[发明专利]半潜式平台桅杆的构造方法

权利要求书

1.一种半潜式平台桅杆的构造方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)建立桅杆的结构模型，根据经验初步选取桅杆的材料，设计桅杆的长度、直径和壁厚，以及布置所述桅杆上的附属件；

(2)确定并计算所述桅杆和所述附属件所承受的主要作用力，及计算各作用力对所述桅杆产生的总弯矩；其中，计算所述桅杆和所述附属件所承受的主要作用力包括：

计算半潜式平台倾斜时对所述桅杆和所述附属件产生的倾覆力；计算半潜式平台水平运动时对所述桅杆和所述附属件产生的惯性力；计算半潜式平台升沉运动时对所述桅杆和所述附属件产生的作用力；以及计算风力对所述桅杆和所述附属件产生的风压力；

(3)根据所述桅杆和所述附属件的质量、作用力和总弯矩校核所述桅杆的弯曲强度、剪切强度和屈曲强度是否满足规定要求。

2.如权利要求1所述的半潜式平台桅杆的构造方法，其特征在于，半潜式平台倾斜时对所述桅杆和所述附属件产生的倾覆力的计算公式为:f₁＝m_igsinθ,f₁为桅杆或附属件产生的倾覆力，m_i为桅杆或附属件的质量，g为重力加速度，θ为半潜式平台的倾斜角度。

3.如权利要求1所述的半潜式平台桅杆的构造方法，其特征在于，半潜式平台水平运动时对所述桅杆和所述附属件产生的惯性力的计算公式为:f₂＝m_ia，f₂为半潜式平台水平运动时对所述桅杆和所述附属件产生的惯性力，m_i为桅杆或附属件的质量，a为X方向和Y方向的合成加速度，X方向和Y方向分别对应为坐标系中的X轴方向和Y轴方向，所述坐标系采用右手直角坐标系，原点位于半潜式平台首部，沿逆时针方向为正，X方向由船首指向船尾，Y方向由左舷指向右舷。

4.如权利要求1所述的半潜式平台桅杆的构造方法，其特征在于，半潜式平台升沉运动时对所述桅杆和所述附属件产生的作用力的计算公式为：f₃＝m_ia_zsinθ，f₃为桅杆或附属件由于半潜式平台升沉运动产生的作用力，m_i为桅杆或附属件的质量，a_z为半潜式平台垂向加速度，θ为半潜式平台的倾斜角度。

5.如权利要求1所述的半潜式平台桅杆的构造方法，其特征在于，风力对所述桅杆和所述附属件产生的风压力的计算公式为：f₄＝PA_i，f₄为风压力，P为风压，A_i为桅杆或附属件的迎风面积，其中，f为系数，V_k为风速，C_h为高度系数，C_s为形状系数。

6.如权利要求1所述的半潜式平台桅杆的构造方法，其特征在于，各作用力对所述桅杆产生的总弯矩的计算公式为：f₁为半潜式平台倾斜时对所述桅杆和所述附属件产生的倾覆力，f₂为半潜式平台水平运动时对所述桅杆和所述附属件产生的惯性力，f₃为半潜式平台升沉运动时对所述桅杆和所述附属件产生的作用力，f₄为风力对所述桅杆和所述附属件产生的风压力，M为各作用力对桅杆的根部产生的总弯距，n为桅杆中部件的总数，L_i为桅杆中各部件的重心距桅杆根部的距离。

7.如权利要求1所述的半潜式平台桅杆的构造方法，其特征在于，所述桅杆的弯曲强度的校核包括：

(1)根据所述桅杆所受的总弯矩及所选的材料的许用弯曲应力计算出所述桅杆的最小抗弯截面系数；

(2)根据所述桅杆的直径和壁厚计算出桅杆的抗弯截面系数；以及

(3)判断桅杆的抗弯截面系数是否大于最小抗弯截面系数，若大于，则满足弯曲强度的要求，若小于，则需重新设计桅杆的直径和壁厚。