EA002289B1

EA002289B1 - Сейсмостойкая несущая оболочка морского основания

Info

Publication number: EA002289B1
Application number: EA200000036A
Authority: EA
Inventors: Сидни Гласкок М.; Джош Э. Джонс; Кеннет М. Стил
Original assignee: Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани
Priority date: 1997-06-18
Filing date: 1998-06-08
Publication date: 2002-02-28
Also published as: WO1998058129A2; US6299384B1; WO1998058129A3; EA200000036A1

Abstract

Изобретение относится к сейсмостойкому морскому основанию для использования в регионах с сильной сейсмической активностью, в котором период собственных колебаний конструкции оболочки находится предпочтительно в диапазоне от около 4 до около 8 с, т.е. между первичным периодом нарастания энергии землетрясения и первичным периодом штормовых волн. Конструкция сейсмостойкой оболочки легче конструкции обычной стальной наклонной оболочки при одинаковых расположении и условиях и имеет постоянное поперечное сечение. Период собственных колебаний сейсмостойкого основания можно регулировать посредством изменения жесткости конструкции или массы.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится в целом к области морских конструкций. В частности, данное изобретение относится к конструкции несущей оболочки морского основания с повышенной сейсмостойкостью за счет увеличения податливости для использования в регионах с сильной сейсмической активностью.

Уровень техники

Морскую добычу нефти и газа часто проводят с оснований, укрепленных на дне океана. Серьезным ограничением для конструкции таких оснований является обеспечения отсутствия значительного динамического усиления реакции основания на шторм (комбинацию из ветра, волн и течений). Обычно, максимум энергии штормовой волны укладывается в период времени между 9 и 16 с. В соответствии с этим, для минимизации воздействия шторма на морские конструкции конструкторы разработали два типа конструкций: оболочка со стальными сваями (8Р1) и податливая башня (СТ). Эти конструкции отличаются в основном способом противостояния энергии волн. Оболочка со стальными сваями, которая является жесткой наклонной конструкцией (т.е. имеющей наклонные стороны), использует свой период собственных колебаний, равный 2-4 с, который находится по существу ниже периода интенсивности штормовых волн. С другой стороны, податливая башня, которая является упругой ненаклонной конструкцией, использует свой период собственных колебаний, равный 20-30 с, для нахождения, по существу, выше интенсивности штормовых волн. В целом, оболочки со стальными сваями являются экономически жизнеспособными при глубине моря менее примерно 1000 футов (300 м), в то время как податливые башни являются жизнеспособными конструкциями до глубины моря более примерно 1000 футов (300 м).

Дополнительно к штормовым нагрузкам некоторые морские основания подвергаются воздействию землетрясений. Как показано на фиг. 1, максимум сейсмической энергии укладывается в диапазон от 0 до 2 с. Обычная оболочка со стальными сваями имеет период собственных колебаний от 2 до 4 с. В то время как этот период расположен достаточно далеко от обычного периода энергии штормовых волн, равного 9 - 16 с, он находится достаточно близко к периоду нарастания сейсмической энергии, равному 0-2 с, так что на оболочку со стальными сваями будет оказываться сильное воздействие. Обычно, оболочки со стальными сваями изза их низкого периода собственных колебаний, близкого к периоду сейсмической энергии, сильнее реагируют на землетрясение, и таким образом большинство ее элементов должно иметь размеры в соответствии с сейсмической нагрузкой. В тех регионах, где сейсмические нагрузки велики, конечная конструкция получается относительно тяжелой, а оболочки со стальными сваями - не эффективными. С другой стороны, податливая башня имеет небольшую динамическую реакцию во время землетрясения, однако она слишком дорогая для обеспечения податливости при глубинах моря, где оболочки со стальными сваями обычно являются предпочтительным альтернативным решением.

Таким образом, желательно иметь более эффективную морскую конструкцию, которую можно использовать в зонах, подверженных сильной сейсмической активности. Данное изобретение удовлетворяет эту потребность.

