Análisis de Estructuras Offshore
sometidas a la Acción del Oleaje
mediante ANSYS
Proyecto fin de carrera
Autor: Francisco Javier Cañamero Torres
Tutores: Luis Rodríguez-Tembleque Solano
José Ángel González Pérez
A mis padres, por brindarme la oportunidad de realizar mis estudios y por
vuestro apoyo incondicional.
A mis hermanas, por vuestro cariño y la alegría que aportáis a mi vida.
A Laura, el amor de mi vida, por tu amor, tu compresión, por aportarme la
fuerza para salir adelante en todo momento.
A mi tutor José Ángel, por aportarme tus conocimientos y ayuda, marcándome
el camino a seguir.
A mi tutor Luis, por tus consejos y opiniones, por la dedicación que me has
brindado, la cual ha hecho posible que este proyecto vea la luz.
INDICE DEL PROYECTO
1. Introducción ................................................................................. 6
1.1. Objetivo del Proyecto.............................................................. 7
1.2. Descripción del Proyecto ........................................................ 7
2. Estructuras Offshore .................................................................... 9
2.1. Reseña Histórica .................................................................... 9
2.2. Tipología Estructural ............................................................. 10
2.3. Estructura Jacket .................................................................. 14
2.3.1. Directrices para el Dimensionamiento Inicial de la
Estructura ............................................................................. 16
2.3.2. Comprobación de la Estructura...................................... 21
3. Condiciones Ambientales del Océano ....................................... 26
3.1. Teoría Lineal de Olas ........................................................... 27
3.2. Olas Irregulares .................................................................... 29
3.3. Espectro de Pierson/Moskowitz ............................................ 31
4. Acción del Oleaje....................................................................... 34
4.1. Fuerza de Morison ................................................................ 34
5. Procedimiento de Cálculo para el Análisis de Estructuras
Offshore Sometidas a la Acción del Oleaje ................................. 37
5.1. Desarrollo del Procedimiento de Cálculo .............................. 38
5.2. Validación del Procedimiento de Cálculo .............................. 43
5.2.1. Modelo de la Estructura en ANSYS ............................... 45
5.2.2. Análisis Modal................................................................ 47
5.2.3. Cargas del Oleaje .......................................................... 48
5.2.4. Análisis Transitorio ........................................................ 51
5.3. Estudio de la Zona Mojada ................................................... 55
6. Aplicación a un Modelo 2D de una Estructura Jacket ................ 64
6.1 Introducción ........................................................................... 64
6.2. Cálculo de la Estructura frente al Oleaje .............................. 66
6.2.1. Modelo de la Estructura en ANSYS ............................... 66
6.2.2. Análisis Modal................................................................ 67
6.2.3. Cargas del Oleaje .......................................................... 68
6.2.4. Análisis Transitorio ........................................................ 72
6.2.5. Comprobación de Flecha ............................................... 74
6.2.6. Comprobación de Resistencia y Estabilidad .................. 74
6.3. Estudio de la Influencia de la Inclinación de las Barras ........ 76
6.3.1 Comparativa de Resultados ............................................ 80
6.4. Análisis de la Cimentación .................................................... 81
6.4.1 Análisis Comparativo de los Modelos con y sin
Cimentación.......................................................................... 85
7. Conclusiones y Futuros Trabajos .............................................. 89
8. Bibliografía ................................................................................ 91