Глубоководная опора Советский патент 1990 года по МПК E02B17/00 

1

(61) 1330261

(21)4447111/23-15

(22)18.05.88

(46) 07.07.90. Бюл. S 25

(71)Центральный научно-исследовательский и проектный институч строительных металлоконструкций

им. Н.П.Мельникова

(72)К.В.Поляк, Л.М.Симкин, Н.М.Крым, И.Е.Трояновский

и В . Г. Ле цк а я

(53)627.2(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1350261, кл. Е 02 В 17/ООг 1985.

(54)ГЛУБОКОВОДНАЯ ОПОРА

(57)Изобретение предназначено для

строительства морских сооружений. Цель изобретения - повышение надежности опоры за счет уменьшения амплитуды ее колебаний при воздействии горизонтальной динамической нагрузки. Глубоководная опора состоит из опорного строения 1, встроенного колоколо- образного поплавка 2, ограничивающего массу воды 3. В заполненной водой полости поплавка 2 подвешен объемный элемент 5, горизонтальное сечение которого имеет круговую симметрию. Минимальное расстояние между объемным элементом 5 и внутренней поверхностью поплавка 2 находится в пределах 0,008-0,035 расчетной высоты опоры. с 4 ил.

Изобретение предназначено для строительства морских сооружений. Цель изобретения - повышение надежности опоры за счет уменьшения амплитуды ее колебаний при воздействии горизонтальной динамической нагрузки. Глубоководная опора состоит из опорного строения 1, встроенного колоколообразного поплавка 2, ограничивающего массу воды 3. В заполненной водой полости поплавка 2 подвешен объемный элемент 5, горизонтальное сечение которого имеет круговую симметрию. Минимальное расстояние между объемным элементом 5 и внутренней поверхностью поплавка 2 находится в пределах 0,008-0,035 расчетной высоты опоры. 4 ил.

сл

sj

35 05 :д

У1

Фиг. 2

Изобретение относится к строительству морских сооружений, может быть использовано для глубоководных нефте-j газопромысловых платформ и является усовершенствованием изобретения по авт.св. № 1330261.

Цель изобретения - повышение надежности опоры за счет уменьшения амплитуды ее колебаний при воздейст- вии на опору горизонтальных динамических нагрузок.

На Фиг. 1 изображена опора, общий вид; на Фиг. 2 - узел I на фиг., на фиг. 3 - сечение А-А на Фиг. 1, на Фи. . 4 - график зависимости амплитуды относительного движения -глубоководной опоры и тела сопротивления от отношения массы тела к массе опоры.

Глубоководная опора состоит из ре- шстчатого ствола 1, встроенного поп- л, гка 2, ограничивающего массу водыЗ. Встроенный поплавок 2 может быть вы- n rfert в виде одиночного поплавка в в Г.,Е колокола (фиг.1) или группы сое- дикенных между собой листовой обшив- и поплавков (фиг.З). Для предотвра- г1- ия образования в верхней части ко- - ,л зпА воздушной подушки и полного -тпэлнения колокола водой в его верх- части выполнено отверстие 4. В .олненной водой полости поплавка 2 „обвешен объемный элемент 5, соеди-.

шй с поплавком 2 упругими свя- лми 6. Горизонтальное сечение объ- емкого элемента 5 имеет круговую симметрию, а минимальное расстояние между наружной поверхностью объемного элемента 5 и внутренней поверхностью поплавка 2 находится в пределах 0,0080,035 расчетной высоты опоры. Объемный элемент 5 размещен по оси симметрии поплавка.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Система объемный элемент 5 - упру- ие связи 6 представляет собой дина- ,- ический гаситель колебаний (ДГК) маятникового типа. Масса гасителя Мг определяется собственной массой тела (m) и массой воды (т.), вовлекаемой в колебания ДТК. Учитывая, что коле- бания тела 5 сопротивления происходят в воде 3, ДГК можно рассматривать как гаситель с затуханием, что поз- воляет уменьшить амплитуду колебания т итэля лри сохранении эффективности .-; работы. Для того, чтобы величины присоединенной массы воды и коэффициX. Хю7

ента лобового сопротивления при колебаниях ДГК были постоянными по всем направлениям, необходимо, чтобы сечение объемного элемента 5 горизонтальной плоскостью имело круговую симметрию.

