DIN CEN ISO TR 19905-2-2014 en 8212 Petroleum and natural gas industries - Site-specific assessment of mobile offshore units - Part 2 Jack-ups commentary and detailed sample calcul.pdf

1、Mai 2014 Normenausschuss Erdl- und Erdgasgewinnung (NG) im DINPreisgruppe 51DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 75.180.10Zur Erstellung einer DIN SPEC knnen ver

2、schiedene Verfahrensweisen herangezogen werden: Das vorliegende Dokument wurde nach den Verfahrensregeln eines Fachberichts erstellt.!%,$m“2090174www.din.deDDIN CEN ISO/TR 19905-2Erdl- und Erdgasindustrie Offshore Anlagen; Beurteilung von mobilen Offshore Einheitenbezglich ihres Einsatzgebietes Teil

3、 2: Hubinseln, Erluterungen (ISO/TR 19905-2:2012);Englische Fassung CEN ISO/TR 19905-2:2013, nur auf CD-ROMPetroleum and natural gas industries Site-specific assessment of mobile offshore units Part 2: Jack-ups commentary and detailed sample calculation (ISO/TR 19905-2:2012);English version CEN ISO/

4、TR 19905-2:2013, only on CD-ROMIndustries du ptrole et du gaz naturel valuation lie au site des units marines mobiles Partie 2: Complments sur les plates-formes auto-lvatrices (ISO/TR 19905-2:2012);Version anglaise CEN ISO/TR 19905-2:2013, seulement en CD-ROMAlleinverkauf der Spezifikationen durch B

5、euth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 317 SeitenDIN SPEC 67998DIN CEN ISO/TR 19905-2 (DIN SPEC 67998):2014-05 2 Nationales Vorwort Der Text von ISO/TR 19905-2:2012 wurde vom ISO/TC 67 Materials, equipment and offshore structures for petroleum, petrochemical and natural gas industri

6、es“, Subkomitee SC 7 Offshore structures“ und dem Technischen Komitee CEN/TC 12 Materialien, Ausrstungen und Offshore-Bauwerke fr die Erdl-, petrochemische und Erdgasindustrie“ (Sekretariat AFNOR, Frankreich) als CEN ISO/TR 19905-2:2013 bernommen. Fr Deutschland hat hieran der Arbeitsausschuss NA 10

7、9-00-01 AA Materialien, Ausrstungen und Offshore-Bauwerke fr die Erdl-, petrochemische und Erdgasindustrie - Spiegelausschuss zu CEN/TC 12 und ISO/TC 67“ im Normenausschuss Erdl- und Erdgasgewinnung (NG) des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. mitgearbeitet. Diese Europische Norm enthlt unter Be

8、rcksichtigung des DIN-Prsidialbeschlusses 1/2004 nur die englische Originalfassung der ISO Norm. Diese Norm enthlt neben den gesetzlichen Einheiten auch die Einheit in (inch)“ die im Deutschen Normenwerk nicht zugelassen ist. Es wird ausdrcklich darauf hingewiesen, dass die Anwendung dieser Einheit

9、im nationalen amtlichen und geschftlichen Verkehr aufgrund des Gesetzes ber Einheiten im Messwesen nicht zulssig ist. Umrechnung: Nicht-SI-Einheit SI-Einheit Umrechnung in (inch) mm 1 inch = 25,4 mm Fr die in diesem Dokument zitierten Internationalen Normen wird im Folgenden auf die entsprechenden D

10、eutschen Normen hingewiesen: ISO 19905-1 siehe DIN EN ISO 19905-1 DIN CEN ISO/TR 19905-2 (DIN SPEC 67998):2014-05 3 Nationaler Anhang NA (informativ) Begriffe und Symbole Die Benummerung der folgenden Begriffe und Symbole sind identisch mit der Benummerung in der englischen Fassung. 3 Begriffe Fr di

