Пятницкое шоссе, 55А
стоимость работ
Работаем с Пн-Вс круглосуточно
Настоящая Методика расчета волновой нагрузки наледостойкую стационарную платформу разработана с целью совершенствованиянормативной базы для проектирования морских ледостойких стационарных платформ вусловиях Обской и Тазовской губ, где в качестве концептуальных проектовплатформ для обустройства морских углеводородных месторождений в первую очередьрассматриваются варианты с однокорпусными опорными блоками.
Методика дополняет и уточняет расчетные требования иположения российских норм СНиП2.06.04-82* [1],ВСН 41.88[2] вчасти определения волновых нагрузок и воздействий на цилиндрические и призматическиесооружения больших диаметров (поперечных размеров), имеющих вертикальныестенки. В этом случае, когда размеры поперечного сечения сооружения сопоставимыпо величине с длиной расчетной волны, волновые нагрузки должны определяться сучетом явления дифракции, которая учитывает изменения в набегающем волновомполе из-за присутствия сооружения. Методика реализована в рамкахдетерминистического подхода и устанавливает расчетные требования для следующихвидов нагрузок, порождаемых действием волн: горизонтальной, вертикальной,опрокидывающего момента, локального давления, а также положения по определениювозвышения взволнованной поверхности у преграды и максимальных значений донныхскоростей.
Методика составлена Д.А. Мирзоевым, С.И.Шибакиным, Д.А. Онищенко, С.И. Рогачко, С.Н. Хахалиной.
СТАНДАРТОТКРЫТОГО АКЦИОНЕРНОГО ОБЩЕСТВА «ГАЗПРОМ»
МЕТОДИКА
РАСЧЕТА ВОЛНОВОЙ НАГРУЗКИ
ЛЕДОСТОЙКУЮ СТАЦИОНАРНУЮ ПЛАТФОРМУ
Дата введения 2005-08-12
1 Область применения
НастоящаяМетодика расчета волновой нагрузки на ледостойкую стационарную платформу (далее- Методика) предназначена для использования в проектах освоения шельфа прирасчете волновых нагрузок на одиночные сооружения больших диаметров (поперечныхразмеров) с вертикальными стенками в условиях Обской и Тазовской губ на стадияхразработки предпроектной документации (стадии »Инвестиционный замысел(предложение)» и «Обоснование инвестиций» (включая»Декларацию о намерениях»)) в структурных подразделениях, дочернихобществах и организациях ОАО «Газпром».
На стадиях»Проект» («Рабочий проект») и «Рабочаядокументация» положения Методики могут использоваться для полученияпредварительных данных по волновым нагрузкам с обязательным последующимуточнением величин нагрузок посредством расчетов, учитывающих отклонениереальной формы сооружения от идеальной цилиндрической или призматической, атакже особенности рельефа дна в районе установки сооружения.
2 Термины, определения иобозначения
2.1В настоящей Методике применяются термины по [1-3].
2.2В настоящей Методике применяются следующие основные обозначения:
d — глубина воды при расчетном уровне, м;
dcr — критическаяглубина воды, при которой происходит первое обрушение волн, м;
g — ускорение свободного падения, м/с2;
h — высота волны, м;
k — волновоечисло, рад/м;
p -гидродинамическое волновое давление, кПа;
qx -распределенная по высоте горизонтальная линейная нагрузка от волн навертикальную преграду, кН/м;
B — ширина призматической преграды, м;
D — диаметрцилиндрической преграды, м;
M — опрокидывающий момент от действияволновой нагрузки, кН·м;
T — период волны, с;
Qx, Qz — горизонтальная и вертикальнаяпроекции силы от воздействия волн на преграду соответственно, кН;
UД — максимальнаядонная скорость, м/с;
λ — длина волны,м;
ηс ζс- возвышение гребня волны (свободной волновой поверхности) у вертикальнойцилиндрической и призматической преград соответственно, м;
ρ — плотностьводы, т/м3;
ω — частотаволны, рад/с,
3 Общие положения
3.1Нагрузки и воздействия от волн на одиночные вертикальные цилиндрическиепреграды при относительном диаметре преграды и относительнойглубине , а также нагрузки и воздействия от разбивающихся волн (при ) следует определять по СНиП2.06.04-82* [1].
