环境载荷近年原文.pdf

第一章环境载荷

§1.1平台载荷的分类

⎧⎧环境载荷

平台载荷⎨⎪使用期间：⎨⎩工作载荷

⎪⎩建造期间：施工载荷

1.环境载荷——直接（风、浪、流、冰、地震），间接（锚泊力）

2.工作载荷——静力载荷（恒定载荷|可变载荷|活动载荷），动力载荷

3.施工载荷——建造施工，海上吊装

§1.2风载荷

⎧沿着风速方向：水平风力

风对结构的作用力⎨

⎩垂直风速方向：升力

一、风载荷（水平风力）F的计算公式

FP=⋅A⋅C⋅C

⎧0hs

⎨12

PρV

⎩02

二、设计风速V与受风投影面积A的确定

1.设计风速V：作业海区的统计资料＋规范的有关规定

2.投影面积A：封闭结构|透空结构(桁架)

三、脉动风压的影响（动力效应）

（其中）

Fβ=⋅P⋅A⋅C⋅Cβ145.~175.

0hs

§1.3波浪载荷

一、波浪理论的选择

1.几种重要的波浪理论

(1)艾里（Airy）波：深水和浅水中的微幅波，线性理论（波峰波谷形状对称）

(2)斯托克斯（Stokes）高阶波：深水中的有限幅波，非线性理论（波谷形状较平坦）

(3)椭圆余弦波：浅水中的有限幅波，非线性理论

(4)孤立波：极浅水中的有限幅波，非线性理论

2.各种波浪理论的适用范围（水深**

、波高和周期）

3.选择波浪理论的主要依据——平台的工作水深

【附】艾里波理论的主要公式（注意坐标系与符号规定）

设水深h，波高H，波浪周期T，波长λ，

则波频2

ω2πT，波数k2πλ，扩散关系：k⋅tanh(kh)ωg

gHcosh[k(h+z)]

(1)速度势：φ(x,y,z,t)=⋅⋅sin(kx−ωt)

2ωcosh(kh)

1∂φH

(2)波面升高：ζ(x,y,t)=−cos(kx=−ωt)

g∂tz02

(3)水质点的速度和加速度

⎧∂φ⎧∂u

uu

⎪⎪∂x⎪⎪∂t

速度：⎨；加速度：⎨

⎪∂φ⎪∂w

ww

⎪⎩∂z⎪⎩∂t

(4)脉动压力

⎧∂φ

⎪⎪p(x,y,z,t)=−ρ∂tρζgw

⎨

⎪∂φHcosh[k(h+z)]cosh[k(h+z)]

ζ≡−g=⋅⋅cos(