整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算書

圖紙履歷PLANHISTORY

日期版本說明設(shè)繪審查審定

DATEREV.NODESCRIPTIONDWNCHKDAPPD

Dalian,China基本設(shè)計

Tel型水上浮倉樂園

BASICDESIGN

Fax容自升式住宿平臺

E-mail：kfs@DSAR3001-010-013

文件號版本重量比例

0

FILEREV.MASSSCALE

繪圖Drawn共212頁第1頁

設(shè)計Designed整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算書TOTALSHEETSSHEET

校對Checked大連船舶設(shè)右卜研究所

標(biāo)檢CheckedDALIANSHIPDESIGN&RESEARCHINST.

審核Approved大連市西崗區(qū)沿海街1號

審定ApprovedNO.lYANHAIST.DALIAN116024

大連船舶設(shè)計研究所DSAR3OO1-O1O-O13

目錄

1概述.................................................................03

2分析方法.............................................................03

3分析工況.............................................................03

4分析載荷.............................................................03

5許用應(yīng)力.............................................................04

6基本數(shù)據(jù).............................................................05

7分析模型.............................................................05

8分析結(jié)果.............................................................06

9結(jié)論..................................................................13

附錄A：分析模型圖......................................................14

附錄B：應(yīng)力與位移云圖.................................................24

整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算書第2頁共212頁

大連船舶設(shè)計研究所DSAR3OO1-O1O-O13

1概述

根據(jù)中國船級社（CCS）《海上移動平臺入級與建造規(guī)范》（2005）（簡稱《規(guī)范》）

中有關(guān)章節(jié)規(guī)定對平臺整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行校核。

本平臺系大型水上自升式住宿平臺，工作位置在南海近海水域，工作水深10m。

2分析方法

平臺整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析采用有限單元分析方法（FEM）,分析程序是ANSYS。

3分析工況

根據(jù)《規(guī)范》規(guī)定，分析工況包括：

工況1：作業(yè)工況，橫向載荷

工況2：作業(yè)工況，縱向載荷

工況3：作業(yè)工況，斜向載荷

工況4：自存工況，橫向載荷

工況5：自存工況，縱向載荷

工況6：自存工況，斜向載荷

工況7：預(yù)壓工況

4分析載荷

作用于平臺的載荷包括：

（1）風(fēng)載荷，見《風(fēng)載荷計算書》；

（2）波流載荷，見《波流載荷計算書》；

（3）結(jié)構(gòu)自重載荷；

（4）甲板載荷；

（5）預(yù)壓載荷。

整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算書第3頁共212頁

大連船舶設(shè)計研究所DSAR3OO1-O1O-O13

對于工況1至工況6,分析載荷包括風(fēng)載荷、波流載荷和結(jié)構(gòu)自重載荷7200t；甲板載荷

2300t；

對于工況7,分析載荷包括結(jié)構(gòu)自重載荷7200t；預(yù)壓載荷2876t。

5許用應(yīng)力

平臺主體框架的結(jié)構(gòu)構(gòu)件許用應(yīng)力匕]按下式計算:

fcr]=as/S

式中：

%.一鋼材屈服強(qiáng)度，MPa；

S—安全系數(shù)，按表5T選取。

表5-1安全系數(shù)

靜載工況組合工況

軸向或彎曲應(yīng)力1.671.25

剪切應(yīng)力2.501.88

相當(dāng)應(yīng)力1.431.11

表5-2許用應(yīng)力

靜載工況組合工況

屈服強(qiáng)度(MPa)許用應(yīng)力(MPa)屈服強(qiáng)度(MPa)許用應(yīng)力(MPa)

235140235188

軸向或彎曲應(yīng)力315188315252

355212355284

23594235125

剪切應(yīng)力315126315167

355142355188

235164235213

相當(dāng)應(yīng)力315220315286

355248355322

整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算書第4頁共212頁

大連船舶設(shè)計研究所DSAR3OO1-O1O-O13

6基本數(shù)據(jù)

用于建立平臺整體結(jié)構(gòu)分析模型的數(shù)據(jù)包括：

(1)總布置圖(DSAR-3001-010-002)

(2)主要橫剖面圖(DSAR-3001-010-057)

