船舶与海洋工程结构物构造
天津大学船舶与海洋工程8结构力学课件第一
天津大学船舶与海洋工程8结构力学课件第一目录•课程介绍与背景•弹性力学基础•杆件结构力学•梁板结构力学•船舶结构力学•海洋工程结构力学•结构优化设计方法•课程总结与展望课程介绍与背景船舶与海洋工程概述船舶工程研究船舶设计、建造、试验和运行的工程领域，涉及船舶总体、船体、轮机、电气等多个方面。
海洋工程以开发利用海洋资源为目标的综合性工程，包括海洋油气开发、海底资源开发、海水淡化、海洋能利用等。
发展趋势随着科技的不断进步，船舶与海洋工程领域正朝着大型化、智能化、绿色环保等方向发展。
结构设计与优化运用结构力学原理进行船舶与海洋工程结构的设计和优化，确保结构的安全性和经济性。
结构强度与稳定性分析通过结构力学方法分析船舶与海洋工程结构在复杂环境中的强度、刚度及稳定性。
结构动力学与振动控制研究结构在动力荷载作用下的响应及振动控制，提高结构的抗振性能。
结构力学在船舶与海洋工程中的应用030201课程内容与教学目标课程内容涵盖结构力学基本概念、静力学、动力学、弹性力学等基础理论及其在船舶与海洋工程中的应用。
教学目标培养学生掌握结构力学基本原理和方法，具备分析和解决船舶与海洋工程结构问题的能力，为从事相关领域的研究和实践打下基础。
弹性力学基础弹性体弹性变形应力应变指在外力作用下能够发生变形，当外力去除后能够完全恢复原来形状的物体。
单位面积上的内力，表示物体内部的受力状态。
弹性体在外力作用下发生的可逆变形。
物体在外力作用下发生的相对变形。
平衡方程表示物体内部各点应力之间必须满足的平衡条件。
几何方程描述物体变形与位移之间的关系。
物理方程表示应力与应变之间的本构关系，即广义胡克定律。
边界条件与圣维南原理边界条件弹性体在边界上必须满足的位移或应力条件。
圣维南原理在弹性力学中，如果外力作用在物体的一小部分边界上，则只在该部分边界附近产生显著的应力集中，而在远离该部分边界的区域，应力分布几乎不受影响。
这一原理为简化复杂弹性力学问题提供了依据。
海洋工程大型结构物滚装装船实例分析
海洋工程大型结构物滚装装船实例分析海洋工程大型结构物滚装装船是指使用滚装技术将大型结构物从陆地上滚装到船舶上，然后通过船舶的运载能力将结构物运输至目的地的一种装载方式。
滚装装船技术广泛应用于海洋工程、船用设备和石化设备等大型结构物的运输工程中。
本文将通过一个实例来分析海洋工程大型结构物滚装装船的过程。
以海上风电场项目中的风机塔筒的运输为例。
风机塔筒是风力发电的核心组成部分，具有较大的体积和重量。
在该项目中，风机塔筒的单重为250吨，长度为60米，直径为5.2米。
塔筒的运输方式为滚装装船，选择了一艘适应该型号塔筒尺寸的散货船进行运输。
首先，为了确保滚装装船过程的安全和顺利进行，需要进行详细的前期准备工作。
首先，对散货船进行全面的检查和维修，确保船舶在良好的状态下进行运输。
然后，根据塔筒的尺寸和重量，确定合适的滚装装船方案。
在选择船舶时，需要考虑船舶的运载能力、抗风浪能力和结构强度等因素。
接下来，要制定细致的滚装装船方案，包括滚筒的位置和数量、绳索的安全系数、滚装速度和滚装顺序等。
在滚装装船的实施阶段，首先需要将散货船靠近码头。
然后，使用吊车等设备将风机塔筒从陆地上滚装至散货船上的滚筒上。
在滚装过程中，需注意保证塔筒与滚筒之间的充分润滑，以减小滚装时的摩擦力和阻力，确保顺利装船。
为了保证滚装过程的安全，需要有专业的人员进行指导和监督，并配备合适的保护设备，如缓冲垫和安全防护网等。
在结构物装船完成后，需要进行装船的固定和稳定工作，以确保散货船在航行过程中的稳定性。
可以使用绳索、钢丝绳和锚链等固定装置将结构物牢固地固定在船舶上，并通过合理的布置重物，使船舶的重心得到良好的分布，提高船舶的稳定性。
最后，在运输过程中需要密切关注天气和海况等变化，及时采取安全措施，确保运输过程的安全。
一旦出现紧急情况，应及时通知相关部门和人员，并采取适当的措施应对。
总之，海洋工程大型结构物滚装装船是一种有效的运输方式，它能够将大型结构物从陆地上安全、快速地转移到船舶上，并通过船舶将其运输至目的地。
船舶与海洋工程结构物强度课件
船舶与海洋工程结构物强度课件船舶与海洋工程结构物强度是海洋工程领域中非常重要的课程，涉及到船舶和海洋工程结构物的设计、建造和运行过程中所需的强度学知识。
这门课程通常包括以下内容：1. 结构力学基础，介绍结构力学的基本原理，如受力分析、应力、应变、材料力学等，为后续学习提供基础。
2. 船舶结构强度，讲解船舶结构的设计原理、材料选择、受力分析等，包括船体、甲板、舱壁等部位的强度计算和评估。
3. 海洋工程结构物强度，涵盖海洋平台、海底管道、海洋风电等结构物的强度设计与评估，考虑海洋环境、载荷、材料等因素。
4. 疲劳与断裂力学，介绍材料疲劳与断裂的基本理论，以及在船舶与海洋工程结构中的应用和影响。
5. 结构可靠性与安全评估，讲解结构可靠性理论，以及如何对船舶和海洋工程结构进行安全评估和风险分析。
这门课程的学习对于从事船舶与海洋工程结构设计、工程管理、海洋资源开发等领域的工程师和研究人员来说至关重要。
