Σχεδιασμός Θαλάσσιας Μεταλλικής Πλατφόρμας

Μεταπτυχιακός Φοιτητής : Χνάρης Νεκτάριος                 
Επιβλέπων Καθηγητής: Γαντές Χ., Καθηγητής
Ημερομηνία : Ιούνιος 2019

Αντικείμενο της παρούσας μεταπτυχιακής διπλωματικής εργασίας αποτελεί ο σχεδιασμός, η ανάλυση και η διαστασιολόγηση μίας θαλάσσιας μεταλλικής πλατφόρμας τύπου Jacket, τόσο σε δομοστατικoύς όσο και σε εδαφοτεχνικούς ελέγχους. Σκοπός της εργασίας είναι η διερεύνηση της συμπεριφοράς και της λειτουργίας των θαλάσσιων μεταλλικών πλατφορμών, μέσα από τον καθορισμό των φορτίων που ασκούνται σε αυτές τις κατασκευές.

Στο πρώτο κεφάλαιο, γίνεται μια αναφορά στους διάφορους τύπους φορέων των θαλάσσιων κατασκευών, κατατάσσοντας τις σε δύο κατηγορίες-τις παράκτιες και τις υπεράκτιες κατασκευές- ανάλογα με την τοποθεσία στην οποία βρίσκονται. Εξηγούνται τα βασικά μέρη της θαλάσσιας μεταλλικής πλατφόρμας τύπου jacket και περιγράφονται οι παράγοντες που επηρεάζουν την επιλογή του φορέα.

Η διαδικασία υπολογισμού των υδροδυναμικών φορτίων, που ασκούνται στην κατασκευή, περιγράφεται στο δεύτερο κεφάλαιο. Γίνεται αναφορά στους ανεμογενείς κυματισμούς και στην επίδραση των κυματισμών από το βάθος του πυθμένα της θάλασσας. Αναλύεται επίσης η επιλογή της θεωρίας κυματισμού ανάλογα με τα χαρακτηριστικά του κύματος σχεδιασμού και το βάθος του πυθμένα.

Στο τρίτο κεφάλαιο, παρουσιάζεται ο αρχιτεκτονικός σχεδιασμός της θαλάσσιας μεταλλικής κατασκευής. Έπειτα, η πραγματική κατασκευή προσομοιώνεται με τη χρήση πεπερασμένων στοιχείων στο λογισμικό στατικής ανάλυσης SAP2000. Ακολουθεί η προσομοίωση του εδάφους μέσω γραμμικών ελατηρίων για την απεικόνιση των εδαφικών συνθηκών και γίνεται αναφορά στα υλικά, στις διατομές των μελών της κατασκευής και στο πλαίσιο των κανονισμών που χρησιμοποιούνται.

Ο προσδιορισμός των φορτίων, που ασκούνται στην κατασκευή, πραγματοποιείται στο τέταρτο κεφάλαιο. Ουσιαστικά, αναφέρονται τα μόνιμα φορτία που λαμβάνονται υπόψιν στο σχεδιασμό της κατασκευής αλλά και τα διάφορα κινητά φορτία, όπως ο εξοπλισμός και τα μηχανήματα, ο άνεμος και οι κυματισμοί, τα οποία υπολογίζονται κατά τις διατάξεις του Ευρωκώδικα 1. Επίσης, προσδιορίζονται τα σεισμικά φορτία που ασκούνται στην κατασκευή, αφού προηγουμένως έχει οριστεί η ζώνη σεισμικής επικινδυνότητας για την περιοχή του Αιγαίου πελάγους, όπου οριοθετείται η κατασκευή αλλά και ο συντελεστής σπουδαιότητας της κατασκευής.

Στο πέμπτο κεφάλαιο, παρουσιάζονται οι αναλύσεις που πραγματοποιούνται στην κατασκευή. Αυτές είναι ελαστικές στατικές αναλύσεις υπό τη δράση των κατακόρυφων φορτίων, των κυματισμών και των φορτίων του ανέμου. Επίσης, πραγματοποιείται ιδιομορφική ανάλυση για να προκύψουν οι ιδιοπερίοδοι ταλάντωσης της κατασκευής και δυναμική φασματική ανάλυση κατά τον Ευρωκώδικα 8 για τη διαστασιολόγηση της κατασκευής. Η πραγματοποίηση της γραμμικής ανάλυσης λυγισμού αφορά την πιθανή επίδραση των φαινομένων δευτέρας τάξεως στην κατασκευή.

Η διαστασιολόγηση των μελών της κατασκευής πραγματοποιείται κατά τις διατάξεις του Ευρωκώδικα 3 στο έκτο κεφάλαιο. Πιο συγκεκριμένα, ελέγχονται τα υποστυλώματα και οι σύνδεσμοι δυσκαμψίας του Jacket και οι δοκοί των καταστρωμάτων σε οριακή κατάσταση αστοχίας, ενώ τα καταστρώματα και οι δοκοί τους ελέγχονται έναντι οριακής κατάστασης λειτουργικότητας.

Το έβδομο κεφάλαιο αποτελεί το κεφάλαιο των συνδέσεων. Παρατίθενται χαρακτηριστικές συνδέσεις μεταξύ των μελών της κατασκευής. Μερικές χαρακτηριστικές συνδέσεις, που ελέγχονται κατά τις διατάξεις του Ευρωκώδικα 3 είναι η σύνδεση των υποστυλωμάτων με τους χιαστί συνδέσμους τόσο στην κορυφή όσο και στη βάση του jacket και η σύνδεση στο μέσον των χιαστί συνδέσμων. Επιπλέον, οι συνδέσεις μεταξύ δοκού και υποστυλώματος αλλά και δύο δοκών ολοκληρώνουν το κεφάλαιο αυτό.

Στο όγδοο κεφάλαιο, περιγράφονται τα χαρακτηριστικά του εδάφους, που λαμβάνεται υπόψιν για το γεωτεχνικό σχεδιασμό και υπολογίζονται ο οριζόντιος δείκτης εδάφους και η δυσκαμψία των ελατηρίων με σκοπό την εξαγωγή των καμπύλων ‘‘p-y’’ των πασσάλων για διάφορα βάθη κάτω από την επιφάνεια του πυθμένα. Επίσης, πραγματοποιείται ο έλεγχος της φέρουσας ικανότητας των πασσάλων έναντι κατακόρυφων και οριζόντων φορτίων κατά τις διατάξεις του Ευρωκώδικα 7 και ελέγχονται οι μεταλλικοί πάσσαλοι σύμφωνα με τον Ευρωκώδικα 3.

Η μεταπτυχιακή εργασία ολοκληρώνεται με το ένατο κεφάλαιο, στο οποίο συνοψίζονται τα συμπεράσματα της εργασίας αυτής. .                              

 

Δείτε τη ΜΕ στη βιβλιοθήκη του ΕΜΠ