Deniz boru hatlarının dinamik analizi
Dynamic analysis of submarine pipelines
Yazar: BEGÜM YURDANUR DAĞLI
Danışman: PROF. DR. ÜMİT GÖKKUŞ
Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Boru hatları = Pipelines ; Dinamik yöntemler = Dynamic methods

Özet:
Deniz boruhatlarının dinamik davranışı; yüzdürme, dalga ve akıntı etkilerine bağlı olarak değişmektedir. Böylesi boruların dinamik olarak analizinden önce, deniz taban zemini, iç ve dış akış, yapay ağırlıklar ve borunun fiziksel karakteristiklerine karşı onların stabilizasyonu öncelikle sağlanmalıdır. Bu çalışmada, deniz ortamında ortaya çıkan kuvvetlere göre batık borular dengeli hale getirilmiştir.Deniz boruhatlarının dinamik analizi; hareketli yüklerin tesir çizgileri metoduna, elasto-kinetik yaklaşıma ve Zaman Tanım Alanına ilişkin çalışmaları içeren Sonlu Elemanlar Yöntemine göre yapılmıştır. İlk olarak, batık boru sistemi üzerinde dalga ilerlemesi, yapay mesnetler üzerindeki sürekli kiriş sistemine uygulanmıştır. Değişen dalga yönlerine göre, her bir yön için borudaki hareketli dalga yükleri üniform olarak dağılmaktadır. Sürekli kiriş sisteminin tesir çizgileri, borulu sistemin her bir kritik kesitinin moment ve kesme kuvvetleri için ayrı ayrı çizilmiştir. Tesir çizgileri metoduna göre borudaki maksimum moment ve kesme kuvveti hesaplanmıştır. İkinci durum olarak, kirişte ilerleyen bir tekil hareketli yük, kirişin herhangi bir kesitinde düşey deplasmanın çıkmasına neden olur. Üniform dağılmış dalga yüklerine eşdeğer bir kaç bileşke yük, birkaç deplasmanı ortaya çıkarır. Bu deplasmanların kombinasyonu, dikkate alınan bir kesitteki bileşke deplasman olarak dikkate alınmıştır. Bilinmektedir ki; kirişteki moment ve kesme kuvveti değerleri, deplasmanların türevlerinden elde edilmektedir. Üçüncü durum olarak, Zaman Tanım Alanında çalışmasını kullanan Sonlu Elemanlar Yöntemi tarafından benzer deplasmanlar, momentler ve kesme kuvvetleri hesaplanmaktadır.Sonuç olarak, değinilen metodlara göre esas alınan sürekli kiriş sisteminin deplasmanları ve kesit tesirleri kıyaslanmıştır. Bu üç metottan ortaya çıkan kesit tesirlerinin büyüklükleri tartışılmıştır.

Abstract:
The dynamic behaviour of submarine pipelines depends on the buoyancy, wave and current effects. Before analysing dynamically such pipes, their stabilization against sea bottom soil, external and internal flow, artificial weights and physical characteristics of pipe should be especially ensured. In this study, the submerged pipes are balanced to the excited forces in marine environment.The dynamic analysis of submarine pipelines are performed as method on influence lines of moving loads, elaso-kinetic approach and Finite Element Method (FEM) including Time History study. First of all, wave propagating on the submerged pipe system is applied to continuous beam system on artificial supports. According to the changing wave directions, moving wave loads on pipe for each direction are uniformly distributed. Influence lines of continuous beam system are seperately drawn for the moment and shear force of each critical section of pipe system. Maximum moment and shear force on pipe are calculated as method on influence lines. As second case, a single moving load propagating on beam causes the vertical displacement on any section of beam. Several resultant forces equivalent to the uniform distributed wave loads expose several displacements. The combination of these displacements is considered as the resultant displacement at the considered section. It is known that the moment and shear forces on beam are obtained from the derivations of these displacements. As third case, the similar displacements, moments and shear forces are calculated by the FEM using the Time History study.As a conclusion, the resulting forces and displacements of continuous beam system considered as the mentioned methods are compared. The magnitudes of resulting forces from these three cases are discussed .