پایان نامه مطالعه سکوی فرا ساحلی جاکت تحت اثر بارهای دینامیکی شدید با درنظرگرفتن اصول قابلیت اعتماد

فهرست پایان نامه مطالعه سکوی فرا ساحلی جاکت تحت اثر بارهای دینامیکی شدید با درنظرگرفتن اصول قابلیت اعتماد

فهرست:

عنوان مطالب                                                                                           شماره صفحه

فصل اول

انگیزه و پیشینه                                                                                     1

 ١-١- انگیزه                                                                                                         2

 ١-٢- پیشینه                                                                                                       2

 ١-٢-١- مفاهیم مربوط به تحلیل و طراحی سازه های دریایی                                          2

 ١-٢-١-١- تئوری قابلیت اعتماد سازه ها                                                                        2

 ١-٢-١-١-١- تئوری قابلیت اعتماد                                                                                3

 ١-٢-١-٢- تئوری قابلیت اعتماد در صنعت فراساحل                                           5

 ١-٢-١-٣- روش تحلیل قابلیت اعتمادفراساحلی                                                             7

 ١-٢-١-٤- معیارهای پذیرش                                                                      9

 ١-٢-١-٤-١-کنترل های آیین نامه ای                                                            9

 ١-٢-١-٤-١-١- روش تنشهای مجاز                                                                         10

 ١-٢-١-٤ -١-٢- روش حالات حدی                                                                           10

 ١-٢-٢- بارهای وارد بر سکوهای دریائی                                                                    11

 ١-٢-٢-١- بارهای مرده یا دائمی                                                                              11

 ١-٢-٢-٢- بارهای زنده یا عملیاتی                                                                           11

 ١-٢-٢-٣- بارهای محیطی                                                                                      11

 ١-٢-٢-٣-١- نیروی باد                                                                                                11

 ١-٢-٢-٣-٢- نیروی موج                                                                                              12

 ١-٢-٢-٣-٣- نیروی جریان                                                                                           13

 ١-٢-٢-٤- بارهای ساخت و نصب                                                                             13

 ١-٢-٢-٥- بارهای تصادفی

١-٢-٣- سکوهای دریایی و بار دینامیکی زلزله                                                           14

 ١-٢-٣-١-تحلیل دینامیکی غیر خطی سازه های ساحلی چاکت تحت اثر زلزله با استفاده ازالمانهای

 14

 نواری

 ١-٢-٣-٢- اثر فشار هیدرودینامیکی ناشی از زلزله بر روی سازه های دریایی متقارن           15

 ١-٢-٣-٣- مهندسی زلزله برای سازه های فراساحل                                                   16

 ١-٢-٣-٣-١- خطرات لرزه ای وکدهای طراحی                                                              17

 ١-٢-٣-٣-٢-تحلیل لرزه ای تاسیسات ساحلی                                                                17

 ١-٢-٣-٣-٣-پاسخ خاک محلی                                                                                     18

 ١-٢-٣-٢-پاسخ لرزه ا ی سازه های فرا ساحلی در دریاها به صورت اتفاقی                        19

 ١-٢-٣-٢-١- معادلات جابجایی                                                                                     22

 ١-٢-٣-٢-٢-پاسخ دینامیکی برای موجهای تصادفی دریا و زلزله                                       25

 ١-٢-٤- سکوی جاکت (Jacket platform )                                                                    31

فصل دوم

معرفی سکوی مورد مطالعه                                                                         33

 ٢-١- معرفی سکوومشخصات آن                                                                             34

 ٢-٢- نقشه های سازه اعضای سکو                                                                           36

فصل سوم

معرفی نرم افزار استفاده شده ومدلسازی انجام شده                                             47

 ٣-١- المان ١٨١ SHELL                                                                                       49

٣-٢- المان PIPE20                                                                                                   52

 ٣-٣- المان Mass21                                                                                              55

فصل چهارم

تحلیلهای انجام شده و نتایج حاصله                                                               56

 ٤-١- تحلیل ثقلی خطی (Static)                                                                            57

 ٤-٢ - تحلیل مودال (Modal)                                                                                 66

٤-٣- تحلیل استاتیکی غیر خطی (Pushover )                                                        80

 ٤-٤- تحلیل تاریخچه زمانی (timehistory )                                                             89

فصل پنجم

بررسی نتایج                                                                                         92

 ٥-١- درصدپلاستیک شدن اعضای سکوی فراساحلی جاکت تحت شتاب نگاشت های همپایه شده به 0.3g ،

 93

 0.65g و 1g در ١٣٠تحلیل تاریخچه زمانی

 ٥-٢- درصدگسیختگی اعضای سکوی فراساحلی جاکت تحت شتاب نگاشتهای همپایه شده به 0.3g ، 0.65g

