教案总纲
一、
课程目的任务
使学生初步掌握运用海洋平台规范进行设计的方法，加深对规范的理解和认识。
二、 教学基本要求
使学生了解学习本门课程的意义；了解规范制定的主要依据；规范中主要条款的运用方法；如何运用规范进行平台结构设计。
三、课程内容及学时安排
第一章 概述 2 第二章 设计载荷 2 第三章 设计通则 6 第四章 自升式平台 4 第五章 半潜式平台 2 第六章 坐底式平台 2 第七章 水密舱壁与深舱舱壁 2 第八章 课程设计 4
四、教学方法及手段
根据教室安排情况，尽可能使用多媒体教学。授课中以讲课与设计实例相结合。
五、教材及主要参考资料
中国船级社. 海上移动平台入级与建造规范. 人民交通出版社，1992. 中国船级社. 海上移动平台入级与建造规范. 人民交通出版社，2005. 孙丽萍，聂武编. 海洋工程概论. 哈尔滨工程大学出版社，1999. 李治彬编. 海洋工程结构. 哈尔滨工程大学出版社，1999.
中国船舶工业总公司. 船舶设计施用手册-结构分册. 国防工业出版社，2000.
第一章 概述
1.1 课程性质介绍
本课程主要授课对象；
学生未来分配方向-中石油等相关企业；
石油工业的开采与发展-开采技术、成本、海洋平台的用途； 授课的方式-每次课以几个重点问题进行讨论。
1.2 规范在专业中的地位和作用
1) 什么是结构规范？ 结构规范—对船舶（海洋平台）结构及构件的形式、强度、刚度、稳定性以及建造工艺、焊接、材料等做出规定并强制执行的法规。
规范的特点：权威性（强制执行）、合理性、实用性（简单、易懂）。 2) 什么是结构规范设计？
结构规范设计—以结构规范为设计依据，确定船舶（海洋平台）结构形式、结构布置、构件规格以及结构使用的材料、焊接、建造工艺等，从而使船舶（海洋平台）具备足够的强度、刚度、稳定性的设计方法。
3) 规范在专业中的地位和作用 规范是专业理论的总结； 规范是理论与实践的产物。 4) 结构设计的一般步骤
确定结构形式（构件的布置）、载荷、简化力学模型、选取构件（带板、剖面模数计算）、计算应力、根据材料和经验确定许用应力、比较二者值得出结论。
5) 规范设计的一般步骤
平台规范设计的一般步骤：按规范规定确定载荷，选取构件，按照衡准公式计算最大应力值（正应力、剪应力、组合应力、折算应力等），与所用材料的许用应力比较确定安全性。
1.3 规范与船级社
最早的船舶设计规范应追溯到18世纪，俄国沙皇彼得大帝于1723年颁布了“关于按照 新的船样建造河船”的条例。在此条例中规定了船体的基本构件。随着产业革命和贸易发展，船舶建造越来越多，船舶保险商感到各船舶吨位、建造材料等资料有搜集集中的必要，于是在1760年成立了世界上第一个船级机构——英国劳氏船级协会，以后各航运事业发达的国家相继成立了船级协会。起初，船级协会的主要工作是船舶的登记造册，直到1835年才出现第一本船级协会颁布的建造规范。以后，随着造船经验的积累、船舶理论的研究发展、造船技术的不断革新，建造规范也不断地发展和完善。
世界上主要的船级社有：中国船级社（ZC ）、美国船检局（ABS ）、英国劳氏船级社（LR ）、德国劳氏船级社（GL ）、日本海事协会（NK ）、法国船级社（BV ）、挪威船级社（NV ）、意大利船级社（RI ）、前苏联船舶登记局。
各船级社的主要任务是制订各种船舶等的入级规范或技术标准；对船舶等产品的设计、建造、营运等进行检验，并签发证书；参与有关标准的实施等。
我国船舶方面的规范种类较多，如船舶入级与建造规范、船舶技术检验规则、各种特殊船型船舶的建造规范、船舶设备的检验规定等。其中涉及到船体强度方面的规范有：《钢质海船入级与建造规范》（以下简称《海规》）、《钢质内河船舶入级与建造规范》（以下简称《内规》）、《船体强度直接计算方法》以及各种特殊船型船舶的建造规范等。
最早的船舶规范是实船统计资料和各种经验的综合产物，随着科学技术的发展，结构强度理论的逐步完善，目前船舶结构方面的规范更注重以理论分析与传统经验相结合。在规范中我们可以发现，包括船体和许多构件都是被简化成某种结构力学模型，通过校核力学模型的强度和刚度来确定船体或构件的强度和刚度。而对于构件与理想力学模型之间的差异以及其他一些因素的处理上，规范大多采用调整许用应力数值的办法来修正。例如在《内规》对强力甲板中的载货甲板的计算中，将其简化成四边刚性固定的筒形板，承受均布载荷，并取
许用应力为[б]=139N/mm2（在该部位船用钢板的屈服极限取бs =235N/mm2时）。
总的来看，现有的规范仍以船舶建造、使用、模型实验等统计资料为基础，是基于许用应力的传统设计方法。这种设计方法能使船体强度有一定保证又比单凭经验或力学理论来设计船舶结构更可靠、简单、快捷、实用，对于船舶设计有很重要的意义。但是由于规范的制订是以现有的资料为基础，使得规范的使用受到使用范围、使用条件的限制，特别是由于现代船舶不断发展，出现了超大型船舶和各种特殊功能船舶，使得这一矛盾更加突出。为了满足现代造船发展的需要，中国船级社颁布了《船体结构强度直接计算指南》等指导性文件以及相应的计算机应用软件如Compass 系统，使船舶结构设计规范更趋完善。
今后，船舶设计规范将在不断完善的同时向基于概率分析的风险评估和可靠性方法过渡，使规范使用范围更广，理论性更趋合理。1.4 海上平台的发展
海洋平台产生至今不到百年，他发展快，变化大。以材料论，从木质平台到钢质平台；以类型论，先后出现固定式平台和移动式平台两大类；按功能论，可分为钻井平台、储油平台、生产平台、生活平台等。
为了到近海钻探石油，固定平台得到了不断发展，但是固定平台在拆移时不经济，同时随着近海大陆架的开发，为了适应较深的海底油田钻探，推动了移动式平台的产生。1949年，美国环球钻井公司建造了第一艘座底式钻井船“环球40号”，它可在水深5米处工作，钻井深度可达4572米，平台的工作面积为48.8X16.5m ，可容纳40人，其最大优点是可以方便的从一个井位移到另一个井位。
坐底式平台一般只能工作在较浅的水深区域，当水深超过30米时，由于结构复杂，既笨重又不经济，为了进一步增加平台的机动性，1950年一种新型的自升式平台应运而生。自升式平台具有驳船式船体，能够输运钻井设备和供应品，平台本身带有桩腿，为了减少插入深度，在桩腿的下端具有扩大的截面或具有特殊的底垫或下垫。工作时将其拖到井位，通过举升机构将桩腿插入海底，而后将平台升到海浪打不到的高度，作业完成后，现将平台降到海面，再收起桩腿。
自升式平台也有缺点，一般只能在100米以内的水深范围内工作，为了适应更深的水深，桩腿必须加长，而加长桩腿会使其在结构强度和稳定性上都存在问题，同时桩腿的插拔和拖航也不方便。
为了适应较深水深而又可克服移动式平台的缺点，50年代初产生了全浮式钻探船，其最大的特点是机动性高，能适应更深的水深，可以用旧船进行改造，费用较低。但是全浮式钻探船对锚泊定位系统要求较高。
为了使海洋平台提高抗海洋中狂风恶浪等猛力袭击的能力，半潜式平台于1962年登上了海洋钻井的舞台。半潜式平台由上部的工作平台和下部的浮体组成，中间用柱体稳定连接，工作时利用压载将浮体沉入水中，这样既解决了工作中平台的稳定性问题，又可使水线面积尽量减小，在遭到波浪冲击时平台引起的运动减小。
1.5 海上平台的种类
1) 种类划分
移动式平台-坐底式平台(Submersible type)、自升式平台(Self-elevating type)、钻井船(Drill ships) 、半潜式平台(Semi Submersible type) 、牵索塔式平台(Guyed Tower) 、张力腿式平台
固定式平台-重力式平台(Gravity platforms)、桩基式（导管架）平台 2) 定义
海上移动平台：是指根据需要从一个作业地点转移到另一个地点作业的海上平台。 自升式平台：具有活动桩推，并可将平台主体升到海面以上一定高度进行作业的平台。 柱稳式平台：由立柱把上壳体连接到下壳体或柱靴上的平台。包括：坐底式平台、半潜式平台。
水面式平台：是指由单个或多个船形或驳船形排水船体结构，并在漂浮状态下工作的平台。可分为船式平台和驳船式平台。
3) 平台主要尺度 平台长度L （m ）
（1）自升式平台L 为在0.85D 处，沿平台中纵剖面上首尾壳板内缘之间的水平距离，但不考虑井口槽的影响；
（2）柱稳式平台和坐底式平台L 为平台在中纵剖面的上最大投影水平尺度；
（3）水面式平台L 为在0.85D 处水线总长的96%，或沿该水线由首柱前缘量到舵杆中心线的长度中的较大者，有倾斜龙骨的平台，其计量长度的水线应和设计水线平行。 平台宽度B （m ）
（1）自升式平台，柱稳式平台和坐底式平台B 为垂直于纵剖面量得的两舷壳板内侧之间的最大水平距离；
（2）水面式平台B 为在平台的最宽处，由一舷肋骨外缘量至另一舷肋骨外缘之间的水平距离。 型深D （m ）
（1）自升式平台和水面式平台D 为平台长度中点处沿舷侧从基线量到干舷甲板梁上缘的垂直距离；
（2）柱稳式平台和坐底式平台D 为平台长度中点处沿舷侧从基线量至下壳体最上层连续甲板梁上缘的垂直距离。 吃水d （m ）
为从基线量至勘划的载重线的垂直距离。平台结构和机械设备的某些构件或部件可以伸展到基线以下。 水深h （m ）
为从海底到平均低水位海平面的垂直距离加上天文潮和风暴潮的潮高。 4) 平台结构名词
平台主体：自升式平台主体结构系指自升式平台的上部平台结构，其上放置的各种设备和设施在作业时均处在海平面以上。
桩腿：是一种在自升式平台上借助电动机械、液压机械或电动与液压相结合的机械与平台主体结构作预定相对运动的柱形或桁架式结构，桩腿可插入海床并将平台主体结构抬出海面到一定高度。
沉垫：指为降低自升式平台桩腿对地基的压力而把各桩腿底部连接起来的整体式水密箱 形结构。
桩靴：指与自升式平台单个桩腿底部相连的独立水密结构。 上壳体：指柱稳式或坐底式平台的上部平台结构。
下壳体：指柱稳式或坐底式平台下部与若干个立柱相连接的连续浮体。
立柱：指柱稳式平台或坐底式平台连接上壳体和下壳体或柱靴的柱形结构。 柱靴：指与柱稳式平台单个立柱相连接的独立浮体。
撑杆：指在柱稳式或坐底式平台中，将平台各主结构（即上壳体、立柱和下壳体）连接 成一个结构整体的圆管状或其他形状的连接构件。
5) 作业模式
作业模式指平台在作业点或迁移时操作或活动的条件或状态，规范将平台的作业模 式分为以下4种：
（1）正常作业工况系指平台在作业点上作业或进行其他操作时承受与作业相适的设计限度内的组合环境载荷和作业载荷的状态；
（2）自存工况系指平台承受最严重设计环境载荷时停止作业或其他操作，从而把抗环境能力提高到最大的状态；
（3）迁移工况系指平台从一个地区迁移到另一个地区时的状态；
（4）升降工况系指自升式平台在下放桩腿和升起主体结构或下降主体结构和拔起桩腿时的状态。
1.6 平台入级
1) 入级符号：★ZCA 或★ZCA
★ZCA 表示该平台在中国船级社检验下建造，符合入级条件，保持良好有效技术状态，适宜海上作业。
★ZCA 表示该平台系在中国船级社承认的驳船机构检验下建造，经本社审查和检验，认
为符合该平台入级要求，适宜海上作业。
2) 附加标志
其它
在中国船级社检验下建造的自升式平台，作了冰区加强和有效的防腐蚀措施，作业区域有限制，其入级符号和附加标志表示为：
★ZCA Self-elevating Drilling unit，Ice Strengthened，Corrosion Control，Service Area Restricted。
本章的知识点和习题
1名词：
结构规范、结构规范设计、海上移动平台、自升式平台、柱稳式平台、水面式平台、桩腿、沉垫、桩靴、上壳体、下壳体、立柱、柱靴、撑杆、★ZCA 、★ZCA 、平台长度、平台宽度、型深、吃水、水深。 2 简答题：
简述海上移动式平台的发展过程。 海上平台的作业方式。