Сущность изобретения

Данное изобретение направлено на создание новой концепции сейсмостойкой оболочки (ЕС1) с увеличенной податливостью, имеющей конфигурацию, которая эффективно настраивает конструкцию для избежания большей части как энергии штормовых волн, так и энергии землетрясений. В одном варианте выполнения изобретение является конструкцией сейсмостойкой несущей оболочки с увеличенной податливостью морского основания для использования в толще воды, подвергаемой землетрясениям, содержащей, по существу, вертикальную объемную каркасную конструкцию, проходящую вверх со дна толщи воды до точки, расположенной над поверхностью воды; фундаментные средства для крепления объемной каркасной конструкции ко дну моря; и верхнюю конструкцию, соединенную с верхним концом объемной каркасной конструкции. Объемная каркасная конструкция, фундаментные средства и верхняя конструкция выполнены так, что период собственных колебаний объемной каркасной конструкции больше первичного периода нарастания сейсмической энергии и меньше первичного периода энергии штормовых волн в толще воды. Объемная каркасная конструкция предпочтительно является, по существу, вертикальной и имеет, по существу, одинаковое горизонтальное поперечное сечение. В предпочтительном варианте выполнения объемная каркасная конструкция имеет квадратное поперечное сечение. Фундаментные средства в предпочтительном варианте выполнения содержат множество фартучных свай, соединенных с нижним концом, по существу, вертикальной объемной каркасной конструкции, которые проходят вниз в морское дно. Период собственных колебаний объемной каркасной конструкции составляет предпочтительно между около 4 и около 8 с.

Перечень фигур

Ниже приводится подробное описание изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено фиг. 1 - график спектра землетрясения и спектра волн в зависимости от основных структурных периодов, указаны также типичные периоды собственных колебаний для оболочки со стальными сваями (8Р1) и сейсмостойкой оболочки (ЕС1) с увеличенной податливостью;

фиг. 2 - вариант выполнения сейсмостойкой оболочки, согласно данному изобретению, в перспективной проекции;

фиг. 3 - фундамент из фартучных свай для использования в связи с данным изобретением, на виде сбоку;

фиг. 4 - фундамент из фартучных свай, согласно фиг. 3, на виде сверху.

Описание изобретения приводится применительно к предпочтительным вариантам его выполнения. Однако, хотя последующее подробное описание относится к частному варианту выполнения или к частному использованию изобретения, оно имеет только иллюстративный характер и не ограничивает объем изобретения. Наоборот, оно охватывает все возможные альтернативные решения, модификации и эквивалентные решения, которые возможны внутри идеи и объема изобретения, определяемых в прилагаемой формуле изобретения.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Как показано на фиг. 2, конструкция 10 сейсмостойкой несущей оболочки морского основания является установленной на дне, ненаклонной объемной каркасной конструкцией 12, которая передает срезающие и опрокидывающие силы на фундамент платформы. Конструкция 10 сейсмостойкой несущей оболочки для использования в подверженной землетрясениям толще воды 13, содержит, по существу, вертикальную объемную каркасную конструкцию 12, проходящую вверх со дна 14 (смотри фиг. 3) толщи воды 13 до точки, расположенной над поверхностью 16 воды 13. Фундаментные средства используют для закрепления объемной каркасной конструкции 12 на дне 14 (смотри фиг. 3) толщи воды 13. В предпочтительном варианте выполнения фундаментные средства содержат множество фартучных свай 17 (смотри фиг. 3 и 4), соединенных с нижним концом 24, по существу, вертикальной объемной каркасной конструкции 12, которые проходят вниз в дно 14 толщи воды 13. Фартучные сваи 17 могут быть соединены с объемной каркасной конструкцией 12 любым обычным образом, например, посредством пропускания их через втулки 18, соединенные с объемной каркасной конструкцией 12, и цементации их внутри втулок. В предпочтительном варианте выполнения (смотри фиг. 4), на каждом углу объемной каркасной конструкции 12 расположено три фартучных сваи 17. Фартучные сваи 17 являются предпочтительным вариантом выполнения фундаментных средств, поскольку фартучные сваи 17 можно забивать до уровня грунта без перерыва с помощью подводного молота, что уменьшает время монтажа и затраты. Однако, можно использовать другие обычные фундаментные средства, такие как забиваемые с поверхности основные сваи (в этом случае забивание необходимо прекращать при установке свай в вертикальное положение). Фундаментные средства могут содержать комбинацию из фартучных свай и основных свай. Основные сваи могут быть присоединены в любой точке между верхним концом 25 и нижним концом 24 объемной каркасной конструкции 12, а также сваи могут быть присоединены внутри стоек оболочки или снаружи стоек оболочки с использованием соединительных средств, таких как втулок для свай. Верхняя конструкция 20, которая может быть модульной или сплошной, соединена с верхним концом 25 объемной каркасной конструкции 12.

