第二章 的設(shè)計(jì)荷載ppt課件

1、第二章第二章 設(shè)計(jì)荷載設(shè)計(jì)荷載第一節(jié)第一節(jié) 設(shè)計(jì)荷載分類設(shè)計(jì)荷載分類平臺(tái)設(shè)計(jì)荷載平臺(tái)設(shè)計(jì)荷載施工荷載：平臺(tái)建造、吊運(yùn)、下施工荷載：平臺(tái)建造、吊運(yùn)、下水、安裝等階段的暫時(shí)性荷載水、安裝等階段的暫時(shí)性荷載環(huán)境荷載：風(fēng)、波浪、海流、海環(huán)境荷載：風(fēng)、波浪、海流、海冰和地震等自然環(huán)境引起的荷載冰和地震等自然環(huán)境引起的荷載使用荷載：使用期間除環(huán)境荷載使用荷載：使用期間除環(huán)境荷載以外的各種荷載以外的各種荷載使用荷載使用荷載循環(huán)荷載：機(jī)械往復(fù)運(yùn)動(dòng)循環(huán)荷載：機(jī)械往復(fù)運(yùn)動(dòng)活動(dòng)荷載活動(dòng)荷載固定荷載：水位一定時(shí)荷載為一定值。固定荷載：水位一定時(shí)荷載為一定值。包括重力平臺(tái)、機(jī)械設(shè)備等重量包括重力平臺(tái)、機(jī)械設(shè)備等重量和浮

2、力和浮力可變荷載：荷載的大小或位置可變荷載：荷載的大小或位置隨時(shí)間緩慢變化，按靜荷載處隨時(shí)間緩慢變化，按靜荷載處理。（儲(chǔ)備的液體、可移動(dòng)的理。（儲(chǔ)備的液體、可移動(dòng)的設(shè)備、人員走動(dòng)等）設(shè)備、人員走動(dòng)等）動(dòng)力荷載動(dòng)力荷載沖擊荷載：駁船撞擊、沖擊荷載：駁船撞擊、飛機(jī)起落飛機(jī)起落事故荷載：重物降落等事故荷載：重物降落等一、使用荷載二、施工荷載n吊裝力：平臺(tái)在預(yù)制和安裝過(guò)程中作用于平臺(tái)吊裝力：平臺(tái)在預(yù)制和安裝過(guò)程中作用于平臺(tái)組件的起吊力組件的起吊力n裝船力：吊裝裝船和滑移裝船裝船力：吊裝裝船和滑移裝船n運(yùn)輸力：駁船裝運(yùn)或浮運(yùn)運(yùn)輸力：駁船裝運(yùn)或浮運(yùn)n下水力：下水過(guò)程中支點(diǎn)對(duì)導(dǎo)管架的支撐力下水力：下水過(guò)程中

3、支點(diǎn)對(duì)導(dǎo)管架的支撐力n扶正力：浮吊將導(dǎo)管架吊起時(shí)導(dǎo)管架受到的力扶正力：浮吊將導(dǎo)管架吊起時(shí)導(dǎo)管架受到的力n地基反作用力：導(dǎo)管架服役時(shí)地基對(duì)導(dǎo)管架的地基反作用力：導(dǎo)管架服役時(shí)地基對(duì)導(dǎo)管架的作用力作用力n施工荷載是臨時(shí)性荷載，一般不作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工荷載是臨時(shí)性荷載，一般不作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)控制荷載，通常采取臨時(shí)性措施解決?？刂坪奢d，通常采取臨時(shí)性措施解決。二、環(huán)境荷載n風(fēng)、波浪、海流、海冰、地震施加到平臺(tái)結(jié)構(gòu)上的荷載第二節(jié)第二節(jié) 使用荷載使用荷載一、甲板荷載一、甲板荷載取決于甲板上的工藝設(shè)備、機(jī)械設(shè)備、生活和生產(chǎn)設(shè)施等取決于甲板上的工藝設(shè)備、機(jī)械設(shè)備、生活和生產(chǎn)設(shè)施等繪制甲板荷載分布圖，甲板上的最大均布荷

