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海上固定平臺(tái)振動(dòng)檢測(cè)與結(jié)構(gòu)安全評(píng)估指南2014目 錄TOC\o"1-2"\h\z\u第1章 通則 1第1節(jié) 適用范圍 1第2節(jié) 目 的 1第3節(jié) 術(shù)語(yǔ)及定義 1第4節(jié) 評(píng)估依據(jù) 2第5節(jié) 安全評(píng)估的流程 2第6節(jié) 其它 5第2章基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 6第1節(jié) 一般規(guī)定 6第2節(jié) 圖紙和資料 6第3章平臺(tái)結(jié)構(gòu)重要性與安全分級(jí) 8第1節(jié) 一般規(guī)定 8第2節(jié) 結(jié)構(gòu)重要性分類 8第3節(jié) 平臺(tái)結(jié)構(gòu)安全分級(jí) 9第4章評(píng)估環(huán)境條件與荷載標(biāo)準(zhǔn) 10第1節(jié) 一般規(guī)定 10第2節(jié) 極值環(huán)境要素概率模型更新 10第3節(jié) 評(píng)估荷載標(biāo)準(zhǔn) 第5章平臺(tái)結(jié)構(gòu)檢測(cè)與損傷識(shí)別 13第1節(jié) 一般規(guī)定 13第2節(jié) 平臺(tái)結(jié)構(gòu)振動(dòng)檢測(cè)與損傷識(shí)別 13第3節(jié) 結(jié)構(gòu)的局部定量檢測(cè) 15第4節(jié) 常規(guī)結(jié)構(gòu)檢測(cè) 15第5節(jié) 樁基形位測(cè)量與樁基弱化 16第6節(jié) 海生物附著厚度測(cè)量 16第6章結(jié)構(gòu)模擬 17第1節(jié) 一般規(guī)定 17第2節(jié) 總體坐標(biāo)系 17第3節(jié) 單元類型 17第4節(jié) 在役結(jié)構(gòu)有限元建模 17第5節(jié) 樁土相互作用 18第7章 結(jié)構(gòu)確定性安全分析評(píng)估 19第1節(jié) 一般規(guī)定 19第2節(jié) 結(jié)構(gòu)構(gòu)件確定性安全評(píng)估 19第3節(jié) 結(jié)構(gòu)整體確定性安全評(píng)估 20第8章 結(jié)構(gòu)可靠性安全分析評(píng)估 22第1節(jié) 一般規(guī)定 22第2節(jié) 結(jié)構(gòu)構(gòu)件可靠性安全評(píng)估 22第3節(jié) 結(jié)構(gòu)整體可靠性安全評(píng)估 23第9章 平臺(tái)結(jié)構(gòu)構(gòu)件疲勞分析與壽命預(yù)測(cè) 25第1節(jié) 一般規(guī)定 25第2節(jié) 構(gòu)件確定性疲勞分析 25第3節(jié) 構(gòu)件可靠性疲勞分析 25附錄A指南重要理論、方法的注釋 28附錄B 平臺(tái)結(jié)構(gòu)維修決策與建議 42‐‐PAGE1‐第1章通則第1節(jié) 適用范圍本指南適用于海上固定平臺(tái)的振動(dòng)檢測(cè)與結(jié)構(gòu)安全評(píng)估。振動(dòng)檢測(cè)適用范圍平臺(tái)質(zhì)量和剛度改變導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全狀況改變的海上固定平臺(tái)。平臺(tái)質(zhì)量改變起如構(gòu)件出現(xiàn)裂紋、腐蝕損傷等。結(jié)構(gòu)安全評(píng)估適用范圍人員或設(shè)備增加或者失效后果更為嚴(yán)重,導(dǎo)致平臺(tái)的重要性分類升高;10%;資料證明氣候變化,導(dǎo)致環(huán)境條件更加惡劣;基礎(chǔ)改變,如大量沖刷或下沉;考慮其影響;在檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)有明顯的損傷或退化,導(dǎo)致平臺(tái)承載能力明顯下降。由于實(shí)際生產(chǎn)的需要,平臺(tái)在達(dá)到設(shè)計(jì)壽命后需要進(jìn)行安全評(píng)估以確定其現(xiàn)狀能滿足新環(huán)境條件下的繼續(xù)生產(chǎn)作業(yè)的要求。平臺(tái)的安全評(píng)估是為業(yè)主提供的技術(shù)支持服務(wù)。它是根據(jù)對(duì)平臺(tái)的設(shè)計(jì)、長(zhǎng)期一項(xiàng)獨(dú)立和完整的證明。第2節(jié) 目 的(平臺(tái)結(jié)構(gòu)安全評(píng)估的目的是為業(yè)主提供一個(gè)極端條件下的平臺(tái)實(shí)際安全技術(shù)文件安全評(píng)估結(jié)果也為平臺(tái)的合理使用而進(jìn)行的修理和保養(yǎng)提供依據(jù)。第3節(jié) 術(shù)語(yǔ)及定義1.3.1術(shù)語(yǔ)及定義海上固定平臺(tái):一種借助于樁、擴(kuò)展基礎(chǔ)或用其他方法支撐于海底,使上部露出水面,為了預(yù)定目的能較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持不動(dòng)的平臺(tái)。結(jié)構(gòu)安全評(píng)估面的薄弱環(huán)節(jié)和隱患,并對(duì)結(jié)構(gòu)局部和整體的安全性做出系統(tǒng)評(píng)價(jià)的分析方法。JC方法:國(guó)際“結(jié)構(gòu)安全度聯(lián)合委員會(huì)”(JCSS)推薦使用計(jì)算結(jié)構(gòu)可靠度的一種改進(jìn)一次二階矩法。可靠指標(biāo)函數(shù)值,并與失效概率在數(shù)值上有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。振動(dòng)檢測(cè)(能的一種檢測(cè)手段。損傷識(shí)別準(zhǔn)模型模態(tài)參數(shù)變化特征判斷結(jié)構(gòu)損傷狀況的方法。應(yīng)力比:評(píng)估荷載作用下在役結(jié)構(gòu)構(gòu)件實(shí)際最大應(yīng)力與構(gòu)件的允許應(yīng)力的比值。第4節(jié) 評(píng)估依據(jù)國(guó)家法規(guī)《海上固定平臺(tái)安全規(guī)則(2000)》API規(guī)范對(duì)平臺(tái)安全評(píng)估一般要求APIRP2A-WSD(Recommendedpracticeforplanning,designingandconstructionfixedoffshoreplatforms-WorkingStressDesign)。APIRP2A-LRFD(Recommendedpracticeforplanning,designingandconstructionfixedoffshoreplatforms-LoadandResistanceFactorDesign)。民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)結(jié)構(gòu)安全的要求《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》中國(guó)船級(jí)社規(guī)范《淺海固定平臺(tái)建造與檢驗(yàn)規(guī)范(2004)》第5節(jié) 安全評(píng)估的流程類,對(duì)不同重要性分類的結(jié)構(gòu)整體進(jìn)行安全評(píng)估時(shí)應(yīng)采用相應(yīng)的安全標(biāo)準(zhǔn)。平臺(tái)的安全評(píng)估過(guò)程主要包括以下幾個(gè)方面:平臺(tái)重要性分類環(huán)境條件評(píng)估設(shè)計(jì)、建造、完工資料及檢測(cè)、維護(hù)、維修及改造資料審核評(píng)估起因?qū)徍似脚_(tái)振動(dòng)檢測(cè)(如有時(shí))損傷識(shí)別分析平臺(tái)局部定量檢測(cè)常規(guī)結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)構(gòu)件應(yīng)力比分析結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度分析構(gòu)件可靠度分析結(jié)構(gòu)體系可靠度分析緩解措施的考慮以上幾方面的邏輯關(guān)系如圖1.1所示。平臺(tái)重要性分類平臺(tái)重要性分類設(shè)計(jì)建造安裝和運(yùn)營(yíng)維護(hù)資料選擇平臺(tái)否否是否存在評(píng)估起因?是是否損傷識(shí)別是否存在損傷?是評(píng)估荷載標(biāo)準(zhǔn)在役結(jié)構(gòu)有限元模型平臺(tái)構(gòu)件層次安全評(píng)估是否滿足確定性評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是否滿足可靠性評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)不滿足A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)AB增加局部定量檢測(cè)平臺(tái)通過(guò)評(píng)估構(gòu)件安全分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件可靠度分析構(gòu)件應(yīng)力比分析評(píng)估環(huán)境條件常規(guī)結(jié)構(gòu)檢測(cè)/局部定量檢測(cè)振動(dòng)檢測(cè)平臺(tái)不需要評(píng)估AAB是是否進(jìn)行緩解措施否臺(tái)整體層次安全評(píng)估是否滿足確定性評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是否滿足可靠性評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)不滿足A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是是否進(jìn)行緩解措施否平臺(tái)未通過(guò)評(píng)估平臺(tái)通過(guò)評(píng)估結(jié)構(gòu)安全分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)體系可靠度分析結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度分析圖1.1 評(píng)估流程在此基礎(chǔ)上進(jìn)行構(gòu)件層次的安全評(píng)估或結(jié)構(gòu)整體層次的安全評(píng)估。