第二章設(shè)計(jì)荷載

第一節(jié)設(shè)計(jì)荷載分類

按建造、安裝和使用期間海洋平臺(tái)所經(jīng)受荷載的性質(zhì)對(duì)作用于海洋平臺(tái)上的荷載進(jìn)行分類。設(shè)計(jì)荷載使用荷載

施工荷載

環(huán)境荷載固定荷載活動(dòng)荷載吊裝力裝船力運(yùn)輸力下水力和扶正力地基的反作用力第二章設(shè)計(jì)荷載一、使用荷載定義：平臺(tái)在使用期間，除環(huán)境荷載以外的各種荷載。一、使用荷載定義：平臺(tái)在使用期間，除環(huán)境荷載以外的各種荷載。

使用荷載活動(dòng)荷載可變荷載動(dòng)力荷載結(jié)構(gòu)自重固定荷載防腐陽極塊重量附屬結(jié)構(gòu)重量機(jī)械設(shè)備重量管道重量容器重量作用在平臺(tái)水下部分的浮力結(jié)構(gòu)在空氣中的重量

使用荷載活動(dòng)荷載可變荷載動(dòng)力荷載結(jié)構(gòu)自重固定荷載防腐陽極塊可變荷載：荷載的大小或位置隨時(shí)間緩慢變化的荷載，一般按靜荷載處理。動(dòng)力荷載：隨時(shí)間而變化具有顯著的動(dòng)力性質(zhì)的荷載，包括循環(huán)荷載、沖擊荷載及事故荷載。通常把動(dòng)荷載乘以一個(gè)動(dòng)力放大系數(shù)，把動(dòng)荷載轉(zhuǎn)化為等效靜荷載。

對(duì)使用荷載進(jìn)行分類主要在于為構(gòu)件的強(qiáng)度和穩(wěn)定設(shè)計(jì)提供最危險(xiǎn)的荷載組合。設(shè)計(jì)時(shí)使用荷載主要包括：甲板荷載、直升飛機(jī)著降荷載、船舶停靠平臺(tái)時(shí)的?？亢奢d?？勺兒奢d：荷載的大小或位置隨時(shí)間緩慢變化的荷載，一般按靜荷載1.甲板荷載

（1）甲板荷載主要取決于布置在甲板上的工藝設(shè)備、機(jī)械設(shè)備、生活和生產(chǎn)設(shè)施，以及其他的備用品和補(bǔ)給品（2）根據(jù)工藝布置繪制甲板荷載分布圖，明確相應(yīng)作業(yè)工況下甲板上各部分的最大均布荷載和集中荷載值

甲板上均布荷載住所、走道≥4kN/m2工作區(qū)≥8kN/m2生產(chǎn)儲(chǔ)存區(qū)≥14kN/m21.甲板荷載（1）甲板荷載主要取決于布置在甲板上的工藝2.直升飛機(jī)著降荷載

（1）直升飛機(jī)著降通常以制造廠家提供的數(shù)據(jù)作為設(shè)計(jì)依據(jù)

（2）直升飛機(jī)降落荷載約為其最大起飛重量的2～3倍（3）《海上固定平臺(tái)入級(jí)與建造規(guī)范》規(guī)定：直升飛機(jī)降落時(shí)的沖擊荷載不得小于直升飛機(jī)最大起飛重量的3倍

沖擊荷載2.直升飛機(jī)著降荷載（1）直升飛機(jī)著降通常以制造廠家提河海大學(xué)港口海岸與近海工程學(xué)院河海大學(xué)港口海岸與近海工程學(xué)院73.船舶?？亢奢d船舶停靠荷載系纜力擠靠力撞擊力由于風(fēng)和流的作用，通過系船纜作用在平臺(tái)上的力由于風(fēng)和流的作用，使停靠在碼頭的船舶直接作用在平臺(tái)上的力船舶靠岸或在波浪作用下撞擊平臺(tái)時(shí)產(chǎn)生的力河海大學(xué)港口海岸與近海工程學(xué)院河海大學(xué)港口海岸與近海（1）系纜力1)風(fēng)產(chǎn)生的系纜力F

（當(dāng)風(fēng)向垂直于船舶縱軸時(shí)）（當(dāng)風(fēng)向垂直于船舶縱軸時(shí)）Kn

——各系船柱受力不均勻系數(shù)F0

——作用于船體上的風(fēng)壓力K

——

船舶的風(fēng)載體型系數(shù)p——

風(fēng)壓強(qiáng)度A

——船舶的空載橫向受風(fēng)面積n

——風(fēng)向垂直船舶縱軸時(shí)，實(shí)際受力的系船柱最少數(shù)目n1——

風(fēng)向平行船舶縱軸時(shí)，實(shí)際受力的系船柱最少數(shù)目ɑ

——

系船纜的水平投影與平臺(tái)靠船裝置前沿線的夾角β

——

系船纜與水平面的夾角（1）系纜力1)風(fēng)產(chǎn)生的系纜力F（當(dāng)風(fēng)向垂直于船舶縱軸時(shí)）

2）海流作用產(chǎn)生的系纜力F

船舶系泊于平臺(tái)時(shí)，作用于船體上的水流力包括形狀阻力和表面摩擦阻力。K

——繞流系數(shù)u——海流速度A

——水線以下船體側(cè)面投影面積L

——最大船長ht——

平均吃水深度γ

——

海流流向與船舶縱軸的夾角a.作用于船體水下部分的形狀阻力FD：2）海流作用產(chǎn)生的系纜力F船舶系泊于平臺(tái)時(shí)，作用于船體上K

——繞流系數(shù)u——海流速度A?

——船體浸水部分表面積L

——船長B——

船寬ht——

船舶吃水Cb——

方形系數(shù)b.作用于船體表面的摩擦力Fm：b.作用于船體表面的摩擦力Fm：將海流對(duì)船舶的作用力F分解：垂直于船舶縱軸的力F：平行于船舶縱軸的力FT：垂直于船舶縱軸的力FN：平行于船舶縱軸的力F：將海流對(duì)船舶的作用力F分解：垂直于船舶縱軸的力F：平行于船舶3）波浪作用下的系纜力F

波浪作用對(duì)系纜力的影響較大，它與波浪要素、船舶動(dòng)力特性有關(guān)。H

——波高F0

——作用于船體上的風(fēng)壓力θ

——

船舶仰俯角L——

最大船長用布賴恩公式對(duì)其值進(jìn)行初步估計(jì)：3）波浪作用下的系纜力F波浪作用對(duì)系纜力的影響較大，它與波浪（2）擠靠力定義：?？吭谄脚_(tái)的船舶受風(fēng)、流或冰的作用，通過防沖設(shè)施傳遞給靠船結(jié)構(gòu)物且方向指向結(jié)構(gòu)物的作用力。

當(dāng)風(fēng)向垂直于船舶縱軸時(shí)的擠靠力Fj：（防護(hù)設(shè)施間斷布置）Kj

——

擠靠力分布不均勻系數(shù)，取為1.1F0

——

作用于船體上的風(fēng)壓力

——

船舶直線段與碼頭接觸的長度n

——

與船舶接觸的防護(hù)設(shè)施數(shù)目

——

各接觸點(diǎn)擠靠力分布不均勻系數(shù)，取為1.3（防護(hù)設(shè)施連續(xù)布置）（2）擠靠力定義：?？吭谄脚_(tái)的船舶受風(fēng)、流或冰的作用，通過防（3）撞擊力

1）船舶靠泊時(shí)的撞擊力計(jì)算

Cd——

有效動(dòng)能系數(shù)Cs

——

船殼變形系數(shù)，一般取為0.9Cm

——

附加質(zhì)量系數(shù)Ce

——

偏心率，即考慮船舶回轉(zhuǎn)而對(duì)船舶能量的折減系數(shù)r

——

船舶回轉(zhuǎn)半徑L

——

船長a——

船舶重心與撞擊接觸點(diǎn)之間的距離C1

——

平臺(tái)的變形系數(shù)C2

——

防沖設(shè)施的變形系數(shù)C3

——

船體的變形系數(shù)有效動(dòng)能：引起船舶、平臺(tái)及防沖設(shè)施變形的能量。（3）撞擊力1）船舶靠泊時(shí)的撞擊力計(jì)算有效動(dòng)能：引起船舶、

2）系泊時(shí)波浪作用引起的撞擊力計(jì)算

H

——

船舶?？繒r(shí)，最大波高T

——

船舶?？繒r(shí)，波浪的最大周期Δ

——

可能停靠于平臺(tái)的船舶滿載排水量g

——

重力加速度求解撞擊力的關(guān)鍵是確定波浪作用下船舶撞擊結(jié)構(gòu)物的法向速度un。法國平臺(tái)設(shè)計(jì)規(guī)范推薦的計(jì)算船舶最大撞擊力的公式：2）系泊時(shí)波浪作用引起的撞擊力計(jì)算求解撞擊力的關(guān)鍵是確定波二、施工荷載定義：平臺(tái)在施工期間所受到的荷載；它是發(fā)生在建造、裝船、運(yùn)輸、下水和安裝等階段的暫時(shí)性荷載。二、施工荷載定義：平臺(tái)在施工期間所受到的荷載；它是發(fā)生在建造1.吊裝力

確定吊裝力時(shí)，應(yīng)考慮作用于結(jié)構(gòu)上的力的特性。（1）為補(bǔ)償可能發(fā)生在吊點(diǎn)上的任何側(cè)向荷載，應(yīng)加上與靜吊索荷載同時(shí)作用的大小為5%的靜吊索荷載的水平力（2）應(yīng)考慮重物由于運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的動(dòng)力荷載和其它因素引起的額外荷載

