深海平臺(tái)穩(wěn)性校核書

1、第 19 頁(yè)目錄1. 主要參數(shù) .22. 定義 .23. 計(jì)算依據(jù) .24. 主要使用說(shuō)明 .25. 重量重心估算 .36. 風(fēng)傾力矩計(jì)算. 67. 進(jìn)水點(diǎn)以及進(jìn)水角 .98. 基本載況穩(wěn)性總結(jié)表 .99. 靜水力表.10 10. 復(fù)原力矩計(jì)算 .10 11. 穩(wěn)性校核.11 12. 橫搖周期和橫搖角 .15 1.主要參數(shù)設(shè)計(jì)最大吃水 .11.32 m最大排水量 .198

2、60; t整體抗風(fēng)能力 .14 級(jí)六邊形邊長(zhǎng).9 m2.定義1、單位定義 長(zhǎng)度單位：米m 重量單位：噸t 角度單位：度deg2、坐標(biāo)軸定義X軸：向右為正；Y軸：向首為正；Z軸：向上為正；縱傾：向Y方向的傾斜；橫傾：向X方向的傾斜； 本計(jì)算書中的坐標(biāo)定義見(jiàn)上圖。以最底層垂蕩板底面為基平面，以圖中的Y軸為KL線。3.計(jì)算依據(jù)：本平臺(tái)由潛入水中的浮筒、立柱下部、兩層垂蕩板以及撐桿提供浮力，立柱上部露出水面， 為半潛狀態(tài)。計(jì)算書參照中國(guó)船級(jí)社海上移動(dòng)平臺(tái)入級(jí)規(guī)范（2016）中對(duì)柱穩(wěn)式平臺(tái)的相關(guān) 要求對(duì)本平臺(tái)的穩(wěn)性進(jìn)行校核。本計(jì)算書中的坐標(biāo)系定義見(jiàn)上圖。本平臺(tái)結(jié)構(gòu)幾乎對(duì)稱，結(jié)構(gòu)剖面關(guān)于X軸的慣

3、性矩比Y軸略大，X方向受風(fēng)面積大。因此，Y軸方向的穩(wěn)性較好?；谝陨辖Y(jié)論，本計(jì)算書對(duì)X軸方向的穩(wěn)性進(jìn)行校核。4.主要使用說(shuō)明1) 本計(jì)算書對(duì)本平臺(tái)的作業(yè)工況及空載載況（吃水11.32m及10.42m）的穩(wěn)性進(jìn)行校核， 實(shí)際運(yùn)營(yíng)時(shí)出現(xiàn)吃水超出此作業(yè)工況，則應(yīng)重新核算穩(wěn)性，確保運(yùn)營(yíng)中的安全。 5.重量重心估算 5.1結(jié)構(gòu)重量： 序號(hào)項(xiàng)目重量（t）高度（m）垂向矩（t*m）1.00 6根立柱9.11 9.11 82.99 2.00 12個(gè)浮筒30.67 9.92 304.25 3.00 12根豎直撐桿7.09 2.05 14.53 4.00 12根斜撐桿7.19 5.70 40.98 5.

4、00 基平面垂蕩板50.00 0.03 1.25 6.00 4m高處垂蕩板20.00 4.05 81.00 7.00 甲板20.00 14.06 281.20 8.00 甲板室10.00 15.25 152.50 9.00 登乘平臺(tái)1.50 12.50 18.75 10.00 合計(jì)155.56 6.28 977.46 5.2平臺(tái)重量：序號(hào)項(xiàng)目重量（t）高度（m）垂向矩（t*m）1.00 平臺(tái)重量163.06 6.67 1087.61 2.00 備品0.50 14.50 7.25 3.00 人員0.70 14.85 10.40 4.00 飼料15.00 14.50 217.50 5.00 合計(jì)1

5、79.26 7.38 1322.76 5.3作業(yè)工況(滿載)重量：序號(hào)項(xiàng)目重量（t）高度（m）垂向矩（t*m）1.00 平臺(tái)重量163.06 6.67 1087.61 2.00 備品0.50 14.50 7.25 3.00 人員0.70 14.85 10.40 4.00 飼料15.00 14.50 217.50 5.00 合計(jì)179.26 7.38 1322.76 5.4 作業(yè)工況(空載)重量：序號(hào)項(xiàng)目重量（t）高度（m）垂向矩（t*m）1.00 平臺(tái)重量163.06 6.67 1087.61 2.00 備品0.05 14.50 0.58 3.00 人員0.70 14.85 10.4

