chấp nhận được Phân tích sẽ được thực hiện theo thực tế hiện tại.

7.5.15  Yêu cầu phân tích

Bảng 9 - Những dạng phân tích thích hợp

7.5.15.1  Tất cả các nghiên cứu về kết cấu mô phỏng với độ chính xác đầy đủ, phản ứng của hệ thống thành phần trong trạng thái giới hạn cũng được tính đến.Việc này có thể đạt được bằng việc lựa chọn loại phân tích phù hợp với môi trường tải trọng và phản xạ dự kiến của kết cấu.

7.5.15.2  Bảng 9 cho hướng dẫn khái quát về loại phân tích nào được chấp nhận đối với mỗi điều kiện thiết kế với kết cấu. Chi tiết khác xem thêm 7.5.15.1 đến 7.5.23.

7.5.16  Phân tích các giai đoạn chế tạo

7.5.16.1  Các phân tích đầy đủ sẽ được tiến hành đối với các thành phần của kết cấu đảm bảo tính thông ở tất cả các giai đoạn xây dựng, giai đoạn tổng hợp và đánh giá ứng suất trong từ các biến dạng ngàm. Các bước xây dựng có cả các hoạt động trên bờ và gần bờ.

7.5.16.2  Chuỗi xây dựng trong xác định hiệu ứng tải trọng và độ tuổi của bê tông xác định sức chống chịu sẽ được xem xét tới. Độ ổn định của các thành phần trong xây dựng cũng được quan tâm cụ thể. Hỗ trợ về tải trọng tạm thời như móng cầu được đưa ra trong phân tích.

7.5.16.3  Đánh giá về kết cấu trong các giai đoạn xây dựng sẽ được tiến hành bình thường sử dụng phân tích tĩnh. Tuy nhiên, phản ứng động lực học với gió chảy rối cần được tính toán cho các công trình mỏng và cao và hiệu ứng tải trọng động lực học có khả năng khác như động đất xảy ra trong giai đoạn xây dựng cũng cần được tính đến. Phân phối lại áp lực dài hạn sẽ được xét đến trong kết cấu hoàn chỉnh tính đến hiệu ứng rão lên các ứng suất tổng cộng trong quá trình xây dựng.

7.5.17  Phân tích vận chuyển

7.5.17.1  Phân tích một kết cấu bê tông cố định gồm đánh giá sự thống nhất về kết cấu trong các giai đoạn quan trọng của lai dắt công trình trên biển, hoặc nó tự trôi hay sà lan hỗ trợ. Thể hiện của kết cấu trong suốt quá trình vận hành này sẽ thống nhất với các bước được thể hiện, tổng hợp lượng tải trọng giằng chính xác và mô phỏng chỉ những thành phần của bề mặt đã được lắp đặt.

7.5.17.2  Phân tích khi lai dắt trên biển thông thường dựa trên phân tích tĩnh tuyến tính, thể hiện vận động của cả kết cấu bê tông bằng dao động,sức kéo, sóng chuyển vị, cường độ và gia tốc lăn cực đại. Với phân tích có giá trị, có thể thấy rằng các chuyển động trong các chu kì tự nhiên của các thành phần lớn trong kết cấu như trục ống không bị kích thích đáng kể bởi các chuyển động chung. Nếu hiệu ứng động lực học được cho là quan trọng thì chúng sẽ được tổng hợp phù hợp với 7.5.10. Phân tích lai dắt phù hợp với quy tắc hoạt động hành hải.

7.5.17.3  Tổn thất mỏi có thể vẫn áp dụng trong thời gian lai dắt lúc biển động. Nếu tổn thất này đáng kể, hư hại mỏi tích lũy phải được cộng cùng với hư hại được tính toán trong điều kiện hoạt động phù hợp với 7.5.20.

7.5.17.4  Các giả thiết hư hại có khả năng xảy ra lúc lai dắt trên biển được tính đến. Các nghiên cứu kết cấu có thể được tiến hành nhằm đảm bảo tính thống nhất của kết cấu, hạn chế hư hại toàn bộ khi có va chạm với tàu kéo hay tàu khác trong quá trình vận chuyển. Cụ thể, độ sụt lún tăng dần do nước lũ liên lục tràn vào các khoang sẽ được hạn chế.

7.5.18  Phân tích lắp đặt và ghép sàn

7.5.18.1  Phân tích kết cấu được tiến hành trong các giai đoạn tới hạn trong các giai đoạn lắp đặt và ghép sàn. Các phân tích này sẽ tính đến cả thời gian biến động áp suất tối đa với các phần của kết cấu bê tông.Thêm lần nữa, hình dạng của kết cấu tại mỗi giai đoạn thực hiện vận hành nên thể hiện điều kiện đã lên trước và độ dốc của kiến trúc và phân phối hệ thống giằng liên quan.

7.5.18.2  Sự ăn khớp trên sàn, phân phối giằng và đặt vị trí cụ thể dưới đáy biển sẽ được phân tích theo phương pháp tĩnh tuyến tính. Vì những giai đoạn này thông thường thể hiện đầu nguồn lớn nhất, cần tiến hành phân tích độ vênh và sự hướng vào trong. Hệ quả của đáy biển nhấp nhô được tính đến trong việc đánh giá những phản ứng của đáy biển trong trạng thái không tiếp đất.

7.5.19  Phân tích khả năng vận hành và độ bền trong trạng thái hoạt động

7.5.19.1  Ít nhất một phân tích toàn bộ kết cấu sẽ được thực hiện để xác định chức năng thích hợp với độ bền thay thế và đánh giá khả năng dịch vụ. Phân tích kết cấu cũng cần được thực hiện để hiệu ứng sóng cực đại sử dụng hệ số an toàn tải tọng ALS, trừ phi thể hiện chắc chắn rằng trạng thái giới hạn luôn ít nặng nề hơn điều kiện ULS tương ứng.

7.5.19.2  Nghiên cứu cục bộ được tiến hành để đánh giá kết cấu và chi tiết phụ có trong phân tích toàn bộ được nạp tải lớn hay phức tạp trong hình thức nạp tải. Những phân tích này có thể dựa trên các phương pháp phi tuyến tính nếu chúng phù hợp với ứng xử của thành phần.

7.5.19.3  Nhìn chung phân tích độ bền một giàn bê tông dựa trên phân tích nhất định ước tính phản ứng với song cực đại cụ thể có thể chấp nhận được. Chu kỳ sóng đầy đủ, hướng và các pha song sẽ được tính đến để thu được những phản ứng tối đa với mỗi loại thành phần được kiểm tra. Sóng thấp hơn độ cao tối đa cũng sẽ được xem xét tới nếu phản ứng lớn hơn có thể đạt được do hiệu ứng động lực học lớn hơn tại các chu kỳ sóng nhỏ hơn.

7.5.20  Phân tích mỏi

7.5.20.1  Khi có yêu cầu, phân tích mỏi chi tiết sẽ dựa trên đánh giá thiệt hại tổng hợp thực hiện trong thời gian vận hành dự kiến. Phân tích sẽ gồm cả những giai đoạn di chuyển, nếu đáng kể, và tính đến hiệu ứng phạm vi trạng thái và hướng của kết cấu.

7.5.20.2  Một bản phác thảo tuyến tính kết cấu tổng quát có thể chấp nhận được trong đánh giá tuyến tải trọng toàn bộ để phân tích mỏi. Phân tích kết cấu sẽ bao gồm ảnh hưởng của tải trọng cố định, trực tiếp, thủy tĩnh và biến dạng. Có thể dùng Thượng tầng đã giản lược và các tải trọng khác trong phân tích mỏi, trên cơ sở những tải trọng cụ thể hơn là những tải trọng cực đại được yêu cầu. Những thay đổi lớn trong tải trọng tĩnh trong quá trình hoạt động của kết cấu sẽ được phân tích riêng biệt và thiệt hại do mỏi sẽ được dồn lại qua từng giai đoạn.

7.5.20.3  Cộng hưởng động có dường như đáng kể hơn trong các chu kỳ song tương đối ngắn gây hầu hết những hư hại do mỏi. Phân tích mỏi do đó sẽ xét đến các hiệu ứng của kích hoạt động lực học trong chi tiết hợp lý hoặc qua phương pháp giả tĩnh hoặc qua phương pháp phản ứng động lực học. Các kiểu phân tích tiền định hoặc ngẫu nhiên đều có thể, phụ thuộc theo những khoản dưới đây

7.5.20.4  Đối với phân tích tiền định, sóng đơn xác định mà công trình gặp phải dựa trên sự lan truyền mang tính đại diện của các độ cao và chu kì sóng. Đối với các công trình nhạy cảm về mặt động lực học, phương pháp sẽ tính đến một vài chu kì sóng hoặc gần mỗi chu kì tự nhiên của kết cấu, nhằm đảm bảo rằng hiệu ứng động lực học được đánh giá chính xác. Lượng tần suất cao hơn trong các con sóng lớn hơn có thể gây những kích rung về mặt động lực học.

7.5.20.5  Các trường hợp số liệu sóng đầy đủ sẽ được nghiên cứu theo phương pháp xác suất nhằm thể hiện đầy đủ chức năng truyền tải áp lực. Phản ứng phi tuyến của kết cấu sẽ được tập hợp trong phân tích sử dụng phương pháp thích hợp nếu có ý nghĩa.

7.5.21  Phân tích động đất

ISO 19901-2 đưa ra những khuyến cáo khi phân tích địa chấn cho kết cấu bê tông cho cả động đất ELE và ALE.

7.5.22  Phân tích quá tải và ngẫu nhiên

7.5.22.1  Nghiên cứu kết cấu dưới các điều kiện ngẫu nhiên như va chạm tàu, va chạm trực thăng hay đâm băng sẽ tính đến:

- Phản ứng cục bộ của các vùng xảy ra va chạm

- Độ bền toàn bộ của công trình chống lại sụt lún toàn bộ

- Tính toàn vẹn của kết cấu sau sự cố.

7.5.22.2  Khả năng chịu đựng của các vùng va chạm có lẽ được nghiên cứu sử dụng mẫu chung. Vùng bị va chạm và đường bao sẽ được đánh giá dựa trên các biểu hiện phi tuyến của kết cấu và đối tượng va chạm. Các phân tích phi tuyến có thể được yêu cầu vì kết cấu nhìn chung đã xuống cấp sau tải trọng ngẫu nhiên. Những điều kiện biên thích hợp được đưa ra xa khỏi vùng bị hư hại nhằm giảm tối thiểu các sự cố.

7.5.22.3  Phân tích toàn bộ kết cấu dưới tải trọng ngẫu nhiên sẽ được yêu cầu đề đảm bảo độ sụt lún đang tăng lên chưa được kích hoạt. Phép phân tích cũng tính đến hậu quả xấu mà hư hại gây ra với kết cấu trong vùng va chạm. Khi biến dạng lớn của kết cấu có khả năng dành cho tải trọng va chạm, một phân tích toàn bộ phi tuyến sẽ được yêu cầu để kích thích phân phối lại hiệu ứng tải trọng gây ra bởi các biến dạng lớn. Phân tích toàn bộ dựa trên một bản phác thảo đơn giản về kết cấu đầy đủ để thúc đẩy quá trình sụt lún đang tiến triển. Hiệu ứng chệch hướng cũng được tính đến nếu có ý nghĩa.

7.5.22.4  Hấp thụ năng lượng của kết cấu nổi lên từ hiệu ứng kết hợp chung và toàn bộ. Biến dạng của kết cấu hấp thu năng lượng va chạm từ va chạm không được hấp thụ bởi các đối tượng va chạm sẽ được phác thảo bằng văn bản.

