پایان نامه بررسی رفتار سکوهای دریایی تحت اثر موج سونامی

تعداد صفحات: 209 فرمت فایل: word کد فایل: 2095
سال: مشخص نشده مقطع: مشخص نشده دسته بندی: مهندسی عمران
قیمت قدیم:۴۱,۷۶۰ تومان
قیمت: ۳۴,۸۰۰ تومان
دانلود فایل
  • خلاصه
  • فهرست و منابع
  • خلاصه پایان نامه بررسی رفتار سکوهای دریایی تحت اثر موج سونامی

    پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد "M.SC" 

      مهندسی عمران – سازه  

    چکیده 

    سونامی به امواج عظیمی گفته می شود که در اثر تغییر مکان حجم زیادی از آب بوجود می آیند. در اثر این تغییر مکان آب اقیانوس جابجا می گردد و به سمت ساحل منتشر می شوند. با حرکت امواج از محل تولید به سمت ساحل رفته رفته ارتفاع امواج افزایش یافته و پریود کاهش می یابد.سرعت نیز با حرکت موج سونامی به سمت ساحل کاهش می یابد. در عمق مشخصی از آب موج سونامی می شکند. با توجه به اهمیت سکوهای دریایی از نظر کارایی و اقتصادی ، در این رساله ضمن شناخت موج سونامی و تعیین مشخصات این امواج در اعماق مختلف ، در خصوص احتمال وقوع سونامی در دریای عمان ، نحوه بارگذاری سکوهای دریایی  به مطالبی مختصرا اشاره گردیده است. در دریای عمان سونامی های مختلفی رخ داده است که در این رساله چند نمونه از این سونامی ها ذکر شده است. سونامی 27 نوامبر با بزرگای زلزله 8 ریشتر که در این دریا اتفاق افتاده است، به عنوان بارگذاری موج سونامی در نظر گرفته شده است.با مشخص نمودن پارامترهای موج سونامی در مبدا ، مشخصات موج در هر عمقی قابل محاسبه می باشند.در این پروژه دو سکو به عنوان مطالعات موردی در نظر گرفته شده اند.  سکوی اول در شرایط قبل از شکست موج قرار گرفته و سکوی دوم در شرایط بعد از شکست قرار دارد. از نرم افزار SACS برای مدلسازی و تحلیل سکوها استفاده شده است.با تحلیل های مختلف نتایج قابل ملاحظه ای بدست آمده که بیانگر اهمیت در نظرگرفتن موج سونامی در طراحی سکوهای دریایی در دریاهای مستعد ایجاد این پدیده می باشند. هر دو سکو یکبار تحت اثر موج طرح و یکبار تحت اثر موج سونامی بارگذاری شده اند. در مورد سکوی اول به دلیل ارتفاع زیاد موج و کافی نبودن فضای AIR GAP قسمتی از تاج موج به عرشه ضربه وارد می کند که شبیه نیروی SLAMING می باشد. با اثر دادن این نیرو لنگر خمشی و نیروی برشی ماکزیمم به ترتیب 7 / 1 و 4 / 1 برابر می شوند.با توجه به سرعت بالای موج سونامی سکوی اول تحت موج سونامی تحلیل دینامیکی شده است. 

    مقدمه

    امواج بزرگ سونامی به دلائل مختلفی از جمله زمین لرزه های کف اقیانوس ناشی از حرکت گسلها ، برخورد شهاب سنگها به اقیانوس و انفجارهای ناشی ار آتشفشانها بوجود می آیند. در اثر یکی از این عوامل آب اقیانوس جابجا شده و تولید موج می کند. این امواج با سرعت بالائی تقریبا حدود 500 کیلومتر بر ساعت به سمت ساحل منتشر می شوند. طول موج امواج سونامی در محل تولید بسیار بلند می باشد. با حرکت موج سونامی به سمت ساحل ارتفاع افزایش و طول موج و سرعت کاهش می یابند. وقتی این امواج به ساحل می رسند امواج غول پیکری تولید می کنند که خسارتهای بسیار زیادی را در پی دارند.تحقیقات زیادی در مدیریت بحران مناطق ساحلی که در معرض سونامی هستند انجام شده است که در این رساله مختصری به مدیریت بحران قبل از وقوع سونامی اشاره شده است. در راستای تحقیقات صورت گرفته به سیستمهای گوناگونی برای اخطار وقوع سونامی جهت تخلیه قبل از وقوع دست یافتند ، که با توجه به اندازه منطقه ، جمعیت و وضعیت مالی آن ناحیه این سیستمها متفاوت می باشند. همچنین راهکارهائی چون مرتفع سازی و ساخت سازه های کاهنده موج نیز برای کاهش خسارات معرفی شده اند.

