海洋工程結構物屈曲強度評估指南

指導性文件

GUIDANCENOTES

GD14-2015

中國船級社

海洋工程結構物屈曲強度

評估指南

生效日期：2015年9月1日

北京

2015年8月

目錄

第1

一般要求..............................................................1

第2

符號...................................................................1

第3

腐蝕余量..............................................................9

第4

載荷與工況............................................................9

第2章柱與桿件.......................................................11

第1

一般要求............................................................11

第2

屈曲失效模式和載荷類型............................................15

第3

桿件的幾何截面特性................................................16

第4

承受單一載荷類型的桿件屈曲........................................19

第5

承受組合載荷作用的桿件屈曲........................................

第620

承受組合載荷和靜水壓力作用的圓管桿件屈曲.......................22

第3章加筋板和槽形板.................................................26

第

1節(jié)

一般要求....................26

第

2節(jié)

剛度和尺度比.............…29

第

3節(jié)

加筋板.................……35

第

4節(jié)

槽形板.................……45

第

5節(jié)

屈曲能力...............

附…48

錄A

基于應力的參考應力......

附.62

錄B

板格的屈曲因子和折減因子65

第

1節(jié)

一般要求..................

第

2節(jié)

剛度和尺度比..............】75

第

3節(jié)

應力計算..................79

第

節(jié)

4..】.781

柱殼板格..................

第

節(jié)83

5“5

非加強或僅環(huán)向加筋的圓柱殼

第

6節(jié)857

環(huán)向和軸向雙向加筋的圓柱殼

第

7節(jié)87

..839

第

8節(jié)圓柱殼梁一柱屈曲..........

環(huán)向和軸向加強筋的局部屈曲

第5章圓管節(jié)點........................................................92

第

1節(jié)

一般要求.............................................................92

節(jié)

第2

簡單管節(jié)點..........................................................96

節(jié)

第3

其它管節(jié)點..........................................................99

第6章球形殼.........................................................102

第1節(jié)一般要求............................................................102

參考文獻................................................................103

海洋工程結構物屈曲強度評估指南第1章通則

第1章通則

第1節(jié)一般要求

1.1.1本指南適用于鋼質(zhì)焊接海洋工程結構物，如導管架平臺、移動平臺、海上浮式

生產(chǎn)裝置等結構構件屈曲強度評估。

1.1.2指南的屈曲強度理論基于靜載荷/準靜態(tài)載荷。對于強烈非線性載荷，如碰

撞、液體晃蕩等載荷作用下的動力屈曲問題，應另行考慮。

1.1.3對于本指南不適用的特殊類型和采用新穎結構型式的海洋工程結構物，其屈曲

和極限強度評估方法應經(jīng)CCS同意。

1.1.4由于結構缺陷對其屈曲和極限強度的影響十分顯著，因此不僅在結構建造中，

而且在結構的服役期間也要對結構進行定期監(jiān)測和維護，以保證結構的缺陷不超過容許值，

從而保證結構的強度滿足要求。不同結構缺陷的具體要求可以參見CCS《海上移動平臺入

級規(guī)范》、《海上浮式裝置入級規(guī)范》等規(guī)范的有關章節(jié)。結構的缺陷如果大于上述的要求

時-一般是不可接受的，除非經(jīng)過嚴格合理的計算、分析表明在該缺陷下結構仍然有足夠的

安全裕度。

1.1.5經(jīng)CCS同意，公認同類技術標準、經(jīng)工程實踐或模型試驗手段證明有效的其他

方法可等效替代本指南的要求。如對于導管架平臺結構的屈曲強度評估，可采用美國石油

學會的相關推薦作法以替代本指南的要求。

第2節(jié)符號

1.2.1此處尚未定義的符號和術語則僅在其使用的部分進行定義。

1.2.2材料性能

E——桿件彈性模量，對鋼，E2.06105,N/mm2a

——桿件泊松比，對鋼，v0.3。

G——桿件剪切模量，N/mm2,一匚。

G2(1)

