K.H.RungeExxon Production Research Company,Houston, Texas1Situatie arctische gebiedenOffshore-constructies vanbeton in arctische gebiedenLezing Betondag 1982InleidingDit overzicht begint met een korte beschrijving van enkele olieboorplatforms die tot dusverzijn geplaatst op het Noordamerikaanse continentale plat. Met name zal worden ingegaan opde betekenis van beton daarbij. Vervolgens wordt een kritische beschouwing gegeven overconcepties voor betonnen platforms in arctische en subarctische gebieden. Van speciaalbelang daarbij zijn de ontwerpoverwegingen.Arctische omgevingenHet continentale plat bij Alaska wordt onderscheiden in een arctisch en subarctisch gedeel-te. Het arctisch gedeelte omvat de Chukchizee en de Beaufortzee, het subarctische gedeeltede Beringzee en de Cookbaai. Normaal gesproken dringt de ijslaag door tot in de zuidelijkeBeringzee. In de genoemde regio's vormt het ijs een belangrijk criterium bij het ontwerpenvan constructies voor oliewinning (fig. 1).Ook de Cookbaai, sinds de jaren '60 een steeds belangrijker exploitatiegebied voor olie, isbedekt met ijs. De weersomstandigheden zijn er zeer grimmig, met getijverschillen van 9 m,sterke stroming en aardbevingen. Bij constructies in die baai dient men rekening te houdenmet ijsschotsen tot ruim 1 m dikte die door de heersende stroming worden meegevoerd.In de zuidelijke en de westelijke Beringzee worden ijsschotsen en opgehoopte ijsmassa'saangetroffen. Hier is sprake van jong ijs, d.w.z. ijs dat gedurende de winter wordt gevormd,maar in de lente en zomer daaropvolgend volledig smelt.De zuidelijke en westelijke Beringzee kan verder als volgt worden gekarakteriseerd:- gematigde ijsomstandigheden;- gemiddelde waterdiepte 100 tot 220 m;- middelsterke aardbevingen;- barre weersomstandigheden;- zachte tot solide bodem.Cement XXXV (1983) nr. 2 922IJsformaties3-4Voorbereidende werkzaamheden voor deaanleg van een eiland door grindstorting inde Beaufortzee in de winterperiodeDe vorst dringt niet tot onder de zeebodem door. De olieboringen hebben zich tot dusverbeperkt tot twee proefboringen. Deze werden verricht vanaf een half-submersible. De con-cessies voor boringen in de St. George en Navarinbaai gaan resp. 1983 en 1984 in.De noordelijke Beringzee kan worden gekarakteriseerd als:- gematigde tot sterke aanwezigheid van ijs;- waterdiepte van 0 tot 50 m;- zwak aardbevingsgebied;- barre weersomstandigheden;- problematische bodemomstandigheden (smelting, gasverzadigde afzetting, schuring doorijs).Ook hier jong ijs (schotsen en ijsdammen). Vergeleken met de zuidelijke en westelijkeBeringzee is het er kouder en het ijs derhalve dikker. In Norton Sound in de NoordelijkeBeringzee zijn inmiddels concessies verleend.De gesteldheid van de Beaufort- en Chukchizee is als volgt:- zeer veel ijs, ook in de vorm van groeven en dammen;- gematigd aardbevingsgebied;- gematigde omstandigheden op zee;- de zeebodem is dikwijls geschikt om er op te bouwen en er is zand en grind aanwezig;- de zeebodem kan dikwijls bevroren zijn.Het ijs in de arctische regio kan in het algemeen worden onderscheiden in onbewegelijklandijs en pakijs. Bij landijs is sprake van stabiele omstandigheden met relatief weinigbeweging wanneer het ijs zich tot aan de kust en in laag water tot aan de bodem heeft afgezet.Tot een waterdiepte van ca. 12 m worden er vrij vlakke ijsvelden aangetroffen. Vanaf 12 m totca. 