WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


На правах рукописи

ШЕХОВЦОВ Вячеслав Афанасьевич

ОБОСНОВАНИЕ ПРОЧНОСТИ И УСТОЙЧИВОСТИ ТРУБОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ОПОРНЫХ БЛОКОВ МОРСКИХ СТАЦИОНАРНЫХ ПЛАТФОРМ ПРИ КВАЗИСТАТИЧЕСКИХ И ПЕРИОДИЧЕСКИХ ВНЕШНИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ Специальности:

05.23.07 – Гидротехническое строительство 05.23.01 – Строительные конструкции, здания и сооружения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

Санкт-Петербург 2010

Общая характеристика работы

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет» Актуальность темы. Оскудение запасов углеводородного топлива на суше увеличивает интенсивность освоения морских нефтегазовых ме сторождений. Основным элементом обустройства этих месторождений являются морские стационарные платформы (МСП). Конструктивные

Научный консультант: формы платформ характеризуются не только особенностями внешнего доктор техн.наук, профессор, вида, но и применением различных конструкций и конструкционных маЗаслуженный деятель науки и техники РФ териалов в несущих элементах опорных блоков: стали, бетона, железобеСанжаровский Р.С. тона, а также трубобетона.

Трубобетон – это конструктивный элемент, состоящий из трубы (одной или нескольких), заполненных цементным раствором, либо бетоном. При

Официальные оппоненты: строительстве МСП трубобетонные конструктивные элементы используются доктор техн. наук, профессор Лалин Владимир Владимирович как для свай, так и для несущих конструкций опорных блоков.

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Конструкций из композиционных материалов “сталь-бетон-сталь” способны выдерживать большие гидростатические нагрузки, совместно с доктор техн. наук, профессор Литонов Олег Евгеньевич горизонтальным силовым воздействием ветровых волн, льда, ветра.

Государственный научный центр РФ Преимуществами трубобетонных конструкций по сравнению с тра«ЦНИИ им.академика А.Н.Крылова» диционными железобетонными являются: большая несущая способность при наличии растягивающих напряжений, особенно при изгибе, с сохранедоктор техн. наук, профессор Храпков Анатолий Александрович нием водонепроницаемости; высокая деформативность и энергопоглощеОткрытое акционерное общество «ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева» ние под нагрузкой, а также высокая технологичность.

Расчет несущей способности сжатого комплексного трубобетонного конструктивного элемента платформы в известных отечественных и заруВедущая организация бежных исследованиях выполняется по упрощенной расчетной схеме внеОАО «ЛенморНИИПроект» центренно сжатого стержня, в которой действие поперечной нагрузки за меняется действием эквивалентных концевых моментов. Результаты рас

Защита состоится _________ 2010 г. в _________часов на заседании четов в этом случае не соответствуют действительному уровню загружеобъединенного диссертационного совета ДМ 512 001.01 ния элемента в предельном состоянии по потере устойчивости.

при ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева» С освоением глубинных месторождений при расчете конструкций по адресу: 195220, г. Санкт-Петербург, Гжатская ул., 21., пом. 407. опорных блоков МСП возникли проблемы с определением величин дина мических реакций сооружений от случайного волнового воздействия. Ин струментальные наблюдения за колебаниями платформ установили нели

С диссертацией можно ознакомиться в Фундаментальной библиотеке нейные зависимости перемещений опорных блоков и свайных оснований ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева» от периодических внешних сил и сил взаимодействия конструкций с вод ной и грунтовыми средами. От качества моделей, описывающих динами ческое силовое воздействие волн на опорные блоки, зависит степень дос

Автореферат разослан ___________________ 2010 г. товерности в определении напряженно-деформированного состояния (НДС) конструкций МСП. Гидротехнические сооружения, эксплуатирую щиеся на глубинах свыше 100 м, следует рассматривать как гибкие с пе риодом собственных колебаний конструкции Т, близким к среднему пе

Ученый секретарь диссертационного риоду расчетного морского волнения.

совета кандидат технических наук, Повышенная массивность опорных конструкций и размеры в плане старший научный сотрудник Т.В. Иванова придонной части опорных блоков МСП есть не что иное, как особый конструкторский, зачастую нормированный способ линеаризации целого ряда го пространства – моноподный опорный блок для освоения шельфовых нелинейностей, например: месторождений на глубинах более 200 м;

была запроектирована и изготовлена специальная экспериментальнелинейности диаграмм зависимости конструкционных матеная установка для исследования изменения НДС трубобетонных моноподриалов блоков МСП;

ных колонн сплошного сечения при одновременном воздействии продольнелинейности деформирования фундаментной части МСП с грунтоных и поперечных статических нагрузок вплоть до наступления критичевым основанием;

ского состояния по потере устойчивости.

нелинейности сил сопротивления, возникающих при взаимодействии было предложено расчетное обоснование моделей сжато-изогнутого конструкций МСП с водной средой – сил, обусловленных ударами волн.

трубобетонного пояса панели опорного блока МСП при проведении экспеРаботы, учитывающие те или иные частные случаи нелинейностей, риментально-теоретической оценки их несущей способности в период показали, насколько сложны эти задачи. Трудности возникают вследствие эксплуатации при проведении работ по усилению деформировавшихся того, что в нелинейных системах не выполняется принцип суперпозиции.

конструкционных элементов или при усилении чисто трубчатых опорных Если возмущающая сила Qвозм (t) разложена в ряд Фурье, то ее действие j блоков, имеющих значительный коррозионный износ;

в нелинейной системе не эквивалентно сумме действий каждого члена этобыла обоснована расчетная методика эквивалентных модулей дего ряда. Важным является также тот факт, что резонансная частота колеформации трубобетонных конструктивных элементов опорных блоков баний нелинейной системы зависит от амплитуды колебаний.

МСП, позволяющая эффективно использовать традиционные расчетные Использование различного рода линеаризаций при решении диффеметоды линейной строительной механики в методах конечного элемента ренциальных уравнений вынужденных изгибных колебаний стоек, моде(МКЭ) для учета нелинейных упругопластических деформаций трубобелирующих опорные блоки МСП, показало, что в диапазонах частот, близтонных опорных блоков;

ких к резонансным, линеаризованные решения неприемлемы.

предложен и экспериментально обоснован расчетный метод получеОчевидно, решение научных проблем, связанных с определением ния значений эквивалентных модулей деформации на основе выведенных несущей способности конструкций трубобетонных опорных блоков МСП систем дифференциальных уравнений, характеризующих НДС трубобетонпри действии квазистатических и периодических нагрузок с учетом нелиных конструкций с учетом развития упруго-пластических деформаций;

нейных факторов является актуальным.

обоснована расчетная методика исследования поведения МСП при Цель работы состоит в совершенствовании расчетного обосновагармоническом и случайном волнениях. При этом интегрально учитываетния при проектировании трубобетонных блоков МСП с целью повышения ся ряд нелинейных факторов упругопластические деформации материаих надежности и экологической безопасности, учитывающего в совокуплов; нелинейность, обусловленная учетом вертикальных перемещений ности ряд нелинейных факторов:

узлов; нелинейное взаимодействие конструкций опорного блока с морской физическую нелинейность материалов опорных блоков;

средой и основанием с учетом случайных факторов;

нелинейность взаимодействия свайного фундамента с грунтом;

выведены системы дифференциальных уравнений, учитывающих геометрическую нелинейность;

указанные выше типы нелинейностей, и составлены компьютерные провертикальное смещение сил тяжести при поперечных колебаниях;

граммы для получения численных результатов;

нелинейные взаимодействия конструкций опорного блока со слупроведены численные эксперименты, позволившие определить амчайными ветровыми морскими волнами.

плитудно-частотные характеристики нелинейных случайных колебаний В диссертации выполнено научное обоснование новых расчетных опорных блоков МСП, получены необходимые для практических расчетов методик статического расчета трубобетонных опорных блоков МСП и значения коэффициентов динамичности;

расчета их нелинейных, в том числе случайных колебаний.

обоснована теория динамического поведения МСП – трубобетонноНаучная новизна сводится к следующему:

го монопода, в поперечном сечении состоящего из нескольких стальных в качестве объекта исследования впервые были запроектированы и колец и бетонного заполнения межкольцевого пространства;

изготовлены плоские трубобетонные панели опорных блоков с бесфасовпервые представлено расчетное обоснование определения несущей ночным соединением трубчатых элементов в узлах;

способности трубобетонных опорных блоков МСП по первому предельбыла предложена новая конструктивная форма гибкого опорного ному состоянию при продольно-поперечных статических и динамических блока МСП в виде отдельно стоящих конических стоек, изготовленных из воздействиях.

стальных труб большого диаметра с бетонным заполнением межкольцево2 Достоверность результатов подтверждается использованием дос- нелинейных воздействиях путем применения результатов численного ретоверных или общепризнанных гипотез, строгими математическими мето- шения с использованием эквивалентных модулей в последующем типовом дами численного интегрирования систем дифференциальных уравнений, расчете МКЭ в варианте метода сил при квазистатическом нагружении;

экспериментальными исследованиями и сопоставлением результатов дис- обоснована актуальность исследования динамического поведения сертации с результатами, полученными другими исследователями. МСП при случайных волновых воздействиях с учетом целого ряда нелиПрактическое значение. Практическая значимость состоит в раз- нейностей в конструкционных материалах платформы, в зонах контакта работанном расчетном обосновании прочности, устойчивости и колебаний конструкций с грунтом, в силах взаимодействия с водной и воздушной трубобетонных опорных блоков морских стационарных платформ. Все средами;

теоретические результаты обоснованы и представлены в виде графиков и сформулированы цель работы, определены ее новизна, практическая табличных значений коэффициентов динамичности, удобных при проек- ценность и эффективность результатов, перспективы дальнейшего развития.

тировании. Разработанные расчетные программы позволяют вычислять решение обозначенных задач позволяет обновить и совершенствозначения эквивалентных модулей, частоты, амплитуды колебаний и учи- вать нормативную базу проектирования трубобетонных опорных блоков тывать различные нелинейные факторы в реальных проектах при расчетах МСП как решетчатых, так и моноподных.

по первому предельному состоянию. Результаты исследований использоПервая глава посвящена краткому анализу развития конструкций вались при проектировании трубобетонных ледостойких платформ во сооружений МСП как за рубежом, так и в нашей стране.