6、0 4.00 飼料1.00 14.20 14.20 5.00 合計(jì)164.81 6.75 1112.79 6.風(fēng)傾力矩計(jì)算6.1 風(fēng)力根據(jù)海上移動(dòng)平臺(tái)入級(jí)規(guī)范（以下簡(jiǎn)稱規(guī)范）第2篇第2.2.2.1節(jié)，作用于構(gòu)件上的風(fēng)力按下式計(jì)算：F=Ch CS SPKN式中：P風(fēng)壓，kPa;S平臺(tái)在正浮或傾斜狀態(tài)時(shí)，受風(fēng)構(gòu)件的正投影面積，m2 hCh 受風(fēng)構(gòu)件的高度系數(shù)，其值可根據(jù)構(gòu)件高度由表2.2.2.1（a）選取，本平臺(tái)構(gòu)件在海平面以上高度小于15.3m，Ch  取1；CS 受風(fēng)構(gòu)件的形狀系數(shù)，其值可根據(jù)構(gòu)件形狀由表2.2.2

7、.1（b）選取，查該表后得本平臺(tái)各構(gòu)件的形狀系數(shù)取值如下：立柱主甲板下表面甲板室桅桿欄桿梯架主甲板端部板登乘平臺(tái)0.40 1.00 0.40 0.40 1.30 1.30 1.30 6.2 計(jì)算風(fēng)壓根據(jù)第2篇規(guī)范第2.2.1.2節(jié)，風(fēng)壓按下式計(jì)算：P=0.613×10-3V2 kPaV為設(shè)計(jì)風(fēng)速，本平臺(tái)穩(wěn)性校核的設(shè)計(jì)風(fēng)速為51.5m/s;帶入風(fēng)速值得：P=1.63 kPa6.3 受風(fēng)構(gòu)件的正投影面積對(duì)任意一個(gè)橫傾角，垂向受風(fēng)構(gòu)件的正投影面積為其側(cè)投影面積乘以該傾角的余弦值，甲板下表面的受風(fēng)正投影面積為甲板面積乘以該傾角的正弦值。任意橫傾角條件下受風(fēng)構(gòu)件的

8、正投影面積S：（滿載） 構(gòu)件 橫傾角立柱主甲板下表面甲板室主甲板端部板桅桿欄桿梯架登乘平臺(tái)0°60.62 0.00 20.70 11.50 2.00 3.08 4.60 6.00 10°59.70 45.11 20.39 11.33 1.97 3.03 4.53 5.91 20°56.96 88.86 19.45 10.81 1.88 2.89 4.32 5.64 30°52.50 129.91 17.93 9.96 1.73 2.67 3.98 5.20 40°46.44 167.00 15.86 8.81 1.53 2.36 3.52 4.

9、60 50°38.97 199.02 13.31 7.39 1.29 1.98 2.96 3.86 55°34.80 212.16 11.88 6.60 1.15 1.77 2.64 3.44 對(duì)任意一個(gè)橫傾角，受風(fēng)構(gòu)件的正投影面積形心距水面高度為正浮時(shí)的面積形心高度乘以該傾角的余弦值。 任意橫傾角時(shí)受風(fēng)構(gòu)件的正投影面積形心距水面高度h：（滿載） 構(gòu)件 橫傾角立柱主甲板下表面甲板室主甲板端部板桅桿欄桿梯架登乘平臺(tái)0°1.34 2.68 3.93 1.24 6.89 3.09 1.20 1.20 10°1.32 2.64 3.87 1.22 6.79 3.

10、04 1.18 1.18 20°1.26 2.52 3.69 1.17 6.47 2.90 1.13 1.13 30°1.16 2.32 3.40 1.07 5.97 2.68 1.04 1.04 40°1.03 2.05 3.01 0.95 5.28 2.37 0.92 0.92 50°0.86 1.72 2.52 0.80 4.43 1.99 0.77 0.77 55°0.77 1.54 2.26 0.71 3.95 1.77 0.69 0.69 6.5 風(fēng)傾力矩計(jì)算根據(jù)規(guī)范第3篇第2.2.1.4節(jié)，風(fēng)傾力矩M 按下式計(jì)

11、算：Mq =FZkN*m式中：F計(jì)算風(fēng)力，kN;Z計(jì)算風(fēng)力作用力臂,對(duì)每個(gè)構(gòu)件該力臂值為4.4節(jié)中計(jì)算的高度h  6.5.1 橫傾0°時(shí)的風(fēng)傾力矩計(jì)算（以下均是滿載載況） 構(gòu)件 參數(shù)立柱主甲板下表面甲板室主甲板端部板桅桿欄桿梯架登乘平臺(tái)Ch1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 Cs0.40 1.00 0.40 1.00 1.30 1.30 1.30 1.00 S (m 2)60.62 0.00 20.70 11.50 2.00 3.08 4.60 6.00 P(kPa)1.63 1.63 1.

