深海平臺穩(wěn)性校核書

1、第 19 頁目錄1.主要參數(shù).22.定義.23.計算依據.24.主要使用說明.25.重量重心估算.36.風傾力矩計算. 67.進水點以及進水角.98.基本載況穩(wěn)性總結表.99.靜水力表.10 10. 復原力矩計算.10 11.穩(wěn)性校核.11 12.橫搖周期和橫搖角.15 1.主要參數(shù)設計最大吃水.11.32 m最大排水量.198 t整體抗風能力.14 級六邊形邊長.9 m2.定義1、單位定義 長度單位：米m 重量單位：噸t 角度單位：度deg2、坐標軸定義X軸：向右為正；Y軸：向首為正；Z軸：向上為正；縱傾：向Y方向的傾斜；橫傾：向X方向的傾斜； 本計算書中的坐標定義見上圖。以最底層垂蕩板底面

2、為基平面，以圖中的Y軸為KL線。3.計算依據：本平臺由潛入水中的浮筒、立柱下部、兩層垂蕩板以及撐桿提供浮力，立柱上部露出水面， 為半潛狀態(tài)。計算書參照中國船級社海上移動平臺入級規(guī)范（2016）中對柱穩(wěn)式平臺的相關 要求對本平臺的穩(wěn)性進行校核。本計算書中的坐標系定義見上圖。本平臺結構幾乎對稱，結構剖面關于X軸的慣性矩比Y軸略大，X方向受風面積大。因此，Y軸方向的穩(wěn)性較好?；谝陨辖Y論，本計算書對X軸方向的穩(wěn)性進行校核。4.主要使用說明1)本計算書對本平臺的作業(yè)工況及空載載況（吃水11.32m及10.42m）的穩(wěn)性進行校核， 實際運營時出現(xiàn)吃水超出此作業(yè)工況，則應重新核算穩(wěn)性，確保運營中的安全。

3、5.重量重心估算 5.1結構重量： 序號項目重量（t）高度（m）垂向矩（t*m）1.00 6根立柱9.11 9.11 82.99 2.00 12個浮筒30.67 9.92 304.25 3.00 12根豎直撐桿7.09 2.05 14.53 4.00 12根斜撐桿7.19 5.70 40.98 5.00 基平面垂蕩板50.00 0.03 1.25 6.00 4m高處垂蕩板20.00 4.05 81.00 7.00 甲板20.00 14.06 281.20 8.00 甲板室10.00 15.25 152.50 9.00 登乘平臺1.50 12.50 18.75 10.00 合計155.56 6.

4、28 977.46 5.2平臺重量：序號項目重量（t）高度（m）垂向矩（t*m）1.00 平臺重量163.06 6.67 1087.61 2.00 備品0.50 14.50 7.25 3.00 人員0.70 14.85 10.40 4.00 飼料15.00 14.50 217.50 5.00 合計179.26 7.38 1322.76 5.3作業(yè)工況(滿載)重量：序號項目重量（t）高度（m）垂向矩（t*m）1.00 平臺重量163.06 6.67 1087.61 2.00 備品0.50 14.50 7.25 3.00 人員0.70 14.85 10.40 4.00 飼料15.00 14.50

5、217.50 5.00 合計179.26 7.38 1322.76 5.4作業(yè)工況(空載)重量：序號項目重量（t）高度（m）垂向矩（t*m）1.00 平臺重量163.06 6.67 1087.61 2.00 備品0.05 14.50 0.58 3.00 人員0.70 14.85 10.40 4.00 飼料1.00 14.20 14.20 5.00 合計164.81 6.75 1112.79 6.風傾力矩計算6.1風力根據海上移動平臺入級規(guī)范（以下簡稱規(guī)范）第2篇第2.2.2.1節(jié)，作用于構件上的風力按下式計算：F=ChCSSPKN式中：P風壓，kPa;S平臺在正浮或傾斜狀態(tài)時，受風構件的正投影

6、面積，m2;hCh受風構件的高度系數(shù)，其值可根據構件高度由表2.2.2.1（a）選取，本平臺構件在海平面以上高度小于15.3m，Ch取1；CS受風構件的形狀系數(shù)，其值可根據構件形狀由表2.2.2.1（b）選取，查該表后得本平臺各構件的形狀系數(shù)取值如下：立柱主甲板下表面甲板室桅桿欄桿梯架主甲板端部板登乘平臺0.40 1.00 0.40 0.40 1.30 1.30 1.30 6.2計算風壓根據第2篇規(guī)范第2.2.1.2節(jié)，風壓按下式計算：P=0.61310-3V2 kPaV為設計風速，本平臺穩(wěn)性校核的設計風速為51.5m/s;帶入風速值得：P=1.63kPa6.3受風構件的正投影面積對任意一個橫

