21469

21469

ارزيابي قابليت اطمينان اتصالات سكو دريايي تحت بار امواج و خرابى خستگي باتوجه به انعطاف پذيري اتصالات

كارشناسي ارشد

سواحل و بنادر و سازه هاي دريايي

1395

1398/6/10

دكتر ناصر شابختي

عمران

در مهندسي دريا، سكوهاي دريايي به منظور اكتشاف و استخراج ذخاير نفت و گاز در اعماق مختلفي از دريا مورد استفاده قرار مي¬گيرند. به طور كلي اين سازه¬ها تحت تاثير بارهاي مختلفي قرار دارند. به علت ماهيت ديناميكي محيط دريا بارهاي ناشي از امواج، باد و جريان¬هاي زير سطحي، بارهايي كاملا ديناميكي هستند، لذا موجب ايجاد خستگي در اجزاء مختلف سازه مي¬شوند. مهمترين قسمت سازه دريايي، اتصالات آن است كه اين مهم باعث شده كه بررسي پديده خستگي هم در مرحله طراحي اين سازه¬ها و هم در طول برنامه¬هاي ارزيابي سلامت سازه، بسيار مورد توجه قرار بگيرد . با توجه به اينكه بازرسي¬هاي زير آبي اتصالات سكوها براي اطمينان از سلامت آنها امري پر هزينه بوده و اينكه برنامه اجراي اين بازرسي¬ها بر طبق محاسبات خستگي تعيين مي¬شود، بايد برآورد خستگي در اين سازه¬ها هر چه دقيق¬تر صورت بگيرد. بسياري از سكوهاي نفتي به صورت سازه¬هايي با اتصال صلب تحليل مي¬گردند، در صورتي كه اعضاي لوله¬اي فولادي صلب نيستند وانعطاف پذيرند. اين انعطاف¬پذير موضعي براساس جابجايي وخروج از محوريت محور عضو اصلي، بر اثر نيروهاي وارده از طرف اعضاي بادبندي به عضو اصلي ايجاد مي¬گردد كه باعث ايجاد زاويه در امتداد محور عضو بادبندي و عضو اصلي مي¬شود كه بر خلاف فرضيات اتصال صلب است .در طي اين تحقيق يك قاب از سكوي SPD19 A نصب شده در خليج فارس، يك بار با در نظر گرفتن انعطاف پذيري در اتصالات و بار ديگر همان قاب، با اتصالات صلب در نرم افزار SACS مدل سازي گرديده است. هر كدام از مدل ها تحت اثر امواج تصادفي قرار داده و سپس اثر خستگي را در نظر مي¬گيريم و در نهايت با اسفاده از روش مونت كارلو به آناليز قابليت اطمينان سازه در دو حالت در نرم افزار متلب پرداخته ونهايتا احتمال خرابي استخراج و به تحليل وبررسي آنها پرداخته شد. نتايج نشان مي دهد كه احتمال خرابي در حالت اتصال انعطاف پذير به صورت قابل توجهي كمتر از حالت اتصال صلب است.

1398/09/24

Reliability analysis of offshore jacket structures under the load of waves and fatigue considering flexibility of the joints

12/15/2019 12:00:00 AM

In marine engineering, offshore platforms are used to explore and exploit oil and gas reserves in the depths of the sea. Generally, these structures are affected by different loads. Because the marine environment is quite dynamic, and loads due to waves, winds, and subterranean currents are quite dynamic, it causes fatigue in various structural components. The most important part of the marine structure is its connections, which makes it important to study fatigue phenomena both during the design phase of these structures and during the safety assessment programs of the structure. Due to the fact that underwater inspections of platform joints are costly to ensure their safety and that the implementation schedule of these inspections is determined according to fatigue calculations, the fatigue estimation in these structures should be as accurate as possible. Many offshore platforms are analyzed as rigid joint structures, while the steel tube members are not rigid but flexible. This local flexibility, based on the movement and exit from the central axis of the main member, is created by the force exerted by the bracing members to the main member, which causes the angle along the axial member of the bracing member and the main member to be, which is contrary to the assumptions of rigid connection. During this research, a frame from the SPD19A platform installed in the Persian Gulf has been modeled once with flexible connections, and another time the same frame with rigid connections, in the SACS software. Each of the models is subjected to random waves and then consider the effect of fatigue, then use the Monte Carlo method to analyze the structural reliability in two modes in MATLAB software. Finally, the probability of failure was extracted and analyzed. The results showed that the probability of failure in flexible connections mode is significantly less than that of rigid connections.