بهينه سازي طراحي سازه جاكت سكوي فراساحلي با در نظر گرفتن اتصالات اعضاء با استفاده از الگوريتم ژنتيك

كارشناسي ارشد

با توجه به اينكه كشور ايران داراي منابع غني نفت و گاز در بستر دريا است، براي استخراج اين منابع نياز به احداث و به كارگيري سكوهاي دريايي است. با توجه به حجم بالاي مصالح استفاده شده در ساخت اين سازه ها و به طبع آن بالا بودن هزينه هاي ساخت و اجرا، فرآيند بهينه سازي اين نوع سكوها از اهميت خاصي برخوردار است. فرآيند بهينه سازي باعث كاهش وزن سكو شده و در نتيجه ي آن، ميزان برآيند نيروهاي وارده به سكو كاهش مي يابد. الگوريتم ژنتيك در دسته روش هاي تكاملي قرار مي گيرد كه يكي از دسته روش هاي نوين بهينه سازي مي باشد. در اين فرآيند، تابع هدف شامل حداقل كردن وزن سكو، متغيرهاي تصميم شامل قطر و ضخامت مقاطع لوله اي اعضاء مي باشد. قيود بهينه سازي نيز شامل كنترل هاي مربوط به تنش، كمانش و تغيير مكان سكو مي باشد. سازه مورد مطالعه در اين تحقيق، سكوي نفتي SPD19A واقع در آبهاي خليج فارس مي باشد. همچنين فرآيند بهينه سازي با استفاده از الگوريتم ژنتيك و ارتباط آن از طريق نرم افزار MATLAB با نرم افزار تحليل و طراحي سازه SAP2000 صورت مي گيرد. همچنين در كنار بهينه سازي اعضاء سازه، تاثير صلبيت و انعطاف‌پذيري اتصالات بر ميزان بهينه سازي و مقايسه نتايج اين دو حالت نيز مورد بررسي قرار گرفت. در ابتدا مدل اوليه را كه داراي اتصالات صلب مي باشد را بهينه سازي نموده‌ايم و مشاهده گرديد كه مدل بهينه شده 31 درصد سبك تر از مدل اوليه مي باشد. سپس اقدام به بهينه سازي مدل هاي انعطاف پذير نموده ايم. مدل هاي داراي انعطاف پذيري اتصالات شامل دو مدل، كه اولي از روابط شركت MSL و دومي از روابط آيين نامه API مي باشد را براي مدلسازي انعطاف پذيري اتصالات درنظر گرفته ايم. با مقايسه نتايج بهينه سازي دو حالت انعطاف پذير سكو با مدل اوليه مشاهده مي شود كه وزن بهينه المان هاي سازه اي سكو در حالت درنظر گرفتن انعطاف پذيري اتصالات با استفاده از روابط MSL حدود 34 درصد و با استفاده از روابط API حدود 35 درصد كاهش پيدا كرده است. لذا مشاهده مي گردد كه درنظرگرفتن انعطاف پذيري اتصالات بين 3 تا 4 درصد بر روي روند بهينه سازي در مقايسه با مدل صلب تاثير داشته است.

205111

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي عمران - مهندسي سواحل، بنادر و سازه هاي دريايي

دكتر ناصر شابختي - دكتر عباس يگانه بختياري