简述结构规范及其特点、作用。 简述结构规范设计的一般步骤。
第二章 设计载荷
2.1 一般要求
平台的设计载荷主要有环境载荷和重力载荷，此外还可根据需要考虑地震、海床承载能力、温度、污底等对载荷的影响。
环境载荷包括：风载荷、波浪载荷、海流载荷、冰载荷。 重力载荷包括：平台重量、作业重力载荷、甲板载荷。
2.2 风和风载荷
1）风速
最小设计风速：自存状态-51.5m/s(100kn)；
作业状态-36m/s(70kn)，对于仅在遮蔽海域作业的平台26m/s(50kn)。 2）风压
风压p 计算公式：p =0. 613v 2 Pa 其中：v-设计风速，m/s。 3）风载荷
作用在构件上的风力F 应按下式计算，并应确定合力作用点的垂直高度：
F =C h ∙C s ∙S ∙p N
式中：p-风压，Pa ；S-平台在正浮或倾斜状态时，受风构件的正投影面积，m 2；
C h -暴露在风中构件的高度系数，其值可根据构件高度（即构件中心到设计水面的垂
直距离）h ，由表选取；
C s -暴露在风中构件的形状系数，其值可根据构件形状由表选取，也可根据风洞试验
确定。
例：计算在自存状态下如图所示的海洋平台上索柱的风载大小。 风压p ：p =0. 613v 2 =0. 613⨯51. 52 =1625.8 Pa
面积S ：S=20x0.5=10m2
构件的高度h ：h=90+10=100m
高度系数C h ：C h =1.48 形状系数C s ：C s =0.5
风载荷F ：F =C h ∙C s ∙S ∙p
=1. 48⨯0. 5⨯10⨯1625. 8 =12030.92 N
2.3 波浪和波浪载荷
1）波浪的成因和特征值
海浪是静水表面受到外力作用后，水质点离开平衡位置做往复运动，并向一定方向传播的自然现象。引起海浪的外力有风、地震、太阳月亮等的引力等。
海洋中的波浪是由多种不同波高、周期、相位的波浪组合而成的，一般很难精确的描述，在海洋平台结构的设计中一般采用特征值来表述波浪特征。
特征波高采用最大波高Hmax ：中国沿海深水区Hmax=3.2H m （东海、南海）；Hmax=2.45H -3.2H m （黄海、渤海），其中：H -波高的平均值。 波浪周期T ：在6. 5H max ≤T ≤20s 范围内，用几个不同值对平台结构应力进行估算，最终确定使平台结构产生最大应力的值。
特别强调的是有些周期的波浪，虽然波高小于Hmax ，但可能对结构构件有更大影响，也必须予以考虑。
2）波形
规范中建议波浪理论的选取依据是：在深水区采用五阶斯托克斯波（Stokes ）；中等水深条件下采用微幅波；在浅水区域采用一阶椭圆余弦波。
3）波浪载荷
按照构件截面特征长度D 与波长λ的比值分为小尺寸、大尺寸构件。
当D/λ≤0.2-小尺寸孤立桩柱，采用莫里逊（Morison ）公式计算波浪载荷。 莫里逊公式的一般形式：
1
f =C D ∙ρ∙A ∙+C M ∙ρ∙V 0∙a n kN
2
式中：f —单位长度桩柱受到的波浪载荷，kN/m；C D —曳力系数（阻力系数）；
C M
2
—惯性系数（质量系数）；ρ—流体密度，kN ∙s
m
4
；
A —单位长度桩柱在垂直于矢量v n 方向上的投影面积；
v n —与柱正交的相对速度矢量，m/s；V 0—单位长度桩柱的体积，m 3；
a n —与柱正交的相对加速度矢量， m/s。
2
莫里逊（Morison ）公式是带有经验性的计算公式，应用时一般遵循以下条件： 1 D/λ≤0.2；2构件表面光滑；3构件是刚性，且应垂直固定在海底。 大尺寸物体一般用绕射理论进行分析，采用由入射波的速度势和反射波的速度势叠加求得总速度势，求出物体表面上的波浪力和力矩。
2.4 海流和海流力
海流是海洋工程物理环境的重要因素之一，设计海洋工程的水下部分必须考虑海流引起
的载荷，对于拖航时的拖曳力和停泊时的系泊力也要分析海流的大小和方向。
海流—大范围的海水以相对稳定的速度在水平或垂直方向连续的周期及非周期性的流动。
海流产生的原因—潮汐；风；海水温度、盐分等不均匀。 设计流速应取为平台作业海区范围内可能出现的最大流速值，即最大可能出现的潮流流速及余流流速之和，必要时尚应考虑流速的垂直分布。
作用在平台水下部分构件的海流力F 按下式计算：
ρ2
F =C D ∙v ∙A kN
2
2
式中：C D —曳力系数（阻力系数）；ρ—流体密度，kN ∙s
v —设计流速，m/s；A —构件在与流向垂直的平面上的投影面积；m 2。
m
4
；
2.5 冰载荷
1）海冰分类
按运动状态：浮冰、固定冰；
按生长与发展过程：初生冰（品状、针状）、饼冰（圆盘状）、皮冰（5cm 左右）、板冰（5-15cm ）、灰日冰（15-30cm ）、原冰（>30cm）。
按外形：平整冰、重叠冰、堆积冰、冰丘、冰山。 2）冰载荷
规范规定根据冰的特性和其与平台的相互作用，主要考虑两种冰载荷：在海流和风作用下，大面积冰原呈整体移动挤压平台；自由漂流的流冰冲击平台。
其中大面积冰原呈整体移动挤压垂直孤立柱所产生的冰载荷P 按下式计算：
P =mK 1K 2R c bh kN
式中：m —桩柱的形状系数，对圆截面柱采用0.9；K1—局部挤压系数；
K2—柱桩与冰层的接触系数；Rc —冰块试样的极限抗压强度，kN/ m2； b —柱桩宽度（或直径），m ；h —冰层的计算厚度，m 。 该公式中所有参数应尽量通过长期观测分析确定。
2.6 甲板载荷
每艘平台的甲板载荷分布图或说明应表明在各种工作状态和迁航状态状态时，所有区域的设计均布载荷和集中载荷。
各区域的载荷值不小于以下规定：船员舱室和走道，4500 kN/ m2；作业区域（包括甲板），9000 kN/ m2；杂物贮藏区，13000 kN/ m2；干泥浆粉贮藏区，21200h kN/ m2；湿泥浆粉贮藏区，17200h kN/ m2，(h货物堆积高度) ；直升机甲板，2000 kN/ m2。
本章的知识点和习题
1名词：
环境载荷包括：风载荷、波浪载荷、海流载荷、冰载荷。 重力载荷包括：平台重量、作业重力载荷、甲板载荷。 2 简答题：
海洋平台的设计载荷有哪些？ 简述波浪的成因。
莫里逊（Morison ）公式应用时应遵循的条件是什么？ 什么是海流，其成因是什么？
第三章 钢结构设计通则
3.1 一般要求
1) 平台构件的分类
根据构件所承受的载荷、应力水平及模式、关键载荷传递和应力集中以及失效后果，所有平台结构构件可分为：
（1）次要构件：其失效不可能影响平台结构整体完整性的不重要的构件，如平台主体内部舱壁和骨架。
（2）主要构件：对平台结构整体完整性有重要作用的构件，如柱形桩腿的外板。
（3）特殊构件；在关键载荷传递点和应力集中处的主要构件，如与沉垫或桩靴相连接部分的桩腿垂直结构。
2) 腐蚀余度
海上钢结构受海水、潮气等侵蚀作用，会产生腐蚀现象，从而影响的强度，因此在一般情况下设计构件应依据其所在部位、环境条件以及所采用的防腐措施等因素对构件厚度留出余度。
平台规范中除少数几个公式外均未考虑腐蚀余度。 3) 设计理论依据
平台规范一般以线弹性理论为基础对结构强度、刚度、稳定性进行分析。如按塑性理论分析时需作为特殊情况处理。
4) 构件的尺寸
平台规范中有关确定构件尺寸的公式系按普通碳钢制定，如采用高强度钢可采用系数换算，并应考虑稳定性、变形方面的要求。
如板厚：t
g
=t
σ]
σg ]
剖面模数：W g
=W ∙
[σ]
σg ]
构件尺寸应有总体上的一致性，构件之间的尺寸应合理、和谐。 5）构件剖面模数设计
例：6x200/8x80，6x800。
L100x63x6，面积A=9.617cm2，自身惯性矩I=99.06 cm4，y=6.76cm，6x500。 6）计及应力
对于所考虑的载荷工况，应计算确定下列应力类型，且应不大于本章第3节所要求的许用应力值：
（1）静载应力——仅由静载荷引起的应力，其载荷包括平台作业重力载荷和处于漂浮或坐底状态时的自身重量以及相对应的浮力或底部反力，所对应的工况称为静载工况；
（2）组合应力——由组合载荷引起的应力，其载荷包括（1）中的适用静载与相应的设计环境载荷的组合，并包括由加速度和倾斜引起的载荷，所对应的工况称为组合工况。
构件的局部应力应与构件的总体应力相组合。构件的总应力为构件的总体应力与局部应力之和。
在计算弯曲应力时，构件的有效带板面积应符合本社《钢质海船入级与建造规范》的规定, 并以偏心梁的方式计入有限元模型中。
在确定轴向载荷的偏心效应时，弹性挠曲应加以考虑，且其所引起的弯矩应与其他载荷引起的弯矩相迭加。
在计算构件的剪应力时，可仅考虑其腹板面积作为构件的有效剪切面积。 应对承载构件的切口、应力增高和局部应力集中效应加以考虑
3.2 强度校核
1）一般要求
应按最不利的应力组合值确定构件的设计应力。
平台主要结构在所有载荷组合工况下的屈服强度和屈曲强度应按规定进行校核。若采用其他方法，应经本社同意。
2）屈服失效准则
参与结构分析的平台主体框架的结构构件应按以下规定确定其许用应力值[σ]：
[σ]=σs/S N/mm2
式中：σs ——材料的屈服强度，N/mm2；
S ——安全系数，按表取用，对于板材取相当安全系数。
3）屈曲失效准则
结构构件应按以下规定确定其许用临界屈曲应力[σcr]：
[σcr]=σcr/Sbu N/mm2
式中:σcr ——构件的临界屈曲强度，N/mm2；
Sbu ——构件的屈曲强度安全系数，按表取用，不包括压杆。
4）承受轴向拉伸和弯曲组合作用的构件
同时承受轴向拉伸和弯曲组合作用的构件，其计算应力应满足以下要求：
σa +σby +σbz
≤1. 0
[σs ]式中：σa ——计算轴向拉伸应力，N/mm2；
[σs]——许用拉伸/弯曲应力，N/mm2，安全系数按屈服失效准则中安全系数取用； σby 、σbz ——构件关于横截面y 和z 轴的计算弯曲应力，N/mm2。
5) 压杆屈曲应力
受压杆件的整体屈曲临界应力σcr 按下式计算所得：
σs ⎧
σ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅(σ≤) E ⎪E 2
σcr =⎨
σs σs
) ⋅⋅⋅⋅(σE ) ⎪σs (1-4σ2E ⎩
2
式中：σ——欧拉应力，σ=πE N/mm2；
E
E
(Kl
r
)
2
受压杆件的整体屈曲安全系数S μ按下式计算所得： 对于静载工况S μ
⎧1. 667+0. 265λ0-0. 044λ2⋅⋅⋅λ0≤2
=⎨2
1. 917λ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅λ 200⎩
⎧1. 250+0. 199λ0-0. 033λ2⋅⋅⋅λ0≤2
=⎨2
⎩1. 438λ0⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅λ0 2
对于组合工况S μ
式中：λ0——相对长细比λ0=
s
E
；
3.3结构节点设计
1）一般要求
对于某些构件的结点连接形式，除非特别注明设计成铰接点，否则在结构分析中对其结点的约束程度应加以适当考虑。结点连接的细部设计应确保所连接的构件之间的应力能合理传递，并尽量减少应力集中。合适时，还应考虑以下细部构造：
（1）剪切腹板，在结点处连续，通过腹板中的剪力在构件间传递拉、压载荷； （2）结点应扩大和过渡，以降低应力水平或最大限度减少应力集中；
（3）增厚结点、采用高强度钢或两者并用，且具有良好的可焊性，以减少高应力水平的影响；
（4）肘板或其他辅助的过渡构件，其上的扇形孔及其端部连接应尽量减少高应力集中； 此外为防止板材可能产生的层状撕裂，在关键结点处应尽量避免在板厚方向传递较大拉应力。如无法避免，应采用符合本社《材料与焊接规范》中规定的Z 向钢材。
2）弦杆、撑杆和管结点
弦杆和撑杆：节点中连续的杆件称为弦杆，其他的杆件称为撑杆。