ВНИПИШельфе и технологических морских площадок в ЛенМорНИИСовременные МСП сооружаются с использованием различных маПроекте.

териалов: металла, железобетона, композитных материалов.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на семинаФункциональные свойства всех типов МСП обеспечиваются раборах кафедры «Теоретическая механика» СПбГАСУ в 1981 1985 гг., на той их конструктивной формы и, как правило, геометрия платформы, ее всесоюзной конференции «Морские сооружения континентального шельжесткостные и прочностные характеристики должны соответствовать рефа» (Севастополь 1989 г.), на научных конференциях профессорскозультатам анализа поведения сооружения под действием доминирующих преподавательского состава СПбГАСУ (2000 г., 2001 г., 2004 г., 2005 г.), силовых воздействий. Для МСП таковыми являются воздействия, связанна международной научно-технической конференции молодых ученых ные с инерционными проявлениями движения МСП – волновые, ледовые, (Санкт-Петербург, 2001 г.), на III международной конференции «Нелисейсмические, ветровые. Величина перемещения опорных конструкций нейная динамика механических и биологических систем» (Саратов 20МСП под действием динамических сил позволяет найти степень ее податг.), на международной конференции“Advanced Problems in Mechanics”, ливости.

Summer School-Conference, GAMM, (St.Petersburg, 2005), на международПриводится классификация МСП по различным признакам. Выденой конференции“Virtual Development of Products and Processes” (Magdeляются три основных группы МСП, которые определяют различные споburg, 2005), на международной конференции “Четвертые Поляховские собы расчета этих гидротехнических сооружений:мелководные МСП; глучтения», Санкт-Петербург, 2006, на Всероссийском семинаре по аэрогидбоководные платформы;гибкие сооружения.

родинамике, 5 7 февраля 2008 (Санкт-Петербург).

Мелководные платформы рассматриваются как конструкции, восПубликации. По теме диссертации опубликованы 24 научных стапринимающие статические либо квазистатические нагрузки от волн.

тьи, в том числе восемь в рецензируемых изданиях, рекомендованных Эти сооружения состояли, как правило, из двух опорных – островВАК РФ, и 2 монографии объемом 32,9 условных печатных листа.

ных сооружений. Одно предназначалось для выполнения производственСтруктура и объем работы. Диссертация состоит из введения, ных задач, другое – для обеспечения жизнедеятельности персонала. Блоки глав, заключения, приложения и списка литературы. Работа изложена на соединялись переходным мостиком. В 50-е годы глубину освоения мор302 листах, содержит 94 рисунка и 49 таблиц. Список литературы составских месторождений подобными МСП довели до 30,0 м, но при этом стали лен из 291 источника.

проявляться конструктивные недостатки: платформы имели в плане частое Краткое содержание диссертации расположение вертикальных опор с большим количеством свай, что стало Во введении представлено обоснование важности проблемы, ее вызывать значительные силовые воздействия при штормах; конструктивзначимости, сложности решения:

ные элементы в узлах соединялись с помощью листовых фасонок, и работа обоснована актуальность исследования изменения НДС комплексузла при таком решении стала определять предельное состояние конструкных трубобетонных конструктивных элементов опорных блоков МСП при ции в целом.

4 Глубоководные платформы, как новая конструктивная форма, поя- работе, в монографиях рассматриваются различные проектные решения.

вились в 60-х годах прошлого века. При глубинах месторождений от 90 до Можно отметить, что перспективным конструкционным материалом для 100 м стало применяться моноблочное стальное опорное обоснование. При них является трубобетон.

расчете таких конструкций использовались новые подходы при определе- В области проектирования, конструирования и строительства морнии силовых волновых воздействий, учитывающие уже динамические ских нефтепромысловых сооружений на акваториях морей Советского проявления в работе несущих конструкций МСП. Коренным образом изгосударства в 60 80 годы прошлого столетия определились два основных менилась технология изготовления основных опорных конструкций (блонаправления.

ков) МСП. В диссертационной работе подробно рассматриваются типы Первое, как основополагающее, сформировалось при решении задач МСП, применяемые при освоении глубинных месторождений. Показано, обустройства месторождений на шельфе Каспийского моря. Научные, кончто моноблочные, ставшие традиционными, стальные МСП, используемые структорские и проектные разработки возглавил НИПИГипроморнефтегаз на глубинах моря для Мексиканского залива более 300 м, а для условий г. Баку. Свыше 1500 платформ были изготовлены, смонтированы в море и Северного моря уже на глубинах более 100 м, становятся экономически запущены в производство по проектам института.

нерациональными не только из-за того, что возрастает масса опорного Второе направление сформировалось при освоении шельфов Черноблока, но и по причине снижения эффективности работы свайного основаго и Азовского морей. Головным институтом по этому региону стал ВНИния. В связи с этим многие нефтедобывающие компании стали использоПИшельф в г. Симферополе.

вать платформы гравитационного типа.

На примере обустройства шельфовых месторождений углеводородРаспространение получила конструктивная форма, разработанная ного топлива Каспия был прослежен процесс совершенствования констнорвежскими компаниями “A/S Hoyer Ellison”, известная как “Condeep” руктивной формы МСП.

(тип А; В; С) (см. рис. 1).

В 1934 году впервые в мире в районе о. Артема начинается сооружение металлических стационарных платформ эстакадного типа на бурозаливных сваях конструкции Н.С. Тимофеева. Конструктивно общая схема эстакады решалась в виде чередующихся самостоятельных участков длиной до 112 м, отделенных один от другого температурными швами.

Основными конструктивными элементами эстакад являются пролетные строения и опоры. Опоры монтировались из металлических балок и ферм.

Рис. 1. ГБП Condeep:

Использовался профильный и трубный прокат.

а – общий вид; б – разрезы; 1 – верхние своды Дальнейшее развитие конструктивных форм отечественных МСП ячеек; 2 – обратные для незамерзающих морей практически не отличалось от зарубежных ана(нижние) своды;

логов. Опорные блоки изготавливались по современным (на то время) тех3 – железобетонная обонологиям. Два самых современных завода в Баку и Ленинграде позволяли лочка; 4 – стальная изготавливать эти конструкции высотой до 250 м.

оболочка;

Особенностями освоения шельфа Азовского и Черного морей было 5 – буровая шахта;

то, что в регионах месторождений на Азовском море в суровые зимние 6 – эксплуатационная периоды температура снижалась до –36°С. Средняя толщина льда в море шахта достигала 50 см. Максимальное число дней со льдом в Азовском море доПри создании новых конструктивных форм МСП для работы на ходило до 140 - 150. Северо-западная часть Черного моря (глубины 30 шельфе с глубинами в несколько сот метров определились следующие 40 м) в зимнее время также подвергалась замерзанию. Вследствие этого направления:

платформы для Азовского моря и замерзающей части Черного моря должиспользование при строительстве более дешевых конструктивных ны были проектироваться с учетом действия льда, если предполагалась их материалов, а с ними и более простых технологий. Это направление хараккруглогодичная эксплуатация.

теризовалось применением железобетона и различных комбинаций стали и Для решения этой проблемы ВНИПИшельф предложил несколько бетона.

вариантов ледостойких платформ. Первые платформы имели независимые Гибкие платформы, как новая конструктивная форма, предполагаетопорные ледостойкие колонны, изготовленные из стального листового и ся к использованию на глубинах освоения более 300 м. В диссертационной 6 продольного проката. В зоне действия льда толщина листового проката достигала 25 см. Оголовки несущих опорных колонн на уровне верхнего строения связывались системой перекрестных балок. Эти варианты компоновки ледостойких МСП характеризовались повышенным расходом стали и высокой трудоемкостью. Ведущие ученые ВНИПИШельфа Рыжаков Н.Н., Берникер Я.С., Ажермачев Г.А. и др. в 1987 1989 гг. предложили более технологичный и ресурсосберегающий вариант, который был реализован при строительстве ледостойкой МСП “Каркинитская-19”. Это Рис. 2. Трубобетонный опорный блок морское гидротехническое сооружение состояло из двух опорных блоков кольцевого сечения (производственного и жилого), соединенных переходным мостиком длиной 50 м. Глубина моря в месте установки – 28 м. Опорный производстВо второй главе приводится теоретическое обоснование расчета венный блок имел размеры в плане 31х20 м с шестью опорными колоннанесущей способности трубобетонных опорных блоков МСП по первой ми из труб 1420х15,7 мм, через которые были забиты сваи диаметрами группе предельных состояний при кратковременном нагружении продоль1020х11 и 812х22 мм в дно на глубину 30 м.

ными и поперечными силами по потере общей устойчивости, а также даетВсе опорные колонны были заполнены бетоном, что собственно и ся методика определения переменных жесткостных характеристик трубосоздало эффект ледостойкости. Аналогов подобного решения конструкции бетонных конструктивных элементов при расчете пространственных ледостойкой платформы в мировой практике не было.

опорных блоков МКЭ. Эти характеристики назвали эквивалентными моИспользование таких конструкций определило новое прогрессивное дулями.

направление в научных конструкторских и проектных разработках инстиПрактика эксплуатации и экспериментальные исследования поведетута. Эта конструктивная форма становится перспективной при освоении ния смонтированных МСП показали, что для установления истинного шельфов северных морей.

уровня предельного загружения опорных блоков МСП как вертикальными Автором диссертационной работы был предложен вариант трубобенагрузками постоянного действия, так и поперечными кратковременными тонного опорного блока МСП. За аналог была принята платформа «Conнагрузками необходимо при расчете этих конструкций учитывать нелиdeep» (см. рис. 1), только вместо железобетонных опорных колонн преднейное поведение даже стальных конструктивных элементов.

полагалось использовать трубобетонные, состоящие в поперечном сечении При расчете таких сооружений встречаются два типа нелинейноиз нескольких стальных колец с межтрубным бетонным заполнением (см.