    اکثر این تحقیقات برای سازه های ساحلی انجام شده اند. برای بررسی آسیب پذیری سازه ها در مقابل موج سونامی باید فیزیک موج و پارامترهای آن از قبیل پریود ، طول موج و سرعت انتقال موج در محل سازه مشخص باشند. تئوری های مختلفی برای امواج وجود دارند که از بین آنها تئوری موج تنها به دلیل کوچک بودن نسب عمق آب به طول موج و در نتیجه قرار گرفتن در محدوده آب کم عمق ، برای مدلسازی موج سونامی انتخاب شده است. در نتیجه برای بدست آوردن پروفیل موج و سرعت ها و شتابهای ذره ای و سایر مشخصات موج از روابط حاصل از این تئوری استفاده می شود. پارامترهای اصلی موج سونامی از قبیل پریود ، ارتفاع موج  و سرعت انتقال موج  از یک سری روابط که از بزرگای زلزلهٔ عامل سونامی بدست آمده اند ، محاسبه می شوند. با معلوم بودن پارامترهای موج و عمق آب  در محل وقوع   می توان به مشخصات همان سونامی در اعماق دیگر دست یافت. در این بین شرط شکست موج ( 78.0〈Hdbb  ) برای هر محل مورد نظر باید  کنترل شود. اگر موج به حد شکست نرسیده باشد از همان تئوری موج تنها برای مدلسازی موج استفاده می شود. در جائیکه موج از حد شکست عبور کند می توان از روابط مختلفی از جمله تعیین نیروی موج شکسته شده بر روی دیوارهای ساحلی استفاده کرد. که اگر از این روابط استفاده شود برای محاسبه نیروی وارده بر اعضاء لوله ای سکو  بایستی فشار وارده بر سطح را در قطر لوله ها تک تک ضرب کرد و آنگاه نیروی وارد بر طول هر لوله جداگانه اعمال گردد. می توان یک پروفیل نیرو که پخش آن در آب کم عمق بصورت یکنواخت است فرض کرد و به کل سازه اعمال نمود. ارتفاع این پروفیل از همان روابط محاسبه نیروی موج بر روی دیوارها بعد از شکست ،که در متن به آن اشاره شده ،  قابل محاسبه است. 

    سکوهای دریایی اکثرا به منظور استحصال استخراج نفت ساخته شده اند و انواع مختلفی دارند. این سازه ها در دریاهای مستعد سونامی در معرض خطر می باشند. تحقیقات کمی در زمینه بررسی سکوها تحت اثر امواج سونامی صورت گرفته. سکوهای دریایی در اعماق مختلف قرار گرفته اند. برای بررسی اثر موج بر روی سکو ها لازم است بعد از محاسبه پارامترهای سونامی شرط شکست موج نیز  کنترل شود.  

    فصل اول  کلیات 

    1-1-تعریف سونامی                                   

     از دیدگاه تئوری، سونامی به امواج عظیمی که بدلیل تغییر مکان ناگهانی حجم زیادی از آب بوجود      می آیند، اطلاق می گردد. پدیده سونامی بواسطه زمین لرزه های زیر دریایی ، فوران آتشفشانها ، لغزش سواحل در مقیاس بزرگ ، برخورد شهاب سنگها و انفجارهای هسته ای زیردریایی ایجاد می گردد[٣].

