Нелинейная теория расчета прочности и колебаний опорных блоков морских стационарных платформ

• Автор: Шеховцов, Вячеслав Афанасьевич
• Шифр специальности: 05.23.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 275 с. : 58 ил.

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Анализ развития конструктивных форм морских стационарных

платформ

1.1. Зарубежный опыт

1.1.1. Мелководные платформы

1.1.2. Глубоководные платформы

1.1.3. Гибкие платформы

1.2. Отечественный опыт

1.2.1. Пример обустройства шельфовых месторождений углеводородного топлива Каспия

1.2.2. МСП на шельфах Азовского, Черного и Северного морей

1.3. Цели и задачи теоретического и экспериментального исследования несущей способности сжатоизогнутых анкерных сван и стоек
опорных блоков из композитных материалов
1.4. Выводы Глава 2. Теоретические разработки по расчету прочности опорных
блоков МСП. Метод эквивалентного модуля
2.1. Исследования устойчивости комплексных стержней
при кратковременном загружении
2.2. Теоретическое исследование устойчивости сжатоизогнутого трубобстониого элемента опорной колонны, сваи МСП
при кратковременном загружении
2.3. Исследование устойчивости сжатоизогнутой трубобетонной сваи
блока МСП в упругоползучей среде при длительном действии нагрузок
2.4. Алгоритм расчета опорного блока МСП методом КЭ в парнантс
метода сил с использованием Эквивалентного модуля
2.5. Выводы Глава 3. Экспериментальные исследования работы трубобетоииых
колонн и пространственных опорных блоков МСП
3.1. Определение механических характеристик материалов обоймы
и сердечника трубобетоииых опорных колонн МСП
3.2. Экспериментальное исследование сжатоизогнутых трубобетоииых колони
3.3. Сравнение теоретических и экспериментальных результатов.
Статистическая обработка результатов
3.4. Экспериментальное исследование поведения трубобетонной решетчатой панели опорного блока МНС при квазистатичсском нагружении
3.5. Проверочные расчеты несущей способности сжатоизогиутой трубобетонной панели опорного блока МСП
3.6.Выводы
Глава 4. Обзор расчетных методов МСП на волновые воздействия
4.1. Модель жесткого основания
4.2. Волновые нагрузки на опоры сооружений при случайном волнении
4.3. Учет податливости МСП при определении нагрузки от случайного волнового воздействия
4.4. Учет податливости основания МСП
4.5. Приближенные методы расчета свободных и вынужденных колебаний
ч конструкций
4.6. К вопросу о постановке задач динамики МОП 0 Глава 5. Колебания стержневых конструкций опорных блоков МСГ1 при
волнении
5.1. Выбор расчетной модели для динамического расчета опорных
блоков МСП
5.2. Основная математическая модель опорного блока МСП
5.3. Уравнения колебаний симметричной платформы
п5.4. Одномодовое приближение
,5.5. Описание конструкции решетчатого блока МСП и се основная
математическая модель
5.6. Малые свободные колебания конструкции, эквивалентной расчетной МСП
5.7. Воздействие гравитационных волн на решетчатый блок МСП
5.8. Исследование влияния массы верхнего строения, эксцентриситета
5.9. О возможности упрощения одномодовой модели
5 Исследование поведения опорного блока при случайном волнении
5 Модель со многими степенями свободы. Колебания в плоскости Оху
5 Выводы
Глава 6. Колебания одиночной консоли при волнении
6.1. Колебания одиночной консоли. Сравнение результатов V
6.2. Колебания одиночной стойки переменной толщины
6.3. Жесткость нелинейноупругой композитной кольцевой трубы
при изгибе ,
6.4. Динамический анализ трубобетоиного конического монопода с трехслойным
кольцевым поперечным сечением
6.5. Одномодовые приближения
6.6. О влиянии формы спектральной плотности на колебания МСП
6.7. Заключение к главам 5 и 6 9 Глава 7. Статический и динамический расчет технологической
i площадки ТП4 .
7.1. Некоторые исходные данные
7 2. Статическая жесткость отдельной сваи
7.3. Суммарная жесткость конструкции на сваях
7.4 Реакция конструкции на статические силовые воздействия
7.5.Реакция конструкции на воздействие волнения и течения
7.6. Пластические деформации сваи и коэффициент запаса
7.7. Обсуждение результатов и выводы
Заключение
Литература


