سازه های فراساحل تطبیقی برای استخراج نفت در آب عمیق استفاده می شوند. سکوی پایه کششی (tlp) نوع مناسبی برای آبهای بسیار عمیق می باشد. پاسخ دینامیک غیرخطی tlp تحت موج دریای تصادفی برای تعیین تغییر شکل ها و نیروهای حداکثر ضروری است. پاسخ های دقیق و قابل اطمینان برای طراحی بهینه و کنترل سازه نیاز هستند. از سوی دیگر، اندرکنش کوپل? دینامیکی میان بدن? یک سکوی شناور و تندون ها و رایزرهایش نقش مهمی در حرکات global سکو و بارهای کششی در تندون ها و رایزرها بازی می کند. برای محاسب? حرکات و کشش های دینامیک مربوط به ساز? شناوری که توسط سیستم مورینگ / تندون و رایزرش موقعیت دهی و مهار گشته، مدلی در abaqus ایجاد شد. در این مطالعه حرکات اندازه گیری شد? آزمایشگاهی یک mini-tlp (برگرفته از xiaohong chen و همکاران در سال 2005) با مقادیر محاسبه شده توسط مدل abaqus مقایسه شده اند. تاریخچ? زمانی 3 ساعت? موج نامنظمی (مطابق با آزمایش) مبتنی بر طیف jonswap با استفاده از یک کدنویسی fortran ایجاد شده است. این کد، سینماتیک مولفه های موج تصادفی را محاسبه و این داده ها را به abaqus ارسال می کند. مقایسه ها تأیید کردند که مدل abaqus قادر به پیش بینی اندرکنش بین بدنه و سیستمهای تندون و رایزرش است. پس از این تأیید، برای بررسی اثر شکل بدنه روی پاسخ دینامیک tlp ها، آنالیز دینامیکی یک مدل tlp مربعی و مدل tlp مثلثی معادلش تحت امواج منظم انجام گرفت. بررسی های عددی برای مقایس? پاسخ کوپل? این دو tlp معادل انجام یافته اند. تمرکز این مطالعه روی تصدیق و تحقق مدل abaqus ایجاد شده با نتایج اندازه گیری شد? آزمایشگاهی و پس از آن مقایس? میان رفتار دینامیکی tlp های با بدن? مربعی و مثلثی است.

مشاهدات و داده های ثبت شده در هنگام زلزله نشان می دهد شتاب ثبت شده در کف و دیواره دره ساختگاه یک سد به شدت با هم متفاوت بوده و نشان دهنده پدیده اثر عوارض توپوگرافی هستند. بنابراین برای تحلیل سازه سد، که سطح تماس گسترده ای با دیواره دره دارد، باید تغییرات مقادیر جابجایی در امتداد دیواره دره و برای تحلیل سازه های هیدرولیکی جانبی واقع در دیواره دره ها، باید بزرگنمایی جابجایی های زمین لرزه در اثر این پدیده لحاظ گردد. پدیده تشدید توپوگرافی می تواند نقش مهمی در ایجاد گسیختگی های سنگی در تکیه گاه های چنین سازه هایی داشته باشد که این امر می تواند برای پایداری سازه های واقع در ساختگاه دره ای، به خصوص سد های قوسی، خطرناک باشد. پس در نظر گرفتن اثر تشدید توپوگرافی در حرکت زمین یکی از ضروریات طراحی لرزه ای سازه های واقع در ساختگاه دره ای می باشد. اگرچه امروزه کاملا آشکار است که توپوگرافی ساختگاه بر پاسخ لرزه ای