7.5.22.5  Phân tích kết cấu trong điều kiện bị hư hại có thể được tiến hành thông thường sử dụng phương pháp tĩnh tuyến tính. Các thành phần bị hư hại của kết cấu sẽ bị loại bỏ khỏi phân tích này hoặc được làm suy yếu thích hợp để mô phỏng độ bền và độ cứng đã suy giảm.

7.5.23  Tháo dỡ/Tái sử dụng giàn

7.5.23.1  Phân tích kết cấu nhằm tháo dỡ thể hiện chính xác kết cấu trong giai đoạn này. Phân tích sẽ có độ chính xác đầy đủ để kích thích hiệu ứng áp suất khác nhau có ý nghĩa trong giai đoạn này. Phân tích sẽ tính đến những lực hút sẽ vượt qua trước sự phân tách từ đáy biển nếu hợp lý. Độ nhạy cảm đối với hệ số hút sẽ được tập hợp. Khả năng phân tách không cân đối từ đáy biển hoặc đất rơi hoặc vữa lỏng sau khi phân tách sẽ được xét đến và phản ứng kết cấu đối với chuyển động thay thế sẽ được đánh giá.

7.5.23.2  Khối lượng của các tổng hư hại hay sự phát triển trên biển sẽ được xét đến nếu chúng không bị di dời. Vật thể bị di dời khỏi kết cấu như bề mặt, ống dẫn sẽ bị loại bỏ khỏi phân tích.

7.5.23.3  Kết hợp cốt thép và bê tông giải thích cho sự xuống cấp của nguyên vật liệu trong quá trình hoạt động của giàn. Nếu phân tích này được thực hiện ngay lập tức trước khi di rời, sự xuống cấp của nguyên vật liệu sẽ xét đến kết quả khảo sát và đo đạc dưới nước.

7.6  Thiết kế phân cách thượng tầng

7.6.1  Yêu cầu chung

Thiết kế của phân cách giữa một kết cấu thượng tầng thép và một kết cấu trụ đỡ bê tông phải được xem xét.

7.6.2  Cơ sở thiết kế

7.6.2.1  Tất cả những thông tin thiết kế cần thiết phải được xác định như một phần của việc thiết lập và duy trì sự vận hành thích hợp của phân cách Thượng tầng/kết cấu trụ đỡ thông qua quá trình thiết kế. Phải chuẩn bị các kế hoạch để cung cấp thông tin an toàn và đúng thời hạn. Phân cách được xác định định dạng dữ liệu, đảm bảo tính nhất quán với kỳ vọng về địa điểm và độ cao, và dữ liệu đó được cung cấp cho tất cả trạng thái giới hạn được yêu cầu và giai đoạn quan trọng trong vòng đời của kết cấu, như:

- Lắp đặt/ ghép thượng tầng;

- Vận chuyển và lắp đặt giàn;

- Giai đoạn hoạt động giàn;

- Ngừng hoạt động.

7.6.2.2  Những yếu tố quan trọng liên quan đến các giai đoạn này là sự biến dạng phụ thuộc thời gian, như là biến dạng từ biến; tác động của việc thay đổi áp lực nước ở những mớn nước khác nhau; tác động của việc thay đổi áp lực đất dưới nền; gia tốc và độ nghiêng khả thi trong suốt quá trình lai dắt cũng như hệ quả của lũ lụt. Thay đổi trục nghiêng trong giai đoạn tạm thời trước khi lắp đặt/ ghép thượng tầng có thể gây ra sức ép tích hợp được giải quyết với thiết kế thượng tầng, kết cấu trụ đỡ, và kết nối trụ đỡ- sàn. Điều quan trọng là các giả định thiết kế phải nhất quán.

7.6.2.3  Sự phân tích kết cấu của kết cấu đỡ bằng bê tông có thể xem xét đến sự đa dạng chi tiết và sự phức tạp của thượng tầng, việc này phụ thuộc vào tác dụng của kết cấu trong thiết kế của các phần kết cấu khác nhau. Điển hình là, thiết kế của phần trên của kết cấu đỡ (trụ đỡ) căn cứ vào phân tích FE, bao gồm cả ma trận cứng thượng tầng. Độ cứng của thượng tầng và hiệu ứng tải quy định bởi thượng tầng phải được mô tả một cách chi tiết đầy đủ để đảm bảo sự phân bố thích hợp giữa thượng tầng và kết cấu đỡ, cũng như bên trong kết cấu đỡ.

7.6.2.4  Bộ hồ sơ được cung cấp như nền tảng cho thiết kế phân cách thích hợp phải bao gồm:

- Cấu hình trụ đỡ;

- Đỉnh bố trí trụ đỡ;

- Cao trình sàn;

- Tải trọng được áp dụng tại đỉnh của kết cấu bê tông từ thượng tầng (ví dụ, trọng lượng thượng tầng đối với mục đích thiết kế bao gồm trọng tâm (CoG), v.v..);

- dung sai (ví dụ, đối với hình dạng bê tông, bu-lông nối, dây chằng, ống chịu lực, tấm chìm, v.v...)

- dung sai ghép sàn cho phép biến dạng trong suốt quá trình chuyển tải.

7.6.3  Kết nối kết cấu sàn/trụ đỡ

7.6.3.1  Vài phương án lựa chọn là khả thi cho sự kết nối kết cấu giữa thượng tầng và kết cấu trụ đỡ. Các chi tiết phải cân nhắc đến sự tiếp xúc ban đầu và đảm bảo sự phân bố tải trọng như đã được giả định trong phân tích và thiết kế kết cấu.

7.6.3.2  Phân cách vật lý thường nằm giữa một mô-đun dầm chịu lực bằng thép (MSF) và kết cấu bê tông. Điển hình là, gối hình ống (ống thép) tạm thời nằm trên tấm thép chìm được sử dụng cho việc truyền trọng lượng sàn tại đỉnh của trụ đỡ kết cấu bê tông. Khu vực giữa gối hình ống thông thường được trám vữa khi kích hoạt bu lông neo dự ứng suất.

7.6.3.3 Thiết kế của phân cách giữa MSF, vữa xi măng và đỉnh của trụ đỡ phải tính đến lực cắt (kiểm tra ma sát) phát sinh từ sự nghiêng trong các giai đoạn tạm thời hoặc gia tốc giàn trong giai đoạn hoạt động. Kiểm tra chịu nén đối với vữa xi măng được yêu cầu. Sự trồi lên cũng được tính đến.

7.6.3.4  Nếu một thượng tầng mềm đối với kết nối kết cấu trụ đỡ được chọn, như là một dãy các vòng bi đàn hồi, thì cần xem xét sự mở rộng hoặc co lại của thềm dầu, cái mà được làm nóng bởi sản phẩm nóng và sự tác động qua lại giữa ống cứng và kết nối kết cấu linh hoạt.

7.6.3.5  Phụ thuộc vào kết nối được chọn, các chi tiết và bố cục phải cho phép sự giám sát và bảo dưỡng cần thiết. Nên có sự xem xét đặc biệt đối với việc tiếp cận những chi tiết dễ mỏi và, nếu không thể tiếp cận, một kỳ hạn mỏi thiết kế lớn thích hợp nên được sử dụng. Bất cứ công cụ nào được sử dụng cũng nên được đánh giá độ bền hóa học dưới tác động của sức nóng cao, độ ẩm và ô nhiễm hydro cacbon. Các phương tiện kiểm soát ăn mòn được chọn cho kết cấu trụ đỡ bê tông (ví dụ như chống ăn mòn điện) nên được truyền tải rõ ràng.

7.6.4  Kết nối thượng tầng - kết cấu trụ đỡ

7.6.4.1  Khi sự lựa chọn một phương pháp lắp đặt ảnh hưởng đến cả thiết kế kết cấu trụ đỡ và thượng tầng, những hậu quả phải được đảm bảo được chỉ ra ở giai đoạn đầu.

7.6.4.2  Những vấn đề và tác động cần được xem xét là:

- Phản ứng động lực học đối với sóng và dòng của kết cấu bán chìm nếu sử dụng lắp đặt có hỗ trợ kết cấu nổi (float-in installation) được yêu cầu.

- Phản ứng động lực học đối với sóng, gió và dòng của kết cấu bán chìm từng phần đối với cẩu lắp (lift installation) thượng tầng.

- Thiết kế lắp đặt dùng cho cả lắp đặt có hỗ trợ kết cấu nổi và cẩu lắp.

Tất cả các sai số phải được xem xét trong thiết kế cho hoạt động ghép nổi.

7.6.5  Di chuyển

Các chuyển động động lực học trong suốt quá trình lai dắt cài đặt bê tông cố định thường là nhỏ. Gia tốc, góc nghiêng trong điều kiện còn nguyên vẹn và thiệt hại, phải được xác định chính xác. Những hậu quả đối với thiết kế của thượng tầng, kết cấu trụ đỡ và kết nối của chúng phải được xác định.

PHỤ LỤC A              TẢI TRỌNG MÔI TRƯỜNG

(Quy định)

A.1  Các tải trọng môi trường

A.1.1  Gió, sóng, thủy triều và dòng nước là những nguồn tải trọng chủ yếu (E) trên nhiều giàn. Ngoài ra, tùy thuộc vào mỗi vị trí, động đất hoặc tải đá hoặc cả hai có thể là các tải trọng môi trường đáng kể.

A.1.2  Các tải trọng gây ra bởi gió, sóng và dòng nước xảy ra theo nhiều cơ chế khác nhau. Những nguồn quan trọng nhất của tải trọng là:

- Dầu nhớt hoặc việc nạo vét có ảnh hưởng lớn đến những kết cấu tương đối mảnh.

- Những ảnh hưởng không nhớt do quán tính và nhiễu xạ sóng. Những ảnh hưởng này có ảnh hưởng toàn cầu lên những kết cấu khối lớn.

A.1.3  Đối với những kết cấu bê tông cố định, phân tích tĩnh có thể thích hợp. Sẽ khảo sát khả năng phân tích động cần thiết đối với các bộ phận địa phương hoặc nền tảng thế giới. Trong các trường hợp cụ thể của tải trọng sóng, khảo sát khả năng ảnh hưởng phi tuyến có thể dẫn đến tải trọng với tần số dao động cao hoặc thấp hơn dải tần số trong phổ sóng trong địa hình nổi tạm thời và vị trí cố định. Các ảnh hưởng động tiềm năng lên tải trọng khu vực hoặc toàn cầu từ sóng, gió và dòng nước cũng sẽ được khảo sát.

A.1.4  Ảnh hưởng của kết cấu lên độ cao mặt nước tức thời sẽ được khảo sát. Ảnh hưởng trực tiếp khả thi của nước xanh lên bản đáy hoặc trụ cũng sẽ được khảo sát. Tổng độ cao của mặt nước phụ thuộc vào sóng cồn và thủy triều, ngọn sóng cao nhất của sóng tới và tương tác của sóng tới với kết cấu hoặc những kết cấu liền kề khác.

A.1.5  Các tải trọng môi trường do gió, sóng và dòng nước đặc biệt liên quan đến những yêu cầu giới hạn cơ bản. Thêm vào đó, những tải trọng này có thể góp phần làm giảm sức bền, khả năng bảo trì và những trạng thái giới hạn ngẫu nhiên. Các tải trọng môi trường do gió, sóng và dòng nước cũng sẽ được xem xét đối với hình dạng bên ngoài tạm thời của kết cấu trong quá trình xây dựng, kéo và lắp đặt

A.1.6  Việc tính toán tải trọng do gió, sóng và dòng nước yêu cầu cần có một bản mô tả môi trường vật lý thích hợp về hướng và cường độ biển, cường độ và hướng gió liên đới và các mô tả dòng nước liên quan về định hình vận tốc dòng nước thông qua độ sâu và thông tin hướng liên đới. Sự kết hợp các nguồn gió, sóng và dòng nước cần thiết cho việc tính toán tải trọng được mô tả trong TCVN 6170-3.