（3）對(duì)吊點(diǎn)構(gòu)件設(shè)計(jì)，應(yīng)取荷載系數(shù)去乘所得到的靜荷載

吊裝力荷載系數(shù)開敞無掩護(hù)海區(qū)吊點(diǎn)2直接與吊點(diǎn)連接的構(gòu)件1.35傳遞提升力的構(gòu)件近岸有掩護(hù)海區(qū)吊點(diǎn)1.5直接與吊點(diǎn)連接的構(gòu)件1.15傳遞提升力的構(gòu)件1.吊裝力確定吊裝力時(shí)，應(yīng)考慮作用于結(jié)構(gòu)上的2.裝船力

裝船包括吊裝裝船和滑移裝船。（1）吊裝裝船：將結(jié)構(gòu)物直接吊裝到駁船上（2）滑移裝船：用滑道或軌道臺(tái)車把結(jié)構(gòu)物水平移到駁船上

應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)物在滑移過程中的可能出現(xiàn)的最不利的支撐情況計(jì)算支撐力，校核其強(qiáng)度和穩(wěn)定，尚應(yīng)計(jì)算開始移動(dòng)時(shí)所需的水平力。3.運(yùn)輸力

應(yīng)根據(jù)運(yùn)輸方式、作業(yè)時(shí)的海況、氣象條件計(jì)算運(yùn)輸力。2.裝船力裝船包括吊裝裝船和滑移裝船。4.下水力和扶正力

（1）結(jié)構(gòu)物下水期間要考慮結(jié)構(gòu)重力、慣性力、浮力、水阻力、搖臂支撐力（2）扶正力：浮吊吊裝時(shí)結(jié)構(gòu)物所受的力

注：（1）在海洋環(huán)境下施工，應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的固定荷載、最大臨時(shí)荷載和環(huán)境荷載進(jìn)行適當(dāng)組合后對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性進(jìn)行校核（2）施工荷載一般不屬于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)控制荷載，故通常采取臨時(shí)性措施來滿足5.地基的反作用力（1）大多數(shù)導(dǎo)管架扶正后，導(dǎo)其底部配置有防沉板（2）結(jié)構(gòu)防沉板設(shè)計(jì)應(yīng)使地基承載力滿足一定的安全系數(shù)要求，一般取為2.0（3）防沉板應(yīng)具有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以承受地基的反作用力4.下水力和扶正力（1）結(jié)構(gòu)物下水期間要考慮結(jié)構(gòu)重力三、環(huán)境荷載定義：由風(fēng)、浪、流、冰和地震施加到平臺(tái)結(jié)構(gòu)上的荷載。三、環(huán)境荷載定義：由風(fēng)、浪、流、冰和地震施加到平臺(tái)結(jié)構(gòu)上的荷

海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)在環(huán)境荷載作用下，發(fā)生過許多重大災(zāi)難性事故。1961年，美國新澤西州近海TEXAS平臺(tái)被暴風(fēng)摧毀，死亡28人；1979年，我國的自升式鉆井平臺(tái)渤海2號(hào)在移位過程中，因?yàn)椴僮鞑划?dāng)而翻沉，死亡70余人；1980年，北海挪威EKOFISK油田的一座半潛式平臺(tái)ALEXANDERKIELLAND號(hào)因結(jié)構(gòu)疲勞破壞發(fā)生傾覆，死亡120人；1981年，在加拿大東部近海，一座半潛式平臺(tái)鉆井平臺(tái)在風(fēng)暴中失事，死亡數(shù)十人。因此，充分認(rèn)識(shí)海洋結(jié)構(gòu)所處海洋環(huán)境的特點(diǎn)和風(fēng)險(xiǎn),并且合理評(píng)估鉆井平臺(tái)荷載,是十分必要的。海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)在環(huán)境荷載作用下，發(fā)生過許多重大環(huán)境荷載：直接或間接由于環(huán)境作用引起的荷載。

（一）風(fēng)荷載

（二）波浪荷載

（三）海流荷載

（四）冰荷載

（五）地震荷載環(huán)境荷載：直接或間接由于環(huán)境作用引起的荷載。（一）風(fēng)荷載風(fēng)是空氣的流動(dòng)，風(fēng)的強(qiáng)弱以風(fēng)速大小表示。具有一定速度的風(fēng)受到結(jié)構(gòu)物阻擋時(shí)即對(duì)之產(chǎn)生作用力。作用于海洋結(jié)構(gòu)上的有水平風(fēng)力和風(fēng)力矩。下面介紹如何確定設(shè)計(jì)風(fēng)速及由風(fēng)速推算風(fēng)荷載大小的辦法。（一）風(fēng)荷載1.設(shè)計(jì)風(fēng)速的確定《海上移動(dòng)平臺(tái)入級(jí)與建造規(guī)范（2005年）》中確定設(shè)計(jì)風(fēng)速選取標(biāo)準(zhǔn)是：無限航區(qū)作業(yè)平臺(tái)，最小設(shè)計(jì)風(fēng)速分別為100kn和70kn：（1）自存工況風(fēng)速:51.5m/s(100kn×1.853×1000/3600=51.47（m/s)（2）正常作業(yè)工況：36m/s(70kn)對(duì)于具有作業(yè)限制附加標(biāo)志的平臺(tái)，其正常作業(yè)工況的風(fēng)速可以減小，但不應(yīng)該小于25.8m/s。按照實(shí)際海域的觀測(cè)資料確定風(fēng)速，取重現(xiàn)期為50年的風(fēng)速。當(dāng)無條件進(jìn)行海、陸大風(fēng)風(fēng)速間相關(guān)分析時(shí)，可用陸上風(fēng)速乘以風(fēng)速增大系數(shù)代替海上風(fēng)速。海上風(fēng)速與陸上風(fēng)速之間關(guān)系可以查表確定，一般海上風(fēng)速為陸上風(fēng)速的1.1~1.3。1.設(shè)計(jì)風(fēng)速的確定2.風(fēng)荷載風(fēng)荷載包括風(fēng)的拖曳力和升力。（1）基本風(fēng)壓p0的確定

海平面以上10m處的風(fēng)壓值為基本風(fēng)壓p0。計(jì)算公式為:

u--設(shè)計(jì)風(fēng)速，或者經(jīng)觀測(cè)資料分析得到的50年重現(xiàn)期風(fēng)速（2）風(fēng)荷載-拖曳力

影響風(fēng)荷載的兩個(gè)因素：

風(fēng)速受到海洋表面粗糙度的影響；離海平面越近，風(fēng)速越低。1）高度因素——風(fēng)壓高度變化系數(shù)kz

計(jì)算結(jié)構(gòu)物不同高度處的風(fēng)壓強(qiáng)時(shí)，需乘以風(fēng)壓高度系數(shù)，表示實(shí)際高度位置風(fēng)壓與海面以上10米處風(fēng)壓的倍數(shù)。2.風(fēng)荷載風(fēng)荷載包括風(fēng)的拖曳力和升力。2）構(gòu)件的外形因素:風(fēng)載體型系數(shù)K風(fēng)載體型系數(shù)系數(shù)K表示構(gòu)件對(duì)風(fēng)的阻擋效應(yīng)，即風(fēng)吹到結(jié)構(gòu)物表面引起的實(shí)際風(fēng)壓與按結(jié)構(gòu)物輪廓擋風(fēng)面積計(jì)算所得到的理論風(fēng)壓的比值。主要與結(jié)構(gòu)物的體型、尺度有關(guān)。規(guī)范中給出的風(fēng)荷載計(jì)算公式為：

式中:——風(fēng)壓高度系數(shù)

——風(fēng)載體型系數(shù)

——基本風(fēng)壓

——受風(fēng)作用的輪廓面積

2）構(gòu)件的外形因素:風(fēng)載體型系數(shù)K按照風(fēng)壓中心到海平面以上的高度選取風(fēng)壓高度變化系數(shù)

按照風(fēng)壓中心到海平面以上的高度選取風(fēng)壓高度變化系數(shù)

風(fēng)載體型系數(shù)風(fēng)載體型系數(shù)（3）考慮脈動(dòng)風(fēng)壓的風(fēng)荷載計(jì)算對(duì)于平臺(tái)上高聳結(jié)構(gòu)，其柔性較小，某些風(fēng)速作用下誘發(fā)風(fēng)激振動(dòng)。比如，渤海4號(hào)為桁架式樁腿，設(shè)計(jì)水深91.5米，在渤海灣作業(yè)時(shí)，由于樁腿外伸出船體數(shù)十米，曾發(fā)生過嚴(yán)重的風(fēng)激振動(dòng)現(xiàn)象。所以對(duì)樁腿一類高聳柔性結(jié)構(gòu)，考慮風(fēng)的動(dòng)力效應(yīng)是需要的，而不能僅僅考慮靜風(fēng)力。風(fēng)速隨時(shí)間變化，是時(shí)間的函數(shù)，因此風(fēng)壓力本質(zhì)上是動(dòng)荷載。由于高聳結(jié)構(gòu)比如樁腿基本自振周期較長，在風(fēng)荷載作用下具有明顯的動(dòng)力效應(yīng)。當(dāng)高聳結(jié)構(gòu)基本自振周期