7、傾角，垂向受風構件的正投影面積為其側投影面積乘以該傾角的余弦值，甲板下表面的受風正投影面積為甲板面積乘以該傾角的正弦值。任意橫傾角條件下受風構件的正投影面積S：（滿載） 構件 橫傾角立柱主甲板下表面甲板室主甲板端部板桅桿欄桿梯架登乘平臺060.62 0.00 20.70 11.50 2.00 3.08 4.60 6.00 1059.70 45.11 20.39 11.33 1.97 3.03 4.53 5.91 2056.96 88.86 19.45 10.81 1.88 2.89 4.32 5.64 3052.50 129.91 17.93 9.96 1.73 2.67 3.98 5.20

8、4046.44 167.00 15.86 8.81 1.53 2.36 3.52 4.60 5038.97 199.02 13.31 7.39 1.29 1.98 2.96 3.86 5534.80 212.16 11.88 6.60 1.15 1.77 2.64 3.44 對任意一個橫傾角，受風構件的正投影面積形心距水面高度為正浮時的面積形心高度乘以該傾角的余弦值。 任意橫傾角時受風構件的正投影面積形心距水面高度h：（滿載） 構件 橫傾角立柱主甲板下表面甲板室主甲板端部板桅桿欄桿梯架登乘平臺01.34 2.68 3.93 1.24 6.89 3.09 1.20 1.20 101.32 2.6

9、4 3.87 1.22 6.79 3.04 1.18 1.18 201.26 2.52 3.69 1.17 6.47 2.90 1.13 1.13 301.16 2.32 3.40 1.07 5.97 2.68 1.04 1.04 401.03 2.05 3.01 0.95 5.28 2.37 0.92 0.92 500.86 1.72 2.52 0.80 4.43 1.99 0.77 0.77 550.77 1.54 2.26 0.71 3.95 1.77 0.69 0.69 6.5風傾力矩計算根據規(guī)范第3篇第2.2.1.4節(jié)，風傾力矩M按下式計算：Mq=FZkN*m式中：F計算風力，kN;

10、Z計算風力作用力臂,對每個構件該力臂值為4.4節(jié)中計算的高度h; 6.5.1橫傾0時的風傾力矩計算（以下均是滿載載況） 構件 參數(shù)立柱主甲板下表面甲板室主甲板端部板桅桿欄桿梯架登乘平臺Ch1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 Cs0.40 1.00 0.40 1.00 1.30 1.30 1.30 1.00 S(m2)60.62 0.00 20.70 11.50 2.00 3.08 4.60 6.00 P(kPa)1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 F=ChCsSP(KN)39.52 0.00 13.50 1

11、8.75 4.24 6.53 9.75 9.78 h(m)1.34 2.68 3.93 1.24 6.89 3.09 1.20 1.20 Mq=Fh(kN*m)52.96 0.00 53.04 23.24 29.20 20.17 11.70 11.74 Mq合計202.05 6.5.2橫傾10時的風傾力矩計算 構件 參數(shù)立柱主甲板下表面甲板室主甲板端部板桅桿欄桿梯架登乘平臺Ch1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 Cs0.40 1.00 0.40 1.00 1.30 1.30 1.30 1.00 S(m2)59.70 45.11 20.39 11.33

12、 1.97 3.03 4.53 5.91 P(kPa)1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 F=ChCsSP(KN)38.92 73.53 13.29 18.47 4.17 6.42 9.60 9.63 h(m)1.32 2.64 3.87 1.22 6.79 3.04 1.18 1.18 Mq=Fh(kN*m)51.38 194.12 51.45 22.53 28.34 19.52 11.33 11.37 Mq合計390.03 6.5.3橫傾20時的風傾力矩計算 構件 參數(shù)立柱主甲板下表面甲板室主甲板端部板桅桿欄桿梯架登乘平臺Ch1.00 1.00

13、1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 Cs0.40 1.00 0.40 1.00 1.30 1.30 1.30 1.00 S(m2)56.96 88.86 19.45 10.81 1.88 2.89 4.32 5.64 P(kPa)1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 F=ChCsSP(KN)37.14 144.84 12.68 17.62 3.98 6.12 9.15 9.19 h(m)1.26 2.52 3.69 1.17 6.47 2.90 1.13 1.13 Mq=Fh(kN*m)46.80 365.00 46.79 20

14、.62 25.77 17.76 10.34 10.39 Mq合計543.48 6.5.4橫傾30時的風傾力矩計算 構件 參數(shù)立柱主甲板下表面甲板室主甲板端部板桅桿欄桿梯架登乘平臺Ch1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 Cs0.40 1.00 0.40 1.00 1.30 1.30 1.30 1.00 S(m2)52.50 129.91 17.93 9.96 1.73 2.67 3.98 5.20 P(kPa)1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 F=ChCsSP(KN)34.23 211.75 11.69 1

15、6.23 3.67 5.66 8.43 8.48 h(m)1.16 2.32 3.40 1.07 5.97 2.68 1.04 1.04 Mq=Fh(kN*m)39.71 491.27 39.75 17.37 21.89 15.16 8.77 8.82 Mq合計642.73 6.5.5橫傾40時的風傾力矩計算 構件 參數(shù)立柱主甲板下表面甲板室主甲板端部板桅桿欄桿梯架登乘平臺Ch1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 Cs0.40 1.00 0.40 1.00 1.30 1.30 1.30 1.00 S(m2)46.44 167.00 15.86 8.81

