海洋平台结构设计课程设计
海洋平台结构设计课件第三章 导管架平台总体设计
2. 钢管桩
钢管桩 导管架
海床
群桩基础把平台固定于海床，可承受各种使用荷载和海洋环境荷载。
3. 甲板结构
板 梁
桁架（立柱）
甲板结构：为海上油气田开发和其它海洋开发提供足够的使用空间， 用来布置各种设施和设备。
4. 设施和设备模块
陆地制作模块 海上
甲板结构
按工艺流程组装模块
现代平台设计通常按照起重机的允许最大吊装能力和工艺流程要求， 将上部设施与设备分成很多模块。
• 二、施工参数
（1）要求预制场地有足够的工作面积 （2）供水供电方便、充足，能正常进行构件制造 （3）要求路上交通有铁路公路相通，水路有码头通航，能够保证 大量材料运进和大型构件运出 （4）要求有足够的工作船和起重机具进行运输安装 （5）平台制造厂技术水平能满足平台制造要求 （6）要求从制造场地到平台服役海域的航线有足够的航行水深
b. 上部设施与设备的重量分布、油井的数量和产量、油井的位 置、辅助设施的位置
c. 海洋环境资料、地质地貌（包括桩的钻孔资料）、可能的施 工方法
三、平台主要轮廓尺度确定
（4）极端环境参数：平台在使用年限内，极少出现的恶劣环境参数，作 为保证平台生存标准。所选用的荷载重现期均不小于50年
• 四、海底地质参数
（1）平台设计前需进行地质调查： a. 现场海底地貌情况 b. 浅地层剖面 c. 地球物理测量结果 d. 周围土层的分类、年代、成因类型、状态、分布规律 e. 软硬岩土层的接触关系、接触面的坡度和坡向
（2）了解本海域不良工程地质现象：海沟、古河道、断层、海底冲刷情况
（3）分析场地工程地质参数，判定不良地质现象对平台安装的影响
（4）确定适宜的持力层
第二节 导管架平台的构成及分类
海洋平台结构课程设计
海洋平台结构课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习，使学生掌握海洋平台结构的基本概念、类型、设计和应用；培养学生运用结构力学原理分析问题和解决问题的能力；提高学生对海洋工程领域的认识，培养学生的创新意识和实践能力。
具体目标如下：1.知识目标：学生能够阐述海洋平台结构的基本概念、类型和应用；理解并掌握平台结构设计的原理和方法；了解海洋平台结构在我国海洋工程中的地位和作用。
2.技能目标：学生能够运用结构力学原理分析和解决海洋平台结构问题；能够运用相关软件进行简单的海洋平台结构设计和模拟；具备较强的动手能力和团队协作能力。
3.情感态度价值观目标：培养学生对海洋工程领域的兴趣和热情，提高学生对国家海洋战略的认识；培养学生遵纪守法、诚实守信的职业道德，增强学生的社会责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.海洋平台结构的基本概念和类型：包括平台结构的定义、分类及其在海洋工程中的应用。
2.海洋平台结构设计原理：主要包括平台结构的受力分析、强度计算、稳定性分析和耐久性设计。
3.海洋平台结构设计方法：包括传统设计和现代设计方法，如数值模拟、优化设计等。
4.我国海洋平台结构发展现状和趋势：介绍我国海洋平台结构的发展历程、现状及未来发展趋势。
5.海洋平台结构案例分析：分析典型的海洋平台结构案例，提高学生运用所学知识解决实际问题的能力。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：教师通过讲解海洋平台结构的基本概念、原理和设计方法，引导学生掌握课程知识。
2.案例分析法：教师通过分析典型海洋平台结构案例，培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。
3.讨论法：教师学生就海洋平台结构的相关话题展开讨论，提高学生的思考和表达能力。
