SÁCH - Thiết kế công trình điện gió biển (Nguyễn Thành Trung Cb) Full
Năng lượng điện tạo ra từ gió là dạng năng lượng bền và sạch, đã được phát triển từ rất lâu đời. Tuy nhiên, trong những năm gần đây để đáp ứng sự phát triển bền vững về môi trường, dạng năng lượng này được các nước trên thế giới đầu tư phát triển mạnh mẽ. Các công trình điện gió đã và đang được xây dựng nhiều nơi trên thế giới, chiếm thị phần ngày càng lớn trong mạng lưới điện quốc gia. Bám sát xu hướng này, Việt Nam cũng đang dần chuyển đổi, tập trung xây dựng phát triển năng lượng điện gió. Với ưu điểm bờ biển dài trên 3000km, Việt Nam có lợi thế rất lớn trong việc tận dụng tốt được nguồn gió lớn, ổn định ngoài biển để phát triển các trang trị điện gió biển. Tuy nhiên, các công trình điện gió này chịu sự tác động mạnh và liên tục từ môi trường biển như sóng, gió, dòng chảy, sinh vật biển... Vì vậy, nhiệm vụ tính toán thiết kế và xây dựng các công trình điện gió biển đang là một thách thức không nhỏ đối với người kỹ sư ngành công trình biển.
Cuốn sách “Thiết kế công trình điện gió biển” được viết nhằm mục đích chính làm rõ sự làm việc và trình tự tính toán thiết kế cho một số dạng kết cấu công trình điện gió biển sử dụng các dạng móng cố định như móng cọc, bệ cọc hay móng dạng giàn và trọng lực. Cuốn sách hy vọng là tài liệu tham khảo cho bạn đọc nhằm đưa ra các hướng dẫn bổ ích cho công tác thiết kế các công trình điện gió biển.
Nội dung cuốn sách gồm 6 chương:
- Chương I: Tổng quan về công trình điện gió biển.
- Chương II: Phương pháp thiết kế công trình điện gió biển.
- Chương III: Tải trọng và tác động lên công trình điện gió biển.
- Chương IV: Tính toán kiểm tra kết cấu.
- Chương V: Tính toán áp dụng.
- Chương VI: Bảo trì công trình điện gió biển
NỘI DUNG CHI TIẾT:
Chương I. Tổng quan về công trình điện gió biển
1.1. Sự phát triển của năng lượng điện gió biển
5
1.2. Tình hình phát triển điện gió biển Việt Nam
7
1.3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
9
1.3.1. Động cơ tuabin
10
1.3.2. Trụ tháp
12
1.3.3. Bộ phận chuyển đổi
12
1.3.4. Bộ phận móng
12
1.4. Các dạng kết cấu móng điện gió biển
12
1.4.1. Kết cấu móng cọc đơn (Monopile)
13
1.4.2. Kết móng dạng ba chân (Tripod)
15
1.4.3. Kết cấu móng giàn (Jacket)
16
1.4.4. Kết cấu móng trọng lực
18
1.4.5. Kết cấu móng dạng bệ cọc (Pier)
19
1.4.6. Kết cấu móng nổi
20
Chương II. Phương pháp tính toán thiết kế công trình điện gió biển
2.1. Yêu cầu chung về thiết kế
23
2.2. Phương pháp thiết kế
25
2.2.1. Thiết kế ứng suất cho phép
25
2.2.2. Thiết kế trạng thái giới hạn
26
2.2.4. Thiết kế mô hình thực nghiệm
29
2.3. Các hiệu ứng của tải trọng tác động lên công trình điện gió biển
30
2.3.1. Hiệu ứng phi tuyến
30
2.3.2. Hiệu ứng tải trọng lặp
