پایان نامه کاربرد روش آنالیز دینامیکی افزایشی IDA در بررسی رفتار لرزه ای سکوهای ثابت فلزی دریائی

پایان نامه کاربرد روش آنالیز دینامیکی افزایشی IDA در بررسی رفتار لرزه ای سکوهای ثابت فلزی دریائی

چکیده

تقاضا برای تولید و استخراج نفت و گازدر سرتاسر جهان از چند دهه گذشته در حال رشد بوده است . به دنبال تلاشها برای اکتشاف و استخراج نفت از منابع انرژی دریایی ، فرم های سازه ای گوناگونی برای سکوهای دریایی پیشنهاد گردیده است . یک سکوی ثابت فلزی دریایی مجموعه ای متشکل از عناصر مختلف سازه ای نظیر شمع ها، جاکت و عرشه با عملکردهای متفاوت در برابر زلزله می باشد. آرایش مهاربندهای سکو نقش مهمی در عملکرد لرزه ای آن دارد، بطوریکه در آیین نامه های مختلف منجمله آیین نامه API حالتهای مختلفی برای آن پیشنهاد گردیده است .

آنالیز دینامیکی غیرخطی افزایشی (IDA) روش جدیدی است که با استفاده از آن تخمین نیاز و ظرفیت سازه امکان پذیر می باشد. این امر از طریق تحلیل دینامیکی غیرخطی و به کمک دسته رکوردهایی با مقیاس های متعدد انجام می شود. این روش کارایی های بسیاری دارد که از جمله مهمترین آنها محاسبات زلزله بر اساس عملکرد (PBEE)١ ، بخصوص ارزیابی میانگین فراوانی سالانه (MAF)

تجاوز یک سطح مشخص نیاز سازه ای (بطور مثال ماکزیمم نسبت انحراف میان طبقات در تمام طبقات max یا یک ظرفیت حالت حدی مشخص (بطور مثال ناپایداری کلی دینامیکی ) می باشد. با توجه به اهمیت سکوهای ثابت دریایی مطمئناً استفاده از روش آنالیز دینامیکی افزایشی که دارای توانایی های زیادی برای درک رفتار سازه  است می تواند بسیار مفید واقع شود. 

توجه: ممکن است به جهت آپلود و دانلود مکرر متن فایل ورد به هم بریزد به همین جهت فایل پی دی اف بدون هیچ گونه ایرادی در کنار فایل ورد ضمیمه گردیده است که در یک فایل فشرده قرار دارند.

فهرست مطالب

عنوان مطالب                                                                                                                                 شماره صفحه

 چکیده ................................................................................................................................................۱

 مقدمه ................................................................................................................................................۲

 فصل اول : کلیات ....................................................................................................................................۴

 ۱-۱) هدف از تحقیق ...............................................................................................................................................۵

 ۱-۲) پشی ینه تحقیق ................................................................................................................................................۵

 ۱-۳) روند انجام پایان نامه .....................................................................................................................................۶

 ۱-۳-۱) فصل بندی پ یان نامه ..............................................................................................................................۶

 ۱-۳-۲) روند گام به گام پایان نامه ......................................................................................................................۸

 ۱-۴) آشنایی با سکوهای دریایی و تاثیر عوامل محیطی بر آنها ....................................................................۹

 ۱-۴-۱) سکوهای ثابت نوع شابلونی ...................................................................................................................۱۰

 ۱-۴-۲) سکوهای بتنی .........................................................................................................................................۱۷

 ۱-۴-۳) بررسی سکوهای مناسب جهت استقرار در خلیج فارس ................................................................۲۱

 ۱-۴-۴) داده های ز ین شناسی ........................................................................................................................۲۱

 ۱-۴-۵) تاثیر عوامل محیطی بر سکوهای دریایی ..........................................................................................۲۲

 ۱-۴-۶) ملاحظات آئین نامه ای برای تحلیل سکوهای دریایی ...................................................................۲۶

 ۱-۴-۷) ضوابط شکل پذیری و انواع مهاربندیهای توصیه شده در آئین نامه API ........................ ........۲۹

 فصل دوم : روشهای تحلیل سکوهای دریایی .........................................................................................۳۴

 ۲-۱) انواع آنالیزها ..................................................................................................................................................۳۵

 ۲-۲) تحلیل لرزه ای سکوهای دریایی ..............................................................................................................۳۷

 ۲-۲-۱) روش ضریب زلزله ..................................................................................................................................۳۸

 ۲-۲-۲) روش ضریب زلزله اصلاح شده ............................................................................................................۳۸

 ۲-۲-۳) روش طیف پاسخ ....................................................................................................................................۳۹

 ۲-۲-۴) روش تاریخچه زمانی .............................................................................................................................۳۹

 ۲-۲-۵) روش تغییرشکلهای لرزه ای ................................................................................................................۳۹