Объемная каркасная конструкция 12, фундаментные средства и верхняя конструкция 20 выполнены так, что период собственных колебаний объемной каркасной конструкции 12 меньше первичного периода нарастания энергии землетрясения и больше первичного периода энергии штормовых волн в толще воды 13. По существу, вертикальная объемная каркасная конструкция 12 имеет в основном одинаковое горизонтальное поперечное сечение, а в предпочтительном варианте выполнения имеет квадратное поперечное сечение (т.е. каждая сторона имеет одинаковую ширину 22). Период собственных колебаний объемной каркасной конструкции 12 предпочтительно находится между около 4 и около 8 с.

Как указывалось выше, в регионах, где сейсмические нагрузки велики, конечная конструкция является относительно тяжелой, что делает неэффективными оболочки со стальными сваями (8Р1). Однако, если период собственных колебаний оболочки со стальными сваями увеличить с удалением от энергии сильных землетрясений, то конструкция будет испытывать значительно меньшую сейсмическую нагрузку. В конструкции 10 сейсмостойкой несущей оболочки морского основания, согласно данному изобретению, эта цель достигается за счет модификации поперечного сечения с целью создания более упругой конструкции. Как показано на фиг. 1, конструкция 10 сейсмостойкой оболочки имеет основной период колебаний между первичной энергией сейсмического спектра и первичной энергией спектра волн. Смещение от основного периода колебаний оболочки со стальными сваями придвигает период собственных колебаний сейсмостойкой оболочки на несколько секунд ближе к периоду энергии волн. В регионах, где энергия волн является умеренной, увеличение волновой нагрузки имеет небольшое влияние. В результате, в регионах с сильными землетрясениями и умеренными волнами конструкция 10 сейсмостойкой оболочки значительно легче, чем конструкция обычной оболочки со стальными сваями. В регионах с повышенной энергией волн достигаемая с по мощью конструкции сейсмостойкой оболочки экономия веса снижается.

Оптимальным решением является конструкция сейсмостойкой оболочки, настроенная между двумя спектрами.

Следует отметить, что конструкция 10 сейсмостойкой оболочки, вероятно, имеет увеличенную усталость объемной каркасной конструкции 12 по сравнению с обычной оболочкой со стальными сваями; тем не менее, усталость можно компенсировать в процессе конструирования без значительного увеличения массы. Усталость представляет проблему для конструкции 10 сейсмостойкой оболочки из-за ее податливой реакции на волны. Поскольку период собственных колебаний конструкции 10 сейсмостойкой оболочки более близок периодам больших волн, то соединительные узлы такой конструкции 10 будут испытывать более сильные и более частые циклические нагрузки. Воздействию этих более частых и более сильных циклов напряжений можно противодействовать путем увеличения толщины стенок соединительных коробок и/или профилирования сварки, или с помощью обычных средств при значительном увеличении массы конструкции 10.