4.实验法：学生动手进行海洋平台结构模型制作和实验，培养学生的动手能力和团队协作精神。
四、教学资源为实现课程目标，我们将运用以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统、科学的海洋平台结构知识。
海洋平台的设计及建造施工
第四章海洋平台的设计及建造施工第一节平台结构设计的一般步骤海洋平台的结构设计首先是根据平台作业海域的环境条件、海底土壤特性、平台的使用要求、安全性、营运性能、建造工艺和维护费用以及业主的期望等选择平台的结构型式方案。
由于平台长期固定或系泊于特定的海域中作业，它不像一般船舶那样，遇到大风浪可以避航，因此，在结构设计中正确的确定海洋环境条件显得非常重要.海洋环境条件一般包括海域的水深、风暴、波浪、海流、潮汐、海底冲刷和滑移、冰情和地震等.这些海洋环境因素对平台的安全和作业效率有极大的影响。
为了设计出满足各项设计条件，同时经济性能优良的平台结构，往往需要选择多种方案进行分析比较,最后选定最佳的方案.因此平台结构设计实际上是一个逐步逼近或试探的过程，例如挪威阿柯（AKER）集团设计的“阿柯—H3”号半潜式平台就选择了A至H的8中方案进行分析、筛选，最后选定了H方案中的第3种修改方案，平台也因而取名为“阿柯—H3”。
一般初步选定一种结构型式,确定平台主要尺寸，具体进行总体布置后，如果是移动式平台则需要进行运动性能和稳性的分析，倘若不满足设计任务要求和有关范围的规定，那么这种结构型式就要被淘汰。
为了进行结构安全性校核，需要进行外载荷计算、强力构件尺寸的初步确定和构件材料的选取等工作，最后进行结构的总体强度分析。
外载荷计算包括确定平台的浮力、结构重量、平台的甲板载荷，由风、浪、流、冰、地震引起的环境载荷等,这些载荷直接影响着构件的布置、连接和尺寸的大小，是决定结构设计优劣的重要因素.对于固定式平台，还需进行桩基计算以及桩—土—结构相互作用的分析。
平台的所有强力构件都必须符合规范的强度标准，否则应修改构件的尺寸和材料品种，直到满足要求为止.在结构强度尺寸确定后应对在总体布置时估算的结构重量进行校核，看其与实际的是否一致，若相差较大还需要进行调整.结构设计的最后一个阶段是局部节点结构设计，平台节点是重要的结构部位,它的强度和施工工艺往往直接影响平台总体结构的寿命.图4—1为平台结构设计的一般流程。
海洋平台结构课程设计
中国海洋大学本科生课程大纲一、课程介绍1.课程描述：海洋平台结构课程设计是针对船舶与海洋工程专业本科生开设的工作技术教育层面必修课。
本课程通过实践环节，完成具体典型导管架平台的总体设计思路训练，包括海洋环境计算及工程简化、桩基础承载能力计算、导管架结构整体强度及刚度分析，设计计算书撰写和工程图纸表达。
通过本课程的实践，使学生能够综合运用海洋平台结构及相关专业课程学习的基础理论和方法，系统完成结构分析计算，提高设计分析和工程表达能力。
2.设计思路：本课程以海洋平台结构设计的基本过程为主线，结合先修课程中学到的环境荷载计算、桩基承载力验算、结构整体强度分析、CAD制图等基础知识，使学生将掌握的海洋平台结构设计理论知识应用到实际设计和验算中，通过实际设计检验学生对于基础知识的把握，加深学生对理论知识的理解。
课程内容包括三个模块：目标平台调研、相关数据计算与分析、计算书编写及工程表达。
- 1 -（1）目标平台调研：该模块需要学生熟悉海洋平台设计的一般步骤，对目标平台进行参数和各项性能指标的调研，确定课程设计的各项数据标准。
（2）相关数据计算与分析：根据已确定的主尺度，对结构在选定工况下的其他参数进行计算，主要分为：海洋环境荷载计算、基础承载力计算、结构整体强度分析。
其中，海洋环境荷载计算为在选定海域环境条件下，对风、波浪、海流、冰荷载的计算，并且针对选定工况进行分析；基础承载力计算要求学生掌握桩基轴向承载力验算方法；结构整体强度分析主要包括设计目标平台在外荷载作用下的应力校核及位移校核方法。
