Опорный блок морской льдоустойчивой стационарной платформы Советский патент 1991 года по МПК E02B17/00 

Изобретение относится к строительству морских платформ для акваторий, в которых возможны ледовые образования.

Цель изобретения - снижение металлоемкости.

На фиг. 1 изображен опорный блок ледо- стойкой опоры, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.2.

Каркас опорного блока состоит из основных стоек 1 и дополнительных стоек 2, расположенных по встречно-наклонным друг к другу прямолинейным образующим гиперболоида. Каждая стойка 1 с любой стойкой 2 лежа в одной плоскости. Центр 3 симметрии гиперболоида расположен ниже уровня 4 моря. Сверху гиперболоид ограничен горизонтальным замкнутым контуром 5, к которому

коаксиально закреплена насадка 6 с боковой поверхностью в виде прямого сплошно- стенчзтого усеченного конуса.

Насадка 6 расположена в зоне действия льда. Для минимального воздействия ледовой нагрузки угол ft наклона образующей конусной поверхности насадки к горизонту должен находиться в пределах от 15 до 50°, Значения углов а между лежащими в одной центральной вертикальной плоскости образующей насадки и гиперболоиче- ской образующей гиперболоида лежат в диапазоне от 75 до 105°.

Устройство работает следующим образом.

Передача нагрузки от ледового воздействия на грунт происходит по кратчайшему расстоянию в направлении действия на

О

о

тА &

О

о

грузки и работа основных несущих элементов сооружения является рациональной.

Диапазон углов а между лежащими в одной центральной вертикальной плоскости образующей насадки и гиперболической образующей гиперболоида принят равным 75 - 105° из следующих соображений. Как видно из фиг.2, при выполнении вышеуказанного условия плоскость, образованная основной стойкой и соответствующей допоинительной стойкой 2, составит с образующей насадки 6 угол, равный 75 05°. Учитывая, что угол наклона образующей насадки к горизонту близок к 33,7°, то направление ледовой нагрузки, действующей из насадку, составит минимальный угол с плоскостью, образованной слойками 1 и 2, так как п данном случае направление ладовой ьагрузки составит с образующей насадки тот же угол 75 - 105°. Это объясняется гем, что отношение горизонтальной и вертикальных составляющих, равное tg( /3 + 4-arctg f), будет близко к единице. Обеспечив таким образом минимальный угол между направлением ледовой нагрузки и плоскостью, в которой лежат основные несущие элементы конструкции, а именно стойки 1 и 2, мы гарантируем наиболее эффективную, с. точки зрения расхода металла, работу несущих элементов, а именно, в направлении их наибольшей жесткости. Таким образом, реализуется общепринятый принцип концентрации материала, который лежит в основе теории формообразования строительных конструкций.

При подвижке плавающих ледовых образований возникает воздействие на насадку 6 в направлении движения льда. При отсутствии смерзания льда с конструкцией удельная ледовая нагрузка на конусообразную поверхность имеет горизонтальную и вертикальную составляющие, отношен- которых равно tg( / + arctg f), где / - yrun наклона образующей насадки к горизонту; f - коэффициент трения льда по конической поверхности. При выполнении насадки 6 из металла arctg f 11,3°. Если принять / 33,7°, то удельная равнодействующая ледовой ня- грузки составит с горизонтом угол 45°.

При соблюдении условия сохранения у- ла между произвольной образующей насадки 6 и лежащей с ней в одной центральной вертикальной плоскости гиперболической образующей гиперболоида в пределах «75 - 10Ь° можно Следующим образом представить построение топологии стоек опорною блока.