 93

و1g در١٣٠تحلیل تاریخچه زمانی

 ٥-٣- تعدادموقعیتهای پلاستیک شدن اعضای سکوی جاکت درشتاب نگاشتهای همپایه شده به 0.3g، 0.65g و

 114

 1g در١٣٠ تحلیل تاریخچه زمانی

 ٥-٤- تعدادموقعیتهای گسیخته شده اعضای سکوی جاکت درشتاب نگاشتهای همپایه شده به 0.3g، 0.65g و

 114

 1g در١٣٠تحلیل تاریخچه زمانی

٥-٥- ترکیب وزنی اهمیت اعضای سکوی فراساحلی جاکت                                             135

 ٥-٦- سطح خسارت محتمل هرعضو سکوی فراساحلی جاکت بر این مبنا که عضو به طورکامل پلاستیک شود ١٣٧

 ٥-٧- سطح خسارت محتمل هرعضو سکوی فراساحلی جاکت بر این مبنا که عضو به طور کامل گسیخته شود  ١٣٧

 ٥-٨- احتمال شکست ( Probability of failure )                                                    149

٥-٩- بررسی رفتار شتاب نگاشتها با درنظرگرفتن نتایج شکست وگسیختگی در سه شتاب 0.3g ، 0.65g و1g    ١٥٠

 ٥-١٠- بحرانی ترین شتاب نگاشت                                                                         155

 ٥-١١- مهمترین دلیل شکست                                                                               156

 ٥-١٢- معرفی پارامترهای مرتبط باقابلیت اعتماد طراحی لرزه ای سکوی جاکت          174

فصل ششم

جمع آوری و نتیجه گیری                                                                         175

 ٦-١- خلاصه کار انجام شده                                                                                   176

 ٦-١- نتیجه گیری نهایی                                                                                       176

 ٦-٣- پیشنهاداتی برای پروژه های آتی                                                                    177

پیوست : جداول ( ٤-٤-٢ )، ( ٤-٤-٢ )و ( ٤-٤-٢ )                                              178

منابع و ماخذ                                                                                        246

فهرست منابع فارسی                                                                               246

فهرست منابع لاتین                                                                                246

سایتهای اطلاع رسانی                                                                              250

چکیده انگلیسی                                                                                     251

منبع:

- دکتر کبیر صادقی ،کتاب مهندسی سواحل ،بنادر وسازه های دریایی .،١٣٨٠

٢-کاوه ،علی و کلات جاری ، وحیدرضا،نظریه قابلیت اعتماد و کاربرد آن در مهندسی سازه

٣- زین الدینی ، مصطفی ، طراحی و اجرای سکوهای ثابت نفتی پروژه اروپائی آموزش دانشگاهی طراحی فولاد

٤- اجزای محدود Ansys ، جاهد مطلق ،حمیدرضا ،انتشارات دانشگاه تهران

٥- دینامیک سازه ها ، خسرو برگی ، انتشارات دانشگاه تهران

٦- دینامیک سازه ها ، chopra

٧- مجیدی ،آرش ، تحلیل ظرفیت باربری نهائی سکو های دریائی به روش pushover ، پایان نامه کارشناسی ارشد

٨- دکتر حسن علیجانی مقدم ، مهندسی زلزله

فهرست منابع لاتین

9-Behrouz Asgarian, KNT University of Technology, Tehran, IRAN . Ali Akbar Aghakouchack,

Tarbiat Modares University, Tehran, IRAN .Nonlinear Dynamic Analysis of Jaket Type Offshore

Structures Subjected to Earthquake Using Fiber Elements ".13 WCEE: 13th World Conference on

Earthquake Engineering Conference  Proceedings. 2004

10-A .Olufsen, B.J.Leira, and  T. Moan , Member,ASCE .(2005). "Uncertainity and reliability of

jacket platform"journal of structural engineering , vol . 118 , no .10 ,octobr1999

11-R.G.Bea,Fellow,    ASCE    .(1999)."RELIABILITY    BASED    EARTHQUAKE    DESIGN

GUIDELINES FOR MARINE STRUCTURES " JURNAL OF WATERWAY, COASTAL , AND

OCEAN ENGINEERING .

12-Asgarian, B; Ajamy, A . " Nonlinear Dynamic Behavior of Offshore Structures, Using

Incremental Dynamic Analysis "  100th Anniversary Earthquake Conference. 2006

13-Wang, Shuguang; Liu, Weiqing; Wang, Wenbin; Wang, Rengui ." Design method for energy-

dissipated vibration-reduction of large  offshore platform structures ". Tumu Gongcheng Xuebao

(China Civil Engineering Journal). Vol. 38, no. 12, pp. 65-69. Dec. 2005

14- Finagenov, O M; Glagovsky, V B ." Assessment of Reliability of Offshore Marine Hydraulic

Structures under Seismic Impacts " . ISOPE-2005: Fifteenth (2005) International Offshore and

Offshore And  Polar Engineering Conference. Vol. 1-4. 2005

15- Wu, Song C.; Tung, C. C." Random response of offshore structures to wave and current forces

"University of North Carolina Sea Grant Program, North Carolina State University, 1975. 116

pages pp.

