Oppførsel til platefelt med tverrstivere - Oseberg Sør dekker: Plateknekking på aluminiumsdekke med tverrgående stivere

Abstract

Det er tidligere ved Institutt for konstruksjonsteknikk gjort en eksperimentell og numerisk undersøkelser av en gulvkonstruksjon i aluminium. Denne type gulvkonstruksjoner utgjorde etasjeskiller i en boligmodul ved en plattform i Oseberg Sør-feltet. Dekkene var laget av ekstruderte aluminiumsprofiler med trapesformede stivere, lagt på tvers og integrert i stegene til store I-bjelker i aluminium. Laster på gulvkonstruksjonen fører til bøyemoment som fordeler seg som trykk i dekket og de øvre bjelkestegene og strekk i resten av bjelkene. Med de tidligere undersøkelsene på Oseberg Sør-dekkene som utgangspunkt, ble det i denne oppgaven utført inngående beregninger for slike gulvkonstruksjoner. Det viste seg å være lite regleverk tilgjengelig for dimensjonering av avstivede plater utsatt for aksialkraft på tvers av stiverne. DNV-RP-C201 gir en anbefaling for dimensjonerende momentkapasitet for gulvsystem bestående av avstivede plater lagt på bjelker. Disse regnereglene var imidlertid konservative, og resultatene underdimensjonerte dekket i stor grad. Ved hjelp av Abaqus ble det utført numeriske analyser på et utsnitt av dekket fra Oseberg Sør-feltet. Elementmodellen bestod av fem dekkeprofiler og ble utsatt for en uniform forskyvning på tvers av stiverne. Et parameterstudie av modellen viste at dekkets initielle formfeil og elementstørrelse på tvers av plateprofilene hadde størst innvirkning på responsen til dekket. Ved små initielle formfeil var de numeriske analysene følsomme for hvor stort det maksimale tidsinkrementet var. For å beregne maksimallast på gulvet ble det antatt at den totale kapasiteten til gulvkonstruksjonen ville være utnyttet når dekket kollapset. Resultatene underdimensjonerte maksimallasten på gulvet noe.I modellen av dekkeutsnittet ble ikke grensebetingelser og kontinuiteten til gulvkonstruksjonen fra det eksperimentelle undersøkelsene gjenskapt på en god måte. Det ble derfor utført numeriske analyser av en utvidet elementmodell hvor hele gulvkonstruksjonen ble modellert. Dette var fordelaktig ettersom deformasjoner og respons til modellen var direkte sammenlignbart med dataene hentet fra den eksperimentelle undersøkelsen. De beste resultatene, med tanke på maksimallast og hvilken forskyvning den ble oppnådd ved, var også oppnådd i den utvidede modellen. Analysetiden var imidlertid høy. Spenningsfordeling i dekket og deformasjonen til den utvidede modellen viste at maksimallasten på gulvkonstruksjonen ble oppnådd etter at dekket kollapset.