مبانی طرح و اجرای سکوهای دریایی

پیشگفتار مولف

طراحی و ساخت سکوهای دریایی، یکی از شاخه های علوم مهندسی با تکنولوژی بسیار پیچیده است. این شاخه علمی ، با توجه به وجود مخازن متعدد نفت و گاز دریایی در کشور، صرف انرژی و تمرکز فراوانی را طلب می نماید. البته این صنعت در کشور ما نستبا جوان بوده و آموزش دانشجویان و مهندسین با اصول طرح و اجرای سازه های فراساحلی، از عوامل اساسی در پیشرفت و بومی شدن آن در کشور خواهد بود.
این کتاب به منظور آشنایی با اصول و مبانی طراحی، اجرا، حمل و نصب سکوهای دریایی متداول تهیه شده تا خواننده ایده کلی از ماهیت بارهای وارد بر سازه های فراساحلی و آنالیزهای مربوطه، و همچنین اصول اجرایی این سازه ها و تفاوت آنها با سایر سازه های صنعتی به دست آورد. سایر جزییات طراحی، شامل مطالعه دقیق پدیده خستگی ونحوه برآورد آن در سازه های فراساحلی، آنالیز دینامیکی خطی و غیرخطی سکوها، گام به گام تحلیل و طراحی توسط نرم افزارهای مربوطه، طراحی جزئیات سازه ای و سایر ابزارهای لازم در حین آنالیز و طراحی سکوها، به کتاب های بعدی موکول می گردد.

فهرست

فصل اول کلیاتی درباره سکوهای دریایی
1-1 مقدمه 3
2-1   تاریخچه ساخت سکوهای دریایی 4
3-1 سکوهای دریای نفت و گاز 5
4-1 روسازه (عرشه) 7
5-1 زیرسازه (پایه – جکت) 9
6-1 اصول تحلیل و طراحی سکوها 9
7-1 مروری بر مطالب ارائه شده در کتاب حاضر 11

فصل دوم بارهای وارد بر سکوهای دریایی 13
2-1 مقدمه 15
2-2 معرفی بارهای وارد بر سازه های فراساحلی 15
1-2-2 بارهای مرده 15
2-2-2 بارهای زنده 15
3-2-2 بارهای حین ساخت 16
4-2-2 بارهای حین حمل و نصب 16
5-2 بارهای ناشی از شرایط محیطی 18
2-2-5-1 تئوری امواج دریایی 18
الف- تئوری خطی امواج (ایری)
ب- تئوری غیرخطی امواج
ب- 1 تئوری تروکویدال
ب- 2 تئوری کونویدال
ب- 3 تئوری استوکس
ب- 4 تئوری سولیتری
ب- 5 محدوده کاربرد استفاده از تئوری های مختلف امواج
ج- رابطه موریسون
چ- پدیده داپلر
د- جریانهای دریایی
ر- روش عملی محاسبه نیروهای ناشی از اثر موج و جریان دریایی در تحلیل استاتیک سکوها
2-2-5-3 نیروی باد 31
2-2-6 بارگذاری زلزله
الف: ملزومات مربوط به شکل پذیری
ب- ملزومات مربوط به شکل پذیری
2-2-7 بارهای اتفاقی 34
2-2-8 حالات بارگذاری 35

فصل سوم آنالیز های مورد نیاز در طراحی سکوه ها
3-1 مقدمه 39
3-2 آنالیز بارگیری سازه 39
3-3 آنالیز حمل سازه 44
4-3 آنالیز نصب سازه 48
1-4-3 روش بلند کردن جکت و عرشه از روی بارج 48
2-4-3 روش به آب اندازی جکت از روی بارج 52
5-3 آنالیز تعادل جکت ها قبل از شمع کوبی 53
6-3 آنالیز برجا 54
7-3 آنالیز زلزله 58
8-3 آنالیز خستگی 60
1-8-3منحنی S-n 61
9-3 سایر آنالیزهای مورد 64

فصل چهارم مروری بر برنامه های تحلیلی مختلف نرم افزار SACS در آنالیز سکوها 65
1-4 مقدمه 67
2-4 برنامه PRECEDE 68
3-4 برنامه SEASTATE 71
4-4 برنامه SACS IV 72
5-4 برنامه DYNPAC 73
6-4 برنامه Dynamic Response 75
7-4 برنامه FATIGUE 75
8-4 برنامه Flotation 76
9-4 برنامه Launch 76
10-4 برنامه Collapse 78
11-4 برنامه Psi 79
12-4 برنامه Pile 79
13-4 برنامه Joint can 80
14-4 برنامه GAP 81
15-4برنامه Superelement 82
16-4 برنامه Concrete 83
17-4 برنامه Postvue 83
18-4 سایر برنامه ها 83

فصل پنجم مبانی طراحی سکوهای دریایی 85
1-5 مقدمه 87
2-5 تنش های مجاز برای مقاطع لوله ای 87
1-2- کشش محوری 87
5-2-2 فشار محوری 87
5-2-3 خمش 89
5-2-4 برش 89
5-2-5 فشار هیدرواستاتیک 90
5-3 ترکیب تنش ها در مقاطع لوله ای 93
5-3-1 ترکیب تنش های محوری و خمشی 93
2-3-5 ترکیب تنش های محوری کششی و خمشی 95
3-3-5 ترکیب تنش های محوری کششی و فشار هیدرواستاتیک 95
4-3-5 ترکیب تنش های محوری فشاری و فشار هیدرواستاتیک 95
5-3-5 ضرایب اطمینان 96
4-5 اتصالات 96
1- اتصالات اعضای کششی و فشاری 96
5-4-2 اتصالات لوله ای 97
5-4-2- الف ضابطه برش پانچ
2-4-5- ب نیروهای اسمی
5-5 جوش اتصالات لوله ای 102

فصل ششم مبانی اجرای سکوهای دریایی 107
1-6 مقدمه 109
2-6 مراحل اجرایی زیر سازه ها (جکت ها) 109
1-2-6 فعالیت های پیش نیاز اجرا 111
2-2-6 آماده سازی قطعات پیش از نصب 111
3-2-6 آماده سازی پایه های اصلی جکت 112
4-2- ساخت محورهای اصلی بین پایه های مجاور 113
5-2-6 نصب صفحات میانی و عمودسازی محورهای اصلی 114
6-2-6 تکمیل مراحل اجرایی جکت 115
7-2-6 بارگیری و حمل جکت 119
8-2-6 نصب جکت 119
3-6 مراحل اجرایی روسازه ها (عرشه ها) 121
1-3-6 فعالیت های پیش نیاز اجرا 122
2-3-6 ساخت طبقات عرشه و رویهم گذاری آنها 122
3-3-6 تکمیل سازه عرشه 126
4-3-6 بارگیری و حمل عرشه ها 127
5-3-6 نصب عرشه ها 128

مراجع 131