3.2С помощью настоящей Методики расчеты следует выполнять в случае одиночныхвертикальных цилиндрических преград при следующих значениях параметров: , и при , , а также в случае призматических преград при значенияхпараметров . В обоих случаях дополнительно требуется выполнение условия где dcr — критическая глубина, определяемаясогласно СНиП2.06.04-82* (пункт 4 Приложения 1) [1].
3.3Положения Методики устанавливают нормативные значения волновых нагрузок.Расчетное значение каждой нагрузки должно вычисляться как произведениенормативного значения нагрузки на коэффициент надежности по нагрузкам γf, который принимается равным 1,0.
Примечание — Значениеγf = 1,0 для волновоговоздействия апробировано на практике и использовалось в СНиП2.06.01-86 ГидроПрофессиональный сооружения. Основные положения проектирования иСНиП33-01-2003 ГидроПрофессиональный сооружения. Основные положения.
3.4В случаях, когда форма сооружения отличается от идеальной цилиндрической илипризматической, а также когда имеются особенности рельефа морского дна,результаты расчетов с помощью настоящей Методики должны рассматриваться лишь вкачестве первого приближения. Для получения более точных величин нагрузокследует выполнять расчеты по усложненным методикам (метод стоков/источников,метод конечных элементов и др.) [4-6],реализованным в рамках апробированных вычислительных комплексов.Соответствующие рекомендации по выполнению проектных расчетов имеются взарубежных нормативных документах API RP 2N [7],CAN/CSA-S471 [8],BS 6235 [9],DNV CN 30.5 [10]а также в работах [11-12]
3.5В наиболее сложных с расчетной точки зрения ситуациях (нетрадиционная формасооружения, усложненный рельеф дна), а также в случае необходимодополнительное проведение модельных испытаний.
4 Необходимые исходныеданные и требования к ним
Дляпроведения расчетов с помощью настоящей Методики требуются следующие исходныеданные:
d — глубина воды при расчетном уровнеморя, м, принимаемая согласно СНиП2.06.04-82* [1];
h — высота расчетной волны, м,принимаемая согласно СНиП2.06.04-82* (Приложение 1) [1];
T — период расчетной волны, принимаемыйсогласно СНиП2.06.04-82* (Приложение 1) [1].
5 Нагрузки от волн навертикальные преграды
5.1 Цилиндрические преграды
5.1.1 Горизонтальную линейную (на единицу высоты) нагрузкуот воздействия волн на вертикальную цилиндрическую преграду на глубине , м, от расчетного уровня воды (расчетная схема показана на рисунке1) при произвольном ее расположении относительно вершины гребня волны , кН/м, вычисляют по формуле:
, (1)
гдеρ — плотность воды,т/м3;
g — ускорение свободногопадения, равное 9,81 м/с2;
k — волновое число, рад/м, вычисляемое поформуле:
, (2)
λ — длинарасчетной волны, вычисляемая по формуле:
, (3)
где T — период волны, с;
h — высота расчетнойволны, м, принимаемая согласно СНиП2.06.04-82* (Приложение1) [1];
D — диаметрпреграды, м;
Ci -инерционный коэффициент, принимаемый по графику на рисунке 2;
d — глубина водыпри расчетном уровне моря, м;
ω — частота волны, рад/с, вычисляемая поформуле:
, (4)
t — время, с;
α — угол фазового сдвига между моментомнаступления максимума линейной нагрузки и моментом прохождения переднего склонапрофиля волны через уровень спокойного горизонта на оси цилиндра (см. рисунок1).
Примечание — При выполнении условия можно принять α = 0 [4].