31
2.3.3. Hiệu ứng tải trọng động
33
2.4. Tương tác kết cấu với đất nền
39
2.4.1. Mô hình ngàm
39
2.4.2. Mô hình cọc tương đương
41
2.4.3. Mô hình cọc làm việc đồng thời với đất nền
42
2.5. Các vấn đề cần xem xét trong thiết kế
47
2.5.1. Đánh giá hiệu quả kinh tế theo phương pháp phân tích
chi phí vòng đời LCCA (Life Cycle Cost Analysis)
47
2.5.2. Đánh giá tác động môi trường
56
Chương III. Tải trọng và tác động lên công trình điện gió biển
3.1. Phân loại tải trọng tác động
57
3.1.1. Tải trọng thường xuyên
57
3.1.2. Tải trọng tạm thời
57
3.1.3. Tải trọng môi trường
58
3.1.4. Tải trọng do biến dạng
58
3.1.5. Tải trọng sự cố
59
3.2. Tải trọng sóng
59
3.2.1. Quy định chung
59
3.2.2. Lý thuyết sóng tính toán tiền định
60
3.2.3. Tải trọng sóng tác động lên kết cấu điện gió biển
69
3.2.4. Lý thuyết sóng ngẫu nhiên
72
3.3. Tải trọng dòng chảy
75
3.3.1. Quy định chung
75
3.3.2. Tính toán tải trọng dòng chảy
77
3.5. Tác động xói chân cọc
78
3.6. Tải trọng gió
78
3.6.1. Quy định chung
78
3.6.2. Tính toán tải gió
80
3.6.3. Năng lượng tạo ra từ gió
87
3.7. Tải trọng động đất
89
3.7.1. Tổng quan
89
3.7.2. Phương pháp tính kháng chấn
90
3.8. Tải trọng do sự cố va tàu
94
3.9. Phân tích các tổ hợp tải trọng
95
Chương IV. Tính toán kiểm tra kết cấu
4.1. Kết cấu thép
97
4.1.1. Quy định chung
97
4.1.2. Kiểm tra bền và ổn định của phần tử thanh ống
(ứng suất cho phép)
98
4.3. Kiểm tra liên kết nút
104
4.3.1. Quy định chung
104
4.3.2. Phân loại nút liên kết
105
4.3.3. Tính toán nút đơn giản
106
4.2. Kết cấu bê tông cốt thép
109
4.2.1. Quy định chung
109
Chương V. Tính toán áp dụng
5.1. Giới thiệu công trình
115
5.1.1. Thông số kỹ thuật công trình
115
5.1.2. Số liệu thủy hải văn và địa chất công trình
117
5.2. Tính toán nội lực kết cấu
120
5.2.1. Các tải trọng tính toán
120
5.2.2. Tính toán liên kết đàn hồi đất và móng
121
5.2.3. Khai báo mô hình tính
122
5.2.4. Kết quả tính toán
135
Chương VI. Bảo trì công trình điện gió biển
6.1. Tổng quan bảo trì công trình điện gió biển
143
6.2. Các hư hỏng xảy ra đối với công trình điện gió
146
6.2.1. Các khuyết tật điển hình
6.2.2. Nguyên nhân gây hư hỏng cho kết cấu điện gió biển
6.3. Trình tự bảo trì công trình điện gió
148
6.3.1. Thiết lập mục tiêu bảo trì
149
6.3.2. Khảo sát và đánh giá hiện trạng công trình
150
6.3.3. Xây dựng phương án bảo trì theo tình trạng kỹ thuật đáp ứng
153
6.3.4. Ước tính chi phí các phương kỹ thuật
154
6.3.5. Đề xuất chiến lược bảo trì phù hợp
155
6.4. Khảo sát và kiểm tra kết cấu điện gió biển
155
6.4.1. Khảo sát và kiểm tra trực quan tổng thể:
156
6.4.2. Kiểm tra chi tiết
156
6.5. Quan trắc tình trạng kỹ thuật kết cấu điện gió
155
6.5.1. Tổng quan
160
6.5.2. Nội dung của công tác giám sát tình trạng
kỹ thuật kết cấu, SHM