R-------給定的材料最小屈服應力，N/mm2o

eH

S——基本屈曲安全系數(shù)。

0

——屈曲安全系數(shù)的調(diào)整系數(shù)，與結構形式，受力狀態(tài)，校核工況等相關。

S——屈曲校核用的總安全系數(shù)，等于S

buckling

1.2.3其他各章符號

第2章符

號A桿件截面積，cm2

C環(huán)向屈曲系數(shù)

hoop

C,C構件關于y軸和Z軸的彎矩系數(shù)

mx

my

D圓管桿件外徑，mm

海洋工程結構物屈曲強度評估指南第1章通則

桿件截面慣性矩，cm3對于雙向彎曲模式，應分別考慮關于y軸和z

I

軸的I值，即ly,lz

I與節(jié)點相連的受壓桿件/柱子的截面慣性矩，cm，

comp

I桿件的極慣性矩，cm，

|P與節(jié)點相連的非受壓桿件/梁的截面慣性矩，cm，

uncomp

I桿件弱軸的截面慣性矩，cm4

weak

K有效長度系數(shù)

KI桿件有效長度，m

桿件長度，構件有效約束點間的幾何長度，或稱節(jié)間長度/無支撐長度，

I

m

I與節(jié)點相連的非受壓桿件/梁的長度，m

uncomp

I與節(jié)點相連的受壓桿件/柱子的長度，m

comp

q外部水壓，kN/m2

r桿件的截面回轉(zhuǎn)半徑，cm

t板厚或圓管桿件壁厚，mm

W受壓翼板處的剖面模數(shù)，cm3

flange

y,z桿件剪切中心關于其形心的y,z坐標，mm

00

桿件的翹曲常數(shù)，cm6

桿件的有效長細比

桿件各個作用模式下的臨界屈曲應力，N/mm2

cr

桿件的軸向工作壓應力，N/mm2

comp

壓桿的（整體）臨界屈曲應力，N/mm2

cr_comp

計及彎曲屈曲或扭轉(zhuǎn)屈曲失效模式的壓桿彈性屈曲應力，N/mm2

EA

，桿件關于y軸或z軸的歐拉屈曲應力，N/mm2

E

yEz

桿件的理想彈性扭轉(zhuǎn)屈曲強度，N/mm2

ET

桿件的工作彎曲應力，N/mm2

bending

桿件的臨界彎曲應力，N/mm2

cr_bending

桿件的彈性側(cè)向扭轉(zhuǎn)屈曲應力，N/mm2

E.LT

桿件的軸向工作拉應力，N/mm2

tension

桿件關于y軸或z軸的工作彎曲應力，N/mm2

bending_y,z

桿件關于y軸或z軸的臨界彎曲應力，N/mm2

cr_bending_y.z

圓管桿件的軸向工作拉應力，包括由靜水壓力引起的作用在桿件端部

2

tensioncap封閉管帽的軸向工作應力，N/mm

圓管桿件在靜水壓力作用下的拉伸應力，N/mm2

tension_hyd

靜水壓力引起的圓管桿件環(huán)向工作應力，N/mm2

hoop

臨界環(huán)向屈曲應力，N/mm2

cr_hoop

圓管桿件在靜水壓力作用下的彎曲強度，N/mm2

cr_bending_hyd

圓管桿件的軸向工作壓應力，包括由靜水壓力引起的作用在桿件端部

comp,cap封閉管帽的軸向應力，N/mm2

圓管桿件在靜水壓力下的屈曲壓應力，N/mm2

comp_hyd

圓管桿件軸向受壓和（雙向）彎矩組合下的最大工作壓應力，N/mm2

comp_bending_cap

圓管桿件軸向受壓臨界局部屈曲應力，N/mm2

cr_comp_local

2

海洋工程結構物屈曲強度評估指南第1章通則

受壓圓管的彈性屈曲應力，N/mm*i2