Горизонтальный замкнутый контур раз- б ьается на четное число участков узловыми точками таким образом, чтобы соблюдалась

центральная симметрия. Через любые две соседние узловые точки проводят прямолинейные образующие гиперболоида, лежащие в одной плоскости, вдоль которых

располагают стойки каркаса. При этом расчетное направление равнодействующей ледовой нагрузки на участке насадки 6 между угловыми точками совпадает с этой плоскостью. Посредством последовательного по0 ворота пс контуру указанной плоскости, офаниченной стойками, относительно центральной вертикальной оси опорного блока до совмещения соответствующей пары узловых точек с соседней парой точек (сосед5 няя пара может представлять или две другие узловые точки, либо одну другую, а одну принадлежащую данной плоскости) получают асе множество равных по количеству и встречно направленных образующих,

0 здоль которых расположены стойки 1 и 2.

При принятом построении топологии каркаса ледовая нагрузка воспринимается из условия, что чем меньше угол между пло5 скостью действия нагрузки и стойкой, тем большая доля нагрузки на нее приходится. Распределение нагрузки обусловлено наличием жесткого горизонтального контура, предназначенного для включения в работу

0 всех стоек.

Анализ напряженно-деформированного состояния опорного блока под действием ледовой нагрузки свидетельствует о том, что осевые усилия в стойках существенно пре5 обладают над изгибными усилиями, что приводит к экономии металла за счет его рационального использования.

Такая работа стоек каркаса возможна только при угле между образующей насадки

0 и гиперболической образующей гиперболоида, лежащих в одной вертикальной плоскости {or 75 до 105° ) .который диктует 1аправпение ледового воздействия на опорный блок. Пределы этого угла могут быть вы5 держаны только при расположении центра симметрии гиперболоида ниже уровня моря. Эффект наличия нового элемента, а именно конусообразной насадки, заключается в формировании направления действия

0 ледовой нагрузки на стойки каркаса, благодаря чему обеспечивается их эффективная работа.

Расчеты показали, что по сравнению с известными техническими решениями, эко5 номия металла превышает 10% При этом повышается надежность опорного блока благодари возможности перераспределения нагрузки от стойки, исчерпавшей несущую способность, на соседние стойки,

которые тоже в основном будут работать на осевое сжатие.

Формула изобретения Опорный блок морской льдоустойчивой стационарной платформы, включающий каркас из стоек, расположенных по прямолинейным образующим однополосной поверхности второго порлдка с центром симметрии и наклоненных в одну сторону, и горизонтальный контур, ограничивающий сверху каркас, отличающийся тем, что, с целью снижения металлоемкости, он снабжен дополнительными стойками, наклоненными навстречу к основным стойкам и образующими с основными стойками сетку с поверхностью гиперболоида, причем

каждая дополнительная стойка с любой основной стойкой лежат в одной плоскости, горизонтальное сечение каркаса опорного блока выполнено с соблюдением круговой

симметрии, а также насадкой с боковой поверхностью в виде сплошностенчатого усеченного конуса с расположенным внизу большим основанием, прикрепленной хоак- сиально к верхнему контуру каркаса и частично затопленной, при этом центр симметрии гиперболоида расположен на вертикальной оси каркаса в его средней части, а значения углов, образованных образующей боковой поверхности насадки и

гиперболической образующей гиперболой да, заключены в диапазоне 75 - 175°.

Изобретение относится к гидротехническому строительству. Цель изобретения - снижение металлоемкости. Каркас опорного блока состоит из основных стоек 1 и дополнительных стоек 2, расположенных по встречно-наклоненным друг к другу прямолинейным образующим гиперболоида. Центр 3 симметрии гиперболоида расположен ниже уровня 4 моря. Сверху гиперболоид ограничен горизонтальным замкнутым контуром 5, к которому коаксиально закреплена насадка 6 с боковой поверхностью в виде прямого сплошностенчатого усеченного конуса. Насадка расположена в зоне действия льда, угол наклона образующей конусной поверхности насадки к горизонту должен находиться з пределах от 15 до 50° При этом значения углов между лежащими в одной центральной вертикальной плоскости образующей насадки и гиперболической образующей гиперболоида лежат в диапазоне от 75 до 105° 3 ил. (Л

./

/

777-777/77-777