امروزه تقاضا برای بهره برداری از سکوی جک آپ در صنعت فراساحل در حال افزایش است. بررسی پاسخ نهایی سازه جک آپ در شرایط محیطی دریا نیازمند شناخت دقیق از رفتار غیرخطی این سازه می باشد. در این تحقیق، مدل سازه ای جک آپ در نظر گرفته شده، تحت بارگذاری موج در نرم افزار غیرخطی usfos مدل سازی شده است. usfosیک نرم افزار غیرخطی است که برای محاسبه تحلیل شکست و مقاومت نهایی سکوهای دریایی از جمله جک آپ کاربرد دارد. جک آپ مورد نظر در این تحقیق، در نرم افزار usfos به صورت سه بعدی مدلسازی شده است، که شامل غیرخطی هندسی و غیرخطی مصالح می باشد. با استفاده از این نرم افزار نتایج تحلیل سکوی جک آپ مورد نظر تحت بارگذاری موج برای سه حالت گیرداری فونداسیون، مفصلی، گیردار و اسپادکن، محاسبه و با یکدیگر مقایسه شده است. با استفاده از تحلیل بارافزون، رفتار سازه در سه حالت گیرداری پی درون خاک، بررسی شده است. در این مطالعه، روشهای احتمالاتی در تحلیل شکست سکوی جک آپ تحت بارهای محیطی مورد بررسی قرارگرفته است. احتمال خرابی سکوی جک آپ با استفاده از روشهای احتمالاتی و در پنج جهت محاسبه شده است. بعلاوه آنالیز حساسیت برای سکوی مورد نظر در پنج جهت فرضی انجام شده است. در این روش عدم قطعیت ها به صورت مستقیم برای هر پارامتر به صورت جداگانه اثر داده شده است. این روش می تواند برای ارزیابی سکوی موجود و تحلیل ظرفیت سکوهای جدید و بررسی رفتار سکوهای طراحی شده به روش معمول مورد استفاده قرارگیرد.

قطع و وصل جریان در حین بهره برداری از خطوط لوله فولادی انتقال نفت وگاز فراساحلی نیرو های تناوبی محوری کشش و فشار در خط ایجاد می کند که می توانند به چین خوردگی، کمانش غیر خطی موضعی یا خرابی خمیری پیشرونده در این خطوط منجر شوند. این نوع از کاهش مقاومت موضعی غالباً بوسیله ناراستی های اولیه و خرابی های موجود در خط لوله تشدید می شود. یکی دیگر از مسائل تاثیر گذار بر روی مقاومت خطوط لوله دریایی پدیده خوردگی می باشد. این نوع از آسیب به علت استقرار خط در محیط مهاجم دریا و عبورسیال عموماً خورنده از داخل خط لوله ایجاد می شود. به شکل کلی آسیب خوردگی که در عمق و اندازه از داخل و خارج در این خطوط ایجاد می شود، می تواند بر روی مقاومت این خطوط تاثیر به سزایی داشته باشد. در این تحقیق با استفاده از دو روش عددی و آزمایشگاهی پدیده خرابی پیش رونده در خطوط لوله های خورده شده دریایی تحت بارگذاری تناوبی مورد بررسی قرار گرفته است. دو دسته کلی آزمایش بر روی نمونه های کوچک مقیاس انجام شده است. این نمونه ها به دو گروه سالم و دارای خوردگی تقسیم بندی می شوند. این آزمایش ها خود به دو دسته آزمایش های یک سویه و تناوبی تقسیم بندی شده اند. علاوه بر این، به منظور بررسی تاثیر تغییر جنس مصالح، دو نوع مصالح با خواص متفاوت فیزیکی و مکانیکی بررسی شده است. خوردگی ایجاد شده دارای عمق 1 میلیمتر و زاویه شعاعی 45 و60 درجه بوده است. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که در نمونه های دارای خوردگی امکان بروز خرابی پیش رونده به میزان زیادی تشدید می شود. در نمونه دارای خوردگی،در شرایط بارگذاری یکسان نسبت به لوله سالم، نرخ رشد کرنش خمیری پیش رونده افزایش چشمگیری از خود نشان می دهد. در این حالت تعداد تناوب های بار محوری قابل تحمل در لوله های دارای خوردگی به شکل قابل توجهی نسبت به لوله سالم کاهش یافته اند. با استفاده از مدل اجزاء محدود، آزمایش های انجام شده بر روی نمونه های سالم و دارای خوردگی تحت بارهای یک سویه و تناوبی شبیه سازی شده اند. مشاهده شده است که، اگر مشخصات غیر خطی و سخت شوندگی مصالح با دقت خوبی تعریف شوند (با استفاده از آزمایش خواص مواد)، می توان به انطباق نسبتاً خوبی بین مدل عددی و نتایج آزماشگاهی دست یافت. در ادامه به مطالعه پارامترهای مختلف و تاثیر گذار، بر روی پدیده خرابی پیش رونده، در لوله های سالم و دارای خوردگی پرداخته شده است. پارامترهایی همچون، مقدار کرنش آغازین، دامنه بارگذاری تناوبی، تنش میانگین، رژیم بارگذاری تناوبی (کشش-فشار؛ فشار-صفر؛ و فشار-فشار) حضور و اندازه خوردگی و مشخصات سخت شوندگی مصالح مورد ارزیابی قرار گرفته اند.