160
Tài liệu tham khảo
Năng lượng điện tạo ra từ gió là dạng năng lượng bền và sạch, đã được phát triển từ rất lâu đời. Tuy nhiên, trong những năm gần đây để đáp ứng sự phát triển bền vững về môi trường, dạng năng lượng này được các nước trên thế giới đầu tư phát triển mạnh mẽ. Các công trình điện gió đã và đang được xây dựng nhiều nơi trên thế giới, chiếm thị phần ngày càng lớn trong mạng lưới điện quốc gia. Bám sát xu hướng này, Việt Nam cũng đang dần chuyển đổi, tập trung xây dựng phát triển năng lượng điện gió. Với ưu điểm bờ biển dài trên 3000km, Việt Nam có lợi thế rất lớn trong việc tận dụng tốt được nguồn gió lớn, ổn định ngoài biển để phát triển các trang trị điện gió biển. Tuy nhiên, các công trình điện gió này chịu sự tác động mạnh và liên tục từ môi trường biển như sóng, gió, dòng chảy, sinh vật biển... Vì vậy, nhiệm vụ tính toán thiết kế và xây dựng các công trình điện gió biển đang là một thách thức không nhỏ đối với người kỹ sư ngành công trình biển.
Cuốn sách “Thiết kế công trình điện gió biển” được viết nhằm mục đích chính làm rõ sự làm việc và trình tự tính toán thiết kế cho một số dạng kết cấu công trình điện gió biển sử dụng các dạng móng cố định như móng cọc, bệ cọc hay móng dạng giàn và trọng lực. Cuốn sách hy vọng là tài liệu tham khảo cho bạn đọc nhằm đưa ra các hướng dẫn bổ ích cho công tác thiết kế các công trình điện gió biển.
Nội dung cuốn sách gồm 6 chương:
- Chương I: Tổng quan về công trình điện gió biển.
- Chương II: Phương pháp thiết kế công trình điện gió biển.
- Chương III: Tải trọng và tác động lên công trình điện gió biển.
- Chương IV: Tính toán kiểm tra kết cấu.
- Chương V: Tính toán áp dụng.
- Chương VI: Bảo trì công trình điện gió biển
NỘI DUNG CHI TIẾT:
Chương I. Tổng quan về công trình điện gió biển
1.1. Sự phát triển của năng lượng điện gió biển
5
1.2. Tình hình phát triển điện gió biển Việt Nam
7
1.3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
9
1.3.1. Động cơ tuabin
10
1.3.2. Trụ tháp
12
1.3.3. Bộ phận chuyển đổi
12
1.3.4. Bộ phận móng
12
1.4. Các dạng kết cấu móng điện gió biển
12
1.4.1. Kết cấu móng cọc đơn (Monopile)
13
1.4.2. Kết móng dạng ba chân (Tripod)
15
1.4.3. Kết cấu móng giàn (Jacket)
16
1.4.4. Kết cấu móng trọng lực
18
1.4.5. Kết cấu móng dạng bệ cọc (Pier)
19
1.4.6. Kết cấu móng nổi
20
Chương II. Phương pháp tính toán thiết kế công trình điện gió biển
2.1. Yêu cầu chung về thiết kế
23
2.2. Phương pháp thiết kế
25
2.2.1. Thiết kế ứng suất cho phép
25
2.2.2. Thiết kế trạng thái giới hạn
26
2.2.4. Thiết kế mô hình thực nghiệm
29
2.3. Các hiệu ứng của tải trọng tác động lên công trình điện gió biển
30
2.3.1. Hiệu ứng phi tuyến
30
2.3.2. Hiệu ứng tải trọng lặp
31
2.3.3. Hiệu ứng tải trọng động
33