撑杆的壁厚应不超过弦杆，且通常应使弦杆受到较大的内力。弦杆在结点处应有足够加强。
焊缝接头应尽量布置在应力集中区域之外，且应符合焊接要求。
节点设计要求：
L1—不小于D/4或300mm ，取较大者（D 弦杆直径mm ）； L2—不小于d 或600mm ，取较大者（d 撑杆直径mm ）； S1—不大于D/4； S2—不小于50mm ；
δ—不小于30度；
撑杆的壁厚应不超过弦杆的壁厚。
3.4加工、焊接的一般要求
1各种结构、特别是特殊结构应避免将焊缝布置在应力集中处，尽量避免和减少焊缝的交叉；
2主要焊缝的平行焊缝应保持一定的距离，一般不小于100mm ，对接焊缝与角接焊缝的平行距离应50mm ；
3采用合理的装配步骤和焊接次序，以控制变形，防止裂纹；
4不同厚度的板对接，其厚度差不应超过规定值，否则应有过渡。
本章的知识点和习题
1名词：
次要构件、主要构件、特殊构件。 2 简答题：
海洋平台的加工、焊接的一般要求有哪些？ 3 计算下面构件的剖面模数和惯性矩。
梯形材6x250/8x100，带板8x800。
24
角钢L125x80x8，面积A=15.989cm，自身惯性矩I=256.77 cm ，y=8.44cm，带板8x500。 4 计算题：
平台甲板某段结构采用普通碳素钢（[σ]=235 N/mm2），其计算板厚为8mm ，甲板强横梁为梯形材6x250/8x100（带板宽800mm ），若采用高强度钢（[σ]=325 N/mm2），其计算板厚和强横梁应分别取什么尺寸？
第四章 自升式平台
4.1 设计工况、载荷及峰隙(气隙)
1) 设计工况
自升式平台设计工况包括：正常作业工况、迁航工况、升降工况、自存工况。
正常作业工况：在规定的环境条件下，平台满载并升到预定标高，在井位进行正常作业时的状态。
迁航工况：分为一般迁航和风暴迁航，前者为不超过设计条件，航行时间不超过12小时，后者为在最大风暴时拖航。
升降工况：指平台升降状态，包括桩腿预压等状态。
自存工况：指极端环境条件下，平台不能继续钻井作业，但可通过调整可变载荷或放弃部分载荷以及采取其他措施以达到较安全的状态。
2) 设计载荷
每种工况设计载荷必须考虑静载荷和静载荷与环境载荷相结合这两种载荷条件。
正常作业工况：静载荷包括-平台重量、所有固定装置、供应品、压载重量以及作业载荷。
环境载荷包括-操作手册中允许正常作业时的最大风、波浪、海流载荷以及 海床支持力，冰载荷。
迁航工况：静载荷包括-平台重量、所有固定装置、供应品、压载重量以及浮力。
环境载荷包括-风、波浪、海流载荷。
升降工况：静载荷包括-升降平台主体或桩腿时的平台重量、固定装置、供应品和压载重量。
环境载荷包括-操作手册中规定的允许升降平台主体或桩腿时的最大风、波浪、 海流载荷。
自存工况：静载荷包括-适应自存状态时的平台重量、固定装置、供应品和压载重量。
环境载荷包括-自存状态时的最大风、波浪、海流载荷以及海床支持力，冰载荷。
3)峰隙
峰隙:指平台主体升到作业位置时，主体结构最低构件下沿与设计高潮位波浪最高点之间的距离。
公式：C =0. 1(H 1+H 2+H 3) 但不必大于1.2m 。 式中：H1—天文潮高，m ；H2—风暴潮高，m ；H3—最大设计波浪在基准水面上的高度，m 。
4.2 主体结构
主体结构包括主桁和其他结构。主桁—连接桩腿围井的强力结构，通常由底板、舷侧板、强力甲板、沿主桁长度方向的内侧或水密舱壁及连接并支持这些舱壁的桁材组成。
1) 主桁板厚
强力甲板t min =10s +2. 5mm 舷侧板t 2=7. 5(s +外底板t 4=
l 20
l 100
) mm
+7s +2. 5mm
储物区甲板，其它部位强力甲板及内底板t 6=5. 4s h +c mm ≮6mm 式中：c —系数，储物区甲板3.0，舱内甲板及内底板1.5，其余甲板2.5；
s —骨材间距，m ；l —主桁长度，m ；h —相当设计水柱高，m 。
2) 主桁构件
骨材剖面模数：W =c 1hsl 2 cm3
式中：c 1—系数，外底骨材10.5，内底及舷侧8.0，甲板5.0，舱壁5.5；
s —骨材间距，m ；l —骨材跨距，m ；h —相当设计水柱高，m 。
桁材剖面模数：W =c 2hbl 2 cm
3
式中：c 2—系数，底部及舷侧7.2，甲板及舱壁5.2；b —桁材的支撑宽度，m ；
l —桁材跨距，m ；h —相当设计水柱高，m 。
4.3 桩腿
设计要求：桩腿应有足够的强度来承受可能出现的各种载荷，并应有足够的刚性使变形不致影响平台的正常操作。
正常作业和自存状态：载荷按最大静重力载荷，风、浪、流最不利组合及桩腿变形引起的附加弯矩计算；插桩式桩腿按海底泥面下3m 处铰接来计算强度；当深水平台在浅水区域作业时还应对桩腿进行振动分析。
迁航工况：一般迁航计算弯矩M =M 1+1. 2M 2 kN·m
式中：M 1—平台在固有周期下，纵或横摇单边摆幅为6度时桩腿动弯矩，kN ·m ；
M 2—平台倾斜6度时桩腿重量产生的静弯矩，kN ·m 。
风暴迁航计算弯矩M =M 3+M
4
+M 5 kN·m
式中：M 3—预期最严重迁航环境中由平台运动加速度引起的弯矩，kN ·m ；
M 4—由平台重力引起的弯矩，kN ·m ；M 5—相应的风压力矩，kN ·m 。
升降工况：按桩腿即将触底前的长度所受到的水动力载荷来计算桩腿所受到的弯矩；
应按平台漂浮，但桩腿即将触底前，由于波浪作用而使桩腿撞击海底而产生 的撞击载荷；
没有沉垫的桩腿应能承受预压载荷，即实际的最大组合重力载荷和倾覆载荷 之和。
4.4构件的分类
1）次要构件：
① 柱形桩腿内部骨架，包括隔壁和桁材；
② 平台主体内部舱壁和骨架（作为主要构件者除外）；
③ 桩靴或沉垫支承结构的内部舱壁和骨架（作为主要或特殊构件者除外）； ④ 平台主体甲板板、舷侧板和底板（作为主要构件者除外）； ⑤ 直升机甲板和甲板室； ⑥ 救生艇平台。 2） 主要构件： ① 柱形桩腿的外板；
② 桁架式桩腿的全部骨材；
③ 平台主体中组成箱型或工字型主支承结构的舱壁板、甲板板、舷侧板及底板； ④ 升降机座的支撑结构；
⑤ 桩靴或沉垫的外板，以及最初传递桩腿载荷的构件；
⑥ 将主要集中载荷或均布载荷分散到结构中去的桩靴或沉垫支承结构的内部舱壁和骨架； ⑦ 悬臂式直升机甲板和救生艇平台；
⑧ 重型底座和设备支撑，如钻台基座，钻井悬臂梁和起重机座。
3） 特殊构件：
① 与沉垫或桩靴相连接部分的桩腿垂直结构；
② 含有新颖构造桁架式桩腿结构中的连接部位，包括使用的铸钢件。
本章的知识点和习题
1名词：
峰隙。 2简答题：
自升式平台的设计工况有哪些？
自升式平台的正常作业工况下设计载荷包括哪些？ 自升式平台的主要构件有哪些？ 自升式平台的特殊构件有哪些？ 自升式平台的次要构件有哪些？ 3 计算题：
某自升式平台的天文潮高H1=5m，风暴潮高H2=4m；最大设计波浪在基准水面上的高度H3=4m，试确定该平台的峰隙C ？
第5章 柱稳式平台
5.1设计工况、设计载荷与峰隙（气隙）
1）设计工况
柱稳式平台的强度分析应至少包括以下设计工况： 正常作业工况、迁移工况和自存工况。必要时，还应对事故工况予以特殊考虑。
2）设计载荷
每种设计工况均应考虑静载工况和静载荷与环境载荷相组合的工况。环境载荷的计算按 本篇第2章，各设计工况的相应安全系数按本篇第3章第3节取用。与平台入级有关的强度评估和入级使用限制条件均依据业主/作业者提供的所有环境条件进行确定。对于该种类型的平台，要注意最大应力并不一定出现在业主/作业者提供的最恶劣的环境条件下。本社认为必要时，将采用下列两种方法或其中之一，对有效应力水平发生概率增加的结果予以考虑：
对于计入环境载荷工况的许用应力水平作适当降低；
对于疲劳特性作详细分析。
迁移工况：静载荷包括迁移时平台重量、所有固定装置、供应品和压载重量以及浮力；
环境载荷取操作手册中允许迁移时的风、浪、流要素进行载荷计算。 正常作业工况：静载荷包括平台重量、所有固定装置、供应品、压载重量、作业载荷和浮力；
环境载荷取操作手册中正常作业允许的最大风、浪、流要素或载荷以及定位
锚泊的载荷。
自存工况：静载荷为适应自存状态的平台重量、固定装置、供应品、压载重量和浮力等；
环境载荷取操作手册中规定的平台自存时的最大风、浪、流要素进行载荷计算。此外还应考虑平台倾斜和运动所增加的载荷以及定位系泊的载荷。
3）峰隙
除平台甲板结构是按照能承受波浪冲击设计并为本社认可外，在各种漂浮情况下，当考 虑了平台相对于海面运动后，平台甲板结构下部至波峰之间应有一合理的气隙。此间隙可以通过计算、模型试验或母型平台经验确定，并提交本社审查批准。
对于坐底的作业模式，气隙的要求应同自升式平台一致。
5.2上壳体
1）甲板
上壳体甲板板厚应满足总体强度和局部强度的要求，但应不小于下式值，且不小于6mm ：
t =6. 46s h +c mm
式中：s —梁间距，m ；h —甲板载荷，m ；c —系数，露天甲板2.5，室内甲板1.5。
2）甲板梁
甲板梁的剖面模数应不小于下式值：
W =chsl
2
cm3
式中：s —梁间距，m ；l —梁跨距，m ；h —甲板载荷，m ；c —系数，非液舱4.75，液舱7.9。
3）桁材
甲板桁材的剖面模数应不小于下式值：
W =chbl
2
cm3
式中：b —桁材支撑面积的平均宽度，m ；l —桁材跨距，m ；h —甲板载荷，m ；c —系数，非
液舱4.75，液舱7.1。
5.3 立柱、柱靴与下壳体
1）一般要求
立柱、下壳体或柱靴可设计成有骨架支撑的壳体或无骨架支撑的壳体。对于任一形式， 所使用的骨材、环形加强筋、舱壁或其他适当的隔板在所有预计的载荷组合作用下应能维持立柱、柱靴或下壳体结构形状并使其具有足够的刚度。
立柱上不得设有舷窗或窗（包括固定式的），以及其他类似的开口。
立柱应尽实际可能连续通过下壳体的甲板。立柱应与下壳体的内部舱壁和/或舷侧板对齐且连结成整体。
应对立柱与下壳体连接处的局部结构予以特别注意，并对其焊透性和应力集中现象给予 足够的考虑。
2）有骨材壳体
在立柱、下壳体或柱靴设计成加筋平板之处，铺板、骨材、桁材等最小构件尺寸应按本 篇第8 章的要求予以确定。如内部处所为空舱时， 按上述设计的设计水头应不小于平台营运中最高允许水线位置。
构件尺寸一般应不小于本篇第8 章对以设计水头高度相当于最高破舱水线位置的水密舱壁的要求，且对所有波浪浸没区域，其最小设计水头高度应不小于6.0m 。
立柱内部对主要撑杆起支持作用的构件强度应不小于对撑杆自身的要求。
3）无骨材壳体 在立柱、下壳体或柱靴设计成无加筋或环向加筋壳板之处，壳板和环筋的最小构件尺寸应按公认的壳体力学方法进行分析，并基于合适的安全系数及5.5.2中规定的设计水头予以确定。
4）内部非水密平台
立柱、柱靴或下壳体内部的非水密平台的板厚按t =10s（mm ）计算，且应不小于6mm ，其中s 为骨材间距，mm 。
5）直接计算附加要求
按上述5.5.2 和5.5.3 确定的立柱、下壳体或柱靴构件尺寸仅为承受静水压力的最小要求。如立柱、柱靴或下壳体作为参与平台整体结构框架强度的一个有效结构部分，则其实际结构尺寸应在基于平台静载和相应风、浪、流等总体环境载荷和局部载荷效应（包括本节局部载荷要求）叠加的直接计算分析基础上，按照本篇第3章规定的应力及其相应强度要求， 并加上适当腐蚀裕量以确定最终的构件尺寸。
舱室的尺寸的校核还应考虑与实际布置情况无关的人为假定空舱和满舱的两种载荷条件。
应对局部高载荷区域， 或可能引起壳体扭曲的载荷区域的结构结点和加强部位等予以特别注意，例如：
（1） 底部支承区( 适用时) ； （2） 部分充满的液舱；
（3） 防止外部破损的局部结构； （4） 通过结点的连续构件； （5） 波浪砰击区。