рис. 2). Исследование предложенной конструктивной формы опорного стей, первый из них связан с нелинейностью зависимости 0(), котоблока выполнялось в соответствии с программой министерства нефтяной рой характеризуется работа материала конструкции в упруго-пластической промышленности СССР. В исследовании отмечается, что конструктивные стадии. Второй тип связан с геометрической нелинейностью, когда переположительные особенности сталебетонных конструкций проявляются и в мещения конструкций вызывают значительные изменения ее геометрии и сравнении с традиционными железобетонными: большая несущая способуравнения равновесия необходимо уже составлять для деформированного ность при наличии растягивающих напряжений, особенно при изгибе, сосостояния. Учет любого из этих двух типов нелинейности приводит к похранение водонепроницаемости, высокая деформативность, энергопоглолучению разрешающей системы уравнений, содержащей нелинейные отщение под нагрузками, а также высокая технологичность.

носительно неизвестных члены. Присутствие в уравнениях нелинейных Было установлено, что в настоящее время отсутствуют теоретичечленов не позволяет получить их решение в замкнутом виде подобно тому, ские и экспериментальные исследования трубобетонных конструкций как в случае расчета линейных систем. В этом случае выбор выражений, опорных блоков при одновременном действии продольных и поперечных аппроксимирующих закон изменения напряжений по объему конечного нагрузок при нелинейных проявлениях процесса деформирования констэлемента, является одним из наиболее ответственных моментов в общей руктивных элементов; отсутствуют методы быстрого и адекватного аналипроцедуре МКЭ. Наибольшие трудности расчета стержневых систем связа динамического поведения МСП при периодических силовых воздейстзаны с учетом физической нелинейности. Отсутствие общей теории прочвиях волн. Такое положение тормозит разработку конструкций трубобености, достоверно описывающей НДС элемента, не позволяет прослежитонных МСП для отечественного континентального шельфа.

вать процесс деформирования до разрушения без использования условных моделей. Даже при расчетах металлических конструкций в упруго8 пластической стадии деформирования, при условии неизменного попереч- Интегральный модуль деформации бетона позволяет определить ного сечения, расчет по МКЭ остается сложным и трудоемким процессом. жесткость сечения железобетонных стержней. Указанная жесткость отраБольшой вклад в развитие нелинейных теорий деформирования жает нелинейность, неравномерность, анизотропию деформирования беконструкционных материалов внесли отечественные и зарубежные иссле- тона и железобетона и зависит от уровня, режима и длительности нагрудователи. Р.А. Арутюнян, В.В. Болотин, А.А. Гвоздев, Г. Генки, Дж. Грин, жения и т.п.

А.А. Ильюшин, А.Ю. Ишлинский, Т. Карман, Г. Киргоф, В.В. Новожилов, Анализируется метод определения интегрального модуля деформаВ. Прагер, Ю.Н. Работнов, Р.С. Санжаровский, В.И. Феодосьев, Р. Хилл и ций В.М. Бондаренко. При этом устанавливается, что предложенный им др. разрабатывали нелинейные теории упругости и пластичности; алгоритм определения параметра EI для каждого шага загружения путем Н.Х. Арютунян, Г.В. Васильков, С.С. Вялов, Ю. Зарецкий, А.А. Ильюшин, последовательных приближений довольно сложен и имеет ряд условноБ.В. Победря, И.Е. Прокопович, Ю.Н. Работнов, А.Р. Ржаницин и др. изу- стей, снижающих достоверность результатов вычислений.

чали и разрабатывали решения вязкоупругих и вязкопластичных задач. Эти недостатки исправляются применением результатов предлоВопросам определения предельных нагрузок посвящены работы Г. Баха, женного теоретического исследования изменения НДС сжато-изогнутых Н.И. Безухова, А.А. Гвоздева, Д.И. Герстнера, Б. Нила, Сен-Венана, трубобетонных стержней в нелинейной постановке при заданном законе Дж. Фриге, А.Р. Ржаницина, П.Ф. Папковича и др. изменения внешнего квазистатического загружения.

Теория предельного равновесия описывает только конечную стадию С использованием общепризнанных гипотез (изгиб стержня происработы системы, реальные же стержневые конструкции до такого пре- ходит в плоскости действия нагрузок, для конструкционных материалов дельного состояния (по разрушению), как правило, под действием экс- используется диаграмма Прандтля, расчетные сечения при деформироваплуатационных нагрузок не доходят. Для них характерно предельное со- нии остаются плоскими, бетон не работает на растяжение, инерционные стояние (в частности, для сжатых элементов) по потере общей устойчиво- составляющие отсутствуют, поскольку нагрузки возрастают постепенно – сти. Деформационная картина в этом случае характеризуется упруго– пошагово), был разработан алгоритм численного решения системы диффепластическими деформациями. ренциальных уравнений деформирования стержня, когда при любом уровне Ряд исследователей устанавливают связь между обобщенными де- нагружения в n-ом сечении ik-го стержня вычисляются значения краевых формациями и силами при нелинейной зависимости в двух вариандеформаций 1п и 2п, а также величины прогибов yn и для этих значений тах – с помощью секущего или касательного модулей упругости. Бондасправедливо приближенное выражение кривизны ренко В.М. отметил, что нелинейность деформирования материала предо1 2in 1in пределяет различие модулей деформации в точках с разными напряжения yin" (1) ми, для того чтобы оценить реальную деформативность элементов следует in 2R оперировать не различными модулями деформаций, а единым, который бы В основу теоретического решения задачи по определению НДС сжатоучитывал уровень его напряженного состояния и отражал нелинейность, изогнутого трубобетонного стержневого элемента опорного блока были понеравновесность и все другие важнейшие особенности деформирования ложены результаты исследований Трулля В.А. и Санжаровского Р.С.

материала конструкций. В.М. Бондаренко такой модуль назвал интегральДеформационная картина определяется на каждом шаге численного ным модулем деформации. Предлагаемая им методика интегральных оцеинтегрирования, и предельное состояние стержня определяется при таком нок основана на приемах сопротивления материалов, и поэтому рассматуровне внешнего силового воздействия, когда наступает неустойчивое ривает не элементарные объемы тела, а деформации и равновесия целых нарастание деформационного движения стержня. В этот момент достигнуего частей, выделенных сечений. Основными допущениями при такой потый уровень нагрузки и деформаций соответствует критическому состоястановке задачи, являются допущения о характере искривления поперечнию – “потере общей устойчивости”.

ных сечений и об эпюре нормальных напряжений. В стержне длина котоПри расчете панелей опорных блоков методом сил в МКЭ при сорого во много раз больше размеров поперечного сечения, касательные наставлении матриц податливости первого рода используются локальные пряжения существенно меньше изгибных нормальных напряжений, а давхарактеристики отдельных стержней EFik, а при составлении матриц ление между волокнами минимальное. Вследствие этих особенностей поперечные сечения стержня мало искривляются, и как известно, можно податливости второго рода EJ, где E модуль упругости материаik приблизительно исходить из гипотезы плоских сечений и в случае неупрула, Fik и Jik геометрические характеристики расчетных сечений:

гих деформаций.

площадь и момент инерции. Эти характеристики меры сопротивления 10 чисто стальных стержней в упругой стадии их деформирования легко Программа исследований включала в себя изготовление экспериопределяются. Для трубобетонных же конструктивных элементов эти ментальных образцов трубобетонных опорных колонн и ферменных конхарактеристики являются переменными величинами и, как указывалось струкций (моделей реально проектируемых конструкций); опытное опревыше, их значения можно вычислить по компьютерной программе для деление физических параметров (диаграммы ) для стали и бетона в фиксированных шагов нагружения в каждом стержне опорного блока составе трубы; экспериментальные исследования сжато-изогнутых одидля наиболее нагруженного сечения с использованием максимальных ночных колонн, а также решетчатых панелей опорного блока МСП при значений 1 и 2.

квазистатическом нагружении. Во всех случаях проводилось сравнение теоретических и экспериментальных результатов. Подробное описание Для трубобетонных конструкционных элементов ввели характери* * используемого оборудования, методики проведения экспериментов и постики D1ik и D2ik, являющиеся обобщением характеристик EFik и EJ на ik лученных результатов содержится в монографиях. При испытаниях сослучай деформирования в нелинейной стадии. Такие характеристики назваблюдались геометрическое, механическое и физическое подобия. Вариан* * ли эквивалентными модулями первого и второго рода D1 и D2.

ты загружения образцов трубобетонных опорных колонн приведены в В расчетном сечении n действуют главный вектор Рвн и главный мо- табл. 1. Там же даны их основные геометрические и механические характеристики.

m () мент Мвн, определяемые по эпюре нормальных напряжений и Все трубобетонные стойки, испытываемые по различным вариантам связанные с эквивалентными модулями.

загружения, имели одинаковую схему размещения приборов, регистри* Pвнn ()dF D1n ;

n рующих напряженно-деформированное состояние образца. При проведе F нии экспериментального исследования одновременного продольно* " поперечного воздействия нагрузки на стержень использовалась специальMвнn ()z dF D2n yn (2) n но разработанная и изготовленная установка.

F Основным результатом численного решения, как и экспериментальВ работе приведены аналитические выражения Рвнп и Мвнп для разного исследования, является величина критической нагрузки, при которой личных стадий деформирования трубобетонных опорных колонн МСП.

колонна теряет устойчивость. Для описанных исследований величины После некоторых преобразований (1 и 2) в сечении получим для ik этих сил приведены в табл. 2.

стержня при определенном уровне загружения эквивалентный модуль перОтмечается, что предельное состояние конструктивных трубобетонвого рода:

ных элементов наступает при ярко выраженных нелинейных проявлениях Pвнn * нарастания деформаций и прогибов при потере общей устойчивости.

D1n (3) 21n 2n Для оценки степени достоверности в определении жесткости расчетных сечений трубобетонных конструктивных элементов с помощью Для этого же уровня загружения в том же сечении получим эквиваэквивалентных модулей была выполнена математическая обработка релентный модуль второго рода:

зультатов экспериментальных исследований НДС по показаниям тензо2RMвнn * (4) D2n датчиков и по величинам прогибов в расчетных сечениях для каждого 1n 2n уровня загружения. Сравнение экспериментальных и теоретических велиИспользуя шаговую процедуру нагружения стержневых конструкчин продольных деформаций выполнили с использованием обобщенных ций опорного блока квазистатическими вертикальными и поперечными характеристик величин вторых производных. В качестве примера на рис. * нагрузками, на каждом шаге по программе определяем значения D1n и приведен график изменения y в расчетных сечениях К 2.

