[发明专利]海洋平台整体结构强度分析风载荷加载方法

说明书

本发明公开了一种海洋平台整体结构强度分析风载荷加载方法，首先确定海洋平台各受风结构和设备及其在风速为1m/s时所遭受的水平风载荷，并将其分为两类；对于第一类，创建平台整体强度分析模型并检查其正确度；对于第二类，在其与平台主体连接界面处创建虚拟结构。在某一风向下，对第一类加载水平风载荷，并在第二类的虚拟结构上加载水平风载荷，查看平台整体强度分析模型中的水平风载使其与步骤S1中的水平风载荷相等，再对其他风向的水平风载荷进行加载，各风向为一个基本工况，根据分析工况中风速的大小，得到各风向下基本工况的工况组合因子和分析工况的风载荷。解决了风载荷加载效果不真实，海洋平台整体结构强度分析结果失真的问题。

技术领域

本发明属于结构健康监测领域，特别是涉及一种海洋平台整体结构强度分析风载荷加载方法。

背景技术

为确保海洋平台结构安全可靠，基本设计阶段须对海洋平台整体结构强度进行分析。在海洋平台所遭受的所有外部环境载荷中，风载荷所占比例很高，甚至能达到所有外载荷的一半以上。因此在海洋平台整体结构强度分析中，风载荷的加载非常重要，风载荷加载的作用面、作用方向和作用大小应尽量与实际风载荷相同。而海洋平台遭受风载荷作用的结构和设备较多，在海洋平台整体结构强度分析中，不可能对所有遭受风载荷作用的结构和设备进行建模，从而无法按照风载荷实际作用效果进行加载。因此，在海洋平台整体强度分析模型中，通常创建的是平台主船体的分析模型，采用集中力载荷、线载荷或者面载荷的形式将风载荷施加作用于主船体结构上，这种形式的风载荷加载方法较为简便，但会因为加载的作用点或作用面不正确(平台主船体之外的其他结构或设备也遭受风载荷)，而产生附加力矩，造成强度分析结果的失真；同时加载的作用点与实际风载荷的作用点不同，也会造成强度分析结果的失真。基于此，本发明提出一种海洋平台整体结构强度分析风载荷加载方法，以保证加载的风载荷能够真实反映风对海洋平台结构的作用，确保后续的海洋平台整体结构强度分析结果可靠。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海洋平台整体结构强度分析风载荷加载方法，解决了因不能对所有遭受风载荷作用的结构和设备进行建模，而无法按照风载荷实际作用效果进行加载，使得对海洋平台整体结构强度分析结果失真的问题。

本发明所采用的技术方案是，海洋平台整体结构强度分析风载荷加载方法，具体步骤如下：

步骤S1、确定海洋平台各受风结构和设备及其在风速为1m/s时所遭受的水平风载荷；

步骤S2、将海洋平台各结构和设备分成两类：第一类是平台整体强度分析模型中需要建模并对其进行强度分析的结构部分，第二类是平台整体强度分析模型中不需要建模和分析的结构或设备；

步骤S3、对于第一类结构部分，创建平台整体强度分析模型并检查模型是否正确；

步骤S4、对于第二类结构或设备，采用虚拟板梁结构在其与平台主体的连接界面处创建虚拟结构；

步骤S5、在某一风向下，对第一类结构部分的水平风载荷进行加载；

步骤S6、在该风向下，对第二类结构或设备，在已创建好的虚拟板梁结构上加载水平风载荷；

步骤S7、查看在该风向下平台整体强度分析模型中加载的水平风载荷合力的大小和水平风载荷对海底的力矩大小，用该力矩除以该合力求得该合力作用线距海底的高度；

步骤S8、使平台整体强度分析模型中加载的水平风载荷与步骤S1中确定的该风向下遭受的水平风载荷相等；

步骤S9、在该风向下，将平台整体强度分析模型中加载的水平风载荷组合为一个基本工况；

步骤S10、对其他风向的水平风载荷进行加载，重复上述步骤S5～S9的操作，每一个风向对应一个基本工况；

步骤S11、根据分析工况中的风速的大小和基本工况的水平风载荷，计算分析工况的风载荷。