深海平台完整稳性计算书

1、目录1. 主要参数.22. 定义.23. 计算依据.24. 主要使用说明.25. 重量重心估算.36. 风倾力矩计算.47. 进水点以及进水角.108. 基本载况稳性总结表.109. 静水力表.1010. 复原力矩计算.1111. 稳性校核.1212. 横摇周期和横摇角.16 1.主要参数 设计最大吃水 .11.32 m 最大排水量 .198 t 整体抗风能力 .14 级 六边形边长.9 m 2.定义 1、单位定义 长度单位：米m 重量单位：吨t 角度单位：度deg 2、坐标轴定义 X轴：向右为正； Y轴：向首为正； Z轴：向上为正； 纵倾：向Y方向的倾斜； 横倾

2、：向X方向的倾斜； 本计算书中的坐标定义见上图。以最底层垂荡板底面为基平面，以图中的Y轴为KL线。3.计算依据： 本平台由潜入水中的浮筒、立柱下部、两层垂荡板以及撑杆提供浮力，立柱上部露出水面，为半潜状态。计算书参照中国船级社海上移动平台入级规范（2016）中对柱稳式平台的相关要求对本平台的稳性进行校核。本计算书中的坐标系定义见上图。本平台结构几乎对称，结构剖面关于X轴的惯性矩比Y轴略大，X方向受风面积大。因此，Y轴方向的稳性较好。基于以上结论，本计算书对X轴方向的稳性进行校核。 4.主要使用说明 1) 本计算书对本平台的作业工况及空载载况（吃水11.24m及10.99m）的稳性进行

3、校核，实际运营时出现吃水超出此作业工况，则应重新核算稳性，确保运营中的安全。5. 重量重心估算 5.1结构重量：序号项目重量（t）高度（m）垂向矩（t*m）1压载100.00 -0.75 -75.00 2立柱与浮筒95.00 10.76 1022.20 312根垂向小立柱10.00 2.01 20.10 412根斜向小立柱9.55 5.62 53.67 5基平面垂荡板20.00 0.01 0.20 64m高处垂荡板20.00 4.02 80.40 7甲板40.00 18.02 720.80 8甲板室10.03 19.21 192.68 9登乘平台1.82 16.46 29.96 10合计306

4、.40 6.67 2045.00 5.2平台重量：序号项目重量（t）高度（m）垂向矩（t*m）1 光发电设备1.50 19.21 28.82 2 储能设备1.50 19.21 28.82 3 投饵装备1.50 19.21 28.82 4 吊机1.00 19.21 19.21 5 监控设备1.50 19.21 28.82 6 通讯设备1.50 19.21 28.82 7 舾装1.55 18.56 28.77 8 轨道2.00 18.66 37.32 9 结构重量306.40 6.67 2045.00 10 合计318.45 7.14 2274.37 5.3作业工况(满载)重量：序号项目重量（t）

5、高度（m）垂向矩（t*m）1平台重量318.45 7.14 2274.37 2备品0.60 19.21 7.25 3人员0.95 19.21 10.40 4饲料20.00 19.21 217.50 5合计340.00 7.38 2509.52 5.4 作业工况(空载)重量：序号项目重量（t）高度（m）垂向矩（t*m）1平台重量318.45 7.14 2273.73 2备品0.06 19.21 1.15 3人员0.95 19.21 18.25 4饲料2.00 19.21 38.42 5合计321.46 7.25 2331.56 6.风倾力矩计算 6.1 风力 根据海上移动平台入级规范（

6、以下简称规范）第2篇第2.2.2.1节， 作用于构件上的风力按下式计算：F=ChCSSP KN 式中：P风压，kPa； S平台正浮或倾斜状态时，受风构件的正投影面积，单位m2； Ch受风构件高度系数，可根据构件高度系数由表2.2.2.1（a) 选取，本平台构件在海平面以上高度小于15.3m，Ch取1； CS受风构件形状系数，可根据构件形状由表2.2.2.1（b）选 取，查该表后得本平台各构件的形状系数取值如下：立柱主甲板下表面甲板室桅杆栏杆梯架主甲板端部板登乘平台0.40 1.00 0.40 0.40 1.30 1.30 1.30 6.2计算风压 根据第2篇规范第2.2.1.2节，风压按下式计

7、算： P=0.613×10-3V2 kPa V为设计风速，本平台稳性校核的设计风速为51.5m/s； 带入风速值得：P=1.63 kPa 6.3受风构件的正投影面积 对任意一个横倾角，垂向受风构件的正投影面积为其侧投影面积乘以该倾 角的余弦值，甲板下表面的受风正投影面积为甲板面积乘以该倾角的正弦 值。 任意横倾角条件下受风构件的正投影面积S 构件 横倾角立柱主甲板下表面甲板室主甲板端部板桅杆栏杆梯架登乘平台0°230020.711.523.084.6610°226.5145.1120.3911.331.973.034.535.9120°216.

