DENİZ PETROL TLP-TİPLİ PLATFORMUN MODEL DİNAMİK İNCELENMESİ

Benzer belgeler
SUYUN EK KÜTLESİNİN DENİZ BETONARME PETROL PLATFORMASININ DİNAMİĞİNE ETKİSİ

T.C. BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MIM331 MÜHENDİSLİKTE DENEYSEL METODLAR DERSİ

Yapı Sistemlerinin Hesabı İçin. Matris Metotları. Prof.Dr. Engin ORAKDÖĞEN Doç.Dr. Ercan YÜKSEL Bahar Yarıyılı

BİR ASANSÖR KABİNİ SÜSPANSİYONU İÇİN DÜŞME ANALİZİ

HARAKETLİ YÜK PROBLEMİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

= ε s = 0,003*( ,3979)/185,3979 = 6,2234*10-3

BURSA TEKNİK ÜNİVERSİTESİ DOĞA BİLİMLERİ, MİMARLIK VE MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 3 NOKTA EĞME DENEYİ FÖYÜ

Dairesel Temellerde Taban Gerilmelerinin ve Kesit Zorlarının Hesabı

SÜLEYMAN DEMİ REL ÜNİ VERSİ TESİ MÜHENDİ SLİ K-Mİ MARLIK FAKÜLTESİ MAKİ NA MÜHENDİ SLİĞİ BÖLÜMÜ MEKANİK LABORATUARI DENEY RAPORU

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Tablo 1 Deney esnasında kullanacağımız numunelere ait elastisite modülleri tablosu

HİDROLİK. Yrd. Doç. Dr. Fatih TOSUNOĞLU

Şekil 1. DEÜ Test Asansörü kuyusu.

Mukavemet 1. Fatih ALİBEYOĞLU. -Çalışma Soruları-

2.3. Dinamik Benzeri Yöntemler ile Ölçekli Beton Barajda Deprem Simulasyonu

KOÜ. Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü (1. ve 2.Öğretim / B Şubesi) MMK208 Mukavemet II Dersi - 1. Çalışma Soruları 23 Şubat 2019

Sıvı Depolarının Statik ve Dinamik Hesapları

Ek-3-2: Örnek Tez 1. GİRİŞ

Yapı Sistemlerinin Hesabı İçin. Matris Metotları. Prof.Dr. Engin ORAKDÖĞEN Doç.Dr. Ercan YÜKSEL Bahar Yarıyılı

BURSA TECHNICAL UNIVERSITY (BTU) Department of Mechanical Engineering

Yrd.Doç.Dr. Hüseyin YİĞİTER

Taşınım Olayları II MEMM2009 Akışkanlar Mekaniği ve Isı Transferi bahar yy. borularda sürtünmeli akış. Prof. Dr.

DOKUZ KATLI TÜNEL KALIP BİNA SONLU ELEMAN MODELİNİN ZORLAMALI TİTREŞİM TEST VERİLERİ İLE GÜNCELLENMESİ

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM HAFTA 9 COSMOSWORKS İLE ANALİZ

KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü Mukavemet II Final Sınavı (2A)

BURULMA DENEYİ 2. TANIMLAMALAR:

T.C. GAZİ ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ AKIŞKANLAR MEKANİĞİ LABORATUVARI

34. Dörtgen plak örnek çözümleri

Fotoğraf Albümü. Zeliha Kuyumcu. Mesnetlerinden Farklı Yer Hareketlerine Maruz Kablolu Köprülerin Stokastik Analizi

YTÜ Makine Mühendisliği Bölümü Mekanik Anabilim Dalı Özel Laboratuvar Dersi Strain Gauge Deneyi Çalışma Notu

Eşdeğer Deprem Yüklerinin Dağılım Biçimleri

MUKAVEMET HESAPLARI : ÇİFT KİRİŞLİ GEZER KÖPRÜLÜ VİNÇ

7.3 ELASTĐK ZEMĐNE OTURAN PLAKLARIN DAVRANIŞI (BTÜ DE YAPILAN DENEYLER) BTÜ de Yapılan Deneyler

T.C. TURGUT ÖZAL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

ÇATI MAKASINA GELEN YÜKLER

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

(b) Model ve prototipi eşleştirmek için Reynolds benzerliğini kurmalıyız:

T.C. SÜLEYMAN DEMĐREL ÜNĐVERSĐTESĐ MÜHENDĐSLĐK FAKÜLTESĐ MAKĐNE MÜHENDĐSLĐĞĐ BÖLÜMÜ

T. C. GÜMÜŞHANE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK VE DOĞA BİLİMLERİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ DENEYLER 2

İKİ BOYUTLU ÇUBUK SİSTEMLER İÇİN YAPI ANALİZ PROGRAM YAZMA SİSTEMATİĞİ

Mukavemet. Betonarme Yapılar. Giriş, Malzeme Mekanik Özellikleri. Dr. Haluk Sesigür İ.T.Ü. Mimarlık Fakültesi Yapı ve Deprem Mühendisliği

İstanbul Teknik Üniversitesi Uçak ve Uzay Bilimleri Fakültesi

YTÜ Makine Mühendisliği Bölümü Mekanik Anabilim Dalı Genel Laboratuvar Dersi Eğilme Deneyi Çalışma Notu

Küçük Ölçekli Sarsma Tablası Test Modelleri için Uygun Ölçeklendirme Katsayısının Araştırılması

KOÜ. Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği ( 1. ve 2. Öğretim ) Bölümü Dinamik Dersi (Türkçe Dilinde) 2. Çalişma Soruları / 21 Ekim 2018

Mühendislik Mekaniği Dinamik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Yığma yapı elemanları ve bu elemanlardan temel taşıyıcı olan yığma duvarlar ve malzeme karakteristiklerinin araştırılması

YTÜ İnşaat Fakültesi Geoteknik Anabilim Dalı. Ders 5: İÇTEN DESTEKLİ KAZILAR. Prof.Dr. Mehmet BERİLGEN

ÇATI KONSTRÜKSİYONLARINDA GAZBETON UYGULAMALARI Doç.Dr.Oğuz Cem Çelik İTÜ Mimarlık Fakültesi Yapı Statiği ve Betonarme Birimi

ÇOK KATLI BETONARME YAPILARIN DİNAMİK ANALİZİ

ARTIMLI DİNAMİK ANALİZ YÖNTEMİ İLE BETON AĞIRLIK BARAJLARDAKİ HASAR BELİRLENMESİ

BETONARME KESİT DAVRANIŞINDA EKSENEL YÜK, MALZEME MODELİ VE SARGI DONATISI ORANININ ETKİSİ

Ara Sınav. Verilen Zaman: 2 saat (15:00-17:00) Kitap ve Notlar Kapalı. Maksimum Puan

BLOK TİPİ KIYI YAPILARININ SİSMİK TASARIMI

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK 402 MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY - 3 ÜÇ NOKTALI EĞİLME DENEYİ

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Kılavuz Rayları ve Emniyet Freni Mekanizmaları Üzerindeki Gerilmelere Dair Araştırma

2. Basınç ve Akışkanların Statiği

İnşaat Mühendisliği Bölümü Öğretim Yılı Güz Yarıyılı Bitirme Sınavı Programı (Türkçe Programı)

BETONUN DİĞER Doç. Dr. Halit YAZICI

Çözüm: Borunun et kalınlığı (s) çubuğun eksenel kuvvetle çekmeye zorlanması şartından;

İnşaat Mühendisliği Bölümü Öğretim Yılı Güz Yarıyılı Bitirme Sınav Programı (Türkçe Programı)

TORNA TEZGAHINDA KESME KUVVETLERİ ANALİZİ

UBET72 DM BETON KÖŞK YAPISI BETONARME STATİK HESAP RAPORU

DEPREME DAVRANIŞI DEĞERLENDİRME İÇİN DOĞRUSAL OLMAYAN ANALİZ. NEJAT BAYÜLKE 19 OCAK 2017 İMO ANKARA ŞUBESİ

MOMENT AKTARAN BİRLEŞİMLER YAPI MERKEZİ DENEYSEL ÇALIŞMALARI

GEMİ VE AÇIKDENİZ YAPILARI ELEMANLARI Hafta 3

RULMANLI VE KAYMALI YATAKLARDA SÜRTÜNME VE DİNAMİK DAVRANIŞ DENEY FÖYÜ

RÜZGAR YÜKÜNÜN BİR TİCARİ ARAÇ SERVİS KAPISINA OLAN ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

PERDE DUVARLI MODEL BİR BİNANIN DİNAMİK DAVRANIŞINA YÖNELİK PARAMETRİK ÇALIŞMA

ISI DEĞĠġTĠRGEÇLERĠ DENEYĠ

BURSA TEKNĠK ÜNĠVERSĠTESĠ DOĞA BĠLĠMLERĠ, MĠMARLIK VE MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ MAKĠNE MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ

FL 3 DENEY 4 MALZEMELERDE ELASTĐSĐTE VE KAYMA ELASTĐSĐTE MODÜLLERĐNĐN EĞME VE BURULMA TESTLERĐ ĐLE BELĐRLENMESĐ 1. AMAÇ

KBM0308 Kimya Mühendisliği Laboratuvarı I HAVA AKIŞ DENEYİ. Bursa Teknik Üniversitesi DBMMF Kimya Mühendisliği Bölümü 1

Yatak Katsayısı Yaklaşımı

28. Sürekli kiriş örnek çözümleri

BETONARME-I 5. Hafta KİRİŞLER. Onur ONAT Munzur Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü, Tunceli

DUMLUPINAR ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

YAPI ZEMİN ETKİLEŞİMİ. Yrd. Doç. Dr Mehmet Alpaslan KÖROĞLU

DÜZENLİ AKIMLARDA ENERJİ DENKLEMİ VE UYGULAMALARI

Bölüm 3. Tek Serbestlik Dereceli Sistemlerin Zorlanmamış Titreşimi

ÇÖZÜMLER. γ # γ + z A = 2 + P A. γ + z # # γ # = 2 + γ # γ + 2.

SÜRÜKLEME DENEYİ TEORİ

Gazbeton Duvar ve Döşeme Elemanları ile İnşa Edilen Az Katlı Konut Binalarının Deprem Güvenliği*

Prof. Dr. İrfan KAYMAZ

SARILMIŞ VE GELENEKSEL TİP YIĞMA YAPILARIN DEPREM DAVRANIŞLARININ İNCELENMESİ. Ali URAL 1

Sistem Dinamiği. Bölüm 4-Mekanik Sistemlerde Yay ve Sönüm Elemanı. Doç.Dr. Erhan AKDOĞAN

TDY 2007 YE GÖRE DEPREM ELASTİK TASARIM İVME SPEKTRUMU

GÜÇ-TORK. KW-KVA İlişkisi POMPA MOTOR GÜCÜ

ASİSTAN ARŞ. GÖR. GÜL DAYAN

İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ

SARSMA TABLASINA YERLEŞTİRİLMİŞ 3 KATLI HASARLI VE HASARSIZ ÇELİK YAPI MODELİNİN DİNAMİK KARAKTERİSTİKLERİNİN BELİRLENMESİ

MAKĠNE ELEMANLARI II REDÜKTÖR PROJESĠ

ÇELİK YAPILAR BİRLEŞİMLER VE BİRLEŞİM ARAÇLARI. Hazırlayan: Yard.Doç.Dr.Kıvanç TAŞKIN

DİŞLİ ÇARKLAR II: HESAPLAMA

Tanım: Boyuna doğrultuda eksenel basınç kuvveti taşıyan elemanlara Basınç Çubuğu denir.

FARKLI ÇAPMA ETKİLERİNE MARUZ KALMIŞ BETONARME KİRİŞLERİN DAVRANIŞININ BELİRLENMESİ

BETONARME YAPILARDA BETON SINIFININ TAŞIYICI SİSTEM DAVRANIŞINA ETKİSİ

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

Transkript:

Gemi Mühendisliği ve Sanayimiz Sempozyumu, 4-5 Aralık 004 DENİZ PETROL TLP-TİPLİ PLATFORMUN MODEL DİNAMİK İNCELENMESİ Doç.Dr.Nicat MESTANZADE 1, Araş.Gör.Gökhan YAZICI ÖZET The geometric form of the structure is a conical shell surface. The dynamic behavior is dependence on the buoyancy of main structure and tension in the legs. The model of structure was tested in hydraulic laboratory. Anahtar Kelimeler: Tension-leg platforms, offshore structures 1. Giriş Gergin bağlantılarla yüzen platform yapıları (Tension Leg Platforms (TLP)) deniz madenlerinde kazı yapmak ve petrol çıkarmak için kullanılmaktadır. Bu yapılar esasen sabit platformların kullanılması ekonomik olmayan küçük madenlerde kullanılmakta ve farklı yerlere taşınabilmektedir. TLP yapıları genellikle 50 ile 600 m arasında derinlikte kullanılmaktadır. Bu yapılar, çok sayıda esnek bağlantı elemanlarıyla denizine dibine yerleştirilen büyük bir betonarme plağa tutturulmaktadır. Üst yapı konik-silindrik kabuk şeklindedir (Şekil-1). Üst yapının yüzmesinden dolayı bağlantı elemanları, sürekli olarak çekme etkisinde kalmaktadır.. Yapının dinamik incelenmesi TLP yapılarında bağlantı elemanlarındaki kuvvetler ilk önce kazma (drilling) işlemi esnasında gelen yüklere göre hesaplanmaktadır. Daha sonra da fırtına durumunda 1 İstanbul Kültür Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü n.mestanzade@iku.edu.tr İstanbul Kültür Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü gokhanyazici@iku.edu.tr 179