学生通过学习这门课程可以掌握船舶与海洋工程结构物的强度设计与评估方法，提高工程实践能力，为相关领域的发展和创新做出贡献。
在课件设计方面，通常会包括理论讲解、案例分析、实例演练等多种教学手段，以帮助学生深入理解课程内容。
课件可能包括文字、图片、表格、动画等多种形式，以便更好地呈现和解释相关的知识点和案例。
同时，课件设计也应该注重与工程实际的结合，引入真实的工程案例和实践经验，帮助学生将理论知识应用到实际工程中去。
总的来说，船舶与海洋工程结构物强度课件应该全面系统地介绍相关的理论知识和实际应用，帮助学生掌握强度设计与评估的基本原理和方法，培养工程实践能力，促进相关领域的发展与创新。
海洋平台——自升式
桩脚端部结构的主要形式有桩靴和沉淀。
桁架式桩腿桩腿ຫໍສະໝຸດ 端部结构形式桩靴结构沉 淀 结 构
（结 固合 定式 式结 ）构
（结 固合 定式 式结 ）构
升降机构
升降装置常用的有电动液压式和电动齿轮 条式。
桩腿结构有独立式桩腿，有沉垫式桩腿， 也有混合式桩腿。独立式桩腿的形式可分 为壳体式和桁架式两类。
带有齿块的圆形壳体式桩腿
带有销孔的圆形壳体式桩腿
带有销孔的圆形壳体式桩腿
方形齿条壳体桩腿
圆形齿条壳体桩腿
桩脚端部结构
桩腿实际上是指桩脚的上部，也称桩身， 这一部分要考虑强度和与升降机构的配合。
主体 桩腿 升降装置
主体结构
从形状上分有三角形、矩形、五角形等。
自升式平台横剖面结构（矩形）
自升式平台中纵剖面结构（矩形）
上甲板平面结构
桩腿结构
桩腿的作用主要是在平台主体升起后支承 平台的全部重量，并把载荷传至海底。
桩腿一般要承担传递轴向载荷、水平载荷、 弯曲力矩和升降过程中的局部载荷。
Harbin Engineering University
That’s all! Thank you for your attention!
缺点：桩腿长度有限，最 大工作水深在120m左右， 否则桩腿升高对稳性和平 台强度有很大的不利影响。
自升式平台载荷
自升式平台所受到载荷有甲板载荷与平台 重量、风、浪、流等。
自升式平台的工作状态
拖航状态 放桩和提桩状态 插桩和拔桩状态 桩腿预压状态 着底状态
自升式平台的结构
海洋工程结构物的设计与施工技术
海洋工程结构物的设计与施工技术海洋工程是指建设在海洋、沿海以及深海的物流、能源、交通、水利等综合利用的工程。
海洋工程结构物的设计与施工技术是海洋工程的重要组成部分。
本文将从海洋工程结构物的分类、设计与施工技术等方面进行介绍。
一、海洋工程结构物的分类海洋工程结构物包括以下几类：1. 海上及浅海平台2. 海上油轮3. 海上塔式风力发电设施4. 海上桥梁5. 海底隧道6. 海上天然气输送管道7. 海上石油输送管道二、海洋工程结构物的设计海洋工程结构物的设计要考虑到以下几方面的因素：1. 环境因素海洋环境复杂多变，设计时必须考虑海洋的气候、波浪、潮汐、风速等自然因素。
同时也要考虑海底的地质构造、海水的化学成份以及海洋生态环境等多个因素。
2. 结构强度海洋工程结构物在使用过程中要承受巨大的海浪、风力等各种力的作用，结构强度的设计十分重要。
3. 材料选择海洋结构物的材料选择要考虑到海洋环境的腐蚀、侵蚀等问题。
同时，由于海面氧气含量较低，钢材、混凝土等耐蚀性材料的选择也是至关重要的。
4. 渗透防水措施海洋结构物在使用过程中会受到海水渗透对结构的侵蚀，设计防水措施是重要的一环。
三、海洋工程结构物的施工技术海洋工程结构物施工的难度极大，施工环境极易受自然因素影响，而且要求施工质量极高。
1. 海上施工技术海洋结构物的海上施工技术是一项特殊的技术。
在现代化海上施工中，通过使用现代化工程船和钢结构起重机、水下焊接技术等现代化技术来提高施工效率和质量。
2. 海底施工技术海底施工技术又可分为两部分，一是地面施工，包括预制吊放、吊装和安装等工序。
另一部分是水下施工，包括沉管、钻孔、水下焊接、水下切割等工艺。
3. 安全施工安全施工是海洋工程的基础，要进行全面的考虑，明确所属岛屿之间的强制防瞬时强风伸缩式罩体、吹扫方式等技术安装方法，防范岩屑等重要问题。
四、海洋工程结构物的维护与检测海洋环境的复杂性使得海洋工程结构物受到了极大的威胁，特别是当极端海况遭受到攻击时，应及时进行维修和检查。
半潜式
勘探3号 平台主体 示意图
2、立柱结构
从外形分为圆立柱和方立柱、等截面立柱和变截 面立柱。立柱大多是等截面圆立柱。 从立柱粗细上分为起稳定作用的粗立柱和只起支 撑作用的细立柱。 立柱结构主要可分为: 普通构架结构 交替构架结构 纵横隔板式结构 环筋桁架式结构
勘探3号立柱结构
3、下船体结构
Thank you！！！
下船体结构有浮箱与下浮体两种形式。 浮箱一般是将几根立柱布置在同一圆周上， 每一根立柱下方设有一个浮箱。 下浮体结构一般有平行浮体与组合浮体两 种形式。平行浮体多为两个平行浮体式， 也有四个或多个平行浮体。
浮箱形状
平行下浮体形状
三、典型节点
沉淀、立柱、平台和桁撑相互之间的交接处形成 了重要节点。 节点形式有很多种，常见的节点有： 端斜撑与平台节点 中斜撑与平台节点 中立柱与桁撑节点 中立柱与沉淀节点 桁撑与桁撑球型节点 三维肘板与加强的桁撑节点
