مطالعه آزماشگاهی رفتار هیدروالاستیک و روش های ساخت سازه های شناور بسیار بزرگ

سازه های شناور بسیار بزرگ برای کاربری های تفریحی، بندرگاهی، نظامی و غیره استفاده می شود. با توجه به ابعاد این نوع سازه ها، اختلاف خیز محل های تحت بار متمرکز با سایر قسمت ها و جابجایی در امواج دریا از دغدغه های طراحان است. با طراحی بهینه و روش ساخت مناسب می توان این اثرات را کاهش داد. در بخش اول تحقیق، ابتدا اجزای تشکیل دهنده سازه شناور که پانتون نامیده می شوند، طراحی شده است. باربری و پایداری پانتون های با سطوح مختلف و ارتفاع 3 تا 9 متر با هم مقایسه گردید. گزینه ی با طول 12، عرض 10 و ارتفاع 5/7 متر، دارای باربری 9/28 کیلو نیوتن و ارتفاع متاسنتر 61 سانتی متر برشتر شناخته شد. سپس روش های ساخت و نحوه اتصالات بین پانتون ها بررسی شده است. در بخش دوم، سلول های گیل و اتصالات مفصلی با ساخت مدلی از جنس آلومینیوم با طول 2 و عرض 5/0 متر در آزمایشگاه شبیه سازی شده اند. سلول های گیل قسمت هایی از سازه می باشند که با امکان ورود و خروج آب به داخل آن ها، نیروی شناوری در زیر این قسمت ها حذف می شود. آزمایش سلول گیل تحت بارگذاری استاتیکی و با اعمال موج انجام گردید. بیش ترین کاهش اختلاف خیز بین مرکز و لبه ها در مدل با 10 درصد سلول گیل اتفاق افتاد. در این حالت اختلاف خیز نسبت به مدل بدون کاربرد سلول گیل؛ تحت بار های ثقلی 53، 106، 159، 212 و 256 نیوتن در وسط مدل به ترتیب 8/13، 9/15، 1/18، 9/25 و4/27 درصد کاهش یافته است. بیش ترین کاهش تنش ها در مدل با 5 درصد سلول گیل نسبت به مدل بدون سلول گیل، برای بارگذاری های مذکور 6/23، 4/38، 7/38، 4/42 و 43 بوده است. داده ها نشان می دهند که اثرات سلول های گیل در بارگذاری های با مقادیر زیاد، ملموس تر است و زمانی که این سلول ها بیشترین فاصله را از مرکز داشته باشند، عملکرد بهتری دارند. آزمایش دینامیکی سلول های گیل با اعمال پنج موج با دوره تناوب های 76/0، 80/0، 91/0، 01/1 و 1/1 ثانیه انجام شد. نتایج نشان می دهند که سلول های گیل، تاثیر چندانی در کاهش پاسخ هیدروالاستیک در برابر امواج ندارند. آزمایش اتصالات با مدل دو و سه جزئی دارای اتصال مفصلی و مدل یکپارچه برای هر یک از امواج مذکور انجام گردید. نتایج نشان می دهند که تنش در مدل های دارای اتصال، نسبت به مدل یکپارچه، کاهش چشم گیری داشته است و مقدار آن تقریبا نصف شده است. در امواج با دوره تناوب 67/0 و 80/0 ثانیه، مدل سه جزئی و در سه موج دیگر، مدل یکپارچه، جابجایی کمتری داشته است. در سه موج آخر (موج های با طول بلند) می توان گفت در صورتی که جابجایی سازه در حد مجاز باشد؛ برای کاهش تنش بهتر است آن را از چند جزء ساخت.