25 m treft men ijsdammen aan die ook het polaire ijs stabiliseren. Aan de rand van hetlandijs komen die ijsdammen eveneens voor, opgebouwd uit ??njaars ijs en ijs dat al velejaren bestaat. Het pakijs bestaat ook uit ijs van verschillende ouderdom. Vanwege de lageretemperaturen is de ijslaag in de Beaufortzee dikker dan in de Beringzee (fig. 2).De olieindustrie opereert sinds 1972 met succes in zowel het Canadese als Alaskaansegedeelte van de Beaufortzee. Het eerste kunstmatige eiland werd gebouwd bij Immerk in driemeter diep water in de MacKenziebaai. Sindsdien vinden er vanaf meerdere kunstmatigeeilanden boringen plaats. De eilanden werden gebouwd tijdens de zomermaanden metbehulp van baggermaterieel, of anderzins, in de winter door grindstortingen.Ontwikkelingen in het arctische gebiedBij een overzicht van de activiteiten aan het oliefront moeten zowel de Cookbaai als deBeaufortzee worden genoemd. In de Cookbaai zijn in de jaren 1964-68 veertien produktie-platforms gebouwd, alle geprefabriceerd uit staal. Het zijn overwegend zgn. ??npoters van5000 ton speciaal staal en vormen een goed voorbeeld van de wijze waarop ook de staalin-dustrie zich op die barre omstandigheden in het hoge noorden heeft ingesteld.In de Beaufortzee kwamen vanaf 1972 eilanden tot stand door zand- en grindstortingen. Dieeilanden zijn in wezen gewichtsconstructies die door hun afmetingen en gewicht in staat zijnde zijdelingse drukken van het kruiend ijs te weerstaan. Ze zijn dan ook relatief groot en deolieboring geschiedt op dezelfde wijze als op land. In de Beaufortzee boven Alaska geeft mende voorkeur aan grindstortingen gedurende de wintermaanden. Het grind is afkomstig vannabij gelegen rivierbeddingen. Dat gaat als volgt:- ten behoeve van het zware verkeer wordt het ijs verdikt door er een waterlaag op te brengen;- op de gewenste lokaties wordt de ijslaag in blokken gezaagd en vervolgens met trucksafgevoerd (foto's3-4);- via de ijswegen kan daarna het grind worden aangevoerd en gestort;- wanneer in de lente het ijs weer gaat smelten wordt op de glooiing een bescherming vanzandzakken aangebracht;- de booractiviteiten kunnen in het daaropvolgende winterseizoen beginnen wanneer deijslaag opnieuw aanwezig is en voldoende stabiel.Dergelijke eilanden liggen in een waterdiepte van 12,50 tot 15 m. Bij grotere waterdiepte ishet ijsoppervlak 's winters te ruw en te bewegelijk voor de bovenomschreven methode. EenCement XXXV (1983) nr. 2 935Impressie van een caissoneilandalternatief in zulke gevallen is het baggeren van eilanden gedurende de zomertijd. Dithebben de Canadese oliemaatschappijen gedaan; in 1980 in ruim 15 m diep water. De bouwvergde drie zomers en vereiste in totaal 5 miljoen kubieke meter zand. Het aanbrengen vanzand op deze wijze heeft als consequentie dat de glooiingen zeer flauw verlopen (1:10). Bijhet toenemen van de waterdiepte zal het totale volume aan zand al snel gigantische propor-ties aannemen. Daarom kwamen in de arctische zee boven Canada de caissoneilanden totontwikkeling. Deze bestaan uit een zanddrempel (onder water) die 's zomers wordt aange-legd en waarop caissons in een gesloten kader worden geplaatst. Daarna heeft binnen decaissons de zandaanvulling plaats, enerzijds om de caissons te stabiliseren, anderzijds omeen geschikt niveau aan te leggen voor het boren (foto 5).Bij caissoneilanden heeft men het voordeel dat de erosie door golfbewegingen wordt uitge-bannen en dat het volume aan te storten zand uitsluitend wordt bepaald door het benodigdeoppervlak van het werkeiland.Gulf Canada en Dome Petroleum hebben met de caissoneilanden ervaringen opgedaan in delate zomer van 1981 ; op de Tarsuit-lokatie in 22 m diep water werden op een onderwater-drempel vier caissons geplaatst, elk caisson was 68,60 m lang, 15,25 m breed en 11,60 mhoog. Ze wogen 5 000 ton en werden gebouwd in een dok in North Vancouver en vandaar opeen ponton naar de lokatie gebracht. Na plaatsing boven de drempel, die op een hoogte van6,50 m beneden de waterspiegel was gebracht, werden de caissons door ballasten metzeewater afgezonken. Het vrijboord van de caissons was toen nog 5,1 m. Het ballastwaterwerd verwijderd door de zandvulling naderhand (foto's 6-7).De caissons werden gebouwd van lichtbeton om de oplegdruk op de drempel zoveel mogelijkte