11、e Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach ISO 19905-1. 4 Symbole 4.1 Symbole fr Abschnitt 6 CDWiderstandsbeiwert CDeDeProdukt aus dem quivalenten Widerstandsbeiwert und dem effektiven Durchmesser d Wassertiefe D2Tiefendmpfung D() Richtungs-/Ausbreitungsfunktion nach ISO 19901-1 F() Richt

12、ungs-/Ausbreitungsfunktion der SNAME (Society of Naval Architects and Marine Engineers) f Frequenz (Hz) g Beschleunigung aufgrund der Gravitation H Wellenhhe Hdetverringerte Wellenhhe, die fr deterministische/regulre Wellenkraft-Berechnungen verwendet werden darf Hmaxmaximale Wellenhhe fr eine besti

13、mmte Wiederkehrzeit, die fr Luftspalt-Berechnungen verwendet wird HmpmWellenhhe im Zusammenhang mit Hsrp, die der Hhe zwischen dem hchsten Wellenberg und dem darauf folgenden Wellental entspricht HmoSchtzwert der signifikanten Wellenhhe Hs (Meter) Hsskalierte signifikante Wellenhhe, die zur Nachbild

14、ung von unregelmigem Seegang verwendet wird (Meter) Hsrpsignifikante Wellenhhe zur Bewertung der Wiederkehrzeit k Wellenzahl m Energiekonstante in der Ausbreitungsfunktion ( ) m2cos Snn(f) Energiedichte der Wellenflchen-Hhe in Abhngigkeit von der Wellenfrequenz DIN CEN ISO/TR 19905-2 (DIN SPEC 67998

15、):2014-05 4 T Wellenperiode (Sekunden) T Wind-Mittelungszeit (Sekunden) T0gemitteltes Standard-Referenz-Zeitintervall fr die Windgeschwindigkeit von 1 h = 3 600 s TpSpitzenperiode im Wellenspektrum (Sekunden) TzZero-Upcrossing-Periode des Wellenspektrums (Sekunden) U Windgeschwindigkeit Uw,T(10) in

16、einer Hhe von 10 m ber dem Meeresspiegel vorhandene Windgeschwindigkeit Uw0fr 1 h anhaltende Windgeschwindigkeit bei der Referenzhhe von 10 m ber dem Meeres-spiegel u errechnete Geschwindigkeit fr langkmmige Wellen uredverringerte horizontale Geschwindigkeit V Strmungsgeschwindigkeit Parameter des G

17、leichgewichtsbereiches 3Schiefe 4Wlbung berhhungsfaktor dSkalierung von Zugkrften Kinematik-Minderungsfaktor Kronenhhe nach der Airy-Theorie sKronenhhe nach Stokes in ISO 19901-1 festgelegter Richtungs/Ausbreitungsfaktor Parameter der spektralen Peakbreite 4.2 Symbole fr Abschnitt 7 A Querschnittsfl

18、che eines Elementes Aequivalente Flche des Standbeins je Hheneinheit Aiquivalente Flche eines Bauteils AsSumme der Projektionsflchen fr alle Bauteile in der betrachteten Ebene AtGesamt-Projektionshllflche der betrachteten Ebene CAvirtueller Massenkoeffizient CDWiderstandsbeiwert CDoWiderstandsbeiwer

19、t fr einen Gurt in der Richtung = 0 CD1Widerstandsbeiwert fr eine senkrecht zur Zahnstange verlaufende Strmung, = 90 CDequivalenter Widerstandsbeiwert CDeiquivalenter Widerstandsbeiwert des Elements i DIN CEN ISO/TR 19905-2 (DIN SPEC 67998):2014-05 5 CDiWiderstandsbeiwert eines einzelnen Elementes,

20、bezogen auf DiCDpr() Widerstandsbeiwert zum projizierten Durchmesser CDroughWiderstandsbeiwert fr ein raues Element CDsmoothWiderstandsbeiwert fr ein glattes Element CMTrgheitskoeffizient CMequivalenter Trgheitskoeffizient CMeiquivalenter Trgheitskoeffizient des Elements i CMiTrgheitskoeffizient ein

