新型海洋平台组合结构连接节点设计与试验研究
发布时间：2022-04-27 20:24
21世纪是人类走向海洋的世纪,海洋经济已经成为世界经济发展的新增长点。在全球能源紧缺的大环境下,我国综合国力和经济水平不断提升的同时,带来的是对油气能源的极大需求。海洋平台作为海上油气勘探开采和海洋科学研究的重要基础设施,在我国蓝色海洋战略计划中承担着重要的角色。不锈钢管中管钢管混凝土组合海洋平台是一种新型海洋平台结构形式,平台上、下组块的连接节点既是结构设计的重点也是施工组装的关键。为保证新型平台上、下组块连接节点的承载能力和可靠性,本文提出了3种新型节点连接形式并着重探讨了其在轴压条件下的受力机理和工作性能。主要研究工作如下:1.为解决新型海洋平台桩腿截面形式改变后,下部组合结构桩腿与上部钢管之间非等径异截面的连接问题,在JZ20-2海洋平台的基础上,设计了过渡件节点、隔板加劲肋节点和法兰节点三种新型节点型式。2.设计制作了缩尺比例为1:4的节点缩尺模型,通过材性试验和节点轴压试验,详细分析各个节点的塑性发展、破坏模式、承载能力、轴压刚度和荷载-应变曲线。为新型节点连接的可靠性提供了参考。3.利用有限元软件ABAQUS对节点的试验模型进行了数值模拟,细致分析了节点的屈服顺序和变形原...
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 导管架海洋平台
1.2.2 新型不锈钢管中管钢管混凝土海洋平台组合结构体系
1.2.3 海洋平台节点的安装
1.3 本文选题意义及课题来源
1.3.1 本文选题意义
1.3.2 本文课题来源
1.4 本文主要研究内容
第2章 新型海洋平台组合结构连接节点研究与设计
2.1 引言
2.2 不锈钢管中管钢管混凝土的研究
2.3 钢管混凝土节点的研究
2.3.1 钢管相贯节点的研究
2.3.2 钢管混凝土相贯节点的研究
2.3.3 钢管混凝土法兰节点的研究
2.4 国内相关规范研究
2.5 新型组合海洋平台节点设计
2.6 本章小结
第3章 新型不锈钢管中管钢管混凝土-钢管连接节点轴压性能试验
3.1 引言
3.2 试验概况
3.2.1 试验目的及测试内容
3.2.2 材性试验
3.2.3 材料焊接性能试验
3.2.4 节点试件制作
3.2.5 节点测点布置
3.2.6 试验装置及加载方案
3.3 试验过程及现象
3.3.1 过渡件节点
3.3.2 隔板加劲肋节点
3.3.3 法兰节点
3.4 试验结果分析
3.4.1 屈服准则
3.4.2 等效应变
3.4.3 荷载-应变分析
3.4.4 节点轴压刚度分析
3.5 本章小结
第4章 新型不锈钢管中管钢管混凝土-钢管连接节点有限元分析
4.1 引言
4.2 ABAQUS概述
4.3 节点有限元建模
4.3.1 材料本构模型
4.3.2 单元选取和网格划分
4.3.3 定义相互作用
4.3.4 边界条件和加载方式
4.3.5 求解方式
4.4 有限元与试验结果对比分析
4.4.1 破坏模式分析
4.4.2 应力分析
4.4.3 承载力对比分析
4.4.4 挠度分析
4.5 本章小结
第5章 新型不锈钢管中管钢管混凝土-钢管连接节点参数分析及优化
5.1 引言
5.2 足尺节点有限元建模方法
5.3 过渡件节点参数分析及优化设计
5.3.1 锥形过渡件斜率的影响
5.3.2 过渡件优化节点
5.4 隔板加劲肋节点参数分析及优化设计
5.4.1 隔板厚度的影响
5.4.2 加劲肋个数的影响
5.4.3 加劲肋厚度的影响
5.4.4 加劲肋高度的影响
5.4.5 混凝土强度的影响
5.4.6 隔板加劲肋优化节点
5.5 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间论文发表及科研情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型铝合金管混凝土组合海洋平台抗震性能分析[J]. 张纪刚,刘菲菲,刘康利. 结构工程师. 2018(S1)
[2]海洋腐蚀防护的现状与未来[J]. 侯保荣,张盾,王鹏. 中国科学院院刊. 2016(12)
