عنوان پایان‌نامه
رفتار سازه ای و مکانیک خاکی مونوپایل
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - سازه
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1051;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 36198
- تاریخ دفاع
- ۲۳ دی ۱۳۸۶
- چکیده
- در سازه های پهلو گیری شناور های بزرگ نفتی و تانکرهای حامل ال-ان-جی، به دلیل وجود نیروهای بسیار بزرگ پهلوگیری و مهاربندی شناور، نیاز به سازه های است که از قابلیت بالای جذب انرژی برخوردار باشد. یکی از سازه هایی که برای این منظور مناسب می باشد مونوپایل است. مونوپایل در واقع یک شمع لوله های فولادی به قطر زیاد است که قسمتی از آن در خاک فرورفته و بخش دیگر آن بیرون از خاک بوده و عملکردی کنسولی دارد. مونوپایل کاربردهای مختلفی از جمله استفاده در اسکله های پهلوگیری شناورهای بزرگ، توربین های بادی غول پیکر، پایه پل ها و ... دارد. در واقع ظرفیت بالای مونوپایل برای جذب انرژی، هزینه پایین و سهولت اجرا، تعمیر و نگهداری آن در مقایسه با سازه‌های موجود باعث شده که استفاده از این سازه افزایش یابد. طراحی مونوپایل تحت اثر بار جانبی از دو جنبه مورد بررسی قرار می گیرد. الف) تحت اثر بار های جانبی نهایی دچار گسیختگی نشود. ب) در بارگذاری شرایط کار، تغییر شکل قابل قبولی داشته باشد. رفتار مونوپایل تحت تأثیر سه عامل می باشد که به شرح زیرند. عامل اول رفتار ضربه گیر است. در این تحقیق رفتار ضربه گیر به صورت کلاسیک در نظر گرفته شده است. عامل دوم رفتار سازه ای لوله مونوپایل است. در ادبیات فنی و در پروژه های واقعی با سازه مونوپایل به صورت یک عضو تیر- ستون معمولی برخورد شده است و روابط طراحی معمول تیر- ستون ها برای طراحی سازه ای مونوپایل به کار می رود. عامل سوم عکس العمل خاک و رفتار ژئوتکنیکی آن می باشد. تغییر مکان های اعمالی به سازه مونوپایل مقادیر زیادی داشته و بنابراین در خاک اطراف آن تغییر شکل های بزرگ روی می دهد، به گونه‌ای که رفتار خاک وارد مرحله غیرخطی شده و با توجه به ماهیت دینامیکی بار وارده، تحلیل دقیق آن نیاز به مدل سازی صحیح خاک دارد. در واقع پیچیده ترین بخش رفتار سیستم مونوپایل مربوط به رفتار خاک در اثر نیروی وارده از طرف کشتی می باشد. تاکنون آزمایش های بسیاری بر روی خاک های مختلف انجام شده و مدل های عددی و تحلیلی بسیاری نیز برای پیش بینی رفتار خاک ساخته شده است که توانسته تا حدود زیادی این رفتار پیچیده را مدل کند، لیکن این آزمایش ها و مدل ها دارای محدودیت های بسیاری می باشند که استفاده از آنها را برای همه انواع خاک ها با تردید مواجه می کند و لزوم انجام آزمایش های مجزا برای هر پرو
- Abstract
- In berthing Facilities of liquid bulk terminals and big vessels like LNG vessels there is a large berthing force and energy, so the berthing structures shoud be able to absorb high amount of energy and bear large amount of berthing lateral forces. Monopile is a common alternative for such structures. Monopile is a large diameter steel pipe which driven partially into see bed and acts as a console. It is commonly used in many structures like foundation of offshore windpower turbines, pier of bridges, berthing structures of large ships and LNG vessels etc. in fact, high energy absorption capacity of a monopile, low cost and it's fluency in construction and maintenance cause to increasing the use of this structure. Since the impact energy of ship while berthing will be absorbed by lateral deflection of the pile, it can also act as a fender. The design of a monopile is therefore different from the design of most other structural application. If the pile stiffness is chosen too low, the deflection of the pile will be too large and failure can occur if the pile touches the jetty or the ship touches the pile under water and if the pile stiffness is chosen too high, the reaction force will be high and failure can occur due to yielding of the pile or yielding of the ships hull. So accurat prediction of lateral deflection of pile under lateral loads is so important. The design of monopile is under two criteria: a) to avoid failure under ultimate loads b) to have acceptable deflections In general three factors affect the lateral behavior of monopile: 1) Fendering system, that in this research assumed classically 2) The behavior of pipe, it is modeled like beam element and the local buckling is not assumed. 3) The reaction of soil and pile-soil interaction, lateral deflections of pile under lateral loads are so large and cause the surrounding soil to plastically deformed. The soil behavior in the plastic zone is nonlinear and so complicated. Traditionally, the desig