(3)基本結(jié)構(gòu)圖(DSAR-3001-010-058)

(4)外板展開圖(DSAR-3001-010-059)

(5)橫艙壁圖(DSAR-3001-010-061)

(6)一甲板及其下圍壁結(jié)構(gòu)圖(DSAR-3001-010-064T)

(7)樁腿圍井結(jié)構(gòu)圖(DSAR-3001-010T48)

(8)水上浮艙樂園樁腿部件圖(FC-5-1)

(9)水上浮艙樂園支柱樁靴部件圖(FC-3)

7分析模型

平臺整體結(jié)構(gòu)分析模型見附錄A,模型中包括平臺的所有結(jié)構(gòu)構(gòu)件。其中平臺的甲板

板、艙壁板和主要橫梁等結(jié)構(gòu)模擬成殼單元(Shell63),其他橫梁結(jié)構(gòu)用梁單元(Beaml88)

模擬，部分構(gòu)件的面板和加強(qiáng)筋等結(jié)構(gòu)用桿單元(Line8)模擬，樁腿結(jié)構(gòu)用管單元(Pipel6)

模擬。Shell63單元、Beaml88單元、Link8單元和Pipel6單元具有拉壓、扭轉(zhuǎn)和彎曲能

力，單元具有6個自由度，分別是沿x、y、z方向的線位移和繞x、y、z軸的轉(zhuǎn)角。

模型采用直角坐標(biāo)系統(tǒng)，其中：

X軸縱向，指向船腦為正。

Y軸橫向，指向右舷為正。

Z軸垂向，向上為正。

平臺及樁腿結(jié)構(gòu)的材料特性為：

密度=7800依/〃/

彈性模量=2.11X10"^//M2

泊松比=0.3

屈服極限=355MPa/315MPa/235MPa

整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算書第5頁共212頁

大連船舶設(shè)計研究所DSAR3OO1-O1O-O13

樁腿與平臺主體結(jié)構(gòu)采用主從節(jié)點形式連接，平臺主體的載荷（包括風(fēng)載荷、結(jié)構(gòu)自

重載荷和甲板載荷等）通過主從節(jié)點傳遞給樁腿結(jié)構(gòu)。

在樁腿上施加波流載荷和風(fēng)載荷

在樁腿入泥處（模型的底部）加邊界條件，見圖7-1。

8分析結(jié)果

根據(jù)上述分析模型完成平臺整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析，其結(jié)果匯總于表8T中，應(yīng)力和位移

云圖參見附錄B。

表中符號說明如下：

SEQV—等效應(yīng)力

SX—X方向應(yīng)力

SY—丫方向應(yīng)力

SZ—Z方向應(yīng)力

SXY—XY面內(nèi)剪應(yīng)力

SYZ—YZ面內(nèi)剪應(yīng)力

SZX—ZX面內(nèi)剪應(yīng)力

整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算書第6頁共212頁

大連船舶設(shè)計研究所DSAR3OO1-O1O-O13

SDIR一軸向應(yīng)力

SBZT—彎曲應(yīng)力

SBZB—彎曲應(yīng)力

USUM—合位移

表8-1計算結(jié)果匯總（作業(yè)工況，橫向載荷）

應(yīng)力(MPa)USUM

構(gòu)件

SEQVSXSYSZSXYSYZSZX(mm)

平臺整體46.0

主甲板137487864

內(nèi)底板2610287

外底板74584541

中縱艙壁40132621

7000mm縱艙壁82136240

舷側(cè)板58342932

橫艙壁2481113

橫框架1999889110

應(yīng)力(MPa)

構(gòu)件

SDIRSBZTSBZB

甲板縱骨136155155

內(nèi)底縱骨19168

外底縱骨505328

中縱艙壁加強(qiáng)筋23127

7000縱艙壁縱骨251616

舷側(cè)縱骨411211

艙壁加強(qiáng)筋17219

整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算書第7頁共212頁

大連船舶設(shè)計研究所DSAR3OO1-O1O-O13

表8-2計算結(jié)果匯總（作業(yè)工況，縱向載荷）

應(yīng)力(MPa)USUM

構(gòu)件

SEQVSXSYSZSXYSYZSZX(mm)