meydana gelecek gerilme değişmeleri belirlenmektedir. Kazma işleminde verilenler: toplam dış kuvvetin statik yatay bileşeni P, üst yapının alt bölümünden dipteki plağa kadar olan mesafe L0 (Şekil 1). Kazma işleminde maksimum yatay yerdeğiştirme: u adm = x adm L0 (1) Burada x adm maksimum mutlak yerdeğiştirmeyi temsil etmektedir. (a) (b) Şekil 1. (a) TLP yapısının şematik gösterimi (b)yanal kuvvetin platform üzerindeki etkisi x yatay yerdeğiştirmesi ise bağlantı elemanında L boyunca artmaktadır: 180

1 1 x 0 0 0 0 1 x L = L L = L + x L L + L 0 = L0 () L0 L0 Bu durumda bağlantı elemanında oluşan kuvvet: L E x F F0 E Ak F0 A k L0 L = + = + (3) 0 Bu kuvvetin yatay bileşeni: F x x EAk x x = f sin ϕ Fϕ F = F 0 + L0 L (4) 0 L0 Dış kuvvet etki ettiğinde yapının yerdeğiştirmesinin, maksimum yatay yerdeğiştirmeden büyük olması istenmektedir. b ( F + 0, Auadm ) nuadm P µ = (5) 0 5 µ, güvenlik katsayısını temsil etmektedir. Bu ifadede üç bilinmeyen bulunmaktadır; n, F 0 ve A. İkinci şart, bağlantılardaki kuvvetin, maksimum yerdeğiştirme anındaki kuvveti geçmemesidir. F m ( F +, EAuadm ) n Fadm = 0 µ (6) 0 5 Burada; F adm : halatlardaki maksimum kuvvet; µ n : bağlantı elemanlarında kuvvetlerin dağılımındaki farklılıkları göz önünde bulundurmak için kullanılan güvenlik katsayısı Projelendirme tecrübesine göre çapı A=60-70 mm olan çelik tellerdeki çekme kuvveti, F adm nin 1 ile 3MN arasında değiştiği kabul edilir. A=150-180 mm çaplı naylon tellerde ise F adm nin 5 ile 7MN arasında değiştiği kabul edilir. Bu durumda (6) denkleminden ilk çekme kuvveti bulunabilir: 181

F F adm 0 = 0, 5Ak uadm µ n (7) (5) ve (6) denklemlerinden ise bağlantı elemanı sayısını tayin etmek mümkündür. Pb µ z µ nu N = (8) u F adm adm Eğer hidrolik sönümü gözönüne alınırsa sistemin dinamik denklemi yazılabilir. u u u u M + C F = 0 (9) t t t x Burada, M: Üst yapının kütlesi F: Çekme kuvveti u: Yatay deplasman t: Zaman x: Yerdeğiştirme C: Mukavemet sabiti, C = 0,5C D C : Basınca bağlı hidrolik katsayı D ρ w : Suyun özkütlesi D: Bağlantı elemanlarının çapı D ρ w Dinamik çekme olmaması için tellerin her zaman çekme altında olması gerekmektedir. Ancak büyük yerdeğiştirmelerde aşağıdaki şart tahkik edilmelidir: 0,5hd EAk F f > 0 (10) L 0 Burada, h d : Dalganın maksimum yüksekliği E: Bağlantı elemanlarının elastisite modülü A k : Bağlantı elemanlarının en kesit alanı L 0 : Bağlantı elemanlarının uzunluğu. 18