半潜式平台
从第一座到现在，半潜式平台共经历了六代的变 化，现在世界主流的第五、六代半潜式平台工作 水深最大已达2500—3000m。 我国目前拥有半潜式平台5艘，包括自行设计建造 的一艘，其余四艘均从国外进口。 中海油：南海2号、南海5号、南海6号，工作 水深200—350m。 中石化：勘探3号，自行设计建造，工作水深 35—200m；勘探4号，从国外购买，并且一直在 国外使用。
二、半潜式平台的工作状态
1.平台满载、静水、半潜吃水 2.平台满载、静水、半潜吃水、升沉运动 3.平台满载、静水、半潜吃水、升沉运动、大 钩载荷 4.平台满载、静水、半潜吃水、横浪（波长为 平台宽度2倍，波峰位于平台中心）
船舶与海洋工程结构物构造
2、横 梁
甲板结构中的横向构件统 称为横梁，设置在每档肋 位上
横梁的主要作用是支持甲 板板，并将甲板的横向载 荷传给舷侧和甲板纵桁
横梁按其设置位置和尺寸 大小可以分为4种
➢ 普通横梁 ➢ 半横梁 ➢ 舱口端横梁 ➢ 强横梁
2.1 普 通 横 梁
3、甲板纵桁和舱口纵桁
舱口纵桁是位于舱口两 边的那段甲板纵桁，为 了防止吊货时磨损绳索， 通常采用组合角钢，即 在相互垂直的腹板和面 板的交角处焊接一圆钢， 纵桁面板应偏向舷侧一 边。
舱口纵桁的作用是增加 舱口处的强度。
4、甲板横梁与肋骨梁肘板的连接
横梁与肋骨、甲板纵桁必须用肘板牢固的 连接，以增强节点处的刚性，并能相互传 递作用力。
层支柱传来的集中力等。一般集中力的 数值较大，由强横梁、甲板纵桁、支柱 等直接承受。
二、甲板结构的结构形式
甲板大部分是单层板架结构。 按骨架设置形式分为纵骨架式甲板结构和横
骨架式甲板结构。 甲板上有货舱口、机舱口等大开口及相关建
筑，结构比较复杂。 连续的上甲板主要承受总纵弯曲应力，所以
大型船舶普遍采用纵骨架式结构。 下甲板主要承受横向载荷，大多采用横骨架
式结构。
三、横骨架式甲板结构
横骨架式甲板结构的横向 强度好，制造方便。
横骨架式甲板结构适用于 小型船舶，内河船甲板， 大中型船舶的下甲板、平 台甲板、上甲板首尾区域 等。
横骨架式甲板结构由甲板 板、横梁和甲板纵桁等构 件组成。
1、甲 板 板
➢船舶的主体部分设有一层或几层全通甲板 ➢小型舰船仅有一层甲板 ➢大型船舶根据使用要求往往设置二层或多层
船长超过150m或纵骨采用高强度钢时，离船底 和强力甲板0.1D范围内的舷侧纵骨应连续穿过 水密横隔板。
05.海洋工程环境学 海洋结构物种类
“P-36”号半潜平台
1
“P-36”号半潜平台
1
“P-36”号半潜平台
①事故主要是由于安装在右舷尾部立柱内第四层甲板处 的应急排放罐超压爆炸。当时进入应急排放罐维修状态， 为安全起见罐的排气孔已被关闭，油水进人罐体后，压力 持续增高，造成超压爆炸。
②爆炸造成应急罐周围设备损坏，海水管线破损，海水 进人立柱第四层甲板空间，同时，应急排放罐爆炸后大量 天然气逸出进入立柱体内。
0.2 FPSO
0.2 钻进船
0.2 钻进船
历史上的重大海洋结构物事故
时间
地点
平台类型
遇难 事故原因
1969年2月 1979年11月 1980年3月
1982年2月 1983年10月 1988年7月 2001年3月 2010年4月
渤海
“渤海2号”导管架平台 0
渤海
“渤海2号”自升式平台 72
海洋工程环境学
DYNAMICS OF OCEAN ENVIRONMENT
0.2 海洋结构物种类
防波堤
海岸结构物 海洋平台 水面船舶
海堤 护岸 丁字坝 突堤
深潜器
防0.2波海堤洋结构物
防波堤为阻断波浪的冲击力、围护港池、维持水面平稳以保护港 口免受坏天气影响、以便船舶安全停泊和作业而修建的水中建筑 物。防波堤还可起到防止港池淤积和波浪冲蚀岸线的作用。
墨西哥湾 “基兰”号半潜平台
123
纽芬兰海 “OceanRanger”半潜平台 84
莺歌海 “爪哇海”号钻井船
81
北海
“Piper alpha”导管架平台 167
巴西
“P-36” 半潜式平台
10
墨西哥湾 “深水地平线”半潜式平 11 台
基于船舶与海洋工程的船体结构设计思路
工程技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald9①作者简介：李鑫（1983—），男，本科，工程师，研究方向为船舶与海洋工程。
DOI:10.16660/ki.1674-098X.2010-5640-7492基于船舶与海洋工程的船体结构设计思路①李鑫（招商局重工（江苏）有限公司 江苏南通 226116）摘 要：船体结构设计作为船舶制造中的一个重要环节，其设计质量的高低不仅关系着整个船舶的建造质量，对于海洋工程的发展具有极其重要的现实意义。
传统理念下的船体结构设计主要以数据、描述结构以及外形尺寸作为主要参考依据，忽略了设计和数据信息的规范，十分不利于船体结构设计的修改。
在基于船舶与海洋工程的船体结构设计，如何设计出既完美又可以快速修改的船体结构图，是所有船体设计师始终追求的目标。