E.tubular.local

受壓圓管的臨界彎曲應力，N/mm2

cr_tubular_bending

彈性環(huán)向屈曲應力

E_hoop

桿件各個作用模式下的許用臨界屈曲應力，N/mm2

[]軸向受壓桿件的許用臨界屈曲應力，N/mm2

cr_comp

[]桿件的許用臨界彎曲應力，N/mm2

cr_bending

[]桿件的許用彎曲應力，N/mm2

y

[]桿件關于y軸或z軸的許用彎曲應力，N/mm2

cr_bending_y,z

[]，[]桿件關于y軸和z軸的許用受壓屈曲強度，N/mm2

Ey

Ez

[]圓管桿件在靜水壓力作用下的許用拉伸應力，N/mm2

tension_hyd

[]圓管桿件在靜水壓力作用下的許用臨界彎曲應力，N/mm2

cr_bending_hyd

[]圓管桿件在靜水壓力下的許用屈曲壓應力，N/mm2

comp_hyd

圓管桿件軸向受壓許用局部屈曲應力，

l------kN/mm2_________

cr_comp_local

r-2~r

許用臨界環(huán)向屈曲應力，N/mmz

cr_hoop

①圓管桿件的塑性剖面模數(shù)Wp與彈性剖面模數(shù)We的比值

甲塑性折減系數(shù)

桿件的圣維南扭轉(zhuǎn)常數(shù)，cm4

第3章符號

a板格長邊長度，mm

A橫截面面積，cm2

s的加強筋橫截面積,

cm2A包括有效帶板

?feff

A腹板面積，mm2

A翼板面積，mm2

f

A第i個板單元的面積，mm2

i

A不包括帶板時加強筋的橫截面積，mm2

A翼板橫截面積，cm2

fn50

2

A腹板橫截面積，cm

wn50

b板格的短邊寬度，mm

b加強筋的有效帶板寬度，mm

eff

b不考慮剪滯效應的加強筋有效帶板寬度，mm

eff1

b型材的翼板總寬，mm

f

b腹板厚度中心線到翼板邊緣處的最大距離，mm

f-out

C長細比系數(shù)

c加強筋提供的彈性支持，N/mm2

f

C壓力系數(shù)

c,帶板導致的失效模式的壓力系數(shù)

c加強筋導致的失效模式的壓力系數(shù)

si

翹曲常數(shù)，cm6

c

warp

c,c,c折減因子

xy

c,c,c曲板板格的屈曲折減因子

axtg

c,c腹板、翼板的長細比系數(shù)

3

海洋工程結構物屈曲強度評估指南第1章通則

d平行于圓柱軸一邊的長度，mm

D圓管的外徑，mm

d肘板高度，mm

b

e從帶板到翼板中心的距離，mm

f

f端部約束因子

end

F加強筋的理想彈性屈曲力，N

E

h加強筋板高度，mm

w

h'w，t'w球扁鋼的高度和凈厚度，mm

I橫截面的慣性矩，cm，

關于橫截面剪切中心的極慣性矩，cm，

I

pol

4

I甲板橫向主要支撐構件連同0.8Sd的有效帶板寬度的慣性矩，cm

I加強筋連同有效帶板關于與帶板平行的中和軸的慣性矩，cm，

st

I圣維南慣性矩，cm4

SV

I加強筋的圣維南慣性矩，cm，

T

K屈曲因子

I加強筋的長度，m

I肘板邊緣的有效長度mm

b

I甲板橫向主要支撐構件的有效彎曲跨距，m

bdg

I加強筋有效長度，mm

eff

I構件的長度，m

Pil

I加強筋跨距，mm,等于主要支撐構件之間的間距

M由于加強筋的側(cè)向變形w引起的彎矩，N-mm

0

M由于側(cè)向壓力P引起的彎矩，N-mm

n屈曲板格內(nèi)有限單元的個數(shù)

