為保證海上升壓站工程質(zhì)量合格,必須對(duì)平臺(tái)樁和柱腿連接處進(jìn)行強(qiáng)度校核。對(duì)海上升壓站平臺(tái)樁和上部結(jié)構(gòu)柱腿連接處進(jìn)行有限元建模,采用Solid 187實(shí)體單元?jiǎng)澐志W(wǎng)格,引入帶轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的虛質(zhì)量Mass 21單元,考慮風(fēng)、浪、流荷載施加極端荷載組合工況等步驟,然后進(jìn)行計(jì)算與分析,以實(shí)現(xiàn)對(duì)柱腿連接處的強(qiáng)度校核。經(jīng)項(xiàng)目驗(yàn)證,基于有限元方法進(jìn)行的考慮多樁柱多工況的柱腿連接處強(qiáng)度校核計(jì)算結(jié)果滿足使用條件,并且能夠有效解決實(shí)體模型上集中荷載的施加問(wèn)題。 

【文章來(lái)源】：中國(guó)海洋平臺(tái). 2020,35(04)

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

海上升壓站平臺(tái)三維模型

依據(jù)文獻(xiàn)[6]建立樁柱連接局部結(jié)構(gòu)三維實(shí)體有限元模型。海上升壓站基礎(chǔ)采用4腿斜樁式導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)，4根斜樁在全局坐標(biāo)系下的偏轉(zhuǎn)角度不同，因此分別建立4根斜樁對(duì)應(yīng)位置處的樁柱連接局部模型，如圖2所示。有限元模型采用Solid 187實(shí)體單元?jiǎng)澐志W(wǎng)格，該單元是帶中間節(jié)點(diǎn)的高階三維10節(jié)點(diǎn)四面體單元，對(duì)于難以劃分出六面體單元（如Solid 45和Solid 185）的復(fù)雜模型，在網(wǎng)格劃分和計(jì)算精度方面有較明顯的優(yōu)勢(shì)。另外，在ANSYS有限元軟件中，實(shí)體模型上集中荷載的施加非常關(guān)鍵。實(shí)體模型經(jīng)過(guò)網(wǎng)格細(xì)分后，若將集中荷載（軸力、剪力、彎矩、扭矩）直接施加在梁中性軸所對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)上，一方面會(huì)導(dǎo)致集中荷載施加位置處的節(jié)點(diǎn)應(yīng)力集中，另一方面會(huì)導(dǎo)致整體剛度矩陣的不同，引起應(yīng)力奇異，均會(huì)影響結(jié)果的評(píng)定。針對(duì)上述問(wèn)題，同時(shí)考慮到圓管中性軸上沒(méi)有節(jié)點(diǎn)，引入帶轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的虛質(zhì)量Mass21單元，將其實(shí)常數(shù)設(shè)置為一個(gè)較小的數(shù)（通常取10-8），并利用CERIG命令剛化虛質(zhì)量與承載平面，最終將荷載施加至虛質(zhì)量單元上，進(jìn)而剛性傳遞到結(jié)構(gòu)上，完成圓管實(shí)體單元集中荷載的施加。

通過(guò)提取SACS計(jì)算得到的柱腿頂面處的節(jié)點(diǎn)反力，作為外部荷載施加至柱腿頂部端面，并約束模型中樁下端面所有節(jié)點(diǎn)的6個(gè)方向自由度。樁柱結(jié)構(gòu)網(wǎng)格、荷載施加和約束如圖3所示。2.5 荷載工況

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]海上風(fēng)電升壓站平臺(tái)總體設(shè)計(jì)探討[J]. 胡斌,羅振宇.  廣東造船. 2018(01)
[2]ANSYS軟件在油管強(qiáng)度分析和校核中的應(yīng)用[J]. 聶尊浩,黃宇,文冉.  石化技術(shù). 2017(10)
[3]海洋平臺(tái)管節(jié)點(diǎn)有限元分析中的若干問(wèn)題研究[J]. 譚開(kāi)忍,肖熙.  中國(guó)海洋平臺(tái). 2005(04)
[4]有限元分析軟件ANSYS在海洋工程中的應(yīng)用（續(xù)1） 第二講采用ANSYS程序的導(dǎo)管架平臺(tái)結(jié)構(gòu)有限元分析[J]. 楊樹(shù)耕,藤明清,孟昭瑛,任貴永.  中國(guó)海洋平臺(tái). 2000(05)
[5]有限元分析軟件ANSYS在海洋工程中的應(yīng)用[J]. 楊樹(shù)耕,孟昭瑛,任貴永.  中國(guó)海洋平臺(tái). 2000(02)

碩士論文
[1]海上風(fēng)電安裝船樁腿動(dòng)載緩沖研究與強(qiáng)度分析[D]. 湯晶.上海交通大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3486457