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第1章 绪论1

1.1海洋工程1

1.2近海工程2

1.3近海工程发展中的问题8

1.3.1海洋工程的发展8

1.3.2前沿课题9

第2章 海上油气田开发方式和生产系统11

2.1海上油气田开发内容和特点11

2.1.1海上油气开发内容11

2.1.2海上油气开发的工程特点11

2.2海上油气集输系统的组成及类型12

2.3海上油气田生产系统14

2.3.1固定式平台生产系统实例15

2.3.2浮式生产系统实例16

2.3.3水下生产系统实例16

第3章 导管架平台结构设计18

3.1设计依据18

3.1.1平台的设计依据18

3.1.2海洋环境资料19

3.1.3场地调查19

3.2导管架平台的组成和分类20

3.2.1导管架平台的组成20

3.2.2导管架平台分类22

3.2.3导管架的主要作用23

3.3平台结构尺度设计23

3.3.1支承结构的撑杆布置形式23

3.3.2平台结构主要尺度确定26

3.4平台方位的确定29

第4章 设计方法和荷载31

4.1平台结构的设计方法31

4.1.1平台设计的一般要求31

4.1.2近海工程的设计方法32

4.1.3近海工程的荷载和抗力系数法32

4.2荷载分类36

4.2.1使用荷载36

4.2.2施工荷载37

4.2.3环境荷载38

4.3风荷载38

4.3.1基本风压的计算公式39

4.3.2设计风速39

4.4波浪荷载40

4.4.1波浪理论40

4.4.2作用于孤立桩柱上的波浪力计算52

4.4.3波浪荷载计算步骤57

4.4.4波浪力计算的几个主要问题64

4.5海流荷载67

4.5.1海流荷载67

4.5.2Von Karman涡流69

4.6冰荷载70

4.6.1冰荷载对平台作用的主要形式70

4.6.2大面积冰原挤压直立桩柱时冰压力计算70

4.6.3流冰对桩柱的冲击荷载计算71

4.6.4关于冰荷载计算的几个问题72

4.6.5群桩冰压力计算73

4.7地震荷载75

4.7.1概述75

4.7.2近海平台抗震验算的原则和要求75

4.7.3地震惯性力计算75

4.7.4地震动水压力计算77

4.8导管架平台的荷载组合77

4.8.1平台结构构件的分类77

4.8.2荷载组合的原则78

4.8.3荷载组合78

第5章 桩基设计79

5.1桩基分类79

5.1.1按施工方法分类79

5.1.2按承载性状分类80

5.2单桩轴向承载力80

5.2.1单桩轴向受压承载力计算方法80

5.2.2单桩受拉极限承载力计算85

5.2.3开口钢桩的桩端土塞效应86

5.2.4单桩轴向抗压的工作性状87

5.3单桩横向承载力89

5.3.1桩的破坏性状和分类89

5.3.2弹性地基反力法91

5.3.3p-y曲线法96

5.3.4群桩效应与荷载分布103

5.3.5桩体设计104

第6章 平台结构动力反应分析112

6.1平台结构的动态特性及动力反应112

6.1.1单自由度系统的动力反应112

6.1.2多自由度系统动力反应122

6.1.3动力反应分析130

6.2平台结构随机反应134

6.2.1随机过程术语134

6.2.2随机变量基本特性136

6.2.3平台结构对随机输入的弹性反应140

6.3波浪作用下的平台结构随机反应计算142

6.3.1波浪统计与描述142

6.3.2波浪荷载149

6.3.3基础的模拟153

6.3.4反应分析153

第7章 平台结构分析和强度稳定计算159

7.1导管架平台结构分析159

7.2圆管构件设计161

7.2.1钢管材料和制造工艺161

7.2.2设计方法163

7.2.3计算原则164

7.3圆管构件强度计算165

7.3.1轴向应力165

7.3.2静水压力下轴心受力杆件的强度计算166

7.3.3剪应力166

7.4圆管构件稳定计算167

7.4.1无加筋圆管的几何参数167

7.4.2圆管构件的许用长细比168

7.4.3无加筋圆管构件在轴向压力作用下的稳定性168

7.4.4无加筋圆管构件在弯矩作用下的局部屈曲170

7.4.5轴向压力和弯矩联合作用的稳定性171

7.4.6静水压力作用下无加筋圆管构件的稳定性计算171

7.5圆锥过渡段强度和稳定计算173

7.5.1圆锥过渡段强度计算173

7.5.2圆锥过渡段稳定计算174

7.5.3无加筋圆锥和圆柱连接处强度校核174

7.6圆管构件强度与稳定校核算例175

第8章 管节点的设计与疲劳分析180

8.1管节点的形式与术语180

8.1.1简单管节点180

8.1.2管节点的有关术语182

8.1.3管节点的连接要求182

8.2管节点的应力分析183

8.2.1管节点应力分布183

8.2.2热点应力与应力集中系数184

8.3简单管节点的静力强度分析184

8.3.1冲剪应力法185

8.3.2名义荷载法187

8.4管节点静力强度设计188

8.4.1简单管节点静力强度设计方法188

8.4.2搭接管节点静力强度设计方法189

8.4.3非简单管节点静力强度设计方法190

8.4.4管节点设计构造要求190

8.5管节点疲劳分析191

8.5.1疲劳破坏的基本概念191

8.5.2影响疲劳强度的主要因素192

8.5.3S-N曲线193

8.6疲劳分析方法194

8.6.1简化分析方法194

8.6.2详细分析方法195

8.6.3断裂力学分析法195

8.7详细疲劳分析方法和应用196

8.7.1详细疲劳分析法196

8.7.2谱疲劳分析197

参考文献201