這種動(dòng)力作用就不容忽視。（3）考慮脈動(dòng)風(fēng)壓的風(fēng)荷載計(jì)算結(jié)構(gòu)動(dòng)風(fēng)荷載應(yīng)按下式計(jì)算

式中,——風(fēng)振系數(shù)。一般可按照下表取值：

結(jié)構(gòu)動(dòng)風(fēng)荷載應(yīng)按下式計(jì)算（4）風(fēng)的升力計(jì)算對(duì)于大面積的平面結(jié)構(gòu)，如直升機(jī)平臺(tái)甲板，風(fēng)對(duì)其作用一方面引起風(fēng)向的拖曳力，此外引起垂直于結(jié)構(gòu)表面的作用力，稱為升力。

風(fēng)向

風(fēng)的升力

風(fēng)的升力示意圖

（4）風(fēng)的升力計(jì)算特別當(dāng)平臺(tái)傾斜時(shí)，升力的作用影響移動(dòng)式平臺(tái)的穩(wěn)性，甚至導(dǎo)致傾覆。升力的計(jì)算公式為：

式中，為升力系數(shù)；其余符號(hào)意義同前。在DNV規(guī)范中，給出了不同結(jié)構(gòu)形狀的升力系數(shù)，可供計(jì)算時(shí)使用。

特別當(dāng)平臺(tái)傾斜時(shí)，升力的作用影響移動(dòng)式平臺(tái)的穩(wěn)性，在工程設(shè)計(jì)中：

（1）風(fēng)的長周期變化一般是按靜態(tài)處理

（2）風(fēng)的短周期脈動(dòng)效應(yīng)按準(zhǔn)動(dòng)態(tài)處理（3）當(dāng)風(fēng)作用在高而細(xì)的柔性建筑物上時(shí)，需要考慮風(fēng)的動(dòng)力效應(yīng)

風(fēng)荷載在工程設(shè)計(jì)中：（1）風(fēng)的長周期變化一般是按靜態(tài)處理風(fēng)荷流體的粘滯性引起流體運(yùn)動(dòng)慣性、結(jié)構(gòu)物存在引起粘滯效應(yīng)結(jié)構(gòu)物與流體自由表面之間作用繞射效應(yīng)結(jié)構(gòu)物對(duì)入射波浪的散射作用阻力（或稱為速度力、拖曳力附加質(zhì)量效應(yīng)質(zhì)量力（或稱為慣性力散射效應(yīng)自由表面效應(yīng)大尺度結(jié)構(gòu)物波浪對(duì)海洋結(jié)構(gòu)物的作用效應(yīng)：（二）波浪荷載流體的粘滯性引起流體運(yùn)動(dòng)慣性、結(jié)構(gòu)物存在引起粘滯效應(yīng)結(jié)構(gòu)物與

波浪荷載是設(shè)計(jì)海洋平臺(tái)的重要環(huán)境荷載之一。作用在結(jié)構(gòu)上波浪力的大小除與結(jié)構(gòu)所在海區(qū)的設(shè)計(jì)水深、結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小有關(guān)外，主要取決于根據(jù)平臺(tái)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)所選取的波浪參數(shù)或海浪譜。波浪荷載是設(shè)計(jì)海洋平臺(tái)的重要環(huán)境荷載之一。作用在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)波高的選取：

（1）P部分大波的波高HP：將波高按從大到小順序排列，取最高的前P個(gè)波高計(jì)算其平均值，稱為該P(yáng)部分大波的波高，記作HP。美國、日本等國采用此法；習(xí)慣稱H1/3為有義波高

（2）設(shè)計(jì)平臺(tái)采用的設(shè)計(jì)波高應(yīng)取服役海域某一重現(xiàn)期內(nèi)波高的極值（3）設(shè)計(jì)波高取決于結(jié)構(gòu)物所在海域的設(shè)計(jì)波浪情況和結(jié)構(gòu)物的重要性，遵照規(guī)范要求應(yīng)盡量做到既保證安全，有經(jīng)濟(jì)合理，綜合考慮加以決定

1．波浪參數(shù)（1）設(shè)計(jì)波高設(shè)計(jì)波高的選取：（1）P部分大波的波高HP：將波高按從根據(jù)平臺(tái)所在位置及附近海域長期實(shí)測(cè)資料（要求不少于一年），推算不同重現(xiàn)期的設(shè)計(jì)波高。我國《海上移動(dòng)平臺(tái)入級(jí)與建造規(guī)范》規(guī)定的設(shè)計(jì)波高的選取方法：

－最大波高的可能值，根據(jù)波數(shù)選?。扑榕R界波高，根據(jù)規(guī)范選取

根據(jù)平臺(tái)所在位置及附近海域長期實(shí)測(cè)資料（要求不少于渤海深水波高為：對(duì)應(yīng)波數(shù)。其中為有義波高值波數(shù)計(jì)算公式：或，和分別為波長和波浪頻率。

淺水設(shè)計(jì)波高為：

比值可由規(guī)范直接確定；－波高的平均值：渤海深水波高為：（2）波浪周期某一重現(xiàn)期的最大波高的可能值所對(duì)應(yīng)的周期T，應(yīng)采用使平臺(tái)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生最大應(yīng)力值的周期。周期T的范圍為一般波浪周期T均小于20s,而周期為時(shí)，已達(dá)到破碎極限。實(shí)際工程的計(jì)算方法是：采用不同的波浪周期，計(jì)算平臺(tái)的應(yīng)力，直至得到平臺(tái)的最大應(yīng)力。（2）波浪周期2.海浪譜從波浪實(shí)際觀測(cè)中發(fā)現(xiàn)，海面的波動(dòng)是一個(gè)隨機(jī)的過程，波面高度隨機(jī)變化，波動(dòng)周期時(shí)長時(shí)短。工程中常用郎尤特-黑金斯（Longuet-Higgins）提出的海浪模型。這個(gè)模型是把海上一固定點(diǎn)的水面波動(dòng)用多個(gè)隨機(jī)余弦波的疊加來描述，其表達(dá)式為

式中－第n個(gè)余弦組成波的振幅，m；－第n個(gè)余弦組成波的圓頻率，；－第n個(gè)余弦組成波的隨機(jī)初相角，它是均勻分布于范圍內(nèi)的隨機(jī)量。2.海浪譜

如果把介于()范圍內(nèi)的各組成波的振幅平方之半疊加起來，并除以包含所有這些組成波的頻率范圍，所得的值將是一個(gè)函數(shù)，即

而相當(dāng)于在單位頻率間隔內(nèi)海浪的平均能量,相當(dāng)于能量密度相對(duì)于組成波頻率的分布函數(shù)，這個(gè)函數(shù)稱為譜。由于其實(shí)質(zhì)是代表海浪的能量，所以稱為能譜，又因?yàn)樗悄芰肯鄬?duì)于頻率的分布，因而也稱為波浪頻譜。

如果把介于(根據(jù)波浪譜，可以求出波浪的統(tǒng)計(jì)量。如果缺乏結(jié)構(gòu)海區(qū)的實(shí)際海浪譜資料，可以采用下列兩種海浪譜：（1）Pierson-Moskowitz(P-M)譜產(chǎn)生于1963年，對(duì)北大西洋充分發(fā)展的海浪統(tǒng)計(jì)的結(jié)果

式中，a－菲利普經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，a＝0.0081；g－重力加速度，,－海面以上19.5m處的風(fēng)速。根據(jù)波浪譜，可以求出波浪的統(tǒng)計(jì)量。如果缺乏結(jié)構(gòu)海區(qū)（2）Bretschneider譜

適用于風(fēng)的作用范圍相對(duì)小的水域，其表達(dá)式為

式中，；；－有義波高，－有效波周期。根據(jù)海浪譜，可求出一系列波的波高及波浪周期。（2）Bretschneider譜3.小尺度孤立樁柱上的波浪力計(jì)算對(duì)于構(gòu)件直徑與波長之比小于或等于0.2時(shí)的構(gòu)件，稱為小尺度構(gòu)件。（1）垂直小尺度構(gòu)件上的波浪力

波浪垂直于小尺度構(gòu)件3.小尺度孤立樁柱上的波浪力計(jì)算

單位長度上的波浪力，可采用莫里森（Morison）公式計(jì)算。根據(jù)Morison公式，單位長度上的波浪力為：

式中，拖曳力為

其中；－海水密度；－拖曳力系數(shù)，由試驗(yàn)確定，如試驗(yàn)資料不足時(shí)，圓形構(gòu)件；－水質(zhì)點(diǎn)的速度水平分量；－構(gòu)件構(gòu)件運(yùn)動(dòng)速度水平分量。

單位長度上的波浪力，可采用莫里森（Moris單位長度的慣性力為

=附連水慣性力+構(gòu)件排開水的慣性力－單位長度構(gòu)件體積；－附連水質(zhì)量系數(shù)

－慣性力系數(shù)，由試驗(yàn)確定，在試驗(yàn)資料不足時(shí)，圓形構(gòu)件?。唬|(zhì)點(diǎn)速度水平分量；－水質(zhì)點(diǎn)加速度水平分量。單位長度的慣性力為

水平波浪力由兩個(gè)部分組成，一是波浪水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的水平速度引起的拖曳力;另一是波浪水質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的水平加速度引起的慣性力。

當(dāng)進(jìn)行樁基平臺(tái)結(jié)構(gòu)靜力分析時(shí)，、可取為水質(zhì)點(diǎn)的水平速度與水平加速度。同時(shí)因構(gòu)件直徑遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)波浪的波長，可認(rèn)為構(gòu)件的存在對(duì)波浪運(yùn)動(dòng)無顯著影響，此時(shí)，、可取在樁柱中心垂線位置上的波浪水質(zhì)點(diǎn)水平速度與水平加速度值。

