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※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
導入
TC 67 によって作成された海洋構造物に関する国際規格 (ISO 19900, ISO 19901 シリーズ、ISO 19902, ISO 19903, ISO 19904-1, ISO 19905 シリーズ、ISO 19906) は、世界中の石油およびガス産業で使用されるすべての海洋構造物の設計要件と評価に対処する側面をカバーする共通の基礎を構成します。その応用を通じて、構造の種類や使用される材料の性質に関係なく、海洋構造物に適切な信頼性レベルを達成することが目的です。さまざまなエネルギー業界のアプリケーション固有の要件は、関連する規格で規定されています。たとえば、洋上風力発電産業の場合、IEC 61400-1 および IEC 61400-3-1 は、洋上風力タービンの支持構造の設計要件 (たとえば、戻り期間) を概説しています。
この文書は、洋上風力発電産業で使用される基礎の設計に適用できます。この場合、基礎の種類と寸法、それに作用する作用の種類が、設計手法の開発で使用されたものと一致していることを検証する必要があります。例えば、第 8 条の杭設計法は、L/D が10 未満のモノパイルの設計には必ずしも適用できるわけではなく、そのような場合における妥当性を評価する必要がある。洋上風力構造物には、基礎の剛性の特性評価など、この文書の範囲を超える他の要件がある場合もあります。 IEC 61400-3-1 などの包括的なアプリケーション固有のコードおよび規格を参照する必要があります。
構造的完全性は、動作を記述するためのモデル、構造解析、設計ルール、安全要素、作業品質、品質管理手順、および国家要件で構成される全体的な概念であり、これらはすべて相互に依存していることを認識することが重要です。したがって、設計の一側面を単独で変更すると、コンセプトや構造システム全体に内在する信頼性のバランスが崩れる可能性があるため、変更に伴う影響は、すべての海洋構造システムの全体的な信頼性と関連して考慮する必要があります。
地盤工学設計 (砂、シルト、粘土、岩などの土壌の特性を扱う工学) の場合、いくつかの追加の考慮事項が適用されます。これらには、措置が適用される時間、頻度、速度、設置方法、周囲の土壌の特性、海底の全体的な挙動、隣接する構造物からの影響、海底への掘削の結果などが含まれます。これらすべてとその他の関連情報は、構造の全体的な信頼性と関連して考慮する必要があります。
TC 67 によって作成された海洋構造物に関する国際規格は、革新を妨げることなく、構造構成、材料、技術の選択に広い自由度を提供することを目的としています。海洋構造物の地盤工学設計実践は、長年にわたって革新的かつ進化するプロセスであることが証明されています。この進化は今後も続くことが予想されており、奨励されています。したがって、この文書に記載されている手順、または TC 67 (またはその他の場所) によって作成された海洋構造物に関する国際規格だけでは、安全で経済的な設計を確実に達成するには不十分である場合、状況が発生する可能性があります。
海底の土壌はさまざまです。ある場所で得た経験が別の場所でも応用できるとは限りません。特殊な土壌やなじみのない基礎概念を扱う場合は、特に注意が必要です。したがって、この文書を使用する場合には、適切な工学的判断が必要です。
この文書の使用に関する背景とガイダンスの一部は、付録 A に記載されています。
ISO 19905 は、移動式オフショアユニットの基礎に関する要件と詳細なガイダンスを提供します。
図 1 は、他の関連する国際規格を参照して、海洋基礎の設計の一般的なワークフローを示しています。
図 1 —海洋基礎の一般的な設計プロセスを示すフローチャート
注:特定の設計および設置上の制約は、北極地域の構造物 (ISO 19906 を参照)、移動式海洋ユニット、特にジャッキアップ (ISO 19905 を参照)、および浮体式ユニットのアンカー (ISO 19901-7 を参照) に適用される場合があります。 設計は、コンセプト (最初の実現可能性および適用性の検討)、基本設計から最終設計に至るまでの反復プロセスとなる場合があります。さまざまな設計段階で、さまざまなレベルの詳細と目的が必要です。
Introduction
The International Standards on offshore structures prepared by TC 67 (i.e. ISO 19900, the ISO 19901 series, ISO 19902, ISO 19903, ISO 19904-1, the ISO 19905 series, ISO 19906) constitute a common basis covering those aspects that address design requirements and assessments of all offshore structures used by the oil and gas industries worldwide. Through their application, the intention is to achieve reliability levels appropriate for offshore structures, whatever the type of structure and the nature of the materials used. Application specific requirements for different energy industries are given in the relevant standards. For example, for the offshore wind industry, IEC 61400-1 and IEC 61400-3-1 outline the design requirements (e.g. return periods) for offshore wind turbine support structures.
This document may be applied for the design of foundations used in the offshore wind industry. In this case, it should be verified that the type and dimension of the foundation, as well as the type of actions acting upon it, are consistent with those used in the development of the design methods. For example, the pile design methods of Clauses 8 are not necessarily applicable to the design of monopiles for which L/D is less than 10 and their validity for such cases should be assessed. Offshore wind structures can also have other requirements, such as a characterisation of foundation stiffness, that are beyond the scope of this document. Reference should be made to the overarching application specific codes and standards such as IEC 61400-3-1.
It is important to recognize that structural integrity is an overall concept comprising models for describing actions, structural analyses, design rules, safety elements, quality of work, quality control procedures and national requirements, all of which are mutually dependent. The modification of one aspect of design in isolation can disturb the balance of reliability inherent in the overall concept or structural system. The implications involved in modifications, therefore, should be considered in relation to the overall reliability of all offshore structural systems.
For geotechnical design (engineering science dealing with the properties of soil: sand, silt, clay and rock), some additional considerations apply. These include the time, frequency and rate at which actions are applied, the method of installation, the properties of the surrounding soil, the overall behaviour of the seabed, effects from adjacent structures and the results of drilling into the seabed. All of these, and any other relevant information, should to be considered in relation to the overall reliability of the structure.
The International Standards on offshore structures prepared by TC 67 are intended to provide wide latitude in the choice of structural configurations, materials and techniques without hindering innovation. Geotechnical design practice for offshore structures has proved to be an innovative and evolving process over the years. This evolution is expected to continue and is encouraged. Therefore, circumstances can arise when the procedures described in this document or the International Standards on offshore structures prepared by TC 67 (or elsewhere) are insufficient on their own to ensure that a safe and economical design is achieved.
Seabed soils vary. Experience gained at one location is not necessarily applicable at another. Extra caution is necessary when dealing with unconventional soils or unfamiliar foundation concepts. Sound engineering judgment is therefore necessary in the use of this document.
Some background to and guidance on the use of this document is provided in Annex A.
ISO 19905 provides requirements and detailed guidance on foundations for mobile offshore units.
Figure 1 set outs a typical workflow for design of offshore foundations with reference to other relevant International Standards.
Figure 1 — Flowchart showing typical design process for offshore foundations
NOTE Specific design and installation constraints can apply for structures in arctic regions (see ISO 19906), for mobile offshore units, especially for jack-ups (see ISO 19905) and for anchors for floating units (see ISO 19901-7 Design can be an iterative process from concept (initial feasibility and applicability study), basic to final design. Different level of details and objectives are required in the various design stages.