8、1388.8619.4510.811.882.894.325.6430°199.19129.9117.939.961.732.673.985.240°176.1916715.868.811.532.363.524.650°147.84199.0213.317.391.291.982.963.8655°131.92212.1611.886.61.151.772.643.44 6.4 受风构件的受风面积形心 对任意一个横倾角，受风构件的正投影面积形心距水面高度为正浮时的面 积形心高度乘以该倾角的余弦值。 任意横倾角时受风构件的正投影面积形心距水面高度h： 构

9、件 横倾角立柱主甲板下表面甲板室主甲板端部板桅杆栏杆梯架登乘平台0° 3.39 6.78 8.03 6.59 10.99 7.19 2.64 5.22 10°3.34 6.68 7.91 6.49 10.82 7.08 2.60 5.14 20°3.19 6.37 7.55 6.19 10.33 6.76 2.48 4.91 30°2.94 5.87 6.95 5.71 9.52 6.23 2.29 4.52 40°2.60 5.19 6.15 5.05 8.42 5.51 2.02 4.00 50°2.18 4.36 5.16 4.

10、24 7.06 4.62 1.70 3.36 55°1.94 3.89 4.61 3.78 6.30 4.12 1.51 2.99 6.5 风倾力矩计算 根据规范第3篇第2.2.1.4节，风倾力矩M 按下式计算：Mq =FZkN*m 式中：F计算风力，kN； Z计算风力作用力臂,对每个构件该力臂值为4.4节中计算的高 度h； 6.5.1 横倾0°时的风倾力矩计算 构件 参数立柱主甲板下表面甲板室主甲板端部板桅杆栏杆梯架登乘平台Ch1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 Cs0.40 1.00 0

11、.40 1.00 1.30 1.30 1.30 1.00 S (m2)230.00 0.00 20.70 11.50 2.00 3.08 4.60 6.00 P(kPa)1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 F=ChCsSP（KN）149.96 0.00 13.50 18.75 4.24 6.53 9.75 9.78 h(m)3.39 6.78 8.03 6.59 10.99 7.19 2.64 5.22 Mq=Fh(kN*m)508.36 0.00 108.38 123.53 46.58 46.93 25.73 51.05 Mq合计910.

12、56 6.5.2 横倾10°时的风倾力矩计算 构件 参数立柱主甲板下表面甲板室主甲板端部板桅杆栏杆梯架登乘平台Ch1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 Cs0.40 1.00 0.40 1.00 1.30 1.30 1.30 1.00 S (m 2)226.5145.1120.3911.331.973.034.535.91P(kPa)1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 F= ChCsSP(KN)147.68 73.53 13.29 18.47 4.17 6.4

13、2 9.60 9.63 h(m)3.34 6.68 7.91 6.49 10.82 7.08 2.60 5.14 Mq=Fh(kN*m)493.27 491.18 105.16 119.86 45.17 45.46 24.96 49.52 Mq合计1374.55 6.5.3 横倾20°时的风倾力矩计算 构件 参数立柱主甲板下表面甲板室主甲板端部板桅杆栏杆梯架登乘平台Ch1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 Cs0.40 1.00 0.40 1.00 1.30 1.30 1.30 1.00 S (m 2)216.1

14、388.8619.4510.811.882.894.325.64P(kPa)1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 F= ChCsSP(KN)140.92 144.84 12.68 17.62 3.98 6.12 9.15 9.19 h(m)3.19 6.37 7.55 6.19 10.33 6.76 2.48 4.91 Mq=Fh(kN*m)449.52 922.64 95.74 109.07 41.15 41.40 22.70 45.14 Mq合计1727.37 6.5.4 横倾30°时的风倾力矩计算 构件 参数立柱主甲

15、板下表面甲板室主甲板端部板桅杆栏杆梯架登乘平台Ch1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 Cs0.40 1.00 0.40 1.00 1.30 1.30 1.30 1.00 S (m 2)199.19129.9117.939.961.732.673.985.2P(kPa)1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 F= ChCsSP(KN)129.87 211.75 11.69 16.23 3.67 5.66 8.43 8.48 h(m)2.94 5.87 6.95 5.71 9.52 6

16、.23 2.29 4.52 Mq=Fh(kN*m)381.82 1242.99 81.25 92.70 34.90 35.25 19.31 38.31 Mq合计1926.54 6.5.5横倾40°时的风倾力矩计算 构件 参数立柱主甲板下表面甲板室主甲板端部板桅杆栏杆梯架登乘平台Ch1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 Cs0.40 1.00 0.40 1.00 1.30 1.30 1.30 1.00 S (m 2)176.1916715.868.811.532.363.524.6P(kPa)1.63 1.63 1.63 1

