تحليل لرزه‌اي سيستم‌هاي ثانويه نصب شده بر عرشه سكوهاي دريايي

Seismic analysis of secondary systems installed on topside of offshore platforms

عرشه سكوهاي دريايي دربردارنده تجهيزات مختلف است كه تحريك زلزله مي‌تواند نيروهاي بزرگي را به آن‌ها و سازه سكو وارد نمايد. در طراحي عرشه سكوهاي دريايي عمدتا اندركنش تجهيزات و سازه در نظر گرفته نمي‌شود كه با واقعيت عملكرد لرزه‌اي سازه متفاوت است. براي مطالعه اين موضوع مدل 3 بعدي سكوي نمونه‌اي به همراه سيستم ثانويه‌اي كه در عرشه قرار گرفته است، با نرم‌افزار OpenSees ساخته شده و تحت اثر شتابنگاشت‌هاي مختلف زلزله بررسي شده است. شتابنگاشت‌ها در دو سطح مختلف در نظر گرفته شده‌اند، در سطح اول سازه رفتار خطي داشته و در سطح دوم، رفتار سازه، غيرخطي شده است. مطابق با نتايج بدست آمده، در مورد سيستم‌هاي ثانويه‌اي كه دوره تناوب پاييني دارند، ميتوان از اندركنش سازه و سيستم ثانويه صرفنظر نمود، اما با افزايش دوره تناوب سيستم ثانويه، لازم است اندركنش اين سيستم با سازه اصلي در نظر گرفته شده و اثرات زلزله بر آن‌ها ارزيابي شود. مطابق با نتايج بدست آمده، در نسبت فركانسي سيستم ثانويه به سازه اصلي كمتر از 7، براي حالت خطي و نسبت فركانسي كمتر از 10، براي حالت غيرخطي، پاسخ‌هاي بدست آمده از روش بدون در نظر گرفتن اندركنش محافظه كارانه خواهد بود.

Topsides of offshore platforms contain different equipment, therefore earthquake excitation may impose large forces on them. However during design of these topsides, the interaction of the secondary systems and primary structure is not usually considered, which may result in a non-realistic response of structure. In order to study this subject, by using OpenSees software, a 3D model of a typical platform in the Persian Gulf is constructed and analyzed, when subjected to different records of ground motion. These records are scaled for two earthquake levels. In the first level the structure is in elastic condition but for the second level it behaves inelastically. According to the results, for secondary systems with low periods of vibration, interactions between structure and secondary system can be neglected. But when the period of secondary system is increased, it is necessary to consider interactions effects. According to the results of this research, when ratio of the frequency of secondary system to primary structure is less than 7 or 10 for linear and nonlinear conditions, respectively, a conservative estimate of response may be obtained by neglecting the interaction effects.