246

16-Kawano, Kenji; Venkataramana, Katta ."  Dynamic response and reliability analysis of large

offshore Structures " . Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. Vol. 168, no. 1-

4, pp. 255-272. 6 Jan. 1999

17- Bea, Robert . " Background for the proposed International Standards Organization

 reliability based seismic design guidelines for offshore platforms " .  Proceedings of Earthquake

Criteria Workshop: Recent Developments in  Seismic Hazard and Risk Assessments for Port,

Harbor, and Offshore   Structures; pp. 40-67. 1997

18-Hernandez Villanueva, A.; Valle Molina, O. L." Vibration measurement in offshore structures "

. Eleventh World Conference on Earthquake Engineering [Proceedings][computer file]; 1996

19-Shiraishi, S.; Ueda, S.; Uwabe, T. " On the load factors of seismic loads for the port and

offshore  structures by limit state design method " Structural Safety & Reliability: Proceedings of

ICOSSAR '93, the  6th International Conference on Structural Safety and Reliability,  Innsbruck,

Austria, 9-13 August 1993; pp. 2225-2231. 1994

20-Bea, Robert G." Response of offshore structures subjected to earthquakes ." . 1993. 12 leaves

pp.

21-Bea, R. G."Seismic design and requalification methodologies for offshore    platforms " .

Proceedings of the International Workshop on Seismic Design and   Reassessment of Offshore

Structures; pp. 27-58. 1993

22-Bannon, H.; Penzien, J. "  Structural performance " Proceedings of the International Workshop

on Seismic Design and  Reassessment of Offshore Structures; pp. 166-172. 1993

23-Bea, R. G." Earthquake geotechnology in offshore structures " Second International Conference

on Recent Advances in Geotechnical  Earthquake Engineering and Soil Dynamics [proceedings],

March   11-15,   1991; pp. 2423-2431. 1992

24-Nadim, Farrokh ."  Earthquake engineering for offshore structures " Earthquake Resistant

Construction and Design: Proceedings of the International Conference

on Earthquake Resistant Construction and . Design, Berlin, 13-16 June 1989; pp. 587-590. 1991

25-Sun, K.; Nogami, T. " Earthquake induced hydrodynamic pressure on axisymmetric offshore

structures " . Earthquake Engineering & Structural Dynamics. Vol. 20, no. 5, pp.  429-440. May

1991

26-Yamada, Y.; et al."    Seismic response of offshore structures in random seas "

Earthquake Engineering & Structural Dynamics. Vol. 18, no. 7, pp.  65-981. Oct. 1989

27- Holm, Carl A.; Bjerager, Peter; Madsen, Henrik O. " Long-term system reliability of offshore

jacket structures " Reliability and Optimization of Structural Systems '88: Proceedings Of   the 2nd

IFIP WG 7.5 Conference; pp. 421-432. 1989

28- Mason, A. B.; Beck, J. L.; Chen, J." Modal parameter identification of an offshore platform

from  Earthquake  response records " Structures Congress '89: Seismic engineering: research and

practice;    pp. 217-226. 1989 "

29-Venkataramana, K.; et al."   Seismic response of offshore structures in random seas

"Proceedings, Ninth World Conference on Earthquake Engineering; pp. 433-438. 1989

30-Turner, R. C.; et al." The virtual distortion method applied to the reliability analysis Of

offshore structures " . Reliability and Optimization of Structural Systems '88: Proceedings Of  the

2nd IFIP WG 7.5 Conference; pp. 337-356. 1989

31-Chen, R.; Cao, G. " An approximate method for evaluating the response of offshore structures

to earthquake " Earthquake Engineering and Engineering Vibration. Vol. 7, no. 3, pp.  84-92. 1987

32- Bea, Robert G. " Recent advances in earthquake-resistant design of offshore

Structures " . Continuing Education in Engineering, University Extension, and the

College of Engineering, University of California, Berkeley, 1987. 1 v.  (various pagings) pp.

33-Coutinho, A. L. G. A.; et al." The application of the Lanczos mode superposition method in

dynamic analysis of offshore structures " Computers & Structures. Vol. 25, no. 4, pp. 615-625.