4、載和集中荷載繪制甲板荷載分布圖，甲板上的最大均布荷載和集中荷載值值均布荷載要求：均布荷載要求： 住所和走道住所和走道4KN/m2 工作區(qū)域工作區(qū)域8KN/m2 生產(chǎn)儲(chǔ)存區(qū)按實(shí)際儲(chǔ)存物重量計(jì)算，但需生產(chǎn)儲(chǔ)存區(qū)按實(shí)際儲(chǔ)存物重量計(jì)算，但需14KN/m2二、直升飛機(jī)著降荷載二、直升飛機(jī)著降荷載根據(jù)制造廠家提供的數(shù)據(jù)計(jì)算根據(jù)制造廠家提供的數(shù)據(jù)計(jì)算我國(guó)我國(guó)規(guī)定，降落荷載不小規(guī)定，降落荷載不小于最大起飛重量的于最大起飛重量的3倍。倍。三、船舶停靠荷載三、船舶?？亢奢d系纜力：通過(guò)系船纜將船舶受到的外力傳遞給平臺(tái)的力系纜力：通過(guò)系船纜將船舶受到的外力傳遞給平臺(tái)的力擠靠力擠靠力撞擊力撞擊力由穩(wěn)定的風(fēng)、流作用于船體

5、的系纜力、擠靠力等具有靜由穩(wěn)定的風(fēng)、流作用于船體的系纜力、擠靠力等具有靜力性質(zhì)；由波浪或靠離操作產(chǎn)生的荷載具有動(dòng)力性質(zhì)力性質(zhì)；由波浪或靠離操作產(chǎn)生的荷載具有動(dòng)力性質(zhì) 由船舶直接作用在平臺(tái)上的力由船舶直接作用在平臺(tái)上的力1 系纜力風(fēng)、浪、流作用于船舶上都產(chǎn)生系纜力，水線以上受風(fēng)作用，以下受海流和波浪作用（1風(fēng)產(chǎn)生的系纜力F當(dāng)風(fēng)向與船舶縱軸垂直時(shí)，每個(gè)系船柱上的系纜力：當(dāng)風(fēng)向平行船舶縱軸時(shí)，每個(gè)系船柱上的系纜力：0sincosnK FFn01coscosnK FFn（2海流產(chǎn)生的系纜力F船舶系泊于平臺(tái)，作用在船體上的水流力由形狀阻力和表面摩擦力兩部分組成形狀阻力：表面摩擦力：將這兩部分力分解成垂直

6、于船舶縱軸和平行于船舶縱軸的兩個(gè)分力：垂直于船舶縱軸的力為：平行于船舶縱軸的力為：2sinDFKu A21.37mFA u ()sinNDmFFF()cosTDmFFFcoscosnTK FFnsincosnNK FFn（3波浪作用下的系纜力與波浪要素和船舶動(dòng)力特性有關(guān)，主要用模型試驗(yàn)方法確定，在初步估算時(shí)刻采用布萊恩經(jīng)驗(yàn)公式：228.97()sin2HFL2 擠靠力n?？吭谄脚_(tái)的船舶受風(fēng)、流或冰的作用，通過(guò)防沖設(shè)施傳遞給平臺(tái)且方向指向平臺(tái)的作用力。隨時(shí)間變化很小，具有靜力性質(zhì)。n當(dāng)風(fēng)向垂直船舶縱軸時(shí)，船舶作用于平臺(tái)的擠靠力:n防護(hù)設(shè)施連續(xù)布置：n防護(hù)設(shè)施間斷布置：0jjK FFl0jjK F