[3]中空夹层钢管混凝土刚性双层法兰受弯性能试验研究[J]. 陈哲,邢月龙,郭勇,陈勇,王激扬. 钢结构. 2015(07)
[4]我国海洋资源开发利用现状及趋势[J]. 郑苗壮,刘岩,李明杰,丘君. 海洋开发与管理. 2013(12)
[5]Q690钢管塔柔性法兰极限承载力试验研究及有限元分析[J]. 汪楚清,郭咏华,孙清,张斌. 工程力学. 2013(03)
[6]基于摇摆墙体系的新型海洋平台振动控制研究[J]. 张纪刚,禚焕雯,江志伟. 土木工程学报. 2012(S2)
[7]导管架平台在地震荷载作用下响应分析[J]. 李金凤,钟华林. 中国水运(下半月). 2012(05)
[8]ABAQUS损伤塑性模型损伤因子计算方法研究[J]. 曹明. 交通标准化. 2012(02)
[9]主管灌混凝土平面X形圆钢管节点受压承载力试验研究[J]. 陈誉,张钻湖. 建筑结构学报. 2012(01)
[10]支管灌混凝土平面X形圆钢管节点轴压性能试验研究[J]. 陈誉,张钻湖. 建筑结构学报. 2012(01)
博士论文
[1]抗冰平台结构的性能设计分析与验证研究[D]. 王胜永.大连理工大学 2013
[2]钢管混凝土斜交网格相贯节点受压性能研究[D]. 黄超.华南理工大学 2010
[3]导管架海洋平台冰激振动控制的实验研究[D]. 张力.大连理工大学 2008
[4]钢管混凝土局部受压时的工作机理研究[D]. 刘威.福州大学 2005
硕士论文
[1]海洋平台—摇摆柱结构体系抗冰设计方法研究[D]. 陶雪.青岛理工大学 2018
[2]不锈钢—混凝土—钢管组合柱力学性能的试验研究与理论分析[D]. 温晓飞.太原理工大学 2017
[3]碳钢与不锈钢在海洋环境中的电偶腐蚀问题研究[D]. 杨飞.大连理工大学 2017
[4]海洋平台摇摆柱结构施加扇形铅粘弹性阻尼器的减振性能试验研究[D]. 韩永力.青岛理工大学 2016
[5]基于海洋平台—双摇摆柱结构体系的抗冰抗震弹塑性分析[D]. 魏震.青岛理工大学 2016
[6]新型海洋平台抗振构造措施及抗振抗倒塌分析研究[D]. 孙海超.青岛理工大学 2016
[7]钢管混凝土Y型斜柱转换节点设计研究[D]. 海啸.华南理工大学 2016
[8]基于摇摆柱的海洋平台结构体系振动控制理论与试验研究[D]. 苏锐.青岛理工大学 2015
[9]海洋平台原型监测与系泊结构模态分析[D]. 王志豪.大连理工大学 2015
[10]不锈钢管—混凝土—钢管中空夹层组合结构抗弯力学性能研究[D]. 曹明.太原理工大学 2015
本文编号：3649114
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 导管架海洋平台
1.2.2 新型不锈钢管中管钢管混凝土海洋平台组合结构体系
1.2.3 海洋平台节点的安装
1.3 本文选题意义及课题来源
1.3.1 本文选题意义
1.3.2 本文课题来源
1.4 本文主要研究内容
第2章 新型海洋平台组合结构连接节点研究与设计
2.1 引言
2.2 不锈钢管中管钢管混凝土的研究
2.3 钢管混凝土节点的研究
2.3.1 钢管相贯节点的研究
2.3.2 钢管混凝土相贯节点的研究
2.3.3 钢管混凝土法兰节点的研究
2.4 国内相关规范研究
2.5 新型组合海洋平台节点设计
2.6 本章小结
第3章 新型不锈钢管中管钢管混凝土-钢管连接节点轴压性能试验
3.1 引言
3.2 试验概况
3.2.1 试验目的及测试内容
3.2.2 材性试验
3.2.3 材料焊接性能试验
3.2.4 节点试件制作
3.2.5 节点测点布置
3.2.6 试验装置及加载方案
3.3 试验过程及现象
3.3.1 过渡件节点
3.3.2 隔板加劲肋节点
3.3.3 法兰节点
3.4 试验结果分析
3.4.1 屈服准则
3.4.2 等效应变
3.4.3 荷载-应变分析
3.4.4 节点轴压刚度分析
3.5 本章小结
第4章 新型不锈钢管中管钢管混凝土-钢管连接节点有限元分析
4.1 引言
4.2 ABAQUS概述
4.3 节点有限元建模
4.3.1 材料本构模型
