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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)生運動偏離平衡位置而受到的靜回復(fù)力和力矩,其表達式為回復(fù)力系數(shù)。式中 Kkj關(guān)于x-z對稱的浮式結(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)具有六個自由度運動,其中在垂蕩、橫搖、縱搖三
2、個垂直面自 由度上具有回復(fù)力,這三個自由度上的位移對浮式基礎(chǔ)在靜水中的平衡具有重要意義,通常 用這三個自由度上的位移來表示浮式基礎(chǔ)的浮態(tài)。下面對K33、K44、k55進行定性分析:(1)K33 :由式(1-2)可以得到K33的計算公式為(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)。當水面條 件一定時,在基礎(chǔ)的形狀尺寸、吃水深度確定以后,無論以哪個角度擺放基礎(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,當水面條件一定時,在基礎(chǔ)的形狀尺寸、吃水深度確定以后,無論以哪個角度擺放 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,當浮式基礎(chǔ)傾角4為小傾角情況時(4=10。15。),穩(wěn)心半徑BM可用下式計算:(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,當水面條件一定時,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,當水面條件一定時,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
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