 ۲-۳) آنالیز دینامیکی افزایشی ............................................................................................................................۴۰

 ۲-۳-۱) تعریف و ملزومات تحلیل دینامیکی افزایشی تک رکورده .............................................................۴۲

 ۲-۳-۲) تحلیل دینامیکی افزایشی چند رکورده .............................................................................................۴۵

 ۲-۳-۳) الگوریتم کلی روش IDA .....................................................................................................................۴۷

 ۲-۳-۴) انتخاب الگوریتم ردیابی ........................................................................................................................۵۱

 ۲-۳-۵) ساختن منحنی های IDA با درون یابی ...........................................................................................۵۵

 ۲-۳-۶) موارد دیگر در مورد منحنی های IDA .............................................................................................۵۶

 ۲-۳-۷) تعریف حالات حدی در یک منحنی IDA .......................................................................................۵۹

 ۲-۳-۸) محاسبات PBEE ..................................................................................................................................۶۴

 ۲-۴) شتاب طیی ف .................................................................................................................................................۶۶

 فصل سوم : معرفی نرم افزار Opensees ....................................................................................................۶۷

 ۳)  معرفی نرم افزار ...............................................................................................................................................۶۸

 ۳-۱) ساخت مدل .................................................................................................................................................۶۹

 ۳-۱-۱) انواع مدلهای مصالح تک محوره .........................................................................................................۶۹

 ۳-۱-۲) انواع مدلهای مقاطع ..............................................................................................................................۷۰

 ۳-۱-۳) انواع المان (اعضاء) ................................................................................................................................۷۰

 ۳-۱-۴) تبدیلات هندسی ...................................................................................................................................۷۱

 ۳-۲) آنالیز ..............................................................................................................................................................۷۱

 ۳-۳) ثبت کننده ...................................................................................................................................................۷۳

 ۳-۴) فرضیات مدل سازی در OPENSEES ................................................................................................۷۴

 ۳-۴-۱) مدل سازی  یرها و ستون ها ..............................................................................................................۷۴

 ۳-۴-۱-۱) المان های تری - ستون بر اساس نیرو ...........................................................................................۷۴

 ۳-۴-۱-۲) المانهای تری - ستون بر اساس تغییرمکان ...................................................................................۷۵

 ۳-۴-۲) مدل سازی مهاربندها ...........................................................................................................................۷۶

 فصل چهارم : مشخصات سکو و جزئیات مدل سازی ..........................................................................۷۷

 ۴-۱) انتخاب و ویژگی سکو ...............................................................................................................................۷۸

 ۴-۲) حالت های مختلف مهاربندی انتخاب شده ..........................................................................................۸۳

 ۴-۳) جزئیات مدل سازی در نرم افزار OPENSEES .................................................................................۸۶

 ۴-۴) تحلیل مودال ...............................................................................................................................................۸۷

 فصل پنجم : روند آنالیز مدل ها و مقایسه نتایج ...................................................................................۹۲

 ۵-۱) مقدمه ............................................................................................................................................................۹۳

 ۵-۲) انتخاب شتاب نگاشتها ...............................................................................................................................۹۳

 ۵-۳) نحوه انجام تحلیل دینامیکی غیر خطی .................................................................................................۹۷

 ۵-۴) نتایج مدل شماره ۱ .................................................................................................................................۱۰۳

 ۵-۵) نتایج مدل شماره ۲ .................................................................................................................................۱۱۲

 ۵-۶) نتایج مدل شماره ۳ ................................................................................................................................۱۲۰

 ۵-۷) نتایج مدل شماره ۴ ................................................................................................................................۱۲۹

 ۵-۸) خلاصه سازی منحنی های IDA..........................................................................................................۱۳۸

 ۵-۹) محاسبه و مقایسه ظرفیت حالات حدی برای هریک از مدلها .......................................................۱۴۱

 ۵-۹-۱) سطح عملکرد آستانه فروریزش .......................................................................................................۱۴۱

 ۵-۹-۲) سطح عملکرد قابلیت بهره برداری بی وقفه ..................................................................................۱۴۳

 ۵-۱۰) محاسبات PBEE برای سکو ..............................................................................................................۱۴۳

 فصل ششم : نتیجه گیری و پیشنهادات ................................................................................................۱۴۴

 ۶-۱) نتایج حاصل در این پایان نامه ..............................................................................................................۱۴۵

 ۶-۲) ارائه پیشنهادات ........................................................................................................................................۱۴۷

 منابع و مأخذ : ...................................................................................................................................................۱۴۸

 فهرست منابع فارسی .........................................................................................................................................۱۴۸

 فهرست منابع انگلیسی .....................................................................................................................................۱۴۹

 چکیده انگلیسی ..................................................................................................................................................۱۵۲