SU1691469A1 - Supporting block of off-shore ice-resistant stationary platform - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к гидротехническому строительству. Цель изобретени  - снижение металлоемкости. Каркас опорного блока состоит из основных стоек 1 и дополнительных стоек 2, расположенных по встречно-наклоненным друг к другу пр молинейным образующим гиперболоида. Центр 3 симметрии гиперболоида расположен ниже уровн  4 мор . Сверху гиперболоид ограничен горизонтальным замкнутым контуром 5, к которому коаксиально закреплена насадка 6 с боковой поверхностью в виде пр мого сплошностенчатого усеченного конуса. Насадка расположена в зоне действи  льда, угол наклона образующей конусной поверхности насадки к горизонту должен находитьс  з пределах от 15 до 50° При этом значени  углов между лежащими в одной центральной вертикальной плоскости образующей насадки и гиперболической образующей гиперболоида лежат в диапазоне от 75 до 105° 3 ил. (ЛFIELD OF THE INVENTION The invention relates to hydraulic engineering. The purpose of the invention is to reduce metal consumption. The skeleton of the support block consists of the main struts 1 and the additional struts 2, which are located along the rectilinear straight lines forming a hyperboloid. The hyperboloid center 3 of symmetry is located below level 4 mor. From above, the hyperboloid is bounded by a horizontal closed contour 5, to which the nozzle 6 is coaxially fixed with a lateral surface in the form of a straight, continuous, truncated cone. The nozzle is located in the zone of action of ice, the angle of inclination of the generatrix of the conical surface of the nozzle to the horizon should be within the range of 15 to 50 ° C. At the same time, the angles between the nozzle generators lying in one central vertical plane and the hyperbolic hyperbolic generatrix lie in the range from 75 to 105 ° C. 3 il. (L

Description

Изобретение относитс  к строительству морских платформ дл  акваторий, в которых возможны ледовые образовани .The invention relates to the construction of offshore platforms for waters in which ice formations are possible.

Цель изобретени  - снижение металлоемкости .The purpose of the invention is to reduce metal consumption.

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.FIG. 1 shows the support block of the ice-resistant support, general view; figure 2 - section aa in figure 1; on fig.Z - section bb in figure 2.

Каркас опорного блока состоит из основных стоек 1 и дополнительных стоек 2, расположенных по встречно-наклонным друг к другу пр молинейным образующим гиперболоида . Кажда  стойка 1 с любой стойкой 2 лежа в одной плоскости. Центр 3 симметрии гиперболоида расположен ниже уровн  4 мор . Сверху гиперболоид ограничен горизонтальным замкнутым контуром 5, к которомуThe skeleton of the support block consists of the main struts 1 and the additional struts 2, which are located along the rectilinearly-inclined straight lines forming the hyperboloid. Each rack 1 with any rack 2 lying in the same plane. The hyperboloid center 3 of symmetry is located below level 4 mor. From above, the hyperboloid is bounded by a horizontal closed contour 5, to which

коаксиально закреплена насадка 6 с боковой поверхностью в виде пр мого сплошно- стенчзтого усеченного конуса.a nozzle 6 is coaxially fixed with a lateral surface in the form of a straight solid wall truncated cone.

Насадка 6 расположена в зоне действи  льда. Дл  минимального воздействи  ледовой нагрузки угол ft наклона образующей конусной поверхности насадки к горизонту должен находитьс  в пределах от 15 до 50°, Значени  углов а между лежащими в одной центральной вертикальной плоскости образующей насадки и гиперболоиче- ской образующей гиперболоида лежат в диапазоне от 75 до 105°.Nozzle 6 is located in the zone of action of ice. For a minimal impact of ice load, the angle of inclination ft of the nozzle cone surface to the horizon should be in the range of 15 to 50 °. The angles between the nozzle and the hyperbolic hyperboloid lying in the same central vertical plane lie in the range of 75 to 105 ° .

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Передача нагрузки от ледового воздействи  на грунт происходит по кратчайшему рассто нию в направлении действи  наThe load transfer from the ice impact on the ground occurs over the shortest distance in the direction of action

ОABOUT

оabout

тА &tA &

ОABOUT

оabout

грузки и работа основных несущих элементов сооружени   вл етс  рациональной.the load and the work of the main bearing elements of the structure is rational.

