自升式桁架腿平台桩腿性能参数敏感性分析课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,自升式桁架腿平台桩腿性能,参数敏感性分析,自升式桁架腿平台桩腿性能,汇报内容,二、平台桩腿强度分析,一、绪论,三,、,平台桩腿性能参数敏感性分析,四,、,结论与建议,汇报内容二、平台桩腿强度分析一、绪论三、平台桩腿性能参数敏感,圆柱腿自升式平台,桁架腿自升式平台,一、绪论,圆柱腿自升式平台桁架腿自升式平台一、绪论,一、绪论,自升式平台工作水深变化大，桩腿结构柔性较大，在波浪海流等环境载荷作业下会产生较大位移和应力响应，是平台的关键构件之一。,本文以中深水桁架式自升式平台桩腿为研究对象，通过,ANSYS,有限元分析软件，对其进行了静强度分析及性能参数敏感性分析。,一、绪论自升式平台工作水深变化大，桩腿结构柔性较大，在波浪海,汇报内容,一、绪论,二、平台桩腿强度分析,三,、,平台桩腿性能参数敏感性分析,四,、,结论与建议,汇报内容一、绪论二、平台桩腿强度分析三、平台桩腿性能参数敏感,二、平台桩腿强度分析,1,有限元模型,平台主体,升降系统,桩腿,二、平台桩腿强度分析1 有限元模型,二、平台桩腿强度分析,2,桁架腿结构,水平撑杆,水平内撑杆,弦杆,斜撑杆,二、平台桩腿强度分析2 桁架腿结构 水平撑杆水平内撑杆弦杆斜,二、平台桩腿强度分析,三种常见撑杆形式,K,型,X,型,Inv-K,型,二、平台桩腿强度分析三种常见撑杆形式K型X型Inv-K型,二、平台桩腿强度分析,3 ANSYS,软件在海洋工程应用,PIPE59,单元专用于模拟浸没在水中并受波浪、海流力作用的管状结构。,KWAVE,波浪理论选择项,KCRC,波,/,流交互影响选项,DEPTH,水深（,0,）,DENSW,水密度,w,波浪方向,Z(j),j,点的,Z,坐标,W(j),j,点流速,d(j),j,点流向,Re(k),雷诺数,C,D,(k),拖曳力系数,CT(k),切向拖曳力系数,T(j),j,点温度,A(i),波高,(i),波周期,(i),波峰相位角,WL(i),波长,水表参数,二、平台桩腿强度分析3 ANSYS软件在海洋工程应用KWAV,二、平台桩腿强度分析,4,计算算例,计算参数,桩腿横向间距,47.3m,桩腿纵向间距,44.3m,弦杆中心距,9.906m,节距,3.658m,弦杆,38132,水平撑杆,21922,斜撑杆,21922,水平内撑杆,16810,平台总重（自存工况）,9000t,水深,90,海流流速,0.77m/s,波高,9.3m,周期,9.6s,二、平台桩腿强度分析4 计算算例,二、平台桩腿强度分析,4,计算算例,加载工况,工况编号,描述,基本,工况,1,结构自重,2,设备载荷,3,自存下可变载荷,4,横向环境载荷,5,斜向环境载荷,6,纵向环境载荷,组合,工况,7,1+2+3+4,8,1+2+3+5,9,1+2+3+6,二、平台桩腿强度分析4 计算算例工况编号描述基本1结构自重2,二、平台桩腿强度分析,计算结果,环境载荷为横向、纵向和斜向时，桩腿最大等效应力。,环境载荷,方向,最大应力,(MPa),许用应力,(MPa),位置,横向,335,487,艏桩弦杆下导向,斜向,404,487,艉右桩弦杆下导向,纵向,378,487,艉右桩弦杆下导向,二、平台桩腿强度分析计算结果环境载荷为横向、纵向和斜向时，桩,二、平台桩腿强度分析,计算结果,横向入射,二、平台桩腿强度分析计算结果横向入射,二、平台桩腿强度分析,计算结果,纵向入射,二、平台桩腿强度分析计算结果纵向入射,二、平台桩腿强度分析,计算结果,斜向入射,应力较大部位集中在平台主体与桩腿弦杆接触处。