平臺整體33.8

主甲板130517556

內(nèi)底板2510277

外底板69543938

中縱艙壁42142522

7000mm縱艙壁73296436

舷側(cè)板57313131

橫艙壁2181012

橫框架20410495108

應(yīng)力(MPa)

構(gòu)件

SDIRSBZTSBZB

甲板縱骨131152152

內(nèi)底縱骨17158

外底縱骨464927

中縱艙壁加強(qiáng)筋21147

7000縱艙壁加強(qiáng)筋211414

舷側(cè)縱骨371211

艙壁加強(qiáng)筋17209

整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算書第8頁共212頁

大連船舶設(shè)計研究所DSAR3OO1-O1O-O13

表8-3計算結(jié)果匯總（作業(yè)工況，斜向載荷）

應(yīng)力(MPa)USUM

構(gòu)件

SEQVSXSYSZSXYSYZSZX(mm)

平臺整體42.3

主甲板135517863

內(nèi)底板2610287

外底板73574340

中縱艙壁41132621

7000mm縱艙壁81336239

舷側(cè)板58333032

橫艙壁2381113

橫框架1969789108

應(yīng)力(MPa)

構(gòu)件

SDIRSBZTSBZB

甲板縱骨133153153

內(nèi)底縱骨18168

外底縱骨495328

中縱艙壁加強(qiáng)筋22137

7000縱艙壁加強(qiáng)筋241515

舷側(cè)縱骨401211

艙壁加強(qiáng)筋172110

整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算書第9頁共212頁

大連船舶設(shè)計研究所DSAR3OO1-O1O-O13

表8-4計算結(jié)果匯總（自存工況，橫向載荷）

應(yīng)力(MPa)USUM

構(gòu)件

SEQVSXSYSZSXYSYZSZX(mm)

平臺整體59.9

主甲板143518671

內(nèi)底板2611288

外底板78604743

中縱艙壁40131621

7000mm縱艙壁88366442

舷側(cè)板60363133

橫艙壁2681214

橫框架21210392116

應(yīng)力(MPa)

構(gòu)件

SDIRSBZTSBZB

甲板縱骨135154154

內(nèi)底縱骨19178

外底縱骨525429

中縱艙壁加強(qiáng)筋24127

7000縱艙壁加強(qiáng)筋261616

舷側(cè)縱骨431311

艙壁加強(qiáng)筋182310

整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算書第10頁共212頁

大連船舶設(shè)計研究所DSAR3OO1-O1O-O13

表8-5計算結(jié)果匯總（自存工況，縱向載荷）

應(yīng)力(MPa)USUM

構(gòu)件

SEQVSXSYSZSXYSYZSZX(mm)

平臺整體36.6

主甲板133537558

內(nèi)底板259277

外底板69543838

中縱艙壁43142622

7000mm縱艙壁73296435

舷側(cè)板57313131

橫艙壁2181012

橫框架20310495107

應(yīng)力(MPa)

構(gòu)件

SDIRSBZTSBZB

甲板縱骨132150150

內(nèi)底縱骨17157

外底縱骨465027

中縱艙壁加強(qiáng)筋21147

7000縱艙壁加強(qiáng)筋211414

舷側(cè)縱骨371111

艙壁加強(qiáng)筋17219

整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算書第11頁共212頁

大連船舶設(shè)計研究所DSAR3OO1-O1O-O13

表8-6計算結(jié)果匯總（自存工況，斜向載荷）

應(yīng)力(MPa)USUM

構(gòu)件

SEQVSXSYSZSXYSYZSZX(mm)

平臺整體54.6

主甲板142558470

內(nèi)底板2611287

外底板76594642

中縱艙壁41132521

7000mm縱艙壁86356241

舷側(cè)板60353033

橫艙壁2581114

橫框架20810491114

應(yīng)力(MPa)

構(gòu)件

SDIRSBZTSBZB

甲板縱骨130151151

內(nèi)底縱骨19178

外底縱骨515530

中縱艙壁加強(qiáng)筋24127

7000縱艙壁加強(qiáng)筋251616

舷側(cè)縱骨421211

艙壁加強(qiáng)筋192310

整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算書第12頁共212頁

大連船舶設(shè)計研究所DSAR3OO1-O1O-O13

表8-7計算結(jié)果匯總（預(yù)壓工況）

應(yīng)力(MPa)USUM

構(gòu)件

SEQVSXSYSZSXYSYZSZX(mm)