对设计成能坐落在海床上的平台，其冲刷作用的影响（ 底部支承面积的损失）应予以考虑。如设有裙板，应考虑其影响。
5.4撑杆
1）一般要求
撑杆系指连接柱稳式平台各部分成为一个空间构架而采用的管状或其他形状的支撑构件。撑杆的受力与其布置、所在位置及立柱数量等有密切的关系，通常由直接计算决定。
由所有预计载荷条件引起的撑杆的应力应按本节及本篇第3章的有关要求予以确定。
2）结构强度
撑杆的设计应使其能传递载荷，且对主结构的总体框架能够有效抵抗所有预计载荷（包括环境载荷和坐底时可能有的不均匀海底支承反力）起到有效的支撑作用。因此，撑杆的强度应满足由浮力、波浪力和流力引起的局部应力和主结构上传来的总体应力相叠加的总应力的作用。适用时，还应能满足抵抗平台坐底时不均匀支承载荷的作用。
适用时，应对波浪砰击引起的局部应力予以特殊考虑。 采用管形撑杆， 可要求设置环筋以保证其刚度和圆度。
撑杆通常设计成水密，以提供足够的通道保证平台在漂浮状态下可实施内部检修。因此应使其设计能足够防止外部水压（包括动水压头）引起的结构崩溃破坏。
应对撑杆上的开孔和结点予以特别关注。制定焊接规程应使得将裂纹、熔透缺陷和母材的层状撕裂发生的风险降至最低。
5.5结构冗余度
一般要求
柱稳式平台结构冗余度应根据以下假定的破损条件予以确定：
（1）平台结构应具有在承受任何一根细长撑杆失效后并不导致平台结构发生总体坍塌的能力；
（2）除以下两点外，结构冗余度应基于本篇第3 章适用要求进行：
①在任一细长撑杆失效后, 结构中剩余的最大应力计算值应按不小于1.0的安全系数进行校核。对局部区域， 如果考虑由屈服或屈曲引起的力的重新分布, 则上述要求可予以适当放宽；
② 当计及环境因素时，对于预定的作业区域可假定一年的重现期。
上壳体的结构布置应以任一主桁失效时仍能保持结构的完整性予以考虑。
5.6构件的分类
1）次要构件：
①立柱、上壳体或上平台、下壳体、斜撑和水平撑杆等的内部结构，包括舱壁、扶强材、平台或甲板、和桁材（作为主要或特殊构件者除外）；
②上平台甲板或上壳体甲板板（作为主要或特殊构件者除外）； ③某些长径比小的大直径立柱（交接处除外）； ④直升机甲板和甲板室； ⑤救生艇甲板。
2）主要构件：
① 立柱、下壳体和上壳体、斜撑和水平撑杆等的外壳板（作为特殊构件者除外）； ② 组成箱型或工字型支承结构的上壳体或上平台的甲板板、重型翼板和舱壁（作为特殊构 件者除外）；
③ 作为交接点局部加强或使交接点处结构连续的舱壁、甲板或平台和骨架（作为特殊构件 者除外）；
④ 悬臂式直升机甲板和救生艇平台；
⑤ 重型底座和设备支撑，如钻台基座、起重机座、锚索导向装置及其支撑结构。
3） 特殊构件：
① 立柱与上平台甲板和上、下壳体交接部分的外壳板；
② 组成箱型或工字型支承结构且承受主要集中载荷的上壳体或平台的甲板板、重型翼板、 外壳板和舱壁；
③ 撑杆的结点；
④ 主要结构构件交接处承受集中载荷的外部肘板、部分舱壁、平台和骨架；
⑤ 立柱、上平台甲板、及上壳体或下壳体连接处提供适当对齐和足够载荷传递的“ 贯穿”构件。
本章的知识点和习题
1简答题：
柱稳式平台的设计工况有哪些？
柱稳式平台的正常作业工况下设计载荷包括哪些？ 柱稳式平台的主要构件有哪些？ 柱稳式平台的特殊构件有哪些？ 柱稳式平台的次要构件有哪些？ 2计算题：
上壳体的露天作业甲板的一段结构如下图所示，试确定以下图示的构件是否满足要求？
24
（桁材带板宽800mm ，骨材带板宽500mm ，面积A=15.989cm，自身惯性矩I=256.77 cm，y=8.44cm）。
第6章 坐底式平台
6.1设计工况、设计载荷与峰隙（气隙）
1）设计工况
坐底式平台的强度分析应考虑以下设计工况： 迁移工况、正常作业工况、自存工况及沉浮工况。
2）设计载荷
每种设计工况均应考虑静载工况和静载荷与环境载荷相组合的工况。环境载荷的计算按 本篇第2章，各设计工况的相应安全系数按第3章第3节取用。与平台入级有关的强度评估和入级使用限制条件均依据业主/ 作业者提供的所有环境条件进行确定。
迁移工况：静载荷包括迁移时平台重量、所有固定装置、供应品和压载重量以及浮力；
环境载荷取允许迁移时的风、浪、流计算。
正常作业工况：静载荷包括平台重量、所有固定装置、供应品、压载重量、作业载荷和浮力；
环境载荷取操作手册中正常作业允许的最大风、波浪、海流载荷以及海床对
平台的支持力。
自存工况：静载荷为适应自存状态的平台重量、固定装置、供应品、压载重量和浮力等；
环境载荷中的风、浪、流载荷按本篇第2 章相应规定进行计算，还应考虑海床
对平台的支持力。
沉浮工况：静载荷为平台漂浮与坐底转变过渡状态时的平台重量、固定装置、供应品、压载重量和浮力等；
环境载荷不考虑。
3）气隙
坐底式平台的气隙应能使平台坐底时波浪不至于砰击上壳体底部结构。气隙与4.3.1.1的规定相同。
第4 节 上 壳 体
6.4.1 上壳体的外载荷
6.4.1.1 坐底式平台的上壳体为非浸水结构， 不考虑波浪的直接作用。
6.4.1.2 上壳体受到的外载荷有：
（1） 自重（ 包括放置在甲板上重物的重量）；
（2） 甲板载荷；
（3） 由立柱及支柱传递的载荷, 这种载荷随不同的工况而变化。
6.4.2 构件尺寸
6.4.2.1 构件尺寸的确定应符合本篇第3 章有关总体强度、局部强度和许用应力的要求。 第5 节 立柱与支撑
6.5.1 一般要求
6.5.1.1 应将立柱和支撑设计成与上壳体和下壳体连接成一个空间构架的整体结构，并能将上壳
体载荷传递到下壳体， 或将下壳体所受外力传递到上壳体上。
6.5.2 强度分析
6.5.2.1 立柱和支撑一般设计成管状或壳体，其结构应符合本篇第5 章第6 节和第7 节的有关要求。
6.5.2.2 分析时的外载荷应根据6.2.1.1 中所列各种工况进行确定。
第6 节 下 壳 体
6.6.1 一般要求
6.6.1.1 下壳体一般设计成驳船形状或其他形状的有骨架壳体， 其结构尺寸应符合本篇第5 章第
5 节及第4 章第5 节的有关适用规定， 并应考虑下壳体坐底端的局部加强及外板磨损。
6.6.1.2 一般情况下，作为底部主要构件支持的骨材间的距离应不大于1.85m ； 旁纵桁或与之相
当的构件之距应不大于2.2m 。
6.6.1.3 冲刷对沉垫坐底面积的影响应予考虑。坐底面积丧失率可按20% 计算。如装有裙板， 本
社将对其效应给予特殊考虑。
2-55
3) 坐底式平台
（1）次要构件：
① 立柱、上壳体或上平台甲板、下壳体等的内部结构， 包括舱壁、扶强材、平台或甲板、和
桁材（作为主要或特殊构件者除外）；
② 上平台甲板或上壳体甲板板（作为主要或特殊构件者除外）；
③ 某些长径比小的大直径立柱（交接处除外）；
④ 直升机甲板和甲板室；
⑤ 救生艇甲板。
（2）主要构件：
① 立柱、下壳体和上壳体、斜撑及抗滑桩等的外壳板（作为特殊构件者除外）；
② 组成箱型或工字型支承结构的上壳体或上平台的甲板板、重型翼板和舱壁（作为特殊构 件者除外）；
③ 作为交接点局部加强或使交接点处结构连续的舱壁、平台或甲板和骨架（作为特殊构件 者除外）；
④ 悬臂式直升机甲板和救生艇甲板；
⑤ 重型底座和设备支撑，如钻台基座、钻井悬臂梁和起重机座。
（3）特殊构件：
① 大直径立柱与上平台甲板或上壳体、下壳体交接部分的外壳板；
② 组成箱型或工字型支承结构且承受主要集中载荷的上壳体或平台的甲板板、重型翼板、 外壳板和舱壁；
③ 在重要结构构件交接处承受集中载荷的部分舱壁、平台和骨架；
④ 立柱、上平台甲板、及上壳体或下壳体连接处提供适当对齐和足够载荷传递的“ 贯穿”构件。
第8 章 水密舱壁与深舱舱壁
第1 节 一般规定
8.1.1 一般要求
8.1.1.1 本章规定适用于本规范所定义的平台结构的水密舱壁和深舱舱壁的结构设计与分析。
8.1.1.2 除以下规定之外，水密舱壁和深舱舱壁的构件尺寸需满足本社《钢质海船入级与建造规
范》第2 篇第2 章的有关要求。
8.1.2 水密舱壁
8.1.2.1 所有平台均应按本章规定设置水密舱壁。水密平台、围阱和管隧可相应按照水密舱壁的
要求设置。轴系管隧将予以特殊考虑，且必要时，应对支柱根部之下的支承结构予以加强。所提交的
图纸应清楚地表示出舱壁的位置和延伸情况。
8.1.2.2 若柱稳式平台的立柱或上壳体中的某一内部处所设为空舱时，舱壁边板的尺寸应按对水
密舱壁，且用不小于从计算点量至平台最大设计吃水高度作为水压头相应要求予以确定。
8.1.2.3 水密舱壁的数目和布置应按照船舶结构和稳性的有关要求，包括应满足平台操作海域归
属的国家主管当局的有关法规条令予以确定。
8.1.2.4 如由于设计原因导致舱壁间距大于常规值时，应在舱壁间加设适当的强框架以保证平台
的横向强度。
8.1.2.5 水面式平台的水密舱壁应满足本社《钢质海船入级与建造规范》第2 篇第2 章第12 节
的要求， 并应设有防撞舱壁。在防撞舱壁上不得装闸阀、旋塞、人孔、水密门等设施。除防撞舱壁外，
应根据横强度和分舱的要求设置水密舱壁。
8.1.2.6 柱稳式平台的水密平台和舱壁的构件尺寸应有效地满足破舱稳性的强度要求，并应适当
地表示在送审图纸中。上壳体内的纵、横舱壁的布置应能满足平台的总体强度要求。
8.1.2.7 自升式平台的纵、横舱壁的布置应满足平台升降和漂浮工况的总体强度要求。水密舱壁
应延伸至最上一层连续甲板处。
8.1.3 深舱舱壁
8.1.3.1 本章所指的深舱舱壁系指用于压载舱、日用水舱和燃油舱等的舱壁结构。
8.1.3.2 水密舱壁、尖舱舱壁等作为深舱舱壁或部分深舱舱壁时， 应同时满足本社《钢质海船入
级与建造规范》第2 篇的有关要求。
8.1.3.3 对使用中不保持完全充满的深舱， 为使作用在其结构上的动应力降至最小，必要时应设
分舱或设置制荡舱壁。所有舱柜的密性分隔和舱壁边界均应按照本节和/ 或本社《钢质海船入级与建
造规范》的相应要求进行建造。
8.1.3.4 应将装载燃油和润滑油的舱柜与饮用水及淡水舱用隔离空舱分开。如未满足下列条件，
润滑油舱也应与燃油舱用隔离空舱分开：
（1） 润滑油舱与燃油舱的共同边界采用全熔透焊接；
（2） 燃油舱按其承受的油压头不超过毗邻的润滑油舱的要求进行布置。
8.1.3.5 设置的隔离空舱应适当通风。
8.1.3.6 如果燃油舱必须设置在机舱处所之内或与之毗邻，则其布置应避免底部直接暴露在外，
以防止万一在机舱室发生火灾时导致油舱温度迅速升高。
8.1.3.7 由于稳性要求而设置的， 并且两边受到相等压力的纵向水密舱壁， 其结构尺寸可按对一
般水密舱壁的要求选取， 但此深舱应设有膨胀或深舱口。
8.1.3.8 当舱内液体的密度大于水时， 则其设计水压头的计算应计及该液体的密度。
8.1.3.9 所有深舱的布置， 连同这些舱的拟定用途以及空气和溢流管的高度， 都应清晰地表示在
送审图纸上。
8.1.3.10 深舱的试验应按有关规范要求进行。
2-57
教案总纲
一、
课程目的任务
使学生初步掌握运用海洋平台规范进行设计的方法，加深对规范的理解和认识。
二、 教学基本要求
使学生了解学习本门课程的意义；了解规范制定的主要依据；规范中主要条款的运用方法；如何运用规范进行平台结构设计。
三、课程内容及学时安排
第一章 概述 2 第二章 设计载荷 2 第三章 设计通则 6 第四章 自升式平台 4 第五章 半潜式平台 2 第六章 坐底式平台 2 第七章 水密舱壁与深舱舱壁 2 第八章 课程设计 4
四、教学方法及手段
根据教室安排情况，尽可能使用多媒体教学。授课中以讲课与设计实例相结合。
五、教材及主要参考资料
中国船级社. 海上移动平台入级与建造规范. 人民交通出版社，1992. 中国船级社. 海上移动平台入级与建造规范. 人民交通出版社，2005. 孙丽萍，聂武编. 海洋工程概论. 哈尔滨工程大学出版社，1999. 李治彬编. 海洋工程结构. 哈尔滨工程大学出版社，1999.