P側(cè)向壓力，kN/m2

P第i個板單元的側(cè)向壓力，N/mm2

P平均側(cè)向壓力，N/mm2

avr

P由帶板上的應力、、引起的，作用在加強筋中間跨距位置處

zxy

的名義側(cè)向壓力，N/mm2

r圓管中面處的半徑，mm

R曲板板格的半徑，mm

R板材料的最小屈服應力，N/mm2

eH_P

R加強筋材料的最小屈服應力，N/mm2

eH_S

S縱骨間距，mm

S分項安全因子

S翼板的最小無支撐長度,m

bmin

s甲板橫向主要支撐構件的間距，m

d

S加強筋帶板的有效寬度，mm

eff

s板格寬度，mm,取腹板加強筋的距離

板格的加權平均厚度，mm

avr

肘板的腹板厚度，mm

b

翼板厚度，mm

f

4

海洋工程結構物屈曲強度評估指南第1章通則

t板格厚度，mm

P

t腹板厚度，mm

W

W加強筋的變形，mm

w假定的缺陷，mm

0

W由側(cè)向載荷P導致的加強筋在其跨距中點處的變形，mm

1

W構件上施加的等效應力，N/mm2

act

W帶板中點至帶板有效寬度的加強筋中和軸的距離，mm

na

W構件在各種屈曲模式下的屈曲能力，N/mm2

U

W構件在各種屈曲模式下的許用屈曲能力，N/mm

2

u

y從加強筋橫截面中心到加強筋翼板自由邊緣的距離，mm

W

y相對于橫截面形心的剪切中心位置y坐標，cm

0

Z相對于橫截面形心的剪切中心位置z坐標，cm

Z加強筋的剖面模數(shù)，包括帶板有效寬度，cm3

板格的長寬比

板的長細比參數(shù)

作用在載荷上的應力倍增因子

結構發(fā)生失效時的應力倍增因子

C

固定度

基于所施加應力的屈曲利用因子

3ct

許用屈曲利用因子

all

最大應力，N/mm2

1

最小應力，N/mm2

2

加強筋跨中位置處施加在加強筋及其帶板上的有效軸向應力，N/mm2

a

腹板區(qū)域內(nèi)的加權平均壓應力，N/mm2

av

施加在曲板板格所對應圓柱的軸向應力，N/mm2

ax

最小臨界屈曲應力，N/mm2

cr

沿著與屈曲板格長邊平行的方向的極限屈曲應力，N/mm2

沿著與屈曲板格短邊平行的方向的極限屈曲應力，N/mm2

彈性屈曲參考應力，N/mm2

E

彈性柱屈曲應力，N/mm2

EC

扭轉(zhuǎn)屈曲參考應力，N/mm2

----Ef----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

施加在曲板板格所對應圓柱的切向應力，N/mm2

<9

扭轉(zhuǎn)變形引起的應力，N/mm2

W

沿x軸方向的應力，N/mm2

X

沿y軸方向的應力，N/mm2

y

,據(jù)交叉梁系分析得到的分別沿著所連接帶板的X和y方向的應力，

xbyb

N/mm2

施加的剪應力，N/mm2

加權平均剪切應力，N/mm2

剪切屈曲強度，N/mm2

邊緣應力比

5

海洋工程結構物屈曲強度評估指南第1章通則

第4章符

號A總橫截面面積，cm2

A有效橫截面面積，cm2

e

A環(huán)向加強筋的橫截面面積，cm2

R

A軸向加強筋的橫截面面積，cm2

st

Ar隰柱殼橫截面面積，如果是沿長度變截面的，則取截面中的最小值，

BXP的下限值的補償因子

xP

b面板/翼緣相對于腹板焊趾伸出的較長段長度，mm

2

b面板的寬度，mm

b面板相對于腹板中心線伸出的較小段長度，mm

C與長里有關的系數(shù)

d腹板高度，mm

I包括有效帶板的軸向加強筋的慣性矩，cm，

se

I軸向加強筋繞其自身截面中心的慣性矩，cm，

I圓柱殼橫截面慣性矩，如果是沿長度變截面的，則取截面中的最小值，

T

cm4

I的環(huán)向加強筋的慣性矩，cm，

j包括有效帶板寬度為

I不考慮帶板的加強筋極慣性矩（極點選在筋的腹板與帶板的交點），cm，

0

II不考慮帶板的加強筋橫截面v軸和z軸（通過加強筋的形心）慣性矩（y

yz軸垂直于腹板），cm，

kL圓柱殼的有效長度系數(shù)