Как следует из последующего описания примера выполнения, от конструкции 10 сейсмостойкой оболочки можно ожидать 10 - 15 % уменьшения массы стали оболочки 12 и свай 17 по сравнению с конструкцией обычной оболочки со стальными сваями при одинаковых функциональных требованиях частного случая применения. Эту массу можно еще больше уменьшить посредством увеличения периода собственных колебаний конструкции 10 сейсмостойкой оболочки, что можно достичь с помощью изменения размеров поперечного сечения или с помощью дополнительной верхней нагрузки, функциональной или не функциональной. Дополнительно к снижению массы, сейсмостойкая оболочка имеет преимущество более простой и более экономичной конструкции, поскольку она имеет постоянное поперечное сечение 22, что приводит к более простой конструкции соединений под прямыми углами сейсмостойкой оболочки и к уменьшению рабочей высоты. Кроме того, в конструкции сейсмостойкой оболочки должны быть учтены результаты анализа воздействия экстремальных волн, землетрясений, спуска на воду и буксировки на объемную каркасную конструкцию 12, а также результаты анализа воздействия экстремальных волн и землетрясений на верхнюю конструкцию 20. Обычные методы и конструкционный инструментарий известны специалистам в данной области техники. Следующий пример дополнительно иллюстрирует идею сейсмостойкой оболочки, согласно изобретению.

Пример

Ниже приводится пример выполнения конструкции 10 сейсмостойкой оболочки с увели ченной податливостью для глубины воды около 400 футов (120 м) и умеренных волн (значимая высота волн 29,8 футов (9 м)), а также сильно активной сейсмической зоны (нулевой период ускорения грунта 0,21% д). Конструкция 10 сейсмостойкой оболочки, согласно этому примеру, несет 32 скважинных гнезда и 11000 коротких тонн (8Т) (10000 т) верхней нагрузки, состоящей из одной буровой установки, склада, жилых помещений, вертолетной площадки и других различных предметов. Конструкция 10 сейсмостойкой оболочки имеет постоянное поперечное сечение с размерами 92 х 92 фута (28 х 28 м) и двенадцать 84 дюймовых (213 см) фартучных свай 17. Модульная верхняя конструкция 20 имеет примерные размеры 135 х 135 футов (41 х 41 м) на уровне бурильной палубы и 92 х 92 фута (28 х 28 м) на уровне нижней палубы. Суммарные массы приведены ниже.

Компонент	Масса
Оболочка 12	5400 8Т (4900 т)
Сваи 17	3800 8Т (3450 т)
Обсадные трубы	3400 8Т (3090 т)
Верхняя часть 20	2300 8Т (2090 т)

Эти величины массы отражают уменьшение массы стали объемной каркасной конструкции 12 сейсмостойкой оболочки и свай 17 на 10 - 15% по сравнению с конструкцией обычной оболочки со стальными сваями при тех же функциональных требованиях. Однако эти величины массы могут быть дополнительно уменьшены путем увеличения периода собственных колебаний конструкции 10 сейсмостойкой оболочки. Это может быть достигнуто посредством изменения размеров поперечного сечения или с помощью дополнительной верхней нагрузки, функциональной или не функциональной.

Дополнительно к экономии массы, конструкция 10 сейсмостойкой оболочки имеет преимущество более простой и более экономичной конструкции за счет своего постоянного поперечного сечения. Это приводит к более простой конструкции соединений и уменьшает рабочую высоту.

Пример выполнения конструкции 10 сейсмостойкой оболочки был испытан в условиях экстремальных волн, землетрясений, спуска на воду и буксировки. Необходимо учитывать также другие условия нагрузки, такие как навесная нагрузка, устойчивость на дне и усталость, однако можно полагать, что ни один из этих аспектов не влияет на жизнеспособность концепции. Приведенные для этого примера величины массы предположительно не будут сильно изменяться с учетом указанных выше условий нагрузки.