minimaliseren. Voor de betonsamenstelling was ge?xpandeerde klei als toeslagmateriaalgebruikt alsmede een luchtbelvormer als hulpstof. De sterkte was de grootste die ooit metlichtbeton in Canada werd bereikt: een 56-daagse sterkte van 50 N/mm2! In totaal wasvoordevier caissons een hoeveelheid van 8600 m3betonspecie nodig.Volledigheidshalve wordt opgemerkt dat zulke caissoneilanden ook in staal zijn gereali-seerd. Zowel de stalen als de betonnen caissons zijn verplaatsbaar en kunnen naderhand opeen andere lokatie weer worden gebruikt. Dit reduceert de hoge kosten die voor de oliebo-ring in Arctische gebieden gemaakt moeten worden.6-7Caissoneiland in opbouw; de Nederlandsesleephopperzuiger Geopotes X aan het werkvoor de zandaanvullingfoto's: Volker Stevin NVBetonconstructies met het oog op Arctische omstandighedenEr staan nieuwe concepties kandidaat voor gewichtsconstructies ten behoeve van de oliebo-ring in Arctische gebieden, in eerste instantie voor de dynamische ijszones in de Beaufort- enChukchizee. In de Beringzee kan dankzij het feit dat deze zee langere tijd in het jaar open is,gebruik worden gemaakt van meer conventionele technologie?n.Er bestaan verschillende ontwerpen voor de Beaufortzee ten behoeve van lokaties in hetlandijs, toepasbaar bij variabele waterdieptes. Twee van deze concepties, een betonnencaisson (BWA) en een betonnen platform (CIDS) kunnen concurreren met de eerdergenoem-de kunstmatige eilanden. Figuur 8 toont het caisson, ontworpen door Brian Watt Associates(Houston) voor een waterdiepte van 10 tot 20 m. Het BWA-caissonsysteem bestaat uit eenmonoliete doosconstructie die kan worden geplaatst met minimale voorbereidingen aan dezeebodem. Het caisson ontleent zijn stabiliteit aan waterballast en kan dus gemakkelijkworden verplaatst omdat geen tijd verloren gaat aan het verwijderen en opnieuw storten vanballastzand.Het platform (CIDS) is een ontwerpvan Global Marine Development (fig. 9). De conceptie gaatuit van de opbouw van meerdere betonnen blokken die de fundering vormen van eenvaarbaar boorplatform. Afhankelijk van de waterdiepte op de lokatie worden de blokken inlagen gestapeld, ergens in een geschikt bouwdok. Vandaar wordt het geheel, inclusief hetboorplatform, naar de plaats van bestemming versleept. De blokken worden tegen het ijsbeschermd door een drijfband samengesteld uit betonelementen. Het blokken-ontwerp isgebaseerd op een gepatenteerd honingraat-systeem van A.A.Lee and Associates in Honoloe-loe (Hawai).Cement XXXV (1983) nr. 2 948BWA caissonontwerp voorvariabelewaterdiepte, monoliete constructie9Cl DS caissonontwerp, opgebouwd uitblokkenBij de exploitatie van olie- en gasvelden buiten de met het land verbonden ijsvelden zijn dehier beschreven kunstmatige eilanden niet economisch meer. Het dynamisch gedrag van hetijs en de grotere waterdiepte vereisen zeer massieve constructies die dusdanig kostbaar zijndat naar andere mogelijkheden is gezocht. In overgangszones bijvoorbeeld is het niet meereffectief het bewegende ijs dat met een boorplatform in aanraking komt te splijten. Bij eennieuw type gewichtsconstructies wordt het ijs gebroken door het te buigen.Constructies met een conische vorm zoals in figuur 10 drukken het ijs omhoog; zodoendewordt het door buiging gebroken. Door het afwentelen van de enorme ijsdrukken blijvendergelijke constructies stabiel. De belasting door het ijs wordt bij het omhoog drukkenaanzienlijk kleiner dan in het geval dat het ijs wordt gespleten. Dit ontwerp voor een water-diepte van ruim 40 m is van Esso Resources Canada (ERC) en bestemd voor het gedeelte vande Beaufortzee bij Canada.In de Beaufortzee waar het ijs een dominerende rol speelt, lijkt de conische vorm met instappen te wijzigen hellingshoek, in combinatie met lichtbeton, de voorkeur te hebben. Hetontwerp in figuur 11 is berekend voor het