16、 1.53 2.36 3.52 4.60 P(kPa)1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 F=ChCsSP(KN)30.28 272.21 10.34 14.36 3.24 5.00 7.46 7.50 h(m)1.03 2.05 3.01 0.95 5.28 2.37 0.92 0.92 Mq=Fh(kN*m)31.04 558.03 31.13 13.64 17.12 11.85 6.86 6.90 Mq合計676.56 6.5.6橫傾50時的風傾力矩計算 構件 參數(shù)立柱主甲板下表面甲板室主甲板端部板桅桿欄桿梯架登乘平臺Ch1.00 1.00 1

17、.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 Cs0.40 1.00 0.40 1.00 1.30 1.30 1.30 1.00 S(m2)38.97 199.02 13.31 7.39 1.29 1.98 2.96 3.86 P(kPa)1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 F=ChCsSP(KN)25.41 324.40 8.68 12.05 2.73 4.20 6.27 6.29 h(m)0.86 1.72 2.52 0.80 4.43 1.99 0.77 0.77 Mq=Fh(kN*m)21.85 557.97 21.87 9.64

18、 12.11 8.35 4.83 4.84 Mq合計641.46 6.5.7橫傾55時的風傾力矩計算 構件 參數(shù)立柱主甲板下表面甲板室主甲板端部板桅桿欄桿梯架登乘平臺Ch1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 Cs0.40 1.00 0.40 1.00 1.30 1.30 1.30 1.00 S(m2)34.80 212.16 11.88 6.60 1.15 1.77 2.64 3.44 P(kPa)1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 F=ChCsSP(KN)22.69 345.82 7.75 10.76 2.

19、43 3.75 5.60 5.61 h(m)0.77 1.54 2.26 0.71 3.95 1.77 0.69 0.69 Mq=Fh(kN*m)17.45 531.98 17.48 7.66 9.62 6.64 3.85 3.87 Mq合計598.55 6.6空載時的風傾力矩計算與上述計算方法類似，這里不再累贅，以下直接給出計算結果：橫傾角0102030405055風傾力矩Mq(kN*m)299.87 550.42 753.09 881.30 921.81 870.12 808.80 7.進水點以及進水角本平臺沒有完整穩(wěn)性校核中會導致計入浮力的艙室進水的進水點。本計算書中校核的橫傾角范圍為0

20、至55。 8.基本載況穩(wěn)性總結表：序號項目單位規(guī)范要求值作業(yè)工況（滿載）作業(yè)工況（空載）1.00 排水量t179.26 164.81 2.00 重心離基線高度KGm7.38 6.75 3.00 平均吃水dm11.32 10.42 4.00 經自由液面修正后的初穩(wěn)性高度m0.15 2.08 12.14 5.00 復原力矩曲線下的面積超出鳳傾力矩的面積 m20.30 168% 217%9.靜水力表 縱傾0，橫傾0吃水（m）10.40 10.50 10.60 10.70 10.80 排水量（t）163.76 168.96 173.07 174.99 175.68 濕表面積（m2）1057.49 10

21、71.39 1089.56 1118.51 1120.77 水線面面積（m2）54.56 46.32 32.64 6.74 6.74 浮心距基線高度（m）7.63 7.72 7.79 7.82 7.83 橫穩(wěn)心距基線高度KMt（m）19.24 17.31 14.46 9.42 9.43 吃水（m）10.90 11.00 11.10 11.20 11.30 11.40 排水量（t）176.37 177.07 177.76 178.45 179.14 179.83 濕表面積（m2）1123.03 1125.29 1127.55 1129.81 1132.06 1134.32 水線面面積（m2）6.

22、74 6.74 6.74 6.74 6.74 6.74 浮心距基線高度（m）7.84 7.85 7.87 7.88 7.89 7.91 橫穩(wěn)心距基線高度KMt（m）9.43 9.44 9.44 9.45 9.46 9.47 10.復原力矩計算10.1作業(yè)工況(滿載)復原力矩計算排水量：179.26t吃水D：11.32m重心高KG：7.38m橫傾角（）0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 復原力矩（kN*m）Mf=9.81*GZ0.00 326.56 838.82 1320.84 1603.26 1678.17 1740.78 橫傾角（）35.00 40

23、.00 45.00 50.00 55.00 復原力矩（kN*m）Mf=9.81*GZ1799.30 1853.50 1903.97 1950.57 1992.60 10.2作業(yè)工況(空載)復原力矩計算排水量：164.8t吃水D：10.42m重心高KG：6.75m橫傾角（）0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 復原力矩（kN*m）Mf=9.81*GZ0.00 1015.67 1613.07 2151.46 2506.50 2781.36 2885.48 橫傾角（）3540455055復原力矩（kN*m）Mf=9.81*GZ2967.613025.333055.893060.413042.47 11.穩(wěn)性校核 11.1作業(yè)工況(滿載) 根據規(guī)范第3篇第2.3.1.1節(jié),對柱穩(wěn)式平臺，典型完整狀態(tài)靜水力圖2.2.1.1中至第2交點或進水角處的復原力矩