A.1.7  Quy trình tính toán tải trọng địa chấn đã được quy định trong TCVN 6170-3.

A.1.8  Tính toán tải trọng băng đá mang tính đặc trưng cao, phụ thuộc vào vị trí và không được đề cập chi tiết theo tiêu chuẩn này. Có kết cấu tài liệu liên quan mở rộng để tính toán tải trọng băng, cần được tư vấn hướng dẫn. Tải trọng băng sẽ được các kỹ sư có tay nghề có kiến thức phù hợp tính toán trong môi trường băng đá vật lý ở khu vực đang được xem xét và với kinh nghiệm phù hợp trong phát triển các tải trọng dựa trên môi trường đó và thời gian trả lại tải phù hợp với TCVN 6170-3.

A.2  Các tải trọng sóng cực đoan

A.2.1  Tải trọng sóng từ các điều kiện cực đoan sẽ được xác định bằng các quy trình phân tích phù hợp được bổ sung, bằng chương trình thử nghiệm mẫu nếu cần thiết. Các tải trọng toàn cầu lên các kết cấu sẽ được xác định. Thêm vào đó, các tải trọng tại khu vực ảnh hưởng lên các hạng mục phụ, cầu kiện liên kết và phụ tùng cũng sẽ được xác định

A.2.2  Các quy trình phân tích phù hợp để tính toán tải trọng sóng chung phụ thuộc vào bước sóng đến kích thước đặc trưng của kết cấu, ví dụ như đường kính của cột hoặc trụ. Đối với các hệ số nhỏ hơn 5, quy trình như quy trình phân tích nhiễu xạ sẽ được ứng dụng để giải thích cho sự tương tác kết cấu với các miền sóng tới. Với những hệ số cao, thuyết về kết cấu mảnh như thuyết Morison có thể được xem xét. Nơi có lực nạo vét đóng vai trò quan trọng ở trạng thái này, cả hai phương pháp cần được áp dụng kết hợp. Trong một vài trường hợp, như trong tính toán tải trọng khu vực lên các cầu kiện liên kết bên ngoài cho kết cấu, đều cần đến các quy trình trên. Chiều dài kết cấu liên quan đến bước sóng cũng là một yếu tố quan trọng cho kiến trúc nổi như các ảnh hưởng gia cố và xóa bỏ có thể có nếu bước sóng tương ứng với chiều dài hoặc nhiều chiều dài của kết cấu

A.2.3  Mẫu kiểm nghiệm sẽ được xem xét để bổ sung kết quả phân tích, thường thì trong các trường hợp biết trước rằng ảnh hưởng phi tuyến sẽ có ý nghĩa hoặc nơi những kinh nghiệm không ứng dụng trực tiếp được do hình dáng bên ngoài của kết cấu

A.3  Phân tích nhiễu xạ

A.3.1  Các tải trọng lên các kết cấu khối lượng lớn sẽ được tính toán chung bằng cách áp dụng những quy trình phân tích nhiễu xạ hợp lệ. Thêm đó, chuyển động học tại khu vực cần thiết trong thiết kế của nhiều hạng mục phụ sẽ được ước lượng bao gồm các ảnh hưởng sự cố, nhiễu xạ và (nếu cần thiết) là các ảnh hưởng bức xạ.

A.3.2  Giả thuyết cơ bản là chất lỏng không phải nhớt còn các chuyển động do dao động của sóng và kết cấu nhỏ đủ để dẫn đến chuyển động tuyến tính. Sự tương tác thủy động lực giữa sóng và kết cấu định mức có thể được dự đoán dựa trên thuyết tuyến tính 3D.

A.3.3  Các quy trình phân tích sẽ được thực hiện thông thường qua chương trình máy tính đã được kiểm chứng thường dựa trên những phương pháp tấm panel nguồn/chứa (Hàm Green) hoặc những quy trình tương tự. Các quy trình thay thế bao gồm những phương pháp giải tích cổ điển hoặc phương pháp bán giải tích và những quy trình phần tử hữu hạn có thể được xem xét trong những trường hợp đặc biệt. Các chương trình cần được phê chuẩn bằng phương pháp thích hợp

A.3.4  Phân tích nhiễu xạ sử dụng phương pháp tấm panel sẽ được tiến hành với mật độ lưới điện phù hợp để cung cấp giải pháp với sự chính xác cần thiết. Mật độ lưới điện sẽ có đủ để thu thập được hết các biến động các thông số như áp suất. Trong các khu vực có sự thay đổi hình học đột ngột (góc, cạnh) thì nên sử dụng mạng lưới dày hơn. Ngoài ra, trong vùng lân cận của bề mặt tự do, mật độ lưới điện nhìn chung sẽ tăng lên. Mật độ lưới điện sẽ liên kết đến chu kỳ sóng để cung cấp mô tả các biến động phù hợp với bước sóng. Trên bề mặt bằng phẳng, sáu tấm panel là đủ cho mỗi bước sóng. Nói chung, các kiểm nghiệm hội tụ với mật độ lưới điện biến thiên sẽ được thực hiện để xác minh tính phù hợp của các mẫu tấm panel được đề xuất.

A.3.5  Các mô hình nhiễu xạ sẽ được kết hợp với các mô hình Morison trong việc đánh giá các kết cấu tương đối mảnh đến các kết cấu khối lượng lớn. Phương pháp nhiễu xạ cung cấp vận tốc chất lỏng tại khu vực và gia tốc cần thiết trong mô hình Morison. Thuyết Morison có thể được áp dụng để tính toán tải trọng kết quả.

A.3.6  Khoảng cách giữa các kết cấu tương đối lớn sẽ được đưa vào đánh giá tải trọng. Sự nhiễu loạn giữa các trường sóng quanh hai hoặc nhiều hơn hai kết cấu có thể tương tác với nhau và tương tác này sẽ được giải thích trong các phân tích.

A.3.7  Các kết cấu với mặt cắt khác nhau đáng kể gần đường mớn nước, trong vùng có khả năng bị ảnh hưởng bởi sóng yêu cầu xem xét bổ sung. Những kết cấu mặt ngoài không nhất quán với các giả định cơ bản của thuyết nhiễu xạ tuyến tính và cả tải trọng khu vực, toàn cầu và những ảnh hưởng của nó có tương quan phi tuyến đáng kể đối với cường độ của trạng thái biển. Thuyết nhiễu xạ tuyến tính giả thuyết hình học mặt tường tại đường mớn nước

A.3.8  Tính toán lực sóng trên bề mặt xuyên qua kết cấu sẽ bị ngập do sóng tới cần đặc biệt chú ý và việc phê chuẩn tính toán kỹ thuật là cần thiết

A.3.9  Sẽ đưa ra các cân nhắc cẩn thận cho những biến động áp suất tiềm ẩn dựa trên nền tảng khi có trường sóng đi qua. Nếu điều kiện nền móng như vậy có thể xảy ra biến động áp suất trên móng thì những biến đổi về áp suất sẽ được đưa vào trong phân tích.

A.3.10  Chương trình phân tích nhiễu xạ có thể được dùng để tạo ra các hệ số cần thiết trong đánh giá các ảnh hưởng biến thiên phi tuyến thường liên quan đến tổng hiệu suất hoặc các hiệu ứng hiệu suất khác nhau.

A.4  Các yêu cầu bổ sung cho phân tích động dưới tải trọng sóng

A.4.1  Trong các trường hợp mà kết cấu có thể đáp ứng động, như hình dáng bên ngoài lâu dài (cố định hoặc nổi), trong quá trình tải trọng sóng hoặc động đất hoặc tình trạng nổi tạm thời, các thông số bổ sung liên đới với các chuyển động của kết cấu sẽ được xác định. Thông thường, những hiệu ứng bổ sung này sẽ được ghi lại dưới dạng quán tính và các thuật ngữ giảm chấn trong phân tích động.

A.4.2  Dao động ringing cũng có thể kiểm soát được những phản ứng động học cực đoan của những loại kết cấu trọng lực bê tông thông thường. Một phản ứng dao động giống với phản ứng được tạo ra bởi sự kích thích xung của bộ dao động tuyến tính: đặc trưng của nó là sự hình thành nhanh và phân rã chậm nguồn năng lượng tại thời gian cộng hưởng. Ở trạng thái nước biển cao, dao động ringing có thể được kích thích bằng quá trình phi tuyến (cấp 2, 3 hoặc cấp cao hơn) trong tải trọng sóng, tải trọng này chỉ là một phần nhỏ trong tổng các tải trọng môi trường lên kết cấu.

A.4.3  Những ảnh hưởng của chuyển động đối với hình dáng bên ngoài lâu dài như xảy ra trong quá trình động đất, kết cấu nổi hoặc trong những giai đoạn tạm thời của các công trình cố định đang thi công, kéo hoặc lắp đặt, đối với những chất lỏng bên trong như nước dằn trong các bể sẽ được đánh giá. Sự xáo trộn đó trong bình thường ảnh hưởng đến áp suất, đặc biệt là áp suất ở gần bề mặt tự do của chất lỏng.

A.5  Thử mô hình

A.5.1  Sự cần thiết của việc thử mô hình để xác định những tải trọng sóng cực đoan sẽ được xác định trên cơ sở từng trường hợp cụ thể. Nhìn chung, các thử mô hình sẽ được xem xét khi cần thiết để:

- Xác minh các quy trình phân tích. Các thử mô hình cần được thực hiện để xác nhận kết quả của quy trình phân tích, đặc biệt trong các trường hợp kết cấu có có hình dạng không bình thường, các kết cấu trong nước nông với sóng cực cao, hoặc trong những trường hợp khác có các giới hạn rõ ràng về quy trình phân tích.

- Bổ sung các quy trình phân tích. Các thử mô hình cần được thực hiện ở những nơi có nhiều ảnh hưởng như dao động ringing, sóng chạy, khả năng xuất hiện tiềm ẩn của va chạm đáy hoặc trong những trường hợp điều kiện cao bị bỏ qua trong quy trình phân tích lại rất quan trọng. Những ảnh hưởng này thường không được đánh giá trong quy trình phân tích

A.5.2  Hệ số Froude được xem là phù hợp cho quá trình điều khiển trọng lực điển hình như sóng tác động đơn lẻ lên những kết cấu cố định khối lượng lớn. ảnh hưởng của độ nhớt và hiệu ứng số Reynolds sẽ được cân nhắc khi quyết định ứng dụng hệ số Froude.

A.5.3  Trong trường hợp có thể, tải trọng các thử mô hình sẽ được phê chuẩn bằng cách so sánh với các giải pháp phân tích hoặc kết quả của những chương trình thử phù hợp trước đó.

A.5.4  Các dữ liệu phù hợp sẽ được ghi lại trong các thử mô hình để hỗ trợ tính toán tải trọng sóng. Dữ liệu dưới dạng ghi lại lịch sử thời gian có thể bao gồm:

- Độ cao bề mặt nước/không khí tức thời ở khu vực tại các vị trí khác nhau;

- Động lực học chất điểm cục bộ;

- Tải trọng toàn cầu như cắt nền móng, tải theo phương thẳng đứng hoặc thời gian lật cũng như các tải cục bộ như phân bố áp suất tác động lên các bộ phận riêng lẻ;

- Phản ứng của kết cấu như phản ứng chuyển vị và phản ứng gia tốc, đặc biệt khi xảy ra phản ứng động.

A.5.5  Dữ liệu thử mẫu thử sẽ được chuyển đổi sang quy mô hoàn chỉnh bằng các yếu tố phù hợp thích hợp, phù hợp với các quy trình vật lý ứng dụng trong chương trình thử nghiệm.