5.1.2Максимальную горизонтальную линейную нагрузку от воздействия волн навертикальную цилиндрическую преграду на глубине , м, от расчетного уровня воды (рисунок1) , кН/м, вычисляют по формуле:
, (5)
где — поправочныйкоэффициент, учитывающий нелинейный эффект возвышения свободной поверхности поконтуру преграды, вычисляемый по формуле:
; (6)
где — коэффициент силы,определяемый по графику на рисунке 3 (кривая 1);
ρ, g, k, h, D, Ci, d — обозначения те же, что в 5.1.1.
Рисунок1 — Расчетная схема вертикальной цилиндрической(призматической) преграды
Рисунок2 — График инерционного коэффициента Ci
5.1.3Максимальную горизонтальную силу от воздействия волн на вертикальнуюцилиндрическую преграду , кН, вычисляют по формуле:
, (7)
гдеρ, g, h, D, Ci, k, d — обозначения те же, что в 5.1.1;
— обозначение то же,что в 5.1.2.
5.1.4Максимальный опрокидывающий момент от действия горизонтальной составляющейволнового воздействия на вертикальную цилиндрическую преграду относительноточки Oi (рисунок1) , кН·м, вычисляют по формуле:
, (8)
где- поправочный коэффициент, учитывающий нелинейный эффектвозвышения свободной поверхности по контуру преграды и определяемый по формуле:
, (9)
гдеμ — коэффициент, вычисляемый по формуле:
;
ψM — коэффициент момента, определяемый пографику на рисунке 3 (кривая 2);
h, λ, Ci, d, D, k — обозначения те же, что в 5.1.1.
Рисунок3 – Графики коэффициентов ψQ и ψM
5.1.5При расчете вертикальной цилиндрической преграды на сдвиг по сечению,расположенному на глубине z, м, от расчетногоуровня воды, максимальную сдвигающую силу , кН, вычисляют по формуле:
, (10)
где- вычисляется по формуле (7);
ρ, g, h, D, Ci, k, d — обозначенияте же, что в 5.1.1.
5.1.6 Максимальную вертикальную силу от воздействия волн насплошное дно вертикальной цилиндрической преграды, расположенной на проницаемомосновании либо на искусственной каменной постели, при условии, что взвешивающеедавление по подошве сооружения равно гидростатическому, , кН, вычисляют по формуле:
, (11)
гдеγz — коэффициентмаксимальной вертикальной силы от воздействия волн на дно преграды с учетомпроницаемости основания; определяемый по графикам на рисунке4;
ρ, g, h, D, Ci, k, d — обозначенияте же, что в 5.1.1.
Примечание — При прохождении вершины волнычерез вертикальную ось преграды сила направлена вверх, при прохожденииподошвы волны -вниз.
Рисунок4 — Графики значений коэффициента γz максимальной вертикальной силы
от воздействия волн на дно цилиндра с учетом проницаемости основания
5.1.7Максимальное значение опрокидывающего момента относительно точки O1 (рисунок1) от совместного действия горизонтальной и вертикальной составляющих волновоговоздействия на вертикальную цилиндрическую преграду , кН·м, при условии распределения взвешивающего давлениясогласно 5.1.6 вычисляют по формуле:
, (12)
где- вычисляется по формуле (8);
— дополнительныйопрокидывающий момент, действующий на дно преграды от вертикальных волновыхдавлений, вычисляемый по формуле:
, (13)
где- коэффициентдополнительного опрокидывающего момента от воздействия волн на дно преграды сучетом проницаемости основания, определяемый по графикам на рисунке5;
ρ, g, h, D — обозначения те же, что в 5.1.1.
Рисунок 5 — Графики значений коэффициента дополнительного опрокидывающего
момента от воздействия волн на дно цилиндра с учетом проницаемости основания
5.1.8 Избыточное надгидростатическим волновое давление p, кПа, в произвольной точке смоченной поверхностивертикальной цилиндрической преграды на глубине z, м, в момент времени, соответствующийнаступлению максимумов нагрузок и вычисляют по формуле:
, (14)
где — коэффициентраспределения давления по периметру вертикальной цилиндрической преграды,определяемый по графикам на рисунке6;
θ — центральный угол, отсчитываемый отнаправления луча волны, град;
ρ, g, h, k, d — обозначения те же. что в 5.1.1.