functioneren tussen polair ijs bij waterdiepten van18 tot 36 m. In ondiep water heeft ijs de neiging te kruien en op te hopen. Bij contact met deconstructie schuift het langs de conisch gevormde voet omhoog en breekt door buiging. Bijgrotere waterdiepte (36 m) zullen de de kleinere ijsdammen stuk lopen tegen de onder 45?hellende bovenkant van de schacht, terwijl de grotere ijsdammen wederom aan de voetomhoog schuiven en breken. Op deze wijze is de belasting op de fundering zorgvuldiguitgebalanceerd.10Platform met conische vorm11Conische vorm met stapsgewijs veranderdehellingshoekConstructies van conische vorm met een stapsgewijs veranderde hellingshoek wordenvoorgesteld zowel in staal als in beton. Het bezwaar tegen deze conceptie is vooral gelegen inhet drijfvermogen dat bij het verslepen naar de Beaufortzee bijna te gering is om PointBarrow te ronden en voorts in het probleem van toepassing bij variabele waterdiepte. Om dediepgang te reduceren wordt voorgesteld de constructie in lichtbeton te bouwen.De conisch gevormde constructies worden dus gezien als geschikte oplossingen voor loka-ties buiten de met het land verbonden ijszones. Ze kunnen worden gebouwd op de wijze zoalsde platforms in de Noordzee tot stand kwamen. Een geschikt bouwdok wordt gevonden aande kust van Washington waar ze volledig kunnen worden afgebouwd alvorens ze te versle-pen.Cement XXXV (1983) nr. 2 9512Conventionele gewichtsconstructie (zoalsvoor de Noordzee)13Monotoren-constructie voor zuidelijkeBeringzee14-15Monotoren-constructie met conischeijsbrekerZuidelijke BeringzeeVoor de zuidelijke Beringzee wordt gedacht aan produktieplatforms op meerdere steunpun-ten. Figuur 12 toont de aanpassing van de drie-potige gewichtsconstructie voor de Noordzeeaan de omstandigheden van de St. Georgebaai. Doordat de drie poten bloot gesteld wordenaan belasting door ijsschotsen en -bergen zal de constructie een groot kantelmomentondergaan. Ook de schuifkrachten in het funderingsvlak kunnen zeer hoog zijn, in de ordevan grootte van 400 000 kN bij een golfkracht die zich ??nmaal in de 100 jaar voordoet. Omtoch voldoende draagkracht te bereiken alsmede weerstand tegen schuifkracht door ijsdruk-ken en golfkracht, zal een minimale conusweerstand van 10 N/cm2nodig zijn. De bodemge-steldheid in de Noordzee is met waarden van tenminste 20 N/cm2in het algemeen een stukbeter dan op de meeste lokaties in de Beringzee.Over het laatste zijn slechts beperkte gegevens voorhanden, maar het vermoeden bestaattoch dat in sommige delen van de zuidelijke Beringzee de grondweerstand minder is dan deminimaal aanvaardbare grondgesteldheld in de Noordzee. Om bij constructies zeker te zijnvan voldoende stabiliteit zullen de conventionele gewichtsconstructies een aanzienlijkeaanpassing moeten ondergaan, aanpassingen die zowel het kantelmoment door het ijs als deschuifkracht in het funderingsvlak door golfkracht moeten reduceren.De zgn. mono-toren van figuur 13 is het resultaat van optimaliseren van de constructieveeigenschappen met het oog op de toepassing in de zuidelijke Beringzee. De kenmerken zijn:- een enkele draagschacht die het produktieplatform draagt en de leidingen beschermt,- een verminderde afhankelijkheid van de aard van de zeebodem door het caisson te verlagenen daarmee de golfkracht op de constructie te verminderen.Een enkele schacht functioneert onder de geschetste omstandigheden dus beter dan meer-dere ondersteuningen. Het ijs wordt ter plaatse van het contact met de schacht meer gesple-ten dan omhooggedrukt. In dit speciale geval is verbetering door de schacht een conischevorm te geven niet mogelijk, daar dit een ongunstige invloed heeft op het belasten van deondergrond door de golfkracht. Toepassing van de monoschacht in de Navarinbaai, waar deijstoestand aanzienlijk zwaarder is dan in de St. Georgebaai, vereist een conisch