A.5.6  Tương tự như các thủ tục phân tích, kết quả thử nghiệm mô hình cần được biết là có những hạn chế cố hữu. Những hạn chế này sẽ được xem xét trong việc đánh giá tính hữu hiệu của tải trọng. Các nguồn cơ bản của những hạn chế cố hữu này bao gồm:

- Các tác động sức căng bề mặt. Những tác động này không được kể đến trong định nghĩa thử mô hình và có thể có ý nghĩa đặc biệt khi áp dụng những yếu tố có quy mô lớn;

- Những tác động do nhớt. Hệ số Reynolds thường không được tính chính xác và những tác động này rất quan trọng ở nơi có độ nhớt đáng kể, ví dụ như trong việc dự đoán tác động kéo hoặc giảm chấn;

- Hỗn hợp không khí/nước. Các tải khác nhau phụ thuộc vào yếu tố này, ví dụ các lực đóng thường không được tính chính xác trong hệ số Froude dựa trên thử mô hình.

A.5.7  Những ảnh hưởng của các tác động khác nhau lên tải trọng xác định trong thử mô hình cần được đánh giá và được thực hiện từng bước trong chương trình thử để giảm hoặc giảm tối đa. Những tác động như vậy có thể là:

- Phản xạ của sóng từ các đầu của vịnh có mô hình thử;

- Sự tán xạ của sóng từ những kết cấu khối lượng lớn và phản xạ của sóng tác xạ giả từ sườn của lưu vực mô hình cản trở trạng thái sóng thiết kế đích;

- Phá vỡ các chuỗi sóng đại diện cho sóng thiết kế đích do bất ổn dẫn đến việc thực hiện các trạng thái sóng không chính xác;

- Khó khăn trong đưa gió hoặc dòng nước vào kết hợp với khu vực sóng.

A.6  Trọng tải dòng chảy

A.6.1  Thông qua độ sâu bao gồm cả hướng, nước sẽ được kết hợp với các trạng thái sóng thiết kế. Tải trọng đặc trưng sẽ được xác định theo TCVN 6170-2.

A.6.2  Sự xáo trộn trong trường sóng tới do sự xuất hiện của các kết cấu cố định cần được giải thích

A.6.3  Tải trọng nước trên nền móng sẽ được xác định sử dụng quy trình đã được công nhận. Các phương pháp điển hình dựa trên sự sử dụng các hệ số thực nghiệm xác định diện tích, hình dạng, khiên đào,... Những hệ số thực nghiệm đó sẽ được xác nhận. Thử mô hình hoặc quy trình phân tích hoặc cả hai cần được xem xét để thử các tải trọng nước đã được tính toán.

A.6.4  Các quy trình số dựa trên động lực học chất lỏng tính toán (computational fluid dynamics-CFD) có thể được xem xét trong việc đánh giá tải trọng nước hoặc những tác động khác kết hợp với nước. Những quy trình này dựa trên giải pháp số của phương trình chuẩn tắc về chuyển động của chất lỏng nhớt (Phương trình Navier Stokes). Chỉ có việc thực hiện các quy trình CFD được thử tốt được sử dụng trong tính toán tác động của dòng nước. Phương pháp này có thể cung cấp quy trình đáng tin cậy và tiết kiệm đề dự đoán lực kéo hơn là những kỹ thuật mô hình vật lý.

A.6.5  Sự xáo trộn trong trường sóng tới dẫn đến sự thay đổi trong vận tốc dòng nước cục bộ ở gần kết cấu. Tải trọng lên các phần đi kèm của kết cấu tại khu vực sẽ được tính toán dựa trên trường nước đã thay đổi. Khả năng Vortex gây ra rung động (VIV) trên các phần đi kèm sẽ được nghiên cứu

A.6.6  Sự xuất hiện của các chuyển động nước gần khu vực nền mỏng của kết cấu có thể dẫn đến sự xói lở và cuốn các trầm tích xung quanh nền móng. Khả năng này sẽ được khảo sát. Những quy trình điển hình yêu cầu tính toán vận tốc chất lỏng sử dụng CFD hoặc kết quả thử nghiệm mô hình. Những vận tốc này thường được kết hợp với những quy trình đã được thử để dự đoán xói lở.

A.6.7  Nếu được cung cấp những phòng tránh xói mòn cần thiết xung quanh khu vực móng của kết cấu, các quy định được nêu trong TCVN 6170-7.

A.7  Tải trọng gió

A.7.1  Tải trọng gió có thể được xác định theo TCVN 6170-2.

A.7.2  Sức gió lên các kết cấu bê tông trên biển bao gồm 2 phần:

- Sức gió lên những kết cấu thượng tầng;

- Sức gió lên những kết cấu bê tông trên mực nước biển.

A.7.3  Tải trọng gió lên phần tiếp xúc của kết cấu bê tông trên biển thường được nhỏ hơn so với sức gió lên thượng tầng và tác động của tải trọng sóng. Một phương pháp đơn giản áp dụng tác động tải trọng gió lên kết cấu bê tông là bằng sử dụng sức gió tạo ra dành cho kết cấu thượng tầng. Những lực này góp phần vào các tải trên toàn cầu như mô men đảo ngược và mặt nền cắt ngang cùng với các lực tăng theo chiều dọc của trục bê tông.

A.7.4  Tải trọng gió trung bình trên toàn cầu lên các phần tiếp xúc sẽ được xác định dựa trên vận tốc gió thiết kế thích hợp, kết hợp với những quy trình tính toán đã được thử. Trong trường hợp điển hình, tải trọng gió toàn cầu có thể được tính toán bằng những quy trình đơn giản như phương pháp chặn. Trong quy trình điển hình này, tải trọng sóng có thể dựa trên những tính toán bao gồm các hệ số đã được kiểm nghiệm cho những hình dáng đơn giản mà hệ số kiểm nghiệm đã có sẵn, diện tích tiếp xúc thích hợp và bình phương vận tốc gió bình thường lên các diện tích tiếp xúc. Tải trọng gió cục bộ thường đòi hỏi phải có yếu tố gió hoặc những cân nhắc tương tự để giải thích những biến đổi cục bộ của vận tốc gió.

A.7.5  Ảnh hưởng động toàn cầu của trọng tải gió sẽ được khảo sát nếu thích hợp. Ví dụ, kết cấu và hệ thống thả neo trong trạng thái tạm thời trong suốt quá trình thi công, các giai đoạn kéo và cài đặt có thể nhạy cảm với động lực của gió. Mô tả thích hợp của động lực của gió như phổ gió sẽ được đưa vào tính toán tải trọng gió.

A.7.6  Cùng với tải trọng gió, tải sóng và dòng nước cũng xuất hiện tại các giàn, những tải trọng này cũng được đánh giá một cách có hệ thống nếu có liên quan trong suốt quá trình xây dựng, kéo và trong trạng thái cài đặt/gỡ bỏ. Chu trình thiết kế hoàn chỉnh của cấu trúc (từ khi bắt đầu thi công đến khi gỡ bỏ) sẽ được xem xét và kết hợp thiết kế điều chỉnh thích hợp của gió, sóng và dòng nước cần được đánh giá trong các giai đoạn.

PHỤ LỤC B                PHÂN TÍCH KẾT CẤU-MÔ HÌNH

(Quy định)

B.1  Đặc trưng vật lý

B.1.1  Các kích thước dùng trong tính toán phân tích cấu trúc phải đặc trưng cho kết cấu độ chính xác cần thiết để tạo ra các tính toán tác động của tải trọng đáng tin cậy. Thay đổi trong những kích thước quan trọng như thay đổi thiết kế cần được kiểm soát cả trong và sau khi phân tích. Nếu điều này ảnh hưởng lên độ chính xác của phân tích, các thay đổi sẽ được gộp lại bằng cách phân tích lại cấu trúc theo khảo sát.

B.1.2  Việc xem xét các kích thước định danh và các kích thước của mặt cắt bê tông trong phân tích kết cấu là có thể chấp nhận, nếu dung sai nằm trong giới hạn được đặt ra trong xây dựng và các yếu tố an toàn một phần vật liệu thích hợp được sử dụng.

B.1.3  Nếu các kích thước hoàn công khác kích thước danh nghĩa, lớn hơn dung sai cho phép, tác động do không khớp kích thước này sẽ được đưa vào phân tích. Tác động của dung sai cũng được đưa vào phân tích ở những nơi có ảnh hưởng của tải trọng và do đó, thiết kế của kết cấu đặc biệt nhạy cảm với cường độ của chúng (Sự bẻ cong không hoàn toàn của tường, sập cần trục, v.v..).

B.1.4  Bề mặt của bê tông để gia cố danh nghĩa và định vị cáp dự ứng lực có thể được cung cấp nếu được xác định rõ ràng phân tích cục bộ chi tiết. Một lần nữa, điều này phụ thuộc vào dung sai xây dựng nằm trong giới hạn xác định và các yếu tố an toàn một phần vật liệu thích hợp được áp dụng trong các thuộc tính của vật liệu.

B.1.5  Tác động của mài mòn và ăn mòn sẽ được giải thích trong phân tích nếu cần thiết và nếu không có biện pháp thích hợp để hạn chế những tác động đó.

B.1.6  Thông thường, có thể coi kích thước đường nối tâm là khoảng cách hỗ trợ cho dầm, tấm, v.v.. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, kích thước trực diện có thể phù hợp với các căn chỉnh thích hợp. Tác động của độ lệch tâm tại các điểm nối sẽ được xem xét khi đánh giá mô men cong cục bộ và sức bền của kết cấu hỗ trợ.

B.1.7  Các thuộc tính của vật liệu được dùng trong phân tích thiết kế mới sẽ phản ánh các vật liệu quy định cho xây dựng. Với những kết cấu hiện tại, thuộc tính của vật liệu có thể được dựa trên quan sát thống kê về cường độ vật liệu được lấy trong quá trình thi công hoặc lấy từ những cốt lõi từ bê tông.

B.1.8  Thông thường việc mô phỏng bê tông bằng những đặc tính đàn hồi tuyến tính tương đương ở hầu hết các trạng thái giới hạn đều có thể chấp nhận được. Nếu một giá trị khác không được chứng minh thì Mô đun đàn hồi bê tông trơn có giá trị mặt cắt trong khoảng σ_c = 0 đến 0,4 f_cck có thể được sử dụng làm mô đun bê tông cốt thép trong phân tích đó. Giá trị này được sử dụng sẽ theo quy tắc thiết kế bê tông khi sử dụng. Đối với những tải trọng dẫn đến tỷ lệ biến dạng cao, nên xem xét tăng mô đun đàn hồi bê tông trong phân tích tác động tải trọng tương ứng.

B.1.9  Có thể tính đến tác động tuổi thọ bê tông nếu được ghi lại đầy đủ bằng những kiểm nghiệm thích hợp. Tác động của thời gian tải trọng và độ rão của bê tông cần được xem xét nếu cần thiết. Nếu tải trọng có thể xảy ra trong khoảng thời gian đáng kể trong tuổi thọ của kết cấu thì trường hợp ít lợi nhất sẽ được xem xét để xác định tác động tuổi thọ.

B.1.10  Việc đánh giá độ bền của bê tông một cách chính xác đặc biệt quan trọng với tần số tự nhiên và phân tích động, và với những mô hình có kết hợp các thành phần thép quan trọng, ví dụ như thượng tầng hoặc khung dẫn. Cần xem xét những giá trị cực đại độ bền của bê tông trong những phân tích đó. Loại hỗn hợp này có thể ảnh hưởng đến độ cứng của bê tông và tác động này sẽ được phân bổ trong các phân tích.