تاثیر به سزایی دارد، با این حال، اغلب تحلیل های لرزه ای سازه های واقع در ساختگاه های دره ای (با وجود پیشرفت های چشم گیر روش های تحلیل و حل مسائل اندرکنشی) با فرض یکنواخت بودن حرکت تکیه گاه ها صورت می گیرد. علت اصلی عدم ارزیابی اثرات توپوگرافی عدم دسترسی به داده های تغییرات حرکت زمین، عدم آگاهی از کمیت و کیفیت تاثیر توپوگرافی بر پاسخ لرزه ای ساختگاه، پیچیدگی مدل سازی و فرمول بندی این مسئله و هزینه سنگین و زمان طولانی آنالیز آن است. عمده تحقیقات انجام شده برای حل مسئله انتشار موج زلزله و بررسی نحوه انکسار و انعکاس آن در توپوگرافی ساختگاه دره ای، و پاسخ دره در برابر امواج منتشر شده معطوف به بررسی مدل های دو بعدی و یا سه بعدی با اشکال هندسی ساده و مشخص بوده و اثر انواع مختلف امواج به طور جداگانه بررسی شده اند. بنابراین مقایسه انطباق نتایج به دست آمده با داده های ثبت شده در یک دره امکان پذیر نمی باشد. بر این اساس، روشی بر پایه استفاده از تحلیل عددی مسئله انتشار موج در محیط نیم بی نهایت دره با استفاده از تکنیک المان مرزی سه بعدی توسط تاری نژاد، برای پیش بینی سری های زمانی شتاب زلزله در دیواره دره ارائه شده است که توانایی در نظر گرفتن شکل واقعی دره را داراست و ترکیب اثرات مولفه های مختلف امواج لرزه ای را منظور می کند. در تحقیق حاضر برای بررسی کارایی روش پیشنهاد شده و بررسی اثر تغییرات مکانی حرکت زمین بر پاسخ لرزه ای سد قوسی، مدل سازی سه بعدی (نزدیک به واقعیت) دره ساختگاه سد پاکویما انجام شده و انطباق جواب های تحلیل عددی مسئله انتشار موج با داده های ثبت شده شتاب در دیواره دره برای زلزله بررسی شده است. سپس از سری های زمانی تولید شده به عنوان ورودی تحلیل غیر یکنواخت تکیه گاهی سد استفاده شده است. برای ارزیابی پاسخ لرزه ای سد در حالت غیر یکنواخت و مقایسه آن با حالت ورودی یکنواخت از برنامه ، که برای در نظر گرفتن اثرات غیر یکنواختی ورودی توسعه یافته، استفاده شده است. اثرات اندرکنش سازه با پی و مخزن و تراکم پذیری سیال و جذب امواج در مرز های مخزن، در آنالیز ها در نظر گرفته شده اند. پاسخ شتاب و جابجایی در دو حالت ورودی یکنواخت و غیر یکنواخت، با داده های ثبت شده پاسخ بدنه سد با هم مقایسه شده اند. تنش ها در بدنه سد در دو حالت و عوامل موثر در تفاوت آنها مورد بررسی قرار گرفته اند. همچنین پاسخ لرزه ای سد در دو حالت تحلیل، برای حالت های مخزن پر و خالی نیز با هم مقایسه شده اند. امکان جایگزینی تحلیل غیر یکنواخت با تحلیل یکنواختی با ورودی متفاوت نیز بررسی شده است. عوامل تفاوت بین حالات مختلف تحلیل و مقادیر اختلاف بین آنها نیز مورد بررسی و بحث واقع شده است.