1-θ=0º
2-θ=15º
3-θ=30º
4-θ=45º
5-θ=60º
6-θ=75º
7-θ=90º
8-θ=105º
9-θ=125º
10-θ=135º
11-θ=150º
12-θ=165º
13-θ=180º
Рисунок 6 — Графикизначений коэффициента распределения давления χ по периметру
цилиндрической преграды
5.1.10Максимальную донную скорость у контура и в окрестности вертикальнойцилиндрической преграды м/с, вычисляют поформуле:
, (15)
где- коэффициентмаксимальной донной скорости, определяемый по графикам на рисунке 7:
h, T, k, d — обозначения те же, что в 5.1.1.
1 — у контура цилиндрическойпреграды;
2 — в окрестности преграды
Рисунок7 — Графики значений коэффициента максимальной доннойскорости
Максимальнаядонная скорость, определяемая через коэффициент по рисунку 7(кривая 1), возникает в районе точек контура вертикальной цилиндрическойпреграды, расположенных под углами θ = 90° и θ = 270° к лучу волны.
Максимальнаядонная скорость в окрестности вертикальной цилиндрической преграды,определяемая через коэффициент по рисунку 7 (кривая 2), возникает в районе точки, расположенной передпреградой (θ=0°) на расстоянии 1 от контура преграды. Значение l при вычисляют по формуле:
, (16)
апри — по формуле:
(17)
5.2 Призматические преграды
5.2.1Нагрузки и воздействия от волн на одиночные вертикальные призматическиепреграды следует определять в соответствии с настоящим разделом при .
5.2.2 Максимальную горизонтальную линейную нагрузку отвоздействия волн на вертикальную призматическую преграду на глубине , м, от расчетного уровня воды (рисунок1) , кН/м, вычисляют по формуле:
, (18)
гдеB — ширина преграды (по нормали к лучуволны), м;
Сn — коэффициент, учитывающий нелинейныеэффекты волнового воздействия, вычисляемый по формуле:
, (19)
CQ — коэффициент,зависящий от формы горизонтального сечения опоры и параметра . Для преград, форма в плане которых показана на рисунке8, значения CQ следуетпринимать по графикам, приведенным на рисунке 9, в остальных случаях — порезультатам модельных испытаний;
ρ, g, h, k, d — обозначения те же, что в 5.1.1.
Рисунок8 — Форма в плане вертикальных призматических преград
и схемы взаимодействия с волной
5.2.3 Максимальную горизонтальную силу от воздействияволн на вертикальную призматическую преграду , кН, вычисляют по формуле:
, (20)
где обозначения те же, что в 5.2.2.
Рисунок9 — График значений коэффициента CQ
5.2.4 При расчете опоры насдвиг по сечению, расположенному на глубине z, м, от расчетного уровня воды,максимальную сдвигающую силу , кН, вычисляют по формуле:
, (21)
где обозначения те же, что в 5.2.2.
5.2.5 Максимальныйопрокидывающий момент от воздействия волн на вертикальную призматическуюпреграду относительно центра основания (точка O1, на рисунке1) , кН·м, вычисляют по формуле:
, (22)
где- вычисляют по формуле (20);
zQ — возвышениеточки приложения максимальной горизонтальной силы от воздействия волн надуровнем дна, м, которое вычисляют по формуле:
, (23)
гдеd, k — обозначения те же, что в (5.1.1).