Верхняя часть состоит из следующих компонентов:

буровая установка, склады, жилые помещения, вертолетная площадка, краны, мостки, кессоны и др. (постройки и т.д.). Эти объекты вместе с верхней конструкцией 20 имеют суммарную массу 11000 коротких тонн (10000 т). Пример рассчитан на 32 скважины, отсутствие водоотделяющей колонны и срок эксплуатации месторождения 30 лет. Конструкция 10 сейсмостойкой оболочки соответствует требованиям Американского нефтяного института ΑΡΙ КР2А Рекомендуемые данные для планирования, разработки и конструирования стационарных морских оснований - Расчет рабочих напряжений, 20-е издание, а также требованиям Американского института стальных конструкций. Конструкция 10 сейсмостойкой оболочки может быть также выполнена с использованием норм ЬКБЭ; действительно, поскольку конструкцию можно рассматривать как конструкцию, определяемую нагрузкой земного притяжения, то меньшие коэффициенты надежности при статической нагрузке могут привести к уменьшению массы оболочки. Фундамент основания соответствует нормам ΑΡΙ КР2А.

Как указывалось выше, для конструкции 10 сейсмостойкой оболочки необходимо проверить усталость из-за ее податливой реакции на волны. Период собственных колебаний конструкции 10 сейсмостойкой оболочки находится ближе к периодам больших волн и поэтому ее соединительные узлы испытывают более сильные и более частые циклические нагрузки. Воздействию этих более частых и более сильных циклов напряжений можно противодействовать с помощью увеличения толщины стенок соединительных коробок и/или профилирования сварки. Для учета влияния усталости на сейсмостойкие оболочки, в расчеты примера были включены более высокие (консервативные) оценки массы соединительных коробок. Но даже при увеличенной массе соединительных коробок конструкция 10 сейсмостойкой оболочки, согласно примеру, для указанных выше условий значительно легче, чем обычные оболочки со стальными сваями.

Учитываемые критерии влияния окружающей среды включали критерии землетрясений и океанографические критерии.

Критерии землетрясений основаны на 500 летнем периоде повторения землетрясений. 500 летний период наступления землетрясений был основан на спектре чувствительности ускорением грунта 0,21 % д в нулевой период. Спектры не определяют движения свыше 4 с; предполагалось, что ускорение при и свыше 4 с является постоянным. Подход соответствует практике применения и условиям ΑΡΙ КР2А. Океанографические критерии определяют волны, течения, приливы и отливы и ветры, которые могут возникать во время срока службы конструкции. Необходимо также учитывать возрастание морского судоходства.

Необходимая прочность стали для объемной каркасной конструкции 12 сейсмостойкой оболочки составляет от 30 до 50 кы (4,65 - 7,75 кг/см²) . Стойки оболочки и сваи 17 имеют прочность 50 КМ (7,75 кг/см²), а остальные элементы оболочки - 36 КМ (5,58 кг/см²). Палубные балки выполнены из стали с прочностью 50 ка (7,75 кг/см²) , а палубные бимсы, покрытия и отделочные детали - из стали с прочностью 36 кМ (5,58 кг/см²). Все соединительные коробки выполнены из сортов стали с прочностью свыше 50 ка (7,75 кг/см²) . Могут быть использованы обычные сорта стали, известные для специалистов в этой области техники. При окончательном выборе стали необходимо учитывать характеристики ударной вязкости, необходимые для рабочих условий.

Объемная каркасная конструкция 12 имеет постоянное поперечное сечение (без наклона) с размером 92 х 92 фута (28 х 28 м) с периодом собственных колебаний 4,6 с. Ширина 22 была задана имеющимся в распоряжении на верфи трелевочным волоком. Модульная верхняя конструкция 20 имеет размеры 135 х 135 футов (41 х 41 м) на буровой палубе и 92 х 92 фута (28 х 28 м) на нижней палубе. Модульная опорная рама (М8Е) соединена с объемной каркасной конструкцией 12 оболочки на высоте (+) 16 футов (5 м). Модули выполнены с объемом и несущей способностью, достаточными для бурения, проживания, складирования и размещения других рабочих компонентов. Различные обычные составные части (обычные свайные направляющие, диагонали, свайные втулки, гидростатические кольца, палубные плиты), необходимые для конструкции 10 сейсмостойкой оболочки, выбраны в соответствии с их инерцией и волновой нагрузкой на объемную каркасную конструкцию 12.