مقاطع تو خالی دایروی به علت مقاومت خوبشان در برابر خمیدگی، پیچش، کمانش و همچنین به خاطر بالا بودن نسبت مقاومت به وزنشان، به صورت گسترده ای در سازه های فراساحل از قبیل جکت ها استفاده می شوند. یکی از مهم ترین مسائل در طراحی و آنالیز این گونه سازه ها ، آنالیز خستگی است. امواج شدید دریا یکی از مهم ترین عوامل بارگذاری نوسانی بر روی اتصالات می باشند که در نهایت باعث خرابی از طریق خستگی سازه می شوند. به منظور تعیین عمر خستگی هر یک از اتصالات و در نتیجه عمر خستگی کل سازه نیاز به تعیین ضرایب تمرکز تنش در آن اتصالات می باشد. تاکنون تحقیقات بسیاری در مورد برآورد این ضرایب در اتصالات تک صفحه ای انجام گرفته است ولی در مورد اتصالات چند صفحه ای به دلیل مشکل بودن، تحقیقات کمی صورت گرفته لذا در این پایان نامه سعی می شود بر روی اتصالات دو صفحه ای با استفاده از ضرایب تمرکز تنش آنها و در نتیجه خستگی سازه از این طریق مطالعه شود. مسئله خستگی در اتصالات بسیار حائز اهمیت است و لازم است که عمر خستگی اتصالات محاسبه شده و در صورت نیاز اتصال تقویت شود. دو روش برای آنالیز اجزای در معرض خستگی وجود دارد: روش آنالیز قطعی و روش آنالیز طیفی. در روش آنالیز قطعی با توجه به نوع اتصال و ضرایب تمرکز تنش و با استفاده از منحنی هــای s-n (تنش - تکرار) عمر خستگی تعیین می شود. در روش طیفی با توجه به طیف موج می توان عمر خستگی را تعیین کرد. در این پایان نامه آنالیز طیفی با توجه به اتصالات دو صفحه ای مورد بررسی تحت نیروی محوری انجام شده هم چنین آنالیز خستگی برای یک سکوی ثابت 4 پایه در شرایط محیطی خلیج فارس با استفاده از نرم افزار تحلیل سازه های دریایی sacs با بکارگیری ضرایب تمرکز تنش برای دو نوع بارگذاری ایده آل برای چهار اتصال kt دو صفحه ای در ناحیه ای که میزان برخورد امواج و تاثیر آنها بیشتر بوده محاسبه شده از طریق تاثیرات پارامترهای بی بعد هندسی بر روی خستگی این اتصالات نتیجه گیری های لازم به عمل آید.

اتصالات لوله ای از حساس ترین بخش های یک سکوی فراساحلی است. عدم دقت کافی در طراحی این المان ها خسارات جبران ناپذیری به کل سازه وارد خواهد کرد. در تمامی روش های طراحی یک المان، شناخت و محاسبه دو پارامتر بار و مقاومت ضروری است. با توجه به این که این المان ها در معرض بارهای محیطی تصادفی ناشی از امواج و باد قرار دارند، لذا مقدار معینی از بار را نمی توان در طراحی این المان ها در نظر گرفت. مولفه مقاومتی نیز با توجه به وجود خطای انسانی نمی-تواند مقداری معین داشته باشد. با این تفاسیر وجود عدم قطعیت در طراحی این المان ها امر بدیهی و مشهود است. ضوابط طراحی و الزامات کنترل ایمنی برای یک المان، فقط بخشی از ارزیابی ایمنی یا خطر کامل است. بر طبق گزارش ها، کمتر از 10 درصد گسیختگی سازه ها، به دلیل تجاوز بار طراحی از مقاومت، با در نظر گرفتن کنترل های طراحی روتین است. تصمیم گیری منطقی بر اساس ریسک با در نظر گرفتن عدم قطعیت های دخیل، تعریفی است که در مراجع برای مفهوم مهندسی عنوان شده است. بسیاری از گسیختگی های سازه ای به دلیل خطای انسانی است. این خطا ها شامل خطاهای مدل سازی در تحلیل، اشتباهات محاسباتی در تخمین بار و مقاومت، ارتباط ضعیف بین طرح هندسی و ساخت، مصالح معیوب یا کنترل کیفیت ضعیف و اشتباهات مربوط به تعمیر و نگهداری در مرحله ساخت و ... است. اتخاذ رویکردی برای کاهش این خطا ها و عدم قطعیت ها درروند طراحی، سبب بهینه و ایمن شدن طرح می شود. یک طرح وقتی بهینه است که حداکثر بار اعمال شده به عضو بسیار نزدیک مقاومت آن باشد. در این تحقیق مود گسیختگی در نظر گرفته شده تسلیم است. با رویکرد قابلیت اعتماد و در نظر گرفتن تمام عدم قطعیت های مربوط به مقاومت استاتیکی اتصال و بارگذاری آن، ضریب اطمینان بهینه برای اتصالات تعیین خواهد شد.