gevormdeijsbreker. In de Navarinbaai komen ijsschotsen voor van 1,20 m dikte en ijsdammen van 18 mhoogte. Door toepassing van de conische ijsbreker zullen de door het ijs veroorzaaktekantelmomenten toch aanvaardbaar blijven, ook al zijn de bodemomstandigheden vanslechte aard (fig. 14-15).Ondanks het feit dat de monoschacht-constructies een goede oplossing bieden voor hetzuidelijk en westelijk gedeelte van de Beringzee, zijn er beperkingen:- het draagvermogen tijdens het verslepen is minder dan bij de gewichtsconstructies met meerondersteuningen, dit vanwege het geringere drijfvermogen en stabiliteit tijdens het vervoer;- ook de maximaal mogelijke belasting van het produktieplatform zal geringerzijn, en wellichtdaarmee eveneens de produktiecapaciteit.Daarom moeten constructies met meer draagschachten verder worden bestudeerd om na tegaan op welke wijze zij kunnen functioneren in zee?n met grote ijsgang. Mogelijk kan hetkantelmoment worden gereduceerd door te voorzien in conisch gevormde ijsbrekers die hetijs omhoog drukken en breken.Noordelijke BeringzeeHet laatste gebied in de Beringzee dat nog moet worden besproken is de zgn. Norton Sound,een relatief ondiep gedeelte met veel ijsgang en een getijverschil van 4,50 m. De NortonSound is gedurende vijf maanden van het jaar open zodat het conventionele boren vanaf'jack-ups' mogelijk is.Produktieplatforms kunnen afhankelijk van de bodemgesteldheid, bestaan uit op palengefundeerde staalconstructies of uit betonnen gewichtsconstructies. Het betonnen eilandvan figuur 16 is geschikt voor een waterdiepte van 20 m. Het eiland is in staat om weerstand tebieden aan ijsschotsen van 1 m dikte en ijsdammen met een diepte onder water die ongeveergelijk is aan de waterdiepte. Deze ontwerp-ijsdruk is gebaseerd op de aanname dat ijsschot-CementXXXV(1983)nr.2 9616Betonnen eiland voor waterdiepte van 20 m,diameter basis circa 130 msen tegen de hellende buitenwand zullen verbrijzelen en de ijsdammen gekloofd worden inhet vlak van de ijsschotsen. Bij minimale grondweerstand van 7,5 N/cm2zal de diameter vanhet eiland aan de basis ruim 130 m moeten bedragen om de schuifkrachten te overwinnen.Voor weinig samenhangende grond is minimaal een inwendige wrijvingshoek van 30? nodigom zijdelings glijden te voorkomen, aangenomen dat het eiland is gevuld met ballastzand.Door de afmeting van het eiland zullen de ontwerp-golfkrachten van bijna dezelfde orde vangrootte zijn als de ijsdrukken. Golfgeleiders worden gebruikt om overbelasting te voorko-men.Het betonnen eiland kan worden gebouwd in een dok, evenals de platforms voor de Noord-zee. Is de betonconstructie voltooid, dan kan het dek en de verdere installatie wordenaangebracht, waarbij de betonconstructie dienst doet als bouwplaats. Het dek wordt gemon-teerd op ondersteuningsframes. Zodoende blijft de betonconstructie goed toegankelijk,terwijl het dek bij storm geen wateroverlast te verduren krijgt. Na verslepen van het gevaartenaar Norton Sound moet de constructie worden gevuld met ballastwater zodat de uitsteken-de rand aan de ondervloer(dezgn. 'skirts') onder invloed van het gewicht in de zeebodem zaldringen. Een desgewenste verdere ballast kan worden verkregen met zand dat gedeeltelijk ofgeheel het zeewater zal vervangen.Een van de belangrijkste ontwerpaspecten bij betonnen platforms in ze?en met zwareijsgang is het voorzien in voldoende sterkte tegen plaatselijke ijsdrukken. Een en ander komtin de volgende paragraaf aan de orde.Ontwerpaspecten bij betonconstructies in Arctische gebiedenDe ontwerpaspecten bij constructie en fundering voor platforms in arctische ze?en wordengedomineerd door de blootstelling aan ijs, niet noodzakelijk door de blootstelling aanijsdrukken. De monoschacht-constructie in de Navarinbaai bijvoorbeeld vereist een coni-sche ijsbreker om het contact met ijsschotsen af te zwakken. Deze ijsbreker aan de schachtveroorzaakt anderzijds een toename van de golfbelasting en be?nvloedt zodoende de stabili-teit tegen zijdelings glijden.Enkele ontwerp-richtlijnen voor betonconstructies blootgesteld aan zee-ijs:- Voorzien in voldoende treksterkte om plaatselijke ijsdrukken te weerstaan.