B.1.11  Kỹ thuật phân tích phi tuyến thường được áp dụng trong các phần cục bộ của kết cấu. Đó là kỹ thuật điển hình với bê tông mô hình rời, đặt cốt thép và cáp ứng suất trước ở trong những mô hình như vậy. Nếu đó là trường hợp mà mỗi vật liệu được đại diện bằng mỗi ứng suất thích hợp, sử dụng mô hình xây dựng được công nhận

B.1.12  Độ dày của bê tông cốt thép sẽ được tính toán dựa trên kích thước trên lý thuyết sử dụng những độ dày tổng hợp theo quy định, thiết kế hỗn hợp và mức độ gia cố với hạn định cho phép phát triển thiết kế. Với mỗi công trình hiện có, độ dày đó sẽ được điều chỉnh dựa theo chi tiết báo cáo khối lượng nếu có. Sự biến đổi độ dày hiệu quả thông qua các công trình sẽ được xem xét nếu qua trọng.

B.1.13  Nếu không có giá trị nào phù hợp hơn, hệ số Poisson v = 0,2 sẽ được giả định đối với bê tông không bị nứt. Đối với bê tông bị nứt thì lấy giá trị v = 0. Hệ số giãn nở nhiệt 1,0x10^-5/°C dùng cho bê tông và thép thay cho những thông tin khác. Nếu thiết kế của kết cấu bê tông đặc biệt nhạy cảm với những thông số này thì chúng sẽ được xác định cụ thể bằng những vật liệu đang sử dụng, cần đặc biệt xem xét bê tông chịu được nhiệt độ lạnh.

B.1.14  Mỗi biểu diễn mỏng của mỗi kết cấu cố định sẽ khác nhau, phụ thuộc vào loại phân tích được thực hiện. Đối với phân tích tĩnh, phản lực được áp dụng cho bề mặt tiếp xúc với đất sẽ vừa đủ, nhưng đối với phân tích động, hoặc nơi có tương tác đất/công trình đáng kể thì sẽ sinh ra biểu diễn đàn hồi hoặc không đàn hồi của móng để có độ cứng phù hợp. Phân tích địa chấn thường phụ thuộc vào đặc điểm đất, đặc biệt ở những động đất mức độ bất thường

B.1.15  Các phản ứng trên các kết cấu từ nền móng sẽ dựa trên các nguyên lý chung của cơ học đất theo TCVN 6170-7. Các tải phản ứng có khả năng sẽ được áp dụng để chống lại các hướng di chuyển của kết cấu (Biến dạng, lung lay, trượt, v.v..). Sự phát triển của thủy lực trong đất hoạt động ở mọi hướng cần được xem xét nếu thích hợp. Cần xem xét sự thay đổi tiềm ẩn của áp lực trụ trên cơ sở kết cấu bê tông cố định.

B.1.16  Các tính toán được sử dụng sẽ phản ánh sự không chắc chắn vốn có trong kỹ thuật nền móng. Các giới hạn trên dưới và các dạng phản lực nền sẽ được kết hợp và một loạt các tải phản lực thích hợp sẽ được đánh giá. Cụ thể, phải xác định độ nhạy cảm của phản ứng công trình với những giả định khác nhau liên quan đến sự phân bố phản ứng giữa nền và các biên lề.

B.1.17  Cũng cần xem xét sự gồ ghề của đáy biển, có khả năng cao gây ra phản ứng cục bộ. Sự gồ ghề của móng có thể được xem là một tải trọng biến dạng trong các kiểm tra thiết kế tiếp theo. Khác với điều này, lực nền móng sẽ được coi là tải trọng phản ứng, cường độ của nó đủ để phản ứng lại tất cả các tải trọng khác

B.1.18  Nên xem xét đến giới hạn trên của độ bền đất trong quá trình phân tích chuyển động nền móng.

B.1.19  Các phân tích cần có các điều kiện trung gian, như là thâm nhập biên lề và tiếp xúc ban đầu cũng như các điều kiện vữa nếu cần thiết. Sự xáo trộn dưới đáy biển do quá trình lắp đặt nên được xem xét trong tính toán áp lực nền móng tiếp theo.

B.1.20  Nếu việc thiết kế các bộ phận bị ảnh hưởng đáng kể thì tương tác đất trên dây dẫn sẽ được đưa vào phân tích, đặc biệt với phân tích cấu trúc hỗ trợ dây dẫn.

B.1.21  Các hỗ trợ trực tiếp khác từ đất nền, một phần có thể được hỗ trợ bởi:

- Áp suất nước ngoài khi đang nổi;

- Các phần khác của kết cấu;

- Các neo đỡ;

- Các kết hợp bên trên và đất nền.

B.1.22  Tải trọng nước áp lực nước trong hỗ trợ kết cấu bê tông cố định khi nổi hoặc kết cấu bê tông nổi sẽ được đánh giá bằng phân tích thủy tĩnh hoặc thủy động và sẽ được áp dụng đối với bề mặt cấu trúc bên ngoài phù hợp.

B.1.23  Các điều kiện biên đại diện sẽ được ứng dụng trong phân tích thành phần lấy từ các kết cấu toàn cầu. Những điều kiện này bao gồm các biến dạng và di chuyển của các trụ dựa trên những phân tích trước đó của công trình xung quanh.

B.1.24  Nếu không có những dữ liệu đó, những hạn chế lý tưởng phù hợp sẽ được áp dụng cho biên các thành phần để thể hiện trạng thái của các kết cấu xung quanh. Nếu không chắc chắn về độ cứng quy đổi ở biên các bộ phận, các giá trị có khả năng sẽ được xem xét.

B.1.25  Điều kiện lực, độ cứng hoặc biên chuyển vị có thể được áp dụng làm trụ cho các phần cấu thành. Nếu không chắc chắn sẽ tạo ra những áp lực thực tế nhất, một loạt những điều kiện biên khác nhau sẽ được chấp nhận và tác động tải yếu nhất sẽ được chọn cho thiết kế.

B.1.26  Nếu các phần của kết cấu không hoàn toàn bị hạn chế theo các hướng, ví dụ dây dẫn trong hướng dẫn và bề mặt chịu lực cho kết cấu boong và cầu, dung sai sẽ được thực hiện trong phân tích chuyển động ở những bề mặt liên kết như vậy.

B.2  Các tải trọng

B.2.1  Các tải trọng sẽ được xác định bằng các phương pháp đã được công nhận, có tính đến sự biến động của các tải theo không gian và thời gian. Những tải này sẽ được đưa vào trong phân tích kết cấu một cách thực tế, thể hiện sự thay đổi cường độ, hướng và thời gian của tải

B.2.2  Những tải trực tiếp và vĩnh viễn dựa trên hầu hết các giá trị tiên liệu tại thời điểm phân tích. Cần xem xét các giá trị tiên liệu tối thiểu cũng như tải tối đa. Dưỡng chép hình chi phối một vài khía cạnh của thiết kế của các kết cấu dựa trên trọng lực

B.2.3  Áp suất thủy tĩnh cần dựa trên độ cao bề mặt và mật độ chất lỏng được quy định. Áp suất thủy tĩnh trên các kết cấu nổi trong các giai đoạn vận hành, vận chuyển, lắp đặt, gỡ bỏ sẽ bao gồm bước và đường lăn của kết cấu do cố tính cắt, gió, tải trọng sóng hoặc mất ổn định. Những yếu tố trên cũng áp dụng cho kết cấu cố định theo các giai đoạn vận chuyển, lắp đặt và gỡ bỏ

B.2.4  Các tác động của dự ứng suất cần được áp dụng cho mô hình dưới dạng ngoại lực tại các điểm neo và uốn cong, hoặc dưới dạng tác động tương thích của dòng chảy bên trong. Nếu xảy ra cả hai trường hợp, dung sai thích hợp sẽ được thực hiện cho hầu hết các mát mát của lực dự ứng suất. Trường hợp xấp xỉ với các phản ứng bên ngoài, cần xem xét sự chùng của lực bó cốt thép do tác động của các tải khác đối với trạng thái ứng suất của bê tông.

B.2.5  Các hiệu ứng nhiệt thường được mô tả bởi nhiệt độ được áp dụng lên bề mặt và thông qua độ dầy của kết cấu. Điều kiện nhiệt độ đầy đủ sẽ được xem xét để tạo ra chênh lệch nhiệt độ tối đa giữa các phần riêng biệt và giữa các phần liền kề. Nhiệt độ cần được xác định theo các điều kiện biên nhiệt và độ dẫn nhiệt của vật liệu. Tác động của cách nhiệt do bê tông cách nhiệt hoặc do vật liệu khoan cần được xem xét nếu có.

B.2.6  Các tải trọng sóng, dòng nước và gió sẽ bao gồm ảnh hưởng của những tải đó lên chuyển động của kết cấu khi nổi. Trong trường hợp phản ứng động của kết cấu có thể rất quan trọng, những phản ứng đó cần được xem xét trong xác định tác động tải trọng cực đoan. Phân tích động hoặc giả tĩnh sẽ được sử dụng

B.2.7  Những điểm không chắc chắn trong trọng tâm phía trên, những lực có sẵn và các biến dạng do chuyển đổi từ các sà lan đến các kết cấu sẽ được thể hiện bằng các giá trị có thể, những công trình được kiểm tra để có được giá trị cực đại.

B.2.8  Các kết cấu được thiết kế chứa khí lạnh (LNG) cần được thiết kế bổ sung theo tiêu chuẩn được công nhận (như TCVN 61269-8D:2003/SĐ 3:2007 Quy phạm phân cấp và đóng tàu biển vỏ thép - Các tàu chuyên dùng - Phần 8D: Tàu chở xô khí hóa lỏng).

B.3  Mô phỏng khối lượng

B.3.1  Mô tả thích hợp của khối kết cấu cần được chuẩn bị cho phân tích động, dự báo chuyển động và tải trọng giá tốc khối khi nổi. Mô phỏng khối cần bao gồm số lượng liên quan từ ít nhất một trong những những mục của danh sách dưới đây:

- Các thành phần kết cấu, cả thép và bê tông, sơ cấp và thứ cấp;

- Khối lượng của tất cả các thiết bị dự kiến, phù hợp với giai đoạn đang được xem xét;

- Khối lượng ước tính của các mục tạm thời, chẳng hạn như lưu trữ, bố cục v.v..;

- Khối lượng của các chất lỏng có trong kết cấu, bao gồm thiết bị và đường ống, bảo quản dầu, lưu trữ LNG, lũ lụt, v.v..;

- Khối lượng dằn rắn trong kết cấu;

- Sự tích tụ tuyết và đá trên kết cấu, nếu cần thiết;

- Giặt khoan hoặc các trầm tích khác trên kết cấu;

- Khối lượng hà bám và nước bên ngoài di chuyển tới kết cấu;

- Khối lượng nước bổ sung;

- Khối lượng đất bổ sung.

B.3.2  Độ lớn của khối lượng trong kết cấu sẽ được phân bố với độ chính xác cần thiết để xác định tất cả các chế độ rung quan trọng (bao gồm cả chế độ xoắn) (khi cần) hoặc các hiệu ứng gia tốc khối đối với phân tích kết cấu được thực hiện. Đặc biệt chú ý đến chiều cao của thiết bị hoặc môđun phía trên của kết cấu thép

B.3.3  Thông thường chỉ cần xem xét khối lượng tối đa liên quan đến một điều kiện phân tích nhất định của kết cấu. Tuy nhiên, đối với phân tích động, điều này có thể không tạo ra phản ứng xấu nhất đối với các chế độ xoắn và có thể xem xét một loạt các giá trị của trọng lượng và trọng tâm. Đối với phân tích mỏi, thay đổi trong lịch sử tải sẽ được xem xét. Nếu thích hợp, có thể sử dụng một giá trị trung bình trong suốt vòng đời của kết cấu. Trong những trường hợp như vậy, việc xem xét mức cung cấp và vận hành nền tảng thực tế là hợp lý

CHÚ THÍCH:

Việc tính toán khối lượng bổ sung do nước bên ngoài hoặc được cuốn vào kết cấu phải dựa trên các thông tin có sẵn hoặc phân tích thủy động thích hợp. Thay vì phân tích như vậy, khối lượng này có thể được lấy như là khối lượng toàn bộ của nước thay thế bởi các phần chìm rất nhỏ, giảm đến 40% khối lượng nước di dời bởi các thành phần kết cấu lớn hơn. Các hiệu ứng khối bổ sung có thể được bỏ qua dọc theo chiều dài trục của các phần từ hình lăng trụ, chẳng hạn như các trục.