4.3.2 单元选取和网格划分
4.3.3 定义相互作用
4.3.4 边界条件和加载方式
4.3.5 求解方式
4.4 有限元与试验结果对比分析
4.4.1 破坏模式分析
4.4.2 应力分析
4.4.3 承载力对比分析
4.4.4 挠度分析
4.5 本章小结
第5章 新型不锈钢管中管钢管混凝土-钢管连接节点参数分析及优化
5.1 引言
5.2 足尺节点有限元建模方法
5.3 过渡件节点参数分析及优化设计
5.3.1 锥形过渡件斜率的影响
5.3.2 过渡件优化节点
5.4 隔板加劲肋节点参数分析及优化设计
5.4.1 隔板厚度的影响
5.4.2 加劲肋个数的影响
5.4.3 加劲肋厚度的影响
5.4.4 加劲肋高度的影响
5.4.5 混凝土强度的影响
5.4.6 隔板加劲肋优化节点
5.5 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间论文发表及科研情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型铝合金管混凝土组合海洋平台抗震性能分析[J]. 张纪刚,刘菲菲,刘康利. 结构工程师. 2018(S1)
[2]海洋腐蚀防护的现状与未来[J]. 侯保荣,张盾,王鹏. 中国科学院院刊. 2016(12)
[3]中空夹层钢管混凝土刚性双层法兰受弯性能试验研究[J]. 陈哲,邢月龙,郭勇,陈勇,王激扬. 钢结构. 2015(07)
[4]我国海洋资源开发利用现状及趋势[J]. 郑苗壮,刘岩,李明杰,丘君. 海洋开发与管理. 2013(12)
[5]Q690钢管塔柔性法兰极限承载力试验研究及有限元分析[J]. 汪楚清,郭咏华,孙清,张斌. 工程力学. 2013(03)
[6]基于摇摆墙体系的新型海洋平台振动控制研究[J]. 张纪刚,禚焕雯,江志伟. 土木工程学报. 2012(S2)
[7]导管架平台在地震荷载作用下响应分析[J]. 李金凤,钟华林. 中国水运(下半月). 2012(05)
[8]ABAQUS损伤塑性模型损伤因子计算方法研究[J]. 曹明. 交通标准化. 2012(02)
[9]主管灌混凝土平面X形圆钢管节点受压承载力试验研究[J]. 陈誉,张钻湖. 建筑结构学报. 2012(01)
[10]支管灌混凝土平面X形圆钢管节点轴压性能试验研究[J]. 陈誉,张钻湖. 建筑结构学报. 2012(01)
博士论文
[1]抗冰平台结构的性能设计分析与验证研究[D]. 王胜永.大连理工大学 2013
[2]钢管混凝土斜交网格相贯节点受压性能研究[D]. 黄超.华南理工大学 2010
[3]导管架海洋平台冰激振动控制的实验研究[D]. 张力.大连理工大学 2008
[4]钢管混凝土局部受压时的工作机理研究[D]. 刘威.福州大学 2005
硕士论文
[1]海洋平台—摇摆柱结构体系抗冰设计方法研究[D]. 陶雪.青岛理工大学 2018
[2]不锈钢—混凝土—钢管组合柱力学性能的试验研究与理论分析[D]. 温晓飞.太原理工大学 2017
[3]碳钢与不锈钢在海洋环境中的电偶腐蚀问题研究[D]. 杨飞.大连理工大学 2017
[4]海洋平台摇摆柱结构施加扇形铅粘弹性阻尼器的减振性能试验研究[D]. 韩永力.青岛理工大学 2016
[5]基于海洋平台—双摇摆柱结构体系的抗冰抗震弹塑性分析[D]. 魏震.青岛理工大学 2016
[6]新型海洋平台抗振构造措施及抗振抗倒塌分析研究[D]. 孙海超.青岛理工大学 2016
[7]钢管混凝土Y型斜柱转换节点设计研究[D]. 海啸.华南理工大学 2016
[8]基于摇摆柱的海洋平台结构体系振动控制理论与试验研究[D]. 苏锐.青岛理工大学 2015
[9]海洋平台原型监测与系泊结构模态分析[D]. 王志豪.大连理工大学 2015
[10]不锈钢管—混凝土—钢管中空夹层组合结构抗弯力学性能研究[D]. 曹明.太原理工大学 2015
本文编号：3649114
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/chuanbolw/3649114.html