,桁架腿强度满足规范要求，并有较大的储备，对其参数敏感性分析是可行且必要的。,二、平台桩腿强度分析计算结果斜向入射应力较大部位集中在平台主,一、绪论,汇报内容,二、平台桩腿强度分析,三、平台桩腿性能参数敏感性分析,四,、,结论与建议,一、绪论汇报内容二、平台桩腿强度分析三、平台桩腿性能参数敏感,三、平台桩腿性能参数敏感性分析,1 主要性能指标,最大应力分析目的是确保桩腿结构的强度足以支持最大设计载荷。在使最大应力保持在容许应力以下的同时，通过要求桩腿支持最大设计载荷，可实现这一目的。限制的目的是防止发生导致结构失效。因此，本文研究考虑把桩腿结构的等效应力为桩腿分析的控制指标。,三、平台桩腿性能参数敏感性分析1 主要性能指标,三、平台桩腿性能参数敏感性分析,2 主要影响参数,海流,三角流剖面,梯形流剖面,一致流剖面,流速,流速,流速,水深,水深,水深,三、平台桩腿性能参数敏感性分析2 主要影响参数三角流剖面梯形,三、平台桩腿性能参数敏感性分析,2 主要影响参数,不同工况下平台可变载荷变化最大，因此本文以,可变载荷,作为敏感性分析参数。,其他参数较多包括,水深,、,弦杆距离,、,桩腿间距,都作为敏感性分析的参数。,三、平台桩腿性能参数敏感性分析2 主要影响参数,三、平台桩腿性能参数敏感性分析,3 分析参数,桁架腿基本数据,密度：,7850 kg/m,3,弹性模量：,206.8Gpa,环境载荷数据,海水密度：,1025 kg/m,3,海流流速：,0.5m/s,、,0.75m/s,、,1m/s,、,1.25m/s,水深范围,90m,、,105m,、,120m,、,135m,可变载荷,3500t,、,4000t,、,4500t,、,5000t,桩腿间距,35m,、,40m,、,45m,、,50m,、,55m,桁架腿几何尺寸,弦杆距离：,10m,、,11.5m,、,13m,、,14.5m,节距：,3m,弦杆：,381mm32mm,水平横撑杆：,21922mm,水平内撑杆：,16811mm,斜撑杆：,21922mm,三、平台桩腿性能参数敏感性分析3 分析参数,三、平台桩腿性能参数敏感性分析,水深、可变载荷、桩腿间距和弦杆间距影响桩腿强度灵敏度较高。,弦杆对桁架腿强度贡献较大，这是因为弦杆是桩腿结构中主要竖向构件，承受着平台主体自重和来自水平方向的环境载荷。,4,参数敏感性分析,三、平台桩腿性能参数敏感性分析水深、可变载荷、桩腿间距和弦杆,汇报内容,二、平台桩腿强度分析,四、结论与建议,三,、,平台桩腿性能参数敏感性分析,一、绪论,汇报内容二、平台桩腿强度分析四、结论与建议三、平台桩腿性能参,四、结论与建议,(1),静力分析表明，应力较大部位集中在,平台主体与桩腿弦杆接触处,。该部分结构，不仅要承担传递平台主体巨大的自重与竖向载荷，又要承受和抵抗水平环境载荷，因此设计时要重点考虑该部分结构。,(2),通过参数敏感性分析表明，,弦杆对桁架腿强度贡献最大,，桩腿设计时弦杆要着重考虑。,(3),采用的基于参数化建模方法所建立的简化模型是基本合理的。其一次建模后，通过参数调整实现多种工况，多种设计方案重复计算，能有效提高计算效率，减少了重复建模的时间，具有实际工程意义。,四、结论与建议(1)静力分析表明，应力较大部位集中在平台主,谢谢！,谢谢！,