مطالعات موضوع این پایان نامه روی جک آپی با سه پایه ی مستقل بر روی بستری با مشخصات خاک منطقه ای در خلیج فارس انجام شده است. بدین منظور بر اساس بار بهره برداری جک آپ، مقدار پیش بارگذاری تخمین زده شده و سپس با رسم نمودار ظرفیت باربری اسپاد کن در برابر نفوذ ، عمق نفوذ مورد نیاز پیش بارگذاری و متعاقب آن محل تکیه گاه تعیین گردیده است. مدل سازه با جزئیات کامل پایه ها و اسپادکن در نرم افزار اجزای محدود "usfos" ایجاد شده، سپس مدل میله ای هم ارز آن با خواص معادل ساخته شده است. تحلیل های مورد نیاز برای اطمینان از هم ارزی های دو مدل انجام پذیرفته است. تأثیر شرایط مرزی با استفاده از 5 نوع مدل تکیه گاهی شامل مدل های حدی مفصلی و گیردار کامل و مدل های پیشرفته تر مبتنی بر مشخصات خاک شامل فنرهای الاستیکی خطی و مفصل با فنر دورانی خطی و فنرهای غیر خطی با قابلیت سخت شوندگی بررسی می شود. تأثیر انواع مدل های تکیه گاهی بر پریود طبیعی سازه در تحلیل مدال، مطالعه و با مقادیر حاصل از تحلیل های دینامیکی غیر خطی مقایسه شده است. تأثیرتغییرات سختی خاک در مدل های اندرکنشی خاک- سازه بر پریود سازه بررسی شده است. با انجام تحلیل های دینامیکی غیر خطی یقینی برای امواج از ارتفاع 25/0 تا 12 متر و پریودهای نظیر، نتیجه شد که پارامترهای نابسته ای هم چون ارتفاع با پریود موج نمی تواند منعکس کننده ی تعامل موج وسازه باشند. به منظور بررسی حدود تأثیرات رفتار دینامیکی، بدواً تحلیل های دینامیکی و شبه استاتیکی غیر خطی یقینی برای موج حداکثر انجام پذیرفت و نتایج حاصله مورد مقایسه قرار گرفت. سپس ضرایب تشدید دینامیکی یقینی برای پاسخ های تغییرمکان بدنه، برش پایه و لنگر واژگونی محاسبه و با ضریب یگانه تقریبی توصیه شده در آئین نامه ها مقایسه شد. با تعریف طیف موج، نظیر موج حداکثر در تحلیل یقینی انجام شده، تحلیل های غیرخطی دینامیکی و شبه استاتیکی تصادفی انجام پذیرفت. سپس پاسخ حداکثر از برازش توزیع آماری مناسب و محاسبه شاخص ها و ضرایب آماری نتیجه گردید و ضریب تشدید دینامیکی تصادفی برای هر سه پاسخ فوق الذکر حاصل گردید. در پایان با بررسی نتایج حاصل از تحلیل مدال، پاسخ های سازه به موج های با ارتفاع های مختلف و پریودهای نظیر و مقایسه پاسخ های حداکثر یقینی و تصادفی و ضرایب تشدید دینامیکی نظیر نتیجه شد که به علت وجود عوامل غیرخطی کننده رفتار سازه شامل هندسه، اندرکنش خاک- سازه و اندرکنش موج- سازه؛ پاسخ های بدست آمده به شدت به نوع تحلیل انجام گرفته اعم از دینامیکی یا شبه استاتیکی و تصادفی یا یقینی حساسیت دارند. تغییر مدل رفتاری شالوده از خطی به غیر خطی و یا تغییر سختی فنر دورانی از صفر تا گیردار کامل تأثیر بسزایی بر پاسخ ها و پریود سازه دارند و این در تحلیل یقینی به علت تعریف موجی معین و ثابت در زمان، نسبت به تحلیل تصادفی مشخص تر است. بر اساس نوع خاک منطقه، می توان نتیجه گرفت که مدل گیردار کامل مدل مناسبی برای ارزیابی های اولیه است و می توان با تقریب خوبی جایگزین مدل های پیشرفته تر در تمامی تحلیل ها کرد.