7、Fn 3 撞擊力（1船舶靠泊時(shí)的撞擊力計(jì)算船舶以速度u向平臺(tái)靠泊時(shí)，動(dòng)能的一部分損失掉，另一部分被船體、防撞設(shè)施和平臺(tái)的變形所吸收，這部分稱為有效動(dòng)能。有效動(dòng)能被撞擊的平臺(tái)、防撞設(shè)施和船體變形吸收：2211sin22ddnECm uC mu123EFn設(shè)撞擊前變形為零，各部分是彈性變形，那么：n代入整理得最大撞擊力：max/2FF123max123FCCCmax123dnmFC uCCC（1船舶靠泊的法向速度un與船舶狀況、自然環(huán)境、靠船裝置的布置、靠船操作方法及操作人員技術(shù)等有關(guān)。有掩護(hù)水域的大型船舶靠泊時(shí)速度小于10cm/s，無(wú)掩護(hù)水域可達(dá)20cm/s（2有效動(dòng)能系數(shù)Cd有效動(dòng)能與全部能量

8、之比影響因素很多，如附加水體質(zhì)量、水體阻力、船舶橫搖和回轉(zhuǎn)等。很難準(zhǔn)確確定，對(duì)于大型油輪的靠泊，可采用下式：dSmeCCCC（3平臺(tái)、防沖設(shè)施及船體的變形系數(shù)C1，C2，C3樁基平臺(tái)：當(dāng)采用護(hù)木及緩沖碰墊時(shí)n防沖設(shè)施采用橡膠材料時(shí)，假定有效撞擊動(dòng)能全部由防碰設(shè)施吸收n橡膠防碰設(shè)施性能曲線，由吸收能量查得變形，再由變形查得反力，即船舶撞擊力2012dnuEC muE（2系泊時(shí)波浪作用引起的撞擊力影響因素多，難以從理論上推導(dǎo)計(jì)算公式。試驗(yàn)給出波浪作用下船舶撞擊時(shí)最大法向速度：有效撞擊能量：分配在每個(gè)靠船墩上的有效撞擊能量：根據(jù)橡膠防撞設(shè)施性能曲線確定撞擊力當(dāng)性能曲線為直線時(shí)，每個(gè)靠船墩上的撞擊力為

9、：ntH huaTBh2012mnEC mu0EEKnmaxmnKC mFunc第三節(jié)第三節(jié) 風(fēng)荷載風(fēng)荷載n風(fēng)荷載特點(diǎn)：作用點(diǎn)高、力矩大、并有動(dòng)力效應(yīng)。n風(fēng)荷載作用結(jié)果：使平臺(tái)產(chǎn)生位移、搖動(dòng)或疲勞。n風(fēng)荷載對(duì)結(jié)構(gòu)物的作用力：使結(jié)構(gòu)物迎風(fēng)面受到壓力，背風(fēng)面受到吸力，側(cè)面受到摩擦力。n工程設(shè)計(jì)中，風(fēng)的長(zhǎng)周期變化一般按靜態(tài)處理，短周期脈動(dòng)按準(zhǔn)動(dòng)態(tài)處理。作用在高而細(xì)的柔性建筑物上時(shí)需考慮動(dòng)力效應(yīng)。一、基本風(fēng)壓的計(jì)算公式一、基本風(fēng)壓的計(jì)算公式n風(fēng)壓：垂直于流向的平面上所受到的具有一定流速的氣流的作用。n假設(shè)空氣流動(dòng)為穩(wěn)定流，根據(jù)伯努利方程得： 風(fēng)速的確定風(fēng)速的確定n我國(guó)我國(guó)規(guī)定的設(shè)計(jì)規(guī)定的設(shè)計(jì)風(fēng)速選取標(biāo)

