ارزيابي خستگي سكوي دريايي جاكت فلزي باتوجه به اندركنش شمع-خاك-سازه تحت بار امواج تصادفي

كارشناسي ارشد

برآورد ميزان عمر مفيد خستگي اتصالات جاكت هاي فراساحلي يكي از چالش‌هاي اصلي كنترل طرح سكو به شمار مي‌رود به گونه‌اي كه روش‌هاي ارزيابي آسيب خستگي در سكوهاي فراساحلي همچنان توسط محقيقن مختلف در حال توسعه مي‌باشد. از آنجايي كه شكست ناشي از خستگي در اتصالات به صورت ناگهاني و بدون خبر قبلي رخ مي‌دهد و داراي هزينه تعمير بسيار بالائي مي باشد، ارزيابي نادرست از آسيبات ناشي از خستگي باعث خصارات اغلب جبران ‌ناپذير مالي خواهد شد. از سوي ديگر يكي از عوامل بسيار مهم در پاسخ سكوهاي ثابت فراساحلي اندركنش شمع-خاك-سازه است؛ ولي با اين حال تمركز اصلي برآورد اثر اندركنش شمع-خاك-سازه در بررسي پاسخ اين سازه‌ها تحت امواج طرح و زلزله بوده و جاي خالي بررسي اثر آن بر ميزان خستگي سكوهاي ثابت فراساحلي ديده مي‌شود. لذا در اين مطالعه با استفاده از فنر‌هاي غيرخطي وينكلر به عنوان مدل مرجع به بررسي ميزان آسيب خستگي در اتصلات ساده يك سكوي جاكت فراساحلي نصب شده در درياي عرب پرداخته شده است و با استفاده از مشخصات هندسي، مشخصات هيدروديناميكي و ژئوتكنيكي محل نصب، مدل‌هاي مختلف در نرم‌افزار ANSYS ايجاد شده و با استفاده از تحليل ديناميكي تاريخچه زماني تحت امواج تصادفي مورد تحليل قرار گرفته و در نهايت ميزان آسيب ناشي از خستگي در اتصلات ساده آن برآورد شده است. از طرفي با توجه به اينكه حجم محاسبات تحليل‌هاي ديناميكي مدل مرجع تحت امواج تصادفي بسيار زياد است، از سه مدل خطي ماتريس سختي، فنرهاي مستقل و طول گيرداري نيز در پاي سازه استفاده شده و نتايج خستگي سه مدل خطي ياد شده با نتايج خستگي مدل مرجع مقايسه گرديده است. در نهايت اين نتيجه حاصل شد كه در مدل‌هاي خطي ماتريس سختي و فنرهاي مستقل، با توجه به اينكه مدل ماتريس سختي داراي انعطاف‌پذيري بيشتري نسبت به مدل فنرهاي مستقل بوده و پريود طبيعي آن به پريود پيك امواج نزديك تر است، تشديد ديناميكي در آن غالب شده و به دنبال آن ميزان آسيب خستگي در اتصالات بيشتر شده است. در مدل مرجع با توجه به اينكه فونداسيون مي‌تواند بر حسب نيروي وارده از طرف بار امواج، وارد ناحيه غيرخطي شود، لذا با اينكه پريود طبيعي در اين حالت نسبت به پريود طبيعي در مدل‌هاي فنرهاي مستقل و ماتريس سختي به پريود پيك نزديك‌تر مي‌باشد، ولي در اين حالت جذب انرژي توسط مدل به دليل عملكرد غيرخطي لايه‌هاي خاك غالب شده و سطح تنش در اتصالات كاهش يافته و آسيب خستگي نسبت به دو مدل ماتريس سختي و فنرهاي مستقل كمتر شده است. همچنين در مدل طول گيرداري روند مشخصي در افزايش و يا كاهش ميزان آسيب خستگي اتصالات نسبت به ديگر مدل‌هاي اندركنش ديده نمي‌شود.

192861

دانشگاه علم و صنعت ايران

سواحل، بنادر و سازه هاي دريايي

دكتر ناصر شابختي