    باید توجه داشت که امواج حاصل از باد و امواج حاصل از جذر و مد سونامی نیستند.نظریه هایی نیز در ارتباط با نحوه ایجاد سونامی از طریق برخورد شهاب سنگها به اقیانوس ها مطرح  شدهاست. برخی از سونامی ها بوسیله زمین لرزه های کف اقیانوس ناشی از حرکت گسلها یا انفجارهای ناشی از آتشفشانها بوجود می آیند(اشکال 1-1 و1-2). این پدیده اثرات فراوانی بر روی سازه های دریائی می گذارد. برای بررسی پدیده سونامی مطالعاتی در ارتباط با تعیین فرکانس و نحوه خطر پذیری آن انجام شده است.  

    (تصاویر و نمدار در فایل اصلی موجود است)

    ازعوامل مؤثر در بروز این پدیده، زمین لغزش ها بواسطه آبهای زیرزمینی، شکست شیب در کف اقیانوسها و عوامل جوی زلزله ساز  نیزمی باشند.معمولا زلزله ها با بزرگی بالاتر از 7 باعث بروز سونامی می شوند[۴].

    پدیده ذکر شده باعث ایجاد موجهای ی با دامنه بلند می گردند. این موجها تخریبهای فراوانی را بر روی سازه های دریائی ایجاد می نمایند. موجهای سونامی از نوسانات ناشی از محصور شدن آب در اثر حرکات لرزه ای یا تغییر مکانهای بزرگ زمین لرزه،  ایجاد می شوند[٧]. ارتفاع این امواج در بعضی موارد به 35 متر هم رسیده است. در اثر یکی از عوامل بروز سونامی که قبلا ذکر شده اند آب اقیانوس جابجا می گردد. پس از این مرحله موجها ب ا سرعتی حدود 500 کیلومتر بر ساعت به سمت ساحل حرکت می کنند[3]. 

    (تصاویر و نمدار در فایل اصلی موجود است)

    طول موج امواج تولید شد ه سونامی در حدود 100 تا 600 کیلومتر می باشد[5]. در این حالت ارتفاع آب افزایش می یابد. شکل (1-4) افزایش ارتفاع موج را در آب کم عمق نسبت به آب عمیق نشان  می دهد.در مناطق ساحلی امواج مرتفع میگردند و روی هم قرار میگیرند و تولید امواج غول پیکر      می نمایند.  شکل (1-5) نحوه افزایش ارتفاع موج و کاهش سرعت آنرا در سواحل نشان می دهد 

     

    Abstract

    Tsunami wave generated by sudden displacement of large volume of water. As a tsunami enters the shoaling water, it’s speed diminish, it’s wave length decrease, and it’s height increase greatly. Tsunami wave break in the definite depth. Consulting the prominence of usage the offshore platform, in this thesis inside identify tsunami wave and wave parameters in different depths, probability of tsunami in Oman sea and different loading of platform are indicate. In Oman sea different tsunami happened that we provide a few example in this thesis. Tsunami of 27th November with 8 richer earthquake magnitude is consider for tsunami wave loading. By identify tsunami parameters in origin, tsunami parameters can be calculated in each depth. In this thesis 2 platforms consider for study. First platform is in non breaking wave situation and another is in broken wave situation. For modeling and analysis of platforms SACS software was used. Consulting of different analysis; tsunami wave have a remarkable effect on offshore platform. Both platforms analyze under design wave and tsunami wave. Because of on sufficient of air gap height, part of  the wave in height hit the jacket like the slamming wave force. With considering this force on second platform and analysis, the maximum overturning and base shear respectively 1.4 and 1.2 times increase.   

  • فهرست و منابع پایان نامه بررسی رفتار سکوهای دریایی تحت اثر موج سونامی

    فهرست:

    عنوان                                                                                                                                           صفحه چکیده------------------------------------------------------------------16 

    مقدمه71------------------------------------------------------------------ 

    فصل1 :کلیات

    1-1-تعریف سونامی-------------------------------------------------------19 

    1-2-مدیریت بحران سونامی--------------------------------------------------23 

    1-3-سکوهای دریائی------------------------------------------------------28 

    4-مروری برتحقیقات انجام شده در ارتباط با امواج سونامی---------------------------30

    احتمال وقوع سونامی در دریای عمان----------------------------------------32 

     