1987

34-Akkas, N.; Asik, M. S."  Dynamic analysis of framed off-shore structures "  Proceedings of the

8th European Conference on Earthquake  Engineering;pp. 6.9.41-48. 1986

35-Ragab, A.; Fu, C. C. " Nonlinear free vibration of fixed off-shore framed structures "Computers

& Structures. Vol. 21, no. 6, pp. 1373-1378. 1985

36-Ovunc, B. A. "Soil-structure interaction and effect of axial force on the dynamics  of offshore

structures "  Computers & Structures. Vol. 21, no. 4, pp. 629-637. 1985

37-Adelson, B.L.; Steinmetz, R.L. " Earthquake Ductility Study for Offshore Structures " .Journal

of Waterway, Port, Coastal and Ocean Engineering. Vol. 110,  no. 4, pp. 393-412. Nov. 1984

38-API Recommended Practice 2A-WSD(RP 2A-WSD),2000

39-Irick, Jack T.; Steinmetz, Ray L. "   Design of offshore structures ":  Earthquake Engineering

Research Institute , 1984. 1 v. (various    pagings) pp.

40-Anagnostopoulos, S. A." Wave and earthquake response of offshore structures: evaluation of

modal solutions" . Journal of the Structural Division, ASCE. Vol. 108, no. ST10, pp.   2175-2191.

Oct. 1982

41-Furnes, O.; Loset, O."  Shell  structures in offshore platforms: design and application

Engineering Structures". Vol. 3, no. 3, pp. 140-152. July 1981

42-Standing, R. G." Wave loading on offshore structures : a review" National Maritime Institute,

1981. 114, [24] leaves pp.

43-Zayas, V. A.; Mahin, S. A.; Popov, E. P." Cyclic inelastic behavior of steel offshore structures

Berkeley" Earthquake Engineering Research Center, University of

 California, 1980. 339 pages pp.

44-Smith, I. M.; Molenkamp, F. "Dynamic displacements of offshore structures due to low

frequency sinusoidal loading "Geotechnique. Vol. XXX, no. 2, pp. 179-205. June 1980

45-Hamamoto, T.; Tanaka, Y. " Dynamics of fixed offshore cylindrical shell structures, Part I: free

vibration analysis in water "Transactions of the Architectural Institute of Japan , no. 291, pp.

129-141. May 1980

46- Yang, J. C. S.; et al. " Damping of an offshore platform model by random DEC method "

Dynamic Response of Structures: Experimentation, Observation,Prediction and Control; pp. 819-

832. 1980

47- Vugts, J. H.; Hayes, D. J. " Dynamic analysis of fixed offshore structures: a review of some

basic aspects of the problem " Engineering Structures. Vol. 1, no. 3, pp. 114-120. Apr. 1979

48-Warburton, G. B.; Hutton, S. G. " Dynamic interaction for idealized off-shore structures "

Earthquake Engineering and Structural Dynamics. Vol. 6, no. 6, pp.557-567. Nov.-Dec. 1978

49- Wiggins, R. A.; Sweet, J.; Frazier, G. A." Seismic risk for offshore structures "

Offshore Technology Conference--1978, Proceedings of Tenth Annual; pp. 529-533. 1978

50 - Cornell, C. A.; Vanmarcke, E. H."  Seismic risk analysis for offshore structures "

AU: Author Proceedings, 1975 Offshore Technology Conference; pp. 145-151. 1975

51- Aghakouchak, A. A., Ghafooripour Amin, “Structural Damage Detection of Offshore

Platforms Using Dynamic Residual Method with Partial Stationary concept For Ambient

Vibration Tests”Proceedings of 6th Int. Conf. on Coasts, Ports & Marine Structures

(ICOPMAS 2004),Tehran, Iran, 2004.

52 - Ghafooripour, A.;Aghakouchak A. A,“Evaluation of Dynamic Behavior of an Offshore

Structure Using Nonstationary Spectral Analysis with Bessel-Kaiser window function”,

Proceeding of 4th International on Seismology and Earthquake Engineering(SEE4), Tehran,

May,2003.

53 -  Simonian Wahak, Ghafooripour Amin, “A method for Nonlinear Dynamic Analysis of Pile-

Soil-Water Interaction in marine structures”, Proceeding of 3rd Int. Conf. On Coasts, Ports &

Marine Structures (ICOPMAS   98),Tehran, Iran, Dec. 1998

54- Simonian Wahak, Ghafooripour Amin, “Dynamic Analysis of Pile-Soil-Water Interaction of

steel offshore structures due to effects of earthquake and sea waves”, Journal of faculty of

engineering, Tabriz University, No. 16, Winter 1996 (In persian).

55- Simonian Wahak, Ghafooripour Amin, “Application of Dynamic Analysis of Pile-Soil-Water

Interaction for Jetties”, Journal of International Institute of earthquake engineering and

seismology (IIEES), No. 4, fall 1996 (In persian).

٥٦ - سایتهای اطلاع رسانی

1-http:..peer.berkeley.edu.smcat.