6 Возвышение взволнованнойповерхности у контура преграды
6.1 Цилиндрические преграды
6.1.1Максимальное возвышение гребня волны у контура вертикальной цилиндрическойпреграды над расчетным уровнем воды , м, вычисляют по формуле:
, (24)
где — коэффициентмаксимального возвышения волны у контура вертикальной цилиндрической преграды,определяемый по таблице 1 или по графику на рисунке 10;
Таблица 1
0,08
0,10
0,15
0,20
0,30
0,40
0,5
0,6
0,8
1,0
1,00
1,10
1,40
1,55
1,72
1,78
1,82
1,85
1,91
1,96
Рисунок 10 — Графикзначений максимального возвышения
гребня волны у цилиндрической преграды
— превышениевершины волны с высотой обеспеченностью i = 0,1% над расчетным уровнем воды, определяемое по СНиП2.06.04-82* (пункт 2.3) [1], либовычисляемое по формуле:
(25)
гдеhi — высота волныобеспеченностью i = 0,1 %;
k, d, λ — обозначения теже, что в 5.1.1.
6.2 Призматические преграды
6.2.1Максимальное возвышение волновой поверхности перед одиночной призматическойпреградой над расчетным уровнем воды при воздействии волн с высотой обеспеченностьюi — 0,1 % , м, вычисляют по формуле:
Kz — коэффициент,зависящий от параметра , принимаемый по графику на рисунке 11;
h, k, d — обозначения те же, что в 5.1.1.
Рисунок11 — График значений коэффициента Kz
Библиография
[1]СНиП 2.06.04-82* Нагрузки и воздействия на гидроПрофессиональный сооружения(волновые, ледовые и от судов)
[2]ВСН 41.88 Проектирование ледостойких стационарных платформ
[3]ОСТ 51.89-82 Морские нефтегазопромысловые сооружения и внешниевоздействия на них. Термины и определения
[4]Халфин И.Ш., Пиляев С.И. Воздействие волн на морскиегравитационные ледостойкие сооружения больших поперечных размеров. — М.: МИСИим. В.В. Куйбышева, 1986
[5]Халфин И.Ш. Воздействие волн на морские нефтегазопромысловые сооружения. — М.:Недра, 1990
[6] Sarpkaya T., Isaacson M.Mechanics of ware forces on offshore structures. — New York, 1981
[7] API RP 2N RecommendedPractice for Planning, Designing, and Constructing Fixed Offshore Platforms ,American Petroleum Institute, 1991
[8] CAN/CSA-S471 A NationalStandart of Canada. General Requirements, Design Criteria, the Environment, andLoads. 1992
[9] BS 6235 Code of Practicefor Fixed offshore structures. British Standards Institution, 1982
[10] DNV CN 30.5Classification Notes. Environmental Conditions and Environmental Loads. DetNorske Veritas, 2000
[11]Разработка рекомендаций по расчету волновых нагрузок наплатформу Варандей-море. Отчет по НИР. Пояснительная записка. — М.: МГСУ, 2000
[12]Brebbia C.A., Walker S. Dynamic Analysis of Offshore Structures. — London-Boston: Butterworth, 1979 [Перевод: Бреббиа К., Уокер С. Динамика морскихсооружений. — Л.: Судостроение, 1983]
Ключевые слова: ледостойкаястационарная платформа, волновая нагрузка, методика расчета
Услуги по монтажу отопления водоснабжения
ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ 8(495)744-67-74
Кроме быстрого и качественного ремонта труб отопления, оказываем профессиональный монтаж систем отопления под ключ. На нашей странице по тематике отопления > resant.ru/otoplenie-doma.html < можно посмотреть и ознакомиться с примерами наших работ. Но более точно, по стоимости работ и оборудования лучше уточнить у инженера.
Для связи используйте контактный телефон ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ 8(495) 744-67-74, на который можно звонить круглосуточно.
Отопление от ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ Вид: водяное тут > /otoplenie-dachi.html
Обратите внимание
Наша компания ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ входит в состав некоммерческой организации АНО МЕЖРЕГИОНАЛЬНАЯ КОЛЛЕГИЯ СУДЕБНЫХ ЭКСПЕРТОВ. Мы так же оказываем услуги по независимой строительной технической экспертизе.