B.4  Tắt rung

Tắt rung sinh ra từ một số nguồn bao gồm tắt rung kết cấu, tắt rung vật liệu, giảm phát ra, giảm thủy động lực học và giảm ma sát giữa các phần chuyển động. Độ lớn của nó phụ thuộc vào loại phân tích được thực hiện. Trong trường hợp không có các giá trị chứng minh được từ các phép đo nền móng hiện tại hoặc các nguồn đáng tin cậy khác, có thể sử dụng một giá trị không lớn hơn 3% giá trị giảm tới hạn.

PHỤ LỤC C              PHÂN TÍCH KẾT CẤU

(Quy định)

C.1  Phân tích tĩnh đàn hồi tuyến tính

C.1.1  Nhìn chung chấp nhận được các động thái của một kết cấu hoặc bộ phận dựa trên phân tích tĩnh đàn hồi tuyến tính, trừ khi có khả năng phản ứng động hoặc không tuyến tính đáng kể đối với một loại tải nhất định. Trong những trường hợp như vậy, các phương pháp phân tích động hoặc không tuyến tính là cần thiết, như được xác định từ điều C.2 đến điều C.4.

C.1.2  Phân tích tĩnh luôn luôn được thực hiện nếu tất cả các tác động đối với thành phần đang được xem xét về cơ bản là bất biến với thời gian. Nếu các tác động mang tính định kỳ hoặc tức thời thì cường độ phản ứng động sẽ được đánh giá theo điều C.2 và phân tích tĩnh chỉ được phép thực hiện khi hiệu ứng động nhỏ.

C.1.3  Bê tông cốt thép thường là dạng phi tuyến tính theo động thái, tuy nhiên nó cũng thường có thể chấp nhận để xác định tải trọng toàn cầu và lực cắt ở giới hạn cuối cùng và khả năng phục vụ và độ mỏi dựa trên phân tích đàn hồi tuyến tính phù hợp, tùy thuộc vào các giới hạn được trình bày dưới đây. Phân tích phi tuyến tính thường được yêu cầu cho các trạng thái giới hạn đột ngột, những mức độ động đất bất thường và phân tích cục bộ

C.1.4  Độ cứng tuyến tính được chấp nhận nếu cường độ hoạt động lên kết cấu không đủ để gây ra sự phân bố lại đáng kể các áp lực do sản lượng hoặc nứt cục bộ. Phản ứng đối với tải biến dạng rất dễ bị ảnh hưởng bởi mức độ không tuyến tính trong kết cấu và phải được đánh giá cẩn thận để áp dụng khi mức độ nứt của kết cấu được xác định.

C.1.5  Nên xem xét việc giảm độ cứng của các thành phần nếu có thể chỉ ra rằng do nhiều vết nứt, ví dụ các đường tải trọng chính xác hơn có thể được xác định bằng mô hình như vậy. Độ cứng giảm như vậy sẽ được hỗ trợ bằng tính toán thích hợp hoặc bằng phân tích phi tuyến tính.

C.1.6  Một phân tích tuyến tính duy trì sự cân bằng giữa các tải ứng dụng bên ngoài và các phản lực bên trong. Các giải pháp tuyến tính do đó luôn ở trạng thái cân bằng. Các phương trình của một hệ thống tuyến tính chỉ cần được giải quyết một lần và các kết quả của giải pháp có thể được mở rộng đến bất kỳ mức tải nào. Do đó luôn có một giải pháp, bất kể mức tải như nào. Phân tích tuyến tính có thể được thực hiện cho nhiều trường hợp tải độc lập vào thời điểm đó. Các trường hợp tải độc lập có thể được chồng lên các trường hợp kết hợp mà không có giải pháp nào mới của hệ phương trình.

CHÚ THÍCH:

Thực tiễn chỉ ra rằng việc sử dụng một hệ thống đại diện cho tất cả các hành động như các trường hợp tải đơn mà sau đó có thể được phóng to về cường độ và thêm vào để thể hiện các kết hợp tải hoàn chỉnh, nghĩa là các tải rất hiệu quả.

C.2  Phân tích động

C.2.1  Kết cấu cố định với chu kỳ tự nhiên của kết cấu tổng thể lớn hơn 2,5 s có thể dễ bị phản ứng động do tác động của sóng trong thời gian hoạt động, ít nhất là đề đánh giá độ mỏi. Kết cấu trong nước cạn hoặc điều kiện sóng cực đại có thể biểu hiện phản ứng động đáng kể ở các chu kỳ nhỏ hơn do tần suất cao hơn của nước nông hoặc đặc biệt là sóng dốc (steep wave).

C.2.2  Các điều kiện tải khác mà kết cấu có thể phải chịu, như kéo biển, gió xoáy, địa chấn, va chạm và nổ cũng có thể áp dụng các lực năng động của cường độ đáng kể gần với các khoảng thời gian cơ bản của kết cấu hoặc các thành phần của nó. Các kết cấu đáp ứng một số hành động nhất định do rung động cộng hường ở một hoặc nhiều giai đoạn tự nhiên sẽ được đánh giá bằng các kỹ thuật phân tích động.

C.2.3  Các trận động đất là một dạng tải trọng dao động đặc biệt nghiêm trọng và đòi hỏi phân tích động năng chi tiết ở các khu vực có địa chấn mức vừa và cao

C.2.4  Trong trường hợp các hiệu ứng động có thể đáng kể, phản ứng động có thể được đánh giá trên cơ sở một biểu diễn đơn giản của kết cấu hoặc bằng cách tính thời gian tự nhiên và đánh giá các yếu tố khuếch đại động. Trong việc đánh giá các yếu tố khuếch đại động cho tải trọng sóng, xem xét các thành phần tần số cao hơn của sóng và hành động gió xảy ra do tải trọng kéo, sóng nước sâu, hiệu ứng hữu hạn,...

C.2.5  Trong trường hợp dự đoán được đáp ứng động của kết cấu đáng kể, có độ lớn tại các điểm trọng yếu vượt quá dự đoán chỉ bằng phân tích tĩnh thì phải phân tích động chi tiết. Phân tích động rất cần thiết nếu nhiều hơn một loại hình kết cấu cơ bản được kích thích đáng kể.

C.2.6  Khi các hiệu ứng động là tương đối đáng kể, có thể thực hiện phân tích già tĩnh kết cấu hoặc các thành phần của nó, bao gồm các hiệu ứng động theo C.3.

C.2.7  Trong trường hợp phản ứng động có thể đáng kể, phải tiến hành phân tích động đầy đủ để định lượng các hiệu ứng như vậy. Các phép mô phỏng khối lượng và giảm chấn phù hợp sẽ được áp dụng cho kết cấu để xác định độ chính xác của các phương thức rung tự nhiên.

C.2.8  Phân tích động thường sẽ yêu cầu mô phỏng tuyến tính độ cứng của đất đối với điều kiện sử dụng. Độ cứng này được xác định bằng hỗ trợ thích hợp cho mức tải dự kiến trên nền móng. Yêu cầu cụ thể áp dụng cho phân tích địa chấn.

C.2.9  Hành động áp dụng cho kết cấu hoặc hợp phần sẽ bao gồm tất cả các tần số có thể gây ra phản ứng động trong kết cấu. Việc giảm dần tương ứng giữa các hoạt động khác nhau sẽ được áp dụng nghiêm ngặt.

C.2.10  Các phương pháp phân tích hài hòa hoặc quang phổ phù hợp với hầu hết các hình thức tuần hoàn hoặc tải ngẫu nhiên. Trường hợp phản ứng động đáng kể được kết hợp với tải không tuyến tính hoặc hành vi không tuyến tính của cấu trúc, thành phần hoặc mỏng thì cần phải phân tích động.

C.2.11  Trong trường hợp phân tích chồng chéo khuyết thiếu đang được thực hiện, phải sử dụng các phương thức đầy đủ để mô phỏng chính xác cấu trúc phản ứng; nếu không sẽ phải áp dụng một hình thức cải tiến tĩnh để đảm bảo các hiệu ứng tĩnh được mô phỏng chính xác.

C.2.12  Đối với các tải động xung, như tàu va chạm, tải va đập hoặc tải do nổ, các hiệu ứng khuếch đại động có thể được định lượng bằng phản ứng của các hệ thống tự do một hoặc nhiều mức độ đại diện cho độ cứng và khối lượng của các thành phần đang được phân tích. Phân tích động cần được cung cấp.

C.3  Phân tích tựa tĩnh

C.3.1  Trong bối cảnh này, phân tích tĩnh giả đề cập đến các phân tích nào các hoạt động biểu diễn xấp xỉ bởi một yếu tố về tải tĩnh hoặc bởi các hành động bán tĩnh tương đương. Cách tiếp cận trước đây thích hợp khi các hiệu ứng hành động tĩnh và động cho một mô hình phản ứng thiết yếu tương tự trong cấu trúc nhưng khác biệt về cường độ.

C.3.2  Đối với phương pháp tiếp cận cũ, các yếu tố khuếch đại sẽ được sử dụng để chỉ phản ứng tĩnh. Các yếu tố như vậy, nhìn chung, sẽ khác nhau trong toàn bộ kết cấu để phản ánh cường độ khác nhau của phản ứng động và tĩnh. Đối với các cột nền hoặc trục, cần sử dụng các giá trị địa lý thích hợp của thời điểm uốn.

C.3.3  Đối với phương pháp tiếp cận thứ hai, các hành động bổ sung sẽ được áp dụng cho kết cấu đại diện cho gia tốc khối lượng gia tăng và các tác động quán tính. Tất cả các hành động được áp dụng trong phân tích giả tĩnh có thể được coi là không đổi theo thời gian, ngoại trừ trường hợp phản ứng phi tuyến tính, nếu kiến thức về lịch sử tải có thể coi là đáng kể và cần được áp dụng để mô phỏng theo các bước thích hợp.

C.3.4  Các kết quả động sẽ được kết hợp với các ảnh hưởng tĩnh xác định do trọng lực, v.v.. phù hợp với các trạng thái giới hạn được kiểm tra. Tải các yếu tố an toàn một phần cho tải động nên phù hợp với tải gây ra phản ứng động, thường là môi trường.

C.4  Phân tích phi tuyến tính

C.4.1  Trạng thái phi tuyến tính sẽ được xem xét trong phân tích kết cấu khi xác định hành động ảnh hưởng những trường hợp sau:

- Trường hợp các khu vực có xảy ra nứt trong cùng một kết cấu mà khiến các tải cầu bị ảnh hưởng;

- Trường hợp vùng nứt ảnh hưởng đến độ hoạt động (tải nhiệt độ, tác động đáy biển không đều, phản ứng động, v.v..);

- Đối với các bộ phận mảnh, nếu tác động lệch là đáng kể.

C.4.2  Một phân tích tuyến tính có thể mô phỏng hiệu quả của sự phi tuyến tính hoặc vật chất trong kết cấu hoặc thành phần cấu tạo. Những tác động này tăng lên khi tải tăng lên và đòi hỏi một ứng dụng của việc tải theo các bước với giải pháp các phương trình nhiều lần. Tải trọng phải được thực hiện theo từng bước và ở mỗi bước nạp, các phép lặp cho cân bằng phải được thực hiện.

C.4.3  Các giải pháp phi tuyến không được chồng chéo. Điều này ngụ ý rằng một phân tích tuyến tính phải được thực hiện cho mỗi trường hợp tải hoặc kết hợp tải.

