تحقيقات و پژوهش

Response of fixed offshore platforms to wave and current loadingincluding soil– structure interaction

پاسخ سكوهاي دريايي ثابت به نيروي موج و جريان با در نظر گرفتن تعامل خاك و سازه

Abstract

Fixed offshore platforms supported by pile foundations are required to resist dynamic lateral loading due to wave forces. The response of a

jacket offshore tower is affected by the flexibility and nonlinear behaviour of the supporting piles. For offshore towers supported by clusters

of piles, the response to environmental loads is strongly affected by the pile–soil– pile interaction. In the present study, the response of fixed

offshore platforms supported by clusters of piles is investigated. The soil resistance to the pile movement is modelled using dynamicp–y

curves andt–zcurves to account for soil nonlinearity and energy dissipation through radiation damping. The load transfer curves for a single

pile have been modified to account for the group effect. The wave forces on the tower members and the tower response are calculated in the

time domain using a finite element package (ASAS). Several parameters affecting the dynamic characteristics of the platform and the

platform response have been investigated.

q2004 Elsevier Ltd. All rights reserved

چكيده

سكوهاي دريايي ثابت كه با پايه هاي ستوني ( پيل ) پشتيباني مي شوند براي مقاوت به نيروي جانبي ديناميك ناشي از نيروهاي امواج مورد نياز هستند . پاسخ يك برج دريايي پوشش دار ناشي از انعطاف پذيري و وضعيت غير خطي پيل هاي تكيه گاه ( پشتيبان ) تحت تاثير قرار مي گيرد . براي برج هاي دريايي كه توسط دسته اي از پيل ها ( ستون ها ) پشتيباني مي شوند ، پاسخ به نيروهاي محيطي به شدت ناشي از تعامل پيل – خاك – پيل تحت تاثير قرار مي گيرد . در مطالعه ي حاضر ، پاسخ سكوهاي دريايي ثابت كه توسط دسته هايي از ( خوشه هايي از ) پيل ها مورد پشتيباني قرار مي گيرند ، بررسي شد ، مقاومت خاك نسبت به جابجايي پيل با استفاده از منحني هاي ديناميك p – y و t – z مدلسازي شد تا وضعيت غير خطي بودن خاك و پراكندگي انرژي از طريق استهلاك تشعشع نيز در نظر گرفته شوند . منحني هاي انتقال نيرو براي يك پيل واحد تغيير داده شدند تا تاثير كلي در نظر گرفته شود . نيروهاي موج وارد بر اعضاي برج و پاسخ برج در حوزه زماني با استفاده از بسته ي نرم افزاري المان محدود ( ASAS ) محاسبه شدند. چندين پارامتر تاثير گذار بر ويژگي هاي سكو و پاسخ سكو مورد بررسي قرار گرفتند

Response of fixed offshore platforms to wave and current loadingincluding soil– structure interaction

پاسخ سكوهاي دريايي ثابت به نيروي موج و جريان با در نظر گرفتن تعامل خاك و سازه

Abstract

Fixed offshore platforms supported by pile foundations are required to resist dynamic lateral loading due to wave forces. The response of a

jacket offshore tower is affected by the flexibility and nonlinear behaviour of the supporting piles. For offshore towers supported by clusters

of piles, the response to environmental loads is strongly affected by the pile–soil– pile interaction. In the present study, the response of fixed

offshore platforms supported by clusters of piles is investigated. The soil resistance to the pile movement is modelled using dynamicp–y

curves andt–zcurves to account for soil nonlinearity and energy dissipation through radiation damping. The load transfer curves for a single

pile have been modified to account for the group effect. The wave forces on the tower members and the tower response are calculated in the

time domain using a finite element package (ASAS). Several parameters affecting the dynamic characteristics of the platform and the

platform response have been investigated.

q2004 Elsevier Ltd. All rights reserved

چكيده

سكوهاي دريايي ثابت كه با پايه هاي ستوني ( پيل ) پشتيباني مي شوند براي مقاوت به نيروي جانبي ديناميك ناشي از نيروهاي امواج مورد نياز هستند . پاسخ يك برج دريايي پوشش دار ناشي از انعطاف پذيري و وضعيت غير خطي پيل هاي تكيه گاه ( پشتيبان ) تحت تاثير قرار مي گيرد . براي برج هاي دريايي كه توسط دسته اي از پيل ها ( ستون ها ) پشتيباني مي شوند ، پاسخ به نيروهاي محيطي به شدت ناشي از تعامل پيل – خاك – پيل تحت تاثير قرار مي گيرد . در مطالعه ي حاضر ، پاسخ سكوهاي دريايي ثابت كه توسط دسته هايي از ( خوشه هايي از ) پيل ها مورد پشتيباني قرار مي گيرند ، بررسي شد ، مقاومت خاك نسبت به جابجايي پيل با استفاده از منحني هاي ديناميك p – y و t – z مدلسازي شد تا وضعيت غير خطي بودن خاك و پراكندگي انرژي از طريق استهلاك تشعشع نيز در نظر گرفته شوند . منحني هاي انتقال نيرو براي يك پيل واحد تغيير داده شدند تا تاثير كلي در نظر گرفته شود . نيروهاي موج وارد بر اعضاي برج و پاسخ برج در حوزه زماني با استفاده از بسته ي نرم افزاري المان محدود ( ASAS ) محاسبه شدند. چندين پارامتر تاثير گذار بر ويژگي هاي سكو و پاسخ سكو مورد بررسي قرار گرفتند