作用于垂直樁柱上的總水平波浪力F可由下式計(jì)算

式中－靜水面以上波動(dòng)水面高度

水平波浪力由兩個(gè)部分組成，一是波浪水質(zhì)點(diǎn)（2）傾斜圓柱形構(gòu)件上的波浪力

傾斜圓柱形構(gòu)件如下圖所示：

圓柱形傾斜構(gòu)件（2）傾斜圓柱形構(gòu)件上的波浪力構(gòu)件軸線與z軸夾角為，平面上投影與x軸夾角為。傾斜構(gòu)件上波浪力仍按照莫里森公式計(jì)算，但是需要將莫里森公式寫成矢量形式，即在空間坐標(biāo)系下確定出垂直構(gòu)件軸線方向的流體質(zhì)點(diǎn)速度和加速度。將莫里森公式寫成矢量形式，則可得到深度為y處單位長度波浪力的一般表達(dá)式

式中與是水質(zhì)點(diǎn)速度與加速度的法向矢量（垂直于構(gòu)件軸線），為水質(zhì)點(diǎn)速度法向矢量的模。構(gòu)件軸線與z軸夾角為，平面上投影與x軸夾在三維坐標(biāo)系下，法向矢量可表示為得到傾斜構(gòu)件波浪力計(jì)算的莫里森公式為在三維坐標(biāo)系下，法向矢量可表示為4、波浪理論與有關(guān)公式在確定了流體質(zhì)點(diǎn)速度和加速度的情況下，波浪力很容易由莫里森公式計(jì)算。所以確定流體質(zhì)點(diǎn)速度和加速度是關(guān)鍵問題。計(jì)算波浪力時(shí)，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)波高H、周期T和水深d選用適當(dāng)?shù)牟ɡ死碚摗８鶕?jù)水深波長比（d/L）、波高水深比（H/d）可提出常用的波浪理論適用范圍。（1）當(dāng)、時(shí)，采用線性波理論，適用于波幅較小情況；4、波浪理論與有關(guān)公式（2）當(dāng)、時(shí)采用有限振幅波理論（司托克斯波理論）；適用于波高較大情況，由于該理論沒有涉及水深的影響，不適合于淺水情況。（3）當(dāng)時(shí)（淺水），采用橢圓余弦波理論，此時(shí)，由于水淺，水深影響水的流動(dòng)，所以必須考慮水深求流速和加速度。海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課件第二章設(shè)計(jì)荷載米哈特（Mehaute）1976年給出了不同波浪理論的適用范圍，如下圖：波浪理論的適用范圍米哈特（Mehaute）1976年給出了不同波浪理論的適用范海面位移波浪理論波浪運(yùn)動(dòng)微幅波理論斯托克斯波理論假定波高與水深相比無限小孤立波理論波浪理論橢圓余弦波理論線性理論用有限個(gè)簡單的、頻率成比例的余弦波逼近單一周期的有限振幅波非線性理論適用于淺水波用來解釋近岸極淺水域的波浪現(xiàn)象用于淺海平臺(tái)設(shè)計(jì)海面位移波浪理論波浪運(yùn)動(dòng)微幅波理論斯托克斯波理論假定波高與水群樁最大波浪荷載各個(gè)樁的波浪力與波浪相位角有關(guān)，所以對(duì)樁群應(yīng)根據(jù)不同的波剖面位置來確定作用于其上的最大總波浪荷載。（1）樁排垂直于波行進(jìn)方向：由于均位于相同的波浪相位上，故最大波浪荷載是單樁最大波浪力與樁數(shù)的乘積；

樁排垂直于波行進(jìn)方向樁列平行于波行進(jìn)方向（2）平行于波行進(jìn)方向的樁列：由于各樁所對(duì)應(yīng)波浪的相位不同，此時(shí)最大波浪荷載應(yīng)考慮為同一時(shí)刻各樁所受波浪力的疊加。群樁最大波浪荷載（3）群樁效應(yīng)：由于群樁按排或列布置，在平臺(tái)設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮群樁的掩護(hù)作用和相互干擾作用。作用在一個(gè)構(gòu)件上的波浪力，將受到與之靠近的另一個(gè)構(gòu)件尾流場(chǎng)的影響。前面構(gòu)件尾流的旋渦可能激發(fā)后面構(gòu)件的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，使其波浪力增加，這即是群樁效應(yīng)。

當(dāng)時(shí)，應(yīng)該考慮群樁效應(yīng)。

根據(jù)模型試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，群樁的掩護(hù)和干擾作用主要和樁距I和樁徑D之比有關(guān)。一般認(rèn)為當(dāng)時(shí)，樁的掩護(hù)作用和干擾作用可不予考慮；當(dāng)時(shí)，應(yīng)將波浪荷載乘以群樁系數(shù)。其值應(yīng)盡量由實(shí)驗(yàn)確定，或者查閱有關(guān)資料。

（3）群樁效應(yīng)：由于群樁按排或列布置，在平臺(tái)設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮群6.海生物附著對(duì)波浪力的影響海洋樁基平臺(tái)在使用期間，樁上會(huì)附著各類海生物，這樣會(huì)增大樁柱的阻力系數(shù)值，增大波浪拖曳力。據(jù)國外資料提供的數(shù)據(jù)，在海生物附著顯著的海域，波浪拖曳力增大20～40%；同時(shí)由于海生物附著，加大了樁柱的直徑，也必然加大了波浪慣性力。為此，規(guī)范中規(guī)定：在海生物附著范圍內(nèi)，莫里森公式中慣性力項(xiàng)的樁徑Ｄ應(yīng)按實(shí)際直徑計(jì)算，并將波浪拖曳力乘以相應(yīng)系數(shù)，其值可根據(jù)海生物附著程度的不同確定。6.海生物附著對(duì)波浪力的影響7.大尺度構(gòu)件上的波浪力大尺度構(gòu)件指人工島、半潛式平臺(tái)等，其直徑或者尺度與波長的比值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于0.2，這類構(gòu)件稱為大尺度構(gòu)件。對(duì)于小尺度構(gòu)件，在構(gòu)件的寬度范圍內(nèi)，圓柱的存在僅僅影響圓柱周圍局部流暢流場(chǎng)，對(duì)波浪的反射作用不明顯，因此可以忽略構(gòu)件對(duì)于流場(chǎng)的影響。但是當(dāng)尺寸加大時(shí)，結(jié)構(gòu)的尺度相對(duì)于波長不在是小量，此時(shí)，結(jié)構(gòu)對(duì)波浪流場(chǎng)的反射和散射作用不可忽略。所以必須考慮結(jié)構(gòu)存在引起的波浪的繞射作用?？紤]波浪的線性繞射計(jì)算波浪荷載，已經(jīng)提出了多種方法，主要有：格林函數(shù)法；奇點(diǎn)分布法、源匯分布法。7.大尺度構(gòu)件上的波浪力（三）海流荷載

作為平臺(tái)荷載考慮的海流包括潮流和余流。

潮流：由于天體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的引潮力而造成的潮汐現(xiàn)象，因潮汐漲落產(chǎn)生的周期性海水水平流動(dòng)。

余流：水文、氣象等因素引起的海水流動(dòng)，即非潮流部分的海流。1.漂流：由大范圍的信風(fēng)作用引起的定常海流2.梯度流：海面上空大氣壓力分布不均勻或海水密度分布不均勻會(huì)引起海水等壓面傾斜，從而產(chǎn)生沿等壓線流動(dòng)的海流3.海底回流：在近岸海區(qū)，由于波浪破碎引起的海流

風(fēng)海流是余流的主要組成部分。（三）海流荷載作為平臺(tái)荷載考慮的海流包括潮流和余流海流：指由于潮的作用、風(fēng)的拖曳等原因引起的比較穩(wěn)定的水流運(yùn)動(dòng)。這種潮流或漂流往往會(huì)改變波浪形態(tài)，影響作用在結(jié)構(gòu)上的波浪力。1.海流速度海流包括潮海流和風(fēng)海流，需要分別計(jì)算潮海流和風(fēng)海流,而后迭加得到總的海流流速。海流：指由于潮的作用、風(fēng)的拖曳等原因引起的比較穩(wěn)定的潮海流：流速隨水深而變化，實(shí)測(cè)資料不足時(shí)，可近似的取：潮海流按相對(duì)水深的1/7次方變化。總海流流速近似計(jì)算公式為：

式中－設(shè)計(jì)泥面以上高度處的海流速度，－水面的潮流速度，－設(shè)計(jì)泥面以上的垂直距離， －水深，

設(shè)計(jì)海流流速應(yīng)采用平臺(tái)使用期間可能出現(xiàn)的最大流速。其值可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)資料整理分析后確定。潮海流：流速隨水深而變化，實(shí)測(cè)資料不足時(shí)，可近似的取風(fēng)海流：主要是由風(fēng)引起的，特別是近海風(fēng)海流流向基本與風(fēng)向一致，因此可利用其與風(fēng)速的關(guān)系，估算出最大可能風(fēng)海流流速值。

式中－10分鐘最大風(fēng)速，；－系數(shù)，一般，渤海采用0.025，我國南海和東海可取0.04~0.08。風(fēng)海流：主要是由風(fēng)引起的，特別是近海風(fēng)海流流向基本與風(fēng)向一致2.海流力當(dāng)只考慮海流作用時(shí)，圓形構(gòu)件單位長度的海流荷載可按莫里森公式的拖曳力分量計(jì)算，即