C.4.4  Phân tích phi tuyến tính của kết cấu toàn cầu hoặc các thành phần quan trọng có thể dựa trên một mô hình mô phỏng tương đối đơn giản. Trường hợp các yếu tố đàn hồi tuyến tính hoặc các thành viên có trong mô phỏng này, cần chứng minh rằng các thành phần này vẫn tuyến tính trong suốt quá trình áp dụng các hành động.

C.4.5  Phân tích phi tuyến tính các thành phần để xác định độ bền cuối cùng của chúng thường được thực hiện trên các mô phỏng tương đối đơn giản của kết cấu hoặc các thành phần nhỏ, chẳng hạn như các kết nối. Phân tích phi tuyến tính phức tạp như các vùng D bằng phương pháp phần tử hữu hạn không nên được sử dụng mà không có hiệu chuẩn trước của phương pháp so với các kết quả thực nghiệm có liên quan. Các đặc tính vật liệu được sử dụng trong phân tích phi tuyến tính phải được giảm đi bởi các yếu tố an toàn vật liệu phù hợp, phù hợp với điều 7. Trong trường hợp các thành phần của cấu trúc dựa vào hành vi phi tuyến hoặc mềm để chống lại các hành động cực đoan, các thành phần đó phải được chi tiết để cho phép hành vi đó.

C.4.6  Chỉ những đường cong ứng suất đàn hồi đối với gia cố FRP sẽ được đưa vào phân tích. Điều này sẽ làm hạn chế việc phân phối lực trong kết cấu bê tông.

PHỤ LỤC D          SỬ DỤNG TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ CHI TIẾT

(Quy định)

D.1  Quy định chung

D.1.1  Thiết kế chi tiết có thể được thực hiện theo TCVN 6170-10, những yêu cầu chi tiết đối với thiết kế bê tông. Tiêu chuẩn tham chiếu chi tiết thay thế có thể được chấp nhận nếu tiêu chuẩn đúng như những điều trong Phụ lục này.

D.1.2  Các tiêu chuẩn khác được công nhận có thể được áp dụng nếu chúng đáp ứng hoặc vượt mức an toàn của tiêu chuẩn này.

D.1.3  Thiết kế chi tiết phải được thực hiện theo một tiêu chuẩn tham chiếu được công nhận, bao gồm tất cả các khía cạnh liên quan đến thiết kế kết cấu của các kết cấu của giàn. Phụ lục này xác định các khu vực của tiêu chuẩn thiết kế chi tiết sẽ được kiểm tra, để bảo đảm đầy đủ. Đối với các cấu trúc phức tạp, khi sử dụng các loại bê tông cao cấp, và ở nơi có điều kiện tải trọng nghiêm trọng, hầu hết hoặc tất cả các mục sẽ có trong D.2.

CHÚ THÍCH:

Tiêu chuẩn tham chiếu thiết kế chi tiết được sử dụng phải được đồng ý ở giai đoạn đầu của dự án, vì sự lựa chọn tiêu chuẩn có thể ảnh hưởng mạnh đến hình học và kích thước của nền.

D.2  Các điều kiện

D.2.1  Tiêu chuẩn tham chiếu phải cung cấp các thông số thiết kế cần thiết cho loại bê tông, ví dụ. trọng lượng bình thường hoặc bê tông nhẹ, và mức độ sử dụng. Đối với bê tông có độ bền cao và bê tông nhẹ, sẽ xem xét đến hiệu quả của sự giảm độ dẻo. Điều này đặc biệt áp dụng cho biểu đồ nén/ nén hoặc nén/căng và tham số thiết kế được sử dụng cho độ bền kéo trong tính sức bền liên kết và sức bền mặt cắt ngang.

D.2.2  Các loại vỏ của các thành phần cấu trúc điển hình trong công trình ngoài khơi; tiêu chuẩn tham chiếu sẽ bao gồm các nguyên tắc thiết kế áp dụng cho các thành viên như vòm và trụ, nếu thích hợp. Các phương pháp thiết kế có tính tổng quát, cân bằng và tính tương thích của tất cả sáu thành phần lực cho các ứng suất trong mặt phẳng của thành phần và tất cả các trạng thái giới hạn.

D.2.3  Tiêu chuẩn tham chiếu phải đưa ra các nguyên tắc cần thiết cho việc thiết kế cho cắt ngang, trong trường hợp điều kiện chung của việc kết hợp đồng thời tác động vào lực phẳng, ví dụ: lực căng và lực nén và lực ngang sẽ được bao trùm. Sự phụ thuộc vào sự tương tác của hướng của các lực tương tự trong các thành viên như vỏ, tấm và phiến sẽ được bảo hộ. Cần phải xem xét đến việc xử lý các tác động hành động do các biến dạng áp đặt.

D.2.4  Tiêu chuẩn tham chiếu phải đưa ra các nguyên tắc cần thiết cho việc thiết kế mỏi cho tất cả các dạng phá hoại. Điều này bao gồm ví dụ: bê tông trong nén / nén hoặc nén / căng, cắt ngang xem xét cả hai lực cắt và nén cắt, tăng cường xem xét cả thanh chính và khuấy bao gồm cả mất liên kết, và gia cố ứng suất trước. Tiêu chuẩn vật liệu có thể đưa ra một số yêu cầu về độ mỏi; những điều này thường không phù hợp với giàn. Tính mỏi cũng sẽ thay đổi đáng kể đối với các vật liệu vượt qua những yêu cầu chung về độ mỏi. Đối với các đường cong S-N thiết kế, đặc trưng phân dạng 2.5%, cần được chuẩn bị cho việc gia cố, và đặc biệt đối với các hạng mục có tập trung áp suất như khớp nối, đầu neo và đầu T.

D.2.5  Tiêu chuẩn tham chiếu cần đưa ra các nguyên tắc và tiêu chí phù hợp để đảm bảo thiết kế bền trong môi trường biển. Tính quan trọng trong nội dung này là:

- Việc lựa chọn vật liệu phù hợp theo điều 6;

- Bề mặt bê tông thích hợp để gia cố, các quy định được nêu trong TCVN 6170-10;

- Giới hạn độ rộng của vết nứt theo các điều kiện SLS, các quy định được nêu trong TCVN 6170-10.

D.2.6  Tiêu chuẩn tham chiều cần đưa ra những nguyên tắc để kiểm soát độ khít. Độ khít cần được xem xét theo điều kiện SLS. Độ khít sẽ áp dụng cho độ xâm nhập của nước trong các kết cấu ở điều kiện nổi và trong những điều kiện được lắp đặt khi có áp suất nội tại cũng như rò rỉ mà đặc biệt là các hydrocacbon từ những kết cấu có áp lực nội tại quá cao. Cần xem xét rò rỉ trong thiết kế các bộ phận bị ảnh hưởng khi việc duy trì gradient áp suất quan rất quan trọng trong các nền móng và khi sử dụng đệm không khí.

D.2.7  Độ khít thích hợp hoặc việc kiểm soát rò rỉ rất cần thiết trong ULS và ALS cho những điều kiện mà rò rỉ có thể gây ra vỡ hoặc mất cấu trúc do lũ hoặc điều kiện áp suất cần thiết để duy trì cân bằng có thể bị mất

D.2.8  Tiêu chuẩn tham chiếu cần đưa ra những nguyên tắc thiết kế cần thiết cho những thiết kế bê tông ứng suất trước bao gồm những nguyên tắc dự ứng suất một phần khi thích hợp

D.2.9  Cần xem xét những tác động của các ống rỗng trong các giai đoạn thi công. Đối với điều kiện cuối cùng, cần xem xét những tác động của các ống lên khả năng chịu lực của các mặt cắt, đặc biệt nếu sức bền và độ cứng của vữa thấp hơn trong bê tông. Tác động này cũng áp dụng nếu các ống không phải làm từ thép và làm bằng các vật liệu linh hoạt

D.2.10  Tiêu chuẩn tham chiếu cần đưa ra những nguyên tắc cần thiết để thiết kế các thành phần liên quan đối với những tác động cấp hai, bao gồm độ vênh ở hướng của đai gia cố của các loại vỏ của các thành phần

D.2.11  Tiêu chuẩn tham chiếu cần đưa ra những nguyên tắc cần thiết để đánh giá những tác động của áp suất nước thâm nhập vào vết nứt và khe hở của bê tông, ảnh hưởng đến cả tác động của tải và sức chống thấm. Phương pháp sử dụng phụ thuộc vào cách áp dụng áp suất nước trong tính toán ban đầu của các tác động.

D.2.12  Tiêu chuẩn tham chiếu cần đưa ra những nguyên tắc cần thiết cho thiết kế cục bộ trong các vùng gián đoạn ở những chỗ sử dụng thanh chịu nén và thanh giằng được sử dụng để thể hiện các cơ chế chuyển đổi lực thích hợp

D.2.13  Tiêu chuẩn tham chiếu cần đưa ra những nguyên tắc cần thiết để cho phép những thiết kế biến dạng áp vào dựa trên sức căng thay vì lực ở tất cả các trạng thái giới hạn. Nếu các cách phá hoại giòn có liên quan như các phá hoại kéo ở trong các cơ phận không có cốt thép ngang, các thông số thiết kế bảo toàn sẽ được giả định để không đánh giá thấp những nguy cơ tiềm ẩn của các phá hoại giòn.

D.2.14  Tiêu chuẩn tham chiếu cần đưa ra hướng dẫn cách đánh giá tác động của cường độ vượt quá 28 ngày và tác động của những tải bền hoặc những tải lặp lại ở mức áp suất cao trong làm giảm độ bền của bê tông, nếu đạt được độ bền được dùng trong thiết kế.

D.2.15  Tiêu chuẩn tham chiếu đưa ra nguyên tắc thiết kế cần thiết để chứng minh việc chống cháy thích hợp của các cơ phận bị cháy, bao gồm các vật liệu liên quan và những thông số độ bền ở nhiệt độ cao.

D.2.16  Ở những nơi có hoạt động địa chấn thấp đến trung bình, tác động thu được từ phân tích, trong đó kết cấu nền móng được mô tả là tuyến tính đàn hồi mà những thiết kế cấu kết như vậy sẽ được thực hiện dựa trên phân tích sức bền tuyến tính đàn hồi thông thường và quy định cụ thể để thiết kế cố thép

D.2.17  Trong trường hợp nếu động đất gây ra biến dạng theo chu kỳ lớn mà chỉ có thể duy trì sử dụng tính dẻo thì tiêu chuẩn tham chiếu sẽ đưa ra những yêu cầu thích hợp liên quan đến thiết kế và các chi tiết. Các khu vực công trình cho là dẻo trải qua biến dạng quá mức sẽ được trình bày chi tiết để đảm bảo sự dẻo và bó tăng cường thích hợp.

D.2.18  Những yếu tố vật liệu sẽ ở mức độ hoàn toàn an toàn, phù hợp với tiêu chuẩn này, điều này sẽ được ghi chép lại.

PHỤ LỤC E              TÍNH TOÁN ĐỘ RỘNG VẾT NỨT

(Quy định)

E.1  Kết cấu cốt thép

E.1.1  Quy định chung

E.1.1.1  Cơ sở chung để tính toán độ rộng vết nứt trong giàn được cung cấp ở TCVN 6170-10.

E.1.1.2  Phụ lục này cung cấp những khuyến nghị để tính toán độ rộng vết nứt đối với những đường nứt cố định. Những đường nứt cố định được định nghĩa là những đường nứt được mở rộng theo cách mà việc tăng tải trọng sẽ chỉ dẫn đến những thay đổi nhỏ về số lượng, khoảng cách giữa các vết nứt và hướng của vết nứt.