* D2n по (3) и (4), которые используются затем как жесткостные характериСогласованность экспериментальных и теоретических величин постики стержней блока для следующего шага расчета в методе сил МКЭ по зволяет сделать вывод об адекватном описании процесса деформирования стандартным программам вплоть до потери устойчивости. разработанной теоретической моделью и о правомочности использования Третья глава посвящена экспериментальным исследованиям изме- при расчете МКЭ решетчатых пространственных опорных блоков МСП, нения НДС трубобетонных колонн и плоских панелей пространственных включающих трубобетонные элементы, жесткостные характеристики – трубобетонных опорных блоков МСП под действием продольных и попе- эквивалентные модули.

речных квазистатических нагрузок.

12 Таблица 1 По мере старения платформ, установленных на глубоководных ме№ Маркир Варианты загружения Краткие характеристики Основные характеристики сторождениях все больше ощущается потребность в разработке новых месхемы овка (эскизы) параметров загружения колонн колонки тодов ремонта. Одним из направлений усиления стержневых элементов платформ в процессе эксплуатации является использование технологий по 1 К1 e1 = e2; g = 0.

заполнению полого пространства труб цементным раствором или бетоном.

L = 2900 мм; lр =3000 мм S = 375 мм; R = 109,5 мм 2 К2 e1 e2; e1 e2 > 0; g = 0. Разработки, проведенные в гл. 2 и 3 позволяют выполнять расчет сжатоFст = 40,17 см2;

Fг = 336,5 см2;

изогнутых стержней на любой стадии деформирования (распечатка проJст = 2278 см4;

3 К3 e1 e2; e1 e2 < 0; g = 0.

граммы приведена в приложении к диссертационной работе). В процессе Jг = 9012 см4;

Ес = 2,1106 кгс/см2 (1105Па);

расчета имеется возможность в каждом расчетном сечении по длине Е = 2,75105 кгс/см2 (1105Па);

4 К4 e1 = e2; e1 e2 > 0; g 0.

стержня вводить любые характеристики трубобетонного стержня: различт = 2820 кгс/см2 (1105Па);

= 410 кгс/см2 (1105Па);

т ные толщины труб; различные диаметры; количество труб в поперечном 5 К5 e1 e2; e1 e2 > 0; g 0. т = 1,3410-3;

сечении; степень заполнения внутреннего пространства бетоном либо дру = 1,5610-3;

т гим заполнителем, а также необходимые механические характеристики 6 К6 e1 e2; e1 e2 < 0; g 0.

материалов. Показано, что зная величины перемещений в поперечном направлении оси стержня в расчетных сечениях, вызванные изгибом, можно по разработанной методике вычислить кривизну стержня, определить Таблица краевые фибровые деформации 1 и 2, и с их помощью рассчитать значеПоперечная Продольная Разница ния Pвн и Мвн.

Номер Эксцент- Эксцент- критическая критическая между Для изучения процесса развития напряженно-деформированного вари- риситет риситет нагрузка нагрузка теор. и анта 1 (мм) 2 (мм) (тонн/м) (тонн/м) состояния трубобетонных стержней в составе конструкции опорного блоэкспер.% теорет. экспер. теорет. экспер.

ка, а также с целью проверки разработанной расчетной методики были К1 85.0 85.0 89.0 82.5 8.5 проведены модельные испытания конструкции опорного блока МСП. РасК2 60.0 30.0 125.0 130.0 4.0 сматривался сжатый пояс трубобетонной фермы плоской панели опорного блока МСП.

К3 60.0 158.0 170.0 7.34.Целью эксперимента являлось определение величины несущей споК4 60.0 60.0 0.298 0.320 84.0 90.0 6.собности комплексного элемента с заданными характеристиками и опреК5 60.0 30.0 0.341 0.373 98.0 105.0 6.деление максимального значения внешнего узлового и внеузлового силоК6 60.0 0.447 0.462 126.0 130.0 3.30.вого воздействия.

Для испытаний были подготовлены две фермы Ф1 и Ф2. Механические характеристики материалов конструкции приведены в табл. 3.

Подобные трубобетонные конструкции опорного блока проектировались и изготавливались впервые (их описание – в монографии).

Таблица Механические характеристики испытываемых конструкций Эл-ты Диам., Длина, т, Бетон Rкуб,, т фермы мм мм МПа марки МПа МПа 1 140х4 1500 Рис. 3. График изменения Y 2 1500 300 33,5 4в расчетных сечениях К2 при 3 10 296,различных уровнях нагружения:

114х4,1 – кривые построенные по эксперимен4 1060 300 33,5 4тальным значениям; 2 - кривые построен5 7 ные по теоретическим значениям 1 и 14 В четвертой главе выполняется обзор расчетных методов динамического поведения МСП, приводятся основные результаты исследований силового воздействия ветрового волнения на шельфовые гидротехнические сооружения. Работы отечественных ученых Алешкова Ю.З., Барштейна М.Ф., Гайдук О.А., Глуховского Б.Х., Иванова С.В., Каплуна В.В., Каскарсона А.А., Кутлова Ю.М., Майорова Ю.Б., Мирзоева Д.А., Мищенко С.С., Фуртенко В.П., Халфина И.Ш., Хаскинда М.Д., Шестакова Ю.Н. и др., а также иностранных ученых Джонсона, Морисона, Гаррисона и др.

позволили разработать методику расчета горизонтальных нагрузок от регулярных волн при обтекании опоры плоскопараллельным неустановивРис. 4. Схемы приложения нагрузок и размещение приборов шимся потоком идеальной жидкости при модели жесткого основания.

на модели панели опорного блока МСП:

При определении волновых нагрузок на податливое гидротехниче 1 растянутый нижний пояс без бетона; сжатый верхний трубобетонный пояс;

ское сооружение расчет значительно усложняется и даже при регулярном 3 – растянутый раскос; 4 – сжатый трубобетонный раскос; 5 – трубчатая стойка волнении требует применения численных методов, поскольку при обтекании волнами податливой опоры возникают колебания последней и уже Проверочные расчеты выполнялись по двум расчетным схемам.

требуется учитывать не абсолютные значения скоростей и ускорений часСтержень принимался шарнирно опертым, но в напряженном состоянии, тиц жидкости, а относительные скорости и ускорения между частицами соответствующем реальным условиям работы этого элемента в конструкжидкости и соответствующими точками опоры. Представление силового ции. По первой расчетной схеме расчетная длина стержня была принята давления на опоры МСП от регулярных волн с постоянными расчетными равной геометрической длине панели. По второй расчетной схеме – параметрами не отражает истиной природы ветрового волнения, которое расстоянию между нулевыми точками на эпюре моментов.

всегда нерегулярно. Факторы, обуславливающие нерегулярное волнение, В первом случае продольная нагрузка прикладывалась с эксцентриимеют случайную природу как в начальной фазе возмущения, так и в длиситетами е1 и е2. Действие концевых моментов противоположно действию тельном постоянном движении свободной поверхности.

поперечной силы.

Обоснованием решения задачи и разработкой инженерных методов По второй расчетной схеме продольная сила Nn приложена со слурасчета воздействия случайного волнения на обтекаемые преграды и сочайным эксцентриситетом оружения сквозной конструкции в нашей стране занимались Алешков m 0,Ю.З., Барштейн М.Ф., Лужин О.В., Каспарсон А.А., Крылов Ю.М., Фур1тенко В.П., Халфин И.Ш. и др. За рубежом – Pison W.J., Holmes P., BorgПоперечная нагрузка для обеих расчетных схем принималась равman L.E. и др.

номерно распределенной, эквивалентной по действию сосредоточенной Согласно спектральной модели, колебания взволнованной поверхвнеузловой силе.

ности описываются суммой большого числа гармонических колебаний с Результаты решения по двум схемам приведены в табл. 4.

разными частотами, случайными амплитудами и фазами. В этом случае Таблица волновой процесс в точке может быть охарактеризован энергетическим (1x10-1 кН) Nпр.т (1x10-1 кН) Nэкс Nэкс Pэкс Pэкс Pт.с.

спектром. Расчет нагрузок в диссертации проводится на основе исследова№ экс. I II N NII экс. I II PI PII ний Ю.З. Алешкова.

I Известные методы анализа случайных колебаний МСП дают возФ-1 41,75 0,91 0,94 10,5 0,94 0,можность определять вероятностные характеристики НДС системы и по11,21 10,Ф-2 44,75 46,0 44,5 0,97 1,01 12,5 1,11 1,лучать информацию о ее статистических свойствах, важную для оценки надежности МСП на основе коэффициентов динамичности.

Сравнивая теоретические результаты с экспериментальными, можно Рассматривается уравнение вынужденных колебаний системы вида заключить, что принятые расчетные схемы позволяют с достаточной для, mx F(x, x) f (t) инженерной практики точностью определить величины критических нагрузок сжато-изогнутых комплексных стержневых элементов конструкций где нелинейная функция такова опорных блоков МСП при усилении трубчатых элементов бетоном.

;

F(x, x) F1(x) F2 (x) 16 Однако даже для сооружений наземного типа методы расчета оса;

F (x) c x c x F2 (x) d1x d2 x2.

1 1 док различных свайных фундаментов недостаточно разработаны. Это объДанное уравнение не имеет (в общем случае) аналитического решеясняется тем, что чрезвычайно сложно учесть многочисленные факторы, ния даже для детерминированного воздействия f(t). Для исследования влияющие на несущую способность и осадку свай при их работе в составе колебаний нелинейных систем при случайном воздействии часто испольразличных свайных фундаментов и в различных грунтовых условиях. Мезуется метод статистической линеаризации, который заключается в замене тоды расчета горизонтально нагруженных свай разделяют на две группы:

нелинейной случайной функции F (x, ) линейной x методы определения несущей способности горизонтально нагру F(x, x) F0 a0 a1x0 a2x0;

женных групп свай со свободной головой;

методы расчета горизонтально нагруженных свай, как рамных систем.