K計及環(huán)向加強筋加強效果的系數(shù)

K有效壓力修正因子

p

K不考慮帶板的加強筋橫截面St.Venant扭轉(zhuǎn)常數(shù)，cm，

I相鄰環(huán)向加強筋間距（無支撐長度），mm

I有效帶板寬度，mm

eO

M彎矩，N.mm

N單位長度的軸向荷載，但不包括靜水壓力在端部蓋板上產(chǎn)生的軸力，

X

N/mm

N單位長度的周向荷載，

N/mmN軸向加強筋的根數(shù)，

根

S

n開始于0.5Ns并一直增加直到q取得極小值時的周向波數(shù)

CEP

n使得得到最小值的半波數(shù)

1ET

P軸向力，N

q外部壓力，kN/m2

q彈性屈曲壓力，N/mm2

CEP

q包括帶板的軸向加強筋垮塌壓力，N/mm2

s

r圓柱殼的名義半徑，mm

r包括有效帶板的環(huán)向加強筋的中心到圓柱殼中心線的半徑，mm

e

從圓柱殼中心線到環(huán)向加強筋中心的半徑，mm

R

從圓柱殼中心線到環(huán)向加強筋內(nèi)部面板的半徑，mm

F

圓柱殼橫截面的回轉(zhuǎn)半徑，mm

6

海洋工程結構物屈曲強度評估指南第1章通則

s相鄰軸向加強筋的間距，

mms修正的有效帶板寬度，

mm

em

S縮減后的殼的有效寬度，mm

t圓柱殼的厚度，mm

t面板/翼緣的板厚，mm

f

t加強筋腹板厚度，mm

w

t腹板厚度，mm

w

y加強筋截面中心到加強筋腹板中心線的水平距離，mm

0

Z加強筋截面中心到加強筋趾部的垂直距離，mm

0

z包括有效帶板的環(huán)向加強筋中心到加強筋面板內(nèi)表面的距離，mm

zBatdorf參數(shù)

z從圓柱殼中心線到軸向加強筋自身截面中心的距離，mm

st

修正的縮減柔性系數(shù)

縮減后的柔性系數(shù)

xP

翹曲系數(shù)，cm6

考慮形狀缺陷的名義降低系數(shù)或降低系數(shù)下限值

xP

用以考慮形狀缺陷的名義降低系數(shù)或降低系數(shù)下限值

xR

用以考慮形狀缺陷的名義降低系數(shù)或降低系數(shù)下限值

R

塑性縮減因子

塑性縮減系數(shù)