E.1.1.3  Những đường nứt cố định thường được sử dụng trong đánh giá độ rộng của vết nứt do việc cung cấp cốt thép tối thiểu trong kết cấu thường để đảm bảo đường nứt được phát triển theo khoảng lớn.

E.1.2  Những đường nứt cố định

E.1.2.1  Chiều dài có ảnh hưởng, I_sk

Đối với đường nứt cố định, chiều dài có ảnh hưởng I_sk, bằng khoảng cách giữ các vết nứt, srk. Khoảng cách giữa các vết nứt đối với các vết nứt bình thường với hướng cốt thép được dự đoán theo công thức sau:

                           (E-1)

Trong đó

Tổng, Σ, bao gồm gia cố kéo trong vùng bê tông ảnh hưởng đến việc truyền áp lực căng giữa bê tông và gia cố kéo giữa các vết nứt A_cef.

E.1.2.2  Trong các tấm với các thanh đơn và các thanh chùm có đường kính bằng nhau và khoảng cách giữa các thanh không đổi thì khoảng cách giữa các vết nứt được tính theo công thức:

                    (E-2)

Trong đó:

Sro : 20 mm (độ dài cố định với giả định mất liên kết).

f_tk/t_bk : Khẩu phần ảnh hưởng giữa sức bền kéo và sức bền liên kết và được tính bằng 0,75 đối với các thanh biến dạng, 1,15 đối với những thanh dự ứng lực và 1,50 đối với những thanh bình thường.

A_cef = b.h_cef, Diện tích bê tông ảnh hưởng trong phần của khu vực sức căng bề mặt bê tông được cho là góp mặt trong các ứng suất kéo được chuyển đổi từ cốt thép sang bê tông bằng các liên kết.

b : độ rộng của phần bê tông ảnh hưởng được xem xét (mm).

h_cef : chiều cao của khu vực bê tông bị ảnh hưởng = 2,5(h - d), trong đó (h - d) là khoảng cách từ bề mặt bê tông lên phía sức căng đến trọng tâm của cốt thép. Đối với vùng sức căng có cốt thép của các thanh kéo đơn trong cùng một mặt phẳng h_cef = 2,5 (c + φ/2).

h_cef sẽ thấp hơn độ cao của khu vực chịu kéo (h - x), trong đó x là khoảng cách từ cạnh của bê tông lên phía chịu kẻo đến trục trung tính và h là tổng độ cao mặt cắt ngang.

Đối với những mặt cắt ngang gia cố gấp hai lần thông qua các ứng suất kéo, h_cef được tính cho mỗi bên, h_cef trong trường hợp này sẽ không lớn hơn h/2.

k_c : hệ số phân phối sức căng trong mặt cắt ngang

k_c : (1 + )/2 trong đó  là tỷ số giữa sức căng lớn nhất và sức căng nhỏ nhất trong khu vực bê tông ảnh hưởng được tính cho mặt cắt bị nứt. Đối với mặt cắt ngang có ứng suất kéo căng, k_c =1,0.

k_b : 0,15.n + 0,85, hệ số liên kết cốt thép chùm bị giảm

c : bề mặt bê tông để gia cố theo khảo sát

φ : đường kính thanh gia cố

s_b: khoảng cách giữa các thanh cốt thép hoặc những thanh chùm, giá trị cực đại theo tính toán 15φ (đối với cốt thép chùm 15Ф)

n : số lượng thanh trong chùm

E.1.2.3  Khoảng cách đặc trưng giữa các vết nứt, s_rk, sẽ không lớn hơn 2,5(h-x) và sẽ không nhỏ hơn 2,5c, trong đó c < (h-x).

E.1.2.4  Nếu cốt thép được phân bố không đều giữa các phần khác nhau của mặt cắt ngang thì khoảng cách giữa các vết nứt, s_rk, sẽ được dự đoán riêng theo các nhóm có cùng cường cốt thép.

E.1.2.5  Đối với cốt thép có cốt thép vuông góc và cách nhau 1 khoảng s thì khoảng cách đặc trưng giữa các vết nứt có thể lấy bằng n.s, trong đó n là số nguyên và khi đó khoảng cách dự đoán giữa các vết nứt lớn hơn n.s và nhỏ hơn (n + 0,3)s.

E.1.3  Khoảng cách giữa các vết nứt với độ chênh giữa các hướng của trục chính và hướng của cốt thép.

Nếu sức căng chính đi lệch khỏi hướng của cốt thép thì khoảng cách giữa độ rộng vết nứt trong hướng cốt thép chính có thể được dự đoán theo công thức:

                            (E-3)

Trong đó:

v : góc giữa sức căng nguyên tắc và trục y (trục x) khi cốt thép được giả định nằm trên trục x (trục y)

s_mx : khoảng cách dự đoán giữa các vết nứt và trục x

s_my : khoảng cách dự đoán giữa các vết nứt và trục y

E.1.4  Phương pháp chung

Sức căng trung bình ɛ_sm có thể được tính toán sử dụng những nguyên tắc được nêu trong TCVN 6170-10. Sức căng trung bình có thể được tính dựa trên giả định là bê tông góp phần trong các vết nứt với áp suất căng trung bình β_s, f_tk, và một lực căng tương ứng biến dạng ɛ_cm = β_s.f_tk/E_ck.

Trong đó

β_s : là tỷ số giữa áp suất căng trung bình và lực căng của bê tông trong khu vực ảnh hưởng của vết nứt đặc trưng

β_s : 0,6 đối với những tải một lần thời gian ngắn

      0,4 đối với những tải lặp lại hoặc tải trong thời gian dài ở mức tải thực tế

E_ck : 9500 (f_cck)^0,3

E.1.5  Phương pháp đơn giản

Độ rộng vết nứt có thể được tính theo công thức đơn giản sau                                       (E-4)

σ_s2 : Áp suất cốt thép trong vết nứt đối với những lực mặt cắt thực tế

σ_sr2 : Áp suất cốt thép ở những chỗ nứt đối với những lực mặt cắt ngang mang lại lực căng trong gia cố ở vết nứt bê tông (lực căng cực đại trong bê tông bằng sức căng). Tính toán áp lực cốt thép dự trên bê tông bị nứt

s_sk : Các quy định được nêu trong E. 1.2 ở trên.

σ_sr2 được tính dựa trên cùng một tỷ số giữa các lực mặt cắt ngoài (cùng vị trí của trục trung tâm) như dùng để tính σ_s2 và sẽ không lớn hơn σ_S2.

Đối với những công trình hướng về phía áp suất nước, áp suất cốt thép σ_s2 cần có các tác động của áp suất nước toàn phần p_w trên bề mặt vết nứt. Sự đơn giản hóa bổ sung được thực hiện bằng cách giả sử β_s = 0, do đó, độ co ngót không cần xem xét.

E.2  Kết cấu cốt sợi polyme

Các hướng dẫn này dự đoán được độ rộng vết nứt của các thành phần kết cấu được gia cố bằng bề mặt FRP.

Đối với những kết cấu được gia cố bằng hỗn hợp cốt thép và gia cố FRP, áp dụng các E.1.

Đối với cốt thép ứng suất trước, lực ứng suất trước cần được xem là lực bình thường được áp dụng và mô men. Nếu cáp ứng suất trước được sử dụng thì tiêu chí độ rộng vết nứt đối với gia cố nhạy cảm trong TCVN 6170-10 được áp dụng.

Các thành phần bê tông cốt thép FRP:

Độ rộng đặc trưng đối với dầm và xà được tính bằng:

w_k = 1,2 w_m

và đối với dầm ứng suất trước sử dụng cốt thép FRP, được tính như sau:

w_k = 1,4 w_m

Trong đó w_m biểu thị độ rộng vết nứt trung bình được tính cho độ dẫn trung bình được sinh ra dọc theo khoảng cách trung bình S_rm giữa các vết nứt.

w_m = S_rm . ɛsm

Nếu không có sẵn những dữ liệu chính xác hơn, thì các thông số Srm và ssm của phương trình trước có thể được đánh giá như sau, nếu cốt thép được phân bố hợp lý trong phần kết hợp hiệu quả của bê tông:

a) sau khi vết nứt đã ổn định, khoảng cách trung bình cuối cùng giữa các vết nứt trong phần kết hợp hiệu quả là (xem hình E-1):

                                     (E-5)

Trong đó:

c : biểu thị độ che phủ bê tông, đối với dầm được gia cố và đối với những dầm sâu thì cần dùng bạt che phủ.

s : biểu thị khoảng cách giữa các thanh cốt thép S ≤ 15φ.

φ : biểu thị đường kính thanh

k₁ : biểu thị hệ số đặc trưng cho tính chất liên kết của thanh

k₁ : 0,4 những thanh liên kết cao

k₁ : 0,8 đối với những thanh trơn

k₂ : biểu thị hệ số đặc trưng cho ảnh hưởng lên dạng của biểu đồ ứng suất

k₂ : 0,125 khi uốn

k₂ : 0,25 đối với biến dạng thuần túy

ρ_r : A_s/A_c,eff

A_s : biểu thị khu vực cốt thép chứa trong A_c,eff

A_c,eff : biểu thị khu vực bê tông hiệu dụng (vùng hiệu chỉnh) nếu các thanh cốt thép có thể ảnh hưởng đến độ rộng vết nứt:

A_c,eff = b.h_c,eff                                                         ( E-6 )

Trong đó

h_c,eff : β_c,eff (h-d)

β_c,eff là hệ số đối với độ cao ảnh hưởng và đối với dầm thì có thể được tính toán bằng cách sử dụng hình E-2. Đối với các tấm (với t ≤ 0,3 m) thì β_c,eff = 2,5.

Hình E-1 - Khu vực bê tông ảnh hưởng

Hình E-2 - Hệ số chiều cao ảnh hưởng

b) Độ dãn trung bình của cốt thép nằm trong phần nhúng hiệu quả có tính đến bê tông căng bề có thể được tính như sau:

                               (E-7)

Trong đó:

σ_s : biểu thị lực gia cố trong phần bị nứt dưới sự kết hợp của các tác động được xem xét

β_sr : lực trên cốt thép được tính dựa trên một phần của vết nứt, khi lực căng tối đa trong bê tông (phần không nứt) được lấy bằng giá trị F_tk.

β₁ biểu thị hệ số đặc trưng cho tính chất liên kết của các thanh β₁ = 1/(2,5 k₁)

β₁ : 1,0 đối với những thanh liên kết cao

β₁ : 0,5 đối với những thanh trơn

β₂ hệ số biểu diễn ảnh hưởng của thời gian áp dụng hoặc lặp lại tải

β₂ : 1,0 ở đầu tải

β₂ : 0,5 đối với những tải được áp dụng một cách bền vững hoặc đối với số lượng lớn các chu kỳ tải.

PHỤ LỤC F             NHỮNG YÊU CẦU ĐỐI VỚI NỘI DUNG TRONG CHỨNG NHẬN VẬT LIỆU ĐỐI VỚI CÁC THANH FRP

(Quy định)

F.1  Tổng quan

F.1.1  Những yêu cầu tối thiểu

F.1.1.1  Tiêu chuẩn này mở ra để thiết kế các phần tử kết cấu sử dụng thanh cốt thép FRP cacbon, thủy tinh, aramit hoặc bazan.

F.1.1.2  Để sử dụng tiêu chuẩn này trong đánh giá công suất kết cấu của các công trình sử dụng cốt thép FRP và để có được mức độ an toàn tương đối như yêu cầu đối với các thành phần kết cấu bê tông cốt thép thì kết quả kiểm tra sẽ có trong chứng nhận vật liệu.

F.1.1.3  Giấy chứng nhận Vật liệu sẽ được cấp với mỗi lần giao hàng các thanh. Giấy chứng nhận sẽ chỉ ra những thông tin được liệu kê trong Bảng F-1 dưới đây.

Bảng F-1 Thông tin được nêu trong chứng nhận vật liệu