    فصل 2 : شناخت امواج سونامی 

    1-محدوده کاربرد تئوری های مختلف-----------------------------------------38 

    2-1-1-تئوری موج ایری----------------------------------------------------41 

    تئوری موج استوکس------------------------------------------------42 

    تئوری موج کنوئیدال-------------------------------------------------44 

    2-1-4-تئوری موج تنها ----------------------------------------------------46 

    2-1-5-مدلی برای امواج سونامی----------------------------------------------48 

    2-1-6-شکست امواج سونامی------------------------------------------------50 

    2-پارامترهای سونامی-----------------------------------------------------54 

    2-3- محاسبه پارامترهای موج سونامی-------------------------------------------57 

    2-4-بالاروی موج---------------------------------------------------------59 

    5-انتشار سونامی--------------------------------------------------------60 

     

    فصل 3 :  بارگذاری سکوهای دریائی 

    1-نیروهای مختلف-------------------------------------------------------63  3-1-1-نیروی باد---------------------------------------------------------64

    3-1-1-1-سرعت باد------------------------------------------------------64 

    3-1-1-2-نیروی باد-------------------------------------------------------65 

    2-نیروی زلزله--------------------------------------------------------67 

    3-1-3-نیروی امواج-------------------------------------------------------69 

    3-1-3-5-نیروی موج بر شمع قائم ---------------------------------------------69 

    3-1-3-6-اثر قطر شمع-----------------------------------------------------76 

    3-1-3-7-نیروی موج بر شمع مایل --------------------------------------------77 

    3-1-3-8-بیشینه نیروی موج وارد بر سکوهای دریائی --------------------------------80 

    3-1-3-9-نیروهای گره ای ناشی از موج-----------------------------------------81 

    3-1-4-نیروی شناوری -----------------------------------------------------82 

    3-1-5-روییدنی ها و جانوران دریائی و اثرات آن در محاسبات سازه ای  -------------------85 

    3-1-6-نیروی ناشی از جریان آب دریا------------------------------------------86 

    3-1-7-بارگذاری لجن-----------------------------------------------------87 

    2-بارگذاری سرویس-----------------------------------------------------88 

    3-2-1-بارهای مرده-------------------------------------------------------88 

    3-2-2-بارهای زنده-------------------------------------------------------89 

    3-بارگذاری اتفاقی------------------------------------------------------91 

     

    فصل 4 : مطالعه موردی 

    1-شرایط مکانی مطالعات موردی---------------------------------------------93  

    4-2-مشخصات سونامی مورد مطالعه در مبداء --------------------------------------93 

    3-مطالعه موردی اول-----------------------------------------------------94 

    1-مشخصات و موقعیت سکوی اول-----------------------------------------94 

    4-3-2-تحلیل استاتیکی سکوی اول تحت موج طرح---------------------------------96

      96-------------------------------------------------PSIINP تحلیل -1-2-3-4

      97-------------------------------------------------  PILINPتحلیل-2100-------------------------------------- ------- INPLACEتحلیل-3-2-3-4

    4-3-3-پارامترهای سونامی در محل سکوی اول-----------------------------------102 

    4-3-4-پروفیل موج سونامی در محل سکوی اول ----------------------------------103 

    4-3-5-پروفیل سرعت و شتاب ذرات موج سونامی در عمق در محل سکوی اول ------------108 

    4-3-6-تحلیل شبه استاتیکی سکوی اول تحت اثر موج سونامی-------------------------112 

      115------------------------------------------------PSIINP تحلیل -1-6-3-4

      117------------------------------------------------  PILINPتحلیل-2-6-3-4

      119-------------------------------------- ------- INPLACEتحلیل -3-6-3-4

    4-3-7-مقایسه نتایج تحلیل ها تحت دو موج سونامی و طرح---------------------------123 

    4-3-8-تحلیل دینامیکی ---------------------------------------------------124

    4-3-9-بررسی تحلیل RANDOM ------------------------------------------125 

    4-3-9-1-تحلیل INPLACE سکوی اول تحت موج ایری -------------------------125

    4-3-9-2-تحلیل RANDOM سکوی اول تحت موج ایری -------------------------127 

    4-3-9-3-مقایسه نتایج دو تحلیلINPLACE وRANDOM ----------------------131 

    4-3-10-تحلیل دینامیکی سکوی اول تحت موج طرح------------------------------132 

      132 ------------------------------------------  RANDOMتحلیل -1-10-3-4

    4-3-11-مقایسه نتایج تحلیل های دینامیکی و استاتیکی سکوی اول تحت موج طرح----------137