平臺整體35.5

主甲板111547850

內(nèi)底板2882512

外底板59503532

中縱艙壁92207449

7000mm縱艙壁105455858

舷側(cè)板48273327

橫艙壁1810710

橫框架231129113131

應(yīng)力(MPa)

構(gòu)件

SDIRSBZTSBZB

甲板縱骨160182182

內(nèi)底縱骨21157

外底縱骨10214629

中縱艙壁加強(qiáng)筋563221

7000mm縱艙壁縱骨251313

舷側(cè)縱骨332111

艙壁加強(qiáng)筋202411

9結(jié)論

根據(jù)前述分析結(jié)果可見，平臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，滿足規(guī)范對平臺的強(qiáng)度和剛度要求,

在計算工況下，其應(yīng)力水平小于許用應(yīng)力。

整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算書第13頁共212頁

大連船舶設(shè)計研究所DSAR3OO1-O1O-O13

附錄A：~~分析模型圖

圖AT分析模型圖

圖A-2分析模型圖

整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算書第14頁共212頁

大連船舶設(shè)計研究所DSAR3OO1-O1O-O13

圖A-4分析模型圖

整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算書第15頁共212頁

大連船舶設(shè)計研究所DSAR3OO1-O1O-O13

圖A-6分析模型圖

整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算書第16頁共212頁

大連船舶設(shè)計研究所DSAR3OO1-O1O-O13

圖A-7分析模型圖

整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算書第17頁共212頁

大連船舶設(shè)計研究所DSAR3OO1-O1O-O13

AREAS

TYPENUM

圖A-9分析模型圖

圖ATO分析模型圖

整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算書第18頁共212頁

大連船舶設(shè)計研究所DSAR3OO1-O1O-O13

整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算書第19頁共212頁

大連船舶設(shè)計研究所DSAR3OO1-O1O-O13

圖AT3分析模型圖

圖AT4分析模型圖

整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算書第20頁共212頁

大連船舶設(shè)計研究所DSAR3OO1-O1O-O13

圖AT5分析模型圖

整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算書第21頁共212頁

大連船舶設(shè)計研究所DSAR3OO1-O1O-O13

圖AT7分析模型圖

圖AT8分析模型圖

整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算書第22頁共212頁

大連船舶設(shè)計研究所DSAR3OO1-O1O-O13

圖AT9分析模型圖

圖A-20分析模型圖

整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算書第23頁共212頁

大連船舶設(shè)計研究所DSAR3OO1-O1O-O13

附錄B：應(yīng)力與位移云圖

7W

NODALSOLUTIONSEP252009

STEP-116:47:03

SUB-1

TIME=1

USUM(AVG)

RSYS=0

DMX=.046082

SMN=.031762

SMX

.031762.034944.038127.041309.044491

.033353.036536.039718.0429.046082

圖B-IT平臺位移云圖（USUM,作業(yè)工況，橫向載荷）

7VNT

AVGELEMENTSOLUTION

SEP252009

STEP=l16:47:10

SUB

TIME=1

SEQV(AVG)

TOP

DMX=?245658

SMN=582942

SMX-.137E+09

582942.611E+08.914E+08.122E+09

.157E+08.460E+08.762E+08.107E+09.137E+09

圖BT-2主甲板應(yīng)力云圖（SEQV,作業(yè)工況，橫向載荷）

整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算書第24頁共212頁

大連船舶設(shè)計研究所DSAR3OO1-O1O-O13

AN

AVGELEMENTSOLUTIONSEP252009

STEP-116:47:12

SUB-1

TIME=1

SX(AVG)

