ГОСТ Р 57555-2017 (ИСО 19901-3:2014) Нефтяная и газовая промышленность. Сооружения нефтегазопромысловые морские. Верхние строения

     8.10 Сейсмические воздействия

8.10.1 Общие сведения

При изучении условий землетрясения конструкции ВС следует рассматривать как часть МНГС, состоящего из ОЧ со своим фундаментом и оборудованием ВС. Соответствующие требования приведены в ГОСТ Р 57123. Дополнительные указания для элементов ВС - в 8.10.2.

Конструкции ВС, трубопроводная обвязка оборудования и другое палубное оборудование следует спроектировать и установить таким образом, чтобы они могли выдерживать сейсмические воздействия, вызванные расчетным сейсмическим событием, при этом возможно ограничение смещений без неприемлемого повреждения оборудования, трубопроводов, оборудования и их опор.

Особое внимание следует уделять проектированию ограничений для критически важных трубопроводов и оборудования, неисправность которых может привести к нанесению телесных повреждений персоналу, разливу потенциально вредных материалов, загрязнению вредными веществами или препятствию ликвидации аварии.

Расчетные уровни ускорений должны учитывать динамический отклик всего МНГС и по возможности локальный динамический отклик палубы и оборудования. Благодаря динамическому отклику МНГС расчетные уровни ускорений обычно намного больше колебаний грунта и, как следствие, больше перемещений, связанных с проектированием сейсмостойких конструкций аналогичных морских технологических установок.

Для сейсмических зон 0 и 1 (ГОСТ Р 57123), где расчетное горизонтальное спектральное ускорение не превышает 0,10, расчет воздействий землетрясений на ВС возможно выполнять с учетом следующих допущений:

- для стационарных сооружений в этих сейсмических зонах можно пренебречь требованиями, которые предъявляют к пластичности ВС;

- трубные соединения допускается проектировать только для расчетных соединяющих сил (вместо предела текучести элемента конструкции или критического усилия при продольном изгибе) при условии, что конструкции ВС удовлетворяют требованиям, предъявляемым к прочности, с учетом колебаний грунта, характерных для редких максимальных расчетных землетрясений (МРЗ).

Однако, если нормативные положения не требуют дальнейшего анализа воздействий землетрясений на конструкции ВС, необходимо учесть сейсмический отклик конструкций ВС путем обеспечения запаса прочности и анализа резких изменений жесткости или прочности.

Усиление вертикального общего отклика МНГС крайне нежелательно, когда периоды собственных колебаний балок или консольных ферм близки к периоду вертикальных колебаний всего МНГС. В противном случае может потребоваться расчет сопряжений.

Требования, связанные с ПЗ, применяют с целью адекватного расчета размеров, прочности и жесткости ВС. Благодаря этому обеспечивается отсутствие значительных повреждений конструкций. Требования, предъявляемые к сейсмическим воздействиям уровня МРЗ, направлены на обеспечение достаточного запаса прочности ВС, чтобы предотвратить их разрушение во время редких интенсивных сейсмических толчков с годовой вероятностью превышения 10. Такие редкие сейсмические колебания могут приводить к неупругим смещениям и повреждениям конструкций без прогрессирующего разрушения.

8.10.2 Минимальное поперечное ускорение

Минимальное расчетное поперечное ускорение 0,2 соответствует МРЗ, воздействующего на ВС, оборудование и несущие конструкции всех строений (кроме первой категории сейсмической опасности по ГОСТ Р 57123), в том числе в сейсмической зоне 0.

8.10.3 Оборудование верхнего строения

Как правило, оборудование ВС жестко устанавливают на его конструкции, и его отклики в поперечном и вертикальном направлениях вычисляются непосредственно на основе максимальных расчетных ускорений палубы. Однако в некоторых случаях гибкость ВС может влиять на частоту собственных колебаний оборудования и приспособлений.

Для относительно жесткого оборудования и приспособлений, масса которых мала по сравнению с массой конструкций ВС и допускает применение модели с одной степенью свободы, можно выполнить упрощенный анализ, состоящий из следующих этапов:

- на основе предварительного динамического анализа всего МНГС по ГОСТ Р 57123 определяют ускорения в зоне расположения опор оборудования;

- выполняют умножение массы оборудования на результирующее ускорение с последующим проектированием опор для результирующих воздействий.

Более строгий анализ необходим в следующих случаях:

а) масса всего оборудования превышает 5% общей массы МНГС;

б) оборудование имеет динамические характеристики, или опорная конструкция влияет на вибрации оборудования;

в) собственный период колебаний оборудования с одной степенью свободы превышает в 1,25 раза период значимой моды всей конструкции.

Более строгий анализ выполняют с использованием:

- анализа, не связанного со спектром отклика перекрытия на уровне палубы;

- методов связанного анализа.

К оборудованию, которое обычно нуждается в более строгом анализе, относят: буровые установки, факельные конструкции, вентиляционные и коммуникационные вышки, палубные кронштейны, высокие технологические резервуары, переходные мосты и грузоподъемное оборудование.

Анализ, надлежащим образом учитывающий динамические взаимодействия между оборудованием и конструкциями ВС, позволяет получить более точные и зачастую более низкие расчетные ускорения по сравнению с расчетными значениями на основе спектра отклика несвязанного перекрытия.

Метод вторичных воздействий, применяемый при проектировании оборудования или элементов палубы с учетом сейсмостойкости, зависит от динамических характеристик и сложности несущих конструкций. Существуют два варианта анализа.