海洋平台钢结构的承重详细设计
海洋平台钢结构的承重详细设计
样是不符合规范的 ， 因为斜撑管 内部是无法喷涂 的， 以管 内部很 所 容易被雨水和海水腐蚀 。遇到这样的问题 ， 我们可以将 Ｈ型钢向外 加 长 １０毫米 以确保 覆 盖斜 撑 。 ５ 接 下 来 我们 还 要 对节 点 强 度进 行 分 析 。在 该项 目的 ３ Ｏ个节 点 中只 有 ２ 个 自由节 点 ， 以我 们 只 计 算 这 ２ 个 节 点 的 强 度 ， 面 １ 所 １ 下 仅 以 Ａ号 节 点 为例 ，论 述节 点分 析 与 局 部 加 强 的方 法 ，计算 利 用 Ａ Ｓ Ｓ０ Ｎ Ｙ １ ． ｓｅ 单元 来 实 现 。 学模 型 的建 立 用 Ａ Ｔ Ｃ Ｄ ０ ８ ０的 ｈｌ ｌ 力 Ｕ Ｏ Ａ ２０
工 业 技 术
２ 第４ ｌ 技创 新与应 用 ０年 期 科 １ ３
海洋平 台钢 结构有限公 司， 天津 ３ ０ ５ ） ０ ４ ２
摘 要 ： 文 主要 论 述 海上 石 油 钻 井平 台钢 结构 在 承 重状 态下 的详 细设 计 ， 本 以实 际项 目为例 ， 绍承 重 设 计 的整 个 过程 以及相 关 介 软 件 的应 用方 法 ， 目的 在于提 高设计 人 员的 工作 效 率 、 少错 误 的发 生 。 减 包括 如 下几 个部 分 ： 、－ 一 ＿￣ 述 和初 步设 计 ； 、 材 选 ｖＬ概 － 二 型 用 和 结构 力学 计算 ； 、 三 节点 分 析和 加 强 。 关 键 词 ： 重 ； 限 元 ； Ｃ值 ； 点 承 有 Ｕ 节 １ 况 概述 和 初 步设 计 海 上 石 油 钻井 平 台是 以钢 结 构 为 主 体 的多 专 业 协 同 Ｔ作 的采 油 平 台 ， 结构 作 为 承受 所 有 荷 载 的 载 体 ， 学 计 算 就 成 为 钢 结 构 钢 力 设 计 的 主要 依 据 。本 文 以平 台改 造 项 目为例 ， 述 承 重 状 态下 的详 论 细 设 计 的 基本 方 法 和＿ 思路 。 Ｔ作 １ ． 况 概 述 ： 台改 造 项 目的 目的是 为 了在 平 台 上 增加 一 台 １工 平 既然 有 了梁 格 接 下来 就 可 以铺 甲板板 了 ， 甲板 板 的设 计 要 以 实 际采 办到 的 规格 为 准 。全 部 采 用纵 向摆 放 甲板 板 以减 小 焊接 变 形 。 根 据 规范 ， 甲板板 需 距 离 平 台最 外 边缘 ２ 毫 米 ， 样 一来 甲板板 的 ０ 这 设 计 就完 成 了 。 在建 立 三维 模 型后 先 检 查 一下 结 构 的合 理 性 ， 们发 现 斜撑 和 我 Ｈ 型钢 的位 置关 系设 计 的并 不 合 理 ， 钢 没有 完 全 覆盖 斜 撑 。这 Ｈ型
海洋平台设计-重量与重心1
2、设计工况
《重量重心计算书》 给出各种设计工况下的平台重量重心
满载作业工况 迁航工况 升降工况
满载、井位预定高度、规定环境条件 和正常作业。 一般、风暴 井位上，桩腿升降、预压及平台主体 提升。
自存工况
在极端环境下，不能继续作业。
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第三章 移动式平台的重量与重心
第一节 概述
重力和浮力相平衡 重量和重心的计算
一、平衡条件
1、重力等于浮力 2、浮力和重力在同一铅垂线上
排水量
Δ = ∑Wi = γ ∑ v i k i
平台各部分重量Leabharlann xG = xByG = yB
二、平台重量分类及典型工况
1、重量分类
空平台重量 排水量△ 可变载荷
钢料、舾装、机电设备和钻井设备等
第一节 空平台重量的分析和估算
一、自升式平台的重量分类与组合 空载重量 可变载荷 预压载 钻井载荷
二、几种有意义的重量组合
1、拖航工况 2、升降工况 3、预压载
满载排水量=空载重量+可变载荷 举升能力=空载主体重量+可变载荷 升降装置支持能力=空载主体重量+可变载荷 +预压载 桩腿箱地基反力=空载重量+可变载荷+预压载
4、钻井工况
升降装置支持能力=空载主体重量+可变载荷+钻井载荷