（3）计算书编写及工程表达：本模块中，学生需要学习并完成计算书的编写，掌握目标平台设计资料编写，并且通过专业分析软件完成平台的响应输出分析。
最终上交课程设计纸质报告。
3. 课程与其他课程的关系先修课程：海洋平台结构、钢结构设计基本原理。
本门设计课程与先修课程密切相关，只有掌握了先修课程中的理论知识和设计方法，才能够在海洋平台结构设计中加以综合应用，设计出符合规范标准的结构。
海洋平台规范设计教案
教案总纲一、课程目的任务使学生初步掌握运用海洋平台规范进行设计的方法，加深对规范的理解和认识。
二、教学基本要求使学生了解学习本门课程的意义；了解规范制定的主要依据；规范中主要条款的运用方法；如何运用规范进行平台结构设计。
三、课程内容及学时安排第一章概述 2第二章设计载荷 2第三章设计通则 6第四章自升式平台 4第五章半潜式平台 2第六章坐底式平台 2第七章水密舱壁与深舱舱壁 2第八章课程设计 4四、教学方法及手段根据教室安排情况，尽可能使用多媒体教学。
授课中以讲课与设计实例相结合。
五、教材及主要参考资料中国船级社.海上移动平台入级与建造规范.人民交通出版社，1992.中国船级社.海上移动平台入级与建造规范.人民交通出版社，2005.孙丽萍，聂武编.海洋工程概论.哈尔滨工程大学出版社，1999.李治彬编.海洋工程结构.哈尔滨工程大学出版社，1999.中国船舶工业总公司.船舶设计施用手册-结构分册.国防工业出版社，2000.第一章概述1.1 课程性质介绍本课程主要授课对象；学生未来分配方向-中石油等相关企业；石油工业的开采与发展-开采技术、成本、海洋平台的用途；授课的方式-每次课以几个重点问题进行讨论。
1.2 规范在专业中的地位和作用1)什么是结构规范？结构规范—对船舶（海洋平台）结构及构件的形式、强度、刚度、稳定性以及建造工艺、焊接、材料等做出规定并强制执行的法规。
规范的特点：权威性（强制执行）、合理性、实用性（简单、易懂）。
2)什么是结构规范设计？结构规范设计—以结构规范为设计依据，确定船舶（海洋平台）结构形式、结构布置、构件规格以及结构使用的材料、焊接、建造工艺等，从而使船舶（海洋平台）具备足够的强度、刚度、稳定性的设计方法。
3)规范在专业中的地位和作用规范是专业理论的总结；规范是理论与实践的产物。
4)结构设计的一般步骤确定结构形式（构件的布置）、载荷、简化力学模型、选取构件（带板、剖面模数计算）、计算应力、根据材料和经验确定许用应力、比较二者值得出结论。
海洋平台设施的结构与设计原理
海洋平台设施的结构与设计原理海洋平台设施是为了支撑和保护海洋石油、海底矿产等海洋资源开发和利用活动而建造的一种重要设备。
它承载着海洋作业的各种设备和人员，并提供了必要的生活、办公和储存空间。
本文将探讨海洋平台设施的主要结构和设计原理。
在设计海洋平台设施时，首要考虑因素是其安全性和稳定性。
考虑到海洋环境的复杂性、恶劣的气象和水域条件，海洋平台设施的结构需要具备抵御大风、巨浪、海啸和冰冻等自然灾害的能力。
此外，设施的设计也必须能够适应不同的水深、底质和地形条件。
海洋平台设施的主要结构包括：顶部结构、支撑系统和浮力系统。
顶部结构是海洋平台设施上方的建筑物，包括办公楼、居住区、作业平台和设备等。
支撑系统是将顶部结构固定在海底的重要框架，通常由支腿、桥墩或钢管构成。
浮力系统则通过各种浮力体，如船体、浮筒或弹簧吊架来提供平台的浮力。
为了确保在海洋环境下的安全和稳定，海洋平台设施的主要设计原理包括以下几个方面：1. 抗风稳定性：考虑到海上风力较大的环境，海洋平台设施的顶部结构和支撑系统都需要具备较强的抗风能力。
设计中通常会采用钢结构和一定的空气动力学设计，以减小风力对结构的影响。
2. 抗浪稳定性：巨浪是海洋环境的重要威胁之一。