где x0 и – центрированные случайные функции. Коэффициенты аi опре xПоследние методы применяются, в основном, при расчете фундаделяются из условия минимума дисперсии случайной функции ментов гидротехнических сооружений и свайных опор МСП. Отмечается, F F(x, x) Fчто сваи МСП являются по существу одномерными линейными телами, и для них лучшим расчетным методом будет являться расчет, использующий Если колебания стационарные, но нелинейные, то дисперсия F равна метод нелинейных коэффициентов постели независимо от механических 2 M(F) a x a x ] f (x, x)dxdx, [F(x, x) a0 1 0 2 0 1 свойств окружающего грунта. Работы Кузнецова В.В., Колесникова Ю.М., Курилло С.В., Левачева С.Н., Хрунова И.В. и др., иностранцев Poulos H.G., где – совместная плотность распределения вероятности x и . Эта f1(x, x) x Reese L.C. и др. обосновали использование метода «коэффициента отпофункция неизвестна. Принятие допущения, что имеет вид нор f1(x, x) ра», который представляет собой отношение погонного вертикального отпора грунта q к осадке соответствующего участка сваи. Этот коэффимального закона распределения независимых величин функций, позволяет циент зависит не только от , но и от глубины z.

найти коэффициенты линеаризации аi. В результате численных экспериментов установлено, что в окрестности резонанса линеаризация приводит k0 к ошибочным качественным выводам. Понятно, что такой прием линеари q , (5) m m зации, используемый при анализе случайных колебаний опорных блоков 1 k0 МСП, может дать неверные результаты при установлении величины коэф qпр фициентов динамичности.

Податливость конструкций МСП при силовом волновом воздействии зависит не только от ее жесткостных характеристик, но также и от где k0 – начальный коэффициент отпора; qпр – предельное вертикальное величин перемещений фундаментов. На сваи платформ передаются значисопротивление; m – степенной показатель, который зависит от грунтов.

тельные как продольные, так и поперечные усилия. Горизонтальные наТочные методы расчета колебаний упругих систем являются достагрузки достигают 20% от вертикальных. Сваи погружают на глубины 1точно громоздкими даже при расчете сравнительно простых конструктиви более метров. В этом случае необходимо учитывать нелинейную дефорных элементов. Проблема может разрешиться путем разработки методов мируемость неоднородного грунтового основания, комбинированный харасчета, позволяющих рассматривать приближенно колебания сложных рактер внешних нагрузок, пространственный характер их приложения.

строительных систем. Известен инженерный прием прямой дискретизаВ последние годы методы расчета, проектирования и строительства ции, проводимый на стадии формирования расчетной модели. Конструксвайных фундаментов характеризуются значительным прогрессом. Теореция в этом случае заменяется системой связанных между собой твердых тические основы методов расчета свай разрабатывались отечественными тел. Конечное число степеней свободы элементов в модели позволяет исучеными. Это Абелев М.Ю., Березанцев В.Г., Вялов С.С., Гольдин А.А., пользовать при выводе уравнений аппарат аналитической механики, в чаГольдштейн М.Н., Горбунов-Посадов М.И., Долматов Б.И., Егоров К.Е., стности, уравнения Лагранжа II рода. Для определения положения колебЗарецкий Ю.К., Малышев М.В., Соколовский В.В., Ухов С.Б., Флорин лющейся платформы в пространстве используются обобщенные координаВ.А., Цытович Н.А. и многие другие. Большая роль в систематизации реты q1, q2…, qm.

зультатов исследований и в совершенствовании методов расчета принадВ матричной форме уравнения малых колебаний имеют вид:

лежит Барвашову В.А., Бартоломею А.А., Глушкову Г.И., Голубкову В.Н.,, (6) a q b q c q Q Снитко Н.К., Федоровскому В.Г. и др. 18 где, и – матрицы коэффициентов инерции, коэффициентов дис- где T и П кинетическая и потенциальная энергии системы, А виртуa b c альная работа внешних сил, не имеющих потенциала.

сипации и коэффициентов жесткости системы; {q}, { q } и { q } – векторы обобщенных координат, скоростей и ускорений; {Q} – вектор обобщенных возмущающих сил.

Для нелинейной системы уравнения Лагранжа П рода принимают вид d T T, (7) Qk d t gk gk где Qk обобщенная сила, состоящая из консервативных сил, сил сопротивления и возмущающих сил Qk Qkконс Qkсопр Qkвозм. (8) В случае малых колебаний система (7) переходит в линейную сисРис.5. Схематическая модель МСП тему (6). В нелинейном случае каждое слагаемое в правой части (8) представляет собой сложную нелинейную функцию обобщенных координат, скоростей и времени. Эти функции обсуждаются в главе 5.

Сложность учета упругопластических деформаций породила ряд предложений (Ишлинского А.Ю., Сорокина Е.С., Пановко Д.Г., Фойгта) по теоретической аппроксимации опытных закономерностей. В работе используется гипотеза Сорокина Е.С.

Для исследования динамического поведения как для стержневых, так и для моноблочных оснований была выбрана расчетная схема платформы, приведенная на рис.5.

Здесь O1 и OL – точки крепления упругой линии стойки к основанию и к платформе: ось O1x вертикальна, а оси O`1y и O1z горизонтальны и выбраны таким образом, чтобы плоскости O1xy и O1xz были главными плоскостями изгиба стойки; C1 и Cl центры инерции основания (вместе с присоединенной массой грунта) и платформы; xc1; yc1; zc1 координаты точки C1 в недеформированном положении ( (xc1 0) ; xcl; ycl; zcl координаты точки Cl относительно точки Ol в недеформированном положении (xc1 0) ; далее hl высота основания, l высота стойки.

Рассматривается простейший случай симметричной платформы, при котором малые колебания разделяются на поперечные колебания в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях Oxy и Oxz, на крутильные колебания (вокруг оси Ох) и на продольные (вертикальные) колебания.

Для вывода уравнений используется вариационный принцип Остроградского-Гамильтона, согласно которому уравнения движения и граничные условия получаются из известного соотношения.

t, П)dt A Рис.6. Блок-схема алгоритма расчета колебаний трехслойной трубчатой (T tконструкции (одномодовое приближение) 20 Предлагаемый метод исследования и сопровождающие его вычис- блока считались абсолютно твердыми телами. Решетчатая конструкция лительные программы пригодны для исследования динамики конструкций опорного блока моделируется эквивалентной стойкой, несущей сосредоторешетчатых и трубобетонных опорных блоков при изменении параметров ченные и распределенные массы. Ярусы между решетками в блоке модев широком диапазоне. лируются упругими балками, работающими на изгиб и на сдвиг в плоскоДля исследования динамического поведения моноподной трубобе- стях упругой симметрии, а также на растяжение и на кручение. Для опретонной конструкции опорного блока МСП был составлен ряд программ, деления эквивалентных жесткостей балки, моделирующей ярус, исходили учитывающих все указанные типы нелинейностей. Блок-схему алгоритма из предположения о недеформируемости решеток, которые могут лишь расчета колебаний и коэффициентов динамичности см. на рис. 6 (распе- перемещаться и поворачиваться друг относительно друга, и учитывали чатка компьютерной программы приведена в приложении к диссертацион- только жесткости стержней (труб) яруса на растяжение-сжатие, пренебреной работе). гая их жесткостями на изгиб.

В пятой главе с использованием теоретического обоснования рас- При колебаниях в воде к массе элементов конструкции добавлялись четных методов четвертой главы выполняется динамический расчет ре- присоединенная масса воды, а также масса воды внутри труб.

шетчатых стальных опорных блоков МСП и трубобетонных конических В случае симметричной платформы малые колебания разделяются моноподов с трехслойным поперечным сечением. на поперечные колебания в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях Оху и Oxz, на крутильные колебания (вокруг оси Ох) и на продольные (вертикальные) колебания. Здесь приводятся уравнения поперечных колебаний в плоскости наименьшей жесткости. Эти уравнения учитывают влияние осевого сжатия, инерцию поступательного и вращательного движения и сдвиг поперечных сечений. Без учета этих факторов система (9) переходит в уравнение колебаний балки.

волн y yxu,tt Qy Fy, Qy ESсд, y u y, (9) волн z jzxy,tt My Qz y Qy My, My EIизy, x u(x,t), y (x,t), (x,t) где — горизонтальное перемещение оси, угол y Рис. 7. Конструкция поворота поперечного сечения и угол сдвига, yx и jzx — сумма раси ее основная математическая пределенной и сосредоточенной масс и моментов инерции стойки (вместе модель с присоединенной массой воды). Потери в материале блока учитываются Решетчатый опорный блок (см. рис. 7, справа) состоит из по гипотезе Сорокина. Систему (9) дополняли граничными условиями при N систем горизонтальных стальных стержней трубчатого сечения (решеток) x 0 и при x l, которые имеют смысл уравнений поступательного и и систем (почти) вертикальных и наклонных стержней (ярусов) Рас- вращательного движения верхнего строения и фундамента. В уравнения N движения фундамента входит нелинейная сила взаимодействия с грунтом, стояние между соседними решетками одинаково и равно м, а полная H которую приняли в следующем виде, полученном из (5) высота панели блока l = 250 м. Блок является прямоугольным в плане с разmy 1 my мерами вверху 60х49 м. и внизу — 110х99 м. Вес блока 21560 т.

u1* (10) Начало системы координат Oxyz помещается в центре нижней реFyгр cy u1* 1 , u1* u1 hy* y1, uкр шетки, которая жестко соединена с фундаментом. Ось Ох направлена вер тикально вверх, а оси Оу и Oz горизонтальны, причем приближенно предгде cy начальный (касательный) коэффициент горизонтального отпора, полагается, что плоскости Оху и Oxz являются плоскостями симметрии показатель степени my 0 характеризует свойства грунта.

фермы, а плоскость Оху — это плоскость наименьшей жесткости.