Амплитуду относительного движения глубоководной опоры и ДГК можно определить по графику (фиг.4), на котором (/Э-оО - амплитуда относительного движения.

Из графика видно, что

J Х1 ь - Х

« , и - т;- А1ст Х1ст

где X - абсолютная амплитуда колебания опоры,

абсолютная амплитуда колебания ДГК,

перемещение опоры при действии статической нагрузки, равной амплитуде динамической нагрузки,

г

где М - расчетная масса опоры. Из графика видно, что

ft-of Х % 8-35.

А1СТ

Допустимые из технологических соображений динамические перемещения (Х опоры не должны превышать 0,01Н, где Н - расчетная высота опоры. В случае резонанса с внешними волновыми воздействиями при экспериментально определенном логарифмическом декременте затухания глубоководных опор

«Г 0,33) коэффициент динамичности Кп Ю и значения У -п. ,

10

не

1СТУ

превышают 0,001 Н.

Следовательно, максимальное относительное перемещение опоры и ДГК

А - X, - У4- (8-35)-Х1С

(8-35) O.OOIH (0,008-0,035)Н,

что определяет необходимый зазор между внутренними стенками поплавка 2 и объемным элементом 5, который равен или больше 0,008 расчетной высоты глубоководной опоры. Только при соблюдении этого условия обеспечивается работоспособность устройства, так как объемный элемент не касается внутренних стенок поплавка.

Осуществимость предлагаемого технического решения можно проиллюстри51

ровать примером. В заполненной водой полости поплавка на подвеске размещается полый вертикальный цилиндр с балластом в нижней части. При диаметре D 6 м и длине L 14,2 м (длин заполненной водой части L1 II м, балластом 1.1 - 3,2 м) колеблющаяся масса гасителя составляет

г

Мг m

+ 6

7,85 3,2 +

+ 1 1

7Г6

llOOO

т.

При массе опоры 20000 т

М

г

М

1000 20000

o.os;

} V

20

По графику на Фиг.А ( о( - /3 ) 24.

При расчетной высоте опоры F 300м20 ды ее колебаний при воздействии на

Глубоководная опора по авт.св. № 1330261, отличающаяся тем, что, с целые повышения надежн сти опоры за счет уменьшения ампли

требуемое минимальное расстояние от внутренней стенки поплавка до цилиндра составляет

А 0,024300 7,2 м

При этом внутренний диаметр поплавка составляет

2А + D 20,4 м.

При наличии гасителя колебаний снижается амплитуда отклонения опоры от

вертикали, что ведет к сокращению металлоемкости конструкции из-за уменьшения напряжений в ней. При этом, учитывая эффект вовлечения при колебаниях объемного элемента окружающей его воды под поплавком, не требуется большого расхода металла на гаситель колебаний. В данном случае происходит повышение надежности опоры без повышения расхода металла.

Формула изобретения

Глубоководная опора по авт.св. № 1330261, отличающаяся тем, что, с целые повышения надежности опоры за счет уменьшения амплитуопору горизонтальных динамических нагрузок, она снабжена объемным элементом, который размещен в пределах полости колоколообразного поплавка

по его оси симметрии и соединен с поплавком упругими связями, при этом минимальное расстояние между наружной поверхностью объемного элемента и внутренней поверхностью полости поплавка составляет 0.008-0,035 высоты опоры.

Раг /

)

А. Mo гыль

2

6 W 14 Фаг Ч

Сосгавшель Ч.Шевечснз Техред Л, Сердюкона

PuaJ

18 1/П

Корректор С.Черни