12、63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 F= ChCsSP(KN)39.52 0.00 13.50 18.75 4.24 6.53 9.75 9.78 h(m)1.34 2.68 3.93 1.24 6.89 3.09 1.20 1.20 Mq=Fh(kN*m)52.96 0.00 53.04 23.24 29.20 20.17 11.70 11.74 Mq合計(jì)202.05 6.5.2 橫傾10°時(shí)的風(fēng)傾力矩計(jì)算 構(gòu)件 參數(shù)立柱主甲板下表面甲板室主甲板端部板桅桿欄桿梯架登乘平臺(tái)Ch1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00

13、 1.00 Cs0.40 1.00 0.40 1.00 1.30 1.30 1.30 1.00 S (m 2)59.70 45.11 20.39 11.33 1.97 3.03 4.53 5.91 P(kPa)1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 F= ChCsSP(KN)38.92 73.53 13.29 18.47 4.17 6.42 9.60 9.63 h(m)1.32 2.64 3.87 1.22 6.79 3.04 1.18 1.18 Mq=Fh(kN*m)51.38 194.12 51.45 22.53 28.

14、34 19.52 11.33 11.37 Mq合計(jì)390.03 6.5.3 橫傾20°時(shí)的風(fēng)傾力矩計(jì)算 構(gòu)件 參數(shù)立柱主甲板下表面甲板室主甲板端部板桅桿欄桿梯架登乘平臺(tái)Ch1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 Cs0.40 1.00 0.40 1.00 1.30 1.30 1.30 1.00 S (m 2)56.96 88.86 19.45 10.81 1.88 2.89 4.32 5.64 P(kPa)1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 F= ChCsSP(

15、KN)37.14 144.84 12.68 17.62 3.98 6.12 9.15 9.19 h(m)1.26 2.52 3.69 1.17 6.47 2.90 1.13 1.13 Mq=Fh(kN*m)46.80 365.00 46.79 20.62 25.77 17.76 10.34 10.39 Mq合計(jì)543.48 6.5.4 橫傾30°時(shí)的風(fēng)傾力矩計(jì)算 構(gòu)件 參數(shù)立柱主甲板下表面甲板室主甲板端部板桅桿欄桿梯架登乘平臺(tái)Ch1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 Cs0.40 1.00 0.40 1.00 1.30 1.30 1

16、.30 1.00 S (m 2)52.50 129.91 17.93 9.96 1.73 2.67 3.98 5.20 P(kPa)1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 F= ChCsSP(KN)34.23 211.75 11.69 16.23 3.67 5.66 8.43 8.48 h(m)1.16 2.32 3.40 1.07 5.97 2.68 1.04 1.04 Mq=Fh(kN*m)39.71 491.27 39.75 17.37 21.89 15.16 8.77 8.82 Mq合計(jì)642.73 6.5.5

17、60;橫傾40°時(shí)的風(fēng)傾力矩計(jì)算 構(gòu)件 參數(shù)立柱主甲板下表面甲板室主甲板端部板桅桿欄桿梯架登乘平臺(tái)Ch1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 Cs0.40 1.00 0.40 1.00 1.30 1.30 1.30 1.00 S (m 2)46.44 167.00 15.86 8.81 1.53 2.36 3.52 4.60 P(kPa)1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 F= ChCsSP(KN)30.28 272.21 10.34 14.36 3.24 5.00 7.

18、46 7.50 h(m)1.03 2.05 3.01 0.95 5.28 2.37 0.92 0.92 Mq=Fh(kN*m)31.04 558.03 31.13 13.64 17.12 11.85 6.86 6.90 Mq合計(jì)676.56 6.5.6 橫傾50°時(shí)的風(fēng)傾力矩計(jì)算 構(gòu)件 參數(shù)立柱主甲板下表面甲板室主甲板端部板桅桿欄桿梯架登乘平臺(tái)Ch1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 Cs0.40 1.00 0.40 1.00 1.30 1.30 1.30 1.00 S (m 2)38.97 199.02 13.

