بررسی تاثیر شرایط خاک در مودهای خرابی سکوهای دریایی با استفاده از آنالیز استاتیکی افزاینده غیرخطی

سکوهای دریایی فولادی از جمله رایج¬ترین سازه¬¬هایی هستند که به¬منظور بهره برداری از ذخایر نفتی دریایی مورد استفاده قرار می¬گیرند. به دلیل رفتار بسیار پیچیده این سازه به لحاظ وجود اندرکنش خاک، سازه و شمع و هچنین اثر بارهای محیطی و قرارگیری آن در شرایط بارهای فوق¬العاده، امکان ایجاد خرابی و فروپاشی آنها دور از ذهن نبوده و توجه ویژه¬ای را در این خصوص می¬طلبد. ایجاد آسیب در این سازه¬ها و همچنین مود خرابی در آنها، بستگی به هندسه سازه، جنس مصالح سکو، نوع خاک منطقه، شدت بارهای محیطی، و شیوه طراحی سازه داشته و تغییر در خصوصیات هریک از این موارد موجب تغییر در مود خرابی خواهد گردید. در این پایان¬نامه یک سکوی موجود در منطقه خلیج فارس انتخاب گردیده و با استفاده از دو خاک موجود در این منطقه به نام¬های e4 و 19c که نسبت به هم خاک¬های ضعیف¬تر و قوی¬تر می¬باشند، چند مدل از سکو مورد مطالعه قرار گرفت. جهت ارزیابی رفتار سکو و یافتن مود خرابی در هر حالت، مدل اجزاء محدود با درنظرگرفتن رفتار غیرخطی هندسی و مصالح و همچنین اندرکنش خاک-شمع- سازه در نرم افزار opensees ایجاد شد و با استفاده از تحلیل استاتیکی غیرخطی بارافزاینده و در نظرگرفتن نیروی موج به عنوان نیروی جانبی موثر در تحلیل¬ها مودهای خرابی و شکست سکو مورد بررسی قرار گرفت. در تحلیل¬های اولیه¬ای که بر روی سکوی مبنا صورت پذیرفت مشخص شد که در صورتی که مقاومت قسمت جکت نسبت به مقاومت شمع¬ها بیشتر باشد خرابی سکو به علت تشکیل مفاصل پلاستیک در شمع¬ها اتفاق می¬افتد و تاثیر خاک قوی¬تر به صورت افزایش مقاومت و سختی کلی می¬باشد و مود خرابی را تغییر نمی¬دهد. در ادامه برای بررسی بیشتر، مدل¬های دیگر سکو با افزایش سطح مقطع شمع و همچنین افزایش تنش تسلیم فولاد مصرفی درشمع¬ها در محل¬های تشکیل مفصل پلاستیک که منجر به افزیش مقاومت شمع¬ها می¬شوند، تهیه شد و مجددا با استفاده از مشخصات ? خاک ذکر شده آنالیزها تکرار شد و مشاهده شد که با افزایش مقاومت فونداسیون، مهاربندها نیز همراه با تسلیم شمع¬ها کمانش می¬کنند که باعث می¬شود از ظرفیت سکو به طرز بهینه¬تری استفاده شود و مود شکست مطلوب¬تر بوجود بیاید. همچنین کاهش سطح مقطع مهاربندها و پایه¬های جکت که منجر به کاهش مقاومت قسمت جکت می¬شود، نیز باعث می¬شود مود خرابی در شمع¬ها اتفاق نیفتد. بررسی¬های صورت گرفته در این پایان¬نامه نشان می¬دهد که در صورت برقرار بودن تناسب مقاومت بین قسمت شمع و خاک و قسمت جکت می¬توان از خرابی نامطلوب شمع¬های سکو جلوگیری کرد و در طراحی¬های جدید علاوه بر درنظرگرفتن مسائل اقتصادی، به عملکرد بهینه سازه نیز توجه نمود.