浮式平台二 海洋工程结构稳性分析的规范方法

Typical Stiffened Panel
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第四章 结构稳性
浮式结构设计基础
2008 2008年5月
Three structure types
Unstiffend plates (板只有一边 有加强筋） Stiffened plates （板两纵边有 加强筋） Stiffended plate panels.（带加 强筋的板块） panel buckling, stiffener buckling as well as local buckling of stiffener and girder flanges, webs and brackets
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第四章 结构稳性强度分析 Structural Stability Strength Analysis and Design
第二节 稳性分析的规范方法 Buckling Analysis from Rules
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回顾：Buckling of Rectangular Plates
Example 1 （ 两边受压，四边简支）
得到了临界应力，超过它板会失稳？
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结构的受力形式(Cont.)
Stiffened plate
Stiffened plate panel
Stiffened plate panel (Girder web)
Stiffened plate panel (Brackets)
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Stiffen Plate
Panel
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结构的受力形式
单向均匀受压（纵向或横向） 纯剪切 单向变化载荷受压 正应力与剪应力联合作用 正应力、剪应力与横向载荷（垂直 于板面的载荷）联合作用
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DnV RP-C201 中有效宽度定义
(注意应力分布）
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Buckling of stiffened plates
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板的实际承载能力 Load-carrying capacity of plates in compression
临界应力指板平衡方程产生畸变的 应力。对杆件来说，在超过临界载 荷很小的力可能使其破坏失效；而 板结构不同，板失稳后加强筋并没 有失稳，引起应力的重新分配，称 之为后屈曲。 弹性线性理论已不适应研究板后屈 曲所致的大变形的非线性特性。 规范综合考虑各方面因素，把理论、 实验和经验结合。所以，有时规范 做法与理论分析形式具有较大差别。
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Effective Width Method
原来均匀受压的板（图a），板屈曲变 形后因为加强筋的作用，盈利重新分配， 呈非线性（图b）。 实际应力分配与边界条件和半的形状 （长宽比）有关。 板承载主要集中在两个区域（图c).简化 后，认为只有这两个区域均匀承载。这 个两个区域的宽度称为有效宽度。这也 是“带板”概念的由来。 当板长宽比大于一定值，有效宽度变化 不大。所以，有规范中取定值。
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Effective Width Method
有效宽度定义（σm为实际分 布应力）
一般轻情况，板的临界应力 令b-> be
所以，可得 而实际更精确 的分析表达式有所不同
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Introduction
Dnv规范中两个不同，但等效的屈曲校核方法 规范中两个不同， 规范中两个不同 1） 常规方法（在DnV Classification Note No.30.1 ） 常规方法（ 的基础上发展而来 2）PULS (Panel Ultimate Limit State). ） PULS方法采用了非线性理论，考虑大挠度变形，使 方法采用了非线性理论， 方法采用了非线性理论 考虑大挠度变形， 用数值方法求解平衡方程。 用数值方法求解平衡方程。考虑了关键点应力的几何 非线性和板与加强筋交线的材料非线性。 非线性和板与加强筋交线的材料非线性。PULS还可 还可 以估计板的极限强度
回顾: 板线弹性分析假设
(a) 材料弹性假设 (b) 小变形假设—结构变形后没有引起平衡方程的改变， 忽略了变形的影响。平衡微分方程省略了高阶Βιβλιοθήκη Baidu（非线性）。 (c) 柯西霍夫（Kirchhoff）假设 弯曲前板中面的法线在板变形后仍保持为直线并垂直于中面。 (d)板初始为平面，没有预应力。
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Part 1. Buckling Strength of Plated Structures Conventional Buckling Code
Definitions （stiffened panel) Girder，Stiffener, Plate ， The plate panel may be the web or the flange of a beam, or a part of box girders, bulkheads, pontoons, hull or integrated plated decks. Failure modes Yielding of plates Buckling of slender plates