行結(jié)構(gòu)整體層次安全評(píng)估。般應(yīng)以確定性的應(yīng)力比評(píng)估結(jié)果為主,另一種評(píng)估方法評(píng)估結(jié)果作為參考。面,一般以確定性結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度評(píng)估結(jié)果為主,另一種評(píng)估方法作為參考。B。第6節(jié) 其 它于在役固定平臺(tái)結(jié)構(gòu)安全的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。值。載取值。‐‐PAGE10‐第2章基礎(chǔ)數(shù)據(jù)第1節(jié) 一般規(guī)定數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)的測(cè)量對(duì)于評(píng)估結(jié)果的可靠性極為重要。所需的圖紙和資料主要包括平臺(tái)三個(gè)階段積累的資料:計(jì)、建造、完工圖紙;定量檢測(cè)結(jié)果表,平臺(tái)基礎(chǔ)三維地形測(cè)量結(jié)果表。第2節(jié) 圖紙和資料總體信息最初和當(dāng)前的業(yè)主最初、運(yùn)營(yíng)過(guò)程、當(dāng)前的平臺(tái)用途和功能位置、水深和方位平臺(tái)型式及其他特定信息、操作等級(jí)其他的具體場(chǎng)地資料、人員配備等原始設(shè)計(jì)資料設(shè)計(jì)承包人、設(shè)計(jì)日期。設(shè)計(jì)圖紙、材料說(shuō)明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)――風(fēng)、海浪、海流、冰等甲板的允許高程操作標(biāo)準(zhǔn)――甲板的荷載、設(shè)備布置土壤資料樁和隔水套管的尺度和設(shè)計(jì)貫入深度附屬構(gòu)件――清單和布置建造完工資料建造、安裝承包人和安裝日期竣工圖紙制造、焊接和建造規(guī)格書材料跟蹤記錄樁和隔水套管的打入記錄等。樁灌漿記錄(如適用)平臺(tái)使用歷史資料環(huán)境荷載記錄――臺(tái)風(fēng)、風(fēng)暴等操作荷載記錄――碰撞和偶然荷載過(guò)去環(huán)境作用效應(yīng)下的表現(xiàn)情況平臺(tái)振動(dòng)檢測(cè)記錄檢驗(yàn)和維修記錄修理情況記錄――圖紙、日期等改造情況記錄――圖紙、日期等當(dāng)前條件資料所有結(jié)構(gòu)的實(shí)際尺寸、位置、高程所有甲板的荷載和設(shè)備布置產(chǎn)量和儲(chǔ)備物清單平臺(tái)基于振動(dòng)檢測(cè)損傷識(shí)別分析報(bào)告常規(guī)結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)報(bào)告水下海生物附著情況平臺(tái)腐蝕調(diào)查和探傷測(cè)厚報(bào)告平臺(tái)所在海域積累的環(huán)境數(shù)據(jù)平臺(tái)基礎(chǔ)三維地形測(cè)量報(bào)告第3章平臺(tái)結(jié)構(gòu)重要性與安全分級(jí)第1節(jié) 一般規(guī)定重要性等級(jí)越高,其安全水平越高,反之亦然。失效造成經(jīng)濟(jì)損傷越多,平臺(tái)結(jié)構(gòu)重要性等級(jí)越高,反之亦然。全水平更多信息,為維修決策提供參考。平臺(tái)結(jié)構(gòu)安全分級(jí)的依據(jù)主要平臺(tái)結(jié)構(gòu)要求的安全水平及其對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)損傷程度。平臺(tái)結(jié)構(gòu)安全分級(jí)分為結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)構(gòu)整體安全分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)兩個(gè)層和體系可靠指標(biāo)參數(shù)劃分兩個(gè)方面。第2節(jié) 結(jié)構(gòu)重要性分類性的在役平臺(tái)進(jìn)行安全評(píng)估,結(jié)構(gòu)整體安全評(píng)估時(shí)采用的安全指標(biāo)參數(shù)與之相一致。()(損失)、工業(yè)界和政府的損失。R-1=有人居住——不撤離R-2=有人居住——撤離R-3=無(wú)人居住確定人命安全的適當(dāng)?shù)牡燃?jí)應(yīng)基于下述規(guī)定:——不撤離有人居住——不撤離系統(tǒng)指平臺(tái)上一直有人居住并在上生活,在設(shè)計(jì)環(huán)境事件發(fā)生之前,不準(zhǔn)備撤離,或者撤離是不實(shí)際的?!冯x有人居住——可將平臺(tái)歸為有人居住——撤離一類。無(wú)人居住無(wú)人居住系指平臺(tái)上不常有人,或者是既不屬于有人居住——不撤離、也不屬于有人居住——撤離的平臺(tái)。某些情況下,偶然有人居住的平臺(tái)可劃為無(wú)人居住平臺(tái)的范圍。結(jié)構(gòu)失效后果的分級(jí)為:L-1=嚴(yán)重失效后果L-2=中等失效后果L-3=輕微失效后果為確定失效后果相應(yīng)等級(jí)的基本原則:嚴(yán)重后果嚴(yán)重失效后果等級(jí)是指重要的平臺(tái)和/或那些一旦失效可能出現(xiàn)油、氣泄漏的平臺(tái)。此間歇輸油儲(chǔ)油設(shè)施的平臺(tái)也應(yīng)視為嚴(yán)重后果級(jí)別。中等后果準(zhǔn)制造和試驗(yàn)。原油只限于在處理儲(chǔ)罐和緩沖罐中儲(chǔ)存。輕微后果儲(chǔ)罐中儲(chǔ)存。平臺(tái)結(jié)構(gòu)重要性分類平臺(tái)結(jié)構(gòu)重要性主要根據(jù)人命安全和失效后果分為Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ三類,分類標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按表3.1的規(guī)定執(zhí)行。3.1平臺(tái)結(jié)構(gòu)重要性分類標(biāo)準(zhǔn)失效后果人命安全L-1L-2L-3R-3ⅠⅡⅢR-2ⅠⅡⅡR-1ⅠⅠⅠ第3節(jié) 平臺(tái)結(jié)構(gòu)安全分級(jí)3.2的規(guī)定執(zhí)行。表3.2 結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)安全等級(jí)結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全要求A級(jí)A不必采取措施B級(jí)A應(yīng)引起重視C級(jí)構(gòu)件安全性不符合安全標(biāo)準(zhǔn)對(duì)A級(jí)的要求,顯著影響承載能力,應(yīng)采取措施;D級(jí)構(gòu)件安全性極不符合安全標(biāo)準(zhǔn)對(duì)A級(jí)的要求,已嚴(yán)重影響承載能力,必須及時(shí)或立即采取措施。3.3的規(guī)定執(zhí)行。表3.3 結(jié)構(gòu)整體安全分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)安全等級(jí)結(jié)構(gòu)整體安全要求A級(jí)平臺(tái)結(jié)構(gòu)整體安全符合安全標(biāo)準(zhǔn)對(duì)A級(jí)的要求,不影響整體承載,可能有個(gè)別構(gòu)件應(yīng)采取措施;B級(jí)平臺(tái)結(jié)構(gòu)整體安全性略低于安全標(biāo)準(zhǔn)對(duì)A級(jí)的要求,尚不顯著影響整體承載,可能有極少數(shù)構(gòu)件應(yīng)采取措施C級(jí)A應(yīng)采取措施,且可能有少數(shù)構(gòu)件必須立即采取措施;D級(jí)平臺(tái)結(jié)構(gòu)整體安全性極不符合安全標(biāo)準(zhǔn)對(duì)A級(jí)的要求,嚴(yán)重影響整體承載,必須立即采取措施。第4章評(píng)估環(huán)境條件與荷載標(biāo)準(zhǔn)第1節(jié) 一般規(guī)定觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,以得到評(píng)估環(huán)境條件的準(zhǔn)確描述。的環(huán)境資料進(jìn)行評(píng)估。環(huán)境荷載與環(huán)境要素之間存在確定關(guān)系(API等規(guī)范規(guī)定荷載計(jì)算公式),確定環(huán)境要素極值概率模型和評(píng)估代表值的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期和設(shè)計(jì)重現(xiàn)期與荷載相應(yīng)的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期和設(shè)計(jì)重現(xiàn)期具有一致性。