反映軸向與環(huán)向應力相互作用的系數(shù)（可為負數(shù)）

R

反映縱向和環(huán)向應力相互作用的系數(shù)（可為負值）

反映縱向和環(huán)向應力相互作用的系數(shù)（可為負值）

B

軸向力產(chǎn)生的應力，N/mm2

彎曲產(chǎn)生的應力，N/mm2

b

軸向壓縮或者彎曲時的臨界屈曲應力，N/mm2

CxP

外部壓力時的臨界屈曲應力，N/mm2

crp

帶初始缺陷柱殼板格的彈性壓縮屈曲應力，N/mm2

ExP

相鄰環(huán)向加強筋間理想柱殼板格的理論彈性屈曲應力，N/mm2

CExP

帶初始缺陷柱殼板格的彈性環(huán)向屈曲應力，N/mm2

EP

軸向壓縮或彎曲時的臨界屈曲應力，N/mm2

CxR

帶初始缺陷圓柱殼的彈性壓縮屈曲應力，N/mm2

ExR

理想圓柱殼的理論彈性屈曲應力，N/mm2

CExR

帶缺陷圓柱殼的彈性環(huán)向屈曲應力，N/mm2

ER

軸向壓縮或彎曲作用下的臨界屈曲應力，N/mm2

CxB

外部壓力作用下的臨界屈曲應力，N/mm2

CB

相鄰軸向加強筋間帶缺陷圓柱殼在軸向壓縮作用下的彈性屈曲應力，

EXPN/mm2

帶初始缺陷軸向加強圓柱殼（桶形分隔）的彈性壓縮屈曲應力，N/mm2

ExB

軸向加強圓柱殼（桶形分隔）的理論彈性屈曲應力，N/mm2

S

柱的彈性屈曲應力，N/mm2

C

無加強圓柱殼臨界環(huán)向屈曲應力，N/mm2

CR

7

海洋工程結構物屈曲強度評估指南第1章通則

包括帶板的軸向加強筋環(huán)向垮塌應力，N/mm2

SP

歐拉屈曲應力，N/mm2

E(C)

軸向名義壓縮應力，N/mm2

a

彎曲應力，N/mm2

b

臨界壓縮屈曲應力，N/mm2

Ca

環(huán)向加強圓柱殼的桶形分隔的臨界軸向或者彎曲應力，N/mm2

Cx

CT由hi翩板的加強筋在軸向壓縮作用下的彎曲一側(cè)向扭轉(zhuǎn)屈曲應力，

理想彈性彎曲一側(cè)向扭轉(zhuǎn)屈曲應力，N/mm2

ET

對應于n個半波數(shù)時附連帶板的臨界屈曲應力，N/mm2

cL

圓柱殼軸向(縱向)壓縮應力，N/mm2

X

圓柱殼環(huán)向壓縮應力，N/mm2

在環(huán)向加強筋的內(nèi)部面板上的環(huán)向壓縮應力，N/mm2

R

第5章符

號A弦管利用系數(shù)

CI,C2,C3基于管節(jié)點和載荷形式的系數(shù)

D弦管的外直徑，mm

d支管的外直徑，mm

g間隙，mm

L管節(jié)點厚壁段有效長度，mm

C

M支管面內(nèi)彎矩，N.mm

IPB

M支支管面外彎矩，N.mm

OPB

M弦管面內(nèi)彎矩，N.mm

IPC

M弦管面外彎矩，N.mm

OPC

M弦管塑性彎曲承載力，N.mm

p

M節(jié)點面內(nèi)和面外彎曲臨界強度，N.mm

U

M支管受面內(nèi)彎矩時管節(jié)點強度，N.mm

ulPB

M支管受面外彎矩時管節(jié)點強度，N.mm

uOPB

P支管軸向荷載，N

B

P弦管軸向荷載，N

c

P弦桿軸向屈服載荷，N

y

P節(jié)點軸向臨界強度，N

U

P計及節(jié)點厚壁段附加效果的節(jié)點軸向臨界強度

Q與管節(jié)點荷載和分類有關的強度系數(shù)

Q弦管荷載系數(shù)

f

Q幾何因子

Q間隙因子

g

T弦管的厚度，mm

T管節(jié)點厚壁段的壁厚，mm

C

T雙層同心灌漿管的有效厚度，mm

e

T雙層同心灌漿管內(nèi)部同心圓管壁厚，mm

P

8

海洋工程結構物屈曲強度評估指南第1章通則

支管外直徑與弦管外直徑的比值

弦管外直徑與兩倍弦管壁厚的比值

從弦管到支管的角度

支管的屈服應力與0.8倍拉伸應力的較小值，N/mm2

Ob

弦管的屈服應力與0.8倍拉伸應力的較小值，N/mm2

0c

一弦管的屈服強發(fā),N/mm2-

第3節(jié)腐蝕余量

1.3.1對于不同結構形式的海洋工程結構物，如移動平臺、固定平臺、海上浮式生產(chǎn)