Верхнее строение и фундамент моделировалась абсолютно твердыПервым этапом исследований динамики конструкций являелся анами телами, жестко скрепленными с опорным блоком. Взаимодействие лиз различных видов (изгибных в двух плоскостях, крутильных и профундамента с грунтом принимается нелинейным вязко-упругим. Решетки дольных) малых свободных колебаний. Было установлено, что изгибные 22 колебания можно исследовать с использованием одномодового приближе- Свободная поверхность плоской гармонической волны малой амния. В таблицах диссертации представлены результаты расчетов первой плитуды a, движущейся со скоростью c в горизонтальном направлении частоты при изменении различных параметров:

описывается выражением массы верхнего строения y, t acosky ct a cosk y t, (12) изменения высоты центра тяжести верхнего строения;

где L 2 / k — длина волны. Скорость и ускорение воды затухают вместе массы фундамента;

с глубиной h жесткости грунта на сдвиг в горизонтальной плоскости;

жесткости грунта при повороте фундамента.

vx a ek h sink y t, vy a ek h cosk y t Проведенный анализ показал, что наибольшее влияние на изменеwx a 2 ek h cosk y t, wy a 2 ek h sink y t (13) ние первой частоты собственных колебаний блока МСП оказывают масса верхнего строения и угловая (поворотная) жесткость грунта. При формиРассматривалось также воздействие на конструкцию плоского случайровании приближенных моделей осевым сжатием и сдвигом можно преного стационарного волнения, которое моделируется суперпозицией гармонебречь, инерцию же вращения, как верхнего строения, так и поперечных нических волн (12) со случайными амплитудой и фазой a() () сечений блока следует учитывать.

волн Функции Fyволн и M в системе (9) описывают силу и момент y,t acosky t d, k , (14) y g волнового давления на стойку. При описании волнового воздействия был где случайная фаза равномерно распределена на промежутке ( 0,2 ), () принят ряд упрощающих предположений. Во-первых, считалось, что вода a() глубокая, т.е. игнорировалось условие, что скорость воды на дне равна а распределение амплитуды дается спектральной плотностью нулю. Это допущение для блока высотой 250 м. приемлемо при длинах. Используемый здесь метод моделирования основан на каноS a2 волн L 500 м. Опорный блок состоит из стержней, имеющих форму круническом разложении случайного процесса.

говых цилиндров. Считали, что силовое воздействие на цилиндр (состояПри расчетах использовались стандартные данные о спектральной щее из инерционной и скоростной составляющих) определяется лишь плотности высоты волн.

нормальной к оси цилиндра составляющей относительного ускорения или a3 Tc 6относительной скорости воды. При этом искажающим воздействием ос , (15) S 98,2 exp 5 тальных цилиндров на волновое поле вблизи данного цилиндра пренебре- Tc Tc гали. Сделанные допущения позволили в явной форме оценить распредегде a3 — высота волн 3%-ой обеспеченности; Тс — средний период волн.

ление сил и моментов воздействия воды по высоте опорного блока МСП.

При рассмотрении вынужденных изгибных колебаний в плоскости В связи со значительной протяженностью конструкции в горизонтальном Оxy. Использовались два приближенных подхода – одномодовое приблинаправлении (50 100 м) учли интерференцию волн, т.е. разность фаз волжение (рис. 5) и моделирование конструкции 11-ю телами (рис. 7), соединового воздействия на передние и задние по отношению к распространению ненными между собой и с грунтом вязкоупругими связями.

волны элементы блока. Далее использовалась линейная теория малых волн.

При одномодовом приближении решение (9) представляется в виде Силовое воздействие F0 волны на участок цилиндра единичной Ux, t u xqt, x, t xqt, (16) длины согласно работе Алешкова Ю.З. равно где функции u(x) и (x) описывают первую форма свободных колебаний 1 D2 линеаризованной системы (9), а функция времени q(t) неизвестна. Метод e e e (11) F0 Swn wn CxD vn vn, S , Cx 1.Бубнова-Галеркина приводит к уравнению относительно функции q(t), 2 e e которая имеет смысл горизонтального смещения верхнего строения.

где vn и wn — проекции относительных скорости и ускорения воды на плоскость, перпендикулярную цилиндру, wn — проекция абсолютного mq 1 q q Qt, q, q, (17) ускорения воды на ту же плоскость, Cx — коэффициент сопротивления.

где m — приведенная масса конструкции; 1 — первая частота малых своволн Суммарные величины Fyволн и M получаются при сложении сил, дейy бодных колебаний, обобщенная сила Q складывается из нелинейной части ствующих на отдельные стержни.

взаимодействия фундамента с грунтом Qгр, из давления движущейся воды 24 В монографиях и диссертационной работе подробно рассматриваетна движущуюся ферму, из давления ветра и из влияния эксцентриситета ся изменение НДС платформы при одномодовом и при многомодовом центра масс верхнего строения.

приближении – система с 12-ю степенями свободы. Отмечается, что при В диссертации приводятся результаты расчетов резонансной частомногомодовом варианте в 1000 раз увеличивается время интегрирования, а ты при изменении массы и эксцентриситета приложения нагрузки от верхточность результатов при определении горизонтальных перемещений понего строения, параметров нелинейной податливости грунта и потерь в нем.

высилась незначительно.

Обсуждается зависимость амплитуды вынужденных установившихВ последующих параграфах пятой главы исследуется динамичеся колебаний под действием гармонического волнения от способа предское поведение МСП в виде консольной стойки – монопода.

ставления давления воды. На рис. 8 представлены результаты расчетов На первом этапе проводится сравнение результатов численного репри использовании формулы (11). Кривая 1 получена при использовании точной формулы (11). Эта формула включает в себя как инерционную и шения в определении Т/ консольного жестко закрепленного трубчатого скоростную составляющие волнового воздействия, так и силы сопротив- стержня постоянного сечения с результатами исследований И.Ш. Халфиления при движении в воде. Кривая 2 получена при раздельном учете вол- на. Отмечается удовлетворительное совпадение результатов.

нового воздействия на неподвижную стойку и силы сопротивления при На втором этапе проводилось исследование колебаний МСП высодвижении в неподвижной воде. Кривая 3 соответствует движению стойки той Н = 112 м, диаметром D(x) = 5 – 0,01 x м с толщиной стенки h(x) = 0,при волновом воздействии на неподвижную стойку без учета сил сопротив- м. Масса верхнего строения m = 1000 т, частота малых свободных колебаления при движении в воде. Наконец, кривая 4 дает статический прогиб.

ний 1 = 0,758 с-1, глубина моря 100 м. Рассмотрены колебания при длине волны L = 200 м; при синусоидальном волнении – высота волны 5,66 м.

При случайном волнении (взяты две реализации процесса) средняя длина волны равна L = 200 м, среднеквадратичное отклонение = 2 м. При моделировании случайного волнения взято 50 гармоник. Продолжительность анализа 100 сек. На рис. 9, 10 линией представлены графики колебаний.

Сплошной линией показаны горизонтальные перемещения верхнего строения, пунктирной – высота смачивания. При синусоидальном волнеРис. 8. Сравнение амплитуды нии быстро устанавливается периодический режим движения. Коэффициколебаний при различных ент динамичности = 3,00.

предположениях о скоростной При случайном волнении коэффициент динамичности также являсоставляющей воздействия воды ется случайной величиной, причем с большим разбросом. Для первой реализации на рис. 9 оказалось =3,59, а для второй = 2,36.

Из результатов рис. 8 вытекает следующее. Вдали от резонанса кривые 1, 2, 3 близки между собой, следовательно, вдали от резонанса возможен раздельный учет волнового воздействия и силы сопротивления воды.

Более того, силой сопротивления воды можно пренебречь.

При резонансе раздельный учет сил сопротивления приводит к возрастанию амплитуды колебаний примерно на 25%. Если же совсем не учитывать силы сопротивления воды, получим возрастание амплитуды колебаний примерно на 60%.

Коэффициент динамичности, как при малых, так и при больших частотах воздействия близок к 1. В окрестности резонанса он существенно возрастает и принимает наибольшее значение = 3,76 при k = 0,86.

При случайном волнении рассматривались установившиеся случайные колебания платформы. Волнение считалось случайным стационарным процессом с заданной спектральной плотностью (15). Получающиеся при случайном волнении решения не являются столь определенными, как при Рис. 9. Колебания при синусоидальном Рис. 10. Колебания при случайном гармоническом волнении.

волнении волнении 26 На третьем этапе исследовалось поведение при волнении трубобеМасса стойки 23200 тонн (без учета массы верхнего строения).

тонной МСП. Трубобетонный моноподный опорный блок МСП представМассу верхнего строения, параметры упругости и вязкости основаляет собой трехслойную кольцевую трубу, наружный внутренний слои ния, а также характер и параметры волнения, меняли и исследовали их которой стальные, а средний слой – бетонный (см. рис. 2). Принималось, влияние на динамику.

что внутренний и наружный радиусы слоев суть r1, r2, r3, r4. Предполагали, что стержень сжат осевой силой Р и изогнут некоторым моментом М. Целью являлось найти зависимость М() между изгиРассматриваемая конструкция может служить основой для расчета бающим моментом и кривизной оси стержня k. Предполагалось, что выреально проектируемой конструкции, поэтому приводится подробный полнена гипотеза плоских сечений, в силу которой деформация волоканализ ее динамики. Выполненное исследование аналогов не имеет.

на, отстоящего на расстоянии z от прямой, проходящей через ось стержня Нижеследующие параметры конструкции считали фиксированны(см. рис. 2), равнялись ми: высота стойки Н1=250 м, глубина спокойной воды Н1=235 м, поперечное сечение принималось переменным по высоте, наружный диаметр на- r, 0 z, z r cos (20) верху 10 м, внизу — 12 м. Сечение трехслойное, наружный и внутренний Для учета нелинейного деформирования сечений стержня вводился слои стальные и имеют постоянную толщину 0,05 м. Средний слой бетонпоправочный коэффициент (Р, ), имеющий смысл эквивалентного моный и имеет толщину 1 м. Зависимость радиусов слоев (см. рис. 2) от выдуля при динамическом нагружении. В системе уравнений (29) Qкупр – соты х, отсчитываемой от дна, такова (в метрах) представлялось в виде r1 4,9 0,004x, r2 4,95 0,004x, Q1упр qQлин, (21) r3 5,95 0,004x, r4 6 0,004x.

где Q1лин сила для линейно-упругого материала, а множитель q 1, учитывает влияние нелинейности (см. рис. 11).

етс при е етс, Ec е при е етс, у Eсетс (18) тс е при е етс, тс тб при тб, Eб при тб 0, тб Eбтб (19) 0 при 0, Рис. 11 Зависимость нелинейных эффектов от кривизны и осевого сжатия Здесь Ес и Еб— модуль Юнга стали и бетона, тс — предел текучести стали, который предполагается одинаковым при растяжении и при На этом рисунке сила P задана в тысячах тонн. Сначала нелинейсжатии, тб — предел текучести бетона при сжатии. Формулы (18) и (19) ность связана с деформацией бетона при растяжении, причем, чем больше соответствуют модели Прандтля, причем фиксируется предположение, что сила P, тем при больших кривизнах начинается растяжение бетона. В прабетон совсем не сопротивляется растяжению. вой части графиков имеют место пластические деформации стали.

