ضرايب اطمينان مبتني بر تحليل قابليت اعتماد جهت طراحي اعضاي لوله‌اي تشكيل دهنده مهاربندهاي افقي جكت فراساحلي

Reliability Analysis Based Safety Factors for Designing the Tubular Members of Horizontal Braces in Offshore Jacket Structures

در اين مقاله، قابليت اعتماد اعضاي لوله ­اي تشكيل ­دهنده مهاربندهاي افقي يك سازه جكت، در برابر گسيختگي ناشي از اعمال تنش بيش از حد مجاز، ارزيابي مي­ شود. به منظور تعريف شرايط گسيختگي، روابطي كه توسط ويرايش 21 آئين‌نامه API RP 2A-WSD براي كنترل مقاومت اعضاي لوله ­اي تحت تركيب نيروي محوري فشاري و لنگر خمشي پيشنهاد شده است، ملاك عمل قرار مي­ گيرد. در اين مطالعه، پارامترهاي تأثيرگذار روي مقاومت عضو و همچنين نيروهاي داخلي به ‌عنوان متغيرهاي تصادفي در نظر گرفته شده و توابع احتمال حاكم بر اين نيروها شامل نيروي محوري فشاري و لنگرهاي خمشي داخل و خارج صفحه، براي يك سكوي جكتي تيپ در شرايط دريايي خليج فارس استخراج مي­ گردد. براي مدل‌سازي بارهاي محيطي از اطلاعات مربوط به وضعيت دريايي منطقه پارس جنوبي استفاده شده و نتايج روش ­هاي مختلف تحليل قابليت اعتماد شامل MVFOSM، HL-RF و MCS مقايسه مي­ شوند. در نهايت، بر مبناي نتايج به دست آمده از تحليل قابليت اعتماد، روابطي براي تعيين ضرايب اطمينان مناسب در طراحي اعضاي لوله ­اي تشكيل­ دهنده مهاربندهاي افقي يك سازه جكت، برحسب شاخص قابليت اعتماد هدف و احتمال گسيختگي هدف پيشنهاد مي ­شود.

In the present paper, the reliability of tubular members used in the horizontal braces of an offshore jacket structure against the failure induced by the presence of stresses higher than the allowable values is evaluated. In order to define the failure criteria, equations proposed by the 21th edition of API RP 2A-WSD (2007) for the design of tubular members under the combined axial pressure and bending are used. In this study, internal forces of the tubular members and the parameters involved in the member strength are considered as random variables and the probability distribution functions governing these forces including the axial compressive force and in-plane and out-of-plane bending moments are derived for a typical jacket-type platform installed in the Persian Gulf. For the modeling of environmental loads, information available on the sea states in the South Pars region has been used and the results of three different methods of reliability analysis including MVFOSM, HL-RF, and MCS are compared. Finally, based on the results of reliability analysis, a set of equations are proposed for the determination of suitable safety factors for designing the tubular members in horizontal braces of a jacket structure as a function of target reliability index and target failure probability.