第2節(jié) 極值環(huán)境要素概率模型更新環(huán)境要素風(fēng)對(duì)水面以上的平臺(tái)結(jié)構(gòu)和設(shè)備均需要考慮風(fēng)力的作用,計(jì)算風(fēng)荷載的環(huán)境要素為風(fēng)速,風(fēng)速可分為兩種:1分鐘的風(fēng)速,用于單個(gè)構(gòu)件的設(shè)計(jì);1分鐘的風(fēng)速,用于計(jì)算平臺(tái)風(fēng)荷載。波浪波浪荷載是海上平臺(tái)所承受的主要環(huán)境荷載之一,計(jì)算波浪荷載的環(huán)境要素常用有義波高和跨零周期。對(duì)于不同的設(shè)計(jì)海況,分別有不同的考慮。對(duì)正常海況,有:每月或每季度內(nèi),特定波向的不同波浪海況的出現(xiàn)概率和平均持續(xù)時(shí)間;和上述海況同時(shí)出現(xiàn)的風(fēng)速、潮汐和海流對(duì)極端海況,應(yīng)按評(píng)估重現(xiàn)期確定特定波向的評(píng)估極端波高,另外還需確定如下資料:與極端波高有關(guān)的波浪周期的可能范圍和分布在產(chǎn)生極端波高的海況中,其他波高的分布、最大波峰高程和波譜與產(chǎn)生極端波浪的海況同時(shí)出現(xiàn)的風(fēng)速、潮汐和海流潮汐后兩者常組合在一起,稱風(fēng)暴涌(Stormsurge),三者組合稱為風(fēng)暴潮,代表極端水位。日天文潮高程的變化決定了靠船平臺(tái)、防撞構(gòu)件、飛濺區(qū)以及海生物區(qū)上限的高程。一。照極端水位。對(duì)于平臺(tái)的動(dòng)力分析和疲勞分析,水深一般直接參照平均海平面確定。海流Doppler效應(yīng),將影響波浪的表觀周期。流速一般按表層、中層和底層給出,也可以是沿水深的一個(gè)分布函數(shù)。冰若平臺(tái)所處區(qū)域?yàn)榭赡芙Y(jié)冰或可能出現(xiàn)流冰的區(qū)域,則進(jìn)行安全評(píng)估時(shí)需要考慮冰力作用。為計(jì)算冰荷載,一般需給出冰的密度、厚度、抗壓強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度等參數(shù)地震于哪種地震活動(dòng)級(jí)別,是根據(jù)以前的地震活動(dòng)記錄、出現(xiàn)概率和幅值而確定的。API規(guī)定執(zhí)行。海底沖刷刷槽或結(jié)構(gòu)物周圍出現(xiàn)較大范圍的淺沖刷盆。刷深度的對(duì)平臺(tái)樁基約束的影響,還應(yīng)考慮長(zhǎng)期環(huán)境荷載作用下引起地基土抗力弱化。海生物安全影響時(shí)采用海生物附著厚度和相應(yīng)粗糙度水動(dòng)力參數(shù)進(jìn)行考慮。海水溫度時(shí)記錄。極值環(huán)境要素概率模型更新確定性評(píng)估環(huán)境條件參數(shù)年極值概率模型和評(píng)估重現(xiàn)期確定,其計(jì)算公式如下:KxF1(11)KT1
(4-1)式中:xK——評(píng)估環(huán)境條件參數(shù)代表值;F1(x)——年極值環(huán)境條件參數(shù)累積分布反函數(shù);T1——評(píng)估重現(xiàn)期,一般取設(shè)計(jì)重現(xiàn)期??煽啃栽u(píng)估環(huán)境條件極值概率模型和評(píng)估基準(zhǔn)期確定;TF(x)[F(x)ETE
(4-2)式中:FT(x)——評(píng)估基準(zhǔn)期TE內(nèi)的環(huán)境條件參數(shù)極值概率模型;F(x)——年極值環(huán)境條件參數(shù)累積分布反函數(shù);TE——評(píng)估基準(zhǔn)期,一般取設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期。中國(guó)海域環(huán)境要素?cái)?shù)據(jù)積累時(shí)間不長(zhǎng),其設(shè)計(jì)概率模型確定數(shù)據(jù)基本采用合理推算獲(4.。第3節(jié) 評(píng)估荷載標(biāo)準(zhǔn)荷載分類結(jié)構(gòu)的重量。生變化,也可能從一種作業(yè)形式到另一種時(shí)發(fā)生變化。環(huán)境荷載:包括風(fēng)、浪、流、冰、地震等自然現(xiàn)象作用在平臺(tái)上的荷載。確定性評(píng)估荷載評(píng)估取值與設(shè)計(jì)取值一致。APIRP2A-WSD2章相關(guān)規(guī)定。荷載概率分布類型重力荷載服從正態(tài)分布。甲板活荷載服從正態(tài)分布。設(shè)計(jì)荷載統(tǒng)計(jì)特征參數(shù)1.00.0537。1.00.14。中國(guó)海域環(huán)境荷載局部時(shí)段(年)極值統(tǒng)計(jì)特征參數(shù)應(yīng)該根據(jù)相應(yīng)海域環(huán)境要素長(zhǎng)期累資料,應(yīng)考慮現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件參數(shù)計(jì)算荷載序列對(duì)相關(guān)統(tǒng)計(jì)極值荷載概率模型進(jìn)行更新。荷載組合原則合:①固定荷載和相應(yīng)于平臺(tái)正常操作的最大活荷載相組合的作業(yè)環(huán)境條件;②與固定荷裁和相應(yīng)于平臺(tái)正常操作的最小活荷載相組合的作業(yè)環(huán)境條件;對(duì)同一平臺(tái)的不同評(píng)價(jià)項(xiàng)目(如結(jié)構(gòu)的局部構(gòu)件計(jì)算或總體計(jì)算等)或不同階段(施工階段或使用階段),應(yīng)按實(shí)際可能出現(xiàn)的最不利情況進(jìn)行荷載組合。在組合時(shí),應(yīng)考慮水位的影響??煽慷确治鰰r(shí)冰區(qū)海域考慮波浪工況和冰工況,非冰區(qū)海域僅考慮波浪工況。第5章平臺(tái)結(jié)構(gòu)檢測(cè)與損傷識(shí)別第1節(jié) 一般規(guī)定5.4。構(gòu)邊界條件約束提供依據(jù)。要條件。第2節(jié) 平臺(tái)結(jié)構(gòu)振動(dòng)檢測(cè)與損傷識(shí)別振動(dòng)檢測(cè)傳感器的選型原則平臺(tái)振動(dòng)檢測(cè)傳感器選擇應(yīng)結(jié)合傳感器性能和傳感器工作環(huán)境綜合考慮,應(yīng)遵循的選型原則包括:性能參數(shù)可靠性原則傳感器正常工作時(shí)具有可靠、穩(wěn)定的性能參數(shù);工程環(huán)境適應(yīng)性原則性能;振動(dòng)檢測(cè)傳感器布置原則器布設(shè)總體原則為:傳感器最優(yōu)布設(shè)原則為了在含噪音的環(huán)境中能夠利用盡可能少的傳感器獲取全面、精確的結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性參可合理增加傳感器的測(cè)點(diǎn)布置;測(cè)點(diǎn)位置??刹僮餍栽瓌t傳感器的布設(shè)工藝易于安裝和撤卸,布設(shè)過(guò)程中不影響平臺(tái)正常工作,具有簡(jiǎn)單、方便的可操作性;不損傷結(jié)構(gòu)原則為了保證結(jié)構(gòu)的完整性,傳感器的布設(shè)工藝不能損傷結(jié)構(gòu);重點(diǎn)區(qū)域檢測(cè)原則對(duì)收集的平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖紙資料和以前的檢測(cè)資料進(jìn)行分析,確定損傷最可能發(fā)生的位置或區(qū)域,有針對(duì)性地布置傳感器。結(jié)構(gòu)激勵(lì)方式選擇和環(huán)境荷載激勵(lì)。加的環(huán)境荷載激勵(lì);或惡化損傷,作業(yè)過(guò)程須有安全防護(hù)條件。振動(dòng)檢測(cè)數(shù)據(jù)采集與處理采樣長(zhǎng)度即采樣時(shí)間的長(zhǎng)短,信號(hào)采樣要有足夠的長(zhǎng)度(單次采樣長(zhǎng)度宜不低于300s),保證信號(hào)的完整,同時(shí)保證有較好的頻率分辨率,超低頻傳感器最低頻率宜小于0.1Hz;理;性和精度;抑制和消除噪聲;點(diǎn)和缺失數(shù)據(jù)點(diǎn)等異常數(shù)據(jù),驗(yàn)證采集數(shù)據(jù)的真實(shí)性;數(shù)據(jù)的合理性。平臺(tái)結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識(shí)別結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)識(shí)別是指根據(jù)結(jié)構(gòu)振動(dòng)檢測(cè)采集的振動(dòng)響應(yīng)數(shù)據(jù)來(lái)識(shí)別結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)(頻率、振型、阻尼比等)的過(guò)程,模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法主要包括頻域模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法和時(shí)域模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法。可以采用所有已經(jīng)證實(shí)有效的模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)的識(shí)別。