- Ontwikkeling van passende criteria voorde gebruikstoestand van constructies die plaatselijkcontactdrukken door ijs te verduren hebben.- Bereiken van lage wrijvingsco?ffici?nten tussen betonoppervlak en zee-ijs door een goedeafwerking of het gebruik van coatings om schade bij ijsbewegingen en vorst te minimalise-ren.- Zorgen voor voldoende verbrijzel-weerstand van betonoppervlakken die gedurende de le-vensduur van deconstructie met zee-ijs in aanraking komen.- Ontwikkeling van betonsamenstellingen die niet in sterkte of duurzaamheid afnemen wan-neer oppervlakken worden blootgesteld aan afwisselend dooien en vriezen.- Verzekeren van voldoende vermoeiingssterkte van beton dat herhaaldelijk aan ijsdrukkenblootstaat.- Selecteren van wapenings- en voorspanstaal dat bestand is tegen lage temperaturen.- Ontwikkelen van lichtbeton met hoge sterkte waarvan ook de andere karakteristieke eigen-schappen gericht zijn op verantwoorde toepassing in constructies voor de omschrevendoeleinden.Speciaal met het oog op de uitvoering zijn de volgende aanbevelingen van belang:- Ontwikkelen van uitvoeringstechnieken voor betonconstructies met een groot funde-ringsoppervlak.- Toepassen van prefabricage- en assemblagetechnieken ten einde bestaande uitvoeringsme-thoden te benutten.- Ontwikkelen van methoden om betonnen onderdelen zodanig te verbinden dat de construc-tieve integriteit is verzekerd, zowel tijdens het verslepen als in de gebruikstoestand.- Ontwikkelen van funderingstechnieken waarmee de draagkracht van de zeebodem kanworden verbeterd, de zettingen kunnen worden beheerst wanneer de bevroren ondergrondgaat ontdooien en rekeningwordtgehoudenmet uitschurende werking van ijs en erosie doorgolfkracht.- Ontwikkeling van montageprocedures voor dekinstallaties bij ongebruikelijke vormen vanplatforms.Tenslotte wordt ook het werken in arctische omgeving beschouwd:- In staat zijn te handelen wanneer tijdens het verslepen en installeren van constructies hindervan ijsgang wordt ondervonden.- Ontwikkelen van ballast- en installatietechnieken om plotseling uit het lood geraakte con-structies weer te stabiliseren.- Voorzien in mogelijkheden om een constructie op de zeebodem snel te ballasten metzeewater en/of zand.- Ontwikkelen van scenario's voor het verwijderen c.q. verplaatsen van boorplatforms.Bovenstaande aanbevelingen zijn slechts bedoeld als een indruk van de vele eisen metbetrekking tot het goed functioneren van betonconstructies in arctische ze?en.De mogelijkheid van beton om weerstand te bieden aan plaatselijke contactdrukken meteenijslichaam wordt dikwijls als kritisch beschouwd in relatie tot de waterdiepte. Betonwandendie worden blootgesteld aan ijs zullen volgens conventionele bouwvoorschriften dik enzwaar zijn, echter met het oog op het verslepen is een groot gewicht een extra handicap. OmCement XXXV (1983) nr. 2 97betonwanden een optimale sterkte tegen ijsdrukken te kunnen geven, is kennis omtrent hetgedrag en de sterkte van een betonconstructie onder die speciale omstandigheden van grootbelang, evenals inzicht in de grootte en spreiding van ijsdrukken. Over dit onderwerp heeftGerwick een voordracht gehouden tijdens een congres over 'Offshore Technology' in Hous-ton (1981). Hij beschreef hoe met behulp van de eindige elementenmethode de spannings-verdeling en het scheurpatroon in een betonnen schaal onder hoge plaatselijke druk kondenworden onderzocht. De schaalconfiguratie en de waarde van de plaatselijke druk werden alsvoorbeeld gesteld voor de ijsbelasting in arctische