中国船舶工业总公司. 船舶设计施用手册-结构分册. 国防工业出版社，2000.
第一章 概述
1.1 课程性质介绍
本课程主要授课对象；
学生未来分配方向-中石油等相关企业；
石油工业的开采与发展-开采技术、成本、海洋平台的用途； 授课的方式-每次课以几个重点问题进行讨论。
1.2 规范在专业中的地位和作用
1) 什么是结构规范？ 结构规范—对船舶（海洋平台）结构及构件的形式、强度、刚度、稳定性以及建造工艺、焊接、材料等做出规定并强制执行的法规。
规范的特点：权威性（强制执行）、合理性、实用性（简单、易懂）。 2) 什么是结构规范设计？
结构规范设计—以结构规范为设计依据，确定船舶（海洋平台）结构形式、结构布置、构件规格以及结构使用的材料、焊接、建造工艺等，从而使船舶（海洋平台）具备足够的强度、刚度、稳定性的设计方法。
3) 规范在专业中的地位和作用 规范是专业理论的总结； 规范是理论与实践的产物。 4) 结构设计的一般步骤
确定结构形式（构件的布置）、载荷、简化力学模型、选取构件（带板、剖面模数计算）、计算应力、根据材料和经验确定许用应力、比较二者值得出结论。
5) 规范设计的一般步骤
平台规范设计的一般步骤：按规范规定确定载荷，选取构件，按照衡准公式计算最大应力值（正应力、剪应力、组合应力、折算应力等），与所用材料的许用应力比较确定安全性。
1.3 规范与船级社
最早的船舶设计规范应追溯到18世纪，俄国沙皇彼得大帝于1723年颁布了“关于按照 新的船样建造河船”的条例。在此条例中规定了船体的基本构件。随着产业革命和贸易发展，船舶建造越来越多，船舶保险商感到各船舶吨位、建造材料等资料有搜集集中的必要，于是在1760年成立了世界上第一个船级机构——英国劳氏船级协会，以后各航运事业发达的国家相继成立了船级协会。起初，船级协会的主要工作是船舶的登记造册，直到1835年才出现第一本船级协会颁布的建造规范。以后，随着造船经验的积累、船舶理论的研究发展、造船技术的不断革新，建造规范也不断地发展和完善。
世界上主要的船级社有：中国船级社（ZC ）、美国船检局（ABS ）、英国劳氏船级社（LR ）、德国劳氏船级社（GL ）、日本海事协会（NK ）、法国船级社（BV ）、挪威船级社（NV ）、意大利船级社（RI ）、前苏联船舶登记局。
各船级社的主要任务是制订各种船舶等的入级规范或技术标准；对船舶等产品的设计、建造、营运等进行检验，并签发证书；参与有关标准的实施等。
我国船舶方面的规范种类较多，如船舶入级与建造规范、船舶技术检验规则、各种特殊船型船舶的建造规范、船舶设备的检验规定等。其中涉及到船体强度方面的规范有：《钢质海船入级与建造规范》（以下简称《海规》）、《钢质内河船舶入级与建造规范》（以下简称《内规》）、《船体强度直接计算方法》以及各种特殊船型船舶的建造规范等。
最早的船舶规范是实船统计资料和各种经验的综合产物，随着科学技术的发展，结构强度理论的逐步完善，目前船舶结构方面的规范更注重以理论分析与传统经验相结合。在规范中我们可以发现，包括船体和许多构件都是被简化成某种结构力学模型，通过校核力学模型的强度和刚度来确定船体或构件的强度和刚度。而对于构件与理想力学模型之间的差异以及其他一些因素的处理上，规范大多采用调整许用应力数值的办法来修正。例如在《内规》对强力甲板中的载货甲板的计算中，将其简化成四边刚性固定的筒形板，承受均布载荷，并取
许用应力为[б]=139N/mm2（在该部位船用钢板的屈服极限取бs =235N/mm2时）。
总的来看，现有的规范仍以船舶建造、使用、模型实验等统计资料为基础，是基于许用应力的传统设计方法。这种设计方法能使船体强度有一定保证又比单凭经验或力学理论来设计船舶结构更可靠、简单、快捷、实用，对于船舶设计有很重要的意义。但是由于规范的制订是以现有的资料为基础，使得规范的使用受到使用范围、使用条件的限制，特别是由于现代船舶不断发展，出现了超大型船舶和各种特殊功能船舶，使得这一矛盾更加突出。为了满足现代造船发展的需要，中国船级社颁布了《船体结构强度直接计算指南》等指导性文件以及相应的计算机应用软件如Compass 系统，使船舶结构设计规范更趋完善。
今后，船舶设计规范将在不断完善的同时向基于概率分析的风险评估和可靠性方法过渡，使规范使用范围更广，理论性更趋合理。1.4 海上平台的发展
海洋平台产生至今不到百年，他发展快，变化大。以材料论，从木质平台到钢质平台；以类型论，先后出现固定式平台和移动式平台两大类；按功能论，可分为钻井平台、储油平台、生产平台、生活平台等。
为了到近海钻探石油，固定平台得到了不断发展，但是固定平台在拆移时不经济，同时随着近海大陆架的开发，为了适应较深的海底油田钻探，推动了移动式平台的产生。1949年，美国环球钻井公司建造了第一艘座底式钻井船“环球40号”，它可在水深5米处工作，钻井深度可达4572米，平台的工作面积为48.8X16.5m ，可容纳40人，其最大优点是可以方便的从一个井位移到另一个井位。
坐底式平台一般只能工作在较浅的水深区域，当水深超过30米时，由于结构复杂，既笨重又不经济，为了进一步增加平台的机动性，1950年一种新型的自升式平台应运而生。自升式平台具有驳船式船体，能够输运钻井设备和供应品，平台本身带有桩腿，为了减少插入深度，在桩腿的下端具有扩大的截面或具有特殊的底垫或下垫。工作时将其拖到井位，通过举升机构将桩腿插入海底，而后将平台升到海浪打不到的高度，作业完成后，现将平台降到海面，再收起桩腿。
自升式平台也有缺点，一般只能在100米以内的水深范围内工作，为了适应更深的水深，桩腿必须加长，而加长桩腿会使其在结构强度和稳定性上都存在问题，同时桩腿的插拔和拖航也不方便。
为了适应较深水深而又可克服移动式平台的缺点，50年代初产生了全浮式钻探船，其最大的特点是机动性高，能适应更深的水深，可以用旧船进行改造，费用较低。但是全浮式钻探船对锚泊定位系统要求较高。
为了使海洋平台提高抗海洋中狂风恶浪等猛力袭击的能力，半潜式平台于1962年登上了海洋钻井的舞台。半潜式平台由上部的工作平台和下部的浮体组成，中间用柱体稳定连接，工作时利用压载将浮体沉入水中，这样既解决了工作中平台的稳定性问题，又可使水线面积尽量减小，在遭到波浪冲击时平台引起的运动减小。
1.5 海上平台的种类
1) 种类划分
移动式平台-坐底式平台(Submersible type)、自升式平台(Self-elevating type)、钻井船(Drill ships) 、半潜式平台(Semi Submersible type) 、牵索塔式平台(Guyed Tower) 、张力腿式平台
固定式平台-重力式平台(Gravity platforms)、桩基式（导管架）平台 2) 定义
海上移动平台：是指根据需要从一个作业地点转移到另一个地点作业的海上平台。 自升式平台：具有活动桩推，并可将平台主体升到海面以上一定高度进行作业的平台。 柱稳式平台：由立柱把上壳体连接到下壳体或柱靴上的平台。包括：坐底式平台、半潜式平台。
水面式平台：是指由单个或多个船形或驳船形排水船体结构，并在漂浮状态下工作的平台。可分为船式平台和驳船式平台。
3) 平台主要尺度 平台长度L （m ）
（1）自升式平台L 为在0.85D 处，沿平台中纵剖面上首尾壳板内缘之间的水平距离，但不考虑井口槽的影响；
（2）柱稳式平台和坐底式平台L 为平台在中纵剖面的上最大投影水平尺度；
（3）水面式平台L 为在0.85D 处水线总长的96%，或沿该水线由首柱前缘量到舵杆中心线的长度中的较大者，有倾斜龙骨的平台，其计量长度的水线应和设计水线平行。 平台宽度B （m ）
（1）自升式平台，柱稳式平台和坐底式平台B 为垂直于纵剖面量得的两舷壳板内侧之间的最大水平距离；
（2）水面式平台B 为在平台的最宽处，由一舷肋骨外缘量至另一舷肋骨外缘之间的水平距离。 型深D （m ）
（1）自升式平台和水面式平台D 为平台长度中点处沿舷侧从基线量到干舷甲板梁上缘的垂直距离；
（2）柱稳式平台和坐底式平台D 为平台长度中点处沿舷侧从基线量至下壳体最上层连续甲板梁上缘的垂直距离。 吃水d （m ）
为从基线量至勘划的载重线的垂直距离。平台结构和机械设备的某些构件或部件可以伸展到基线以下。 水深h （m ）
为从海底到平均低水位海平面的垂直距离加上天文潮和风暴潮的潮高。 4) 平台结构名词
平台主体：自升式平台主体结构系指自升式平台的上部平台结构，其上放置的各种设备和设施在作业时均处在海平面以上。
桩腿：是一种在自升式平台上借助电动机械、液压机械或电动与液压相结合的机械与平台主体结构作预定相对运动的柱形或桁架式结构，桩腿可插入海床并将平台主体结构抬出海面到一定高度。
沉垫：指为降低自升式平台桩腿对地基的压力而把各桩腿底部连接起来的整体式水密箱 形结构。
桩靴：指与自升式平台单个桩腿底部相连的独立水密结构。 上壳体：指柱稳式或坐底式平台的上部平台结构。
下壳体：指柱稳式或坐底式平台下部与若干个立柱相连接的连续浮体。
立柱：指柱稳式平台或坐底式平台连接上壳体和下壳体或柱靴的柱形结构。 柱靴：指与柱稳式平台单个立柱相连接的独立浮体。
撑杆：指在柱稳式或坐底式平台中，将平台各主结构（即上壳体、立柱和下壳体）连接 成一个结构整体的圆管状或其他形状的连接构件。
5) 作业模式
作业模式指平台在作业点或迁移时操作或活动的条件或状态，规范将平台的作业模 式分为以下4种：
（1）正常作业工况系指平台在作业点上作业或进行其他操作时承受与作业相适的设计限度内的组合环境载荷和作业载荷的状态；
（2）自存工况系指平台承受最严重设计环境载荷时停止作业或其他操作，从而把抗环境能力提高到最大的状态；
（3）迁移工况系指平台从一个地区迁移到另一个地区时的状态；
（4）升降工况系指自升式平台在下放桩腿和升起主体结构或下降主体结构和拔起桩腿时的状态。
1.6 平台入级
1) 入级符号：★ZCA 或★ZCA
★ZCA 表示该平台在中国船级社检验下建造，符合入级条件，保持良好有效技术状态，适宜海上作业。
★ZCA 表示该平台系在中国船级社承认的驳船机构检验下建造，经本社审查和检验，认
为符合该平台入级要求，适宜海上作业。
2) 附加标志
其它
在中国船级社检验下建造的自升式平台，作了冰区加强和有效的防腐蚀措施，作业区域有限制，其入级符号和附加标志表示为：
★ZCA Self-elevating Drilling unit，Ice Strengthened，Corrosion Control，Service Area Restricted。
本章的知识点和习题
1名词：
结构规范、结构规范设计、海上移动平台、自升式平台、柱稳式平台、水面式平台、桩腿、沉垫、桩靴、上壳体、下壳体、立柱、柱靴、撑杆、★ZCA 、★ZCA 、平台长度、平台宽度、型深、吃水、水深。 2 简答题：
简述海上移动式平台的发展过程。 海上平台的作业方式。
简述结构规范及其特点、作用。 简述结构规范设计的一般步骤。
第二章 设计载荷
2.1 一般要求
平台的设计载荷主要有环境载荷和重力载荷，此外还可根据需要考虑地震、海床承载能力、温度、污底等对载荷的影响。
环境载荷包括：风载荷、波浪载荷、海流载荷、冰载荷。 重力载荷包括：平台重量、作业重力载荷、甲板载荷。
2.2 风和风载荷
1）风速
最小设计风速：自存状态-51.5m/s(100kn)；