基于此，本文探讨基于船舶与海洋工程的船体结构设计思路，以供各位同仁参考与借鉴。
关键词：船舶与海洋工程 船体结构设计 理念与要求 形式 方法中图分类号：U662文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2021)01(b)-0009-03Hull Structure Design Based on Ship and Ocean EngineeringLI Xin(China Merchants Heavy Industry (Jiangsu) Co., Ltd., Nantong, Jiangsu Province, 226116 China)Abstract: As an important link in ship manufacturing, the design quality of hull structure design is not only related to the construction quality of the whole ship, but also has extremely important practical signif icance for the development of ocean engineering.The traditional hull structure design mainly takes data, description structure and outline size as the main reference basis, ignoring the specification of design and data information, which is not conducive to the modification of hull structure design.In the design of hull structure based on ship and ocean engineering, how to design the hull structure diagram which is both perfect and can be modified quickly is the goal that the hull designers always pursue.Based on this, this paper discusses the hull structure design ideas based on ships and ocean engineering for the reference of colleagues.Key Words: Ship and ocean engineering;Design of hull structure;Ideas and requirements;Form;Methods随着我国经济的不断发展，船舶行业也获得了新的发展机遇。
船舶与海洋工程专业毕业设计必答题题库(2019届)学生 (1)
船舶与海洋结构物构造一、基本概念1. 下列船体结构中，属于主船体结构的有哪些？（ABD）A 底部结构B 甲板结构C 上层建筑结构D 舷侧结构2. 下列海洋平台中，属于移动式海洋平台的有哪些？（BCD）A 导管架平台B 自升式平台C 半潜式平台D 张力腿平台3. 下列结构中，直接参与船体总纵强度的结构有哪些？（ACD）A 甲板板B 强横梁C 纵骨D 纵桁4. 下列强度问题中，集装箱船需要校核或考察的有哪些？（ABCD）A 总纵强度B 横向强度C 扭转强度D 局部强度5. 为了保证船体的横向强度，设计中往往将横向结构构成一个封闭的横向框架。
下列结构中，构成横向框架的有哪些？（BCD）A 横舱壁B 横梁C 肋板D 肋骨6. 甲板矩形大开口的角隅，在外载荷的作用下，将产生应力集中。
下列工艺措施中，哪些可以一定程度地降低应力集中，实现对舱口角隅的加强？（ABCD）A 角隅采用圆弧形B 角隅采用椭圆形C 角隅采用抛物线形D 大开口长边沿船长方向7. 下列结构中，理论上不参与船体结构强度的有哪些？（CD）A 平板龙骨B 舭龙骨C 舷墙D 挡浪板8. 为了可以迅速排除甲板上的积水，露天甲板一般设置粱拱。
常用的粱拱形式有哪些？（BCD）A 水平式B 折线式C 直曲式D 曲线式9. 纵骨架式甲板，甲板板架由哪些结构构成？（ABCD）A 甲板板B 甲板纵骨C 横梁D 甲板纵桁10. 纵骨架式甲板，甲板骨架由哪些结构构成？（BCD）A 甲板板B 甲板纵骨C 横梁D 甲板纵桁11. 船体结构中，常用的骨材形式有哪些？（ACD）A 球扁钢B 扁钢C 角钢D T型材12. 常见的船艉形状有哪些？（ABD）A 椭圆型B 巡洋舰型C 破冰型D 方形13. 对于轻型上层建筑的设计，下述哪些做法是合理的或可行的？（ABCD）A 与主船体连接处进行加强B 采用铝合金设计C 采用横骨架式D 采用伸缩与滑动接头14. 对于纵骨架式船舶的船底结构设计，下述哪些做法是合理的或可行的？