5、风暴状况
风暴状况平台重量=空载重量+可变载荷
三、平台体钢料重量估算
设计初步阶段
根据母型平台资料，用百分数法估算。
根据初步认可的主要尺度对各分项重量进行估算。
作业二
1、写出移动平台立柱和甲板钢料重量估算的一些公 式。 2、试阐述移动平台舾装部分和钻井设备重量估算的分 析和方法。 3、可变载荷是怎样估算的？
海洋工程钢结构设计2共81页文档
布。弯矩达到最大极限，称为塑性弯矩 M p ，其值为：
M p Wpn f y (S1n S2n ) f y
Wpn 称为梁的净截面塑性抵抗矩。塑性抵抗矩为截面中 和轴以上或以下的净截面对中和轴的面积矩 S1n 和 S 2n 之和。
海洋工程钢结构设计
钢结构基础知识（5）
本章内容：
5.1 钢梁的类型和截面形式 5.2 梁的强度和刚度 5.3 梁的整体稳定计算 5.4 焊接组合梁的局部稳定 5.5 考虑腹板屈曲后强度的梁设计 5.6 型钢梁设计 5.7 焊接组合梁设计 5.8 钢梁的连接构造 5.9 其他梁设计
5.1 钢梁的类型和截面形式
实腹式钢梁常用于工作平台梁、楼盖梁、墙架梁和 吊车梁等。实腹式钢梁按材料和制作方法可分为型钢梁 和组合梁两大类。
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)
(i)
(j)
(k)
(l)
梁的截面形式
(a)
(b)
蜂窝梁
根据梁的弯曲变形情况，梁可分为在一个主平面内弯 曲的单向受弯梁和在两个主平面内弯曲的双向受弯梁（或 称斜弯曲梁）。根据梁的支承情况，梁可分为简支梁和连 续梁。钢梁一般都用简支梁。简支梁制造简单，安装方便， 且可避免因支座不均匀沉陷所产生的不利影响。
此，对于绕强轴（ x ）受弯的梁，抗剪强度计算公式如下：
VS
I xtw
fv
式中
V ——计算截面的剪力；
x I x ——毛截面绕强轴（ ）的惯性矩；
钢结构的海洋平台
钢结构的海洋平台作为现代化工业的核心建筑，钢结构已经成为不可或缺的基础建材。
钢结构的轻质、高强度和可塑性使得它非常适合于建造大型、复杂的结构，同时，钢结构的建造速度也很快，可以大幅缩短建造周期，因此在海洋工程领域，特别是海洋平台建设中广泛应用。
本文将通过介绍钢结构海洋平台的特点、应用和技术挑战，展示钢结构在海洋平台建设中的价值。
海洋平台是一种庞大的海上结构，由于其位置特殊，面临海洋恶劣环境的考验。
因此，在设计和建造海洋平台时，需要考虑到众多因素，比如极端气候、海洋酸化、海啸、飓风等，同时还需要满足长寿命、高安全、高性能、低维护成本等要求。
钢结构的使用正好能够满足这些要求。
首先，钢结构的强度大，可以承受类似于海啸、强风等自然灾害带来的巨大力量，同时，由于疲劳寿命长，可以延长平台的使用寿命；其次，钢结构的成本相对较低，同时也便于维护，在大海环境中，错综复杂的构造可能导致房屋结构的加速老化和损坏，但重量轻、强度大的钢结构可以有效的预防这一问题。
在海洋平台建设中，钢结构经常用于构建平台的基础和框架结构。
钢结构建筑可以分为两种，一种是模块化建筑，另一种是一体化建筑。
模块化建筑利用工厂制作，将钢结构组装成一些独立的模块，分阶段进行运输、安装和组装，大大提高了工作效率，减少了建筑现场的噪声和污染，并且减少了建筑现场对环境的干扰。
一体化建筑则是现场组装，需要大量的融合工程和配套设施。
相比较而言，模块化建筑通常更灵活、更便宜，而一体化建筑更适合于大型海洋平台。
当然，钢结构海洋平台在建设的过程中，也面临着一些技术挑战。
首先，由于海洋环境的特殊性，平台需要具备防腐、防锈、防海洋生物附着的功能。
因此，需要选用高强度、高韧性、高防腐、高耐腐蚀的钢材进行构造。
其次，在海洋工程中，特别是在深海工作中，需要考虑平台的稳定性和安全性。
由于海水的密度比空气大许多倍，深海环境下被吹倒的钢结构比在陆地上更加困难。
同时，海洋环境下，在进行建设时还要考虑到风浪和波浪影响，特别是在防波堤和海岸线等附近。
钢结构承重设计
钢结构承重设计钢结构承重设计是指钢结构在承受重力荷载（如建筑物自重、人员荷载、雪载等）和其他外部荷载（如风荷载、地震荷载等）的作用下，确保其安全、稳定和经济的设计过程。
以下是钢结构承重设计的一般步骤和考虑因素：1. 确定设计载荷：首先，根据建筑物所在地的气候和地理条件，确定设计载荷，包括重力荷载、风荷载、地震荷载等。
这些设计载荷应符合适用的国家或地区的建筑规范和标准要求。
2. 确定结构形式：根据建筑物的功能、使用要求和空间布局，确定适合的钢结构形式，包括框架结构、桁架结构、悬索结构等。
3. 结构分析：进行结构的静力分析和动力分析，计算结构在设计载荷作用下的受力情况，包括受力大小、受力分布、结构位移等。
4. 选择材料：根据结构的受力情况和设计要求，选择合适的钢材材料，包括钢种、型号、强度等。
钢材的质量和规格应符合国家或地区的相关标准要求。
5. 设计构件尺寸：根据结构受力情况和材料性能，确定各个构件（如梁、柱、梁柱连接节点等）的尺寸和截面形状，使其能够承受设计载荷并满足强度、稳定性和刚度要求。
6. 考虑结构稳定性：对于高层、大跨度或复杂形式的钢结构，需要特别考虑结构的稳定性问题，包括局部稳定性、整体稳定性等。
7. 考虑连接设计：设计结构连接件（如螺栓、焊缝等）的类型、尺寸和布置方式，确保连接的强度、刚度和可靠性。
8. 进行验算和优化：进行结构的验算和优化，检查结构设计的合理性和安全性，确保结构在设计载荷下具有足够的安全储备。
9. 编制施工图纸和技术文件：根据设计要求和规范要求，编制钢结构的施工图纸和技术文件，为施工和验收提供依据。
10. 监督施工和质量控制：在施工过程中，对钢结构的制作、安装和验收进行监督和检查，确保结构质量和安全性符合设计要求。
以上是钢结构承重设计的一般步骤和考虑因素，具体设计过程中还需根据项目的实际情况和要求进行具体分析和处理。
海洋平台结构设计-第章--平台甲板结构及附属设施设计课件 (一)
海洋平台结构设计-第章--平台甲板结构及附
属设施设计课件 (一)
海洋平台是用于在海洋上进行能源开发和科学研究的重要工程，平台
甲板结构及附属设施设计是平台结构设计的重要组成部分。
关于海洋
平台结构设计-第章--平台甲板结构及附属设施设计课件，本文进行了
一些总结和归纳。
首先，平台甲板结构应该具备一定的牢固性和承载能力，才能够稳定
的维持平台的使用效率。
对于这一点，要考虑到平台使用环境的不同，如海面的波动大小、海浪的冲击力等等因素。
因此，在平台甲板结构
的设计上，需要充分考虑材料的选择以及各组件的连接方式，确保平
台甲板的刚性和稳定性。
其次，附属设施包括了供应设施、监控设施、消防设施以及生活设施等。
这些设施不仅可以方便平台操作与使用，还能够应对突发事件，
保证员工和环境的安全。
其中，监控设施和消防设施尤为重要，监控
设施可以对平台所在区域进行实时监测，发现危险情况及时处理，而
消防设施则可以有效的防范平台火灾风险，降低平台安全事故发生的
风险。
最后，平台甲板结构和附属设施设计都需要考虑到舒适性，特别是生
活设施的设计，比如宿舍，餐厅，卫生间等。
这些设施的设计需要符
合人性化的标准，不仅要让员工感到舒适便捷，同时还需要符合相关
的安全标准。
综上所述，平台甲板结构及附属设施设计课程为海洋平台设计提供了
有益的指导。
在平台设计中，需要充分考虑到海洋环境的特殊性，同
时为员工提供优秀的工作和生活条件，保证平台在安全、健康和舒适的条件下稳定的发挥出其使用效率。
海洋平台模块的钢结构设计
海洋平台模块的钢结构设计摘要：随着社会的发展海洋工程的施工环境日趋恶劣，对于平台的质量要求在逐渐提高，钢结构所需的工艺更加的复杂，模块的重量也在不断的增加，传统的模式已经无法满足难度日益增加的施工要求。
因此，模块化建造方式在海洋钢结构平台施工中开始得到广泛的应用。
关键词：钢结构；模块；建造引言随着经济的发展对于海上平台的要求也日趋严格，在难度不断提高的背景下模块建造技术在海洋钢结构平台建造中得到了广泛的应用。
通过在不同的场地建造模块最终再运到目的地进行组装的方式使得海洋恶劣气候对于施工的影响有所降低，同时还能将安装时间得到很大程度上的缩短，进而使得项目工程的安全性得到保证。