裝置等，由于其工作模式不同、服役期間檢驗和維修策略不同，因此對不同形式的海洋工

程結構物，其腐蝕余量的設定應依照其相應的入級規(guī)范相關要求執(zhí)行。

1.3.2除規(guī)范有明確腐蝕余量要求外，本指南中給出的屈曲及極限強度公式均不扣除

腐蝕余量，使用設計厚度進行校核。

1.3.3當評估現(xiàn)役結構的強度時，要使用檢測得到的實際厚度，而不使用建造厚度，

但規(guī)范有明確要求者除外，如導管架飛濺區(qū)、使用凈厚度方法設計的浮式生產(chǎn)裝置等。

第4節(jié)載荷與工況

1.4.1計算中要考慮海洋工程結構物在建造、安裝、營運、以及拆除等全生命周期中

的所有模式，以確定結構的最危險工況。

1.4.2CCS《海上移動平臺入級規(guī)范》、《海上浮式裝置入級規(guī)范》、《海上單點系泊裝

置入級與建造規(guī)范》等海工規(guī)范中均要求分靜載工況和組合工況：

(1)靜載工況——僅由靜態(tài)載荷作用下的工況，其載荷包括平臺作業(yè)重力及功能載荷和

處于漂浮或坐底狀態(tài)時的自身重量以及相對應的浮力和/或底部反力，其對應工況稱為靜載

工況，在《海上浮式裝置入級規(guī)范》中也被稱為靜載荷(S)工況；

(2)組合工況——在組合載荷作用下的工況，其載荷包括(1)中的適用靜載與相應的設計

環(huán)境荷載的組合，并包括由加速度和平臺傾斜引起的荷載，所對應的工況稱為組合工況，

在《海上浮式裝置入級規(guī)范》中也被稱為靜載荷+動載荷(S+D)工況。

1.4.3CCS《海上固定平臺入級與建造規(guī)范》、《淺海固定平臺建造與檢驗規(guī)范》規(guī)范

中

要求校核以下載荷下對應的工況：

(1)工作環(huán)境條件——指平臺在施工和使用期間經(jīng)常出現(xiàn)的環(huán)境條件。工作環(huán)境條件的

選定應以保證平臺能正常施工和作業(yè)為標準。其對應的工況一般稱為正常作業(yè)工況；

(2)極端環(huán)境條件——指平臺在使用年限內(nèi)，極少出現(xiàn)的惡劣環(huán)境條件。極端環(huán)境條件

的選定應以保證平臺的安全為標準，其對應的工況一般稱為極端風暴工況。

(3)地震載荷——由地震加速度引起的平臺載荷，一般分為強度水平和烈度水平的地震

載荷分析。其對應的工況一般稱為地震工況。

1.4.4計算中，構件上各種荷教的確定要使用公認的，合理的計算或試驗方法并得到

CCS認可。當應力分析中應力集中效果，偏心荷載引起的二次應力以及構件的P效應顯

著，那么也要加以適當考慮。

第5節(jié)安全系數(shù)

1.5.1本指南的屈曲和極限強度計算公式能夠給出所考慮構件的一個平均強度，這個

平均強度與非線性分析或者試驗結果比較能夠產(chǎn)生最小標準差。

1.5.2為了確保構件安全，在由公式計算得到的強度上，要除以一個安全系數(shù)。安全

9

海洋工程結構物屈曲強度評估指南第1章通則

系數(shù)通常由載荷工況條件、構件的形式以及失效后果來決定。本指南中的基本安全系數(shù)So

見表1.5.2。

基本安全系數(shù)So表1.5.2

海洋工程結構物海上移動平臺、海上浮式裝海上固定平臺

種類置、海上單點系泊裝置

工況正常作業(yè)工況靜載與動載正常作業(yè)工況極端風暴工況

的組合工況

基本安全系數(shù)1.671.251.671.25

注：（1）對于導管架平臺，結構屈Itb強度校核可根才居美國石油學會相關推薦作法進行，

而不采用本指南的相關安全系數(shù)和調(diào)整系數(shù)以及計?算方法。

（2）對于其他海洋工程結構物，如耳羊地震工況或其彳也校核工況，其多（全系數(shù)和調(diào)整系

數(shù)由CCS給予特殊考慮。

1.5.3對于不同的結構形式和載荷工況條件，實際的安全系數(shù)應在上述基本安全系數(shù)