（AC）A 对于非水密肋板，一般肋板开切口，让纵骨通过B 对于水密肋板，纵骨可以切断，也可以贯通C 中纵桁腹板中间开圆形人孔，便于人员通过，并减轻重量D 纵桁一般不允许在船舯区域间断15. 船体结构设计的任务主要有哪些？（ABD）A 选择结构形式B 确定构件尺寸C 确定所用材料D 选择构件连接形式16. 集装箱船在结构上通常采用哪些加强措施？（BC）A 采用双层底和双层舷侧结构B 设置抗扭箱结构C 加强舱口端梁和甲板横梁D 甲板边板和舷顶列板加厚17. 舷侧结构主要受到哪些外载荷？（ABCD）A 总纵弯曲产生的弯矩和剪力B 舷外水压力C 由底部及甲板传递来的压缩力D 波浪砰击、爆炸冲击等载荷18. 关于上层建筑的论述，哪些是正确的？（ABCD）A 上层建筑是指上甲板以上的各种围蔽建筑物；B 上层建筑有船楼和甲板室两种形式；C 船楼一般指侧壁与船体的两舷外板相连的上层建筑；D 甲板室是指宽度较该处的船宽小，其侧壁位于舷内甲板上的围蔽建筑物。
船舶与海洋工程结构物构造
1.2 甲 板 板 的 布 置
在首尾端，由于甲板宽度减小，甲板列板的数 目也要相应的减少，故可以将钢板沿横向布置
在大开口之间也可将钢板沿横向布置
1.2 甲 板 板 的 布 置
甲板布置时，甲板板的边缝不宜设于大开口的 四角，板缝与舱口横端至少应相距500mm
甲板板排列时，应注意甲板上下构件的位置， 避免甲板板缝与这些构件的焊缝相重合或太接 近，一般要求两者的间距大于50mm
六、双层纵骨架式舷侧结构
现在大型船舶多采用双壳纵骨架式舷侧结构
双壳纵骨架式舷侧结构的组成 ➢ 舷侧外板 ➢ 内壳板(纵舱壁) ➢ 强肋骨（横隔板） ➢ 纵骨 ➢ 平台（甲板）
舷侧纵骨
舷侧纵骨一般采用球扁钢或T型材，沿船深方 向等间距均匀布置。
舷侧纵骨遇水密横隔板时，如在水密横隔板处 切断，应该用肘板与横隔板连接。
在舱口之间的甲板板，由于被舱口切断，不参 与总纵弯曲，其厚度较薄些
2、横 梁
甲板结构中的横向构件统 称为横梁，设置在每档肋 位上
横梁的主要作用是支持甲 板板，并将甲板的横向载 荷传给舷侧和甲板纵桁
横梁按其设置位置和尺寸 大小可以分为4种
➢ 普通横梁 ➢ 半横梁 ➢ 舱口端横梁 ➢ 强横梁
2.1 普 通 横 梁
采用腹板焊接型切口的节点形式。它 是在肋板上开切口让纵骨穿过，骨材 腹板的一侧与肋板焊接。
采用具有非水密衬板型切口的节点形 式。它是在腹板焊接切口的基础上加 上非水密衬板的连接形式，可用于承 受较大载荷处。
纵骨与水密肋板连接
纵骨穿过水密肋板，用衬板封焊起来。 当船长大于200m时，必须采用此结构 形式。
内壳板的纵骨间距与舷侧纵骨间距相同， 遇横隔板的连接方式同舷侧纵骨
船舶与海洋工程结构物构造题库含答案
一、问答题（20分，每题5分）1、海洋工程主要技术指哪两类？各举3例。
答：第一类：资源开发技术。
主要包括：深海矿物勘探、开采、储运技术；海底石油、天然气钻探、开采、储运技术；海水资源与能源利用技术，包括淡化、提炼、潮汐、波力、温差等；海洋生物养殖、捕捞技术；海底地形地貌的研究等。
第二类：装备设施技术。
主要包括：海洋探测装备技术，包括海洋各种科学数据的采集、结果分析，各种海况下的救助、潜水技术；海洋建设技术，包括港口、海洋平台、海岸及海底建筑；海洋运载器工程技术，包括水面(各种船舶)、半潜(半潜平台)、潜水(潜器)、水下(水下工作站、采油装置、军用设施等)设备技术等。
标准：答出斜体字的每项1分，共2分；其余举一例1分，最多3分。
2、目前常用的海洋平台有哪几种（分类及名称）？答：移动式平台：坐底式平台、自升式平台、钻井船、半潜式平台、张力腿式平台、牵索塔式平台；固定式平台：混凝土重力式平台、钢质导管架式平台标准：答出斜体字每项1分；细节项缺一项扣0.5分，最多扣3分。
3、什么是移动式平台？什么是固定式平台？各包括什么具体平台？答：移动式平台是一种装备有钻井设备，并能从一个井位移到另一个井位的平台，它可用于海上石油的钻探和生产。
移动式平台包括坐底式平台、自升式平台、钻井船、半潜式平台、张力腿式平台、牵索塔式平台；固定式平台一般是平台固定一处不能整体移动。
固定式平台包括混凝土重力式平台、钢质导管架式平台。
标准：答出斜体字每项1分；细节项缺一项扣0.5分，最多扣3分。
4、什么是船体的总纵弯曲？什么是船体的总纵强度？答：作用在船体上的重力、浮力、波浪水动力和惯性力等而引起的船体绕水平横轴的弯曲称为总纵弯曲，总纵弯曲由静水总纵弯曲和波浪总纵弯曲两部分叠加而成。
船体抵抗总纵弯曲变形和破坏的能力称为船体的总纵强度。
标准：答出斜体字每项1分；细节项缺一项扣0.5分。
5、什么是船体的中拱弯曲与中垂弯曲？答：在波浪状况下，船体内产生的弯矩会较静水中为大。
船舶与海洋工程结构分析
船舶与海洋工程结构分析摘要：船舶作为一种古老的交通方式，从人类开始活动的那一刻起，就存在着最原始的船只——独木舟。
当时人们利用船身上的木支架来载运货物和人员。
随着人类文明的不断发展，逐步演变成木板船、帆船，最终发展成可以在海洋中航行的大型风帆船。