甲板片预制的方式不仅能够使得工期大大的减少，同时还有利于保证平台的质量问题。
1.模块化建造模块化建造是随着全球经济一体化进程的发展而逐渐演变出来的，海洋平台的建造必须要面对恶劣的环境，其建造的动因大多是由于本地资源无法满足发展的需求需要开采海洋资源，因此造成了海洋平台建造的位置越来越偏远，环境越来越恶劣，传统的方式已经无法满足需求，模块化建造开始应运而生。
采用模块化建造的方式主要有以下几点优势：第一，效率高。
相比于传统的建造方式而言将平台划分为不同的模块就可以在不同的场地进行生产最后进行安装，因此效率能够得到显著的提升，与此同时还能有效缩短施工周期。
第二，质量好。
模块是由钢管、工字钢、钢板以及甲板片和发动机等多种构件组成的，一旦通过焊接等工艺加工成型则不可调整，传统加工模式下一次加工成型，一旦出现问题无法做出有效的调整，模块化建造的方式化整为零能够对整个过程分化，从而更好的控制平台的质量。
第三、节约成本。
海洋平台属于大型或超大型的项目，有的工期甚至需要几年甚至是几十年，时间越长对于资本的控制就越难，然而采用模块化建造的方式可以在不同的场地进行生产，这样整个模块所需的时间将大幅缩短，有利于对费用进行更精准的控制，合理的利用企业资金，节约成本，加快资金的运转。
钢结构海洋平台施工方案最新版
钢结构海洋平台施工方案最新版1. 引言本文档旨在提供钢结构海洋平台施工方案的最新版本，以确保安全高效地完成该项目。
本方案基于LML的专业知识和经验，采用简单策略，避免法律复杂性，并通过可确认的内容进行描述。
2. 施工准备在开始施工前，应完成以下准备工作：- 确定施工地点和平台设计方案；- 确定所需材料、设备和人力资源；- 确保施工期间的安全措施和应急计划。
3. 施工步骤本方案将按照以下步骤进行施工：1. 搭建临时浮动平台：在施工地点周围搭建临时浮动平台，为后续施工提供支撑和操作空间。
2. 安装基础构件：将海床上的基础构件安装固定，确保平台的稳定性。
3. 安装框架结构：根据设计方案，将钢结构框架逐层安装固定，确保结构牢固。
4. 安装功能模块：根据平台功能需求，按计划安装各种功能模块和设备。
5. 进行测试和质量控制：对已安装的构件和模块进行测试和质量控制，确保符合要求。
6. 完成收尾工作：清理施工现场，进行最后的检查和测试，并做好交接工作。
4. 施工安全与环保在施工过程中，应注意以下安全和环保事项：- 确保工人佩戴适当的安全装备；- 定期检查和维护使用的设备和机械；- 合理规划施工作业，避免高风险操作；- 控制施工噪音和污染，防止对环境造成不利影响。
5. 项目管理为确保施工进度和质量，应采取以下项目管理措施：- 制定详细的施工计划和进度表，并及时更新；- 分配合适的人员负责施工不同环节的监督和管理；- 定期召开施工进展会议，协调解决可能出现的问题；- 做好施工记录和档案，以备将来参考和评估。
6. 总结本钢结构海洋平台施工方案最新版提供了一套安全高效的施工步骤和措施，旨在确保项目成功完成。
在执行过程中，应始终注意安全和环保，并进行有效的项目管理和监督。
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海洋平台钢结构的承重详细设计
摘要：本文主要论述海上石油钻井平台钢结构在承重状态下的详细设计，以实际项目为例，介绍承重设计的整个过程以及相关软件的应用方法，目的在于提高设计人员的工作效率、减少错误的发生。
包括如下几个部分：一、工况概述和初步设计；二、型材选用和结构力学计算；三、节点分析和加强。
关键词：承重；有限元；uc值；节点
1 工况概述和初步设计
海上石油钻井平台是以钢结构为主体的多专业协同工作的采油
平台，钢结构作为承受所有荷载的载体，力学计算就成为钢结构设计的主要依据。
本文以平台改造项目为例，论述承重状态下的详细设计的基本方法和工作思路。
1.1 工况概述：平台改造项目的目的是为了在平台上增加一台设备，以更好的进行原油处理，减少资源浪费。
该设备重70吨外形尺寸为长2米宽12米，放置于平台东侧，目前设备就位区没有结构，需要增加结构放置设备。