为了保证海洋平台设施的抗浪能力，通常会考虑采用斜坡或斜板来减小波浪对结构的冲击。
此外，在设计过程中还会结合海浪预测模型进行合理的结构设计。
3. 抗冰稳定性：在极地和寒冷地区，海洋平台设施还需要考虑抗冰稳定性。
设计中通常会采用合适的材料和措施来预防冰冻，例如热水灌注、防冰材料覆盖等。
4. 浮力系统设计：海洋平台设施的浮力系统是保证平台上浮并保持平衡的重要组成部分。
设计中通常会考虑到平台的总重量、浮力体积和浮力中心的位置，以保证平台在水体中的稳定性。
5. 地基设计：由于海洋平台设施需要在海底固定，地基设计也是关键因素之一。
不同的地质条件可能需要采用不同的支撑系统和固定方式，如钻井或地基桩基础。
海洋平台结构设计课件第四章 平台甲板结构及附属设施设计
2.荷载分配与计算简图
1）甲板铺板的荷载分配与计算简图
次梁与主梁将铺板分为许多区格，各区格板按受力分为两边支承板和四边支承
板 当 l2 l1 2 时，假定板两边固定在次梁上，简化为两边支承板
当 l2 l1 2 时，简化为四边支承板，两个方向的内力必须都要计算
取单位宽度板计算板上的内力，最大弯矩为：
e.实际工程中，作用在主梁和次梁上的集中荷载、三角形荷载、梯形荷载、 均布荷载均可按公式简化为等量均布荷载
3.上部结构计算简图的选取
对于导管架平台，根据吊装和构造的实际特点，进行受力分析时，通常 将上部结构与下部结构分开考虑 初步设计阶段，常把平台上部结构简化为若干平面结构进行受力分析
右图中，上下层甲板主梁和层间 立柱组成一个多跨封闭的横向框架
第四章 平台甲板结构及附属设施设计
1
本章主要内容
第一节 甲板结构的计算模型 第二节 甲板结构的设计 第三节 附属设施设计
平台甲板结构及附属设施设计
按承载方式（柱或桁架）与上下层甲板的连接形式，对支撑结构的结构型式分类
空腹式框架结构
包括梁和立柱等构件。甲板间通过立柱 相连。此结构层间开阔，设备维修和安 装方便，用钢量省；结构整体稳定性差
• 第二节 甲板结构的设计
上部结构典型计算单元：简支梁、多跨连续梁、刚架结构、排架结构、桁架结构 单个构件应按最不利组合取设计荷载来计算截面内力，由此选择构件的经济截面
平台甲板铺板厚度确定
甲板结构的设计
梁格的布置与连接型式 梁与立柱的内力计算和截面选择
一、平台甲板铺板厚度确定
目前海上平台甲板铺板普遍采用钢板
刚性连接
简支连接
支承结构的桩顶
2.上部结构支座构造与简化
海洋平台设计原理_第三章_海洋平台总体设计
舾装 设计
总体 设计
轮机 设计
电气 设计
专业分工与联系
2016/11
第三章 海洋平台总体设计
4
上海交通大学本科生课程
3.1 平台设计概述
继承和创新
设计方法与思想
已存在很多案例，可供参考； 技术进步，材料、机电设备、 信息技术等； 新增功能要求，条件变化将 会有新的需求； “规范”发生变化，这是社 会进步的必然产物； “兼蓄并融”和“集思广 益” 。
建立在结构力学、弹性理论、水动力等基础理论和现 代计算技术的分析方法上，结合平台结构具体情况， 根据给定的环境条件和设计工况进行强度计算。
海洋开发带来新的需求，根据预定的功能需求，可复 合多种类型的平台或船舶来进行复合创新设计。
2016/11
第三章 海洋平台总体设计
23
上海交通大学本科生课程
3.5 总布置设计
平台型式的选择； 功能规划； 总布置设计； 主要要素； 重量重心； 舱容、可变载荷； 总体性能； 动力配置； 协调其它专业，等等。
2016/11
第三章 海洋平台总体设计
9
上海交通大学本科生课程
3.5 总布置设计
“渤海5号”自升式平台
2016/11
第三章 海洋平台总体设计
10
上海交通大学本科生课程
自
上部平台的形状；
升
式
桩腿的数量；
平 台
是否设桩靴；
结 构
桩腿型式；
型
升降方式；
式
选
等等。
择
2016/11
第三章 海洋平台总体设计
28