式中—海流拖曳力系數(shù)，與波浪力的相同—海水密度—設(shè)計(jì)海流流速—單位長度構(gòu)件垂直于海流方向的投影面積當(dāng)考慮波浪與海流同時(shí)作用時(shí)，通常認(rèn)為莫里森公式仍可適用，其計(jì)算公式為：

2.海流力左圖中，為來流速度。當(dāng)在流體分離點(diǎn)產(chǎn)生旋渦時(shí)，流體旋渦逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)速度為，對(duì)于管道上側(cè)，流體質(zhì)點(diǎn)速度變小為，下側(cè)流體質(zhì)點(diǎn)速度增加為，速度小的一側(cè)，壓力大，速度增大一側(cè)，壓力減小，兩側(cè)出現(xiàn)壓力差，該壓力岔即為升力。3、卡門旋渦-渦激升力流體沿垂直于圓形構(gòu)件軸線勻速流動(dòng)時(shí)，在構(gòu)件周圍會(huì)出現(xiàn)卡門旋渦。旋渦泄放時(shí)將產(chǎn)生一可變升力。該力的變動(dòng)頻率接近時(shí)，會(huì)引起共振。進(jìn)行平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一定要避免這一現(xiàn)象發(fā)生。下圖為渦激升力：渦激升力圖左圖中，為來流速度。當(dāng)在流體分離點(diǎn)產(chǎn)生旋渦時(shí)，

圓柱體的漩渦瀉放，主要取決于兩個(gè)因素：一是雷諾數(shù)Re，一是海流速度分布。Re可由下式給出

式中，－垂直于構(gòu)件軸線的海流速度－圓柱體直徑－海水運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)對(duì)于海水漩渦的釋放頻率：

稱為斯特勞霍爾數(shù)（Strouhalnumber）。應(yīng)該避免漩渦的釋放頻率與結(jié)構(gòu)固有振動(dòng)頻率接近或重合，防止產(chǎn)生渦激共振。

圓柱體的漩渦瀉放，主要取決于兩個(gè)因素：一是雷左圖中，V-設(shè)計(jì)海流流速；V1-潮流流速；Vw-風(fēng)生流流速；Vs-風(fēng)暴涌流速；-風(fēng)生流的參考水深；-靜水水深；z-水質(zhì)點(diǎn)靜水水面以下的垂直距離。4.波-流聯(lián)合作用荷載流速的處理波浪和海流共存，使海流流速增加，計(jì)算時(shí)應(yīng)該將波浪水質(zhì)點(diǎn)速度與海流水質(zhì)點(diǎn)速度矢量疊加。疊加方法如下圖所示：

波浪水質(zhì)點(diǎn)速度與海流水質(zhì)點(diǎn)速度矢量疊加圖左圖中，V-設(shè)計(jì)海流流速；V1-潮流流速；Vw-風(fēng)生流流（四）冰荷載

在冰情嚴(yán)重的海域建造固定平臺(tái)，冰荷載是不容忽視的環(huán)境荷載，往往比波浪荷載還要大，成為平臺(tái)設(shè)計(jì)中的控制荷載。因此有冰情的海域，應(yīng)根據(jù)長期實(shí)測(cè)資料分析確定冰的厚度、強(qiáng)度和冰對(duì)平臺(tái)撞擊速度等。（四）冰荷載在冰情嚴(yán)重的海域建造固定平臺(tái)，冰荷載是

1、冰荷載作用的主要類型流冰對(duì)平臺(tái)的沖擊作用平臺(tái)損壞的主要原因巨大的冰原包圍平臺(tái)產(chǎn)生的擠壓力

流冰期間冰塊對(duì)平臺(tái)的摩擦作用海冰對(duì)其周圍的平臺(tái)產(chǎn)生的附加重力和附加浮力。（氣溫下降海冰結(jié)為一體，加之水位的漲落）

CCS規(guī)定平臺(tái)設(shè)計(jì)需考慮的冰荷載在潮流和風(fēng)作用下的大面積冰原呈整體移動(dòng)擠壓結(jié)構(gòu)。若結(jié)構(gòu)強(qiáng)度足夠,則冰原將被切入或破斷而移動(dòng),荷載呈周期性變化，結(jié)構(gòu)發(fā)生振動(dòng)。1969年春，中國渤海出現(xiàn)的特大冰封即以這種形式將一座固定平臺(tái)推倒。

CCS規(guī)定平臺(tái)設(shè)計(jì)需考慮的冰荷載冰對(duì)結(jié)構(gòu)的作用是一個(gè)復(fù)雜的現(xiàn)象，影響因素較多。根據(jù)冰的特性和其與平臺(tái)的相互作用，主要應(yīng)考慮下列兩種冰荷載：（1）當(dāng)整個(gè)海面處于冰層覆蓋，平臺(tái)被冰原包圍時(shí)，在海流和風(fēng)作用下，大面積冰原呈整體移動(dòng)擠壓平臺(tái)。如果平臺(tái)有足夠的強(qiáng)度，則冰原將被樁柱切入或割裂。這種冰荷載呈周期性變化，并伴隨著平臺(tái)振動(dòng)而產(chǎn)生。（2）流冰期間，自由漂流的流冰沖擊平臺(tái)產(chǎn)生沖擊力。根據(jù)實(shí)際觀察，冰對(duì)平臺(tái)作用主要是這兩種。特別是第一種形式，在大面積冰原整體移動(dòng)擠壓平臺(tái)過程中，冰原破碎的瞬間，作用在平臺(tái)樁柱上的冰壓力最大。工程上關(guān)心的是最大水平冰壓力。根據(jù)冰的受壓強(qiáng)度極限，可求出冰被壓碎時(shí)的極限冰壓力，以此作為設(shè)計(jì)冰壓力。海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課件第二章設(shè)計(jì)荷載影響冰壓力的主要因素：

（1）海冰的特性

（2）結(jié)構(gòu)物的形式

（3）海洋環(huán)境條件

影響冰壓力的主要因素：（1）海冰的特性2、冰荷載（1）結(jié)冰海域內(nèi)，在風(fēng)和流作用下，大面積冰原擠壓垂直孤立樁柱所產(chǎn)生的冰荷載可按下式計(jì)算

式中－樁柱形狀系數(shù)－局部擠壓系數(shù)－樁柱與冰層的接觸系數(shù)－冰樣試樣的極限抗壓強(qiáng)度：渤海及黃海北部沿海取1.44MPab－樁柱寬度（或直徑），mh－冰層計(jì)算厚度，m；應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)資料分析確定

2、冰荷載在實(shí)測(cè)資料不足時(shí)，渤海和黃海北部沿海地區(qū)可?。哼|東灣h=1m；渤海灣h=0.8m；萊州灣h=0.7m；式中主要參數(shù)應(yīng)盡量通過長期觀測(cè)，經(jīng)分析確定。若無實(shí)測(cè)資料，圓截面樁柱的m值可取為0.9，取為2.5，取為0.45。渤海及黃海北部沿海的冰荷載可按下面經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算

－樁柱寬度（或直徑），m；-冰厚(m)。在實(shí)測(cè)資料不足時(shí)，渤海和黃海北部沿海地區(qū)可?。海?）流冰對(duì)樁柱沖擊的冰荷載可按下式計(jì)算

式中－樁柱形狀系數(shù)－局部擠壓系數(shù)－冰樣試樣的極限抗壓強(qiáng)度：渤海及黃海北部沿海取1.44MPabj－樁柱寬度（或直徑），mh－冰層計(jì)算厚度，m；應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)資料分析確定對(duì)于三角形端部樁柱，冰塊被樁柱切入一定深度x時(shí)的最大冰壓力為：（2）流冰對(duì)樁柱沖擊的冰荷載可按下式計(jì)算3、群樁上的冰荷載計(jì)算群樁上冰荷載時(shí)，應(yīng)考慮群樁的遮蔽作用。即當(dāng)冰原擠向平臺(tái)時(shí)，第一排樁直接受到未曾破碎冰層的擠壓；而當(dāng)冰原被第一排樁壓碎后擠向第二排樁時(shí)，冰荷載由于第一排樁的遮蔽受阻減小。在以往的平臺(tái)設(shè)計(jì)中，常采用折減系數(shù)方法處理，其折減系數(shù)取為：第二排樁0.75；第三排樁0.5；第四排樁0.25。這樣選取的折減系數(shù)是否恰當(dāng)尚有待進(jìn)一步現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和研究。如按這樣的折減系數(shù)計(jì)算，則4排樁固定平臺(tái)所承受的總冰荷載為單排樁冰荷載的2.5倍。為提高平臺(tái)的防冰能力和減小冰荷載，設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量采用破冰、防冰和能較好的吸收冰沖擊能量的結(jié)構(gòu)形式。特別應(yīng)指出的是在冰凌作用的高程范圍內(nèi)不應(yīng)設(shè)置撐桿，同時(shí)應(yīng)注意合理布置平臺(tái)方位，使平臺(tái)抗傾覆能力強(qiáng)的方向與冰原移動(dòng)方向一致。3、群樁上的冰荷載冰荷載是重冰海域海洋工程結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)的控制荷載.隨著海洋工程開發(fā)活動(dòng)的規(guī)?；l(fā)展，海冰與結(jié)構(gòu)物相互作用的問題日益突出，建立合理的冰荷載計(jì)算模型，研究錐面冰荷載對(duì)樁腿的安全作用，對(duì)于抗冰結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)非常必要。在工程設(shè)計(jì)中，冰荷載是指冰力時(shí)程曲線的峰值荷載，其大小主要取決于冰排的破壞強(qiáng)度，而破壞強(qiáng)度的大小與冰排的破壞形式密切相關(guān)。由于冰排的抗彎強(qiáng)度小于擠壓強(qiáng)度，借助冰錐結(jié)構(gòu)能使得冰排以彎曲模式破壞，從而有效的減小作用在錐體上的冰力荷載。故錐體抗冰結(jié)構(gòu)憑借有效地減小冰荷載這一優(yōu)勢(shì)，成為目前冰區(qū)海洋工程的優(yōu)選結(jié)構(gòu)形式。

