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