21、es Elements, bezogen auf Did mittlere ungestrte Wassertiefe (positiv) D Durchmesser des Elements Dequivalentdurchmesser der Verankerungsbucht eines Hubbeins DFStirnflchenbreite des Hubbeins, uere Abmessungen DiBezugsma fr einzelne Hubbein-Elemente Dpr() projizierter Durchmesser des Gurtes fiGrundsch

22、wingungsfrequenzen des Elements Hssignifikante Wellenhhe k Rautiefe k/D relative Rauheit KC Keulegan-Carpenter-Zahl liLnge des Elements i“ von Knoten zu Knoten maBeitrag der virtuellen Masse (je Lngeneinheit) fr das Element N Konstante im exponentiellen Windprofil nr Geschwindigkeit des betrachteten

23、 Elements, senkrecht zur Achse des Elements und in der Richtung der kombinierten Teilchengeschwindigkeit nr Beschleunigung des betrachteten Elements, senkrecht zur Achse des Elements und in der Richtung der kombinierten Teilchengeschwindigkeit Re Reynolds-Zahl s Lnge einer Verankerungsbucht, oder Te

24、il der betrachteten Verankerungsbucht S Strouhal-Zahl S durchschnittliche Wellensteilheit S Auendurchmesser einer Anordnung von Rohrsttzen T Wellenperiode Tnerste natrliche Periode der Schwingbewegung TzZero-Upcrossing-Periode u Teilchengeschwindigkeit unTeilchengeschwindigkeit senkrecht zum Element

25、 DIN CEN ISO/TR 19905-2 (DIN SPEC 67998):2014-05 6 nu Teilchenbeschleunigung senkrecht zum Element ux,xu horizontale Wasserpartikelgeschwindigkeit bzw. -beschleunigung U Fliegeschwindigkeit in der Tiefe des betrachteten Bauteils UcPartikel-Strmungsgeschwindigkeit Ummaximale Umlaufgeschwindigkeit der

26、 Partikel Uredverringerte Partikelgeschwindigkeit bei regelmigen Wellen Uwreprsentative Wellenpartikelgeschwindigkeit vnGesamtfliegeschwindigkeit senkrecht zum Element Vcverringerte Strmungsgeschwindigkeit zur Verwendung im hydrodynamischen Modell; Vc sollte nicht kleiner als 0,7 Vf gewhlt werden Vc

27、nim hydrodynamischen Modell verwendete Strmungsgeschwindigkeit senkrecht zum Element Vf(ungestrte) Fernfeldstrmung W Ma von der Sttzplatte bis zum Wlzpunkt eines Gurtes mit drei Eckpunkten oder Ma vom Fu einer Zahnstange bis zur Spitze einer anderen Zahnstange eines mehrteiligen Rohrsttzengurtes W B

28、reite der Konstruktion z Koordinate, die ausgehend vom mittleren Wasserspiegel senkrecht nach oben gemessen wird z modifizierte Koordinate zur Verwendung in der Formulierung der Teilchengeschwindigkeit Anzeiger fr die relative Geschwindigkeit, 0 oder 1 iWinkel, der die Flierichtung in Bezug auf das

29、Element festlegt Verhltnis von Re/KC, ein Parameter zur Beschreibung der Prfumgebung iWinkel , der die Neigung des Elements festlegt FdragZugkraft je Lngeneinheit FinertiaTrgheitskraft je Lngeneinheit FinertiaHhorizontale Trgheitskraft je Lngeneinheit Wellenlnge kinematische Zhigkeit Winkel, angegeb

30、en in Grad, fr Wellen in Bezug auf die Ausrichtung des Gurtes oWinkel, wenn die Hlfte der Sttzplatte von der Zahnstangenplatte verdeckt wird Massendichte von Wasser oder Luft momentaner Wasserstand (dasselbe Koordinatensystem wie z) oHhe des Wellenbergs (dasselbe Koordinatensystem wie z) DIN CEN ISO

