海洋工程环境学16

1海洋工程环境学DYNAMICSOFOCEANENVIRONMENT23.作用在小尺度构件上的波浪力3.5组合构件导架管平台桁架腿自升式平台33.作用在小尺度构件上的波浪力组合构件波浪力计算示例bb'D1D3D4D204#2#z=-h43.作用在小尺度构件上的波浪力•组合构件布置12342'2bxxbxx53.作用在小尺度构件上的波浪力•流场参数22mHgTuLchkdhGchkdkgthkd其中63.作用在小尺度构件上的波浪力•垂直构件(1#,2#)上的荷载22,,2,1coscos2sin4xidiimiimiimifCDuGkxtkxtCDuGkxtcoscoscossinsinsinsincoscossiniiiiiikxtkxtkxtkxtkxtkxt其中73.作用在小尺度构件上的波浪力•垂直构件上的荷载112122222coscoscossinsinsinbxxkxkxkxkxkxkx83.作用在小尺度构件上的波浪力•垂直构件上的荷载22,,2,1coscos1sinsin222coscos1sinsin221sincoscossin422ixidiimiimiimkbkbfCDGuttkbkbttkbkbCDGutt93.作用在小尺度构件上的波浪力•垂直构件上的荷载2kbbL20tTiDD,ddiCC,mmiCC103.作用在小尺度构件上的波浪力•垂直构件上的荷载22,1,22coscoscoscos222cossin42xxdmmmkbkbffCDGuttkbCDGut113.作用在小尺度构件上的波浪力•垂直构件上的荷载2bLcoscoscos022kbbL,1,220xxbLff123.作用在小尺度构件上的波浪力•倾斜构件(3#,4#)上的荷载FsFndsFndsFxdzdzdxds133.作用在小尺度构件上的波浪力•倾斜构件上的荷载cosxnfdzfds2124ndnnmnfCDvvCDv.cossinnnnvuwvvt.143.作用在小尺度构件上的波浪力•群桩效应按排或列布置的构件之间会产生相互作用，在平台设计中，应考虑构件的遮挡作用和相互干扰作用。前排桩对后一排桩有遮挡作用，可以减轻波浪对后排桩的作用；位于同一排的桩之间有干扰作用，从而增加波浪对桩柱的作用力。153.作用在小尺度构件上的波浪力•群桩效应群桩的遮挡和干扰作用主要和桩距l与桩径D之比和KC数有关。一般认为当l=4D时，遮挡作用和干扰作用可不考虑;当l4D时，应将波浪载荷乘以群桩系数K’。K’值应尽量由试验确定，当试验资料不足时，可参照下表选用16海洋工程环境学DYNAMICSOFOCEANENVIRONMENT173.作用在小尺度构件上的波浪力3.6非线性修正线性波作用下的波浪荷载取决于波浪作用下水质点的速度和加速度。线性波的条件为/0.1HL为考查非线性的影响，对H/L=0.1的荷载计算结果进行分析，以得到定量概念。为简化计算，考虑无限水深的情况。183.作用在小尺度构件上的波浪力3.6非线性修正•水质点水平速度修正sin2kzHgekxtcos2Hkxt22DkxDLL0.2DL193.作用在小尺度构件上的波浪力3.6非线性修正•水质点水平速度修正coscos22kzkzHgHuketetxzcos2coscos22HktkzHHuetetcos1.0t2max22HHkLHHuee在自由表面：在波峰处：203.作用在小尺度构件上的波浪力3.6非线性修正•水质点水平速度修正0.1HL1HLemax2LinearHumaxmaxmax1.37HNonlinearLinearLinearLuueu/0.1HL213.作用在小尺度构件上的波浪力3.6非线性修正•水质点水平速度修正当H/L足够大时，非线性的水平速度分量在自由表面波峰处为线性计算结果的1.37倍。223.作用在小尺度构件上的波浪力3.6非线性修正•水平力修正12xddFCDuudz只讨论阻力项的贡献。为简化计算，可采用三角形法积分，有：233.作用在小尺度构件上的波浪力3.6非线性修正•水平力修正maxmax2222maxmax11221122221122411221.87xdHHkkdkHdLinerLinearkHdxLiearFCDuuHHCDeeHCDeCDuueF243.作用在小尺度构件上的波浪力3.6非线性修正•水平力修正当H/L足够大时，非线性的水平力为线性计算结果的1.87倍。253.作用在小尺度构件上的波浪力3.6非线性修正•力矩修正xxdMFdeFdzdz12cos44LLHetL0.1HL4LinearLe263.作用在小尺度构件上的波浪力3.6非线性修正120.10.374NonlinearLinearLee2dL•力矩修正/0.1HL273.作用在小尺度构件上的波浪力3.6非线性修正0.374124121.121.872.09xNonlinearNonlinearNonlinearLinearxLinearLinearfLinearLineearLineardeFMMdeFLLcMLLMM•力矩修正283.作用在小尺度构件上的波浪力3.6非线性修正•力矩修正当H/L足够大时，非线性的力矩为线性计算结果的2.09倍。293.作用在小尺度构件上的波浪力3.6非线性修正•水平力修正linearlinearNonuuLinearlinearNonFFLinearlinearNonMM1.371.872.0930313.作用在小尺度构件上的波浪力3.7流的影响•阻力项修正12xdfCDuu1()()2dwcwcCDuuuuu:垂直于构件的水质点速度:波浪引起的水质点速度:水流引起的水质点速度wucu323.作用在小尺度构件上的波浪力3.8波浪理论的适用范围•