船舶海洋结构物强度(海洋平台部分课件)..pdf

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哈尔滨工程大学船舶与海洋工程结构力学研究所
MechanicsInstituteofShip&OceanEngineeringStructure(HEU) 目录
第七章海洋平台环境载荷
船舶与海洋工程结构物强度第八章锚泊静力计算
第九章自升式平台
(海洋平台部分) 第十章半潜式平台
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第七章环境载荷 1. 环境载荷
§,例如:
风、浪、流、冰、地震以及锚泊力。
环境载荷
使用期间:
工作载荷
平台载荷
建造期间: 施工载荷
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2. 工作载荷(使用载荷中除环境载荷以外的其他载荷) 3. 施工载荷
1)恒定载荷:载荷的大小、方向和作用位置不随时平台建造及海上吊装过程中所受的载荷。可使
间变换,例如:结构、固定设备重量,静水浮力。某些构件产生瞬时高应力,需校核,详见平台结
2)可变载荷:载荷的大小随时间缓慢变化,例如: 构规范。
压载水,钻井器材、生活用品的重量。静力载荷
3)活动载荷:载荷作用位置或方向水时间缓慢变
化,例如:移动设备的重量。
4)动力载荷:载荷的大小、方向或作用位置随时间
迅速变化,例如:钻机运转、起吊时的动载荷,
直升机着降引起的冲击载荷)
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§ 风载荷升力
风对结构的作用力:
沿着风速方向——水平风力
风
垂直风速方向——升力水平风力
风载荷常指水平风力
1)风载荷(水平风力)的计算公式
式中:
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(1)设计风速V
根据平台作业海区的统计资料和规范的有关规
定选取V。
(2)投影面积A
对封闭结构,A按结构轮廓的投影面积计算;
对透空的桁架结构,A可近似取为轮廓侧投影
面积的60%。
可根据资料查得,如规范。
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§ 波浪载荷
(动力效应)
一、波浪理论的选择(水深/波幅/线性或非线性)
对高耸的建筑物,除考虑平均风速产生的稳
定风压外,还需要考虑因脉动风速产生的脉动风
压(后者对结构可能产生动力效应),通常采用(1)艾里(Airy)波:
动力放大系数对基本风压进行修正。(动力) 深水和浅水中的微幅波,线性理论(波峰波谷
形状对称)。 z
总风压: z = (x,y,t)
微幅:
a
o
假设波动的 x
风载荷: 振幅a远小于波 h(x,y) 
长L或水深h。
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艾里(Airy)波理论的基本公式 :
设:水深为h,波高H,波浪周期T,波长λ
(有限水深)
则:波频ω=2π/T,波数k= =2π/ λ
扩散关系: (无限水深)
色散关系:表示波浪频率与波数之间的关系式或者波速与波

长之间关系。
z z = (x,y,t)
c
a
o
x 线性化
h(x,y) 
(自由面动力学条件)
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速度
式中次波面:
波幅: 动压深度影响系数:
z=-λ/2
加速度
表征次波面与自浅水波有限深水波深水波
由面波幅值之比
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(2) 斯托克斯(St