第３６卷第２４期 ２ ０ １ ０年８月 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ 山 西 建 筑 Ｖ０１．３６ Ｎｏ．２４ Ａｕｇ．２０１０ ・６１・ 文章编号：１００９．６８２５（２０１０）２４．００６１．０２ 海洋平台结构静动力分析 夏厚贵 摘要：从波浪荷载周期与平台自振周期的关系出发，对海洋平台结构所遭受的波浪荷载进行了分析，结合静力计算和 动力计算，提出如何使用这两种方法来对海洋平台进行结构分析，从而确保结构安全。 关键词：海洋平台，静力分析，动力分析 中图分类号：ＴＵ３１１ 文献标识码：Ａ 速度。 ０引言 在海洋工程领域，固定式海洋平台结构有着广泛的应用。由 在计算波浪力时应根据海区的波浪参数选用不同的波浪理 于海洋平台结构通常建在深海地区，结构除了承受静荷载以外还 论，本文选用斯托克斯三阶波理论进行计算，除此之外还应对不 同的波浪入射角和不同的相位角进行搜索，以得到在某一入射方 受到波浪等动荷载的作用，会引起平台结构的振动，产生较大的 向产生的最大波浪力及相应的波峰位置。 位移。为了确保安全，仅仅考虑平台的静态效应是不充分的，有 必要考虑动力作用，进行平台动力分析。当平台结构的自振周期 ３海洋平台静力分析 与波浪的周期相差较远时，可只进行静力分析，因为这时静力分 析结果与动力分析结果相差不大。 通过以上介绍的方法，首先对平台结构进行静力分析，得到 最不利的波浪人射方向及其对应的波峰相位角，确定最不利波浪 入射方向，为此对波浪入射方向进行３６０。搜索，图２为不同波浪 １ 平台结构形式及计算模型 入射角对应的水平波浪力，由图２可以看出入射角为４５。时，平台 该平台泥面以上的总高程为９８１ＴＩ，在９０ｍ和９８ｍ处为工作 平台，其中主导管的直径和壁厚分别为１．２ ｍ，０．０３ ｍ，撑杆尺寸 遭受的水平波浪力最大。８０ 分为三种类型，分别为０．８ ｍ，０．０２ ｍ；０．５ ｍ，０．０２ ｍ；０．３ ｍ， ０．１５ ｍ，导管架底部采用等效桩的方式在６倍桩径处固结，平台 的结构模型如图１所示。 ７ｏ 蠢 加 ＊３０ ２０ ０ ６０ １２０ １８０ ２，１０ ３０ｏ ３６０ 波浪入射角／（。） 波峰相位角／（‘） 图２ 波浪力与入射角的关系图圈３ 波浪力与波峰相位角关系图 确定了最不利波浪人射角后，还要确定在此入射方向上，最 大水平波浪力对应的波峰相位角，为此对波峰相位角进行３６０。搜 索。图３为波浪入射角为４５。时，不同波峰相位角对应的水平波 浪力，由图３可以看出，当相位角为６５。时，平台遭受的水平波浪 力最大。 由以上分析可知，当对平台进行强度分析时，应选波浪入射 角为４５。，波峰相位角为６５。。 Ｄ【５Ｈ＾ａ ＳⅡ ＝１ Ｓ Ｂ＝１ 图１ 平台结构图 ＩｎＥ＝．１０（Ｅ—Ｏ２ Ｉ ＝．０２ｏ ８６７ ２环境要素与波浪力计算 ２．１环境要素 该平台所处海域的水深为８０ ｍ，极限条件下波高为５ ｒｎ，波 周期８ ｓ，波长为１２０ ｍ。 ２．２波浪荷载计算 对小尺度圆形构件，垂直于其轴线方向的单位长度的波浪力 ，可按Ｍｏｒｉｓｏｎ公式计算： ，＝专ＣａｐＤ “＋寺Ｃ，，￣ｏＴｔＤ ｕ （１） 图４结构变形图 其中， ， 分别为拖拽力系数和惯性力系数；Ｐ为海水密 度；Ｄ为圆柱直径；“和五分别为水质点垂直于构件的速度和加 收稿日期：２０１０．０４—２４ 图４为波浪入射角４５。，波峰相位角６５。对应的平台变形图，由 作者简介：夏厚贵（１９７９ ），男，工程师，安庆实华工程设计有限责任公司，安徽安庆２４６００２ 第３６卷第２４期 ・６２・ ２ ０ １ ０年８月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｖ０１．３６Ｎｏ．２４ Ａｕｇ． ２０１０ 文章编号：１００９．６８２５１２０１０｝２４—００６２—０３ 初探我国中小学建筑和救灾关键建筑抗震对策 李庆 谢何 李晶晶 摘要：针对汶川、玉树大地震后受损校舍和救灾关键设备所反映的一些现象，探讨了我国中小学建筑和救灾关键建筑 的抗震对策，进而提出中小学建筑和救灾关键设备的防震措施，科学规划设计，旨在使其具有较高的抗震能力，避免灾难 重蹈覆辙。 关键词：地震，救灾关键建筑，结构，建筑规划 中图分类号：ＴＵ３５２ 文献标识码：Ａ ０引言 活设施相应集中。由于各种复杂的因素，由地震灾害及其地震引 ２００８年５月１２日在我国四川汶川发生的特大地震震惊了海 起次生灾害的可能性和危害性要比其他类型建筑大得多。地震 因医院、学校食堂、救灾指挥中心、通讯枢纽、公共避难建 内外，特别是地震区的许多中小学教学楼严重损坏及倒塌，据统 发生后，计四川全省共有１３ ７６８所学校受到不同程度的损坏。