10、準(zhǔn)是：平均海平面以上風(fēng)速選取標(biāo)準(zhǔn)是：平均海平面以上10m處，重現(xiàn)處，重現(xiàn)期為期為50年，時(shí)距為年，時(shí)距為1分鐘的平均最大風(fēng)速或時(shí)距分鐘的平均最大風(fēng)速或時(shí)距為為10分鐘的平均最大風(fēng)速。前者用于局部構(gòu)件的分鐘的平均最大風(fēng)速。前者用于局部構(gòu)件的基本風(fēng)壓計(jì)算，后者用于結(jié)構(gòu)總體分析的基本風(fēng)基本風(fēng)壓計(jì)算，后者用于結(jié)構(gòu)總體分析的基本風(fēng)壓計(jì)算。壓計(jì)算。二、作用在結(jié)構(gòu)物上的風(fēng)荷載二、作用在結(jié)構(gòu)物上的風(fēng)荷載n風(fēng)載荷的影響因素：風(fēng)載荷的影響因素：n 基本風(fēng)壓值、建筑物受風(fēng)面積、在風(fēng)場(chǎng)中的基本風(fēng)壓值、建筑物受風(fēng)面積、在風(fēng)場(chǎng)中的空間位置、結(jié)構(gòu)形式、擋風(fēng)效果、風(fēng)速沿高度空間位置、結(jié)構(gòu)形式、擋風(fēng)效果、風(fēng)速沿高度的變化，對(duì)高

11、聳建筑物還要考慮風(fēng)的動(dòng)力作用。的變化，對(duì)高聳建筑物還要考慮風(fēng)的動(dòng)力作用。n風(fēng)荷載的計(jì)算公式：風(fēng)荷載的計(jì)算公式：1 風(fēng)載體型系數(shù)K在建筑物表面引起的實(shí)際壓力與基本風(fēng)壓的比值，它表示建筑物表面靜壓力的分布規(guī)律，主要與建筑物的結(jié)構(gòu)形狀有關(guān)。表2-52 風(fēng)壓高度變化系數(shù)KZ風(fēng)速隨高度變化，計(jì)算中給出的設(shè)計(jì)風(fēng)速是標(biāo)準(zhǔn)高程10m處的風(fēng)速值u0，其他高度的風(fēng)壓應(yīng)乘以風(fēng)壓高度變化系數(shù)，表2-63 風(fēng)振系數(shù)平臺(tái)上高聳結(jié)構(gòu)，風(fēng)壓力應(yīng)為基本風(fēng)壓乘以風(fēng)振系數(shù)，表2-7Z第四節(jié)第四節(jié) 波浪荷載波浪荷載n靜水面附近波浪力最大，減小靜水面附近區(qū)段結(jié)構(gòu)的尺寸可減小波浪力。n波浪力的大小與波高、波周期、水深、結(jié)構(gòu)物尺寸及形狀等

12、因素有關(guān)。n波浪對(duì)海洋結(jié)構(gòu)物的作用有四種效應(yīng)：n（1流體的粘滯性引起的粘滯效應(yīng)阻力）n（2流體運(yùn)動(dòng)的慣性和結(jié)構(gòu)物存在引起的附加質(zhì)量效應(yīng)慣性力）n（3結(jié)構(gòu)物存在對(duì)入射波浪的散射效應(yīng)n（4結(jié)構(gòu)物與流體自由表面之間的自由表面效應(yīng)n散射效應(yīng)和自由表面效應(yīng)總稱為繞射效應(yīng)。大尺度結(jié)構(gòu)物應(yīng)考慮繞射效應(yīng)。n小尺度結(jié)構(gòu)物（ ）波浪的作用主要是阻力和慣性力 ，采用莫里森方程計(jì)算波浪力。0.2D一、作用于孤立樁柱上的波浪力計(jì)算 n波浪作用在小尺度孤立樁柱上時(shí)，形成波浪繞流。當(dāng)樁柱間距L大于4倍樁柱直徑D時(shí)，樁柱周圍波浪繞流基本上不受影響，格樁柱可認(rèn)為是孤立樁柱，各樁柱間受力不受干擾。n1. 莫里森方程慣性力慣性力阻