平臺(tái)結(jié)構(gòu)模型修正計(jì)/完工圖紙建立初始平臺(tái)結(jié)構(gòu)有限元模型,根據(jù)未損傷結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)響應(yīng)測(cè)試識(shí)別結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性修正初始平臺(tái)結(jié)構(gòu)有限元模型獲得,因此基準(zhǔn)模型需真實(shí)的反應(yīng)未損傷結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性。結(jié)構(gòu)模型修正方法可采用所有已經(jīng)證實(shí)有效的模型修正方法。平臺(tái)結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別()5.1。損傷識(shí)別應(yīng)遵循以下原則:平臺(tái)損傷識(shí)別方法應(yīng)采用已證實(shí)有效的能反應(yīng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)特征和損傷敏感性的方法;細(xì)定量檢測(cè)計(jì)劃的制定;化時(shí),依據(jù)原則(1)選取結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)損傷計(jì)算,確定結(jié)構(gòu)損傷程度和損傷位置。2結(jié)構(gòu)單元發(fā)生損傷?;鶞?zhǔn)模型基準(zhǔn)模型剛度矩陣、質(zhì)量矩陣模態(tài)識(shí)別頻率、振型、阻尼比損傷識(shí)別發(fā)生、位置、程度振動(dòng)測(cè)試模型修正修正參數(shù)、修正方法激勵(lì)方式環(huán)境激勵(lì)、船拉激勵(lì)平臺(tái)有限元建模平臺(tái)圖紙、設(shè)備變更等傳感器布置新建/在役平臺(tái)振動(dòng)檢測(cè)在役海洋平臺(tái)平臺(tái)資料,現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研圖5.1 基于振動(dòng)測(cè)試的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別流程示意圖第3節(jié) 結(jié)構(gòu)的局部定量檢測(cè)檢測(cè)方應(yīng)具備國(guó)家相關(guān)規(guī)定的檢測(cè)資質(zhì)。局部定量檢測(cè)的重點(diǎn)應(yīng)該是影響結(jié)構(gòu)整體性能變化的腐蝕、裂紋、機(jī)械損壞(凹陷)/增加特別檢驗(yàn)。是結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別可能損傷區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)檢查。對(duì)平臺(tái)結(jié)構(gòu)的重要受力節(jié)點(diǎn)(包括水上、水下結(jié)構(gòu)及飛濺區(qū)的節(jié)點(diǎn)),尤其是高應(yīng)行無(wú)損檢測(cè)。第4節(jié) 常規(guī)結(jié)構(gòu)檢測(cè)對(duì)平臺(tái)結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面地檢驗(yàn)(包括直升機(jī)甲板結(jié)構(gòu))。特別應(yīng)注意飛濺區(qū)內(nèi)船舶或現(xiàn)的損壞修理部位。檢查甲板、通道、梯道、欄桿、梯口和升降口等的安全設(shè)施。檢查平臺(tái)群的連接棧橋的結(jié)構(gòu)及其保護(hù)欄桿。水下結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):或其它適宜的手段進(jìn)行一般性的水下檢驗(yàn);驗(yàn)前對(duì)這些重點(diǎn)區(qū)域應(yīng)進(jìn)行表面清潔,主要檢驗(yàn)有無(wú)明顯的腐蝕、機(jī)械損壞和變形等;在檢驗(yàn)時(shí)還應(yīng)注意在過(guò)去的檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的異常區(qū)域。檢查平臺(tái)結(jié)構(gòu)的重要受力節(jié)點(diǎn)(包括水上、水下結(jié)構(gòu)及飛濺區(qū)的節(jié)點(diǎn)),尤其是高應(yīng)檢驗(yàn)范圍,檢查后應(yīng)對(duì)裂紋進(jìn)行標(biāo)記以便后續(xù)處理,必要時(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)單處理。對(duì)平臺(tái)的主要結(jié)構(gòu)件,特別是高應(yīng)力桿件以及其它嚴(yán)重腐蝕的構(gòu)件進(jìn)行測(cè)厚檢驗(yàn)。深的變化等。5.6要求的海生物檢驗(yàn)。防腐系統(tǒng)的檢測(cè),包括陰極保護(hù)系統(tǒng)(如電位測(cè)量、犧牲陽(yáng)極的耗蝕率等)腐涂層完好性檢測(cè),以判斷防腐系統(tǒng)提供保護(hù)的有效性。檢查可能影響結(jié)構(gòu)整體性的結(jié)構(gòu)或荷載的變化情況。第5節(jié) 樁基形位測(cè)量與樁基弱化樁基形位測(cè)量考慮地基形位變化導(dǎo)致結(jié)構(gòu)約束條件的變化。平臺(tái)海底地基形位應(yīng)采用測(cè)量精度小于±0.5%三維自動(dòng)成像地基形位測(cè)量?jī)x,全面測(cè)量海床沖刷情況,確定海床沖刷深度。樁基弱化具體計(jì)算公式應(yīng)參考目前已證明有效的考慮樁基弱化公式。第6節(jié) 海生物附著厚度測(cè)量作用大小應(yīng)檢查結(jié)構(gòu)上附著的海生物情況(考慮其影響。度。第6章結(jié)構(gòu)模擬第1節(jié) 一般規(guī)定軟件(StructuralAnalysisComputerSystem,SACS)。結(jié)構(gòu)模型應(yīng)包括平臺(tái)主體結(jié)構(gòu)和相關(guān)附屬構(gòu)件。全評(píng)估結(jié)構(gòu)的可靠性具有重要的影響。在役平臺(tái)結(jié)構(gòu)典型損傷對(duì)構(gòu)件性能的影響應(yīng)在平臺(tái)結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件中能夠體現(xiàn)。第2節(jié) 總體坐標(biāo)系6.2.1XY為確定。第3節(jié) 單元類型6.3.1進(jìn)行平臺(tái)結(jié)構(gòu)分析評(píng)價(jià)時(shí),單元類型一般選取梁?jiǎn)卧鍤卧?,其中梁?jiǎn)卧嘤糜谀M樁腿結(jié)構(gòu)、導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)和導(dǎo)管架帽的梁柱構(gòu)件等;板殼單元多用于模擬平臺(tái)甲板。第4節(jié) 在役結(jié)構(gòu)有限元建模為真實(shí)反映實(shí)際構(gòu)件的連接,建立模型時(shí)應(yīng)考慮單元偏心的影響??刹捎迷O(shè)置構(gòu)為使偏移量的設(shè)定更加方便,單元局部坐標(biāo)系的選取須遵從相同的規(guī)則。APIRP2A給出的有效長(zhǎng)度系數(shù)。0.1mm/1/2的飛濺區(qū)腐蝕余量。自重和作用其上的環(huán)境荷載對(duì)平臺(tái)主體的影響,而忽略其對(duì)平臺(tái)總體剛度的貢獻(xiàn)。度的影響。若剛度貢獻(xiàn)較大,應(yīng)按結(jié)構(gòu)單元來(lái)模擬,否則可以處理成非結(jié)構(gòu)單元。海生物的厚度、密度等應(yīng)按照最新的檢測(cè)結(jié)果輸入到模型文件中。強(qiáng)度折減和剛度折減的方式來(lái)模擬(6。腐蝕對(duì)構(gòu)件性能影響的模擬穿透裂紋對(duì)構(gòu)件性能影響的模擬穿透裂紋對(duì)構(gòu)件性能影響通過(guò)強(qiáng)度折減考慮。凹陷對(duì)構(gòu)件性能影響的模擬凹陷對(duì)構(gòu)件性能影響通過(guò)極限強(qiáng)度折減和剛度折減來(lái)模擬。凹陷對(duì)構(gòu)件極限強(qiáng)度的影響可參考有關(guān)公開發(fā)表的研究成果,剛度折減可按剛度等效原則確定。疲勞累積損傷對(duì)構(gòu)件性能影響的模擬疲勞累積損傷對(duì)構(gòu)件性能影響通過(guò)極限強(qiáng)度折減來(lái)模擬。重力荷載應(yīng)包括平臺(tái)的固定重量(包括結(jié)構(gòu)、設(shè)備、附屬構(gòu)件,實(shí)際活荷載和75的分布,應(yīng)考慮平臺(tái)剛度或質(zhì)量的不對(duì)稱分布可能會(huì)引起的顯著扭轉(zhuǎn)響應(yīng)。5%的臨界振型阻尼比。地震分析中樁-土系統(tǒng)的模擬可采用簡(jiǎn)化等效樁或者直接給出樁頭的等效剛度作用以及相應(yīng)的地面運(yùn)動(dòng)加速度。用于模型修正的在役海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)模型在建模時(shí)應(yīng)盡可能準(zhǔn)確地考慮上述各種因素對(duì)結(jié)構(gòu)剛度和結(jié)構(gòu)質(zhì)量的分布的影響。第5節(jié) 樁土相互作用6.5.1P-Y5.5部分。第7章結(jié)構(gòu)確定性安全分析評(píng)估第1節(jié) 一般規(guī)定在役平臺(tái)應(yīng)根據(jù)其當(dāng)前的結(jié)構(gòu)狀況進(jìn)行評(píng)估,即考慮腐蝕、機(jī)械損傷(凹陷)、裂6章。一般應(yīng)先進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件層次安全評(píng)估(按評(píng)估荷載標(biāo)準(zhǔn)確定荷載取值的更新結(jié)構(gòu)模型受力分析與校核)A級(jí)安全準(zhǔn)則,則應(yīng)根據(jù)本章規(guī)定進(jìn)行極限強(qiáng)度分析評(píng)估。APIRP2A—WSD的相關(guān)要求。第2節(jié) 結(jié)構(gòu)構(gòu)件確定性安全評(píng)估構(gòu)件確定性安全評(píng)估原理目前平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以APIRP2A—WSD規(guī)范指導(dǎo),對(duì)構(gòu)件安全校核采用構(gòu)件應(yīng)力比為參數(shù)進(jìn)行。構(gòu)件確定性安全評(píng)估也采用構(gòu)件應(yīng)力比為參數(shù)進(jìn)行。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的應(yīng)力比Uc定義為Uc/[]