کشور عزیزمان ایران با برخورداری از حدود 22 هزار کیلومتر خطوط انتقال گاز دارای طولانی ترین شبکه خطوط لوله گاز در خاورمیانه می باشد. لوله های کامپوزیتی تحت فشار به روش الیاف پیچی ساخته شده که در این روش لایه های یک جهته ارتوتروپیک روی یکدیگر قرار گرفته و لامینیت جداره لوله تشکیل می گردد. تاکنون تحقیقاتی زیادی به منظور بهبود خواص مکانیکی لوله های کامپوزیتی جهت کاربردهای صنعتی انجام شده است، اما با این وجود سابقه زیادی از کاربرد لوله های کامپوزیتی در خطوط انتقال در دریا وجود نداشته و بخش اعظم موفقیت های حاصله در زمینه استفاده از مواد کامپوزیت در صنایع فراساحل، تنها مربوط به کاربرد این مواد در ساخت لوله های انتقال آب و ساخت رایزر در سکوهای استخراج نفت می باشد. فشار زیاد سیال داخلی، فشار هیدرواستاتیکی سیال پیرامون، ممانهای خمشی، نیروهای خارجی نظیر وزن، بویانسی و نیروهای محیطی (نیروهای درگ، اینرسی، لیفت) همراه با بارهای حرارتی گاز عبوری از داخل لوله در شرایط مختلف می بایست در طراحی خطوط انتقال در دریا مد نظر قرار گیرد. این پروژه به امکان سنجی قابلیت جایگزینی لوله های فولادی به وسیله لوله های کامپوزیتی در خطوط انتقال گاز در دریا می پردازد. تعیین پایداری لوله ها در دریا یکی از مسایل مهم طراحی خط لوله می باشد. در بخش اول طراحی، ضخامت پوشش سیمانی مورد نیاز جهت پایداری عمودی و جانبی لوله کامپوزیتی بر مبنای اطلاعات و شرایط محیطی منطقه خلیج فارس، شامل موج، جریان و مشخصات خاک بستر در منطقه لوله گذاری (به منظور تعیین ضریب اصطکاک جانبی خاک) محاسبه گردیده است. در ادامه نوع الیاف و رزین مصرفی در ساخت لوله با توجه به سابقه ساخت این لوله ها (در سایر مصارف) در داخل کشور انتخاب گردیده است. سپس با ایجاد مدل المان محدود لوله کامپوزیتی و انجام آنالیزهای مختلف بر روی مدل با لایه چینی های مختلف و با الگوگیری از آنالیزهای انجام یافته بر روی مدل های فولادی خطوط انتقال در بستر دریا (آنالیز دهانه آزاد ، آنالیز حرارتی، آنالیز کمانش و آنالیز فرایند نصب لوله ها) و مقایسه نتایج آنالیزها، لایه چینی بهینه لایه های بکار رفته در لامینیت جداره لوله ارایه گردیده است. در ادامه نیز ضمن پیشنهاد روشی مناسب جهت نصب این لوله ها در منطقه خلیج فارس، امکان عملی بودن روش پیشنهادی به کمک مدل سازی المان محدود، فرایند نصب مورد بررسی قرار گرفته و در نهایت جزییات لازم در فرایند نصب خط لوله در اعماق مختلف خلیج فارس به کمک انجام آنالیز پیشنهاد گردیده است.

ایمنی سکوهای ثابت دریایی به جهت ارزش سازه و هزینه تولید آنها از موارد بسیار مهم و حیاتی بخصوص برای کشورمان می باشد. هر ساله بازرسی های فراوانی به منظور بررسی وضعیت سلامت سازه سکو در روی سطح آب و در اعماق آب دریا انجام می شود که نیازمند صرف هزینه بالایی است و به همین دلیل در صنایع مربوطه نیاز شدیدی به وجود روشی جهت کمتر و هدفمند کردن این بازرسی ها احساس می گردد. برای این منظور می توان از روش های شبیه سازی و محاسباتی مختلفی که امروزه تحت عنوان کلی سلامت سنجی سازه ای بیان می شوند استفاده کرد. در این پایان نامه ابتدا انواع روشهای عیب یابی در سازه های بزرگ برسی شده و خرابی ها به دو نوع خرابی های بزرگ و جزیی تقسیم می گردند. خرابی های بزرگ با استفاده از مانیتورینگ مشخصات ارتعاشی سکو و به کمک مدلهای تحلیلی ساده قابل ارزیابی هستند. در این تحقیق با مدل سازی یک سکو بصورت جرم و فنر به بررسی اثر آسیب های بزرگ در سکو می پردازیم و در ادامه با بررسی ارتعاشات مودال سکوهای سالم و آسیب دیده اثر آسیب را مطالعه نموده ایم. اما هدف اصلی این تحقیق مطالعه آسیب های جزیی سازه و استفاده از تبدیل ویولت جهت تشخیص این آسیب ها در سازه است. خرابی های جزیی در تیرهای ساده با استفاده از روش تبدیل ویولت در این پایان نامه تشخیص داده می شوند و در نهایت از تبدیل ویولت برای تشخیص آسیب در یک سکو استفاده خواهیم کرد. با توجه به مطالعات و در نهایت از تبدیل ویولت برای تشخیص آسیب در یک سکو استفاده خواهیم کرد. با توجه به مطالعات انجام گرفته در این پایان نامه مشخص می شود که استفاده از روش تبدیل ویولت در تشخیص آسیب در سکوهای ثابت دریایی روشی قابل جهت تعیین محل خرابی در سکو می باشد، ولی با توجه به جدید بودن استفاده از تبدیل ویولت جهت تشخیص آسیب در سازه، نیاز به تحقیقات و آزمایشات بیشتری جهت کاربردی کردن این روش احساس می شود.

چکیده ندارد.