Диапазон углов а между лежащими в одной центральной вертикальной плоскости образующей насадки и гиперболической образующей гиперболоида прин т равным 75 - 105° из следующих соображений . Как видно из фиг.2, при выполнении вышеуказанного услови  плоскость, образованна  основной стойкой и соответствующей допоинительной стойкой 2, составит с образующей насадки 6 угол, равный 75 05°. Учитыва , 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 объ сн етс  гем, что отношение горизонтальной и вертикальных составл ющих, 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 зрени  расхода металла, работу несущих элементов, а именно, в направлении их наибольшей жесткости. Таким образом, реализуетс  общеприн тый принцип концентрации материала, который лежит в основе теории формообразовани  строительных конструкций.The range of angles a between the nozzle generators lying in one central vertical plane and the hyperbolic hyperboloid generatrix is assumed to be 75 - 105 ° from the following considerations. As can be seen from FIG. 2, when the above condition is fulfilled, the plane formed by the main stand and the corresponding additional stand 2, will make an angle of 75 05 ° with the nozzle forming 6. Taking into account that the angle of inclination of the forming nozzle to the horizon is close to 33.7 °, then the direction of the ice load acting from the nozzle will be the minimum angle with the plane formed by the layers 1 and 2, since the same angle is 75 - 105 °. This is explained by the heme that the ratio of horizontal and vertical components, equal to tg (/ 3 + 4-arctg f), will be close to unity. Having thus ensured the minimum angle between the direction of the ice load and the plane in which the main structural elements, namely racks 1 and 2, lie, we guarantee the most efficient, c. the point of view of metal consumption, the work of bearing elements, namely, in the direction of their greatest rigidity. Thus, the generally accepted principle of material concentration, which underlies the theory of forming building structures, is implemented.

При подвижке плавающих ледовых образований возникает воздействие на насадку 6 в направлении движени  льда. При отсутствии смерзани  льда с конструкцией удельна  ледова  нагрузка на конусообразную поверхность имеет горизонтальную и вертикальную составл ющие, отношен- которых равно tg( / + arctg f), где / - yrun наклона образующей насадки к горизонту; f - коэффициент трени  льда по конической поверхности. При выполнении насадки 6 из металла arctg f 11,3°. Если прин ть / 33,7°, то удельна  равнодействующа  ледовой н - грузки составит с горизонтом угол 45°.When moving floating ice formations, an impact occurs on the nozzle 6 in the direction of ice movement. In the absence of ice freezing with a design, the specific ice load on the cone-shaped surface has horizontal and vertical components, the ratio being equal to tan (/ + arctan f), where / - yrun is the inclination of the nozzle that forms the nozzle to the horizon; f is the coefficient of friction of ice over a conical surface. When performing nozzles 6 metal arctg f 11.3 °. If we accept / 33.7 °, then the specific resultant ice load will make an angle of 45 ° with the horizon.

При соблюдении услови  сохранени  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.If the condition of maintaining the ground between the arbitrary generator of the nozzle 6 and the hyperbolic generator of the hyperboloid lying within it in one central vertical plane in the range of “75–10 ° C, it is possible to follow the construction of the support block topology, is observed.

Горизонтальный замкнутый контур раз- б ьаетс  на четное число участков узловыми точками таким образом, чтобы соблюдаласьThe horizontal closed loop is divided into an even number of sections by the nodal points so as to be respected.

центральна  симметри . Через любые две соседние узловые точки провод т пр молинейные образующие гиперболоида, лежащие в одной плоскости, вдоль которыхcentral symmetry. Through any two adjacent nodal points, there are straight lines forming a hyperboloid lying in the same plane, along which

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 совмещени  соответствующей пары узловых точек с соседней парой точек (сосед5 н   пара может представл ть или две другие узловые точки, либо одну другую, а одну принадлежащую данной плоскости) получают асе множество равных по количеству и встречно направленных образующих,have a rack frame. In this case, the calculated direction of the resultant ice load in the area of the nozzle 6 between the corner points coincides with this plane. By successively turning the gate ps to the contour of the indicated plane, supported by the uprights, relative to the central vertical axis of the support block, before combining the corresponding pair of nodal points with the adjacent pair of points (the neighbor5 n pair can represent either two other nodal points, or one other, and one belonging to this plane ) get ace many equal in number and counter-directed generators,

0 здоль которых расположены стойки 1 и 2.0 zdol which are located racks 1 and 2.

