海洋平台设计原理教材.doc

海洋平台按运动方式分为哪几类？列举各类型平台的代表平台？ 固定式平台：重力式平台、导管架平台（桩基式）； 活动式平台：着底式平台（坐底式平台、自升式平台）、漂浮式平台（半潜式平台、钻井船、FPSO）； 半固定式平台：牵索塔式平台（Spar）：张力腿式平台（ TLP） 海洋平台有哪几种类型？各有哪些优缺点？ 固定式平台。优点：整体稳定性好，刚度较大，受季节和气候的影响较小，抗风 暴的能力强。缺点：机动性能差，较难移位重复使用 活动式平台。优点：机动性能好。缺点：整体稳定性较差，对地基及环境条件有要求 半固定式平台。优点：适应水深大，优势明显。缺点：较多技术问题有待解决 导管架的设计参数有哪些？（P47） 1、平台使用参数；2、施工参数； 3、环境参数：a、工作环境参数：是指平台在施工和使用期间经常出现的环境参数，以保证平台能正常施工和生产作业为标准；b、极端环境参数：指平台在使用年限内，极少出现的恶劣环境参数，以保证平台能正常施工和生产作业为标准 4、海底地质参数 导管架平台的主要轮廓尺寸有哪些？ （P54） 上部结构轮廓尺度确定：a、甲板面积；b、甲板高程 支承结构轮廓尺度确定：a、导管架的顶高程；b、导管架的底高程；c、导管架的层间高程；d、导管架腿柱的倾斜度（海上导管架四角腿柱采用的典型斜度1：8）；e、水面附近的构件尺度；f、桩尖支承高程 桩基是如何分类的？ 主桩式：所有的桩均由主腿内打出； 群桩式：在导管架底部四周均布桩柱或在其四角主腿下方设桩柱 受压桩的轴向承载力计算方法有哪些？（P93） 1、现场试桩法：数据可靠，费用高，深水实施困难； 2、静力公式法：半经验方法，试验资料+经验公式，考虑桩和土塞 重及浮力，简单实用； 3、动力公式法：能量守恒原理和牛顿撞击定理，不能单独使用； 4、地区性的半经验公式法：地基状况差别，经验总结。 简述海洋平台管节点的设计要求？ （P207） 管节点的设计应降低对延展性的约束，避免焊缝立体交叉和焊缝过度集中，焊缝的布置应尽可能对称于构件中心轴线； 设计中应尽量减少由于焊缝和邻近母材冷却收缩而产生的应力。在高约束的节点中，由于厚度方向的收缩变形可能引起的层状撕裂 一般尽量不采用加筋板来加强管节点，若用内部加强环，则应避免应力集中 一般受拉和受压构件的端部连接应达到设计荷载所要求的强度。 简述静力计算和动力计算的区别？ （P147） 静力计算研究的是静荷载作用的平衡问题，这时结构的质量不随时间快速移动，因而无惯性力。动力计算研究的是动荷载作用下的运动（或反应）问题。这时结构的质量随时间快速移动，惯性力的作用成为必须考虑的重要问题 横向载荷作用下单桩的破坏性状有哪些？（P104） 桩身由于载荷产生的弯矩过大而断裂；桩周土被挤出，从而导致桩的整体转动、倾斜或桩顶位移过大。 什么是群桩效应？何时考虑？ 群桩效应：当组成群桩的各个单桩间距较小时，由于相邻桩间的相互作用，一般群桩的承载能力和变形特性要受到影响，这种影响成为群桩效应。当桩距小于8倍桩径时，应考虑群桩效应对承载力及变形特性的影响。 设计导管架的基本依据？ 1、水深；2、海洋环境（严寒海区，导管架结构在潮差段不设支撑，以减少挡冰面积；在高腐蚀海区，尽量简化管节点，以避免腐蚀应力发生）；3、甲板空间；4施工现场和施工设备 动荷载的种类包括哪些？（P147） 1、周期荷载（机械旋转引起的荷载）；2、冲击荷载（各种爆炸性荷载）；3、随即荷载（地震荷载和风荷载等） 自升式平台的重量分类有哪些？不同工况下分别有哪些重量组合方式（P268 空载重量：由结构钢料，钻井设备，动力装置，电气设备，升降装置，舾装设备等重量组成； 可变载荷：固体可变载荷，液体可变载荷，钻井载荷，预压载等 重量组合：a、拖航工况：满载排水量=空载排水量+可变载荷 b、升降工况：举升能力=空载主体重量+可变载荷 C、预压载：升降装置支撑能力=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 d、钻井工况：满载钻井重量=空载重量+可变载荷+钻井载荷 e、风暴状况：风暴状况平台重量=空载重量+可变载荷 导管架平台的特点有哪些，由哪几个部分组成？ 特点：平台结构简单、整体结构刚性大、安全可靠、适用于各种土质、造价低、海上安装工作量小 组成：导管架、钢管桩、甲板结构、设施和设备模块。导管架平台主要由两大部分组成：一是由导管架和钢管桩组成，用来支撑上部设施与设备的基础结构，通常称为支承结构；另一部分是由甲板及其以上的设施和设备组成的，作为钻井或采油及其他用途的场所，统称为上部