Заметим, что вычисления М() могут быть выполнены только чис- Множитель q зависит от формы собственной функции u1x, коленно согласно теоретическим разработкам главы 2.

торая, в свою очередь, зависит от параметров задачи, в частности от углоБыли приняты следующие значения параметров (в паскалях):

вой (поворотной) жесткости фундамента c. В табл. 1 приведены величиEc 2,06 1011, Eб 0,27 1011, тс 2,77 108, тб 0,42 11 ны q для двух значений c 21011 н м и c2 1012 н м. Первому из Тогда безразмерные величины равны них соответствует частота малых свободных колебаний 1 0,117 1/сек и r1 3,8; r2 3,9; r3 4,9; r5 5,0.

лин 1,343103, тб 1,558103, тб тс 1,16, линейная сила Q1 7,63105 q1 (Н), а второму — 1 0,227 1/сек и лин тб тс 0,152, E Eб Eс 0,131.

Q1 2,30 106 q1 (Н).

28 Таблица 5 Можно сделать вывод, что наибольшие напряжения в блоке возниЗависимость коэффициента (Р,k) от угловой (поворотной) кают при воздействии (в данном случае) волн с амплитудами a = 3 и 7 м жесткости фундамента при их длинах в диапазоне от 700 до 800 м. НДС блока характеризуется 1 q1 развитием пластических деформаций как в стальной обойме, так и в беc c2 тонном заполнителе.

1 1.000 1.0Рассматриваемая конструкция блока может служить основой реаль2 1.000 0.9ных конструкций.

3 0.990 0.9Выполненное в данной работе совершенствование существующих 4 0.959 0.8методов динамического расчета позволило изучить картину изменения 5 0.031 0.8НДС трубобетонного блока кольцевого сечения в зависимости от жестко6 0.908 0.8сти грунта и нелинейной жесткости колонны при изгибе под действием 7 0.890 0.8волн различной длины и высоты.

8 0.877 0.8Результаты численного эксперимента позволяют определить предель9 0.865 0.8ные значения волнового воздействия на рассматриваемую конструкцию опор10 0.856 0.7ного блока и установить для данной конструкции их безопасный уровень.

Рассчитанные значения коэффициентов динамичности позволяют Здесь горизонтальное смещение верхнего строения q1 дано в метрах.

перейти к квазистатическому расчету трубобетонного блока и уточнить Видим, что во втором случае величина q больше, чем в первом, ибо во его геометрические и прочностные характеристики.

В шестой главе был выполнен статический и динамический расчевтором случае больше доля смешения, связанная с изгибом стойки.

ты трубобетонной технологической площадки ТП-4. Расчет выполнялся по Построенные по результатам численного эксперимента графики изтехническому заданию ОАО «ЛенМорНИИПроект». Поскольку в нормаменения коэффициентов динамичности (рис. 12) и графики изменения готивной литературе отсутствуют рекомендации по расчету трубобетонных ризонтальных перемещений верхнего строения (рис. 13) для различных конструкций, был выполнен тщательный анализ НДС площадки ТП-4 на волновых воздействий позволяют определить предельные значения волнооснове представленных выше расчетных обоснований несущей способнового воздействия на рассматриваемую конструкцию опорного блока.

сти трубобетонных МСП.

Рассматриваемая в этой главе конструкция относится к классу мелководных.

Площадка представляла собой прямоугольную железобетонную плиту размером 46х18х0.8 метра. Плита с монолитно соединена с 28 вертикальными и 16 наклонными трубчатыми стойками (сваями) диаметром D=1,22 м и толщиной стенки t=0.016 м. Глубина моря в месте установки площадки 17,5 м. Глубина забивки свай в грунт 27,25 м. Возвышение плиты над спокойной поверхностью моря 6,25 м. Стальные трубчатые сваи заполнены песком или бетоном.

Масса всей платформы с тендерами m0=4660 т. Средняя вертикаль- ная нагрузка на 1 сваю 106 т. Предел текучести материала – =27,7 кг/ммНа площадку (кроме ее веса) действуют следующие внешние нагрузки: ледовая нагрузка 360 т, моментная нагрузка от работающего обоРис. 13. Изменения горизонтальных рудования 201 т м и нагрузка от волнения, течения и ветра. При их расчеРис. 12. Графики изменения перемещений q трубобетонного опорте считаем, что высота волны 2a=2.5 м, а ее период T=5.7 сек, скорость коэффициентов динамичности ного блока для различных амплитуд (а) течения 0.25 м/сек, скорость ветра 14 м/сек.

трубобетонного опорного блока и длин волн (L):

для различных амплитуд (а) 1 a = 3 м; 2 – а = 7 м.

Определенные данные о коэффициенте постели грунта c(x) отсутст и длин волн (L): Прямые I, II, III – границы уровней НДС в вовали. Имелась информация о том, что на глубине до 50 м грунт состоял 1 – a = 3 м; 2 – а = 7 м сечениях блока 30 из 7 слоев, и был известен модуль деформации E этих слоев. Поэтому ко- ным сердечником и используемые как для пространственных, так и для эффициент постели c(x) был принят кусочно постоянным и пропорцио- моноподных конструктивных решений;

нальным Е с неопределенным множителем с0, который при вычислениях 2. Применение трубобетона значительно повышает несущую способменяли. ность блоков МСП, защищает стальные трубы от потери местной устойчивоПри выборе диапазона изменения параметра с0 учитывали данные, сти. В ряде случаев заполнение внутреннего межтрубного пространства бетоприведенные в монографии. ном используется как вариант усиления трубчатых стальных элементов блоБыла рассчитана предельная несущая способность трубобетонных ков. Заполнение трубчатых опорных колонн бетоном создает эффект ледосвай по потере устойчивости для различных значений с(х). Было установ- стойкости. В целом эти конструкции наиболее технологичны и наиболее прилено, что реально действующие осевые нагрузки значительно меньше кри- способлены к восприятию волновых и ледовых нагрузок;

тических. 3. Существующая нормативная база не позволяет на сегодняшний При анализе динамики платформы рассматривали систему с одной день выполнить расчётное обоснование трубобетонных опорных блоков степенью свободы. Использовали методы расчета, описанные в пятой главе. МСП по первой группе предельных состояний по прочности и устойчивоВоду считали глубокой (игнорирование тормозящего действия дна сти как при действии статических, так и динамических внешних силовых идет в запас). В связи с протяженностью конструкции в горизонтальных воздействий как продольного, так и поперечного направлений их действия.

направлениях учитывали разность фаз воздействия волн на отдельные 4. В соответствии с поставленной в диссертации целью исследоватрубы. Дифракцией (т.е. искажением волн после их прохождения мимо ния разработаны новые конструкции трубобетонных опорных блоков труб) пренебрегали. Учитывали изменение высоты смачивания. МСП как решетчатые, так и моноподные. В качестве объекта исследования Профиль волны задали формулой впервые запроектированы и изготовлены плоские стержневые трубобетонные панели опорных блоков с бесфасоночным узловым соединением труб2 2 g 2 чатых и трубобетонных конструктивных элементов, обеспечивающих (y,t) a cos(ky t), k , , T , L L плотное контактное примыкание бетонного ядра к трубчатой поверхности соединяемых элементов.

где L длина волны, a – ее высота, – круговая частота, T – период.

5. Для исследования динамического поведения предложена новая При движении конструкции в плоскости распространения волны конструктивная форма гибкого опорного блока МСП в виде отдельно силу давления воды на глубине в расчете на единицу высоты трубы считали стоящих конических стоек, изготовленных из стальных труб большого по формуле, включающей инерционную и скоростную составляющие.

диаметра с бетонным заполнением межкольцевого пространства – моноБыли рассмотрены поперечные и продольные колебания. Было усподный опорный блок для освоения шельфовых месторождений на глубитановлено, что для различных жесткостей грунта максимальное горизоннах более 200 м с возможными ледовыми нагрузками.

тальное смещение q платформы не превышало 1 мм. Коэффициент дина6. Для исследования НДС моноподных трубобетонных опорных мичности не превосходил 1,2.

блоков сплошного сечения под действием статических нагрузок разрабоВ результате расчета было установлено, что конструкция тП-4 была тана и изготовлена силовая экспериментальная установка, которая позвозапроектирована с большим запасом несущей способности для тех уровней ляет выполнять одновременное нагружение трубобетонной колонны как загружения внешними активными нагрузками как статического, так и динапродольным, так и поперечными нагрузками и обеспечить наступление мического характера, при которых намечалась эксплуатация ТП.

предельного состояния объекта по потере устойчивости. Аналогов силовая Это подтвердило актуальность расчетного обоснования трубобеустановка не имеет.

тонных конструкций гидротехнических сооружений, разработанного в 7. Изучено напряженно-деформированное состояние сжато-изогнутых диссертационном исследовании.

трубобетонных опорных блоков колонн сплошного поперечного сечения под Заключение по диссертационной работе действием статических продольных и поперечных нагрузок.

Получены новые данные об изменении НДС и установлено, что неОсновными результатами, выводами и рекомендациями диссерталинейное деформирование конструкционных материалов трубобетонных ционного исследования являются следующие:

опорных блоков проявляется на самых ранних стадиях загружения МСП.

1. Установлено, что перспективными конструкциями в опорных 8. Разработана и реализована универсальная компьютерная проблоках МСП при действии сжимающих усилий являются трубобетонные грамма расчета устойчивости сжато-изогнутых трубобетонных стержней.

комплексы, представляющие собой комбинацию стальной трубы с бетон32 Универсальность программы проявляется и в возможности расчёта просто 15. Впервые предложена обоснованная методика исследования дитрубчатых (без заполнителя) конструктивных элементов платформ, труб с намики моноподных трубобетонных опорных блоков МСП кольцевого частичным (не на всю длину) заполнителем внутренней полости, а также сечения при учете перечисленных выше нелинейных факторов.