TOP

DMX=.245658

SMN=-.230E+08

SMXA.486E+08

-.230E+08-.709E+07.832E*C7.247E+08.406E+08

-.150E+08868158.168E+08.327E+08.486E+08

圖BT-3主甲板應(yīng)力云圖（SX,作業(yè)工況，橫向載荷）

圖BT-4主甲板應(yīng)力云圖（SY,作業(yè)工況，橫向載荷）

整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算書第25頁共212頁

大連船舶設(shè)計研究所DSAR3OO1-O1O-O13

圖BT-5主甲板應(yīng)力云圖（SXY,作業(yè)工況，橫向載荷）

圖BT-6內(nèi)底板應(yīng)力云圖（SEQV,作業(yè)工況，橫向載荷）

整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算書第26頁共212頁

大連船舶設(shè)計研究所DSAR3OO1-O1O-O13

圖BT-7內(nèi)底板應(yīng)力云圖（SX,作業(yè)工況，橫向載荷）

圖BT-8內(nèi)底板應(yīng)力云圖（SY,作業(yè)工況，橫向載荷）

整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算書第27頁共212頁

大連船舶設(shè)計研究所DSAR3OO1-O1O-O13

圖B-1-9內(nèi)底板應(yīng)力云圖（SXY,作業(yè)工況，橫向載荷）

圖BT-10外底板應(yīng)力云圖（SEQV,作業(yè)工況，橫向載荷）

整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算書第28頁共212頁

大連船舶設(shè)計研究所DSAR3OO1-O1O-O13

圖BTT1外底板應(yīng)力云圖（SX,作業(yè)工況，橫向載荷）

圖BTT2外底板應(yīng)力云圖（SY,作業(yè)工況，橫向載荷）

整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算書第29頁共212頁

大連船舶設(shè)計研究所DSAR3OO1-O1O-O13

圖BT-13外底板應(yīng)力云圖（SXY,作業(yè)工況，橫向載荷）

圖BTT4中縱艙壁應(yīng)力云圖（SEQV,作業(yè)工況，橫向載荷）

整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算書第30頁共212頁

大連船舶設(shè)計研究所DSAR3OO1-O1O-O13

圖BTT5中縱艙壁應(yīng)力云圖（SX,作業(yè)工況，橫向載荷）

圖BTT6中縱艙壁應(yīng)力云圖（SZ,作業(yè)工況，橫向載荷）

整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算書第31頁共212頁

大連船舶設(shè)計研究所DSAR3OO1-O1O-O13

圖BTT7中縱艙壁應(yīng)力云圖（SXZ,作業(yè)工況，橫向載荷）

圖BTT87000縱艙壁應(yīng)力云圖（SEQV,作業(yè)工況，橫向載荷）

整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算書第32頁共212頁

大連船舶設(shè)計研究所DSAR3OO1-O1O-O13

圖B-1T97000縱艙壁應(yīng)力云圖（SX,作業(yè)工況，橫向載荷）

圖BT-207000縱艙壁應(yīng)力云圖（SZ,作業(yè)工況，橫向載荷）

整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算書第33頁共212頁

大連船舶設(shè)計研究所DSAR3OO1-O1O-O13

圖BT-217000縱艙壁應(yīng)力云圖（SZX,作業(yè)工況，橫向載荷）

圖BT-22舷側(cè)板應(yīng)力云圖（SEQV,作業(yè)工況，橫向載荷）

整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算書第34頁共212頁

大連船舶設(shè)計研究所DSAR3OO1-O1O-O13

圖BT-23舷側(cè)板應(yīng)力云圖（SX,作業(yè)工況，橫向載荷）

圖BT-24舷側(cè)板應(yīng)力云圖（SZ,作業(yè)工況，橫向載荷）

整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算書第35頁共212頁

大連船舶設(shè)計研究所DSAR3OO1-O1O-O13

圖B-1-25舷側(cè)板應(yīng)力云圖（SXZ,作業(yè)工況，橫向載荷）

圖BT-26橫艙壁應(yīng)力云圖（SEQV,作業(yè)工況，橫向載荷）

整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算書第36頁共212頁

大連船舶設(shè)計研究所DSAR3OO1-O1O-O13

圖BT-27橫艙壁應(yīng)力云圖（SY,作業(yè)工況，橫向載荷）

圖BT-28橫艙壁應(yīng)力云圖（SZ,作業(yè)工況，橫向載荷）

整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算書第37頁共212頁

大連船舶設(shè)計研究所DSAR3OO1-O1O-O13

圖BT-29橫艙壁應(yīng)力云圖（SYZ,作業(yè)工況，橫向載荷）