31、/TR 19905-2 (DIN SPEC 67998):2014-05 7 4.3 Symbole fr Abschnitt 8 KoSeitensteifigkeit ohne Axiallast K1Seitensteifigkeit mit Axiallast KESumme der Steifigkeiten der einzelnen Hubbeine L Abstand vom Drehpunkt der Fu-Grundplatte bis zum Schwerpunkt des Konstruktions-rumpfes P Axiallast in einem Hubbei

32、n PGGesamtschwerkraft allein Pgeffektive Schwerkraft des Konstruktionsrumpfes, welche die Masse des Konstruk-tionsrumpfes sowie die Masse der Hubbeine oberhalb des Konstruktionsrumpfes einschliet y0Auslenkung ohne die Axiallast P y1zustzliche seitliche Auslenkung aufgrund der Axiallast P ymaxseitlic

33、he Gesamtauslenkung 4.4 Symbole fr Abschnitt 9 a Parameter zur Tiefeninterpolation BsBodenauftrieb der Fu-Grundplatte unter der Auflagerflche, d. h. das Raumgewicht des Bodens unter Wasser, der durch die Fu-Grundplatte unter D, der grten Tiefe der maximalen Auflagerflche des Querschnitts der Fu-Grun

34、dplatte unter dem Meeresboden, verdngt wird FHhorizontale Kraft, die auf die Fu-Grundplatte aufgrund des zu bewertenden Lastfalls aufgebracht wird FVvertikale Bruttokraft, die auf den Boden unterhalb der Fu-Grundplatte aufgrund des zu bewertenden Lastfalls wirkt QVhchste vertikale Bruttotragfhigkeit

35、 der Grndung VLomaximale vertikale Reaktion unter der Fu-Grundplatte, die als erforderlich erachtet wird, um die im Wasser befindliche Masse der Hubinsel whrend des gesamten Vorbelastungsvorgangs zu tragen (dabei handelt es sich nicht um die Bodentragkraft) WBFRaumgewicht der Verfllung unter Wasser

36、yR,PREVorlast-Widerstandsfaktor 4.5 Symbole fr Abschnitt 10 A axiale Flche eines Hubbeins (entspricht der Summe der effektiven Gurtflchen, einschlielich eines Beitrags von den Zhnen der Zahnstange; siehe ISO 19905-1:2012, A.8.3.3, Anmerkung) Aseffektive Scherflche eines Hubbeins d Abstand zwischen d

37、er oberen und der unteren Fhrung Dhysthysteretische Dmpfung E Elastizittsmodul F vom Konstruktionsrumpf bertragene Abscherung DIN CEN ISO/TR 19905-2 (DIN SPEC 67998):2014-05 8 FgGeometriefaktor; = 1,125 (fr Hubinseln mit drei Beinen), 1,0 (fr Hubinseln mit vier Beinen) FhFaktor zur Bercksichtigung d

38、er horizontalen Bodensteifigkeit Khsund der horizontalen Steifigkeit der Hubbein-Konstruktionsrumpf-Verbindung KhhFhnderungsfaktor, der auf die seitliche Verformungssteifigkeit des Hubbeins anzuwenden ist FnFaktor zur Bercksichtigung der Anzahl der Gurte; = 0,5 (Bein mit drei Gurten), 1,0 (Bein mit

39、vier Gurten) Frnderungsfaktor, der auf die Steifigkeit der Hubbein-Konstruktionsrumpf-Verbindung anzuwenden ist FvFaktor zur Bercksichtigung der vertikalen Bodensteifigkeit Kvs und der vertikalen Steifigkeit der Hubbein-Konstruktionsrumpf-Verbindung Kvhg Beschleunigung aufgrund der Gravitation h Abs