ze?en. Doel van het onderzoek was aan tetonen hoe groot de invloed is van de wijze van wapenen en voorspannen op het draagvermo-gen van een element. Door de toegestane scheurwijdte uit het oogmerk van duurzaamheidaan de blootgestelde zijde te beperken tot 0,15 mm en aan de binnenzijde tot 0,25 mm, kon derelatie worden onderzocht tussen gebruikstoestand en ontwerpbelasting. Voor twee patro-nen van wapenen/voorspannen voorspelde de elementenmethode bij een contactdruk van700 kN/m2een scheurwijdte binnen de toelaatbare waarde. De spanningen in het elementbedroegen daarbij ca. 10 N/mm2; dat is bijna tweemaal zoveel als volgens het Amerikaansevoorschrift ACI 318-77 op het ogenblik is toegestaan. Zulke onderzoekingen zijn van grootbelang bij de keuze van de gewenste wanddikte om aan de gebruikscriteria in arctischegebieden te voldoen.Verschillende oliemaatschappijen werken op het ogenblik eendrachtig samen in een onder-zoek naar de ponsweerstand van cilindrische schalen die onderworpen worden aan puntlas-ten. Het experimentele gedeelte van het onderzoek heeft plaats in het Taylor-WoodrowResearch Laboratorium in Londen. Ook deze studie heeft tot doel inzicht in het constructievegedrag van constructies onder ijsbelasting te vergroten, in het bijzonderde bezwijkbelastingen criteria voor de gebruikstoestand.In dit kader zijn ook de verschillende voorschriften en rekenmethoden voor ijsbelastingbestudeerd. Daarbij kwamen nogal uiteenlopende opvattingen aan het licht, evenals het feitdat er geen regels bestaan voor ijsdrukken op gefixeerde constructies. IJsdrukken op veran-kerde constructies worden aanzienlijk groter verondersteld dan de ??nassige ijssterkte, tengevolge van het opsluitend effect van ijs. Aanvullend onderzoek naar de meerassige sterktevan ijs, alsmede beproeving op grote schaal zullen nodig zijn om in dit opzicht meer rationelerekenregels te verschaffen.Literatuur1. National Research Council, Marine Board, Understandig the Arctic Sea Floor for EngineeringPurposses, Commission on Engineering and Technical Systems, National Academy Press,Washington, D.C., 1982, biz. 892. Beaufort Magazine, The Building of Tarsuit, The Beaufort's First Caisson Retained Island,Vol. 1, No. 2 - November 1981, Calgary3. Jahns, .., Arctic Platforms, Proceedings of a Symposium on Outer Continental ShelfFrontier Technology, conducted by the Marine Board, Assembly of Engineering, NationalResearch Council, National Academy of Sciences, Washington, D.C., 19804. Jazrawi, Waleed, en Khanna, Jiti, Monocone - A Mobile Gravity Platform for the ArcticOffshore, Proceedings, Fourth POAC Conference, St. John's, pp. 170-184, New Foundland,19775. Jahns, .., Arctic Drilling and Production Technology, Conference on Technology in theArctic, Ny-Alesund, Spitzbergen, August 4-12,19816. Gerwick, B.C., Litton, R.W., en Reimer, R.B., Resistance of Concrete Walls to High Concen-trated Ice Loads, OTC 411, Offshore Technology Conference, Houston, Texas, 19817. Bruen, F.J., et al., Selection of Local Design Ice Pressure for Arctic Systems, OTC 4334,Offshore Technology Conference, Houston, Texas, 1981Redactioneel naschriftNa de opmerkelijke ontwikkelingen van be-tonnen platforms voor de oliewinning in deNoordzee, begin van de jaren '70, is de pu-bliciteit rond de kostbare voorzieningenvoor de exploitatie van minder toegankelij-ke olievelden enigszins verflauwd. De lezingvan dhr. Runge voor de betondag 1982 toontaan dat in een van de minst toegankelijkegebieden van deze aarde, onder onvoorstel-baar moeilijke omstandigheden, civieleconstructies tot stand komen die zeer tot deverbeelding spreken. Ook nu blijkt weer hoenieuwe omstandigheden de betrokkenendwingt tot verdere studie en research om-trent constructieve en uitvoeringstechni-sche mogelijkheden.vertaling: ing.M.G.P.NelissenCement XXXV (1983) nr. 2 98
Reacties