GM-Lift半潛式平臺(tái)立柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度分析研究.pdf

1、本文研究了GM-Lift半潛式平臺(tái)立柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度分析。 為嚴(yán)格控制向海洋傾倒廢棄物，防止對(duì)海洋環(huán)境的污染損害，一些國家聯(lián)合起來制訂了《1972年防止傾倒廢物及其他物質(zhì)污染海洋的公約》即《倫敦傾廢公約》。該公約針對(duì)向海洋棄置船舶、航空器、平臺(tái)和其他海上人工構(gòu)造物的行為進(jìn)行了嚴(yán)格的限制。而在一些對(duì)環(huán)保要求較高的地區(qū)如北海，當(dāng)?shù)胤筛菑?qiáng)制規(guī)定所有的廢棄平臺(tái)必須完全拆除。除此之外，大多數(shù)的海域在停止產(chǎn)油后仍有其他經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的可能性

2、，這也需要對(duì)廢棄平臺(tái)進(jìn)行清理。因此，在海上油氣開發(fā)的后期，對(duì)廢棄平臺(tái)的拆除工作必不可少。GM-Lift 平臺(tái)就是為解決這一工程實(shí)際問題而開發(fā)GM-Lift 是一種不同于傳統(tǒng)半潛式平臺(tái)的新型拆卸安裝多功能平臺(tái)，分析其功能結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指導(dǎo)性意見，這對(duì)于今后我國自主開發(fā)此類新型半潛式平臺(tái)具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和學(xué)術(shù)價(jià)值。 首先，介紹了GM-Lift 的功能特點(diǎn)，對(duì)該平臺(tái)與傳統(tǒng)半潛式平臺(tái)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)差異分析，并論述了其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3、和強(qiáng)度衡準(zhǔn)準(zhǔn)則的特殊性；隨后，以平臺(tái)立柱為研究對(duì)象，應(yīng)用DNV 規(guī)范的經(jīng)驗(yàn)公式，采用載荷與抗力系數(shù)法（LRFD 法）對(duì)立柱殼板的最小厚度、骨材的最小剖面模數(shù)進(jìn)行了規(guī)范計(jì)算和校核，以驗(yàn)證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性；為了準(zhǔn)確把握結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)載荷作用下的應(yīng)力應(yīng)變情況，本文接著運(yùn)用Patran/Nastran 有限元計(jì)算軟件對(duì)立柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行了靜強(qiáng)度分析，計(jì)算出了GM-Lift 平臺(tái)立柱在最不利工況即工況4 下遭受0o到180o每隔15o浪向的波浪載荷作用下的

4、結(jié)構(gòu)響應(yīng)，并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了評(píng)定和分析。針對(duì)熱點(diǎn)區(qū)的應(yīng)力集中現(xiàn)象，通過計(jì)算明確了應(yīng)力集中與結(jié)構(gòu)形式的關(guān)系；在強(qiáng)度分析的基礎(chǔ)上，對(duì)影響立柱典型艙段結(jié)構(gòu)響應(yīng)的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行了敏感性分析，通過敏感性分析確定結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)變量。并運(yùn)用NASTRAN 的優(yōu)化模塊，以重量最輕為目標(biāo)，對(duì)艙段結(jié)構(gòu)剖面進(jìn)行了進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計(jì)；最后針對(duì)強(qiáng)度分析中T 形柱節(jié)點(diǎn)應(yīng)力集中的情況，運(yùn)用有限元方法，明確了它在基本載荷作用下的應(yīng)力分布規(guī)律，提出了帶軟趾的肘板加強(qiáng)措施，并對(duì)加