پایش سلامتی مدل آزمایشگاهی سکوی ثابت فلزی دریایی

سکوهای دریایی از جمله سازه های زیربنایی هستند که نقش مهمی در اقتصاد و صنعت هر کشور دارد. این سازه ها به دلیل قرارگیری در شرایط محیطی سخت مستعد آسیب دیدگی زیادی هستند، بنابراین اطمینان از فعالیت ایمن آنها امری ضروری است. پایش پیوسته سازه روش جدیدی است که تاکنون در سازه های زیربنایی مهم با عنوان پایش سلامتی سازه بکار میرود. در این روش با نصب حسگرهایی عملکرد سازه در طول دوره بهره برداری مورد بازبینی قرار میگیرد. پایش سلامتی سازه فرآیندی دو مرحله ای شامل تعیین مشخصات دینامیکی سازه توسط اندازه گیریها انجام شده و ارزیابی سلامت یا شناسایی آسیب در سازه می باشد. در این رساله پایش سلامتی یک مدل آزمایشگاهی سکوی ثابت فلزی دریایی با مقیاس 1به 15 مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش دینامیکی سازه توسط دستگاه مرتعش کننده انجام شده است و مشخصات دینامیکی چهارده حالت با تکیه گاه مفصلی توسط روش چهار طیفی شناسایی گردیده است. در این شناساییها فرکانس طبیعی سازه، اشکال مودی و میرایی سازه استخراج شده و با نتایج مدلسازی توسط نرم افزار abaqus مقایسه گردیده است. مرحله دوم پایش سلامتی سازه، شناسایی آسیب است که در این رساله برای شناسایی آسیبهای بوجود آورده شده در سازه، از سه روش استفاده شده است. نتایج نشان داده اند که روش سوم بهترین کارایی را برای شناسایی انواع آسیبها در سکوهای دریایی داشته و قابل کاربرد برای این قبیل سازه ها میباشد. دقت روش اول نسبت به روش سوم در مواردی که محدوده وسیعی از آسیبها در همه اعضاء سازه وجود دارد، کمتر بوده و تشخیص آسیب را دشوار میسازد. در این رساله دو هدف مرتبط دیگر دنبال شده است. در ابتدا رفتار لرزه ای سکوهای ثابت فلزی دریایی با سیستم نصب عرشه به روش شناورسازی توسط روش احتمالاتی ارزیابی گردیده است. مدلسازی این سازه با لحاظ اندرکنش خاک-سازه- شمع، غیرخطی هندسی و مصالح انجام شده است. برای ارزیابی احتمالاتی عملکرد لرزه ای از تخمین میانگین تکرار سالیانه و همچنین محاسبه سطح اطمینان استفاده شده است. در این تخمینها عدم قطعیتهای تصادفی و شناختی در برآورد تقاضا و ظرفیت سازه ای لحاظ شده است. نتایج بدست آمده نشان میدهد که این نوع از سکوهای دریایی در جهتی که مهاربندهای دهانه بالایی به دلیل انجام عملیات نصب برداشته شده است، دارای ظرفیت کمتری و حتی عدم تامین نیازهای آیین نامه ای میباشد و درنتیجه نیاز به تمهیدات خاص جهت تامین این ضوابط آیین نامه ای دارد. جهت تامین نیازهای طرح، استفاده از مهاربندهایی با سیستم نصب در دریا و پس از اتمام عملیات نصب عرشه پیشنهاد شده است. در انتها نیز آزمایشهای دینامیکی دیگری با شرایط تکیه گاهی انعطافپذیر خاک و شمع جهت بررسی اثر اندرکنش خاک و شمع بر روی رفتار دینامیکی سازه انجام گرفته است. مشخصات دینامیکی چهار حالت، شامل فرکانسهای طبیعی ارتعاش، اشکال مودی و میرایی با روش چهار طیفی استخراج شده و با حالتهای مشابه آن بر روی تکیه گاه مفصلی مقایسه گردیدند. مدلسازی اجزاء محدود توسط مدل خاک و شمع پیوسته و استفاده از المانهای تماسی جهت درنظر گرفتن اثر اندرکنش توسط abaqus انجام شده است.