由于当时技术条件限制，只能使用木制船壳和帆布作甲板，而不能直接制造出具有足够强度与刚度的船体结构来，因此就需要依靠人工造船业来生产。
尽管木材造船技术已有数千年的历史，但其本质并未发生变化。
因为，从古代起，人们就知道利用天然材制造船桨和舵等机械装置。
木制船只的制造是基于工匠们的丰富经验，这些经验一代代传承下来，但并未形成完整的理论体系。
关键词：船舶；海洋工程；结构设计；分析研究引言随着航运业的飞速增长，船舶的数量也在持续上升，这导致事故发生的几率显著上升。
目前，我国在船舶与海洋工程结构的极限强度研究上仍显不足，特别是极限强度，这是限制船舶海洋工程进一步发展的关键因素，因此需要相关领域的专家进行深入研究。
在船舶的开发和研制阶段，操作人员需要对其结构进行准确和有效的评估，并选用高强度的建筑材料，以确保海洋工程项目的安全性。
1船舶与海洋工程结构分析的意义安全性评估：进行深入的分析是非常有益的。
这些评估是以船体为基础进行的。
通过对船舶结构的强度、稳定性、抗风浪能力，以及海洋工程结构的承载能力和抗地震能力的研究，可以确保它们在各种环境条件下的安全运行。
结构设计的优化：通过对船舶和海洋工程结构的深入分析，可以更好地理解它们的受力特性和潜在问题，从而为未来的结构设计提供有力的指导。
通过对结构行为和负荷响应的深入洞察，能够对该结构进行进一步的优化，从而增强其功能、减少材料的成本，并确保满足设计的要求。
节能与环保：分析船舶和海洋工程的结构与节能环保有着紧密的联系。
船舶是一个复杂系统，其内部包含了很多不同类型的部件，这些部件之间相互关联、相互作用，形成完整的动力系统。
通过对结构进行合理的设计，不仅可以降低阻力和能量消耗，还能提升船舶的燃油效率以及海洋工程设施的运行效率。
船舶构造原理
船舶构造原理船舶是人类在海洋上航行的重要工具，其构造原理对船舶的安全性和性能有着至关重要的影响。
船舶的构造原理包括船体结构、船体形状、船舶稳性等多个方面，下面将对这些方面进行详细介绍。
船体结构是船舶的基础，它决定了船舶的强度和稳定性。
船体结构通常由船体底部、船体侧壁、船体甲板和船体内部构件组成。
船体底部承受着船舶的重量和浮力，必须具有足够的强度和刚度，以确保船体不会受到外部力量的破坏。
船体侧壁和船体甲板则起着围护和封闭作用，保护船舶内部设备和货物不受外部环境的影响。
船体形状对船舶的水动力性能有着重要影响。
船体形状通常分为几何形状和流体动力学形状两个方面。
几何形状包括船舶的长度、宽度、高度等几何参数，这些参数影响着船舶的稳定性和载重能力。
流体动力学形状则包括船体的光线型、船体横截面型等形状参数，这些参数影响着船舶的阻力和速度性能。
船舶稳性是船舶的重要性能指标，是指船舶在受到外部力矩作用时能够恢复平衡的能力。
船舶稳性可分为静稳性和动稳性两个方面。
静稳性是指船舶在静止状态下的平衡性能，主要包括艏倾稳性、横倾稳性和纵倾稳性等。
动稳性是指船舶在航行过程中的平衡性能，主要包括自由摇荡稳性、航向稳性和纵摇稳性等。
船舶的构造原理不仅影响着船舶的性能，还直接关系到船舶的安全性。
合理的船体结构、优秀的船体形状和良好的船舶稳性是确保船舶安全航行的关键。
因此，在设计船舶时，必须充分考虑船舶的构造原理，确保船舶具有良好的强度、稳定性和水动力性能，以提高船舶的安全性和经济性。
总的来说，船舶构造原理是船舶设计和建造的基础，它直接影响着船舶的性能和安全性。
只有充分理解船舶构造原理，才能设计出安全、稳定、高效的船舶，为人类的海上活动提供更好的保障。
希望通过不断的研究和实践，船舶构造技术能够不断进步，为海洋事业的发展做出更大的贡献。
大连理工大学智慧树知到“船舶与海洋工程”《船舶与海洋结构物结构强度》网课测试题答案卷2
大连理工大学智慧树知到“船舶与海洋工程”《船舶与海洋结构物结构强度》网课测试题答案（图片大小可自由调整）第1卷一.综合考核(共10题)1.静置在波浪上的船体载荷曲线有两条性质，分别是：沿着船长分布的整个载荷曲线与轴线之间所包含的面积之和为0;上述面积对轴上任意一点的静力矩之和为零。
()A.错误B.正确2.普通船体的扭转可用薄壁闭断面杆件的扭转理论来处理。
()A.错误B.正确3.为了在结构中确定弹性变形引起的总体应力。
通常可以把平台理想化为空间钢架模型。
它具有六个自由度的梁单元组成。
()A.错误B.正确4.桩腿除了受到风、浪、流等的环境载荷、自身的重量和浮力外还受到()。
A.船体对桩腿的作用力矩B.船体对桩腿的水平剪力C.船体对桩腿的轴向力D.桩腿底部的垂直反力与水平反力5.可用围长法绘制空载重量曲线。
()A.错误B.正确6.混凝土重力式平台属于()。
A.移动式平台B.自升式平台C.固定式平台D.坐底式平台7.应力集中处的最大应力与所选定的平均应力(基准应力)之比值，称为应力集中系数。
()A.错误B.正确8.载荷曲线值为正值的时候，画在纵轴的下方。
()A.错误B.正确9.船体是复杂的结构物，在考虑它的扭转强度和刚性时，可以把它作为一个巨大的薄壁断面构件来处理。
()A.错误B.正确10.船体剖面的最大剪力一般出现在()。