作业状态-36m/s(70kn)，对于仅在遮蔽海域作业的平台26m/s(50kn)。 2）风压
风压p 计算公式：p =0. 613v 2 Pa 其中：v-设计风速，m/s。 3）风载荷
作用在构件上的风力F 应按下式计算，并应确定合力作用点的垂直高度：
F =C h ∙C s ∙S ∙p N
式中：p-风压，Pa ；S-平台在正浮或倾斜状态时，受风构件的正投影面积，m 2；
C h -暴露在风中构件的高度系数，其值可根据构件高度（即构件中心到设计水面的垂
直距离）h ，由表选取；
C s -暴露在风中构件的形状系数，其值可根据构件形状由表选取，也可根据风洞试验
确定。
例：计算在自存状态下如图所示的海洋平台上索柱的风载大小。 风压p ：p =0. 613v 2 =0. 613⨯51. 52 =1625.8 Pa
面积S ：S=20x0.5=10m2
构件的高度h ：h=90+10=100m
高度系数C h ：C h =1.48 形状系数C s ：C s =0.5
风载荷F ：F =C h ∙C s ∙S ∙p
=1. 48⨯0. 5⨯10⨯1625. 8 =12030.92 N
2.3 波浪和波浪载荷
1）波浪的成因和特征值
海浪是静水表面受到外力作用后，水质点离开平衡位置做往复运动，并向一定方向传播的自然现象。引起海浪的外力有风、地震、太阳月亮等的引力等。
海洋中的波浪是由多种不同波高、周期、相位的波浪组合而成的，一般很难精确的描述，在海洋平台结构的设计中一般采用特征值来表述波浪特征。
特征波高采用最大波高Hmax ：中国沿海深水区Hmax=3.2H m （东海、南海）；Hmax=2.45H -3.2H m （黄海、渤海），其中：H -波高的平均值。 波浪周期T ：在6. 5H max ≤T ≤20s 范围内，用几个不同值对平台结构应力进行估算，最终确定使平台结构产生最大应力的值。
特别强调的是有些周期的波浪，虽然波高小于Hmax ，但可能对结构构件有更大影响，也必须予以考虑。
2）波形
规范中建议波浪理论的选取依据是：在深水区采用五阶斯托克斯波（Stokes ）；中等水深条件下采用微幅波；在浅水区域采用一阶椭圆余弦波。
3）波浪载荷
按照构件截面特征长度D 与波长λ的比值分为小尺寸、大尺寸构件。
当D/λ≤0.2-小尺寸孤立桩柱，采用莫里逊（Morison ）公式计算波浪载荷。 莫里逊公式的一般形式：
1
f =C D ∙ρ∙A ∙+C M ∙ρ∙V 0∙a n kN
2
式中：f —单位长度桩柱受到的波浪载荷，kN/m；C D —曳力系数（阻力系数）；
C M
2
—惯性系数（质量系数）；ρ—流体密度，kN ∙s
m
4
；
A —单位长度桩柱在垂直于矢量v n 方向上的投影面积；
v n —与柱正交的相对速度矢量，m/s；V 0—单位长度桩柱的体积，m 3；
a n —与柱正交的相对加速度矢量， m/s。
2
莫里逊（Morison ）公式是带有经验性的计算公式，应用时一般遵循以下条件： 1 D/λ≤0.2；2构件表面光滑；3构件是刚性，且应垂直固定在海底。 大尺寸物体一般用绕射理论进行分析，采用由入射波的速度势和反射波的速度势叠加求得总速度势，求出物体表面上的波浪力和力矩。
2.4 海流和海流力
海流是海洋工程物理环境的重要因素之一，设计海洋工程的水下部分必须考虑海流引起
的载荷，对于拖航时的拖曳力和停泊时的系泊力也要分析海流的大小和方向。
海流—大范围的海水以相对稳定的速度在水平或垂直方向连续的周期及非周期性的流动。
海流产生的原因—潮汐；风；海水温度、盐分等不均匀。 设计流速应取为平台作业海区范围内可能出现的最大流速值，即最大可能出现的潮流流速及余流流速之和，必要时尚应考虑流速的垂直分布。
作用在平台水下部分构件的海流力F 按下式计算：
ρ2
F =C D ∙v ∙A kN
2
2
式中：C D —曳力系数（阻力系数）；ρ—流体密度，kN ∙s
v —设计流速，m/s；A —构件在与流向垂直的平面上的投影面积；m 2。
m
4
；
2.5 冰载荷
1）海冰分类
按运动状态：浮冰、固定冰；
按生长与发展过程：初生冰（品状、针状）、饼冰（圆盘状）、皮冰（5cm 左右）、板冰（5-15cm ）、灰日冰（15-30cm ）、原冰（>30cm）。
按外形：平整冰、重叠冰、堆积冰、冰丘、冰山。 2）冰载荷
规范规定根据冰的特性和其与平台的相互作用，主要考虑两种冰载荷：在海流和风作用下，大面积冰原呈整体移动挤压平台；自由漂流的流冰冲击平台。
其中大面积冰原呈整体移动挤压垂直孤立柱所产生的冰载荷P 按下式计算：
P =mK 1K 2R c bh kN
式中：m —桩柱的形状系数，对圆截面柱采用0.9；K1—局部挤压系数；
K2—柱桩与冰层的接触系数；Rc —冰块试样的极限抗压强度，kN/ m2； b —柱桩宽度（或直径），m ；h —冰层的计算厚度，m 。 该公式中所有参数应尽量通过长期观测分析确定。
2.6 甲板载荷
每艘平台的甲板载荷分布图或说明应表明在各种工作状态和迁航状态状态时，所有区域的设计均布载荷和集中载荷。
各区域的载荷值不小于以下规定：船员舱室和走道，4500 kN/ m2；作业区域（包括甲板），9000 kN/ m2；杂物贮藏区，13000 kN/ m2；干泥浆粉贮藏区，21200h kN/ m2；湿泥浆粉贮藏区，17200h kN/ m2，(h货物堆积高度) ；直升机甲板，2000 kN/ m2。
本章的知识点和习题
1名词：
环境载荷包括：风载荷、波浪载荷、海流载荷、冰载荷。 重力载荷包括：平台重量、作业重力载荷、甲板载荷。 2 简答题：
海洋平台的设计载荷有哪些？ 简述波浪的成因。
莫里逊（Morison ）公式应用时应遵循的条件是什么？ 什么是海流，其成因是什么？
第三章 钢结构设计通则
3.1 一般要求
1) 平台构件的分类
根据构件所承受的载荷、应力水平及模式、关键载荷传递和应力集中以及失效后果，所有平台结构构件可分为：
（1）次要构件：其失效不可能影响平台结构整体完整性的不重要的构件，如平台主体内部舱壁和骨架。
（2）主要构件：对平台结构整体完整性有重要作用的构件，如柱形桩腿的外板。
（3）特殊构件；在关键载荷传递点和应力集中处的主要构件，如与沉垫或桩靴相连接部分的桩腿垂直结构。
2) 腐蚀余度
海上钢结构受海水、潮气等侵蚀作用，会产生腐蚀现象，从而影响的强度，因此在一般情况下设计构件应依据其所在部位、环境条件以及所采用的防腐措施等因素对构件厚度留出余度。
平台规范中除少数几个公式外均未考虑腐蚀余度。 3) 设计理论依据
平台规范一般以线弹性理论为基础对结构强度、刚度、稳定性进行分析。如按塑性理论分析时需作为特殊情况处理。
4) 构件的尺寸
平台规范中有关确定构件尺寸的公式系按普通碳钢制定，如采用高强度钢可采用系数换算，并应考虑稳定性、变形方面的要求。
如板厚：t
g
=t
σ]
σg ]
剖面模数：W g
=W ∙
[σ]
σg ]
构件尺寸应有总体上的一致性，构件之间的尺寸应合理、和谐。 5）构件剖面模数设计
例：6x200/8x80，6x800。
L100x63x6，面积A=9.617cm2，自身惯性矩I=99.06 cm4，y=6.76cm，6x500。 6）计及应力
对于所考虑的载荷工况，应计算确定下列应力类型，且应不大于本章第3节所要求的许用应力值：
（1）静载应力——仅由静载荷引起的应力，其载荷包括平台作业重力载荷和处于漂浮或坐底状态时的自身重量以及相对应的浮力或底部反力，所对应的工况称为静载工况；
（2）组合应力——由组合载荷引起的应力，其载荷包括（1）中的适用静载与相应的设计环境载荷的组合，并包括由加速度和倾斜引起的载荷，所对应的工况称为组合工况。
构件的局部应力应与构件的总体应力相组合。构件的总应力为构件的总体应力与局部应力之和。
在计算弯曲应力时，构件的有效带板面积应符合本社《钢质海船入级与建造规范》的规定, 并以偏心梁的方式计入有限元模型中。
在确定轴向载荷的偏心效应时，弹性挠曲应加以考虑，且其所引起的弯矩应与其他载荷引起的弯矩相迭加。
在计算构件的剪应力时，可仅考虑其腹板面积作为构件的有效剪切面积。 应对承载构件的切口、应力增高和局部应力集中效应加以考虑
3.2 强度校核
1）一般要求
应按最不利的应力组合值确定构件的设计应力。
平台主要结构在所有载荷组合工况下的屈服强度和屈曲强度应按规定进行校核。若采用其他方法，应经本社同意。
2）屈服失效准则
参与结构分析的平台主体框架的结构构件应按以下规定确定其许用应力值[σ]：
[σ]=σs/S N/mm2
式中：σs ——材料的屈服强度，N/mm2；
S ——安全系数，按表取用，对于板材取相当安全系数。
3）屈曲失效准则
结构构件应按以下规定确定其许用临界屈曲应力[σcr]：
[σcr]=σcr/Sbu N/mm2
式中:σcr ——构件的临界屈曲强度，N/mm2；
Sbu ——构件的屈曲强度安全系数，按表取用，不包括压杆。
4）承受轴向拉伸和弯曲组合作用的构件
同时承受轴向拉伸和弯曲组合作用的构件，其计算应力应满足以下要求：
σa +σby +σbz
≤1. 0
[σs ]式中：σa ——计算轴向拉伸应力，N/mm2；
[σs]——许用拉伸/弯曲应力，N/mm2，安全系数按屈服失效准则中安全系数取用； σby 、σbz ——构件关于横截面y 和z 轴的计算弯曲应力，N/mm2。
5) 压杆屈曲应力
受压杆件的整体屈曲临界应力σcr 按下式计算所得：
σs ⎧
σ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅(σ≤) E ⎪E 2
σcr =⎨
σs σs
) ⋅⋅⋅⋅(σE ) ⎪σs (1-4σ2E ⎩
2
式中：σ——欧拉应力，σ=πE N/mm2；
E
E
(Kl
r
)
2
受压杆件的整体屈曲安全系数S μ按下式计算所得： 对于静载工况S μ
⎧1. 667+0. 265λ0-0. 044λ2⋅⋅⋅λ0≤2
=⎨2
1. 917λ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅λ 200⎩
⎧1. 250+0. 199λ0-0. 033λ2⋅⋅⋅λ0≤2
=⎨2
⎩1. 438λ0⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅λ0 2
对于组合工况S μ
式中：λ0——相对长细比λ0=
s
E
；
3.3结构节点设计
1）一般要求
对于某些构件的结点连接形式，除非特别注明设计成铰接点，否则在结构分析中对其结点的约束程度应加以适当考虑。结点连接的细部设计应确保所连接的构件之间的应力能合理传递，并尽量减少应力集中。合适时，还应考虑以下细部构造：
（1）剪切腹板，在结点处连续，通过腹板中的剪力在构件间传递拉、压载荷； （2）结点应扩大和过渡，以降低应力水平或最大限度减少应力集中；
（3）增厚结点、采用高强度钢或两者并用，且具有良好的可焊性，以减少高应力水平的影响；
（4）肘板或其他辅助的过渡构件，其上的扇形孔及其端部连接应尽量减少高应力集中； 此外为防止板材可能产生的层状撕裂，在关键结点处应尽量避免在板厚方向传递较大拉应力。如无法避免，应采用符合本社《材料与焊接规范》中规定的Z 向钢材。
2）弦杆、撑杆和管结点
弦杆和撑杆：节点中连续的杆件称为弦杆，其他的杆件称为撑杆。