2.4. Tương tác kết cấu với đất nền
39
2.4.1. Mô hình ngàm
39
2.4.2. Mô hình cọc tương đương
41
2.4.3. Mô hình cọc làm việc đồng thời với đất nền
42
2.5. Các vấn đề cần xem xét trong thiết kế
47
2.5.1. Đánh giá hiệu quả kinh tế theo phương pháp phân tích
chi phí vòng đời LCCA (Life Cycle Cost Analysis)
47
2.5.2. Đánh giá tác động môi trường
56
Chương III. Tải trọng và tác động lên công trình điện gió biển
3.1. Phân loại tải trọng tác động
57
3.1.1. Tải trọng thường xuyên
57
3.1.2. Tải trọng tạm thời
57
3.1.3. Tải trọng môi trường
58
3.1.4. Tải trọng do biến dạng
58
3.1.5. Tải trọng sự cố
59
3.2. Tải trọng sóng
59
3.2.1. Quy định chung
59
3.2.2. Lý thuyết sóng tính toán tiền định
60
3.2.3. Tải trọng sóng tác động lên kết cấu điện gió biển
69
3.2.4. Lý thuyết sóng ngẫu nhiên
72
3.3. Tải trọng dòng chảy
75
3.3.1. Quy định chung
75
3.3.2. Tính toán tải trọng dòng chảy
77
3.5. Tác động xói chân cọc
78
3.6. Tải trọng gió
78
3.6.1. Quy định chung
78
3.6.2. Tính toán tải gió
80
3.6.3. Năng lượng tạo ra từ gió
87
3.7. Tải trọng động đất
89
3.7.1. Tổng quan
89
3.7.2. Phương pháp tính kháng chấn
90
3.8. Tải trọng do sự cố va tàu
94
3.9. Phân tích các tổ hợp tải trọng
95
Chương IV. Tính toán kiểm tra kết cấu
4.1. Kết cấu thép
97
4.1.1. Quy định chung
97
4.1.2. Kiểm tra bền và ổn định của phần tử thanh ống
(ứng suất cho phép)
98
4.3. Kiểm tra liên kết nút
104
4.3.1. Quy định chung
104
4.3.2. Phân loại nút liên kết
105
4.3.3. Tính toán nút đơn giản
106
4.2. Kết cấu bê tông cốt thép
109
4.2.1. Quy định chung
109
Chương V. Tính toán áp dụng
5.1. Giới thiệu công trình
115
5.1.1. Thông số kỹ thuật công trình
115
5.1.2. Số liệu thủy hải văn và địa chất công trình
117
5.2. Tính toán nội lực kết cấu
120
5.2.1. Các tải trọng tính toán
120
5.2.2. Tính toán liên kết đàn hồi đất và móng
121
5.2.3. Khai báo mô hình tính
122
5.2.4. Kết quả tính toán
135
Chương VI. Bảo trì công trình điện gió biển
6.1. Tổng quan bảo trì công trình điện gió biển
143
6.2. Các hư hỏng xảy ra đối với công trình điện gió
146
6.2.1. Các khuyết tật điển hình
6.2.2. Nguyên nhân gây hư hỏng cho kết cấu điện gió biển
6.3. Trình tự bảo trì công trình điện gió
148
6.3.1. Thiết lập mục tiêu bảo trì
149
6.3.2. Khảo sát và đánh giá hiện trạng công trình
150
6.3.3. Xây dựng phương án bảo trì theo tình trạng kỹ thuật đáp ứng
153
6.3.4. Ước tính chi phí các phương kỹ thuật
154
6.3.5. Đề xuất chiến lược bảo trì phù hợp
155
6.4. Khảo sát và kiểm tra kết cấu điện gió biển
155
6.4.1. Khảo sát và kiểm tra trực quan tổng thể:
156
6.4.2. Kiểm tra chi tiết
156
6.5. Quan trắc tình trạng kỹ thuật kết cấu điện gió
155
6.5.1. Tổng quan
160
6.5.2. Nội dung của công tác giám sát tình trạng
kỹ thuật kết cấu, SHM
160
Tài liệu tham khảo
Không có nhận xét nào: