渤海导管架平台的冰激振动响应分析

为研究渤海海域海冰撞击导管架海洋平台的冰振响应,基于锥体冰力函数,本文建立了渤海海域的冰力作用模型。采用ANSYS有限元软件对导管架平台与海冰的相互作用进行数值模拟,开展了海冰作用下抗冰平台的静力分析及平台动力响应分析。通过与静力分析结果对比,验证了动冰力对结构响应的动力放大效应。在此基础上通过改变冰厚、冰速等海冰参数,研究了不同冰力作用周期下导管架平台的冰振响应。研究表明,海冰厚度及海冰流动速度是影响平台动力响应的主要因素,为导管架平台结构的动力优化设计提供了研究基础。     

桩基导管架平台在台风及海浪作用下的随机响应分析

针对南海海域特点,本文对深水导管架平台在台风和海浪作用下的随机响应作了分析研究。给出了台风风压的长期分布,分析了各种风速条件下结构的响应组成,讨论了平台在台风影响下的生存问题。采用了等效线性化和矩阵凝聚技术,根据随机振动理论,可以求得平台结构的位移和内力响应,为深水导管架的设计及动力分析,提供了一个简单可靠的计算模型、计算方法和计算程序。     

桩基导管架平台的非线性分析

本文对渤海八号桩基导管架平台进行了非线性倒塌的分析，分别给出了导管架平台八倍固支计算模型和考虑桩土非线性计算模型的结构倒塌极限载荷及倒塌破坏过程     

锥体导管架海洋平台冰激结构振动响应分析

渤海冰区油气开发中,在桩腿上安装抗冰锥体的导管架平台是最常见的结构形式.冰激结构振动不仅会造成平台结构的损伤,还将对平台上部管线和设备的安全运行构成极大的威胁,并影响平台作业人员的正常生活和生产操作.针对渤海冰区锥体平台结构冰激振动响应的三种计算方法进行了研究,即平台结构的有限元分析、简化的结构动力分析和冰振响应幅值统计分析.以辽东湾JZ20-2油气田的MUQ平台为例,对以上三种冰振响应计算方法进行对比,以讨论它们的一致性和各自的适用条件.结果表明,这三种分析方法的计算结果基本一致,但有些计算参数需要现场实测资料的确定.     

海洋导管架平台随机响应混合分析方法

采用将结构的解析分析和数值求解方法相结合的固定式海洋平台随机响应混合求解方法，考虑波浪－结构相互作用和基于最小二乘法原理的非线性曳力的影响。采取两个步骤，第一步进行与结构有关的特征值分析；第二基于谱方程进行响应估计，进行海洋平台的线性和非线性数值分析。     

考虑随机波浪载荷的导管架平台结构优化设计

研究海洋平台适应恶劣海况的设计理论,应用ANSYS软件对位于渤海湾的CII导管架海洋平台进行动力分析,得到CII平台基本动力学参数和在随机波浪载荷作用下的动力响应。CII平台是以管件为主的空间框架结构,将管件外径作为固定约束,以其壁厚作为设计变量,考虑刚度、强度和稳定性等约束条件,以结构的总重量为优化目标,对平台进行构件尺寸的优化设计,计算结果表明目标函数值比原设计减小4．33％,经济效益明显。此研究方法对近海导管架海洋平台的结构设计具有实际参考价值。     

基于非线性能量阱的随机波浪载荷下导管架海洋平台的振动控制

海洋平台受到波浪等海洋环境的影响会产生明显而持续的振动,这些振动会造成平台结构疲劳损伤,影响平台上工作人员的舒适性与安全性.研究了随机波浪载荷作用下非线性能量阱(Nonlinear Energy Sink,NES)对固定式导管架海洋平台振动控制问题,并与调谐质量阻尼器(TMD)进行对比分析.通过建立NES—海洋平台系统...     

强震作用下海洋桩基导管架型平台弹塑性动力响应分析

本文推导了材料为理想弹塑性的空间梁单元弹塑性刚度矩阵的显式形式。所采用的广义屈服函数中考虑了轴力、弯矩、剪力、扭矩的交互作用。利用综合刚度法对处在过渡状态的单元刚度进行修正。从而避免了对时间步长的精确细分。最后对一实际的北海独腿平台进行了强震作用下弹塑性响应分析。     

海洋桩基平台地震随机响应分析

本文应用地震随机响应分析理论,研究了海洋桩基平台地震随机响应分析方法。该分析方法将强地面运动视为三向平稳白噪声随机过程,同时考虑了桩土相互作用和水与结构的耦联作用。应用该方法对一典型平台进行了计算,并与现行的响应谱法进行了比较,从而验证了本文所述方法的适用性。     

固定式海洋平台非线性动态响应分析

固定式海洋钢结构平台必须考虑到流体—结构—桩—土的相互作用。桩基式海洋平台是一种大型复杂结构系统,通常包括平台及其上部设备并支持在导管架上,用一组桩通过导管架的腿打入土壤中把它固定在海底。作用在这一结构系统上的有波浪、风、流、设备运行、地震等动载荷。其中以波浪载荷为最重要。对于固定式结构,结构的速度相对于水质点速度不可忽略,因而使波浪力呈非线性性质。桩—土相互作用可用分布的弹簧来表示,其刚度变化根据p-y曲线呈非线性。大多数结构设计在设计载荷下材料处于弹性范围,但在强地震和风暴下允许材料进入非线性而不致结构破坏。本文将一种模态综合技术和模态叠加方法推广应用于研究这一系统的非线性响应分析,假设系统受到规则波作用,波浪力可由波浪理论对给出的设计波算出。采用直接积分法对减缩的动力方程求解,非线性作为伪力矢量移置到方程右端。这样大大节省了计算机存贮及机时。迄今为止,非线性系统的动力分析问题藏缩方法为数有限,由于预测大型复杂结构系统非线性响应耗费巨大的机时相价值昂贵,这一工作显得特别重要。最后由计算程序DAPOS给出的算例表明这一方法的优点并卓有成效。     

浅水平台导管架的建造

随着海洋石油开发事业的进展,导管架式平台的需要量将日益增大。我国沿海水深较浅,今后的发展必然以水深小于70米的浅水导管架为主。建造浅水导管架在场地、加工方法、起吊下水等方面都可以因地制宜,有较大的灵活性,适合于利用我国现有船厂的设备和场地。     

导管架海洋平台沉降监控

导管架海洋平台在长期使用中存在着桩基础沉降的问题。海上固定式结构物由于在海面上很难找到固定的参考点,因此很难采用常规土木工程中的沉降测量方法对沉降问题进行测量。根据土壤的压缩性质以及桩基沉降给平台带来的危害程度,制定了沉降的三级监控方法。通过对平台上部总荷载、单桩荷载以及不均匀沉降的监测来监控平台的沉降情况,并在渤海某平台上进行了实际应用。通过采用光纤光栅等先进的监测手段以及合理的监测方案,实现了导管架平台沉降的三级监控,实际应用效果良好。     

导管架海洋平台在多维地震动作用下的随机反应

导管架海洋平台是一种空间结构体系,在多维地震动作用下的反应计算较为复杂。本文给出了考虑多维地震动作用时,计算此种结构随机反应的一种有效方法——“多维随机振动的振型加速度法”。文末对有关问题进行了讨论。     

海洋导管架平台抗震可靠性分析方法

以渤海湾的两座典型海洋导管架平台为研究对象,运用非线性逐步破坏分析方法,提出了在环境荷载作用下海洋导管架平台结构抗震可靠性的分析方法,并计算了相应的可靠度.计算与分析结果表明,本例的海洋导管架平台的抗震可靠度较大,即失效概率很小,而且该分析方法是一种较为简单、实用和可靠的分析方法.     

导管架平台的三维可靠性分析

本文以渤海有冰海域的导管架平台为对象,探讨了结构系统在海冰、海流和风荷载联合作用下,考虑弯矩与轴力两种荷载效应以及腐蚀海生物附着综合影响的三维可靠性分析方法.     

抗冰导管架平台动力特性分析

目前的抗冰导管架平台结构设计主要是考虑极限冰力引起的破坏,尚未形成基于动冰力响应分析的结构设计。为了更好研究冰荷载、冰激振动机理以及提出合理的概念设计,冰荷载下抗冰导管架结构的动力特性分析是十分必要的。基于现场冰与导管架结构相互作用的多年观测以及数值模拟研究,分析渤海辽东湾典型导管架结构在交变冰力作用下的动力特性,提出了适于冰荷载研究与抗冰导管架结构概念设计、分析的简化力学模型,解释柔性抗冰导管架结构动力效应显著的原因。     

渤海抗冰导管架平台失效模式分析

基于多个现役结构的监测数据,对渤海抗冰导管架平台的动力失效进行了分析。结果显示,渤海抗冰导管架平台属于典型的柔性抗冰结构,存在比较显著的冰激振动现象,冰振不仅能引起显著的导管架管结点疲劳应力,还会激起较大的甲板加速度响应,引起作业人员与上部设施的疲劳问题。     

渤海导管架平台桩柱冰压力随机过程模型及其参数确定

首先分析了冰压力随机过程的特征及其产生机理,从而按冰的破坏形式将冰压力随机过程分为挤压破坏过程、屈曲破坏过程和弯曲破坏过程.从渤海海冰对平合桩柱作用大量实测冰压力曲线中选取37条典型的冰挤压破坏时程曲线,经谱分析确定了相应冰压力随机过程的谱密度及其谱参数;进一步经统计分析,建立了谱参数与冰厚的关系;在此基础上,建立了绕圆桩柱的冰压力随机场模型,并利用大量实测数据,经统计回归分析,确定了场函数的具体表达形式,由此用冰压力随机场可以容易地确定圆桩柱的总冰压力随机过程及其谱密度.     

随机激励下非线性海洋结构物响应分析方法研究进展

对在随机载荷作用下非线性海洋结构物的运动响应分析的各种方法进行了综述,对有些方法的基本原理做了阐述,并指出一些最新的研究进展和今后进一步研究的方向。     

海洋导管架平台的极限强度分析

海洋导管架平台的极限分析是一项较新的研究课题，随着海上采油事业的飞速发展，它已越来越受到海洋工程设计及维修部门的重视。其研究成果不仅能用于设计结构的应力校核，尚可用于现有平台结构的整体安全估算。本文利用非线性模拟技术及线性分析程序的完美结合。成功地分析计算了受集中哉茶作用的空间框架结构，及受静载荷和环境载荷作用下的真实导管架平台极限强度。