композитных трубобетонных конструкций. При необходимости программа 16. Впервые исследовано и представлено изменение НДС трубобепозволяет оценивать снижение несущей способности сжатых конструктив- тонных моноподов под действием волн различной длины и высоты. Это ных элементов платформ, деформировавшихся в процессе эксплуатации. позволяет заранее прогнозировать уровень НДС опорных блоков в местах 9. Достоверность и точность результатов численного решения дока- их установки.

зана экспериментами над опорными колоннами и панелями трубобетон- 17. Исследования диссертации подтвердили эффективность и высоных опорных блоков МСП, загружаемых продольными и поперечными кую технологичность трубобетонных моноподов, как опорных конструкквазистатическими силами. ций МСП.

10. С использованием идеи интегрального модуля В.М. Бондаренко 18. Разработки, представленные в диссертации, использовались при предложена и экспериментально обоснована расчётная методика эквива- проектировании трубобетонных ледостойких платформ в ВНИПИшельфе, лентных модулей деформаций трубобетонных сжато-изогнутых конструк- а также при анализе НДС технологических морских площадок, запроектитивных элементов опорных блоков МСП как моноподных, так и решетча- рованных ЛенморНИИПроектом.

тых, учитывающая их нелинейное деформирование и позволяющая экс- 19. В результате диссертационного исследования представлено расплуатировать типовые программы расчёта несущей способности плат- чётное обоснование определения несущей способности трубобетонных форм, как методом сил, так и методом перемещений в МКЭ линейной опорных блоков МСП по первому предельному состоянию при учёте пестроительной механики. речисленных выше нелинейных факторов при статических и динамиче11. Впервые предложена инженерная методика расчёта несущей спо- ских силовых воздействиях, была подтверждена эффективность трубобесобности по потере устойчивости трубобетонных колонн при одновремен- тона, как конструкционного материала, что позволило решить важную ном действии внецентренно приложенной продольной силы и равномерно научную проблему расчёта новых современных гидросооружений, имеюраспределенной поперечной нагрузки. Приведены графики определения щих важное хозяйственное значение, внедрение результатов исследования коэффициента снижения несущей способности по потере устойчивости. позволяет внести значительный вклад в развитие экономики страны при 12. Выполненное совершенствование методов динамического рас- освоении шельфовых месторождений углеводородного топлива.

чета гибких опорных блоков позволяет представить представить новую методику расчетного обоснования динамики подобных гидротехнических Основные результаты опубликованы в следующих работах:

сооружений при гармоническом и случайном волнениях. При расчёте ин- В статьях:

тегрально учитывается ряд нелинейных факторов: упругопластические 1. Шеховцов В.А. Экспериментальные исследования трубобетонных деформации материалов, из которых изготовлены опорные блоки; нели- ферм // Металлические конструкции и испытания сооружений: Сб. научн.

нейность, обусловленная учетом вертикальных перемещений узлов; нели- трудов/ ЛИСИ. Л., 1977. С. 64-69.

нейное взаимодействие конструкций опорного блока с грунтом и с мор- 2. Шеховцов В.А., Санжаровский Р.С. К вопросу устойчивости сжатоской средой с учетом случайных факторов. изогнутых стержней из композитных материалов // Металлические конструк13. Предложены математические модели различной степени точно- ции и испытания сооружений: Сб. научн. трудов / ЛИСИ.-Л., 1978. С. 50-57.

сти, учитывающие указанные выше типы нелинейностей. Составлены про- 3. Шеховцов В.А. Некоторые результаты экспериментального и теограммы для получения численных результатов. ретического исследования устойчивости сжато-изогнутых комплексных 14. Для стержневых стальных, трубобетонных и смешанных конст- стержней // Статика и динамика сложных механических систем и строирукций МСП проведенные численные эксперименты, позволили опреде- тельных конструкций: Сб. научн. трудов / ЛИСИ. – Л., 1981. С. 81-88.

лить НДС опорных блоков и построить амплитудно-частотные характери- 4.Шеховцов В.А. Результаты экспериментально-теоретического исстики нелинейных (в том числе, случайных) колебаний опорных блоков следования устойчивости сжато-изогнутых комплексных стержней. / ЛеМСП. Получены необходимые для практических расчетов значения коэф- нинградский инженерно-строительный ин-т. – М., 1981 – 6с. – Деп. В фициентов динамичности, удобные для использования в практических ВНИИПС, 1981, № 9, № 2716.

расчетах.

34 5. Шеховцов В.А. Об устойчивости сжато-изогнутого комплексного 16. П.Е.Товстик, Т.М.Товстик, В.А.Шеховцов. Метод осреднения в стержня в упруго-ползучей среде / Ленинградский инженерно-строительный задаче о волновом воздействии на морскую стационарную платформу // ин-т. – М., 1981 – 7с. – Деп. В ВНИИПС, 1981, № 5, № 2467. Четвертые Поляховские чтения: Тезисы докладов международной научной 6. Шеховцов В.А., Мутаоа И.А. Устойчивость составных трубобетон- конференции по механике. СПб., 2006. С. 82.

ных элементов с плоской стенкой при поперечном изгибе // Металлические 17. Шеховцов В.А. Модули эквивалентной жесткости композитных конструкции и испытания сооружений: Сб. научн. трудов / ЛИСИ. Л., 1985. блоков морских стационарных платформ при квазистатическом нагружеС. 92-99. нии // Гидротехническое строительство, № 3, 2008. – с. 38-40.

7. Сковородкин М.С., Шеховцов В.А., Рыжаков Н.Н., Глубочанский 18. Шеховцов В.А. Изгибная жесткость композитного опорного А.Д. Системный подход в решении проблемы создания гидротехнических блока морской стационарной платформы при резонансных колебаниях // нефтегазопромысловых сооружений // Научно-техническое достижение № Промышленное и гражданское строительство, № 12, 2007. – с.29-30.

88-021 / ЦООНТИ-Всесоюзно научно-исследовательский институт органи- 19. Шеховцов В.А. О свободных и вынужденных колебаниях опорзации управления экономики нефтегазопромысловой промышленности. ного блока морской стационарной платформы // Промышленное и гражМ., 1988. С. 1-4. данское строительство, № 1, 2008., с. – 46-48.

8.Шеховцов В.А., Чипига И.А. К вопросу определения изменения 20. Шеховцов В.А. Математическая модель динамического поведения напряженно-деформированного состояния и перемещений гидротехниче- композитного конического опорного блока морской стационарной платформы ских сооружений из композитных материалов при нестационарном загру- // Промышленное и гражданское строительство/ № 3, 2008. с. - 23-25.

жении // Морские сооружения континентального шельфа: Сб. научн. док- 21. Шеховцов В.А. Экспериментально-теоретическое исследование ладов. ВНИПИшельф. Севастополь 1989.С. 62-64. напряженно-деформированного состояния трубобетонной панели опорно9.Шеховцов В.А., Шхинек К.Н., Мацкевич Д.Г., Яковлев В.В., Пя- го блока морской стационарной платформы // Промышленное и граждантецкий А.В. Системный подход к расчету опорного моноблока морской ское строительство № 4, 2008. – с. 26-28.

стационарной ледостойкой платформы // Нефтяная промышленность 22. Товстик П.Е., Товстик Т.М., Шеховцов В.А. О волновом воздейСССР: научно-технич. сб. / ВНИИОЭНГ. М., 1989, № 10. С. 16-17. ствии на морскую стационарную платформу ферменного типа // Всерос10. Шеховцов В.А., Рыжаков Н.П., Глубочанский А.Д. Опыт разра- сийский семинар по аэрогидродинамике. Избранные труды, СПб, 5-7 февботки, адаптации и эксплуатации комплекса программ автоматизации про- раля 2008 г. СПб.: СПбГУ, 2008, с. 100-105.

ектирования стационарных платформ. // Морские нефтегазопромысловые 23. Шеховцов В.А. Колебания морской стационарной платформы сооружения: сб. научн. трудов. - Рига, 1989. С. 36-39. при различных моделях взаимодействия опорного блока с волнами // Про11. Товстик П.Е., Шеховцов В.А.. Математические модели динами- мышленное и гражданское строительство, № 5, 2008. – с. 41-42.

ки морских стационарных платформ. Одиночная консоль. // Вестник 24. Шеховцов В.А. Расчетная модель симметричной морской стациоС.-Петерб. ун-та. Сер. 1, N 2. 2005. С. 129-143. нарной платформы // Гидротехническое строительство, № 9, 2008., с. 36-44.

12. Шеховцов В.А. Колебания опорных блоков морских стационар- ных платформ при волнении // Научно-технические ведомости СПбГТУ, В монографиях:

№4, 2005. С. 42-47. 1.Шеховцов В.А., Гусейнов И.Г. Несущая способность морских ста13. Tovstik P.E, Tovstik T.M. Shekhovtsov V.A., On the Mariner Fixed ционарных платформ: С.-Петерб. Гос. архитектурно-строит. ун-т.- СПб., Offshore Platform Dynamic Under Random Wave Forces // XXIII Summer 2003. - 350 с [17,5] Библиогр.: С. 329-344.- 1000 экз. – ISBN 5-9227-0014-6.

school – Conference «Аdvanced Problems in Mechanics»: Book of Abstracts. – 2.Шеховцов В.А. Случайные нелинейные колебания опорных блоСПб., 2005. С. 91. ков морских стационарных платформ: С.-Петерб. Гос. архитектурно14. Товстик П.Е., Товстик Т.М., Шеховцов В.А. Моделирование ко- строит. ун-т.- СПб., 2004. - 246 с [15,4] Библиогр.: С. 230-243.- 1000 экз. – лебаний морской стационарной платформы при случайном волнении // ISBN 5-9297-0014-7.

Вестник С.-Петерб. ун-та, Сер. 1, № 4, 2005. С. 61-69.

Типография ООО «Наша Марка» 15. Shekhovtsov V., Tovstik P., Tovstik T. On the Mariner Fixed Offshore 195220, Санкт-Петербург, Гжатская ул., 21.

Platform Dynamics Under Action of the Random Wave Forces // 7 Magdeburger Объем 2,0 п.л. Тираж 100. Заказ 23.

Mashienenbau Tage: Tagungsband, Magdeburg, 2005. Pg. 118-126.







© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.