南海某导管架平台风载荷数值模拟分析
                                            杨蕃菲1，周国强1，王维刚1，吕〓妍2
                                     (1.东北石油大学机械科学与工程学院，黑龙江 大庆〓163318)
                                         (2.大庆石化公司信息技术中心，黑龙江 大庆〓163000)
    为确保海洋平台在风环境下的安全生产，研究风载荷作用下平台结构的静动力响应。以南海陆丰13-1导管架平台为例，采用拟静力法，对海洋平台结构在一般海况和极端海况的风载荷进行了数值模拟分析。结果表明，在风载荷作用下平台甲板位置的位移响应值最大，桩腿桩基位置的应力值最大；将一般海况风载荷和极端海况风载荷相比较，可知结构在极端海况风载荷作用下的响应比较大，对实际工程应用和安全评估有一定的参考价值。


    在海洋油气资源的开发过程中海洋平台提供了必需的作业和生活场所，因此对海洋平台（海洋油气生产基地）进行准确的安全性评价是必不可少的［1］。目前，许多研究者对波浪载荷进行了研究［2-3］。由于导管架平台常年工作环境恶劣，长时间受风侵蚀，所以考虑风载荷是设计和计算过程中不能缺少的步骤。本文对风载荷进行研究，采用拟静力法进行计算，该方法是应用静力学方法来解决动力学问题的简易方法［4］。将风对结构物的作用以等效载荷的方法来表示，再用静力分析法结合等效载荷对结构进行位移和应力的计算，为以后进行安全评估提供有力的参考依据。

1〓模型的建立及风载荷计算〖HT5SS〗〖STBZ〗

1.1〓导管架平台模型的建立〖HT5SS〗〖STBZ〗
    南海陆丰13-1导管架平台模台高174.57m、长90.30m、宽69.50m，甲板长84.45m、宽62.50m。
    按照有限元分析理论，建立该平台的数值分析模型，如图1所示。

1.2〓风压
   风是以一定的速度流动的空气，基本风压p0是空气流动过程中的动压力，即总压力pt与静压力p之差［5］，可得计算式为：

p0=pt-p=〖SX(〗1〖〗2〖SX)〗〖SX(〗w〖〗g〖SX)〗u2t
〖JY〗（1）
〖HJ〗
〖LL〗
〖TP31601.TIF，+53mm〗〖HT5”K〗〖JZ〗图1〓平台数值分析模型〖HJ*4〗〖HT7〗〖HT5SS〗〖HJ〗
〖JP3〗式中：ut为时距为t时的设计风速；w为空气的质量密度，可取w=12.015N/m3；重力加速度g取9.8m/s2。〖JP〗
将风压系数α（α=〖SX(〗1〖〗2〖SX)〗·〖SX(〗w〖〗g〖SX)〗）代入式（1），则可将计算式改写为：

p0=αu2t
〖FH〗（2）

〓〓
风作用于工程结构上时，既需要考虑风压随高度的变化，也要考虑工程结构的尺寸、高度、体型等形状因素对基本风压的影响，计算时需要将基本风压p0乘以风压高度系数Kg（取值参见表1）再乘以结构形状系数K（取值参见表2）［6］，作用于工程结构表面上的风压pw为：

pw=KgKp0=KgK〖SX(〗1〖〗2〖SX)〗〖SX(〗w〖〗g〖SX)〗u2t=KgKαu2t
〖JY〗（3）


基金项目：〖HTSS〗中石油十二五科研项目(2014B-4310)
作者简介：〖HTSS〗杨蕃菲(1991—)，女，辽宁盘锦人，东北石油大学硕士研究生，主要研究方向为石油装备检测与安全性评价研究。


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