Робота вузлів закріплення паль морських сталевих стаціонарних платформ - Автореферат

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукУ роботі запропоноване нове ефективне рішення вузла, що дозволяє скоротити довжину вузла з одночасним підвищенням його несучої здатності. Розроблено методику, що дозволяє при проектуванні вузла закріплення палі врахувати вплив способу передачі навантаження на вузол, геометричні і фізико-механічні характеристики складових вузол елементів. На основе библиографических исследований была сформулирована рабочая гипотеза, которая состоит в том, что учет способа расположения выступающих ребер на поверхностях труб, которые контактируют с бетонным заполнением, может привести к повышению несущей способности узлов закрепления свай. Далее предлагается эффективное решение узлов закрепления свай, в котором ребра, установленные на поверхностях труб в зоне контакта с бетонным заполнением образуют угол с продольной осью узла. Установка ребер на поверхностях труб, когда продольная ось ребра образовывает угол с продольной осью соединения, приводит к повышению несущей способности узла соединения в 1,2…1,3 раза по сравнению с узлами с кольцевыми ребрами.Значна частина перспективних площ вуглеводнів, початкові ресурси яких оцінюються в обємі 1,5-2,4 трлн. куб. м у газовому еквіваленті, на Азово-Чорноморському шельфі залягає в місцях із глибиною моря 100 і більш метрів, і для освоєння таких родовищ необхідне будівництво морських сталевих стаціонарних платформ (МССП) нового покоління. Існуючі рекомендації із проектування вузлів закріплення паль не утримують указівок по врахування способу передачі навантаження на вузол при проектуванні і конструктивних особливостях окремих елементів вузла. Питання підвищення несучої здатності вузлів закріплення паль за рахунок створення нової конструктивної форми й врахування особливостей роботи такого зєднання в зоні "опорний блок - вузол - паля", з одночасним зниженням матеріалоємності зєднання (при середній вартості металоконструкцій у морських спорудах 8500…9000 гривень/тонна), вимагає проведення спеціальних досліджень. Автором пропонується ефективне технічне рішення вузлів закріплення палі й методика розрахунку вузлів, що враховує спосіб передачі навантаження на вузол. Для досягнення поставленої мети були вирішені такі задачі: теоретично визначений розподіл зусиль у вузлах закріплення паль при прикладенні навантаження на вузли через траверсу;Аналіз раніше проведених досліджень показав, що в окремих роботах приведені емпіричні залежності для розрахунку вузлів закріплення паль з елементами опорного блоку, засновані винятково на експериментальних даних; майже у всіх роботах, присвячених вивченню вузлів закріплення паль, відсутній аналіз руйнування вузлів, який необхідно врахувати при розробці методики для розрахунку вузлів закріплення паль; більшість досліджень ніяк не враховує фактор передачі навантаження на вузол зєднання спідничної палі (система сполучної решітки чи система траверс). На основі бібліографічних досліджень була сформульована робоча гіпотеза, яка полягає в тому, що врахування способу розташування виступаючих ребер на поверхнях труб, що контактують з бетонним заповненням, може призвести до підвищення несучої здатності вузлів закріплення паль. Для рішення задачі застосований метод Біргера І.А., при цьому прийняті такі гіпотези і передумови: - поперечні переріз у процесі деформування вузла можуть переміщатися поступально, залишаючись плоскими; - поперечні нормальні напружені відносно малі в порівнянні з подовжніми нормальними напруженнями в елементах вузла; - у результаті спільної роботи елементів вузла виконується рівність деформацій бетонного заповнення і труб вузла на границях контактів у граничному стані; - при деформуванні матеріали, що складають комплексний перетин, мають пружно пластичними властивостями; - при розрахунку труб вузла передбачається, що в окружному напрямку нормальні напружені постійні по товщині стінки, а в радіальному напрямку дорівнюють нулю. Далі пропонується ефективне рішення вузла закріплення палі, у якому ребра, що установлені на поверхнях труб у зоні контакту з бетонним заповненням утворюють кут з подовжньою віссю вузла закріплення. руйнування зразків вузлів на бетонному заповненню відбувалося у двох формах: - від розколювання стиснутих зон бетонного заповнення, що утворюються між суміжними ребрами на зовнішній і внутрішній трубах; - від зминання бетонного заповнення під ребрами.У результаті проведених у роботі теоретичних і експериментальних досліджень можуть бути зроблені такі висновки: Розроблено нову конструктивну форму вузла закріплення паль опорного блоку МССП за допомогою бетонного сполучного елемента, яку визнано винаходом і на неї видано а.с. Установлено, що вузол даної конструктивної форми має міцність на 30% вище чим, вузли закріплення паль, що застосовуються в даний час.

2. Основний зміст роботи