的基礎上乘以一個調(diào)整系數(shù)，以得到一個實際的安全系數(shù)：

SS

buckling0

式中

S——基本安全系數(shù)，見本節(jié)表152。

0

——調(diào)整系數(shù)，具體數(shù)值見后續(xù)各章節(jié)。

1.5.4在用上述屈曲安全系數(shù)校核結構的屈曲和極限強度時，結構應滿足表152中

相關工況的要求，取其中更惡劣的作為設計工況。

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海洋工程結構物屈曲強度評估指南第2章柱與桿件

第2章柱與桿件

第1節(jié)一般要求

2.1.1一般規(guī)定

⑴本章要、桿、梁/桁材(以下簡稱“桿件”)

求適用于海工結構的柱的屈曲強度校核。

⑵桿件截徑厚比(定義

面形式為小見2.7.1)圓管、軋制(rolled)或板焊制組合截面

(built-up),且

沿長度方向不變。

(3)加筋板格中的梁-

柱屈曲校核另見第3章。

(4)對于按

照船體結構規(guī)范設夠陰翩迪怛管夠扁隼要求的桿件,如甲板間支柱、支

桿和桁架結構等，可不必按照本疊童求再盧君枉?；蜈A強度校核。

(5)對于所［至鑼經(jīng)CCS同意。

一論，應

圖2.1.1(1)桿件屈曲評估應用的相關章節(jié)

2.1.2符號和定義

除非特別說明，本條中的符號和定義適用于本章。

桿件的局部坐標系一坐標原點為桿件橫截面形心，沿桿件軸向長度方向為x軸，桿

件橫截面的平面直角坐標分別為y軸和z軸，其中y軸平行于桿件截面上的翼板寬度方向,

z軸平行于腹板的高度方向。

I------桿幾何長度，

件長度，為構件有效約束點間的或稱節(jié)間長度/無支撐長度

(unsupported/unbracedlength),m。

K——有效長度系數(shù)，為桿件長細比的計算中，與桿端約束和位移情況相關的參數(shù)，詳

見2.1.3。對于雙向彎曲模式，應分別考慮關于y軸和z軸的K值，即Ky,Kzo

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海洋工程結構物屈曲強度評估指南第2章柱與桿件

KI------

桿件的有效長度(effectivelength),或稱計算長度。

KT

——桿件轉(zhuǎn)半徑r之。

的有效長細比，為桿件的有效長度與其片面回比，對于

雙向彎曲模式，應分別考慮關于y軸和Z軸的值，即Ky,Kzo

對于受壓桿件，一般規(guī)定為2。對于受拉桿件，Ir之值一般應不大于3,但圓桿(rod)

和專用于懸吊/掛的桿件除外。

A-----桿件截面積，c

m2。

D——圓管桿件外徑，mm。

t——板厚或圓管桿件壁厚，mm。軸和z軸的I值，

I——桿件截面慣性矩，雙向彎曲模式，應分別考慮關于y

cm4,對于------

即ly,Izo

E——桿件.oaf/io，N

彈性模量，對鋼，E2

5/mm2?

——桿件鋼，v0.3。

泊松比，對

G——桿件剪切模量，

N/mm2,G2(1)

?桿件的截面回轉(zhuǎn)半徑，cm,IA,對于雙向彎曲模式，應分別考慮關于y軸

(2)端部約束難以判斷的桿件

對于端部約束難以判斷的桿件，若:

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海洋工程結構物屈曲強度評估指南第2章柱與桿件

彈性范圍內(nèi)；