海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課件第二章設(shè)計(jì)荷載（五）地震荷載1.近海平臺(tái)抗震驗(yàn)算的原則和要求（1）應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)烈度為7度、8度、9度的地震荷載進(jìn)行計(jì)算；對(duì)高于9度的地震荷載應(yīng)進(jìn)行專門研究（2）地震荷載計(jì)算中的設(shè)計(jì)烈度一般采用所在海域的基本烈度（3）對(duì)次生災(zāi)害嚴(yán)重或特別重要的平臺(tái)，可按基本烈度提高1度作為設(shè)計(jì)烈度

2.地震動(dòng)水壓力計(jì)算(1)地震在振動(dòng)過程中對(duì)建筑物產(chǎn)生的慣性力包括地震慣性力、地震動(dòng)水壓力、地震動(dòng)土壓力。（2）地震動(dòng)水壓力p是建筑物與周圍水體的相互作用而產(chǎn)生的作用力，是指靜水壓力以外的附加水壓力,按下式計(jì)算：

（五）地震荷載1.近海平臺(tái)抗震驗(yàn)算的原則和要求2.地震第二節(jié)計(jì)算狀態(tài)確定及甲板荷載1.計(jì)算狀態(tài)（1）正常作業(yè)工況靜荷載：所有結(jié)構(gòu)、消耗品及設(shè)備等重量以及作業(yè)荷載。環(huán)境荷載：最大風(fēng)、浪、海流要素荷載及海床反力等，還要考慮環(huán)境荷載的組合。（2）遷移工況靜荷載：所有結(jié)構(gòu)、消耗品及設(shè)備等重量以及浮力。環(huán)境荷載：①油田內(nèi)遷移：風(fēng)速不小于36m/s，波浪與海流流速按照最不利情況組合。②遠(yuǎn)洋遷移：風(fēng)速不小于51.5m/s，波浪與海流流速按照最不利情況組合。應(yīng)該考慮平臺(tái)傾斜和運(yùn)動(dòng)加速度以及拖纜力的影響。第二節(jié)計(jì)算狀態(tài)確定及甲板荷載1.計(jì)算狀態(tài)（3）升降工況

靜荷載：所有平臺(tái)主體結(jié)構(gòu)重量、壓載重量及設(shè)備等重量。環(huán)境荷載：取手冊(cè)中允許平臺(tái)升降時(shí)的最大風(fēng)、浪、海流要素及荷載。（4）自存工況

靜荷載：所有平臺(tái)主體結(jié)構(gòu)重量、壓載重量及設(shè)備等重量。環(huán)境荷載：取手冊(cè)中規(guī)定的平臺(tái)自存時(shí)的最大風(fēng)暴條件。（3）升降工況2.甲板荷載甲板荷載估算取值為：船員艙室和走道4500N/m2作業(yè)區(qū)域（包括露天甲板）9000N/m2雜務(wù)儲(chǔ)存區(qū)13000N/m2直升機(jī)甲板2000N/m2。

2.甲板荷載第三節(jié)荷載組合荷載組合的原則：（1）根據(jù)設(shè)計(jì)環(huán)境條件，對(duì)實(shí)際有可能出現(xiàn)的各種荷載，應(yīng)按最不利情況進(jìn)行組合（2）對(duì)同一結(jié)構(gòu)的不同設(shè)計(jì)項(xiàng)目或不同階段，應(yīng)按其各自可能出現(xiàn)的最不利荷載情況分別進(jìn)行組合（3）受水位影響的荷載和設(shè)計(jì)項(xiàng)目，在進(jìn)行荷載組合時(shí)，必須把水位作為一個(gè)組合條件來考慮

最基本的、起控制作用的荷載組合：（1）設(shè)計(jì)的工作環(huán)境條件與平臺(tái)上的固定荷載和相應(yīng)的最大活荷載組合（2）設(shè)計(jì)的工作環(huán)境條件與平臺(tái)上的固定荷載和相應(yīng)的最小活荷載組合（3）設(shè)計(jì)的極端環(huán)境條件與平臺(tái)上的固定荷載和相應(yīng)的最大活荷載組（4）設(shè)計(jì)的極端環(huán)境條件與平臺(tái)上的固定荷載和相應(yīng)的最小活荷載組合第三節(jié)荷載組合荷載組合的原則：最基本的、起控制作用的荷載第二章設(shè)計(jì)荷載

第一節(jié)設(shè)計(jì)荷載分類

按建造、安裝和使用期間海洋平臺(tái)所經(jīng)受荷載的性質(zhì)對(duì)作用于海洋平臺(tái)上的荷載進(jìn)行分類。設(shè)計(jì)荷載使用荷載

施工荷載

環(huán)境荷載固定荷載活動(dòng)荷載吊裝力裝船力運(yùn)輸力下水力和扶正力地基的反作用力第二章設(shè)計(jì)荷載一、使用荷載定義：平臺(tái)在使用期間，除環(huán)境荷載以外的各種荷載。一、使用荷載定義：平臺(tái)在使用期間，除環(huán)境荷載以外的各種荷載。

使用荷載活動(dòng)荷載可變荷載動(dòng)力荷載結(jié)構(gòu)自重固定荷載防腐陽極塊重量附屬結(jié)構(gòu)重量機(jī)械設(shè)備重量管道重量容器重量作用在平臺(tái)水下部分的浮力結(jié)構(gòu)在空氣中的重量

使用荷載活動(dòng)荷載可變荷載動(dòng)力荷載結(jié)構(gòu)自重固定荷載防腐陽極塊可變荷載：荷載的大小或位置隨時(shí)間緩慢變化的荷載，一般按靜荷載處理。動(dòng)力荷載：隨時(shí)間而變化具有顯著的動(dòng)力性質(zhì)的荷載，包括循環(huán)荷載、沖擊荷載及事故荷載。通常把動(dòng)荷載乘以一個(gè)動(dòng)力放大系數(shù)，把動(dòng)荷載轉(zhuǎn)化為等效靜荷載。

對(duì)使用荷載進(jìn)行分類主要在于為構(gòu)件的強(qiáng)度和穩(wěn)定設(shè)計(jì)提供最危險(xiǎn)的荷載組合。設(shè)計(jì)時(shí)使用荷載主要包括：甲板荷載、直升飛機(jī)著降荷載、船舶?？科脚_(tái)時(shí)的停靠荷載?？勺兒奢d：荷載的大小或位置隨時(shí)間緩慢變化的荷載，一般按靜荷載1.甲板荷載

（1）甲板荷載主要取決于布置在甲板上的工藝設(shè)備、機(jī)械設(shè)備、生活和生產(chǎn)設(shè)施，以及其他的備用品和補(bǔ)給品（2）根據(jù)工藝布置繪制甲板荷載分布圖，明確相應(yīng)作業(yè)工況下甲板上各部分的最大均布荷載和集中荷載值

甲板上均布荷載住所、走道≥4kN/m2工作區(qū)≥8kN/m2生產(chǎn)儲(chǔ)存區(qū)≥14kN/m21.甲板荷載（1）甲板荷載主要取決于布置在甲板上的工藝2.直升飛機(jī)著降荷載

（1）直升飛機(jī)著降通常以制造廠家提供的數(shù)據(jù)作為設(shè)計(jì)依據(jù)

（2）直升飛機(jī)降落荷載約為其最大起飛重量的2～3倍（3）《海上固定平臺(tái)入級(jí)與建造規(guī)范》規(guī)定：直升飛機(jī)降落時(shí)的沖擊荷載不得小于直升飛機(jī)最大起飛重量的3倍

沖擊荷載2.直升飛機(jī)著降荷載（1）直升飛機(jī)著降通常以制造廠家提河海大學(xué)港口海岸與近海工程學(xué)院河海大學(xué)港口海岸與近海工程學(xué)院873.船舶?？亢奢d船舶停靠荷載系纜力擠靠力撞擊力由于風(fēng)和流的作用，通過系船纜作用在平臺(tái)上的力由于風(fēng)和流的作用，使?？吭诖a頭的船舶直接作用在平臺(tái)上的力船舶靠岸或在波浪作用下撞擊平臺(tái)時(shí)產(chǎn)生的力河海大學(xué)港口海岸與近海工程學(xué)院河海大學(xué)港口海岸與近海（1）系纜力1)風(fēng)產(chǎn)生的系纜力F

（當(dāng)風(fēng)向垂直于船舶縱軸時(shí)）（當(dāng)風(fēng)向垂直于船舶縱軸時(shí)）Kn

——各系船柱受力不均勻系數(shù)F0

——作用于船體上的風(fēng)壓力K

——

船舶的風(fēng)載體型系數(shù)p——

風(fēng)壓強(qiáng)度A

——船舶的空載橫向受風(fēng)面積n

——風(fēng)向垂直船舶縱軸時(shí)，實(shí)際受力的系船柱最少數(shù)目n1——

風(fēng)向平行船舶縱軸時(shí)，實(shí)際受力的系船柱最少數(shù)目ɑ

——

系船纜的水平投影與平臺(tái)靠船裝置前沿線的夾角β

——

系船纜與水平面的夾角（1）系纜力1)風(fēng)產(chǎn)生的系纜力F（當(dāng)風(fēng)向垂直于船舶縱軸時(shí)）

2）海流作用產(chǎn)生的系纜力F

船舶系泊于平臺(tái)時(shí)，作用于船體上的水流力包括形狀阻力和表面摩擦阻力。K

——繞流系數(shù)u——海流速度A

——水線以下船體側(cè)面投影面積L

——最大船長ht——

平均吃水深度γ

——

海流流向與船舶縱軸的夾角a.作用于船體水下部分的形狀阻力FD：2）海流作用產(chǎn)生的系纜力F船舶系泊于平臺(tái)時(shí)，作用于船體上K

——繞流系數(shù)u——海流速度A?