(7-1)式中:——評(píng)估荷載作用下修正結(jié)構(gòu)模型計(jì)算的結(jié)構(gòu)實(shí)際最大應(yīng)力,可通過(guò)結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件(如SACS)計(jì)算;[]——構(gòu)件在該受力狀態(tài)下的允許應(yīng)力,其計(jì)算參考API規(guī)范。當(dāng)構(gòu)件的應(yīng)力比Uc1時(shí),結(jié)構(gòu)具有足夠的安全性;當(dāng)構(gòu)件的應(yīng)力比Uc1Uc1時(shí),結(jié)構(gòu)具有的安全性就越低,應(yīng)逐步引起更高的重視,當(dāng)應(yīng)力比Uc達(dá)到耗盡結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)儲(chǔ)備的安全儲(chǔ)結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全評(píng)估參數(shù)確定構(gòu)件荷載效應(yīng)計(jì)算46程可通過(guò)結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件(SACS)完成。構(gòu)件允許應(yīng)力計(jì)算APIRP2A構(gòu)件應(yīng)力比計(jì)算根據(jù)計(jì)算獲得構(gòu)件荷載效應(yīng)和相應(yīng)允許應(yīng)力,結(jié)合式(7-1)可計(jì)算確定構(gòu)件應(yīng)力比。構(gòu)件安全等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)A、B、CD3章的規(guī)定。根據(jù)評(píng)估荷載作用下修正結(jié)構(gòu)模型計(jì)算的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的應(yīng)力比Uc7.23.3規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全狀況。表7.2 平臺(tái)各類構(gòu)件各安全等級(jí)對(duì)應(yīng)應(yīng)力比安全等級(jí)A級(jí)B級(jí)C級(jí)D級(jí)應(yīng)力比樁腿Uc11Uc1.141.14Uc1.25Uc1.25斜撐Uc11Uc1.191.19Uc1.33Uc1.33弦桿Uc11Uc1.191.19Uc1.33Uc1.33第3節(jié) 結(jié)構(gòu)整體確定性安全評(píng)估結(jié)構(gòu)整體確定性安全評(píng)估原理結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)備強(qiáng)度反應(yīng)了結(jié)構(gòu)超過(guò)設(shè)計(jì)荷載時(shí)的承受能力,反應(yīng)了結(jié)構(gòu)整體的安水平。儲(chǔ)備強(qiáng)度常用儲(chǔ)備強(qiáng)度系數(shù)來(lái)表示。儲(chǔ)備強(qiáng)度系數(shù)定義為結(jié)構(gòu)倒塌時(shí)的荷載與設(shè)計(jì)荷載之比,也即是:sRs
(7-2)、——平臺(tái)結(jié)構(gòu)極限荷載下和設(shè)計(jì)荷載下的基底剪力或傾覆力矩(用結(jié)構(gòu)的基底剪力)。11不同安全要求可確定結(jié)構(gòu)整體安全分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及各安全等級(jí)對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)備強(qiáng)度系數(shù)。結(jié)構(gòu)整體安全評(píng)估參數(shù)確定結(jié)構(gòu)的極限承載能力計(jì)算平臺(tái)結(jié)構(gòu)的極限承載能力計(jì)算主要根據(jù)結(jié)構(gòu)發(fā)生極限破壞可能的荷載工況采用靜力非線性方法確定。結(jié)構(gòu)的極限承載能力計(jì)算的結(jié)構(gòu)模型必須是反應(yīng)結(jié)構(gòu)當(dāng)前狀態(tài)的有限元模6結(jié)構(gòu)的真實(shí)承載能力。結(jié)構(gòu)整體荷載效應(yīng)計(jì)算(載能力(基底剪力或傾覆力矩)對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)荷載效應(yīng)(底剪力或傾覆力矩)。結(jié)構(gòu)儲(chǔ)備強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算根據(jù)計(jì)算獲得結(jié)構(gòu)極限承載能力其相應(yīng)的結(jié)構(gòu)整體荷載效應(yīng),結(jié)合式(7-2)可計(jì)算確定結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)備強(qiáng)度系數(shù)。結(jié)構(gòu)整體安全等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)整體安全等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同安全要求確定,目的是為了細(xì)化評(píng)估結(jié)構(gòu)的安全等級(jí),獲得平臺(tái)結(jié)構(gòu)整體安全水平更多信息,而不是安全和不安全兩種信息。。7.3A、B、C、D3.3規(guī)定,確定平臺(tái)結(jié)構(gòu)體系的整體安全狀況。表7.3 平臺(tái)結(jié)構(gòu)體系安全分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)儲(chǔ)備強(qiáng)度系數(shù)渤海地區(qū)推薦值安全等級(jí)結(jié)構(gòu)重要性A級(jí)B級(jí)C級(jí)D級(jí)Ⅰ類結(jié)構(gòu)Rs1.81.8Rs1.61.6Rs1.451.45RsⅡ類結(jié)構(gòu)Rs1.451.45Rs1.251.25Rs1.11.1RsⅢ類結(jié)構(gòu)Rs1.11.1Rs0.90.9Rs0.80.8Rs地震工況結(jié)構(gòu)整體安全評(píng)估對(duì)于要求地震設(shè)防的平臺(tái),應(yīng)根據(jù)API標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行平臺(tái)結(jié)構(gòu)整體安全評(píng)估。第8章結(jié)構(gòu)可靠性安全分析評(píng)估第1節(jié) 一般規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)結(jié)構(gòu)安全進(jìn)行評(píng)估。結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)可靠性安全評(píng)估方法只考慮結(jié)構(gòu)極限承載能力極限狀態(tài);向壓縮和彎曲聯(lián)合作用承載能力極限狀態(tài)、剪力作用承載能力極限狀態(tài);結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)承載能力極限狀態(tài)為軸向拉伸和彎曲聯(lián)合作用承載能力極限狀態(tài)。結(jié)構(gòu)整體承載能力極限狀態(tài)分為結(jié)構(gòu)基底剪力承載能力極限狀態(tài)和結(jié)構(gòu)傾覆力矩承載能力極限狀態(tài),當(dāng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)安裝水深大于30m30m時(shí),結(jié)構(gòu)基底剪力承載能力極限狀態(tài)。評(píng)估荷載效應(yīng)概率模型與評(píng)估荷載存在線性關(guān)系為:SFF式中:SF——結(jié)構(gòu)的荷載效應(yīng)隨機(jī)變量;F——作用于結(jié)構(gòu)的荷載隨機(jī)變量;——荷載效應(yīng)系數(shù),可采用結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件(SACS)軟件計(jì)算獲得。