撑杆的壁厚应不超过弦杆，且通常应使弦杆受到较大的内力。弦杆在结点处应有足够加强。
焊缝接头应尽量布置在应力集中区域之外，且应符合焊接要求。
节点设计要求：
L1—不小于D/4或300mm ，取较大者（D 弦杆直径mm ）； L2—不小于d 或600mm ，取较大者（d 撑杆直径mm ）； S1—不大于D/4； S2—不小于50mm ；
δ—不小于30度；
撑杆的壁厚应不超过弦杆的壁厚。
3.4加工、焊接的一般要求
1各种结构、特别是特殊结构应避免将焊缝布置在应力集中处，尽量避免和减少焊缝的交叉；
2主要焊缝的平行焊缝应保持一定的距离，一般不小于100mm ，对接焊缝与角接焊缝的平行距离应50mm ；
3采用合理的装配步骤和焊接次序，以控制变形，防止裂纹；
4不同厚度的板对接，其厚度差不应超过规定值，否则应有过渡。
本章的知识点和习题
1名词：
次要构件、主要构件、特殊构件。 2 简答题：
海洋平台的加工、焊接的一般要求有哪些？ 3 计算下面构件的剖面模数和惯性矩。
梯形材6x250/8x100，带板8x800。
24
角钢L125x80x8，面积A=15.989cm，自身惯性矩I=256.77 cm ，y=8.44cm，带板8x500。 4 计算题：
平台甲板某段结构采用普通碳素钢（[σ]=235 N/mm2），其计算板厚为8mm ，甲板强横梁为梯形材6x250/8x100（带板宽800mm ），若采用高强度钢（[σ]=325 N/mm2），其计算板厚和强横梁应分别取什么尺寸？
第四章 自升式平台
4.1 设计工况、载荷及峰隙(气隙)
1) 设计工况
自升式平台设计工况包括：正常作业工况、迁航工况、升降工况、自存工况。
正常作业工况：在规定的环境条件下，平台满载并升到预定标高，在井位进行正常作业时的状态。
迁航工况：分为一般迁航和风暴迁航，前者为不超过设计条件，航行时间不超过12小时，后者为在最大风暴时拖航。
升降工况：指平台升降状态，包括桩腿预压等状态。
自存工况：指极端环境条件下，平台不能继续钻井作业，但可通过调整可变载荷或放弃部分载荷以及采取其他措施以达到较安全的状态。
2) 设计载荷
每种工况设计载荷必须考虑静载荷和静载荷与环境载荷相结合这两种载荷条件。
正常作业工况：静载荷包括-平台重量、所有固定装置、供应品、压载重量以及作业载荷。
环境载荷包括-操作手册中允许正常作业时的最大风、波浪、海流载荷以及 海床支持力，冰载荷。
迁航工况：静载荷包括-平台重量、所有固定装置、供应品、压载重量以及浮力。
环境载荷包括-风、波浪、海流载荷。
升降工况：静载荷包括-升降平台主体或桩腿时的平台重量、固定装置、供应品和压载重量。
环境载荷包括-操作手册中规定的允许升降平台主体或桩腿时的最大风、波浪、 海流载荷。
自存工况：静载荷包括-适应自存状态时的平台重量、固定装置、供应品和压载重量。
环境载荷包括-自存状态时的最大风、波浪、海流载荷以及海床支持力，冰载荷。
3)峰隙
峰隙:指平台主体升到作业位置时，主体结构最低构件下沿与设计高潮位波浪最高点之间的距离。
公式：C =0. 1(H 1+H 2+H 3) 但不必大于1.2m 。 式中：H1—天文潮高，m ；H2—风暴潮高，m ；H3—最大设计波浪在基准水面上的高度，m 。
4.2 主体结构
主体结构包括主桁和其他结构。主桁—连接桩腿围井的强力结构，通常由底板、舷侧板、强力甲板、沿主桁长度方向的内侧或水密舱壁及连接并支持这些舱壁的桁材组成。
1) 主桁板厚
强力甲板t min =10s +2. 5mm 舷侧板t 2=7. 5(s +外底板t 4=
l 20
l 100
) mm
+7s +2. 5mm
储物区甲板，其它部位强力甲板及内底板t 6=5. 4s h +c mm ≮6mm 式中：c —系数，储物区甲板3.0，舱内甲板及内底板1.5，其余甲板2.5；
s —骨材间距，m ；l —主桁长度，m ；h —相当设计水柱高，m 。
2) 主桁构件
骨材剖面模数：W =c 1hsl 2 cm3
式中：c 1—系数，外底骨材10.5，内底及舷侧8.0，甲板5.0，舱壁5.5；
s —骨材间距，m ；l —骨材跨距，m ；h —相当设计水柱高，m 。
桁材剖面模数：W =c 2hbl 2 cm
3
式中：c 2—系数，底部及舷侧7.2，甲板及舱壁5.2；b —桁材的支撑宽度，m ；
l —桁材跨距，m ；h —相当设计水柱高，m 。
4.3 桩腿
设计要求：桩腿应有足够的强度来承受可能出现的各种载荷，并应有足够的刚性使变形不致影响平台的正常操作。
正常作业和自存状态：载荷按最大静重力载荷，风、浪、流最不利组合及桩腿变形引起的附加弯矩计算；插桩式桩腿按海底泥面下3m 处铰接来计算强度；当深水平台在浅水区域作业时还应对桩腿进行振动分析。
迁航工况：一般迁航计算弯矩M =M 1+1. 2M 2 kN·m
式中：M 1—平台在固有周期下，纵或横摇单边摆幅为6度时桩腿动弯矩，kN ·m ；
M 2—平台倾斜6度时桩腿重量产生的静弯矩，kN ·m 。
风暴迁航计算弯矩M =M 3+M
4
+M 5 kN·m
式中：M 3—预期最严重迁航环境中由平台运动加速度引起的弯矩，kN ·m ；
M 4—由平台重力引起的弯矩，kN ·m ；M 5—相应的风压力矩，kN ·m 。
升降工况：按桩腿即将触底前的长度所受到的水动力载荷来计算桩腿所受到的弯矩；
应按平台漂浮，但桩腿即将触底前，由于波浪作用而使桩腿撞击海底而产生 的撞击载荷；
没有沉垫的桩腿应能承受预压载荷，即实际的最大组合重力载荷和倾覆载荷 之和。
4.4构件的分类
1）次要构件：
① 柱形桩腿内部骨架，包括隔壁和桁材；
② 平台主体内部舱壁和骨架（作为主要构件者除外）；
③ 桩靴或沉垫支承结构的内部舱壁和骨架（作为主要或特殊构件者除外）； ④ 平台主体甲板板、舷侧板和底板（作为主要构件者除外）； ⑤ 直升机甲板和甲板室； ⑥ 救生艇平台。 2） 主要构件： ① 柱形桩腿的外板；
② 桁架式桩腿的全部骨材；
③ 平台主体中组成箱型或工字型主支承结构的舱壁板、甲板板、舷侧板及底板； ④ 升降机座的支撑结构；
⑤ 桩靴或沉垫的外板，以及最初传递桩腿载荷的构件；
⑥ 将主要集中载荷或均布载荷分散到结构中去的桩靴或沉垫支承结构的内部舱壁和骨架； ⑦ 悬臂式直升机甲板和救生艇平台；
⑧ 重型底座和设备支撑，如钻台基座，钻井悬臂梁和起重机座。
3） 特殊构件：
① 与沉垫或桩靴相连接部分的桩腿垂直结构；
② 含有新颖构造桁架式桩腿结构中的连接部位，包括使用的铸钢件。
本章的知识点和习题
1名词：
峰隙。 2简答题：
自升式平台的设计工况有哪些？
自升式平台的正常作业工况下设计载荷包括哪些？ 自升式平台的主要构件有哪些？ 自升式平台的特殊构件有哪些？ 自升式平台的次要构件有哪些？ 3 计算题：
某自升式平台的天文潮高H1=5m，风暴潮高H2=4m；最大设计波浪在基准水面上的高度H3=4m，试确定该平台的峰隙C ？
第5章 柱稳式平台
5.1设计工况、设计载荷与峰隙（气隙）
1）设计工况
柱稳式平台的强度分析应至少包括以下设计工况： 正常作业工况、迁移工况和自存工况。必要时，还应对事故工况予以特殊考虑。
2）设计载荷
每种设计工况均应考虑静载工况和静载荷与环境载荷相组合的工况。环境载荷的计算按 本篇第2章，各设计工况的相应安全系数按本篇第3章第3节取用。与平台入级有关的强度评估和入级使用限制条件均依据业主/作业者提供的所有环境条件进行确定。对于该种类型的平台，要注意最大应力并不一定出现在业主/作业者提供的最恶劣的环境条件下。本社认为必要时，将采用下列两种方法或其中之一，对有效应力水平发生概率增加的结果予以考虑：
对于计入环境载荷工况的许用应力水平作适当降低；
对于疲劳特性作详细分析。
迁移工况：静载荷包括迁移时平台重量、所有固定装置、供应品和压载重量以及浮力；
环境载荷取操作手册中允许迁移时的风、浪、流要素进行载荷计算。 正常作业工况：静载荷包括平台重量、所有固定装置、供应品、压载重量、作业载荷和浮力；
环境载荷取操作手册中正常作业允许的最大风、浪、流要素或载荷以及定位
锚泊的载荷。
自存工况：静载荷为适应自存状态的平台重量、固定装置、供应品、压载重量和浮力等；
环境载荷取操作手册中规定的平台自存时的最大风、浪、流要素进行载荷计算。此外还应考虑平台倾斜和运动所增加的载荷以及定位系泊的载荷。
3）峰隙
除平台甲板结构是按照能承受波浪冲击设计并为本社认可外，在各种漂浮情况下，当考 虑了平台相对于海面运动后，平台甲板结构下部至波峰之间应有一合理的气隙。此间隙可以通过计算、模型试验或母型平台经验确定，并提交本社审查批准。
对于坐底的作业模式，气隙的要求应同自升式平台一致。
5.2上壳体
1）甲板
上壳体甲板板厚应满足总体强度和局部强度的要求，但应不小于下式值，且不小于6mm ：
t =6. 46s h +c mm
式中：s —梁间距，m ；h —甲板载荷，m ；c —系数，露天甲板2.5，室内甲板1.5。
2）甲板梁
甲板梁的剖面模数应不小于下式值：
W =chsl
2
cm3
式中：s —梁间距，m ；l —梁跨距，m ；h —甲板载荷，m ；c —系数，非液舱4.75，液舱7.9。
3）桁材
甲板桁材的剖面模数应不小于下式值：
W =chbl
2
cm3
式中：b —桁材支撑面积的平均宽度，m ；l —桁材跨距，m ；h —甲板载荷，m ；c —系数，非
液舱4.75，液舱7.1。
5.3 立柱、柱靴与下壳体
1）一般要求
立柱、下壳体或柱靴可设计成有骨架支撑的壳体或无骨架支撑的壳体。对于任一形式， 所使用的骨材、环形加强筋、舱壁或其他适当的隔板在所有预计的载荷组合作用下应能维持立柱、柱靴或下壳体结构形状并使其具有足够的刚度。
立柱上不得设有舷窗或窗（包括固定式的），以及其他类似的开口。
立柱应尽实际可能连续通过下壳体的甲板。立柱应与下壳体的内部舱壁和/或舷侧板对齐且连结成整体。
应对立柱与下壳体连接处的局部结构予以特别注意，并对其焊透性和应力集中现象给予 足够的考虑。
2）有骨材壳体
在立柱、下壳体或柱靴设计成加筋平板之处，铺板、骨材、桁材等最小构件尺寸应按本 篇第8 章的要求予以确定。如内部处所为空舱时， 按上述设计的设计水头应不小于平台营运中最高允许水线位置。
构件尺寸一般应不小于本篇第8 章对以设计水头高度相当于最高破舱水线位置的水密舱壁的要求，且对所有波浪浸没区域，其最小设计水头高度应不小于6.0m 。
立柱内部对主要撑杆起支持作用的构件强度应不小于对撑杆自身的要求。
3）无骨材壳体 在立柱、下壳体或柱靴设计成无加筋或环向加筋壳板之处，壳板和环筋的最小构件尺寸应按公认的壳体力学方法进行分析，并基于合适的安全系数及5.5.2中规定的设计水头予以确定。
4）内部非水密平台
立柱、柱靴或下壳体内部的非水密平台的板厚按t =10s（mm ）计算，且应不小于6mm ，其中s 为骨材间距，mm 。
5）直接计算附加要求
按上述5.5.2 和5.5.3 确定的立柱、下壳体或柱靴构件尺寸仅为承受静水压力的最小要求。如立柱、柱靴或下壳体作为参与平台整体结构框架强度的一个有效结构部分，则其实际结构尺寸应在基于平台静载和相应风、浪、流等总体环境载荷和局部载荷效应（包括本节局部载荷要求）叠加的直接计算分析基础上，按照本篇第3章规定的应力及其相应强度要求， 并加上适当腐蚀裕量以确定最终的构件尺寸。