上海交通大学本科生课程
3.5 总布置设计
平 台 结 构 型 式 选 择
《海洋平台设计》课件
总结词
浮式、自重轻、钢材、适用于深水
VS
详细描述
浮式海洋平台是一种浮体结构，上部结构 通常采用钢材制造，自重较轻，适用于深 水海域。其设计需要考虑风、浪、流等自 然条件的影响，同时要保证平台的稳定性 、强度和安全性。浮式海洋平台可以通过 锚链或浮筒等方式进行固定，具有较高的 灵活性，适用于不同海域条件下的使用。
06
海洋平台设计发展趋势与展望
数字化设计技术的应用
数字化建模
使用计算机辅助设计（CAD）软件进行建模，提 高设计效率和准确性。
虚拟现实技术
利用虚拟现实技术进行海洋平台设计的可视化展 示，方便设计师和客户进行交流和评估。
数字孪生
通过数字孪生技术，实现对海洋平台的全生命周 期管理，包括设计、建造、运营和维护。
案例二：重力式海洋平台设计
总结词
固定式、重力支撑、混凝土、适用于浅水
详细描述
重力式海洋平台是一种固定式海洋平台，依靠自身重量稳定地支撑在海底，上部结构通常采用混凝土材料。这种 平台适用于浅水海域，设计时需要考虑海底地质条件、自然环境等因素，同时要保证平台的结构安全性和稳定性 。
案例三：浮式海洋平台设计
概述 美国海洋平台设计规范与标准是 指在美国范围内被广泛接受和应 用的海洋平台设计规范和标准。
ABS规范与标准 ABS规范与标准是美国船级社制 定的海洋平台设计规范，包括《 海洋平台结构设计》、《海洋平 台机械设计》等。
分类 美国海洋平台设计规范与标准主 要分为两类，即美国石油学会（ API）和美国船级社（ABS）。
《海洋平台设计》课件
汇报人： 日期:
目录
• 海洋平台概述 • 海洋平台设计基础 • 海洋平台设计流程 • 海洋平台设计规范与标准 • 海洋平台设计案例分析 • 海洋平台设计发展趋势与展望
海洋平台结构整体优化设计
文章编号:1001-4500(2001)01-0015-06海洋平台结构整体优化设计胡涛,肖熙,孟庆毓(上海交通大学,上海200030) 摘 要:通过采用美国M SC NA STRAN程序,对导管架式海洋平台进行了三维有限元分析,并在此基础上以两个方案对其结构进行了大型优化设计,优化结果最终可为平台降低建造成本。
关键词:海洋平台,优化设计,N SC NA STRAN程序 中图分类号:P752 文献标识码:A1 前言 近年来,随着我国石油工业的突飞猛进,石油生产的重心正慢慢地从陆地转移到了海上,因而作为海上石油生产的“主力军”——石油平台越来越得到了人们的重视。
在进行结构优化设计过程中,由于海洋石油平台本身的复杂性,势必牵涉到大量的优化设计变量和约束条件,传统的优化手段将不能反映出平台的许多重要细节,甚至不能把优化继续下去,这也正是大型优化问题的症结之一。
为此,我们采用了发展日臻成熟的有限元技术来分析计算,以期得到较满意的结果。
本文结合某导管架式海洋平台结构,采用美国M ac N eal2Schw endler(M SC)公司的大型结构分析软件NA STRAN进行平台结构整体优化设计。
2 数值优化方法的基本原理 本文采用美国M SC NA STRAN程序系统的优化模块,运用改进的可行方向法来解决大型优化问题。
该模块利用近似概念,把结构有限元分析与数值优化有机结合起来。
所谓近似概念即通过设计变量的耦合、约束条件的区化和筛选、结构响应近似化、直接线性化、混合方法和凸线性方法建立近似模型。
图1显示了M SC NA STRAN中有限元分析、近似模型和数值优化方法之间的关系。
收稿日期:2000210230作者简介:肖熙(19402)男,教授、博导攻关项目:国家计委“九五”攻关项目(8202101) 设计灵敏度分析是M SC NA STRAN 优化模块中比较突出的优点,可以加快数值优化的进程。