13、力阻力n應(yīng)用莫里森方程時(shí)，必須滿足一下假定：應(yīng)用莫里森方程時(shí)，必須滿足一下假定：n（1水質(zhì)點(diǎn)的瞬時(shí)速度和加速度必須依據(jù)某種波水質(zhì)點(diǎn)的瞬時(shí)速度和加速度必須依據(jù)某種波浪理論確定，如線性波理論等。假定結(jié)構(gòu)是小尺度，浪理論確定，如線性波理論等。假定結(jié)構(gòu)是小尺度，滿足滿足 。水質(zhì)點(diǎn)的速度和加速度采用構(gòu)件中。水質(zhì)點(diǎn)的速度和加速度采用構(gòu)件中心處的數(shù)值。心處的數(shù)值。n（2CD和和CM系數(shù)須根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)確定系數(shù)須根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)確定n（3假定結(jié)構(gòu)是剛體，如果結(jié)構(gòu)物有動(dòng)力反應(yīng)應(yīng)假定結(jié)構(gòu)是剛體，如果結(jié)構(gòu)物有動(dòng)力反應(yīng)應(yīng)考慮動(dòng)力效應(yīng)?？紤]動(dòng)力效應(yīng)。n（4CD值只適用于表面摩擦力很小的構(gòu)件。值只適用于表面摩擦力很小的構(gòu)件

14、。0.2D2. 孤立樁柱波浪力計(jì)算孤立樁柱波浪力計(jì)算波浪運(yùn)動(dòng)中水質(zhì)點(diǎn)速度和加速度沿水深而變化。波浪運(yùn)動(dòng)中水質(zhì)點(diǎn)速度和加速度沿水深而變化。水質(zhì)點(diǎn)的水平速度和加速度由波浪理論確定。水質(zhì)點(diǎn)的水平速度和加速度由波浪理論確定。用莫里森方程和線性波理論計(jì)算樁柱波浪力：用莫里森方程和線性波理論計(jì)算樁柱波浪力：二、群樁波浪力計(jì)算1 波剖面效應(yīng)波剖面效應(yīng)群樁的各樁間相距一定距離，各群樁的各樁間相距一定距離，各樁所在位置處波浪相位角不同，樁所在位置處波浪相位角不同，因而，在同一時(shí)刻各樁的受力因而，在同一時(shí)刻各樁的受力也不同，這種想象稱為波剖面也不同，這種想象稱為波剖面效應(yīng)。效應(yīng)。某一波浪作用下，相位角是時(shí)間某一波

15、浪作用下，相位角是時(shí)間和位置的函數(shù)：和位置的函數(shù)：求群樁所受的波浪力，則需求在求群樁所受的波浪力，則需求在某一時(shí)刻各樁受力總和，這一某一時(shí)刻各樁受力總和，這一合力隨波浪周期在變化。合力隨波浪周期在變化。2 群樁效應(yīng)群樁效應(yīng)當(dāng)樁間距與樁徑之比當(dāng)樁間距與樁徑之比 時(shí)，樁與樁之間時(shí)，樁與樁之間的波浪作用會(huì)產(chǎn)生不可忽略的影響，每根樁的波浪作用會(huì)產(chǎn)生不可忽略的影響，每根樁在群樁中的位置不同，影響不同，當(dāng)樁列平在群樁中的位置不同，影響不同，當(dāng)樁列平行于波浪行進(jìn)方向時(shí)，前樁對(duì)后樁有掩護(hù)作行于波浪行進(jìn)方向時(shí)，前樁對(duì)后樁有掩護(hù)作用，稱為遮簾作用；當(dāng)垂直時(shí)，同一列樁之用，稱為遮簾作用；當(dāng)垂直時(shí)，同一列樁之間產(chǎn)生相

16、互干擾，稱為干擾作用。這兩種作間產(chǎn)生相互干擾，稱為干擾作用。這兩種作用就是群樁效應(yīng)。用就是群樁效應(yīng)。樁列平行波向時(shí)，后樁極值比前樁極值要小，樁列平行波向時(shí)，后樁極值比前樁極值要小，樁列垂直波向時(shí)，各樁受力比無(wú)干擾時(shí)受力樁列垂直波向時(shí)，各樁受力比無(wú)干擾時(shí)受力要大。我國(guó)港口規(guī)范規(guī)定，群樁上的波浪力要大。我國(guó)港口規(guī)范規(guī)定，群樁上的波浪力乘以群樁系數(shù)乘以群樁系數(shù)K加以修正。表加以修正。表2-84l D 三、水下水平構(gòu)件的波浪力n水平構(gòu)件：構(gòu)件軸線位于同一高程，構(gòu)件斷面尺寸與軸線長(zhǎng)度之比很小，且沿長(zhǎng)度方向各斷面尺寸相同。（如導(dǎo)管架水平支撐桿、海底管線）n水平構(gòu)件受波浪力：水平波浪力和垂向波浪力n水平構(gòu)件