(8-1)根據(jù)式(8-1)可根據(jù)荷載隨機(jī)變量的概率特征參數(shù)計(jì)算荷載效應(yīng)隨機(jī)變量的概率特征參概率模型參數(shù)。6章。第2節(jié) 結(jié)構(gòu)構(gòu)件可靠性安全評(píng)估構(gòu)件抗力概率模型APIRP2A-WSD3.1(SACS)式中:mR——抗力的均值;R——抗力的標(biāo)準(zhǔn)差;RK——抗力標(biāo)準(zhǔn)值;
mRKRRKRRKRRK
(8-1)KR、R——分別為抗力的均值系數(shù)和變異系數(shù),可參考表8.1的取值。表8.1 構(gòu)件抗力的統(tǒng)計(jì)參數(shù)參數(shù)均值系數(shù)變異系數(shù)分布類型構(gòu)件軸拉1.1930.071對(duì)數(shù)正態(tài)軸壓(整體失穩(wěn))1.1590.115對(duì)數(shù)正態(tài)軸壓(局部失穩(wěn))1.2330.100對(duì)數(shù)正態(tài)彎曲1.3230.110對(duì)數(shù)正態(tài)剪切1.1930.087對(duì)數(shù)正態(tài)管節(jié)點(diǎn)X型受壓1.2030.162對(duì)數(shù)正態(tài)X型受拉1.6810.178對(duì)數(shù)正態(tài)T型受壓1.2800.218對(duì)數(shù)正態(tài)T型受拉1.5290.282對(duì)數(shù)正態(tài)K型1.5890.238對(duì)數(shù)正態(tài)平面內(nèi)彎曲1.3180.234對(duì)數(shù)正態(tài)平面外彎曲1.1430.254對(duì)數(shù)正態(tài)構(gòu)件可靠度計(jì)算構(gòu)件功能函數(shù)可表示為:
Zg(R1,,...Rn;,S2,...,Sm)
(8-2)式中:R1,R2,...Rn——與構(gòu)件抗力相關(guān)的隨機(jī)變量,參考8.2.1部分的方法可確定其概率分布;S2Sm8.1.2部分的方法可確定其概率JC方法可計(jì)算構(gòu)件的可靠指標(biāo)。結(jié)構(gòu)構(gòu)件可靠度安全評(píng)估考慮構(gòu)件軸向拉伸和彎曲聯(lián)合作用承載能力極限狀態(tài)、軸向壓可計(jì)算獲得相應(yīng)的三個(gè)可靠指標(biāo),最終構(gòu)件的可靠指標(biāo)取其中最小可靠指標(biāo)。構(gòu)件可靠度安全等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)8.2A、B、C、D3.3規(guī)定,確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全狀況。表8.2平臺(tái)各類構(gòu)件各安全等級(jí)對(duì)應(yīng)可靠指標(biāo)渤海地區(qū)推薦值安全等級(jí)A級(jí)B級(jí)C級(jí)D級(jí)可靠度導(dǎo)管腿4.204.203.703.703.363.36斜撐3.603.603.023.022.702.70弦桿3.603.603.023.022.702.70第3節(jié) 結(jié)構(gòu)整體可靠性安全評(píng)估結(jié)構(gòu)整體抗力概率模型7.3.2部分結(jié)構(gòu)極限承載能力計(jì)算方法確定結(jié)構(gòu)的整體抗力。率模型。結(jié)構(gòu)整體的抗力概率模型可采用蒙特卡羅方法結(jié)合結(jié)構(gòu)極限承載能力計(jì)算方法確8.3。表8.3 影響結(jié)構(gòu)抗力隨機(jī)性的統(tǒng)計(jì)參數(shù)參數(shù)類型均值系數(shù)變異系數(shù)分布類型圓管直徑1.0000.0025正態(tài)壁厚1.0000.015~0.050正態(tài)屈服應(yīng)力1.1930.050正態(tài)楊氏彈性模量1.0000.050正態(tài)結(jié)構(gòu)體系可靠度計(jì)算結(jié)構(gòu)整體功能可以通過(guò)結(jié)構(gòu)整體極限承載能力和其對(duì)應(yīng)的荷載效應(yīng)來(lái)描述,因此其功能函數(shù)可表達(dá)為:ZRS1S2...Sn式中:R——結(jié)構(gòu)整體極限承載能力,也即是結(jié)構(gòu)整體抗力;
(8-3)S1S2SnnJC件的可靠指標(biāo)。結(jié)構(gòu)體系可靠度安全等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)8.4A、B、C、D3.3的規(guī)定可確定結(jié)構(gòu)整體的安全狀況。表8.4 平臺(tái)結(jié)構(gòu)整體安全分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)可靠指標(biāo)渤海地區(qū)推薦值安全等級(jí)結(jié)構(gòu)重要性A級(jí)B級(jí)C級(jí)D級(jí)Ⅰ類結(jié)構(gòu)s4.24.2s3.83.8s3.43.4sⅡ類結(jié)構(gòu)s3.73.7s3.23.2s2.92.9sⅢ類結(jié)構(gòu)s3.23.2s2.72.7s2.42.4s第9章平臺(tái)結(jié)構(gòu)構(gòu)件疲勞分析與壽命預(yù)測(cè)第1節(jié) 一般規(guī)定平臺(tái)結(jié)構(gòu)構(gòu)件確定性疲勞分析方法通常包括簡(jiǎn)化疲勞分析方法和譜疲勞分析方法。對(duì)于非常重要的平臺(tái)結(jié)構(gòu),建議做進(jìn)行譜疲勞分析。性和抗力隨機(jī)性計(jì)算允許可靠指標(biāo)下的使用壽命。第2節(jié) 構(gòu)件確定性疲勞分析平臺(tái)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度分析方法通常包括簡(jiǎn)化分析方法和譜疲勞分析方法。簡(jiǎn)化疲勞分析方法簡(jiǎn)化疲勞分析的目的是驗(yàn)證管節(jié)點(diǎn)在疲勞設(shè)計(jì)波浪下的峰值熱點(diǎn)應(yīng)力是否超過(guò)容許峰值熱點(diǎn)應(yīng)力。當(dāng)平臺(tái)滿足下述條件時(shí),可以采用簡(jiǎn)化疲勞分析方法:122m;用韌性鋼材建造;超靜定結(jié)構(gòu)框架;3s。構(gòu)件簡(jiǎn)化疲勞分析具體要求可以參照APIRP2A中關(guān)于簡(jiǎn)化疲勞估計(jì)的相關(guān)規(guī)定。譜疲勞分析方法S-N勞損傷指數(shù)為:D
ri
(9-1)mi1N(ri)m式中:D——疲勞損傷指數(shù);n(ri)——應(yīng)力幅ri對(duì)應(yīng)的實(shí)際循環(huán)次數(shù);N(ri)——S-N曲線中應(yīng)力幅ri對(duì)應(yīng)的疲勞破壞循環(huán)次數(shù);m——總應(yīng)力幅個(gè)數(shù)。如果按照一年來(lái)計(jì)算疲勞損傷,則節(jié)點(diǎn)的總壽命T(年)為:D——疲勞損傷指數(shù);SF——疲勞安全系數(shù)。
T1SFD
(9-2)譜疲勞分析方法的關(guān)鍵是選擇S-N曲線、計(jì)算作用于節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力幅和應(yīng)力集中系數(shù),可參照APIRP2A-WSD中關(guān)于詳細(xì)疲勞分析的相關(guān)規(guī)定。第3節(jié) 構(gòu)件可靠性疲勞分析測(cè)。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的極限狀態(tài)宜選擇疲勞累積損傷嚴(yán)重的節(jié)點(diǎn)建立功能函數(shù):Z(t)R(t)SGSQ(t)R(t)——考慮疲勞累積損傷影響結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)時(shí)變抗力;SG——與抗力相應(yīng)的恒荷載效應(yīng);
(9-3)SQ(t)——與抗力相應(yīng)的可變荷載效應(yīng)。考慮疲勞累積損傷影響節(jié)點(diǎn)時(shí)變抗力可統(tǒng)一表示為:R(t)(t)R0
(9-4)式中:R0——節(jié)點(diǎn)初始抗力;(t)——考慮疲勞的抗力衰減系數(shù)。節(jié)點(diǎn)荷載效應(yīng)概率模型效應(yīng)與評(píng)估荷載存在線性關(guān)系為:SF式中:SF——結(jié)構(gòu)的荷載效應(yīng)隨機(jī)變量;
F
(9-5)F——作用于結(jié)構(gòu)的荷載隨機(jī)變量;——荷載效應(yīng)系數(shù),可采用結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件(如SACS)計(jì)算獲得。根據(jù)式(9-5)可根據(jù)荷載隨機(jī)變量的概率特征參數(shù)計(jì)算荷載效應(yīng)隨機(jī)變量的概率特征參概率模型參數(shù)。6章。抗力時(shí)變概率模型根據(jù)節(jié)點(diǎn)時(shí)變抗力式(9-4)8.2.1確定方法。時(shí)變可靠度計(jì)算分析R(t)Tm個(gè)相等的SQ(tmSQm個(gè)隨機(jī)變的大小取為第i個(gè)時(shí)段抗力的中值,則可將式(9-1)整理為:g(R,R,...,R,S,S
)1n1m(
R)SS
(9-6)m1 2 mG m
T
i1
Ti
G Q式中:SQ
——評(píng)估基準(zhǔn)期內(nèi)荷載效應(yīng)最大值隨機(jī)變量,其概率模型根據(jù)荷載年極值概率模型和評(píng)估基準(zhǔn)期確定;T——評(píng)估基準(zhǔn)期內(nèi)荷載效應(yīng)最大值隨機(jī)變量極值Ⅰ型分布的尺度參數(shù)。功能函數(shù)式(9-6)可采用JC方法可計(jì)算構(gòu)件的可靠指標(biāo)。平臺(tái)結(jié)構(gòu)構(gòu)件壽命預(yù)測(cè)9.19.2。平臺(tái)結(jié)構(gòu)構(gòu)件壽命預(yù)測(cè)的結(jié)構(gòu)安全要求的最低可靠指標(biāo)(結(jié)構(gòu)壽命終止是的可靠指標(biāo))可根0.85(t)[]疲勞累積損傷0 疲勞累積損傷