设计灵敏度分析即计算结构设计参数变化时结构响应的变化率Κij =5r j 5x i x τ0在x τ0处结构响应r j 对于第i 个设计变量x i 的变化率。
海洋平台设计原理课程教学大纲
海洋平台设计原理课程教学大纲课程代码：74120610课程中文名称：海洋平台设计原理课程英文名称：Principles of Offshore Platform Design学分：3.0 周学时：3.0-0.0面向对象：预修要求：统计学、结构力学一、课程介绍（一）中文简介本课程就各式海洋平台特性，介绍其设计要点和设计程序，特别强调设计方法论，包括极限状态设计法、板壳结构之极限强度分析、海洋平台之波浪负荷分析；海洋平台的疲劳强度分析及可靠度设计法；设计分析中不确定因素的分类处理与机率方法；海洋平台的寿期安全设计法。
透过课程的理论与方法学习和实践训练，使学生可系统地了解和掌握平台设计的结构强度、结构使用寿命和平台结构运营期间的安全可靠度。
同时具备应用统计学和可靠度理论计算平台结构特征负荷的能力；应用结构力学知识分析平台结构极限强度和疲劳强度的能力；以及综合评估平台使用寿命和寿期可靠度的能力。
（二）英文简介The main items and the procedure related to the design of various offshore platforms are demonstrated in the course.The design method dologies are particularly emphasized.Inwhich,the syllabus encompasses the limit-state method of design,the analysis theory of the ultimate of design,the analysis theory of the ultimate strength of plate and shell structures,analysis theory of characteristic wave loads sustained by offshore platforms,complete reliability design method in considering fatigue strength,categorization and probability method used in dealing with the uncertainty factors encountered in designs,and the life-cycle reliability design method.Through the theoretical and methodological studies and the practice ofexercises,students may systematically understand and master the design methods for the analyses of wave loads and structural strength.Also,the students can be provided with the capability of the design assessment of the fatigue life time of platforms,and the reliability and safety during the period of in-service operation .一、教学目标（一）学习目标基于海洋设计与一般结构物设计的不同，风险分析的概念与思想的强化是学习的首要重点。
海洋平台设计课程讲义(导管架平台)-甘进
管
¾动力分析（Dynamic analysis）
架
平