    4-3-12-تحلیل دینامیکی سکوی اول تحت موج سونامی----------------------------138 

    4-3-12-1- تحلیل RANDOM  سکوی اول تحت موج سونامی - -------------------138

    4-3-13-مقایسه نتایج تحلیل های دینامیکی و استاتیکی سکوی اول تحت موج سونامی--------141 

    4-3-14- مقایسه نتایج تحلیل های دینامیکی تحت دو موج سونامی و طرح-----------------141 

    4-مشخصات و موقعیت سکوی دوم------------------------------------------142 

    1-تحلیل استاتیکی سکوی دوم تحت موج طرح-------------------------------143 

      144------------------------------------------------PSIINP تحلیل -1-1-4-4

      145------------------------------------------------ PILINPتحلیل-2

      147--------------------------------------- ----- INPLACEتحلیل  -3-1-4-4

    4-4-2-پارامترهای سونامی در محل سکوی دوم-----------------------------------148  4-4-3-پروفیل موج سونامی در محل سکوی دوم----------------------------------148

    4-4-4-تحلیل استاتیکی سکوی دوم تحت موج سونامی------------------------------152 

      152------------------------------------------------PSIINP تحلیل

      153-----------------------------------------------  PILINPتحلیل

    4-4-4-   155-------------------------------------- ------- INPLACEتحلیل-3

    مقایسه نتایج تحلیلها تحت دو موج سونامی و طرح---------------------------156 

     

    فصل 5 :  نتایج 

    1-نتایج-------------------------------------------------------------158 

    5- 2- نتایج تحقیقات موردی ----------------------------------------------- 159 

    5- 3-پیشنهادات ---------------------------------------------------------163 

     

    مراجع-----------------------------------------------------------------142

     

    ضمیمهA- اشکال مودی سکوی اول--------------------------------------------168  ضمیمهB- نمونه ای از فایلهای ورودی مربوط به سکوی اول تحت موج سونامی---------------178 

     178--------------------------------------- -INPLACE (STATIC )فایل  ورودی 192-----------------------------------------------------PILINP فایل  ورودی 196---------------------------------------  WAVE RESPONCE فایل ورودی

    فایل ورودی USER SURFACE PROFILE-- ------------------------------196 چکیده لاتین502------------------------------------------------------------ 

    منبع:

    فهرست مراجع لاتین: 

    Richard Eisner, “Designing for Tsunami”, Seven Principles for Planning and Designing for Tsunami Hazards, National Tsunami Hazard Mitigation Program, NOAA, USGS, FEMA, NSF, Alaska, California, Hawaii, Oregon, and Washington, 2001.

    Watts P., Imamura F. and Grilli S.,“Comparing Model Simulations of

    Three Benchmark Tsunami Generation Cases.” 2000.

    Designing for Tsunami,“Backgroung Paper#1:Understanding The

    Tsunami Risk.” March 2001.

    Seattle Police Department Emergency Management Section , City of

    Seattle , “Hazard Identification & Vulnerability Analysis.”.

    Mechanical Waves ,"Physics 1 Fundamentals Oscillations & Waves

    Physics by Hecht ".

    Organ Department Of Geology & Mineral Industries , “Tsunami

    Warning Systems and Procedures Guidance for Local Officials" 2001. [7] “ Bellevue Critical Areas Update Geologically Hazardous Areas

    Inventory”, March 2003.

    DEPARTMENT OF THE ARMY. , 1984 , “Shore Protectional Manual

    (PART I).” Waterways Experiment Station, Corps of Engineers PO Box 631 Vicksburg, Mississippi 39180.

    ENGINEERING DYNAMICS,INC. ,“(SACS User’s Manual).” ,

                        ENGINEERING       DYNAMICS,INC.       2113       38TH        STREET

    KENNER,LUISIANA 70065U.S.A.

    U.S ARMEY. ,“COASTAL ENGINEERING MANUAL.” , 31 Jan 1995

    , EM 1110-2-1810.