時(shí)變抗力概率模型在役結(jié)構(gòu)模型荷載概率模型構(gòu)件抗力概率模型構(gòu)件功能函數(shù)荷載效應(yīng)概率模型9.1時(shí)變抗力概率模型在役結(jié)構(gòu)模型荷載概率模型構(gòu)件抗力概率模型構(gòu)件功能函數(shù)荷載效應(yīng)概率模型時(shí)變可靠指標(biāo)求解時(shí)變可靠指標(biāo)求解構(gòu)件剩余壽命構(gòu)件剩余壽命構(gòu)件使用壽命構(gòu)件壽命終止可靠指標(biāo)[]構(gòu)件使用壽命構(gòu)件壽命終止可靠指標(biāo)[]附錄A 指南重要理論、方法的注釋關(guān)于第三章平臺(tái)結(jié)構(gòu)重要性與安全分級(jí)的注釋平臺(tái)結(jié)構(gòu)重要性分類API的結(jié)構(gòu)重要性分類基本一致。平臺(tái)結(jié)構(gòu)安全分級(jí)等級(jí)(不同的風(fēng)險(xiǎn)水平)情況采取相應(yīng)的安全水平恢復(fù)措施,也就是維護(hù)、維修措施。分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的描述結(jié)構(gòu)安全水平的參數(shù)根據(jù)海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平相應(yīng)的安全水平參數(shù)采用類比法確定。關(guān)于第四章評(píng)估環(huán)境條件與荷載標(biāo)準(zhǔn)的注釋評(píng)估重現(xiàn)期和評(píng)估基準(zhǔn)期環(huán)境條件參數(shù)或評(píng)估環(huán)境荷載的取值的一個(gè)因素。評(píng)估基準(zhǔn)期是進(jìn)行可靠性評(píng)估確定評(píng)估環(huán)境條件參數(shù)或評(píng)估環(huán)境荷載模型選取時(shí)間參的一個(gè)因素。極值環(huán)境要素概率模型更新方法極值環(huán)境要素概率模型更新計(jì)算理論宜采用貝葉斯理論,考慮計(jì)算的實(shí)用性,采用基于正態(tài)變換的改進(jìn)貝葉斯理論可獲得更新極值I型參數(shù)估計(jì)得解析解,其計(jì)算過(guò)程如下:根據(jù)式(4-1)(4-2)數(shù);y)0)i i
(4-1)——變換參數(shù),其矩估計(jì)為
i)ni)1/(3)
(4-2)式中:——觀測(cè)樣本X的標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù);——觀測(cè)樣本X的偏度系數(shù)。根據(jù)正態(tài)冪變換函數(shù),將先驗(yàn)樣本和現(xiàn)場(chǎng)樣本變換為正態(tài)樣本;應(yīng)用正態(tài)隨機(jī)變量的Bayes更新理論對(duì)正態(tài)變換后的先驗(yàn)樣本和現(xiàn)場(chǎng)樣本進(jìn)行Bayes估計(jì),得到更新正態(tài)變換隨機(jī)變量的均值和方差;考慮現(xiàn)場(chǎng)信息更新的原始空間隨機(jī)變量的均值和方差。方差,采用矩估方法可確定隨機(jī)變量分布的分布參數(shù)。關(guān)于第五章平臺(tái)結(jié)構(gòu)檢測(cè)與損傷識(shí)別的注釋平臺(tái)結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別初判原則法進(jìn)行結(jié)構(gòu)損傷計(jì)算,確定結(jié)構(gòu)損傷程度和損傷位置。整性變化規(guī)律還需繼續(xù)深入研究,結(jié)構(gòu)的前三階頻率顯著變化的具體參數(shù)目前沒(méi)有統(tǒng)一認(rèn)是否損傷。平臺(tái)結(jié)構(gòu)振動(dòng)檢測(cè)與損傷識(shí)別流程下面以渤海灣某平臺(tái)為例說(shuō)明平臺(tái)結(jié)構(gòu)振動(dòng)檢測(cè)與損傷識(shí)別流程。平臺(tái)結(jié)構(gòu)A.5.1所示。圖A.5.1 平臺(tái)結(jié)構(gòu)模型傳感器選擇與安裝傳感器的選取5.2.1傳感器的選取原則并考慮到目標(biāo)平臺(tái)的低頻振動(dòng)特性以及平臺(tái)所在的環(huán)境,Model4803A-0002(12g200/g(0-10z(4)非線性度:0.55橫向靈敏度:<3%;傳感器的布置5.2.2傳感器的布置原則并結(jié)合測(cè)試目的對(duì)傳感器的布置進(jìn)行優(yōu)化,傳感器優(yōu)化結(jié)果為布置三層(含水下一層四個(gè)角點(diǎn)位置)12個(gè)測(cè)點(diǎn),考慮到水下布置傳感器的困難,最終確定布置方案為水面以上四個(gè)樁腿上布置兩層(分別在標(biāo)高+5.8m和+10m處)傳感器,具體布置情況如圖A.5.2和A.5.3所示,共布置個(gè)8個(gè)三向傳感器。A.5.2平臺(tái)傳感器布置圖1212+5.8m1212+10m12A.5.3平臺(tái)傳感器布置圖傳感器的安裝A.5.4所示。A.5.4有機(jī)玻璃固定塊示意圖平臺(tái)激勵(lì)方式5.2.3節(jié)并考慮目標(biāo)平數(shù)據(jù)采集與信號(hào)處理數(shù)據(jù)采集成整個(gè)振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的連接。100HzA.5.5所示。A.5.5典型冰激振動(dòng)測(cè)試數(shù)據(jù)頻譜分析對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析,如圖A.5.6所示,可以發(fā)現(xiàn)采集信號(hào)低頻振動(dòng)明顯。同時(shí)包含了一些高頻分量和測(cè)試噪聲。A.5.6典型冰激振動(dòng)測(cè)試數(shù)據(jù)的功率譜A.5.71Hz附近有三個(gè)峰值,0.9Hz1.0Hz3Hz22.9Hz3.0Hzxy向的譜可以確定:y10.9Hz、x11.0Hz、1階1.2Hz;2.9Hz、3.0Hzy向、x向的二階振動(dòng)。A.5.75.8m高程處各測(cè)點(diǎn)的加速度譜信號(hào)消噪對(duì)傳感器獲得的量測(cè)信號(hào),采用結(jié)構(gòu)低秩逼近技術(shù)——Cadzow理論進(jìn)行噪聲消除。圖A.5.2.8顯示了信號(hào)的消噪效果。A.5.8實(shí)測(cè)信號(hào)消噪效果模態(tài)識(shí)別對(duì)8個(gè)測(cè)點(diǎn)冰激振動(dòng)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行模態(tài)參數(shù)識(shí)別,識(shí)別得到的前5階頻率和阻尼比如表A.5.1所示,前三階陣型圖如圖A.5.9所示??梢钥闯?,第1階振型為y方向,并存在扭轉(zhuǎn);2階為x方向,存在扭轉(zhuǎn)耦合;3階為扭轉(zhuǎn)模態(tài);A.5.15階頻率和阻尼比階次12345頻率(Hz)0.89761.04131.16312.94823.0582阻尼比0.01410.01520.03980.01550.01191stmode
2ndmode
3rdmode12911108129111085764132129111085764132129111085764132A.5.2.9前三階陣型圖結(jié)構(gòu)模型修正結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性。采用交叉模型交叉模態(tài)修正方法(CMCM)進(jìn)行模型修正。有限元模型根據(jù)設(shè)計(jì)資料及實(shí)際結(jié)構(gòu),建立導(dǎo)管架的有限元簡(jiǎn)化模型,A.5.1058個(gè)結(jié)點(diǎn)pipe單元。由于甲板負(fù)重及上部模塊的質(zhì)量對(duì)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性影響非常大,6個(gè)殼單元來(lái)模擬單元。圖A.5.10JZ20-2MUQ導(dǎo)管架模型50.878Hz、0.915Hz、1.051HzA.5.111y2階為x3z軸扭轉(zhuǎn)。2ndmode:0.91514Hz20102ndmode:0.91514Hz2010y-saxi001020x-axis1stmode:0.8781Hz40 40
503rdmode:1.0505Hz4030 30 z-axisz-axisz-axis20 20 z-axisz-axisz-axis10 10 0 030 2010 20
02030
20 y-axis
00
A.5.113
y-axis
100x-axis0A.5.1A.5.1A.5.2所示。表A.5.2 有限元模型模態(tài)參數(shù)與實(shí)測(cè)模態(tài)參數(shù)比較階數(shù)FEM頻率/Hz實(shí)測(cè)頻率/Hz頻率誤差ε/%MAC10.8780.8976-2.180.922920.9151.0413-12.130.854331.0511.1631-9.640.7514模型修正shell6正,來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)前三階模態(tài)的良好匹配。采用交叉模型交叉模態(tài)(CMCM)33階實(shí)測(cè)模態(tài)(振型)96A.5.12所示,等效甲板質(zhì)量A.5.3所示,有限元模型得到了一定程度的改善。表A.5.3 模型修正結(jié)果比較階數(shù)實(shí)測(cè)頻率/Hz修正前模型修正后模型頻率/Hz誤差ε/%MAC頻率/Hz誤差ε/%MAC10.89760.878-2.180.92290.9344.280.92821.04130.915-12.130.85431.039-0.320.92231.16311.051-9.640.75141.1892.230.9120-0.05-0.1-0.15-0.2-0.25-0.3-0.35-0.4
