بهينه سازي طراحي سازه جاكت سكوي فراساحلي با درنظر گرفتن اثر اندركنش خاك - شمع – سازه با استفاده از الگوريتم ژنتيك

كارشناسي ارشد

اغلب سكوهاي دريايي بكار رفته در ايران از نوع جاكت فولادي مي باشند. از آنجاكه حجم مصالح بكار رفته در اعضاي اين نوع سكوها بالا مي باشد، بهينه سازي وزن آنها از اهميت خاصي برخوردار مي باشد يكي از دسته روش هاي نوين بهينه سازي، روش هاي فراابتكاري است. استفاده از الگوريتم ژنتيك را مي توان يكي از اين روش ها برشمرد. در اين مسئله بهينه سازي كه متغيرهاي تصميم شامل سطح مقطع اعضاي جاكت سكو يا به عبارت ديگر قطر و ضخامت بوده و قيودهاي مسئله، ضوابط طراحي قيد تنش، قيد كمانش، قيد برش پانچ اتصالات و قيد تغيير مكان مي باشند، هدف حداقل كردن تابع وزن سكو مي باشد. در اين تحقيق از الگوريتم ژنتيك در محيط نرم افزار برنامه نويسي MATLAB و نرم افزار اجزاء محدود SAP2000v21، براي بهينه سازي سكوي SPD19A واقع در ميدان پارس جنوبي در خليج فارس استفاده شده است. در اين رساله بهينه سازي وزن المان‌هاي سازه‌اي سكو در چهار مدل بررسي مي‌گردد. در مدل اول بدون در نظر گرفتن اثر اندركنش خاك – شمع – سازه و با تكيه‌گاه‌هاي ثابت و گيردار براي پايه‌هاي جاكت، مدل دوم با در نظر گرفتن اثر اندركنش خاك – شمع – سازه به همراه مدل‌سازي شمع‌ها و فنرهاي غيرخطي P-y، T-z و Q-z با صرف نظر از اثر گپ ميان خاك و شمع، مدل سوم نيز با در نظر گرفتن اثر اندركنش خاك – شمع – سازه به همراه مدل‌سازي شمع‌ها و فنرهاي غيرخطي متناسب با در نظر گرفتن اثر گپ ميان خاك و شمع و مدل چهارم مشابه با مدل سوم با اين تفاوت كه بهينه‌سازي تنها روي پايه‌هاي جاكت انجام مي‌شود. بر اساس نتايج بهينه سازي با الگوريتم ژنتيك، مشاهده مي شود كه وزن بهينه المان هاي سازه اي سكو در حالت در نظرگرفتن اثر اندركنش خاك – شمع - سازه نسبت به حالت در نظرنگرفتن آن كمتر شده است. به عبارت ديگر خصوصيات ديناميكي سكو تحت اثر اندركنش خاك - شمع – سازه دستخوش تغيير شده و نتايج تحليل نشان مي‌دهد كه سبب كاهش فركانس طبيعي سازه و افزايش ميرايي متناظر با هر مود مي گردد و بر روي خصوصيات ديناميكي سكو اثر مي‌گذارد. نتايج بدست آمده نشان مي‌دهد ميزان بهينه‌سازي در مدل اول معادل 31 درصد، مدل دوم معادل 32 درصد، در مدل سوم معادل 34 درصد و در مدل چهارم نيز تنها با بهينه سازي پايه‌هاي جاكت تحت مدل سوم معادل 21 درصد بدست آمد.

205112

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي عمران - مهندسي سواحل، بنادر و سازه هاي دريايي

دكتر ناصر شابختي - دكتر عباس يگانه بختياري