17、.63 1.63 1.63 1.63 1.63 F= ChCsSP(KN)114.88 272.21 10.34 14.36 3.24 5.00 7.46 7.50 h(m)2.60 5.19 6.15 5.05 8.42 5.51 2.02 4.00 Mq=Fh(kN*m)298.68 1412.77 63.60 72.52 27.30 27.55 15.07 29.99 Mq合计1947.47 6.5.6横倾50°时的风倾力矩计算 构件 参数立柱主甲板下表面甲板室主甲板端部板桅杆栏杆梯架登乘平台Ch1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1

18、.00 Cs0.40 1.00 0.40 1.00 1.30 1.30 1.30 1.00 S (m 2)147.84199.0213.317.391.291.982.963.86P(kPa)1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 F=ChCsSP(KN)96.39 324.40 8.68 12.05 2.73 4.20 6.27 6.29 h(m)2.18 4.36 5.16 4.24 7.06 4.62 1.70 3.36 Mq=Fh(kN*m)210.13 1414.40 44.78 51.07 19.30 19.38 10.6

19、6 21.14 Mq合计1790.87 6.5.7横倾55°时的风倾力矩计算 构件 参数立柱主甲板下表面甲板室主甲板端部板桅杆栏杆梯架登乘平台Ch1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 Cs0.40 1.00 0.40 1.00 1.30 1.30 1.30 1.00 S (m 2)131.92212.1611.886.61.151.772.643.44P(kPa)1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 1.63 F= ChCsSP(KN)86.01 345.82 7.75 10.76

20、 2.44 3.75 5.59 5.61 h(m)1.94 3.89 4.61 3.78 6.30 4.12 1.51 2.99 Mq=Fh(kN*m)166.86 1345.24 35.71 40.67 15.35 15.45 8.45 16.77 Mq合计1644.50 6.6空载时的风倾力矩计算与上述计算方法类似，这里不再累赘，以下直接给 出计算结果横倾角0°10°20°30°40°50°55°风倾力矩Mq(kN*m)957.921435.971784.121906.411731.961292.02863.2 7.进水

21、点以及进水角 本平台没有完整稳性校核中会导致计入浮力的舱室进水的进水点。本计算 书中校核的横倾角范围为0°至55°。 8.基本载况稳性总结表序号项目单位规范要求值作业工况（满载）作业工况（空载）1.00 排水量t340 321.46 2.00 重心离基线高度 KGm7.91 7.25 3.00 平均吃水 dm11.24 10.99 4.00 经自由液面修正后的初稳性高度m0.15 6.67 9.94 5.00 复原力矩曲线下的面积超出凤倾力矩的面积 m20.30 168% 217% 9.静水力表 纵倾0°，横倾0°吃水（m）10.99

22、11.0111.0311.0511.0711.0911.11排水量（t）321.45323.09324.74326.35327.93329.49331.01湿表面积（m2）1247.681250.381253.111255.851258.581261.311264.04水线面面积（m2）82.6281.1279.5678.0176.4774.9473.41浮心距基线高度（m）8.178.1848.1998.2138.2278.248.253横稳心距基线高度KMt（m）17.19117.00216.80816.61816.43116.24816.068 纵倾0°，横倾0°吃水

23、（m）11.1311.1511.1711.1911.2111.2311.25排水量（t）332.5333.95335.36336.72338.04339.31340.55湿表面积（m2）1266.771269.851273.121276.41279.691282.981286.26水线面面积（m2）71.969.8967.6465.3863.1360.8858.66浮心距基线高度（m）8.2668.2798.2918.3028.3148.3258.335横稳心距基线高度KMt（m）15.89115.66715.42115.17714.93614.69814.466 10.复原力矩计算 10.1

24、 作业工况(满载)复原力矩计算 排水量：340t 吃水 D：11.24m 重心高 KG ：7.91m横倾角（°）0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 复原力矩（kN*m）Mf=9.81*GZ01265.12 2365.47 3483.83 4604.52 5701.20 6716.16 横倾角（°）35.00 40.00 45.00 50.00 55.00 复原力矩（kN*m）Mf=9.81*GZ7548.68 8220.43 8212.09 8104.69 7929.25 10.2 作业工况(空载)复原力矩计算 排水量：321.46t 吃水 D：10.99m 重心高 KG ：7.25m横倾角（°）0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 复原力矩（kN*m）Mf=9.81*GZ02199.03 3552.87 4813.65 5966.70 7186.79 8609.33 横倾角（°）3540455055复原力矩（kN*m）Mf=9.81*GZ9621.96 10552.54 10842.05 10726.98 10520.19 11.稳性校核11.1 作业工况(满载) 根据规范