海洋平台结构设计--平台甲板结构及附属设施设计课件.pptx

第一节第一节 甲板结构的计算模型甲板结构的计算模型第二节第二节 甲板结构的设计甲板结构的设计第三节第三节 附属设施设计附属设施设计平台甲板结构及附属设施设计平台甲板结构及附属设施设计本章主要内容本章主要内容平台甲板结构及附属设施设计平台甲板结构及附属设施设计定义：桩顶以上，包括上部设施与设备的定义：桩顶以上，包括上部设施与设备的支撑结构支撑结构在内的所有建筑结构在内的所有建筑结构平台上部结构平台上部结构第一章第一章 绪绪 论论Chapter 1 introduction平台上部结构设计目的：选择组成上部结构平台上部结构设计目的：选择组成上部结构各个构件的截面各个构件的截面选取各个构件的截面要先对实际结构进行力学简化，而且选取各个构件的截面要先对实际结构进行力学简化，而且计算简图计算简图必须反映必须反映实际结构的受力状态和计算简便实际结构的受力状态和计算简便甲板结构甲板结构模块设计：为减少昂贵的海上安装费用，把设施与设备按工艺流程、安全区和模块设计：为减少昂贵的海上安装费用，把设施与设备按工艺流程、安全区和危险区进行分组，在陆上完成组块构造、预装和预试运转，最后在海上进行安危险区进行分组，在陆上完成组块构造、预装和预试运转，最后在海上进行安装的设计方法装的设计方法 平台按模块与设备平台按模块与设备在支撑结构上的安装方法在支撑结构上的安装方法，对平台上部结构的型式进行分类，对平台上部结构的型式进行分类上上部部结结构构的的型型式式模块结构模块结构半组合结构半组合结构设施设备以模块的形式设施设备以模块的形式在陆上完成组装、在陆上完成组装、试运转，在海上直接吊装在支撑框架上试运转，在海上直接吊装在支撑框架上全组合结构全组合结构板梁结构板梁结构在海上完成模块与支撑结构的连接在海上完成模块与支撑结构的连接，较常较常用的上部结构型式用的上部结构型式不采用模块形式，把设备直接安放在不采用模块形式，把设备直接安放在支支撑框架内撑框架内单层梁板结构，可设计成自撑式平板梁单层梁板结构，可设计成自撑式平板梁或桁架，用于支承上部设备，适用于设或桁架，用于支承上部设备，适用于设备重量较轻、数量较少的情况备重量较轻、数量较少的情况按按承载方式（柱或桁架）承载方式（柱或桁架）与上下层甲板的连接形式，对支撑结构的结构型式分与上下层甲板的连接形式，对支撑结构的结构型式分类类支支撑撑结结构构的的型型式式空腹式框架结构空腹式框架结构桁架式结构桁架式结构包括梁和立柱等构件。甲板间通过立柱包括梁和立柱等构件。甲板间通过立柱相连。此结构层间开阔，设备维修和安相连。此结构层间开阔，设备维修和安装方便，用钢量省；结构整体稳定性差装方便，用钢量省；结构整体稳定性差混合式结构混合式结构由梁、撑杆构成的平行桁架构成。此结由梁、撑杆构成的平行桁架构成。此结构整体稳定性好；但由于撑杆过多，设构整体稳定性好；但由于撑杆过多，设备移动、安装、维修不方便，用钢量大备移动、安装、维修不方便，用钢量大由梁、立柱、桁架构成。此结构综合了由梁、立柱、桁架构成。此结构综合了前两种结构的特点；对受力较大、振动前两种结构的特点；对受力较大、振动大的部位采用桁架结构；大的部位采用桁架结构；对受力较小、无对受力较小、无振动大的部位采用空腹式结构振动大的部位采用空腹式结构确定甲板结构计算模型需先对上部结构进行简化，包括确定甲板结构计算模型需先对上部结构进行简化，包括结构简化结构简化和和荷载简化荷载简化 结构简化是否正确会直接影响结构简化是否正确会直接影响结构内力计算结构内力计算的可靠性的可靠性结构简化结构简化结点构造与简化结点构造与简化支座构造与简化支座构造与简化荷载简化荷载简化作用于梁板结构上荷载的选取作用于梁板结构上荷载的选取荷载分配与计算简图荷载分配与计算简图 第一节第一节 甲板结构的计算模型甲板结构的计算模型杆件的简化杆件的简化上部结构计算简图的选取上部结构计算简图的选取结点构造、支座和杆件的简化属于结点构造、支座和杆件的简化属于结构局部构造的简化结构局部构造的简化1.1.上部结构结点构造与简化上部结构结点构造与简化 一、结点构造、支座及杆件简化一、结点构造、支座及杆件简化 上部结构的结点：主梁与立柱的连接接头；包括上部结构的结点：主梁与立柱的连接接头；包括刚结点刚结点和和铰结点铰结点主梁与立柱有简支连接和刚性连接两种连接方式主梁与立柱有简支连接和刚性连接两种连接方式简支连接既能承受轴力、剪力，不能承受弯矩，所对应的结点为铰结简支连接既能承受轴力、剪力，不能承受弯矩，所对应的结点为铰结点点确定结点简图时，既要考虑结点的实际构造，又要考虑确定结点简图时，既要考虑结点的实际构造，又要考虑结构的几何组成结构的几何组成刚性连接只能承受轴力、剪力，又能承受弯矩，所对应的结点为刚结刚性连接只能承受轴力、剪力，又能承受弯矩，所对应的结点为刚结点点上部结构结点连接型式上部结构结点连接型式刚性连接刚性连接简支连接简支连接2.2.上部结构支座上部结构支座构造与简化构造与简化支座的连接构造方式：螺栓连接、连接板连接、插入式连接（较常用）支座的连接构造方式：螺栓连接、连接板连接、插入式连接（较常用）插入式连接支座可传递弯矩，插入式连接支座可传递弯矩，故支座可简化为刚性连接故支座可简化为刚性连接支承结构的桩顶支承结构的桩顶3.3.上部结构上部结构杆件杆件的简化的简化 各杆件之间的连接构造用结点表示各杆件之间的连接构造用结点表示荷载作用点在杆件轴线上荷载作用点在杆件轴线上杆长用结点间轴线距离长度表示杆长用结点间轴线距离长度表示在计算简图中，杆件用它的轴线表示在计算简图中，杆件用它的轴线表示甲板结构：由板、次梁、主梁三种构件组成的梁板系统结构甲板结构：由板、次梁、主梁三种构件组成的梁板系统结构 结构竖向荷载传递路线：结构竖向荷载传递路线： 二、荷载简化二、荷载简化 荷载荷载 甲板铺板甲板铺板次梁次梁 主梁主梁 柱（桩顶）柱（桩顶） 基础基础 面板次 梁主 梁柱支 撑1.1.作用于梁板结构上的荷载作用于梁板结构上的荷载 恒载：作用在结构上的不变荷载恒载：作用在结构上的不变荷载作用时间较长的活载，可视为恒载作用时间较长的活载，可视为恒载活载：作用在结构上的可变荷载，应考虑活载的最不利布置方式活载：作用在结构上的可变荷载，应考虑活载的最不利布置方式作用于梁板结构上的荷载包括恒载、活载作用于梁板结构上的荷载包括恒载、活载有动力荷载作用时，可视为静荷载，再乘以动力放大系数有动力荷载作用时，可视为静荷载，再乘以动力放大系数2.2.荷载分配与计算简图荷载分配与计算简图次梁与主梁将铺板分为许多区格，各区格板按受力分为两边支承板和四边支承次梁与主梁将铺板分为许多区格，各区格板按受力分为两边支承板和四边支承板板1 1）甲板铺板的荷载分配与计算简图）甲板铺板的荷载分配与计算简图2l1l212ll当当 时，假定板两边固定在次梁上，简化为两边支承板时，假定板两边固定在次梁上，简化为两边支承板当当 时，简化为四边支承板，两个方向的内力必须都要计算时，简化为四边支承板，两个方向的内力必须都要计算212ll取单位宽度板计算板上的内力，最大弯矩为：取单位宽度板计算板上的内力，最大弯矩为：2111qlM2222qlM （平行于短边方向）（平行于短边方向） （平行于长边方向）（平行于长边方向）1,2 弯矩系数，取决于板的长短边之比 q 铺板上的均布线荷载梁上的荷载分配与计算简图取决于梁上的荷载分配与计算简图取决于梁格布置的形式和板的支承情况梁格布置的形式和板的支承情况2 2）梁上荷载分配与计算简图）梁上荷载分配与计算简图212ll 次梁计算简图次梁计算简图： a. a.当梁格布置采用层叠连接或等高连接，且当梁格布置采用层叠连接或等高连接，且 时，板两边支承于次梁，板时，板两边支承于次梁，板上均布荷载按铺板区格的中线来划分，分别传给两边的次梁，则次梁上的均布上均布荷载按铺板区格的中线来划分，分别传给两边的次梁，则次梁上的均布荷载为：荷载为：b.b.当梁格为层叠连接时，次梁的计算简图为多跨连续梁当梁格为层叠连接时，次梁的计算简图为多跨连续梁q1,q2 作用在铺板上的恒载和活载 q3 次梁的自重 l1 次梁的间距3121qlqqqc.c.当梁格为等高连接或降低连接时，次梁的计算简图为单跨连续梁当梁格为等高连接或降低连接时，次梁的计算简图为单跨连续梁2l2l2l2l2l1l1l1l1l1l1l3l3l次梁计算简图次梁计算简图 主梁计算简图主梁计算简图：a.a.当主梁为连续梁、中间搁置在柱（桩顶）上时，视其为多跨连续梁当主梁为连续梁、中间搁置在柱（桩顶）上时，视其为多跨连续梁b.b.当主梁在柱（桩）顶处断开，视其为简支梁当主梁在柱（桩）顶处断开，视其为简支梁c.c.主梁上所受的荷载为各次梁的支座反力主梁上所受的荷载为各次梁的支座反力p p加主梁自重荷载加主梁自重荷载q q。中间次梁施加。中间次梁施加的支反力为的支反力为ql,ql,两边次梁两边次梁施加的支反力为施加的支反力为ql/2ql/2d.d.当梁格采用等高连接，且当梁格采用等高连接，且 时，板四边支承于主梁和次梁上。板上的时，板四边支承于主梁和次梁上。板上的均布荷载安等分角线分配给次梁和主梁。故主梁、次梁分别为承受集中荷载、均布荷载安等分角线分配给次梁和主梁。故主梁、次梁分别为承受集中荷载、三角形荷载、梯形荷载，以及结构自重产生的均布荷载的连续梁和简支梁。三角形荷载、梯形荷载，以及结构自重产生的均布荷载的连续梁和简支梁。212lle.e.实际工程中，作用在主梁和次梁上的集中荷载、三角形荷载、梯形荷载、实际工程中，作用在主梁和次梁上的集中荷载、三角形荷载、梯形荷载、均布荷载均可按公式简化为等量均布荷载均布荷载均可按公式简化为等量均布荷载3.3.上部结构计算简图的选取上部结构计算简图的选取初步设计阶段，常把平台上部结构简化为若干平面结构进行受力分析初步设计阶段，常把平台上部结构简化为若干平面结构进行受力分析对于导管架平台，根据吊装和构造的实际特点，进行受力分析时，通对于导管架平台，根据吊装和构造的实际特点，进行受力分析时，通常将上部结构与下部结构分开考虑常将上部结构与下部结构分开考虑右图中，上下层甲板主梁和层间右图中，上下层甲板主梁和层间立柱组成一个多跨封闭的横向框架立柱组成一个多跨封闭的横向框架上部结构典型计算单元：简支梁、多跨连续梁、刚架结构、排架结构、桁架结上部结构典型计算单元：简支梁、多跨连续梁、刚架结构、排架结构、桁架结构构甲板结构的设计甲板结构的设计平台甲板铺板厚度确定平台甲板铺板厚度确定梁格的布置与连接型式梁格的布置与连接型式 第二节第二节 甲板结构的设计甲板结构的设计梁与立柱的内力计算和截面选择梁与立柱的内力计算和截面选择单个构件应按最不利组合取设计荷载来计算截面内力，由此选择构件的经济截单个构件应按最不利组合取设计荷载来计算截面内力，由此选择构件的经济截面面一、平台甲板铺板厚度确定一、平台甲板铺板厚度确定甲板铺板的厚度取决于甲板预计要放置的设备重量、尺度、梁格布置、铺板挠曲甲板铺板的厚度取决于甲板预计要放置的设备重量、尺度、梁格布置、铺板挠曲许可量、打算采用的梁的尺寸。通常要兼顾选择铺板厚度、梁的尺度、梁的间距许可量、打算采用的梁的尺寸。通常要兼顾选择铺板厚度、梁的尺度、梁的间距目前海上平台甲板铺板普遍采用钢板目前海上平台甲板铺板普遍采用钢板 21qlt 铺板厚度铺板厚度t t： （两边支承板）（两边支承板） max6Mt （四边支承板）（四边支承板） q作用在铺板上的最不利均布荷载 钢板的容许抗弯应力 l1板的计算跨度（短边长度）Mmax作用在甲板上的最大弯矩 为了保证板厚能抵抗各种机具设备对板可能产生的冲击和磨损，为了保证板厚能抵抗各种机具设备对板可能产生的冲击和磨损，要求：要求：实际设计时，为了得到合适的板厚、合理的次梁布置、板和梁的实际设计时，为了得到合适的板厚、合理的次梁布置、板和梁的总用钢量最小，确定板厚往往要与次梁间距布置一起考虑总用钢量最小，确定板厚往往要与次梁间距布置一起考虑选用甲板铺板时尽量选用较薄的钢板选用甲板铺板时尽量选用较薄的钢板 通常通常mmt6铺板厚度铺板厚度t t：mmtmm126钢结构钢结构 Steel StructureSteel Structure 梁格梁格是由许多梁排列而成的平面体系。梁格上的荷载一般先由是由许多梁排列而成的平面体系。梁格上的荷载一般先由铺板传给次梁，再由次梁传给主梁，再传给支座。铺板传给次梁，再由次梁传给主梁，再传给支座。 二、梁格的布置与连接型式二、梁格的布置与连接型式根据梁的排列方式，梁格可分成下列三种典型的形式：根据梁的排列方式，梁格可分成下列三种典型的形式：简单式梁格简单式梁格只有主梁，适用于梁跨度较小的情况只有主梁，适用于梁跨度较小的情况 普通式梁格普通式梁格有次梁和主梁，次梁支承于主梁上有次梁和主梁，次梁支承于主梁上 复式梁格复式梁格除主梁和纵向次梁外，还有支承于纵向次梁上的横除主梁和纵向次梁外，还有支承于纵向次梁上的横向次梁向次梁 1 1）梁格布置是梁格结构设计的关键）梁格布置是梁格结构设计的关键影响因素：影响因素：目的：合理地决定板、次梁、主梁的尺度、跨度、间距，在满足使用目的：合理地决定板、次梁、主梁的尺度、跨度、间距，在满足使用要求的前提下，使结构总用钢量最少要求的前提下，使结构总用钢量最少梁格系统布置时需综合考虑多种因素，力求找出多种方案中梁格系统布置时需综合考虑多种因素，力求找出多种方案中的的最优方案最优方案主梁跨度主梁跨度次梁跨度次梁跨度柱或桩基的布置柱或桩基的布置梁的设计梁的设计钢结构钢结构 Steel StructureSteel Structure2） 梁格的连接型式梁格的连接型式: :主次梁的连接型式主次梁的连接型式主次梁的连接可以是主次梁的连接可以是叠接、平接叠接、平接或或降低连接降低连接。层叠连接（层叠连接（即即叠接叠接) )是把次梁直接放在主梁顶面上，用焊缝是把次梁直接放在主梁顶面上，用焊缝或螺栓固定。该方法方法制造、安装简便，但建筑高度大，且或螺栓固定。该方法方法制造、安装简便，但建筑高度大，且主梁受压翼缘没有直接与板连接，整体稳定性差；结点为铰结主梁受压翼缘没有直接与板连接，整体稳定性差；结点为铰结等高连接等高连接( (即即平接）平接）指次梁与主梁顶面齐平，其上铺板；结指次梁与主梁顶面齐平，其上铺板；结点为铰结或刚结点为铰结或刚结降低连接降低连接指主梁、次梁的上翼缘位于同一水平面上。该方法指主梁、次梁的上翼缘位于同一水平面上。该方法建筑高度小，主梁受压翼缘直接与板连接，整体稳定性好；但建筑高度小，主梁受压翼缘直接与板连接，整体稳定性好；但制造费工；结点为铰结或刚结制造费工；结点为铰结或刚结钢结构钢结构 Steel StructureSteel Structure 1.次梁的内力计算与截面选择次梁的内力计算与截面选择三、梁与立柱的内力计算和截面选择三、梁与立柱的内力计算和截面选择在平台将结构中，次梁常采用在平台将结构中，次梁常采用型钢梁型钢梁，主梁采用，主梁采用组合梁组合梁 次梁次梁截面选择步骤截面选择步骤：先根据强度和刚度要求，同时考虑经济和：先根据强度和刚度要求，同时考虑经济和稳定性等各个方面，初步选择截面尺寸，再由计算简图计算次梁稳定性等各个方面，初步选择截面尺寸，再由计算简图计算次梁的最大弯矩和最大剪力，对次梁进行强度、刚度、整体稳定验算的最大弯矩和最大剪力，对次梁进行强度、刚度、整体稳定验算强度验算：强度验算： maxjMW m axQSI jyRah挠度验算：挠度验算： 3maxplffEI整体稳定性验算：整体稳定性验算： maxwMW钢结构钢结构 Steel StructureSteel Structure 2. 次梁的组合截面次梁的组合截面当次梁直接焊在铺板上时，次梁两侧的一部分铺板可兼作次梁的当次梁直接焊在铺板上时，次梁两侧的一部分铺板可兼作次梁的翼缘参与次梁的抗弯。翼缘参与次梁的抗弯。 铺板有效宽度铺板有效宽度B B的选取：的选取：（1 1）铺板作为梁的受压翼缘，需保证其局部稳定条件的有效宽度：）铺板作为梁的受压翼缘，需保证其局部稳定条件的有效宽度： （2 2）考虑铺板沿宽度上应力分布不均匀而折算的有效宽度：）考虑铺板沿宽度上应力分布不均匀而折算的有效宽度： cbB2bB1钢结构钢结构 Steel StructureSteel Structure 3. 主梁与立柱的内力计算和截面选择（以刚架结构为例主梁与立柱的内力计算和截面选择（以刚架结构为例) )1 1）内力计算）内力计算 一般对于无结点线位移的刚架，宜采用弯矩分配法一般对于无结点线位移的刚架，宜采用弯矩分配法 一般对于无结点角位移的刚架，宜采用位移法或剪力分配法一般对于无结点角位移的刚架，宜采用位移法或剪力分配法 对于既有结点角位移又有结点线位移的刚架，宜采用力法或弯对于既有结点角位移又有结点线位移的刚架，宜采用力法或弯矩分配法与位移法联合求解矩分配法与位移法联合求解钢结构钢结构 Steel StructureSteel Structure2 2）主梁截面选择）主梁截面选择 组合梁截面的选择是主梁设计的关键，具体步骤：组合梁截面的选择是主梁设计的关键，具体步骤：a. 确定梁高确定梁高h h和腹板高度和腹板高度h h0 0b. 确定腹板厚度确定腹板厚度c. 选择翼缘尺寸选择翼缘尺寸b b1 1和和t t1 1d. 组合梁的强度、整体稳定性、挠度验算组合梁的强度、整体稳定性、挠度验算钢结构钢结构 Steel StructureSteel Structure3 3）立柱截面选择）立柱截面选择 平台上部结构的立柱，除了承受轴向力外还受弯矩作用，故立平台上部结构的立柱，除了承受轴向力外还受弯矩作用，故立柱为偏心受压构件。通常设计成等截面实腹式柱。截面选择步骤：柱为偏心受压构件。通常设计成等截面实腹式柱。截面选择步骤：a. 截面尺寸选择截面尺寸选择d. 强度、整体稳定性、刚度验算强度、整体稳定性、刚度验算附属设施包括与生产设施与设备有关的生产、生活、交通通信等服务设施附属设施包括与生产设施与设备有关的生产、生活、交通通信等服务设施附属设施设计附属设施设计生活区结构设计生活区结构设计直升飞机甲板设计直升飞机甲板设计 第三节第三节 附属设施设计附属设施设计栈桥设计栈桥设计火炬塔结构设计火炬塔结构设计生活模块：将生活区制作而成的独立的吊装单元生活模块：将生活区制作而成的独立的吊装单元 一、生活区结构设计一、生活区结构设计 生活模块生活模块总体布置的特点总体布置的特点：1.1.区别于房屋设计：不仅用于居住、休息、娱乐，还有生活相关的公用设施区别于房屋设计：不仅用于居住、休息、娱乐，还有生活相关的公用设施2.2.模块规模取决于居住人员数量、政府规定的生活标准、公用设施的安排模块规模取决于居住人员数量、政府规定的生活标准、公用设施的安排3.3.模块设计要综合考虑防火、防爆、防震、防潮、保温、隔音、通风、采光模块设计要综合考虑防火、防爆、防震、防潮、保温、隔音、通风、采光等要求，以及与生活膳宿相关的问题等要求，以及与生活膳宿相关的问题生活区生活区布置方式：布置方式：（1 1）布置生活平台）布置生活平台（2 2）与钻井区、生产共同布置综合平台）与钻井区、生产共同布置综合平台（3 3）布置为生活模块）布置为生活模块1.1.设计荷载（按设计荷载（按海上固定平台入级与建造规范海上固定平台入级与建造规范确定荷载值）：确定荷载值）： 1 1）静荷载（结构自重、固定设备及备品）静荷载（结构自重、固定设备及备品） 2 2）风荷载）风荷载 3 3）活荷载（人员移动、家具、当屋顶作为直升飞机甲板的飞机降落时的）活荷载（人员移动、家具、当屋顶作为直升飞机甲板的飞机降落时的冲击荷载、雪荷载等）冲击荷载、雪荷载等）2.2.结构内力分析方法：采用迭代法结构内力分析方法：采用迭代法生活模块是一个多层的框架结构，通常可简化为平面横向刚架。生活模块是一个多层的框架结构，通常可简化为平面横向刚架。生活模块结构的生活模块结构的受力分析受力分析：注意注意：一般荷载满布是较少的，需对各层传到主梁、柱和基础的荷载予以折减：一般荷载满布是较少的，需对各层传到主梁、柱和基础的荷载予以折减将静荷载引起的内力与活荷载在最不利位置引起的内力相叠加，即可得到各截将静荷载引起的内力与活荷载在最不利位置引起的内力相叠加，即可得到各截面的最不利内力组合。面的最不利内力组合。 二、直升飞机甲板设计二、直升飞机甲板设计 直升飞机甲板直升飞机甲板设计依据设计依据：1.1.直升飞机甲板的功能：确定是停泊单直升飞机亦或多直升飞机直升飞机甲板的功能：确定是停泊单直升飞机亦或多直升飞机2.2.直升飞机的性能：飞机的毛重、总长、总高、旋翼直径、主轮间距直升飞机的性能：飞机的毛重、总长、总高、旋翼直径、主轮间距对直升飞机甲板的对直升飞机甲板的总体要求总体要求：（1 1）具有足够的面积供直升飞机起落和装卸作业）具有足够的面积供直升飞机起落和装卸作业（2 2）具有足够的强度去承受直升飞机降落时的冲击荷载）具有足够的强度去承受直升飞机降落时的冲击荷载3.3.直升飞机甲板位置直升飞机甲板位置4.4.环境条件环境条件1.1.直升飞机甲板一般布置在生活区建筑物的屋顶上，面积不够时设计成悬臂直升飞机甲板一般布置在生活区建筑物的屋顶上，面积不够时设计成悬臂式结构型式式结构型式直升飞机甲板直升飞机甲板一般布置一般布置：2.2.直升飞机甲板包括圆形的、方形的、六角形的平面型式直升飞机甲板包括圆形的、方形的、六角形的平面型式3.3.确定甲板尺度时，要考虑平台的轮廓、设备布置、平台方位、到障碍物的确定甲板尺度时，要考虑平台的轮廓、设备布置、平台方位、到障碍物的距离、所选飞机型号、环境条件；通常根据飞机的总长确定甲板的基本尺寸距离、所选飞机型号、环境条件；通常根据飞机的总长确定甲板的基本尺寸4.4.应合理考虑平台地面气垫区域的布置应合理考虑平台地面气垫区域的布置6.6.布置直升飞机甲板上的设备时，应避免阻碍直升飞机区域布置直升飞机甲板上的设备时，应避免阻碍直升飞机区域5.5.当平台结构型式和设备布置对甲板有影响时，应把甲板架高，并充分考虑当平台结构型式和设备布置对甲板有影响时，应把甲板架高，并充分考虑甲板上部空气扰动甲板上部空气扰动7.7.要在甲板上布置适当的排水设施；甲板表面应防滑；对于恶劣环境下作业要在甲板上布置适当的排水设施；甲板表面应防滑；对于恶劣环境下作业的直升飞机，甲板应提供锁紧装置；甲板上应布置系留点；沿甲板周边铺设的直升飞机，甲板应提供锁紧装置；甲板上应布置系留点；沿甲板周边铺设至少至少1.5m1.5m宽的安全网或安全架；甲板四周要布置灯具宽的安全网或安全架；甲板四周要布置灯具直升飞机甲板的直升飞机甲板的荷载组合（基本组合）荷载组合（基本组合）： 1. 1.静荷载静荷载+ +活荷载活荷载 2. 2.静荷载静荷载+ +设计着陆荷载设计着陆荷载直升飞机甲板的直升飞机甲板的设计荷载：设计荷载： 1 1）静荷载：甲板结构自重、加强杆、支承结构、设备重量）静荷载：甲板结构自重、加强杆、支承结构、设备重量 2 2）活荷载：人员活动、货物的移动、旋翼的向下气流、积雪和冰荷载；应）活荷载：人员活动、货物的移动、旋翼的向下气流、积雪和冰荷载；应把最小活荷载设计为把最小活荷载设计为2kN/m22kN/m2 3 3）环境荷载：主要为风荷载）环境荷载：主要为风荷载 4 4）直升飞机着陆荷载：根据飞机制造厂提供的数据计算冲击荷载，但要不）直升飞机着陆荷载：根据飞机制造厂提供的数据计算冲击荷载，但要不小于小于3W3W（W W为直升飞机最大起飞重量）为直升飞机最大起飞重量） 3. 3.静荷载静荷载+ +活荷载活荷载+ +风荷载风荷载注意：还要考虑直升飞机甲板建造、安装过程中出现的静荷载和动荷载注意：还要考虑直升飞机甲板建造、安装过程中出现的静荷载和动荷载直升飞机甲板设计的直升飞机甲板设计的主要内容主要内容：1.1.根据机型确定甲板的轮廓尺度、进行甲板梁格布置根据机型确定甲板的轮廓尺度、进行甲板梁格布置2.2.有悬臂甲板时，确定悬臂甲板的支承结构型式（可采用三角形桁架支承）有悬臂甲板时，确定悬臂甲板的支承结构型式（可采用三角形桁架支承）直升飞机甲板结构直升飞机甲板结构设计设计：直升飞机甲板结构由飞行甲板、飞行甲板的支承结构两部分组成；甲板、梁、直升飞机甲板结构由飞行甲板、飞行甲板的支承结构两部分组成；甲板、梁、柱等构件应按照直升飞机最不利的着陆位置来设计柱等构件应按照直升飞机最不利的着陆位置来设计3.3.进行甲板铺板和梁的截面选择进行甲板铺板和梁的截面选择4.4.进行支承结构构件的截面选择进行支承结构构件的截面选择5.5.进行结点构造设计进行结点构造设计 三、栈桥设计三、栈桥设计 栈桥的结构型式及一般布置：栈桥的结构型式及一般布置：1.1.通常栈桥把设计成直的、单跨的、矩形的或三角形断面型式的钢管结构桥通常栈桥把设计成直的、单跨的、矩形的或三角形断面型式的钢管结构桥2.2.人行走道板和管线分别上、下布置于栈桥断面；正三角形栈桥应用较多人行走道板和管线分别上、下布置于栈桥断面；正三角形栈桥应用较多3.3.可布置栈桥桁架的腹杆为斜杆式或三角式（较常用）；腹杆最好对称布置；可布置栈桥桁架的腹杆为斜杆式或三角式（较常用）；腹杆最好对称布置；斜腹杆倾角在斜腹杆倾角在3030 60 60范围内，常用范围内，常用4545栈桥的作用：栈桥的作用：（1 1）连接相邻两个平台的交通通道）连接相邻两个平台的交通通道（2 2）各种管道（原油管道、饮用水管道、供用水管道、电线导管、通信线路、）各种管道（原油管道、饮用水管道、供用水管道、电线导管、通信线路、燃气管道、燃烧管线等）的支撑结构燃气管道、燃烧管线等）的支撑结构4.4.栈桥结构栈桥结构要有一定的宽度、承载能力，以考虑材料和小型机械部件的搬运要有一定的宽度、承载能力，以考虑材料和小型机械部件的搬运栈桥的栈桥的荷载组合（基本组合）荷载组合（基本组合）： 1. 1.静荷载静荷载+ +活荷载活荷载+ +工作环境条件风荷载工作环境条件风荷载 2. 2.静荷载静荷载+ +活荷载活荷载+ +极端环境条件风荷载极端环境条件风荷载 栈桥的栈桥的设计荷载：设计荷载： 1. 1.静荷载：栈桥结构自重、管道重量、栏杆重量静荷载：栈桥结构自重、管道重量、栏杆重量 2. 2.活荷载：人员活动、叉车及小拖车、用于平台维修的小型机械部活荷载：人员活动、叉车及小拖车、用于平台维修的小型机械部件及零散的材料荷载、管道中流动的流体荷载、风荷载件及零散的材料荷载、管道中流动的流体荷载、风荷载 栈桥结构的设计步骤：选择结构型式、几何尺寸选择结构型式、几何尺寸计算各杆件内力计算各杆件内力确定各杆件截面尺寸确定各杆件截面尺寸进行各结点构造设计进行各结点构造设计绘制栈桥各部分施工图绘制栈桥各部分施工图 四、火炬塔结构设计四、火炬塔结构设计 火炬塔导管架：用于安装火炬塔的导管架；一般为三腿柱或四腿柱型火炬塔导管架：用于安装火炬塔的导管架；一般为三腿柱或四腿柱型式，用桩固定于海底，是一种最简单的钢管桁架结构物；火炬塔从平式，用桩固定于海底，是一种最简单的钢管桁架结构物；火炬塔从平均水面以上均水面以上3m3m6m6m的高度向上延伸至钻井平台的的高度向上延伸至钻井平台的1/31/3高度处；垂直的高度处；垂直的主腿柱与斜支撑构成三角形构架主腿柱与斜支撑构成三角形构架火炬塔的作用：火炬塔的作用：（1 1）用于安放主气管线、火焰管线，用于处理油气分离产生的伴生气）用于安放主气管线、火焰管线，用于处理油气分离产生的伴生气（2 2）从油井引出出油管线，用于紧急情况下暂时把采出来的原油烧掉）从油井引出出油管线，用于紧急情况下暂时把采出来的原油烧掉火炬塔结构设计主要考虑火炬塔结构设计主要考虑风荷载风荷载的作用的作用