A.船首船尾B.船中C.距首尾端约四分之一船长附近D.距首尾端约八分之一船长附近第1卷参考答案一.综合考核1.参考答案：B2.参考答案：B3.参考答案：B4.参考答案：ABCD5.参考答案：B6.参考答案：C7.参考答案：B8.参考答案：A9.参考答案：B10.参考答案：C。
海洋工程设计规范及CCS海工审图介绍
T = Period of Roll or Pitch
= Amplitude of Roll or Pitch
Allowable Roll/Pitch Amplitude
顺应式结构物：此类海上结构物一般漂 浮于海上，在波浪作用下产生运动，同 时结构产生变形及内力，如半潜平台、 TLP、Spar、钻井船及各种船舶。
1.海洋工程结构物及设计规范标准介绍
法规： 《中华人民共和国船舶和海上设施检验条例》－中华人 民共和国国务院令第109号，1993年2月14日起施行 《海洋石油安全生产规定》－安监总局令第4号，2006 年5月1日起施行 《海上石油天然气生产设施检验规定》－中华人民共和 国能源部令第4号，1990年10月5日起施行 《中华人民共和国海洋石油勘探开发环境保护管理条例》 －国家海洋局为主管部门
1.海洋工程结构物及设计规范标准介绍
法规: 《船舶与海上设施法定检验规则》2008及2008、2009修 改通报－海事局 《海上移动平台安全规则》（1992）－船检局颁布 《海上固定平台安全规则》（2000）－国家经贸委 《海上固定设施安全技术规则》（1997） 《在中华人民共和国沿海海域作业的外国级钻井船、移 动平台检验规定》－船检局颁布1995年10月1日起施行
Lifting Cranes Drilling Derrick
Leg
（2）自升式平台设计工况
设计工况主要包括：
拖航工况 安装/回收工况 作业工况 自存工况
TRANSIT CONDITION
拖航工况主要校核：
桩腿强度 固桩室强度 设备底座强度 完整与破舱稳性 拖航阻力
主要内容
1. 海洋工程结构物及设计规范标准介绍 2. 自升式平台结构设计 3. FPSO设计 4. 复核计算工作简介
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船舶与海洋工程结构物构造
海洋工程主要分为两大部分
1 资源开发技术 （5种）
◆深海矿物勘探、开采、储运技术；
◆海底石油、天然气钻探、开采、储运技术；
◆海水资源与能源利用（淡化、提炼、潮汐、波力、温差等）技术；
◆海洋生物养殖、捕捞技术；
◆海底地形地貌的研究等。
2 装备设施技术 （3种）
◆海洋探测装备（海洋各种科学数据的采集、结果分析，各种海况下的救助、潜水）技术；
◆海洋建设（港口、海洋平台、海岸及海底建筑）技术；
◆海洋运载器工程设备（水面各种船舶、半潜平台、潜水潜器、水下工作站、水下采油装置、水下军用设施等)技术等
海洋平台的种类
1）移动式平台(坐底式平台（6种）自升式平台
钻井船
半潜式平台
张力腿式平台
牵索塔式平台)
2）固定式平台(混凝土重力式平台
（2种）钢质导管架式平台）
1.1.1 移动式平台
移动式平台是一种装备有钻井设备，并能从一个井位移到另一个井位的平台，它可用于海上石油的钻探和生产。
1. 坐底式平台
坐底式平台又叫钻驳或插桩钻驳，适用于河流和海湾等30m以下的浅水域。
不但作业水深有限，而且也受到海底基础(平坦及坚实程度)的制约。
所以这种平台发展缓慢。
胜利1号”
坐底式钻井平台。
2 自升式平台
又称甲板升降式或桩腿式平台，见图1-5、图1-6。
优点主要是所需钢材少、造价低，在各种海况下都能平稳地进行钻井作业；缺点是桩腿长度有限，使它的工作水深受到限制，最大的工作水深约在120m左右。
超
过此水深，桩腿重量增
加很快，同时拖航时桩
腿升得很高，对平台稳
性和桩腿强度都不利
3 钻井船
钻井船是浮船式钻井平台，它通常是在机动船或驳船上布置钻井设备。
平台是靠锚泊或动力定位系统定位。
按其推进能力，分为自航式、非自航式；按船型分，有端部钻井、舷侧钻井、船中钻井和双体船钻井；按定位分，有一般锚泊式、中央转盘锚泊式和动力定位式。
浮船式钻井装置船身浮于海面，易受波浪影响，但是它可以用现有的船只进行改装，因而能以最快的速度投入使用。
图1—7为一钻井船。
4 半潜式平台
随着海洋石油开发的发展，作业海域已延伸到更深的海域，在深海中使用受水深限制的自升式和坐底式平台，难以完成钻井作业，而钻井船由于在开阔的海域摇摆大，故作业率很低。
所以摇摆性能好，在相当深的海域能进行钻井作业的半潜式平台就应运而生。
半潜式平台可采用锚泊定位和动力定位，锚泊定位的半潜式平台一般适用于200m一500m水深的海域内作业。
半潜式和坐底式钻井装置统称为支柱稳定式钻井装置。
坐沉在海底的称为坐底式(或可沉式)，浮在水中的为半潜式。
半潜式平台有三角形、矩形、五角形和“V”字形之分。
平台在波浪中的运动响应较小，因而它具有出色的深海钻井的工作性能，一般在作业海况下其升沉不大于±(1m～1.5m)，水平位移不大于水深的5%～6%，平台的纵横倾角不大于±(2°～3°)。
这种性能对漂浮于水面的钻井平台具有十分重要的意义.