3. Modelin oluşturulması ve denenmesi TLP yapısının dinamik özelliklerini tayin etmek için 1/100 ölçekli modeli oluşturulmuş ve İTÜ Gemi İnşaatı Fakültesi nin laboratuvar havuzunda denenmiştir. Modelin ölçeğine uygun bir model malzemesi kullanılmıştır. Deneyde dinamik atalet özelliklerinin bulunması önemli olduğundan dolayı simulasyon teorisine göre modelleme Froude kriterine göre yapılmıştır. Modelin boyu, en kesiti, elastisite modülü, suyun ek kütlesi, modelin doğal frekansı ve periyodu sırasıyla (11),(1),(13),(14),(15) ve (16) ifadeleri ile hesaplanmıştır. L m = L n α (11) S m = S n α (1) γ m E m = E n β (13) γ n µ n 3 m = µ α (14) ωnemγ n ω m = (15) α E γ n m T m Tn Enγ m α = (16) E γ m n Burada α, modelin ölçekleme katsayısıdır. Buna ek olarak, m ve n indeksleri de sırasıyla model ve doğal hal ile ilgili parametreleri belirtmek için kullanılmaktadır. Model oluşturulurken yapı elemanlarının birbirlerine oranı muhafaza edilmiştir. Modelin malzemesinin özellikleri E=55x10 7 N/m ve γ=1,18x103 kg/m 3 olarak alınmıştır. Oluşturulan model, 3 m derinliği olan laboratuvar havuzunda test edilmiştir (Şekil ). Model, dört noktada X ve Y yönlerde olmak üzere Displacement Transducer CMP16 aletleri ile bağlanmıştır. Titreşimi oluşturulması için modele ilk deplasman verilmiştir. Benzerlik katsayısı gözönüne alarak yapının gerçek periyodu T=13,9s bulunmuştur. Halatların gerginliği değiştirilerek, bunun periyod üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Halatlardaki çekme kuvvetleri 6 dinamometre ile kontrol edildi. Halatlardaki çekme kuvveti 1, 3 ve 5 kgf olarak ayarlandığında yapının periyodunun sırasıyla T 1 =4,1s, T =3,54s ve T 3 =3,1s.(Şekil 3) olarak değiştiği görülmüştür. 183

Şekil. TLP modeli ve deney düzeneği 6 5 4 Test results Theory F, Kgf 3 1 0.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 T, sn Şekil 3. Halatlardaki çekme kuvvetinin titreşim periyoduna etkisi 184

Tablo 1. Periyodun, halatların gerginliğine göre değişimi Çekme kuvveti (kgf) Deneysel sonuçlar T (s) Hesap sonuçları T (s) 1 4,8 5 4,5 5, 3 4, 4,4 3,5 4,6 5 3,8 4, 3 4,4 Elde edilen deney sonuçları ve teorik hesaplarla karşılaştırıldığında hata farkı hesaplanabilir. T exp T T exp cal 13,9 1,9 %100 = %100 = %7,05 13,9 (17) 4. Sonuçlar TLP model testinde alınan sonuçlar ile teorik sonuçlar arasındaki fark %15 den az olduğundan bu sonuçlar yeterli doğrulukta sayılabilir. Dinamik deney sonuçlardan, halatlarda çekme kuvvetinin küçük olduğunda, hesap ve test sonuclarının arasındaki farkların daha az olduğu görülmüştür. 5. Teşekkürler Deneysel çalışma için ve genellikle tüm çalışma zamanı boyunca desteklerinden ve yardımlarından dolayı TÜBİTAK NATO PC programına teşekkürlerimizi sunarız. Buna ek olarak İTÜ Gemi İnşaatı Fakültesi Bölüm Başkanı Prof.Dr.Abdi Kükner e ve laboratuvar başkanı Prof.Dr.Ömer Gören e yarattıkları olanaklar için teşekkürlerimizi sunarız. 185

6. Kaynaklar [1]. Dawson T.H., 1983, Offshore structural engineering. Englewood cliffs. USA. []. Sluijs M.F., Blok J.J. 1977, The dynamic behaviour of mooring lines. 9 th Annu.Offshore Technol.Conf.Houston, Tex.v.3, pp.31-38 [3]. Stricland G.E., Mason A.B., 1981, Parametric response of TLP tendons-theoretical and numerical analyses. Proceedings of 13 th Annual Offshore Technology Conference, Houston, Tex.vol.3.Dallas.Tex.pp.45-54. [4].Dillingham J.T., 1984, Recent experience in model-scale simulation of tension leg platform. Marine Technology.V.1.No.,April, pp.186-00. [5].Bar-Avi, P., ve Benaroya, H.1997,Nonlinear dynamics of compliant offshore structures 186