Комбинированная платформа с жб плитой и понтоном Италия, 0 США, Северное море, проект, 0 Англия, Сев. Ряд 4 Платформа жб гравитационного типа, монолитная с напряженной арматурой. Опорная часть пгигтапонтои используется как нефтехранилище. Изготавливается в сухом доке, транспорт, на плаву на собст. Понтоне 1. Ж6 платформа с опорным ячеистым понтоном. Жб платформа на прямоугольном ячеистом понтоне с 4 цилиндрич. Жб платформа с круглым ячеистым понтоном цилиндрической формы с 3 опорами. Платформа Трнпод жб. Франция, Северное море, 0, до 0 Франция, Северное морс, проект, 0 до 0 Норвегия, Северное море, 0 Норвегия, Сев. В течение следующих десятилетий строительством металлических конструкций МСП в мире занималось уже более иностранных компаний . В течение года, например, было возведено около 0 буровых и эксплуатационных платформ на шельфах различных государств Канады, Бразилии, Аргентины, Конго, Египта, Анголы и т. Крупноблочные сооружения МСП на свайных основаниях позволили освоить глубины до 0 метров. Материалом для таких сооружений служит, как правило, сталь. При соединении вертикальных опор с поперечными элементами требуется большая точность и применяются трудоемкие электросварочные работы . Рис. Увеличение глубин освоения месторождений требует значительного увеличения толщины стальных труб, что вызывает увеличение общего веса и стоимости конструкций опорных блоков. На рис. МСП в зависимости от глубин моря и районов установки , . Таким образом, моноблочные, ставшие традиционными, стальные МСП, используемые на глубинах моря для Мексиканского залива более 0 м, а для условий Северного моря уже на глубинах более 0 м, становятся экономически нерациональными не только изза того, что возрастает масса опорного блока, но и по причине снижения эффективности работы свайного основания. В связи с этим многие нефтедобывающие компании стали использовать платформы гравитационного типа см. Общая устойчивость гравитационных глубоководных стационарных платформ под действием внешнего нагружения обеспечивается за счет собственного веса, веса балласта и за счет развитой площади опирания платформы. Первая металлическая гравитационная платформа была установлена на месторождении у острова Сицилия на плотных глинистых донных отложениях в г. Глубина установки составляла 0 м. Масса металлоконструкций 0 т бетонный балласт т см. Рис. Платформа имела треугольную форму в плане с опиранисм на три отдельных опорных понтона. Платформу сооружали в одном доке, после заполнения дока водой платформа всплывала и ее буксировали до места установки см. Эти платформы получили название по имени итальянской фирмы разработчика конструкций платформы. Различные модификации этого типа платформы в последующие годы устанавливались у берегов Конго, в Северном и Средиземном морях . Стремление уменьшить расход металла при строительстве металлических гравитационных платформ дополнительным применением железобетона несколько рационализировало конструктивную форму . Например, использование трех опорных понтонов из железобетона обшей массой 0 т позволило существенно уменьшить массу стальных конструкций опорной фермы и названой платформы до 0 т. Железобетонный ростверкпонтон изготавливался в сухом доке и спускался на воду, затем буксировался на место установки и погружался на дно см. Отсеки ростверка использовались для хранения нефти. Стальную опорную ферму собирали на верфи и спускали на воду в горизонтальном положении. Транспортировка осуществлялась на опорном понтоне, который перед операцией нагрузки платформы подтапливался. Затем специальной операцией затапливали полости труб несущих ферм, вследствие чего, погружаясь, опоры ферм входили в соответствующие гнезда понтона. Замена стальных понтонов на более дешевые железобетонные опорные понтоны создала класс комбинированных гравитационных МСП см. В августе г. МСП, полностью изготовленные из железобетона. Монтаж осуществлялся на месторождениях в Северном морс. Наибольшее распространение получила конструктивная форма, разработанная норвежскими компаниями i, известная как тип А В С см.