——船體浸水部分表面積L

——船長B——

船寬ht——

船舶吃水Cb——

方形系數(shù)b.作用于船體表面的摩擦力Fm：b.作用于船體表面的摩擦力Fm：將海流對(duì)船舶的作用力F分解：垂直于船舶縱軸的力F：平行于船舶縱軸的力FT：垂直于船舶縱軸的力FN：平行于船舶縱軸的力F：將海流對(duì)船舶的作用力F分解：垂直于船舶縱軸的力F：平行于船舶3）波浪作用下的系纜力F

波浪作用對(duì)系纜力的影響較大，它與波浪要素、船舶動(dòng)力特性有關(guān)。H

——波高F0

——作用于船體上的風(fēng)壓力θ

——

船舶仰俯角L——

最大船長用布賴恩公式對(duì)其值進(jìn)行初步估計(jì)：3）波浪作用下的系纜力F波浪作用對(duì)系纜力的影響較大，它與波浪（2）擠靠力定義：?？吭谄脚_(tái)的船舶受風(fēng)、流或冰的作用，通過防沖設(shè)施傳遞給靠船結(jié)構(gòu)物且方向指向結(jié)構(gòu)物的作用力。

當(dāng)風(fēng)向垂直于船舶縱軸時(shí)的擠靠力Fj：（防護(hù)設(shè)施間斷布置）Kj

——

擠靠力分布不均勻系數(shù)，取為1.1F0

——

作用于船體上的風(fēng)壓力

——

船舶直線段與碼頭接觸的長度n

——

與船舶接觸的防護(hù)設(shè)施數(shù)目

——

各接觸點(diǎn)擠靠力分布不均勻系數(shù)，取為1.3（防護(hù)設(shè)施連續(xù)布置）（2）擠靠力定義：停靠在平臺(tái)的船舶受風(fēng)、流或冰的作用，通過防（3）撞擊力

1）船舶靠泊時(shí)的撞擊力計(jì)算

Cd——

有效動(dòng)能系數(shù)Cs

——

船殼變形系數(shù)，一般取為0.9Cm

——

附加質(zhì)量系數(shù)Ce

——

偏心率，即考慮船舶回轉(zhuǎn)而對(duì)船舶能量的折減系數(shù)r

——

船舶回轉(zhuǎn)半徑L

——

船長a——

船舶重心與撞擊接觸點(diǎn)之間的距離C1

——

平臺(tái)的變形系數(shù)C2

——

防沖設(shè)施的變形系數(shù)C3

——

船體的變形系數(shù)有效動(dòng)能：引起船舶、平臺(tái)及防沖設(shè)施變形的能量。（3）撞擊力1）船舶靠泊時(shí)的撞擊力計(jì)算有效動(dòng)能：引起船舶、

2）系泊時(shí)波浪作用引起的撞擊力計(jì)算

H

——

船舶?？繒r(shí)，最大波高T

——

船舶?？繒r(shí)，波浪的最大周期Δ

——

可能?？坑谄脚_(tái)的船舶滿載排水量g

——

重力加速度求解撞擊力的關(guān)鍵是確定波浪作用下船舶撞擊結(jié)構(gòu)物的法向速度un。法國平臺(tái)設(shè)計(jì)規(guī)范推薦的計(jì)算船舶最大撞擊力的公式：2）系泊時(shí)波浪作用引起的撞擊力計(jì)算求解撞擊力的關(guān)鍵是確定波二、施工荷載定義：平臺(tái)在施工期間所受到的荷載；它是發(fā)生在建造、裝船、運(yùn)輸、下水和安裝等階段的暫時(shí)性荷載。二、施工荷載定義：平臺(tái)在施工期間所受到的荷載；它是發(fā)生在建造1.吊裝力

確定吊裝力時(shí)，應(yīng)考慮作用于結(jié)構(gòu)上的力的特性。（1）為補(bǔ)償可能發(fā)生在吊點(diǎn)上的任何側(cè)向荷載，應(yīng)加上與靜吊索荷載同時(shí)作用的大小為5%的靜吊索荷載的水平力（2）應(yīng)考慮重物由于運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的動(dòng)力荷載和其它因素引起的額外荷載

（3）對(duì)吊點(diǎn)構(gòu)件設(shè)計(jì)，應(yīng)取荷載系數(shù)去乘所得到的靜荷載

吊裝力荷載系數(shù)開敞無掩護(hù)海區(qū)吊點(diǎn)2直接與吊點(diǎn)連接的構(gòu)件1.35傳遞提升力的構(gòu)件近岸有掩護(hù)海區(qū)吊點(diǎn)1.5直接與吊點(diǎn)連接的構(gòu)件1.15傳遞提升力的構(gòu)件1.吊裝力確定吊裝力時(shí)，應(yīng)考慮作用于結(jié)構(gòu)上的2.裝船力

裝船包括吊裝裝船和滑移裝船。（1）吊裝裝船：將結(jié)構(gòu)物直接吊裝到駁船上（2）滑移裝船：用滑道或軌道臺(tái)車把結(jié)構(gòu)物水平移到駁船上

應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)物在滑移過程中的可能出現(xiàn)的最不利的支撐情況計(jì)算支撐力，校核其強(qiáng)度和穩(wěn)定，尚應(yīng)計(jì)算開始移動(dòng)時(shí)所需的水平力。3.運(yùn)輸力

應(yīng)根據(jù)運(yùn)輸方式、作業(yè)時(shí)的海況、氣象條件計(jì)算運(yùn)輸力。2.裝船力裝船包括吊裝裝船和滑移裝船。4.下水力和扶正力

（1）結(jié)構(gòu)物下水期間要考慮結(jié)構(gòu)重力、慣性力、浮力、水阻力、搖臂支撐力（2）扶正力：浮吊吊裝時(shí)結(jié)構(gòu)物所受的力

注：（1）在海洋環(huán)境下施工，應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的固定荷載、最大臨時(shí)荷載和環(huán)境荷載進(jìn)行適當(dāng)組合后對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性進(jìn)行校核（2）施工荷載一般不屬于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)控制荷載，故通常采取臨時(shí)性措施來滿足5.地基的反作用力（1）大多數(shù)導(dǎo)管架扶正后，導(dǎo)其底部配置有防沉板（2）結(jié)構(gòu)防沉板設(shè)計(jì)應(yīng)使地基承載力滿足一定的安全系數(shù)要求，一般取為2.0（3）防沉板應(yīng)具有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以承受地基的反作用力4.下水力和扶正力（1）結(jié)構(gòu)物下水期間要考慮結(jié)構(gòu)重力三、環(huán)境荷載定義：由風(fēng)、浪、流、冰和地震施加到平臺(tái)結(jié)構(gòu)上的荷載。三、環(huán)境荷載定義：由風(fēng)、浪、流、冰和地震施加到平臺(tái)結(jié)構(gòu)上的荷

海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)在環(huán)境荷載作用下，發(fā)生過許多重大災(zāi)難性事故。1961年，美國新澤西州近海TEXAS平臺(tái)被暴風(fēng)摧毀，死亡28人；1979年，我國的自升式鉆井平臺(tái)渤海2號(hào)在移位過程中，因?yàn)椴僮鞑划?dāng)而翻沉，死亡70余人；1980年，北海挪威EKOFISK油田的一座半潛式平臺(tái)ALEXANDERKIELLAND號(hào)因結(jié)構(gòu)疲勞破壞發(fā)生傾覆，死亡120人；1981年，在加拿大東部近海，一座半潛式平臺(tái)鉆井平臺(tái)在風(fēng)暴中失事，死亡數(shù)十人。因此，充分認(rèn)識(shí)海洋結(jié)構(gòu)所處海洋環(huán)境的特點(diǎn)和風(fēng)險(xiǎn),并且合理評(píng)估鉆井平臺(tái)荷載,是十分必要的。海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)在環(huán)境荷載作用下，發(fā)生過許多重大環(huán)境荷載：直接或間接由于環(huán)境作用引起的荷載。