需要恢复 筑等救灾关键建筑在一定程度上的受损，给救灾任务带来较大的 重建或维修加固的学校达到１１ ６８７所。在５１个受灾严重县市的 阻力，造成严重的生命及财产损失。因此如何完善中小学建筑和 ５ ９７９所中小学中，倒塌的校舍建筑约占２９％，需要加固的建筑约 救灾关键建筑的规划、设计理念和防震措施，是当代建筑从业人 占３８％，仅有３３％的校舍基本完好。灾难并未因为时间的流逝 员急需探寻的重要问题。 灾区调研及大震设计对策 而消失，２０１０年４月１４ Ｅｔ青海玉树发生７．１级大地震，灾区校舍 １１．１ 灾区震害的调查研究 总面积１３９ １７５ ｍ２，倒塌３６ ５７２ ｍ２，危房６１ ５７４ ｍ２。 中小学区域人口密度高，流动量大而且频繁，教学和附属生 深入地震灾区开展震害调查是研究工作的首要步骤，专业人 图４中可以看出，在此种工况下平台的最大水平位移为０．０２１ ｍ。 定结构的自振频率，尽量使荷载的频率与结构自振频率错开，经 表１平台固有频率 阶数 １ ２ Ｈｚ 固有频率 ４．０ｏ０ ４ ４ ５ｏｏ ５ 分析结构的前ｌ０阶频率如表１所示。 对平台进行完模态分析后，还应对平台进行波浪力作用下的 瞬态分析，由于波浪入射角为４５。时结构遭受的波浪力最大，所以 固有频率 ０．９８９ ８ １．１３８ ６ 阶数 ６ ７ ３ ４ ５ １．８３２ ０ ２．７９９ ０ ３．３３３ ６ ’ ８ ９ １０ ５．０７６ ９ ５．４９３ ５ ５．７１５ ９ 进行瞬态分析时取波浪的入射角为４５。。图５为平台顶点 轴方 向位移与时间的关系。 ５结语 以上针对海洋平台结构给出了平台在波浪力作用下的静、动 １．６｝ 力分析过程，通过分析得到，结构的固有频率为０．９８９ ８ Ｈｚ，结构 的最大静位移为０．０２１ ｍ，结构顶点在Ｙ方向的最大动位移为 ０．０１５ ｍ。 参考文献： １．２ ｒ ［１］ 尚晓江．Ａｎｓｙｓ结构有限元高级分析方法与范例［Ｍ］．北京： 一一 １ ６Ｉ． ．—中国水利水电出版社，２００８． ［２］杨树耕．有限元分析软件Ａｎｓｙｓ在海洋工程中的应用［Ｊ］．中 国海洋平台，２０００（２）：１５—１６． ［３］李茜．采用Ａｎｓｙｓ程序的自升式平台结构有限元动力分 析［Ｊ］．中国海洋平台，２００３（４）：７８—７９． Ｓｔａｔｉｃ ａｎｄ ｄｙｎａｍｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｏｆｆｓｈｏｒｅ ｐｌａｔｆｏｉ＇ｍ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ＸＩＡＨｏｕ－ｇｕｉ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｔａｒｔｉｎｇ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｗａｖｅ ｌｏａｄ ｃｙｃｌｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｎａｔｕｒａｌ ｃｙｃｌｅ，ｔｈｅ ｏｆｆｓｈｏｒｅ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｓｔｒｕｃｔｒｅｕｓ ｓｕｂｊｅｃｔｅｄ ｔｏ ｗａｖｅ ｌｏａｄｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｓｔａｔｉｃ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ｉｔ ｐｒｃ＿ｐ。６ｅｄ ｈｏｗ ｔｏ ｕｓｅ ｔｈｅｓｅ ｔｗｏ ｍｅｔｈｏｄｓ ｔｏ ｍａｋｅ ａ ｏｆｆｓｈｏｒｅ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ａｎａｌｙｓｉｓ．ＳＯ ａＳ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｓａｆｅｔｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｏｆｆｓｈｏｒｅ ｐｌａｔｆｏｒｍ，ｓｔａｔｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｄｙｎａｍｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ 收稿日期：２０１０—０４—２７ 作者简介：李庆（１９８５．），女，西南石油大学建筑工程学院硕士研究生，四川成都６１０５００ ３１４１００ 谢何（１９８６．），男，助理工程师，中铁八局石武客专项目部，河南郑州４５００１６ 李晶晶（１９８６．），男，助理工程师，浙江省嘉善县交通工程质量安全监督站，浙江嘉善