При прин том построении топологии каркаса ледова  нагрузка воспринимаетс  из услови , что чем меньше угол между пло5 скостью действи  нагрузки и стойкой, тем больша  дол  нагрузки на нее приходитс . Распределение нагрузки обусловлено наличием жесткого горизонтального контура, предназначенного дл  включени  в работуGiven the construction of the ice load frame topology, it is perceived that the smaller the angle between the load action plane and the support, the greater the load on it occurs. The load distribution is due to the presence of a rigid horizontal contour intended to be included in the work

0 всех стоек.0 all racks.

Анализ напр женно-деформированного состо ни  опорного блока под действием ледовой нагрузки свидетельствует о том, что осевые усили  в стойках существенно пре5 обладают над изгибными усили ми, что приводит к экономии металла за счет его рационального использовани .The analysis of the stress-strain state of the support block under the action of ice loading indicates that the axial forces in the racks significantly predominate over the bending forces, which leads to savings in metal due to its rational use.

Така  работа стоек каркаса возможна только при угле между образующей насадкиSuch work racks frame is possible only when the angle between the forming nozzle

0 и гиперболической образующей гиперболоида , лежащих в одной вертикальной плоскости {or 75 до 105° ) .который диктует 1аправпение ледового воздействи  на опорный блок. Пределы этого угла могут быть вы5 держаны только при расположении центра симметрии гиперболоида ниже уровн  мор . Эффект наличи  нового элемента, а именно конусообразной насадки, заключаетс  в формировании направлени  действи 0 and the hyperbolic generator of the hyperboloid lying in the same vertical plane {or 75 to 105 °). Which dictates the direction of the ice effect on the support block. The limits of this angle can be exceeded only when the center of symmetry of the hyperboloid is below the sea level. The effect of having a new element, namely a cone-shaped nozzle, is to shape the direction of action

0 ледовой нагрузки на стойки каркаса, благодар  чему обеспечиваетс  их эффективна  работа.0 ice load on the racks of the frame, thanks to which their work is ensured.

Расчеты показали, что по сравнению с известными техническими решени ми, эко5 номи  металла превышает 10% При этом повышаетс  надежность опорного блока благодари возможности перераспределени  нагрузки от стойки, исчерпавшей несущую способность, на соседние стойки,The calculations showed that, compared with the known technical solutions, the eco5 of the metal exceeds 10%. This increases the reliability of the support block, thanks to the possibility of redistributing the load from the rack that has depleted the carrying capacity to the neighboring racks,

которые тоже в основном будут работать на осевое сжатие.which will also mainly work on axial compression.

Claims (1)

Формула изобретени  Опорный блок морской льдоустойчивой стационарной платформы, включающий каркас из стоек, расположенных по пр молинейным образующим однополосной поверхности второго порлдка с центром симметрии и наклоненных в одну сторону, и горизонтальный контур, ограничивающий сверху каркас, отличающийс  тем, что, с целью снижени  металлоемкости, он снабжен дополнительными стойками, наклоненными навстречу к основным стойкам и образующими с основными стойками сетку с поверхностью гиперболоида, причемClaims of the Invention A supporting block of an ice-resistant stationary platform, comprising a frame of racks located along the straight lines forming the single-sided surface of the second frame with a center of symmetry and inclined to one side, and a horizontal contour bounding the frame from above, characterized in that, in order to reduce metal consumption, it is equipped with additional racks inclined towards the main racks and forming a grid with the surface of the hyperboloid with the main racks, moreover кажда  дополнительна  стойка с любой основной стойкой лежат в одной плоскости, горизонтальное сечение каркаса опорного блока выполнено с соблюдением круговойeach additional rack with any main rack lies in the same plane, the horizontal section of the frame of the support block is made in compliance with the circular 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 значени  углов, образованных образующей боковой поверхности насадки иsymmetry, as well as a nozzle with a lateral surface in the form of a continuous-truncated cone with a large base located at the bottom, attached hoaxially to the upper contour of the framework and partially submerged, while the center of symmetry of the hyperboloid is located on the vertical axis of the framework in its middle part, and the angles are formed by forming the side surface of the nozzle and гиперболической образующей гиперболой да, заключены в диапазоне 75 - 175°.hyperbolic forming hyperbola and are in the range of 75 - 175 °. ././ /  / 777-777/77-777777-777 / 77-777