В табл. 1 сведены некоторые ключевые признаки конструкции 10 сейсмостойкой оболочки, включая массу стали для объемной каркасной конструкции 12, фартучных свай 17, обсадных труб, и верхней конструкции 20. Следует обратить внимание на то, что первый период собственных колебаний конструкции 10 сейсмостойкой оболочки увеличен до около 4,6 с по сравнению с около 3 с для обычной оболочки со стальными сваями при аналогичных функциональных требованиях. Этот небольшой прирост приводит к уменьшению сдвигающего усилия в основании оболочки до примерно 4700 кзрк. Сдвигающее усилие в основании, обусловленное волнами, составляет лишь 2100 к1р§. Если период собственных колебаний конструкции 10 сейсмостойкой оболочки оптимально настроить, то эти две величины будут значительно ближе. Разница в величинах говорит о том, что увеличение периода объемной каркасной конструкции 12 приводит к некоторым дополнительным преимуществам.

Период собственных колебаний конструкции является функцией как жесткости конструкции, так и массы. Регулирование жесткости в данном примере оказывается трудным, поскольку имеющиеся размеры трелевочного волока ограничивают размеры объемной каркасной конструкции 12 размерами 92 на 92 фута (28 х 28 м). Однако, на других строительных площадках можно изменять размеры поперечного сечения объемной каркасной конструкции 12. Регулирование массы требует изменения верхней массы и/или увеличения инерциальной массы системы с помощью концентраторов массы (например, заключение некоторых секций верхней части объемной каркасной конструкции 12 в периферийную стенку). Однако, концентраторы массы часто приводят к значительному увеличению волновой нагрузки и весьма дороги в изготовлении. Если удается увеличить верхнюю массу, то результирующая масса увеличивает период собственных колебаний конструкции 10 сейсмостойкой оболочки и приводит к дальнейшему уменьшению сдвигающих усилий в основании, вызываемых землетрясением. Такое уменьшение приводит также к уменьшению уже улучшенной массы конструкции.

Дополнительная масса верхней конструкции 20 может быть функциональной или не функциональной.

Таблица 1. Ключевые признаки примера выполнения конструкции 10 сейсмостойкой оболочки

Параметры	Единица измерения	Величина
Глубина воды	фут	400
Количество скважин		32
Верхняя масса	8Т	11000
Размеры основания	фут х фут	92 х 92
Размеры в верхней части	фут х фут	92 х 92
Количество и диаметр фартучных свай	#, дюйм	12, 84
Заглубление фартучных свай	фут	300
Первый период	с	4,7/4,4
Второй период	с	1,4/1,2
Чувствительность к землетрясениям
Ускорение при 1 с (нулевой период грунта)	д	0,21
Сдвигающее усилие у основания	к1р§	4700
Реакция свай	к1р§	4700
Чувствительность к шторму
Значительная высота волн	фут	29,8
Сдвигающее усилие у основания	к1р8	2100
Реакция свай	к1р8	4800
Массы башни
Оболочка (12)	8Т	5400
Сваи¹ (17)	8Т	3800
Обсадные трубы²	8Т	3400
Верхняя часть (20)	8Т	2300

Примечания:

¹ При толщине свай 2 дюйма (50 мм). Для подтверждения толщины необходимо проанализировать забиваемость свай.

² При глубине заглубления обсадных труб 200 футов (60 м).

Результаты данного примера в сравнении с конструкцией оболочки со стальными сваями (8Р1) приведены в табл. 2. При оценке обычной оболочки со стальными сваями, применяемыми в Мексиканском заливе, использовались стоимостные оценки владельца и программы плани рования. Конструкция оболочки со стальными сваями имеет верхнюю массу 11000 коротких тонн (8Т) (10000 т) и 32 скважины, также как и в примере для сейсмостойкой оболочки.

Сейсмическая активность в Мексиканском заливе небольшая, так что массы оболочки, со стальными сваями не учитывают в явном виде землетрясения. Однако практика использования оболочек со стальными сваями в Мексиканском заливе, где часто происходят ураганы, а также приведенный пример, выполненный с учетом землетрясений, дают основания полагать, что конечные массы конструкций при заданных функциональных требованиях являются одинаковыми для обоих внешних условий.