19、31 7.39 1.29 1.98 2.96 3.86 P(kPa)1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 F= ChCsSP(KN)25.41 324.40 8.68 12.05 2.73 4.20 6.27 6.29 h(m)0.86 1.72 2.52 0.80 4.43 1.99 0.77 0.77 Mq=Fh(kN*m)21.85 557.97 21.87 9.64 12.11 8.35 4.83 4.84 Mq合計(jì)641.46 6.5.7 橫傾55°時(shí)的風(fēng)傾力矩計(jì)算 構(gòu)件 參數(shù)立柱主甲板下表面甲板室主甲板端部板桅

20、桿欄桿梯架登乘平臺(tái)Ch1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 Cs0.40 1.00 0.40 1.00 1.30 1.30 1.30 1.00 S (m 2)34.80 212.16 11.88 6.60 1.15 1.77 2.64 3.44 P(kPa)1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 F= ChCsSP(KN)22.69 345.82 7.75 10.76 2.43 3.75 5.60 5.61 h(m)0.77 1.54 2.26 0.71 3.95 1.77 0.69

21、 0.69 Mq=Fh(kN*m)17.45 531.98 17.48 7.66 9.62 6.64 3.85 3.87 Mq合計(jì)598.55 6.6空載時(shí)的風(fēng)傾力矩計(jì)算與上述計(jì)算方法類似，這里不再累贅，以下直接給出計(jì)算結(jié)果：橫傾角0°10°20°30°40°50°55°風(fēng)傾力矩Mq(kN*m)299.87 550.42 753.09 881.30 921.81 870.12 808.80 7.進(jìn)水點(diǎn)以及進(jìn)水角本平臺(tái)沒(méi)有完整穩(wěn)性校核中會(huì)導(dǎo)致計(jì)入浮力的艙室進(jìn)水的進(jìn)水點(diǎn)。本計(jì)算書中校核的橫傾角范圍為0°至55°

22、;。 8. 基本載況穩(wěn)性總結(jié)表：序號(hào)項(xiàng)目單位規(guī)范要求值作業(yè)工況（滿載）作業(yè)工況（空載）1.00 排水量t179.26 164.81 2.00 重心離基線高度 KGm7.38 6.75 3.00 平均吃水 dm11.32 10.42 4.00 經(jīng)自由液面修正后的初穩(wěn)性高度m0.15 2.08 12.14 5.00 復(fù)原力矩曲線下的面積超出鳳傾力矩的面積 m20.30 168% 217%9.靜水力表 縱傾0°，橫傾0°吃水（m）10.40 10.50 10.60 10.70 10.80 排水量（t）163.76 168.96 173.07 174.

23、99 175.68 濕表面積（m2）1057.49 1071.39 1089.56 1118.51 1120.77 水線面面積（m2）54.56 46.32 32.64 6.74 6.74 浮心距基線高度（m）7.63 7.72 7.79 7.82 7.83 橫穩(wěn)心距基線高度KMt（m）19.24 17.31 14.46 9.42 9.43 吃水（m）10.90 11.00 11.10 11.20 11.30 11.40 排水量（t）176.37 177.07 177.76 178.45 179.14 179.83 濕表面積（m2）1123.03 1125.29 1127.55 1129.81

24、 1132.06 1134.32 水線面面積（m2）6.74 6.74 6.74 6.74 6.74 6.74 浮心距基線高度（m）7.84 7.85 7.87 7.88 7.89 7.91 橫穩(wěn)心距基線高度KMt（m）9.43 9.44 9.44 9.45 9.46 9.47 10.復(fù)原力矩計(jì)算10.1 作業(yè)工況(滿載)復(fù)原力矩計(jì)算排水量：179.26t吃水 D：11.32m重心高 KG ：7.38m橫傾角（°）0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 復(fù)原力矩（kN*m）Mf=9.81*GZ0.00 3

25、26.56 838.82 1320.84 1603.26 1678.17 1740.78 橫傾角（°）35.00 40.00 45.00 50.00 55.00 復(fù)原力矩（kN*m）Mf=9.81*GZ1799.30 1853.50 1903.97 1950.57 1992.60 10.2 作業(yè)工況(空載)復(fù)原力矩計(jì)算排水量：164.8t吃水 D：10.42m重心高 KG ：6.75m橫傾角（°）0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 復(fù)原力矩（kN*m）Mf=9.81*GZ0.00 1015.67 1613.07 2151.46 2506.50 2781.36 2885.48 橫傾角（°）3540455055復(fù)原力矩（kN*m）Mf=9.81*GZ2967.613025.333055.893060.413042.47 11.穩(wěn)性校核 11.1 作業(yè)工況(滿載) 根據(jù)規(guī)范第3篇第2.3.1.1節(jié),對(duì)柱穩(wěn)式平臺(tái)，典型完整狀態(tài)靜水力圖2.2.1.1中至第2交點(diǎn)或進(jìn)水角處的復(fù)原力矩曲線下的面積中的較小者，至少應(yīng)比至同一限定角