    American Petroleum Institute., DECEMBER 2000 ,“Recommended

    Practice for Planning,Designing and Constructing Fixed Offshore PlatformsWorking Stress Designe (API).” , API RECOMMENDED PRACTICE 2AWSD (RP 2A-WSD) TWENTY-FIRST EDITION .

    S.Tadetalli , C.E.Synolakif , . “Model FoR The Leading Wave Of Tsunami.”, Vol.77-No.10,  2 Sep 1996 .  

    THE OVERSEAS COASTAL AREA DEVELOPMENT INSTITUTE

    OF JAPAN, 2002 ,“TECHNICAL STANDARDS AND COMMMENTARIES FOR PORT AND HARBOURE FACILITIES IN JAPAN (OCDI).” , THE OVERSEAS COASTAL AREA DEVELOPMENT

    INSTITUTE OF JAPAN 3-2-4 Kasumigaseki , Chiyoda-ku , Tokyo , 1000013 , Japan.

     

    فهرست مراجع فارسی:

    چگینی ، وحید ، 1377 ، "نظریه های موج" ، تهران ،  شرکت جهاد تحقیقات و آبخیزداری. 

    برگی ، خسرو ، 1379 ، "اصول مهندسی دریا " ، تهران ،  انتشارات دانشگاه تهران. 

    صادقی ، کبیر ، 1380 ، "مهندسی سواحل،بنادر و سازه های دریایی " ، تهران ،  دانشکده ص.نعت آب و برق(شهید عباسپور). 

    نوری ،نعیم. ، 1384 ، "مهندسی سازه های فراساحل" ، تهران ،  شرکت صنعتی دریایی ایران

    (صدرا).

    عظیمی ، فردوس. ، 1384 ، "احتمال وقوع سونامی در دریای عمان"  ،  رساله کارشناسی ارشد ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال.

    عطائی آشتیانی ، بهزاد. ، نجفی جیلانی ، عطااله. ، 1384 ، "مهندسی سواحل – هیدرودینامیک سواحل" ، تهران ،  انتشارات جهاد دانشگاهی واحد صنعتی امیرکبیر. 

    شیفته فر ، بهزاد. ، 1382 ، "          سکوهای دریایی" ، سمینار.   

    زین الدینی ، مصطفی ، 1384 ، "طراحی و اجرای سکوهای ثابت نفتی " ، تهران ،  مرکز ملی اقیانوسشناسی. 

    گل افشانی ، علی اکبر. ،  مهری ، سهیل. ، 1376 ، "سکوهای دریایی" ، تهران ،  وزارت فرهنگ و ارشاد اسلامی. 

    سیف ، محمد سعید ، 1376 ، "سازه های دریایی " ،  دانشگاه هرمزگان.

    مهری ، سهیل. ، گل افشانی ، علی اکبر. ، 1365 ، "مقدمه ای بر سازه های دریایی" ، تهران ،  شرکت ملی نفت ایران. 

پروپوزال در مورد پایان نامه بررسی رفتار سکوهای دریایی تحت اثر موج سونامی , گزارش سمینار در مورد پایان نامه بررسی رفتار سکوهای دریایی تحت اثر موج سونامی , تز دکترا در مورد پایان نامه بررسی رفتار سکوهای دریایی تحت اثر موج سونامی , رساله در مورد پایان نامه بررسی رفتار سکوهای دریایی تحت اثر موج سونامی , پایان نامه در مورد پایان نامه بررسی رفتار سکوهای دریایی تحت اثر موج سونامی , تحقیق در مورد پایان نامه بررسی رفتار سکوهای دریایی تحت اثر موج سونامی , مقاله در مورد پایان نامه بررسی رفتار سکوهای دریایی تحت اثر موج سونامی , پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه بررسی رفتار سکوهای دریایی تحت اثر موج سونامی , تحقیق دانشجویی در مورد پایان نامه بررسی رفتار سکوهای دریایی تحت اثر موج سونامی , مقاله دانشجویی در مورد پایان نامه بررسی رفتار سکوهای دریایی تحت اثر موج سونامی , پروژه دانشجویی درباره پایان نامه بررسی رفتار سکوهای دریایی تحت اثر موج سونامی
ثبت سفارش
عنوان محصول
قیمت