Таблица 2. Сравнение массы конструкций оболочки со стальным сваями (8РГ) и конструкции сейсмостойкой оболочки (ЕСТ)

Параметры	Единица измерения	8Р1	Пример ЕС.1
Глубина воды	фут	400	400
Количество скважин		32	32
Верхняя масса	8Т	11000	11000
Массы башни
Оболочка (12)	8Т	6300	5400
Сваи¹ (17)	8Т	4200	3800
Обсадные трубы²	8Т	3400	3400
Верхняя часть (20)	8Т	2300	2300

Примечания:

На основании приведенных в таблице данных для оболочки со стальными сваями (8Р1) и сейсмостойкой оболочки (ЕС1), а также приведенного выше подробного описания изобретения, можно сделать вывод, что конструкция 10 сейсмостойкой оболочки без дополнительных улучшений позволяет сэкономить примерно 10 15% массы вертикальной объемной каркасной конструкции 12 и свай 17 по сравнению с оценочными величинами обычной оболочки со стальными сваями при аналогичных функциональных требованиях.

Объемная каркасная конструкция 12 сейсмостойкой оболочки, согласно данному изобретению, имеет потенциальные возможности для дальнейшей настройки, например, с помощью дополнительной функциональной или не функциональной массы на верхней части 20, для уменьшения массы стальных конструкций. Дополнительно к экономии массы, объемная каркасная конструкция 12 сейсмостойкой оболочки имеет преимущество более простой и экономичной конструкции благодаря ее постоянному поперечному сечению. Заметная экономия средств достигается также благодаря значительно более простой конструкции соединений в объемной каркасной конструкции сейсмостойкой оболочки и уменьшенной рабочей высоте.