17、和波浪入射方向的關(guān)系：1 構(gòu)件軸線垂直波向（1構(gòu)件上的水平波浪力（2構(gòu)件上的垂直波浪力2 構(gòu)件軸線平行波向（1構(gòu)件上的水平波浪力：構(gòu)件上的水平波浪力：僅迎浪端面受水平波浪力作用，僅迎浪端面受水平波浪力作用，可用軸線處波壓強(qiáng)計(jì)算斷面波可用軸線處波壓強(qiáng)計(jì)算斷面波壓力壓力（2構(gòu)件上的垂直波浪力構(gòu)件上的垂直波浪力同一時(shí)刻軸線上的垂直波浪力隨同一時(shí)刻軸線上的垂直波浪力隨波浪相位角變化，不同時(shí)刻整波浪相位角變化，不同時(shí)刻整個(gè)構(gòu)件上的垂直波浪力的合力個(gè)構(gòu)件上的垂直波浪力的合力也在變化，類似群樁波剖面效也在變化，類似群樁波剖面效應(yīng)，可分段近似計(jì)算或?qū)φ麄€(gè)應(yīng)，可分段近似計(jì)算或?qū)φ麄€(gè)構(gòu)件沿軸線積分構(gòu)件沿軸線積分單

18、位長(zhǎng)度上的垂直波浪力：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度上的垂直波浪力：四、阻力系數(shù)和慣性力系數(shù)n與結(jié)構(gòu)物表面粗糙度、雷諾數(shù)、流/波速度比和桿件的方位有關(guān)。n根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定。n規(guī)矩規(guī)范確定。五、海生物附著對(duì)波浪力的影響對(duì)波浪力的影響：對(duì)波浪力的影響：粗糙度增大粗糙度增大阻力系數(shù)增大阻力系數(shù)增大構(gòu)件的尺寸增大構(gòu)件的尺寸增大排水體積增大，阻力和慣性力排水體積增大，阻力和慣性力都增大都增大計(jì)算波浪力：計(jì)算波浪力：阻力：構(gòu)件尺寸應(yīng)按海生物附著后實(shí)際增大的尺阻力：構(gòu)件尺寸應(yīng)按海生物附著后實(shí)際增大的尺寸考慮，阻力系數(shù)應(yīng)根據(jù)粗糙度乘以增大系數(shù)寸考慮，阻力系數(shù)應(yīng)根據(jù)粗糙度乘以增大系數(shù)k，表，表2-9。慣性力：構(gòu)件尺度按海生物附著后實(shí)際增

19、大的尺慣性力：構(gòu)件尺度按海生物附著后實(shí)際增大的尺度來(lái)考慮。度來(lái)考慮。六、設(shè)計(jì)波高的確定n美國(guó)、日本等國(guó)大多采用部分大波的平均波高。該方法按大小將波高順序排列，取最高的p個(gè)波高計(jì)算平均值。H1/3,H1/10等。n設(shè)計(jì)波高應(yīng)取服役海域某一重現(xiàn)期內(nèi)波高的極值，根據(jù)所在海域波浪情況和結(jié)構(gòu)物重要性，合理、綜合考慮。第五節(jié)第五節(jié) 海流荷載海流荷載海流海流余流：水文、氣象等因素引起的余流：水文、氣象等因素引起的海水流動(dòng)，風(fēng)海流是主要組成部海水流動(dòng)，風(fēng)海流是主要組成部分。分。潮流：因潮汐漲落產(chǎn)生的周期性潮流：因潮汐漲落產(chǎn)生的周期性海水水平流動(dòng)海水水平流動(dòng)一、海流荷載計(jì)算n計(jì)算海流對(duì)結(jié)構(gòu)物的作用力時(shí)，可把海流