112
117圖A.5.12有限元模型修正求解結(jié)果損傷識(shí)別基于動(dòng)力特性變化的損傷識(shí)別方法需要利用基準(zhǔn)模型和在役/損傷結(jié)構(gòu)的模態(tài)測(cè)試信息1(.512A.5.1451發(fā)生了損傷。圖A.5.13損傷單元示意圖圖A.5.14損傷檢測(cè)結(jié)果A.5.3 樁基弱化的現(xiàn)象稱為土的弱化。目前固定平臺(tái)的樁基水平承載特性的設(shè)計(jì)規(guī)范是基于API-RP2A的p-y1970Matlockp–y曲線公式,Reesep-y曲線,-土-的作用,樁基土一定發(fā)生了性能弱化,為了合理的考慮樁基土弱化后性能的變化,需對(duì)API-RP2Ap-y曲線公式進(jìn)行修正。段夢(mèng)蘭等人基于大量的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和數(shù)值試驗(yàn)分析DewaikarAPI規(guī)范中土體極限抗力的修正公式:P
(xh)Cuu (xh)
D
(0xxR)Pu9Cux——土下計(jì)算點(diǎn)深度;Cu——不排水抗剪強(qiáng)度;D——樁徑;——土體有效容重;
(xxR)
(5-1)J——無(wú)因次常數(shù),由試驗(yàn)確定,J0.250.5,土體較硬時(shí)取低值;xR——極限水平承載力的轉(zhuǎn)折點(diǎn)深度;h——沖刷深度;——環(huán)境荷載作用下樁基土弱化折減系數(shù),其計(jì)算公式為:11N
y0.1E0.2DC
(5-2) 式中:y0——靜載下泥面位移;E——土體彈性模量;0.70.0237;N200;其它參數(shù)同式(5-1)本指南建議采用該修正公式考慮樁基土的弱化。關(guān)于第六章結(jié)構(gòu)模擬的注釋穿透裂紋構(gòu)件材料的剩余強(qiáng)度計(jì)算變化,需對(duì)其材料強(qiáng)度進(jìn)行折減。Paik通過(guò)實(shí)驗(yàn)和系列數(shù)值模擬給出含穿透裂紋缺陷的矩形板極限拉伸強(qiáng)度簡(jiǎn)化計(jì)算公式:1c
(6-1)u bs 式中:u——中心穿透裂紋的矩形板的極限拉伸強(qiáng)度;s——材料的屈服應(yīng)力;c——裂紋半長(zhǎng);b——矩形板半寬;cb——相對(duì)裂紋長(zhǎng)度。Paik的公PaikPaik修正公式:f(,)f(y,,)
(0sin0.03) 0 1 u(y,,) u
(6-2)ur u f(y,,
(0.03sin1)u2 uuf0)0.8720.149exp(135.26sin) f(y,,)8.7669.97
y72.33
2ysin1
u
uf(y,,)0.0161.074y1sin 2 u u2 y——材料的屈服強(qiáng)度;u——材料的極限強(qiáng)度;——裂紋長(zhǎng)度方向與構(gòu)件軸向方向的夾角;——裂紋無(wú)量鋼長(zhǎng)度,且2aD
,其中D為管的直徑,2a為裂紋長(zhǎng)度。本指南建議采用該修正公式計(jì)算含穿透裂紋管構(gòu)件材料的剩余強(qiáng)度。凹陷構(gòu)件材料的剩余強(qiáng)度計(jì)算考國(guó)際海洋、離岸和極地工程會(huì)議(OMAE)論文提供的方法。疲勞累積損傷構(gòu)件材料的剩余強(qiáng)度計(jì)算此疲勞累積損傷對(duì)構(gòu)件性能影響可通過(guò)極限強(qiáng)度折減來(lái)模擬。段忠東等人基于連續(xù)介質(zhì)力學(xué)建立了疲勞損傷金屬材料剩余強(qiáng)度模型:1 S c c(t)max
(6-3)s s
D(t) s式中:——材料完好無(wú)損時(shí)的屈服應(yīng)力;sSmax——循環(huán)最大應(yīng)力;
D(t)——隨機(jī)荷載作用下的疲勞累積損傷率;c——材料常數(shù),對(duì)于平臺(tái)結(jié)構(gòu)材料一般取1.25。D32關(guān)于第七章結(jié)構(gòu)確定性安全分析評(píng)估的注釋構(gòu)件安全等級(jí)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)的確定,見第八章結(jié)構(gòu)可靠性安全評(píng)估方法的注釋。結(jié)構(gòu)的極限承載能力計(jì)算件失效,構(gòu)件形成塑性鉸或構(gòu)件失效即修改其剛度(或使其退出工作(移或局部位移結(jié)構(gòu)整體安全等級(jí)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度系數(shù)取值。關(guān)于第八章結(jié)構(gòu)可靠性安全評(píng)估方法的注釋結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)APIRP2A-LRFD構(gòu)件抗力統(tǒng)計(jì)參數(shù)根據(jù)大量材料性能()力的統(tǒng)計(jì)參數(shù)。結(jié)構(gòu)構(gòu)件可靠度安全等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)體系可靠度安全等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)先整理收集了設(shè)計(jì)平臺(tái)結(jié)構(gòu)體系可靠度水平的研究成果;其次對(duì)我國(guó)海域已建平臺(tái)進(jìn)行分析,確定其結(jié)構(gòu)體系可靠度水平[20],同時(shí)收集我國(guó)一些學(xué)者對(duì)其它平臺(tái)的一些計(jì)算結(jié)果,最后根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)各安全等級(jí)對(duì)應(yīng)體系可靠指標(biāo)與結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)水平可靠指標(biāo)的關(guān)系和平臺(tái)結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)可靠度水平,采用類比的方法確定平臺(tái)結(jié)構(gòu)各安全分級(jí)相應(yīng)的體系可靠指標(biāo)。關(guān)于第九章平臺(tái)結(jié)構(gòu)構(gòu)件疲勞分析與壽命預(yù)測(cè)的注釋結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)極限狀態(tài)構(gòu)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行可靠性疲勞分析與壽命預(yù)測(cè)。節(jié)點(diǎn)破壞主要是沖剪破壞,因此節(jié)點(diǎn)時(shí)變抗力與節(jié)點(diǎn)沖剪校核時(shí)的抗力一致。節(jié)點(diǎn)沖剪校核時(shí)軸向拉壓抗力為:TPQQs
(9-1)a ufsin節(jié)點(diǎn)沖剪校核時(shí)彎曲抗力為:T2M式中:s——結(jié)構(gòu)材料的屈服強(qiáng)度;T——主管壁厚;d——支管直徑;——支管軸線與;Qu——極限強(qiáng)度系數(shù);
QQs (0.8d)a ufsin
(9-2)Qf——考慮主管中存在軸向名義應(yīng)力的修正系數(shù)。結(jié)構(gòu)疲勞累積損傷對(duì)結(jié)構(gòu)材料性能的影響:1 S c c(t)max
(9-3)s s
D(t)
s式中:——材料完好無(wú)損時(shí)的屈服應(yīng)力;sSmax——循環(huán)最大應(yīng)力;D(t)——隨機(jī)荷載作用下的疲勞累積損傷率;c——材料常數(shù),對(duì)于平臺(tái)結(jié)構(gòu)材料一般取1.25??紤]疲勞影響的時(shí)變軸向拉壓抗力為:1T2
S c cPQQs maxD(t)
(9-4)a ufsin
支管沖剪校核時(shí)彎曲抗力為:
T
1c cMQQs maxD(t)
(9-5)a ufsin(0.8d)
因此節(jié)點(diǎn)時(shí)變抗力可統(tǒng)一表示為:
R(t)(t)R0
(9-6)式中:R0——節(jié)點(diǎn)初始抗力,根據(jù)式(9-4)或(9-5)計(jì)算;(t——考慮疲勞的抗力衰減系數(shù),其計(jì)算公式為:1 S c c(t)max
(9-7) D(t)
式中:參數(shù)與式(9-3)相同。PAGEPAGE42附錄B 平臺(tái)結(jié)構(gòu)維修決策與建議平臺(tái)結(jié)構(gòu)維修決策目的平臺(tái)結(jié)構(gòu)維修決策的目的是根據(jù)平臺(tái)結(jié)構(gòu)的安全狀況確定一種最佳的維修方案,為業(yè)主選擇維修方法提供依據(jù)。平臺(tái)結(jié)構(gòu)維修決策依據(jù)平臺(tái)結(jié)構(gòu)維修決策依據(jù)主要考慮結(jié)構(gòu)的在役現(xiàn)狀、構(gòu)件的可靠度水平和結(jié)構(gòu)體系可靠度水平和結(jié)構(gòu)體系可靠度變化的速率四種因素。平臺(tái)結(jié)構(gòu)維修決策方法平臺(tái)結(jié)構(gòu)維修決策方法采用多因素模糊綜合決策方法,其計(jì)算過(guò)程如下:確定結(jié)構(gòu)維修決策所考慮的因素,其考慮因素集為U{
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