Следует учитывать, что приведенное выше описание носит иллюстративный характер, и что возможно применение других вариантов выполнения изобретения без нарушения полного объема изобретения, изложенного в прилагаемой формуле изобретения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Сейсмостойкая несущая оболочка морского основания для использования в подвергаемой землетрясениям толще воды, содержащая по существу вертикальную объемную каркасную конструкцию, имеющую по существу одинаковое горизонтальное поперечное сечение, проходящее вверх со дна толщи воды до точки, расположенной над поверхностью воды, фундаментные средства для закрепления указанной объемной каркасной конструкции на дне указанной толщи воды и верхнюю конструкцию, закрепленную на верхнем конце указанной объемной каркасной конструкции, в которой указанная объемная каркасная конструкция, указанные фундаментные средства и указанная верхняя конструкция выполнены так, что первичный период собственных колебаний указанной объемной каркасной конструкции больше первичного периода нарастания энергии землетрясения и меньше первичного периода энергии штормовых волн в указанной толще воды.
2. Сейсмостойкая несущая оболочка морского основания по п.1, в которой указанное по существу одинаковое горизонтальное поперечное сечение является квадратным поперечным сечением.
3. Сейсмостойкая несущая оболочка морского основания по п.1, в которой указанные фундаментные средства содержат множество фартучных свай, соединенных с нижним концом указанной по существу вертикальной объемной каркасной конструкции и проходящих вниз в дно указанной толщи воды.
4. Сейсмостойкая несущая оболочка морского основания по п.1, в которой указанные фундаментальные средства содержат множество свай, соединенных в любой точке вдоль длины с указанной по существу вертикальной объемной каркасной конструкцией и проходящих вниз в дно указанной толщи воды.
5. Сейсмостойкая несущая оболочка морского основания по п.1, в которой указанный первичный период собственных колебаний указанной объемной каркасной конструкции составляет между около 4 и около 8 с.
6. Сейсмостойкая несущая оболочка морского основания для использования в подвергаемой землетрясениям толще воды, содержащая по существу вертикальную объемную каркасную конструкцию, имеющую по существу одинаковое горизонтальное поперечное сечение, проходящее вверх со дна толщи воды до точки, расположенной над поверхностью воды, фундаментные средства для закрепления указанной объемной каркасной конструкции на дне указанной толщи воды и верхнюю конструкцию, закрепленную на верхнем конце указанной объемной каркасной конструкции, в которой указанная объемная каркасная конструкция с учетом воздействий указанных фундаментных средств и указанной верхней конструкции имеет первичный период собственных колебаний между около 4 и около 8 с в указанной толще воды.
7. Сейсмостойкая несущая оболочка морского основания по п.6, в которой указанное по существу одинаковое горизонтальное поперечное сечение является квадратным поперечным сечением.
8. Сейсмостойкая несущая оболочка морского основания по п.6, в которой указанные фундаментные средства содержат множество фартучных свай, соединенных с нижним концом указанной по существу вертикальной объемной каркасной конструкции и проходящих вниз в дно указанной толщи воды.
9. Сейсмостойкая несущая оболочка морского основания по п.6, в которой указанные фундаментные средства содержат множество свай, соединенных в любой точке вдоль длины с указанной по существу вертикальной объемной каркасной конструкцией и проходящих вниз в дно указанной толщи воды.
10. Сейсмостойкая несущая оболочка морского основания для использования в подвергаемой землетрясениям толще воды, содержащая по существу вертикальную объемную каркасную конструкцию, имеющую по существу одинаковое горизонтальное поперечное сечение, проходящее вверх со дна толщи воды до точки, расположенной над поверхностью воды, фундаментные средства для закрепления указанной объемной каркасной конструкции на дне указанной толщи воды, и верхнюю конструкцию, закрепленную на верхнем конце указанной объемной каркасной конструкции, причем указанная сейсмостойкая оболочка морского основания имеет первичный период собственных колебаний больше первичного периода нарастания энергии землетрясения и меньше первичного периода энергии штормовых волн в указанной толще воды.
11. Сейсмостойкая несущая оболочка морского основания по п. 10, в которой указанное по существу одинаковое горизонтальное поперечное сечение является квадратным поперечным сечением.
12. Сейсмостойкая несущая оболочка морского основания по п. 10, в которой указанные фундаментные средства содержат множество фартучных свай, соединенных с нижним концом указанной по существу вертикальной объемной каркасной конструкции и проходящих вниз в дно указанной толщи воды.
13. Сейсмостойкая несущая оболочка морского основания по п. 10, в которой указанные фундаментные средства содержат множество свай, соединенных в любой точке вдоль длины с указанной по существу вертикальной объемной каркасной конструкцией и проходящих вниз в дно указанной толщи воды.
14. Сейсмостойкая несущая оболочка морского основания по п.10, имеющая первичный период собственных колебаний между около 4 и около 8 с.
15. Сейсмостойкая несущая оболочка морского основания для использования в подвергаемой землетрясениям толще воды, содержащая по существу вертикальную объемную каркасную конструкцию, имеющую по существу одинаковое горизонтальное поперечное сечение, проходящее вверх со дна толщи воды до точки, расположенной над поверхностью воды, фундаментные средства для закрепления указанной объемной каркасной конструкции на дне указанной толщи воды, и верхнюю конструкцию, закрепленную на верхнем конце указанной объемной каркасной конструкции, причем указанная сейсмостойкая оболочка морского основания имеет первичный период собстве'нных колебаний между около 4 и около 8 с.
16. Сейсмостойкая несущая оболочка морского основания по п.15, в которой указанное по существу одинаковое горизонтальное поперечное сечение является квадратным поперечным сечением.
17. Сейсмостойкая несущая оболочка морского основания по п.15, в которой указанные фундаментные средства содержат множество фартучных свай, соединенных с нижним концом указанной по существу вертикальной объемной каркасной конструкции и проходящих вниз в дно указанной толщи воды.
18. Сейсмостойкая несущая оболочка морского основания по п.15, в которой указанные фундаментные средства содержат множество свай, соединенных в любой точке вдоль длины с указанной по существу вертикальной объемной каркасной конструкцией и проходящих вниз в дно указанной толщи воды.