（一）風(fēng)荷載

（二）波浪荷載

（三）海流荷載

（四）冰荷載

（五）地震荷載環(huán)境荷載：直接或間接由于環(huán)境作用引起的荷載。（一）風(fēng)荷載風(fēng)是空氣的流動(dòng)，風(fēng)的強(qiáng)弱以風(fēng)速大小表示。具有一定速度的風(fēng)受到結(jié)構(gòu)物阻擋時(shí)即對(duì)之產(chǎn)生作用力。作用于海洋結(jié)構(gòu)上的有水平風(fēng)力和風(fēng)力矩。下面介紹如何確定設(shè)計(jì)風(fēng)速及由風(fēng)速推算風(fēng)荷載大小的辦法。（一）風(fēng)荷載1.設(shè)計(jì)風(fēng)速的確定《海上移動(dòng)平臺(tái)入級(jí)與建造規(guī)范（2005年）》中確定設(shè)計(jì)風(fēng)速選取標(biāo)準(zhǔn)是：無限航區(qū)作業(yè)平臺(tái)，最小設(shè)計(jì)風(fēng)速分別為100kn和70kn：（1）自存工況風(fēng)速:51.5m/s(100kn×1.853×1000/3600=51.47（m/s)（2）正常作業(yè)工況：36m/s(70kn)對(duì)于具有作業(yè)限制附加標(biāo)志的平臺(tái)，其正常作業(yè)工況的風(fēng)速可以減小，但不應(yīng)該小于25.8m/s。按照實(shí)際海域的觀測(cè)資料確定風(fēng)速，取重現(xiàn)期為50年的風(fēng)速。當(dāng)無條件進(jìn)行海、陸大風(fēng)風(fēng)速間相關(guān)分析時(shí)，可用陸上風(fēng)速乘以風(fēng)速增大系數(shù)代替海上風(fēng)速。海上風(fēng)速與陸上風(fēng)速之間關(guān)系可以查表確定，一般海上風(fēng)速為陸上風(fēng)速的1.1~1.3。1.設(shè)計(jì)風(fēng)速的確定2.風(fēng)荷載風(fēng)荷載包括風(fēng)的拖曳力和升力。（1）基本風(fēng)壓p0的確定

海平面以上10m處的風(fēng)壓值為基本風(fēng)壓p0。計(jì)算公式為:

u--設(shè)計(jì)風(fēng)速，或者經(jīng)觀測(cè)資料分析得到的50年重現(xiàn)期風(fēng)速（2）風(fēng)荷載-拖曳力

影響風(fēng)荷載的兩個(gè)因素：

風(fēng)速受到海洋表面粗糙度的影響；離海平面越近，風(fēng)速越低。1）高度因素——風(fēng)壓高度變化系數(shù)kz

計(jì)算結(jié)構(gòu)物不同高度處的風(fēng)壓強(qiáng)時(shí)，需乘以風(fēng)壓高度系數(shù)，表示實(shí)際高度位置風(fēng)壓與海面以上10米處風(fēng)壓的倍數(shù)。2.風(fēng)荷載風(fēng)荷載包括風(fēng)的拖曳力和升力。2）構(gòu)件的外形因素:風(fēng)載體型系數(shù)K風(fēng)載體型系數(shù)系數(shù)K表示構(gòu)件對(duì)風(fēng)的阻擋效應(yīng)，即風(fēng)吹到結(jié)構(gòu)物表面引起的實(shí)際風(fēng)壓與按結(jié)構(gòu)物輪廓擋風(fēng)面積計(jì)算所得到的理論風(fēng)壓的比值。主要與結(jié)構(gòu)物的體型、尺度有關(guān)。規(guī)范中給出的風(fēng)荷載計(jì)算公式為：

式中:——風(fēng)壓高度系數(shù)

——風(fēng)載體型系數(shù)

——基本風(fēng)壓

——受風(fēng)作用的輪廓面積

2）構(gòu)件的外形因素:風(fēng)載體型系數(shù)K按照風(fēng)壓中心到海平面以上的高度選取風(fēng)壓高度變化系數(shù)

按照風(fēng)壓中心到海平面以上的高度選取風(fēng)壓高度變化系數(shù)

風(fēng)載體型系數(shù)風(fēng)載體型系數(shù)（3）考慮脈動(dòng)風(fēng)壓的風(fēng)荷載計(jì)算對(duì)于平臺(tái)上高聳結(jié)構(gòu)，其柔性較小，某些風(fēng)速作用下誘發(fā)風(fēng)激振動(dòng)。比如，渤海4號(hào)為桁架式樁腿，設(shè)計(jì)水深91.5米，在渤海灣作業(yè)時(shí)，由于樁腿外伸出船體數(shù)十米，曾發(fā)生過嚴(yán)重的風(fēng)激振動(dòng)現(xiàn)象。所以對(duì)樁腿一類高聳柔性結(jié)構(gòu)，考慮風(fēng)的動(dòng)力效應(yīng)是需要的，而不能僅僅考慮靜風(fēng)力。風(fēng)速隨時(shí)間變化，是時(shí)間的函數(shù)，因此風(fēng)壓力本質(zhì)上是動(dòng)荷載。由于高聳結(jié)構(gòu)比如樁腿基本自振周期較長，在風(fēng)荷載作用下具有明顯的動(dòng)力效應(yīng)。當(dāng)高聳結(jié)構(gòu)基本自振周期

這種動(dòng)力作用就不容忽視。（3）考慮脈動(dòng)風(fēng)壓的風(fēng)荷載計(jì)算結(jié)構(gòu)動(dòng)風(fēng)荷載應(yīng)按下式計(jì)算

式中,——風(fēng)振系數(shù)。一般可按照下表取值：

結(jié)構(gòu)動(dòng)風(fēng)荷載應(yīng)按下式計(jì)算（4）風(fēng)的升力計(jì)算對(duì)于大面積的平面結(jié)構(gòu)，如直升機(jī)平臺(tái)甲板，風(fēng)對(duì)其作用一方面引起風(fēng)向的拖曳力，此外引起垂直于結(jié)構(gòu)表面的作用力，稱為升力。

風(fēng)向

風(fēng)的升力

風(fēng)的升力示意圖

（4）風(fēng)的升力計(jì)算特別當(dāng)平臺(tái)傾斜時(shí)，升力的作用影響移動(dòng)式平臺(tái)的穩(wěn)性，甚至導(dǎo)致傾覆。升力的計(jì)算公式為：

式中，為升力系數(shù)；其余符號(hào)意義同前。在DNV規(guī)范中，給出了不同結(jié)構(gòu)形狀的升力系數(shù)，可供計(jì)算時(shí)使用。

特別當(dāng)平臺(tái)傾斜時(shí)，升力的作用影響移動(dòng)式平臺(tái)的穩(wěn)性，在工程設(shè)計(jì)中：

（1）風(fēng)的長周期變化一般是按靜態(tài)處理

（2）風(fēng)的短周期脈動(dòng)效應(yīng)按準(zhǔn)動(dòng)態(tài)處理（3）當(dāng)風(fēng)作用在高而細(xì)的柔性建筑物上時(shí)，需要考慮風(fēng)的動(dòng)力效應(yīng)

風(fēng)荷載在工程設(shè)計(jì)中：（1）風(fēng)的長周期變化一般是按靜態(tài)處理風(fēng)荷流體的粘滯性引起流體運(yùn)動(dòng)慣性、結(jié)構(gòu)物存在引起粘滯效應(yīng)結(jié)構(gòu)物與流體自由表面之間作用繞射效應(yīng)結(jié)構(gòu)物對(duì)入射波浪的散射作用阻力（或稱為速度力、拖曳力附加質(zhì)量效應(yīng)質(zhì)量力（或稱為慣性力散射效應(yīng)自由表面效應(yīng)大尺度結(jié)構(gòu)物波浪對(duì)海洋結(jié)構(gòu)物的作用效應(yīng)：（二）波浪荷載流體的粘滯性引起流體運(yùn)動(dòng)慣性、結(jié)構(gòu)物存在引起粘滯效應(yīng)結(jié)構(gòu)物與

波浪荷載是設(shè)計(jì)海洋平臺(tái)的重要環(huán)境荷載之一。作用在結(jié)構(gòu)上波浪力的大小除與結(jié)構(gòu)所在海區(qū)的設(shè)計(jì)水深、結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小有關(guān)外，主要取決于根據(jù)平臺(tái)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)所選取的波浪參數(shù)或海浪譜。波浪荷載是設(shè)計(jì)海洋平臺(tái)的重要環(huán)境荷載之一。作用在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)波高的選?。?/p>

（1）P部分大波的波高HP：將波高按從大到小順序排列，取最高的前P個(gè)波高計(jì)算其平均值，稱為該P(yáng)部分大波的波高，記作HP。美國、日本等國采用此法；習(xí)慣稱H1/3為有義波高

（2）設(shè)計(jì)平臺(tái)采用的設(shè)計(jì)波高應(yīng)取服役海域某一重現(xiàn)期內(nèi)波高的極值（3）設(shè)計(jì)波高取決于結(jié)構(gòu)物所在海域的設(shè)計(jì)波浪情況和結(jié)構(gòu)物的重要性，遵照規(guī)范要求應(yīng)盡量做到既保證安全，有經(jīng)濟(jì)合理，綜合考慮加以決定

1．波浪參數(shù)（1）設(shè)計(jì)波高設(shè)計(jì)波高的選?。海?）P部分大波的波高HP：將波高按從根據(jù)平臺(tái)所在位置及附近海域長期實(shí)測(cè)資料（要求不少于一年），推算不同重現(xiàn)期的設(shè)計(jì)波高。我國《海上移動(dòng)平臺(tái)入級(jí)與建造規(guī)范》規(guī)定的設(shè)計(jì)波高的選取方法：

－最大波高的可能值，根據(jù)