¾疲劳分析（Fatigue analysis）
台
¾地震分析（Seismic analysis）
设
¾波浪拍击（Wave slam）
计
专
¾涡流激震（Vortex shedding），需分别考虑在位期
题
间、建造期间、运输期间。
导管架平台设计分析内容
¾安装分析（Installation analysis）
板结构中，设备在结构建造后安装。在模块化结构中，先建造甲板基础结构， 然后将设备模块起吊并固定在基础结构之内或之上。
导
管
架
平
台
设
计
专
题
导管架平台结构设计
¾导管架结构
导管架是导管架式平台的支撑结构。导
管架结构是由钢管或型钢焊接的构架，实
导
际是由三个方向的平面板架或平面桁架组 成的一个三维空间桁架结构。
管 进行总布置，计算总体性能，绘总体图，编写总体说明书、总体性能计算书以
及相关的试验成果报告等。总体设计要考虑整个平台的综合平衡，协调处理各
专业的要求，解决各专业之间可能出现的矛盾，以达到整体设计的合理性；
架
平
台 ¾结构设计：根据总体设计确定的结构型式，选择各部分的结构型式，确定其
设 尺寸，进行构件布置，绘结构图，进行结构计算，编写结构计算书和说明书，
结构设计包括整体结构设计和各部分结构设计；
计
专 ¾工艺设计：根据生产工艺要求，对工艺、设备、材料、布置、流程等内容进
行设计，编写工艺说明书及各种规格书（specification）。
题
导管架平台设计
海洋石油平台课程设计
《海洋石油平台设计》课程设计目录第一章综述 (1)1.1 平台概述 (1)1.1.1 海洋平台的分类 (1)海洋平台结构的发展历史及现状 (2)海洋平台结构的发展趋势 (4)1.2 海洋环境荷载 (5)海风荷载 (5)海流荷载 (5)波浪荷载 (6)海冰荷载 (7)地震作用 (8)1.3 ANSYS软件介绍 (8)1.3.1 ANSYS 的发展历史 (9)1.3.2 基本功能 (9)分析过程 (10)第二章导管架平台整体结构分析 (15)2.1 导管架平台简介 (15)2.2 平台整体模型建立 (15)工程实例基本数据: (15)平台几何模型的建立 (16)、波流耦合作用下导管架平台整体结构静力分析 (25)结构整体静力分析 (25)2.3.2 静力结果分析 (28)2.4 导管架平台整体结构模态分析 (32)结构模态计算 (32)观察模态分析结果 (33)2.5 波浪作用下平台结构瞬态动力分析 (38)瞬态动力分析 (38)动力分析结果处理 (42)第三章平台桩腿与海底土相互作用模拟 (47)3.1 基础数据 (47)前处理过程 (48)静力求解计算 (53)3.4 结构模态分析 (60)第四章总结 (68)第一章综述1.1 平台概述海洋平台是一种海洋工程结构物,它为开发和利用海洋资源提供了海上作业与生活的场所。
随着海洋开发事业的迅速发展,海洋平台得到了广泛的应用,如海底石油和天然气的勘探与开发、海底管线铺设、海洋波浪能的利用、建造海上机场及海上工厂等。
目前应用海洋平台最为广泛的领域当属海上油气资源的勘探与开发。
用于海上油气资源勘探与开发的洋平台按功能划分主要分为钻井平台和生产平台两大类,在钻井平台上设有钻井设备,在生产平台上则设有采油设备。
若按结构型式及其特点来划分,海洋平台大致可分为三大类固定式平台、移动式平台和顺应式平台。
1.1.1 海洋平台的分类1.固定式平台固定式平台靠打桩或自身重量固定于海底,目前用于海上石油生产阶段的大多数是固定式平台,它又可分为桩式平台和重力式平台两个类别。
海洋平台结构设计课件第四章 平台甲板结构及附属设施设计
1.根据机型确定甲板的轮廓尺度、进行甲板梁格布置 2.有悬臂甲板时，确定悬臂甲板的支承结构型式（可采用三角形桁架支承） 3.进行甲板铺板和梁的截面选择 4.进行支承结构构件的截面选择 5.进行结点构造设计
铺板厚度t：