5 牵索塔式平台
牵索塔式平台得名于它支撑平台的结构如一桁架式的塔，该塔用对称布置的缆索将塔保持正浮状态。
在平台上可进行通常的钻井与生产作业。
原油一般是通过管线运输，在深水中可用近海装油设施进行输送。
牵索塔式平台比导管架平台、重力式平台更适合于深水海域作业，它的应用范围在200m—650m]
6. 张力腿式平台
张力腿式平台是利用
绷紧状态下的锚索产生的
拉力与平台的剩余浮力相
平衡的钻井平台或生产平
台，如图1—14所示。
张力腿式平台也是
采用锚泊定位的。
张力
腿式平台自1954年提出
设想以来，迄今已有近60年
的历史。
作用于张力腿式平台上的各种力并不是稳定不变的。
在重力方面会因载荷与压载水的改变而
变化；浮力方面会因波浪峰谷的变化而增减；扰动力方面因风浪的扰动会在垂向与水平方向产生周期变化。
所以张力腿的设计，必须周密考虑不同的载荷与海况。
固定式平台
固定式平台一般是平台固定一处不能整体移动。
1. 混凝土重力式平台
这种平台的重量可达数十万吨，正是依靠自身的巨大重量，平台直接置于海底。
现在
已有大约20座混凝土重力式平台用于北海，如图1—15(a)。
2．钢质导管架式平台
钢质导管架式平台通过打桩的方法固定于海底，它是目前海上油田使用最广泛的一种平台，如图1—15(b)
第二章船体（沉垫）结构
海洋工程结构物可以分为移动式和固定式两种，移动式海洋工程结构大都有一个封闭箱体结构，以保证能提供足够的浮力，漂浮于海面或海中一定深度。
这种封闭的箱形壳体结构，实际上是一般船舶的主体结构，也是其它海洋平台的主要部分，我们称之为船体或沉垫(平台中)。
一、船体与沉垫在漂浮状态的受力
1 船体的总纵强度
作用在船体上的重力、浮力、波浪水动力和惯性力等而引起的船体绕水平横轴的弯曲称为总纵弯曲，总纵弯曲由静水总纵弯曲和波浪总纵弯曲两部分叠加而成。
船体抵抗总纵弯曲变形和破坏的能力称为船体总纵强度。
(1) 船体在静水中的总纵弯曲
船舶在静水中受到的外力有船舶及其装载的重力和水的浮力。
重力包括船体本身结构的重量和机器、装备、燃料、水、供应品、船上人员及行李和载货的重量。
重力的方向向下，合力P通过船舶的重心G点。
浮力的方向向上，浮力D等于船体排开水的体积V和水的重度γ乘积，其合力通过浮心B点。
重力和浮力在静水中处于平衡状态。
设想将船体沿船长方向分割成若干段，由于重力与浮力沿船长方向分布不一致，故作用在每一段上不让它们自由变动，在船体结构内部必然有内力产生，使船体发生弯曲(中拱弯曲或中垂弯曲)。
船体各段重力与浮力的不平衡总是存在的，因为船上各种重量除了固定的结构和机械设备外，常随着装载的情况而变动，而浮力的大小和分布则是由船体浸水部分的形状决定的。
由于船体外形是光顺的，因此浮力曲线是一光顺曲线，而重力曲线则是阶梯形状曲线。
的重力和浮力并不相等
图2-2 船体在静水中的浮力、重力、载荷、位移、剪力和弯矩曲线
(2)船体在波浪中的总纵弯曲
在波浪状况下，船体内产生的弯矩会较静水中为大。
一般认为波浪长度等于船长时，船体的弯曲最为严重。
当波峰在船中时，会使船体中部向上弯曲，称为中拱弯曲 (hogging)。
当波谷在船中时，会使船体中部向下弯曲，称为中垂弯曲 (sagging) 。
中拱弯曲时，船体的甲板受拉伸，底部受压缩。
中垂弯曲时，船体的甲板受压缩，底部受拉伸，如图2-3所示。