20、看成穩(wěn)定流，認(rèn)為海流對(duì)結(jié)構(gòu)物的作用力僅有阻力。n對(duì)圓形構(gòu)件單位長(zhǎng)度上的海流荷載為：n海流力的作用方向與海流方向相同，作用點(diǎn)的位置：n（1上部構(gòu)件：作用在阻水面積的形心處n（2下部構(gòu)件：在頂面位于水面以下時(shí)，作用在頂面以下1/3高度處；在頂面位于水面以上時(shí)，作用在水面以下1/3水深處。212LDLFCAu g二、卡門渦流n當(dāng)樁柱軸向尺度比寬度大時(shí)，除產(chǎn)生阻力外，還產(chǎn)生規(guī)則的渦旋脫離，即卡門渦流現(xiàn)象。n渦流從圓柱兩側(cè)交替分離，產(chǎn)生與流向正交的振動(dòng)力。當(dāng)振動(dòng)頻率與結(jié)構(gòu)自振頻率接近時(shí)，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著的動(dòng)力效應(yīng)，甚至發(fā)生共振。n渦旋脫離頻率：n渦旋脫落對(duì)結(jié)構(gòu)物不僅有動(dòng)力放大作用，還有疲勞作用。LufSD第

21、六節(jié) 冰荷載一、海冰對(duì)平臺(tái)作用的主要形式一、海冰對(duì)平臺(tái)作用的主要形式（1巨大冰原包圍平臺(tái)，對(duì)平臺(tái)產(chǎn)生擠壓力巨大冰原包圍平臺(tái)，對(duì)平臺(tái)產(chǎn)生擠壓力（2流冰對(duì)平臺(tái)的沖擊作用流冰對(duì)平臺(tái)的沖擊作用（3對(duì)結(jié)構(gòu)的拖曳力、垂直作用力對(duì)結(jié)構(gòu)的拖曳力、垂直作用力（4流冰期間冰塊對(duì)結(jié)構(gòu)物的摩擦作用流冰期間冰塊對(duì)結(jié)構(gòu)物的摩擦作用影響冰壓力的因素：影響冰壓力的因素：海冰的特性：冰塊的尺度，物理、力學(xué)性質(zhì)等海冰的特性：冰塊的尺度，物理、力學(xué)性質(zhì)等結(jié)構(gòu)物的型式：結(jié)構(gòu)物形狀、尺寸、剛度、變結(jié)構(gòu)物的型式：結(jié)構(gòu)物形狀、尺寸、剛度、變形等形等海洋環(huán)境條件：氣溫、水溫等海洋環(huán)境條件：氣溫、水溫等二、大面積冰原擠壓直立樁柱時(shí)冰壓力計(jì)算二

22、、大面積冰原擠壓直立樁柱時(shí)冰壓力計(jì)算 冰壓力冰壓力 樁柱形狀系數(shù)樁柱形狀系數(shù) 冰塊的極限抗壓強(qiáng)度冰塊的極限抗壓強(qiáng)度 局部擠壓系數(shù)局部擠壓系數(shù) 樁柱與冰層的接觸系數(shù)樁柱與冰層的接觸系數(shù) 樁柱寬度樁柱寬度 冰層計(jì)算厚度冰層計(jì)算厚度12jFmK K R bhFmjR1K2Kbh三、流冰對(duì)樁柱的沖擊荷載計(jì)算三、流冰對(duì)樁柱的沖擊荷載計(jì)算從物體撞擊的能量守恒觀點(diǎn)出發(fā)，以三角從物體撞擊的能量守恒觀點(diǎn)出發(fā)，以三角形端部樁柱為例，壓力公式為：形端部樁柱為例，壓力公式為：1jjFmK R b h2 tanjbx1/21(1/ )Kh b1/22(1/ )tanjFmhh bR x1/220=(1/ )tanxjW