40、tand zwischen den Gurtmittelpunkten (Gurte mit gegenberliegenden Ritzeln) bzw. zwischen den Ritzel-Wlzpunkten (Gurte mit einer einzigen Zahnstange) I Flchentrgheitsmoment des Hubbeins IHreprsentatives Flchentrgheitsmoment des Konstruktionsrumpf-Trgers, der zwei Hubbeine ber eine horizontale Achse, d

41、ie senkrecht zur Achse der Umwelteinwirkung verluft, miteinander verbindet KAeffektive horizontale Steifigkeit aufgrund der axialen Verformung KBeffektive Biegesteifigkeit Keeffektive Steifigkeit in Zusammenhang mit einem Hubbein kfkombinierte vertikale Steifigkeit aller Bestandteile des Befestigung

42、ssystems an einem Gurt Khhhorizontale Steifigkeit der Hubbein-Konstruktionsrumpf-Verbindung KhullRotationssteifigkeit des Konstruktionsrumpfes kjkombinierte vertikale Steifigkeit alle Hubsystembestandteile an einem Gurt KrhRotationssteifigkeit der Hubbein-Konstruktionsrumpf-Verbindung KrsRotationsst

43、eifigkeit der Hubbein-Boden-Verbindung kuseitliche Gesamtsteifigkeit der oberen Fhrungen in Bezug auf die unteren Fhrungen Kvheffektive Steifigkeit aufgrund der Reihenkombination aller vertikalen Ritzel- oder Befestigungssystem-Steifigkeiten, unter Einbeziehung der kombinierten Wirkung mit Stodmpfer

44、n, falls diese eingebaut sind L Lnge des betrachteten Hubbeins Meeffektive Masse in Zusammenhang mit einem Hubbein MhMoment auf die Feder zwischen Hubbein und Konstruktionsrumpf MhullGesamtmasse des Konstruktionsrumpfes einschlielich der maximalen vernderlichen Last MlaMasse eines Hubbeins ber der u

45、nteren Fhrung (wenn keine Klemmvorrichtung vorhanden ist) oder ber dem Mittelpunkt der Klemmvorrichtung MlbMasse eines Hubbeins unterhalb des fr Mlabeschriebenen Punktes, einschlielich der zustzlichen Masse des untergetauchten Teils des Hubbeins ohne Bercksichtigung der Fu-Grundplatte DIN CEN ISO/TR

46、 19905-2 (DIN SPEC 67998):2014-05 9 MsMoment auf die Feder zwischen Hubbein und Boden N Anzahl der Hubbeine P Axiallast in einem Hubbein P mittlere Kraft aufgrund der vertikalen Festlast und der vernderlichen Last, die auf ein Hubbein wirken PEEulersche Knickfestigkeit an einem Hubbein Tnhchste (ode

47、r erste) natrliche Periode xhDurchbiegung des Konstruktionsrumpfes Y Abstand zwischen dem Mittelpunkt eines Beins und der Linie, die die Mittelpunkte der beiden anderen Beine (bei einer Hubinsel mit drei Beinen) miteinander verbindet, oder Abstand zwischen den luv- und leewrtigen Hubbeinreihen fr di

48、e betrachtete Richtung (bei einer Hubinsel mit vier Beinen) v Poissonzahl axialaxiale Durchbiegung horzhorizontale Durchbiegung des Konstruktionsrumpfes hullDrehung des Konstruktionsrumpfes 4.6 Symbole fr Abschnitt 12 FyDehngrenze, in Spannungseinheiten, die als Mindestdehngrenze und als 90 % der Zu

49、gfestigkeit genommen wird (UTS; siehe ISO 19905-1:2012, A.12.2.2) MpBiegebruchfestigkeit Z plastisches Widerstandsmoment DIN CEN ISO/TR 19905-2 (DIN SPEC 67998):2014-05 10 Nationaler Anhang NB (informativ) Literaturhinweise DIN EN ISO 19905-1, Erdl- und Erdgasindustrie Beurteilung von mobilen Offshore Ein