Теоретическая и практическая значимость исследования.

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования.Одной из основных проблем при разработке месторождений, строительстве и эксплуатации сооружений на континентальном шельфе являются сложные природные условия. Большая часть континентального шельфа, на котором ведется разработка месторождений и добыча углеводорода, расположена в сейсмически опасных районах. Это определяет конструктивные решения морских сооружений. Учитывая воздействие также значительных ледовых, волновых и прочих нагрузок, возможных сочетаний, оценка сейсмической стойкости очень важна. Проблема повышения сейсмостойкости морских инженерных сооружений в мелководной зоне достаточно актуальна, т.к. определяет конструктивные решения и соответственно стоимость сооружения. Обычно используют адаптивные системы, фрикционные системы, гасители колебаний, системы с повышенным демпфированием и др. Несмотря на множество методик и подходов, разнообразие природно-климатических условий и типов сооружений требуется их совершенствование. Обеспечение требуемого уровня сейсмостойкости возможно только с привлечением методов теории вероятностей, случайных процессов и теории надежности строительных конструкций.

Степень разработанности темы исследования.Проблема повышения сейсмостойкости достаточно актуальна, поэтому предложено множество методик и подходов различной точности. Однако, суровые условия арктического шельфа требуют проведения дополнительных научных изысканий, как теоретических, так и экспериментальных. Для строительства портовых объектов повышенной сейсмостойкости предложены много конструктивных решений, новых материалов, концепций снижения сейсмических воздействий, смягчения последствий сейсмических ударов.

При проектировании сооружений на континентальном шельфе встает множество вопросов, обусловленных уникальностью задачи, сложностью климатических условий в районе предполагаемого строительства, а также наличием методически отличающихся подходов.

Методики расчета портовых сооружений с учетом сейсмических воздействий неоднократно менялись и совершенствовались. Нормативный линейно-спектральный метод разработан применительно к расчету объектов массового строительства и дает приемлемые оценки сейсмостойкости. Однако при строительстве в Арктике сооружения эксплуатируются в особых условиях. Наиболее современной является концепция МГСУ проектирования сооружений с заданной обеспеченностью сейсмостойкости. Особенность концепции - учет нелинейного характера работы в явном виде при использовании нелинейного статического и динамического методов. Объем знаний современных методов расчета строительных конструкций и принципов их конструирования, а также технологии производства работ, применяемых устройств, направленных на повышение сейсмостойкости, современной техники и состава требований действующей нормативной документации, недостаточен применительно к арктическим сооружениям.

Целью работыявляется разработка методики повышения сейсмостойкости морских инженерных сооружений в мелководной зоне.

Для достижения данных целей необходимо решить следующие задачи:

1. Выполнить обзор сейсмических исследований морских инженерных сооружений.

2. Выполнить теоретическое обоснование методики по повышению сейсмостойкости морских инженерных сооружений в мелководной зоне.

3. Выполнить моделирование морских инженерных сооружений при сейсмических воздействиях для условий мелководной зоны Арктической зоны РФ.

4. Разработать рекомендации по повышению сейсмостойкости морских инженерных сооружений в мелководной зоне.

Объект исследования – морские инженерные сооружения в мелководной зоне, включая Арктическую зону РФ.

Предмет исследований – методики расчета сейсмического воздействия и способы обеспечения проектной сейсмостойкости морских инженерных сооружений.

Научная новизна.

Усовершенствована методика анализа сейсмической безопасности морских инженерных сооружений в мелководной зоне. Будет выполнена оценка эффективности предложенных методик, выполнены верификационные расчеты, даны практические рекомендации по совместному использованию методик. Будет дано обоснование применения объемно-планировочных и конструктивных решений, с учетом условий:

- чтобы первые две формы собственных колебаний были поступательными;

- применение материалов, конструкций и конструктивных схемы, обеспечивающих наименьшие значения сейсмических нагрузок (легкие материалы, сейсмоизоляция, другие системы динамического регулирования нагрузки);

- возможность в определенных элементах и конструкциях пластических деформации;

- обеспечение устойчивости и геометрической неизменяемости конструкций при развитии пластических деформаций, а также исключающие их хрупкое разрушение.

Теоретическая и практическая значимость исследования.

Выполнена оптимизация объемно-планировочных и конструктивных решений для повышения сейсмостойкости морских инженерных сооружений в мелководной зоне. Разработанные рекомендации могут быть использованы при проектировании морских инженерных сооружений, в учебном процессе обучения студентов-гидротехников.