1.2 初步设计：首先，要进行节点设计，我们初步设计了28个节点，节点的名称和坐标如下：
设备放置于节点6、7、n、m围成的方形区域内。
该设备的重量荷载是以面荷载的形式施加到节点6、7、n、m所连接的梁格上的。
2 型材选用和结构力学计算
接下来可以选择h型钢了，由于该项目承重设备重量较大所以我
们尽量选择屈服强度较大的h型钢进行设计，大梁选用
h588x300x12x20的h型钢屈服强度355mpa，小梁选用
h300x300x10x15的h型钢屈服强度355mpa。
将这两种型钢的数据输入sacs5.2。
梁格的规格确定以后还要选择甲板板的规格，按照规范选择8毫米厚的碳素结构钢材质为q235b，输入sacs5.2。
选择好材料就可以开始结构力学计算了，我们先根据初步设计的蓝图建立sacs5.2的力学模型，经过计算发现单靠h型钢的悬臂结构无法满足该设备的承重要求，因此考虑增加斜撑，选择直径为273毫米壁厚为10毫米的20#钢的无缝钢管。
同时需要增加两个节点作为斜撑的支点，t号节点坐标为（0，0，-4）
u号节点坐标为（0，18，-4）。
将斜撑的数据输入sacs5.2。
接下来根据初步设计的节点坐标建立力学模型，建模时注意梁格与甲板的偏置。
模型建立以后就可以施加荷载条件了，荷载区域为节点6、7、n、m所围成的长方形区域其面积为q=2×12=24平方米，设备的荷载大小为70吨相当于70×9.8=686千牛顿，面荷载大小为686/24=28.6千牛顿每平方米，其荷载条件设定为1。
结构自重也需要设定荷载，其荷载条件设定为2。
最后设定一个荷载条件3，其荷载大小为1
号荷载乘以1.05再加上2号荷载乘以1.05，1.05为荷载的不确定系数。
将3号荷载条件导入计算，得到所有梁格的应力，根据报告显示所有梁格uc值小于1，整体结构应力符合规范要求。
3 节点分析和加强
通过了结构的整体强度计算，平台的大概轮廓就确定下来了，那么接下来就应该将设计进一步细化。
首先，我们要确定梁格的组对关系。
该项目我们选择大梁断小梁、纵断横不断的原则来确定梁格的组对关系。
既然有了梁格接下来就可以铺甲板板了，甲板板的设计要以实际采办到的规格为准。
全部采用纵向摆放甲板板以减小焊接变形。
根据规范，甲板板需距离平台最外边缘20毫米，这样一来甲板板的设计就完成了。
在建立三维模型后先检查一下结构的合理性，我们发现斜撑和h 型钢的位置关系设计的并不合理，h型钢没有完全覆盖斜撑。
这样是不符合规范的，因为斜撑管内部是无法喷涂的，所以管内部很容易被雨水和海水腐蚀。
遇到这样的问题，我们可以将h型钢向外加长150毫米以确保覆盖斜撑。
接下来我们还要对节点强度进行分析。
在该项目的30个节点中只有21个自由节点，所以我们只计算这21个节点的强度，下面仅以a号节点为例，论述节点分析与局部加强的方法，计算利用ansys10.0的shell单元来实现。
力学模型的建立用autocad2008来实现。
将a号节点的cad模型以sat格式导出，再导入ansys，输入命令如下。
定义模型后分别给不同的截面划分各自的网格，ansys模型就做
完了，我们将大梁的两边施加全约束，然后就可以施加荷载了。
我们可以利用前面的sacs计算结果找到每根梁施加给a号节点的荷载。
我们将上面a节点的荷载施加到ansys模型，得到应力云图，应力的最大值236mpa，可见此处的应力状态虽然符合规范，但是还有点危险，我们为了保守起见还是要加强此处节点，由于应力主要集中在小梁的下翼缘所以我们可以考虑在小梁的下翼缘处加一块筋板，加筋板后计算出结果。
我们发现应力集中已经被转移到别处去了，而且最大应力已经减小到179mpa，工况已经很安全了。
我们将其它的节点逐一分析，最终确定了所有节点的加强形式，这样我们的平台结构就全部确定下来了。
至此我们就完成了全部详细设计任务。
参考文献
[1]曾攀·有限元分析及应用·1版·北京：清华大学出版社，2004。
[2]马爱军，李全祺·海洋石油工程设计指南4海洋石油工程平台结构设计（第四册）：石油工业出版社，2010。