Análisis paramétrico de plataformas marinas fijas sometidas a oleaje

• Autor: Claros Quichiz, Florencio Ernest
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2018
• Institución: Universidad Nacional de Ingeniería
• Repositorio: UNI-Tesis
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:cybertesis.uni.edu.pe:20.500.14076/17856
• Enlace del recurso: http://hdl.handle.net/20.500.14076/17856
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Análisis de estructuras; Plataformas marinas; Análisis paramétrico; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.01.01

El presente trabajo contiene un estudio del comportamiento dinámico de las plataformas marinas fijas y sus respuestas dinámicas cuando se encuentran sometidas a carga de oleaje. Este estudio se realizó mediante modelos bidimensionales sujetos a una carga no lineal como lo es el oleaje marino. Los modelos en estudio fueron extraídos de estudios previos publicados en libros dedicados a cubrir los temas de estructuras marinas y de publicaciones realizadas en los congresos de ingeniería estructural. La configuración estructural de las plataformas marinas no representa una dificultad; sin embargo, la carga del oleaje marino que rodea a la estructura si lo representa debido a su naturaleza. Debido a lo anterior se recurre a teorías que representen el oleaje marino de manera matemática. En este estudio se emplea la teoría de Airy, una teoría lineal ampliamente difundida debido a su simplicidad, facilidad de uso y sus buenas estimaciones en la representación del oleaje marino. A pesar de disponer de la teoría de Airy y la representación matemática del oleaje con ella, resulta difícil analizar la estructura con la fuerza hidrodinámica obtenida al emplear la teoría de Airy. Si bien es cierto que existen programas de cómputo especializados en dichos análisis, en este trabajo se realizaron suposiciones acerca de cómo se distribuye la fuerza de oleaje sobre los elementos sumergidos que permitan realizar un análisis sencillo y rápido en el programa Matlab. En el presente trabajo se analizaron las características geométricas, dinámicas y de sitio de los modelos recopilados, con la finalidad de generar una familia de estructuras. De esta manera se amplió el análisis sobre un conjunto mucho más grande de modelos estructurales. El análisis estructural se llevó a cabo sobre una programación propia creada en Matlab para este tipo de estructuras que permitió obtener respuestas tales como el periodo fundamental de vibración, los desplazamientos laterales máximos en la parte superior de la plataforma marina, las fuerzas axiales en el elemento más cargado y el momento flector máximo sobre el elemento más cargado. Posteriormente se analizó la dependencia de las respuestas obtenidas a los parámetros aquí considerados como la relación h/H (Altura sumergida/altura total), relación de diámetros $P/$S, el tipo de arriostre, la amplitud del oleaje, el periodo de la ola y el grado de fijación en el fondo marino (N0). Finalmente, el análisis de las repuestas y su dependencia de los parámetros permitieron desarrollar una propuesta de un método simplificado que permite estimar las respuestas de la plataforma marina de una manera mucho más rápida. Este método propone fórmulas con tal objetivo, que son válidas dentro de los rangos de los parámetros aquí considerados.