23、FdxmR hh bx功212KEBLh uKEW功1/21/41.34(tan)(1/ )jFuh BLR mh b四、群樁冰壓力計(jì)算四、群樁冰壓力計(jì)算群樁的遮蔽效應(yīng)，工程上采用冰壓力折減系數(shù)群樁的遮蔽效應(yīng)，工程上采用冰壓力折減系數(shù)法。法。導(dǎo)管架內(nèi)部冰形成堵塞：導(dǎo)管架內(nèi)部冰形成堵塞：1 非堵塞非堵塞導(dǎo)管架總冰壓力為各腿柱和立管的冰壓力之和，導(dǎo)管架總冰壓力為各腿柱和立管的冰壓力之和，應(yīng)考慮腿柱和立管間的相互影響應(yīng)考慮腿柱和立管間的相互影響（1樁柱的遮蔽效應(yīng)：圖樁柱的遮蔽效應(yīng)：圖2-10（2立管的遮蔽效應(yīng)：圖立管的遮蔽效應(yīng)：圖2-112 部分堵塞部分堵塞部分堵塞多發(fā)生在導(dǎo)管架內(nèi)部構(gòu)件密集處，總部

24、分堵塞多發(fā)生在導(dǎo)管架內(nèi)部構(gòu)件密集處，總冰壓力為堵塞區(qū)冰壓力與所有腿柱上的冰壓冰壓力為堵塞區(qū)冰壓力與所有腿柱上的冰壓力之和。力之和。3 全部堵塞全部堵塞一般不考慮全部堵塞的情況一般不考慮全部堵塞的情況第七節(jié) 地震荷載一、概述一、概述海底也會(huì)發(fā)生地震。我國(guó)渤海、黃海以及東南沿海底也會(huì)發(fā)生地震。我國(guó)渤海、黃海以及東南沿海地區(qū)都屬于地震帶。海地區(qū)都屬于地震帶。二、近海平臺(tái)抗震驗(yàn)算的原則和要求二、近海平臺(tái)抗震驗(yàn)算的原則和要求三、地震慣性力計(jì)算三、地震慣性力計(jì)算1 地震荷載地震荷載地震過(guò)程中，振動(dòng)的建筑物產(chǎn)生慣性力，主要包地震過(guò)程中，振動(dòng)的建筑物產(chǎn)生慣性力，主要包括地震慣性力、地震動(dòng)水壓力和地震動(dòng)土壓力，

25、括地震慣性力、地震動(dòng)水壓力和地震動(dòng)土壓力，這三種力稱為地震荷載。這三種力稱為地震荷載。近海平臺(tái)所受的地震荷載主要為地震慣性力和動(dòng)近海平臺(tái)所受的地震荷載主要為地震慣性力和動(dòng)水壓力。水壓力。地震慣性力的計(jì)算可根據(jù)平臺(tái)的質(zhì)量分布，按單地震慣性力的計(jì)算可根據(jù)平臺(tái)的質(zhì)量分布，按單質(zhì)點(diǎn)體系或多質(zhì)點(diǎn)體系進(jìn)行計(jì)算。質(zhì)點(diǎn)體系或多質(zhì)點(diǎn)體系進(jìn)行計(jì)算。2 單質(zhì)點(diǎn)體系水平地震慣性力單質(zhì)點(diǎn)體系水平地震慣性力地震慣性力計(jì)算通常采用地震響應(yīng)譜法。地震慣性力計(jì)算通常采用地震響應(yīng)譜法。地震響應(yīng)譜是單質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)在地震時(shí)對(duì)實(shí)際地面運(yùn)地震響應(yīng)譜是單質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)在地震時(shí)對(duì)實(shí)際地面運(yùn)動(dòng)引起的最大加速度與該系統(tǒng)的阻尼比和自振動(dòng)引起的最大加速度與該系統(tǒng)的阻尼比