选用甲板铺板时尽量选用较薄的钢板 为了保证板厚能抵抗各种机具设备对板可能产生的冲击和磨损， 要求：t 6mm
通常 6m m t1m 2 m
实际设计时，为了得到合适的板厚、合理的次梁布置、板和梁的 总用钢量最小，确定板厚往往要与次梁间距布置一起考虑
二、梁格的布置与连接型式
梁格是由许多梁排列而成的平面体系。梁格上的荷载一般先由 铺板传给次梁，再由次梁传给主梁，再传给支座。 根据梁的排列方式，梁格可分成下列三种典型的形式： ①简单式梁格——只有主梁，适用于梁跨度较小的情况 ②普通式梁格——有次梁和主梁，次梁支承于主梁上 ③复式梁格——除主梁和纵向次梁外，还有支承于纵向次梁上的横 向次梁
强度验算：
M max Wj
QmaxS
I
j
R
ahy
挠度验算：
fmax
pl3 EI
f
整体稳定性验算：
Mmax
wW
钢结构 Steel Structure
2. 次梁的组合截面
当次梁直接焊在铺板上时，次梁两侧的一部分铺板可兼作次梁的 翼缘参与次梁的抗弯。 铺板有效宽度B的选取：
（1）铺板作为梁的受压翼缘，需保证其局部稳定条件的有效宽度：
l3
l1
l1
l1
l3
l1
l2
l2
l2
l2
l2
次梁计算简图
主梁计算简图： a.当主梁为连续梁、中间搁置在柱（桩顶）上时，视其为多跨连续梁 b.当主梁在柱（桩）顶处断开，视其为简支梁 c.主梁上所受的荷载为各次梁的支座反力p加主梁自重荷载q。中间次梁施加 的支反力为ql,两边次梁施加的支反力为ql/2 d.当梁格采用等高连接，且 l2 l1 2 时，板四边支承于主梁和次梁上。板上的 均布荷载安等分角线分配给次梁和主梁。故主梁、次梁分别为承受集中荷载、 三角形荷载、梯形荷载，以及结构自重产生的均布荷载的连续梁和简支梁。
基于ANSYS的海洋平台结构优化设计全文
基于NSYS的海洋平台结构优化设计引言：海洋平台是石油钻探与生产所需的平台，主要分钻井平台和生产平台两大类。
平台与海底井口有立管相通，最早生现的平台是导管架平台，由若干根导管组合成而。
先把导管架拖运到海上安装就位，然后顺着导管打桩，最后在桩与导管之间的环形空隙里灌入水泥浆，使导管固定于海底。
平台设于导管架的顶部。
导管架平台的整体结构刚性大，适用于各种土质，是目前最主要的固定式平台。
由于海洋平台工作环境是在近海海面上，受到风浪等载荷作用，因此对其安全性和可靠性的分析和评价是确保其在服役年限内正常使用的重要环节。
1海洋石油平台结构特点海洋石油平台是高由海面的一种海洋工程结构，按结构类型可分为固定式平台和移动式平台。
固定式平台又可以分为导管架型、塔型和重力型等各种结构形式。
移动式平台则包括自升式、半潜式，浮船式和张力腿式等结构形式。
海洋平台是海洋资源开发的基础设施，是海上作业和生活的基地。
在复杂和恶劣环境条件下，环境腐蚀、材料老化、构件缺陷和机械损伤以及疲劳损伤积存等不利因素都将导致整体抗力的衰减、影响结构的服役安全度和耐久性。
合理地建立海洋环境载荷模型、系统地研究海洋平台结构可靠度，揭示海洋平台结构体系优化的理论和方法提高基于可靠度的海洋平台结构优化设计到一个新的水平、从而为海洋资源的安全开采提供科学可靠的保证。
2海洋平台仿真建模导管架平台由上层平台结构和下部导管架结构组成，导管架底端通过桩基础固定。
上层平台包括支撑框架和甲板，主要提供生产和生活的场地，其外形为矩形。
下部导管由一系列钢管焊接而成，主体是六根主导管，其间用细管件作为撑杆，组成空间塔架结构，桩基础通过主导管插入海底土层。
整个模型采纳三种单元类型：PIPE16,BEM4,SHELL63。
下部导管架和上部甲板框架的主要竖向支撑构件采纳PIPE16单元，甲板平面的框架梁采纳BEM4单元，水平甲板采纳SHELL63单元。
整个模型采纳同一种钢材，弹性模量EX=2e11P,泊松比PRXY=0.3,密度DENS=7800kg/m3。