舱室的尺寸的校核还应考虑与实际布置情况无关的人为假定空舱和满舱的两种载荷条件。
应对局部高载荷区域， 或可能引起壳体扭曲的载荷区域的结构结点和加强部位等予以特别注意，例如：
（1） 底部支承区( 适用时) ； （2） 部分充满的液舱；
（3） 防止外部破损的局部结构； （4） 通过结点的连续构件； （5） 波浪砰击区。
对设计成能坐落在海床上的平台，其冲刷作用的影响（ 底部支承面积的损失）应予以考虑。如设有裙板，应考虑其影响。
5.4撑杆
1）一般要求
撑杆系指连接柱稳式平台各部分成为一个空间构架而采用的管状或其他形状的支撑构件。撑杆的受力与其布置、所在位置及立柱数量等有密切的关系，通常由直接计算决定。
由所有预计载荷条件引起的撑杆的应力应按本节及本篇第3章的有关要求予以确定。
2）结构强度
撑杆的设计应使其能传递载荷，且对主结构的总体框架能够有效抵抗所有预计载荷（包括环境载荷和坐底时可能有的不均匀海底支承反力）起到有效的支撑作用。因此，撑杆的强度应满足由浮力、波浪力和流力引起的局部应力和主结构上传来的总体应力相叠加的总应力的作用。适用时，还应能满足抵抗平台坐底时不均匀支承载荷的作用。
适用时，应对波浪砰击引起的局部应力予以特殊考虑。 采用管形撑杆， 可要求设置环筋以保证其刚度和圆度。
撑杆通常设计成水密，以提供足够的通道保证平台在漂浮状态下可实施内部检修。因此应使其设计能足够防止外部水压（包括动水压头）引起的结构崩溃破坏。
应对撑杆上的开孔和结点予以特别关注。制定焊接规程应使得将裂纹、熔透缺陷和母材的层状撕裂发生的风险降至最低。
5.5结构冗余度
一般要求
柱稳式平台结构冗余度应根据以下假定的破损条件予以确定：
（1）平台结构应具有在承受任何一根细长撑杆失效后并不导致平台结构发生总体坍塌的能力；
（2）除以下两点外，结构冗余度应基于本篇第3 章适用要求进行：
①在任一细长撑杆失效后, 结构中剩余的最大应力计算值应按不小于1.0的安全系数进行校核。对局部区域， 如果考虑由屈服或屈曲引起的力的重新分布, 则上述要求可予以适当放宽；
② 当计及环境因素时，对于预定的作业区域可假定一年的重现期。
上壳体的结构布置应以任一主桁失效时仍能保持结构的完整性予以考虑。
5.6构件的分类
1）次要构件：
①立柱、上壳体或上平台、下壳体、斜撑和水平撑杆等的内部结构，包括舱壁、扶强材、平台或甲板、和桁材（作为主要或特殊构件者除外）；
②上平台甲板或上壳体甲板板（作为主要或特殊构件者除外）； ③某些长径比小的大直径立柱（交接处除外）； ④直升机甲板和甲板室； ⑤救生艇甲板。
2）主要构件：
① 立柱、下壳体和上壳体、斜撑和水平撑杆等的外壳板（作为特殊构件者除外）； ② 组成箱型或工字型支承结构的上壳体或上平台的甲板板、重型翼板和舱壁（作为特殊构 件者除外）；
③ 作为交接点局部加强或使交接点处结构连续的舱壁、甲板或平台和骨架（作为特殊构件 者除外）；
④ 悬臂式直升机甲板和救生艇平台；
⑤ 重型底座和设备支撑，如钻台基座、起重机座、锚索导向装置及其支撑结构。
3） 特殊构件：
① 立柱与上平台甲板和上、下壳体交接部分的外壳板；
② 组成箱型或工字型支承结构且承受主要集中载荷的上壳体或平台的甲板板、重型翼板、 外壳板和舱壁；
③ 撑杆的结点；
④ 主要结构构件交接处承受集中载荷的外部肘板、部分舱壁、平台和骨架；
⑤ 立柱、上平台甲板、及上壳体或下壳体连接处提供适当对齐和足够载荷传递的“ 贯穿”构件。
本章的知识点和习题
1简答题：
柱稳式平台的设计工况有哪些？
柱稳式平台的正常作业工况下设计载荷包括哪些？ 柱稳式平台的主要构件有哪些？ 柱稳式平台的特殊构件有哪些？ 柱稳式平台的次要构件有哪些？ 2计算题：
上壳体的露天作业甲板的一段结构如下图所示，试确定以下图示的构件是否满足要求？
24
（桁材带板宽800mm ，骨材带板宽500mm ，面积A=15.989cm，自身惯性矩I=256.77 cm，y=8.44cm）。
第6章 坐底式平台
6.1设计工况、设计载荷与峰隙（气隙）
1）设计工况
坐底式平台的强度分析应考虑以下设计工况： 迁移工况、正常作业工况、自存工况及沉浮工况。
2）设计载荷
每种设计工况均应考虑静载工况和静载荷与环境载荷相组合的工况。环境载荷的计算按 本篇第2章，各设计工况的相应安全系数按第3章第3节取用。与平台入级有关的强度评估和入级使用限制条件均依据业主/ 作业者提供的所有环境条件进行确定。
迁移工况：静载荷包括迁移时平台重量、所有固定装置、供应品和压载重量以及浮力；
环境载荷取允许迁移时的风、浪、流计算。
正常作业工况：静载荷包括平台重量、所有固定装置、供应品、压载重量、作业载荷和浮力；
环境载荷取操作手册中正常作业允许的最大风、波浪、海流载荷以及海床对
平台的支持力。
自存工况：静载荷为适应自存状态的平台重量、固定装置、供应品、压载重量和浮力等；
环境载荷中的风、浪、流载荷按本篇第2 章相应规定进行计算，还应考虑海床
对平台的支持力。
沉浮工况：静载荷为平台漂浮与坐底转变过渡状态时的平台重量、固定装置、供应品、压载重量和浮力等；
环境载荷不考虑。
3）气隙
坐底式平台的气隙应能使平台坐底时波浪不至于砰击上壳体底部结构。气隙与4.3.1.1的规定相同。
第4 节 上 壳 体
6.4.1 上壳体的外载荷
6.4.1.1 坐底式平台的上壳体为非浸水结构， 不考虑波浪的直接作用。
6.4.1.2 上壳体受到的外载荷有：
（1） 自重（ 包括放置在甲板上重物的重量）；
（2） 甲板载荷；
（3） 由立柱及支柱传递的载荷, 这种载荷随不同的工况而变化。
6.4.2 构件尺寸
6.4.2.1 构件尺寸的确定应符合本篇第3 章有关总体强度、局部强度和许用应力的要求。 第5 节 立柱与支撑
6.5.1 一般要求
6.5.1.1 应将立柱和支撑设计成与上壳体和下壳体连接成一个空间构架的整体结构，并能将上壳
体载荷传递到下壳体， 或将下壳体所受外力传递到上壳体上。
6.5.2 强度分析
6.5.2.1 立柱和支撑一般设计成管状或壳体，其结构应符合本篇第5 章第6 节和第7 节的有关要求。
6.5.2.2 分析时的外载荷应根据6.2.1.1 中所列各种工况进行确定。
第6 节 下 壳 体
6.6.1 一般要求
6.6.1.1 下壳体一般设计成驳船形状或其他形状的有骨架壳体， 其结构尺寸应符合本篇第5 章第
5 节及第4 章第5 节的有关适用规定， 并应考虑下壳体坐底端的局部加强及外板磨损。
6.6.1.2 一般情况下，作为底部主要构件支持的骨材间的距离应不大于1.85m ； 旁纵桁或与之相
当的构件之距应不大于2.2m 。
6.6.1.3 冲刷对沉垫坐底面积的影响应予考虑。坐底面积丧失率可按20% 计算。如装有裙板， 本
社将对其效应给予特殊考虑。
2-55
3) 坐底式平台
（1）次要构件：
① 立柱、上壳体或上平台甲板、下壳体等的内部结构， 包括舱壁、扶强材、平台或甲板、和
桁材（作为主要或特殊构件者除外）；
② 上平台甲板或上壳体甲板板（作为主要或特殊构件者除外）；
③ 某些长径比小的大直径立柱（交接处除外）；
④ 直升机甲板和甲板室；
⑤ 救生艇甲板。
（2）主要构件：
① 立柱、下壳体和上壳体、斜撑及抗滑桩等的外壳板（作为特殊构件者除外）；
② 组成箱型或工字型支承结构的上壳体或上平台的甲板板、重型翼板和舱壁（作为特殊构 件者除外）；
③ 作为交接点局部加强或使交接点处结构连续的舱壁、平台或甲板和骨架（作为特殊构件 者除外）；
④ 悬臂式直升机甲板和救生艇甲板；
⑤ 重型底座和设备支撑，如钻台基座、钻井悬臂梁和起重机座。
（3）特殊构件：
① 大直径立柱与上平台甲板或上壳体、下壳体交接部分的外壳板；
② 组成箱型或工字型支承结构且承受主要集中载荷的上壳体或平台的甲板板、重型翼板、 外壳板和舱壁；
③ 在重要结构构件交接处承受集中载荷的部分舱壁、平台和骨架；
④ 立柱、上平台甲板、及上壳体或下壳体连接处提供适当对齐和足够载荷传递的“ 贯穿”构件。
第8 章 水密舱壁与深舱舱壁
第1 节 一般规定
8.1.1 一般要求
8.1.1.1 本章规定适用于本规范所定义的平台结构的水密舱壁和深舱舱壁的结构设计与分析。
8.1.1.2 除以下规定之外，水密舱壁和深舱舱壁的构件尺寸需满足本社《钢质海船入级与建造规
范》第2 篇第2 章的有关要求。
8.1.2 水密舱壁
8.1.2.1 所有平台均应按本章规定设置水密舱壁。水密平台、围阱和管隧可相应按照水密舱壁的
要求设置。轴系管隧将予以特殊考虑，且必要时，应对支柱根部之下的支承结构予以加强。所提交的
图纸应清楚地表示出舱壁的位置和延伸情况。
8.1.2.2 若柱稳式平台的立柱或上壳体中的某一内部处所设为空舱时，舱壁边板的尺寸应按对水
密舱壁，且用不小于从计算点量至平台最大设计吃水高度作为水压头相应要求予以确定。
8.1.2.3 水密舱壁的数目和布置应按照船舶结构和稳性的有关要求，包括应满足平台操作海域归
属的国家主管当局的有关法规条令予以确定。
8.1.2.4 如由于设计原因导致舱壁间距大于常规值时，应在舱壁间加设适当的强框架以保证平台
的横向强度。
8.1.2.5 水面式平台的水密舱壁应满足本社《钢质海船入级与建造规范》第2 篇第2 章第12 节
的要求， 并应设有防撞舱壁。在防撞舱壁上不得装闸阀、旋塞、人孔、水密门等设施。除防撞舱壁外，
应根据横强度和分舱的要求设置水密舱壁。
8.1.2.6 柱稳式平台的水密平台和舱壁的构件尺寸应有效地满足破舱稳性的强度要求，并应适当
地表示在送审图纸中。上壳体内的纵、横舱壁的布置应能满足平台的总体强度要求。
8.1.2.7 自升式平台的纵、横舱壁的布置应满足平台升降和漂浮工况的总体强度要求。水密舱壁
应延伸至最上一层连续甲板处。
8.1.3 深舱舱壁
8.1.3.1 本章所指的深舱舱壁系指用于压载舱、日用水舱和燃油舱等的舱壁结构。
8.1.3.2 水密舱壁、尖舱舱壁等作为深舱舱壁或部分深舱舱壁时， 应同时满足本社《钢质海船入
级与建造规范》第2 篇的有关要求。
8.1.3.3 对使用中不保持完全充满的深舱， 为使作用在其结构上的动应力降至最小，必要时应设
分舱或设置制荡舱壁。所有舱柜的密性分隔和舱壁边界均应按照本节和/ 或本社《钢质海船入级与建
造规范》的相应要求进行建造。
8.1.3.4 应将装载燃油和润滑油的舱柜与饮用水及淡水舱用隔离空舱分开。如未满足下列条件，
润滑油舱也应与燃油舱用隔离空舱分开：
（1） 润滑油舱与燃油舱的共同边界采用全熔透焊接；
（2） 燃油舱按其承受的油压头不超过毗邻的润滑油舱的要求进行布置。
8.1.3.5 设置的隔离空舱应适当通风。
8.1.3.6 如果燃油舱必须设置在机舱处所之内或与之毗邻，则其布置应避免底部直接暴露在外，
以防止万一在机舱室发生火灾时导致油舱温度迅速升高。
8.1.3.7 由于稳性要求而设置的， 并且两边受到相等压力的纵向水密舱壁， 其结构尺寸可按对一
般水密舱壁的要求选取， 但此深舱应设有膨胀或深舱口。
8.1.3.8 当舱内液体的密度大于水时， 则其设计水压头的计算应计及该液体的密度。
8.1.3.9 所有深舱的布置， 连同这些舱的拟定用途以及空气和溢流管的高度， 都应清晰地表示在
送审图纸上。
8.1.3.10 深舱的试验应按有关规范要求进行。
2-57