浮式基礎(chǔ)回復(fù)剛度的定性分析

1、浮式基礎(chǔ)回復(fù)剛度的定性分析（2015.8.8）浮式結(jié)構(gòu)物在波浪作用下產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)偏離平衡位置而受到的靜回復(fù)力和力矩，其表達(dá)式為回復(fù)力系數(shù)。式中 Kkj關(guān)于x-z對(duì)稱的浮式結(jié)構(gòu)物，F(xiàn) 回復(fù)力系數(shù)。式中 Kkj關(guān)于x-z對(duì)稱的浮式結(jié)構(gòu)物，F(xiàn) =-K xkkj j(1-1)0000000000 -p g jj xds00P gA0WPA000 -p g jj xdsp gVGMWP000T0p gVGML00AW000其回復(fù)剛度為:（1-2）式中awp水線面面積（m2）；V 排開水體積（m3）；GMt橫穩(wěn)性高（m）；GMl縱穩(wěn)性高（m）。需要說明的是，浮式基礎(chǔ)具有六個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)，其中在垂蕩、橫搖、縱搖三

2、個(gè)垂直面自 由度上具有回復(fù)力，這三個(gè)自由度上的位移對(duì)浮式基礎(chǔ)在靜水中的平衡具有重要意義，通常 用這三個(gè)自由度上的位移來表示浮式基礎(chǔ)的浮態(tài)。下面對(duì)K33、K44、k55進(jìn)行定性分析：（1）K33 :由式（1-2）可以得到K33的計(jì)算公式為（1-3）K =P gA（1-3）33WP從式（1-3）可以看出，K33只和水的密度、重力加速度和水線面面積有關(guān)。當(dāng)水面條 件一定時(shí)，在基礎(chǔ)的形狀尺寸、吃水深度確定以后，無論以哪個(gè)角度擺放基礎(chǔ)，水線面面積 均一定，所以K33只和基礎(chǔ)形狀尺寸、吃水深度、水的密度以及重力加速度有關(guān)。（2）K44 :由式（1-2）可以得到K44的計(jì)算公式為K44 = p gVGMT（

3、1-4）從式（1-4）可以看出，K44只和水的密度、重力加速度、排開水體積以及橫穩(wěn)性高度有關(guān)。 同樣地，當(dāng)水面條件一定時(shí)，在基礎(chǔ)的形狀尺寸、吃水深度確定以后，無論以哪個(gè)角度擺放 基礎(chǔ)，排開水的體積均不變，所以K 44只和基礎(chǔ)形狀尺寸、吃水深度、水的密度、重力加速 度有關(guān)以及橫穩(wěn)性高有關(guān)。其次，穩(wěn)性高度GM可以用下式計(jì)算：GMT = Zb + BM - ZG（1-5）式中zB浮心高度（m），即被排開水的重心高度；BM T橫穩(wěn)心半徑（m）；ZG重心高度（m）；其中，當(dāng)浮式基礎(chǔ)傾角4為小傾角情況時(shí)（4=10。15。），穩(wěn)心半徑BM可用下式計(jì)算:（1-6）BM = -T（1-6）V式中。水線面橫向慣性矩（m）；V排開水的體積（m3）；將式（1-5）、（1-6）一起代入到（1-4）可以得到：K 44 = p gV zB + V - ZG（1-7）所以K44水的密度P、重力加速度g、排水體積V、浮心高度Zb、橫向水線面慣性矩IT以及重心高度zg有關(guān)。其中，當(dāng)水面條件一定時(shí)，有如下結(jié)論：排水體積V和浮心高度ZB只和基礎(chǔ)的形狀尺寸、吃水深度有關(guān)；橫向水線面慣性矩I是水線面的截面特性，只和基礎(chǔ)的形狀尺寸、吃水深度以及擺T放角度有關(guān)。綜上說述，當(dāng)水面條件一定時(shí)，K44只和水的密度、重力加速度、基礎(chǔ)的形狀尺寸、吃 水深度、擺放角度以及重心高度有關(guān)，和其他因素?zé)o關(guān)。（3）K55 :同理可