【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及油气生产平台，具体涉及一种板壳式机械甲板一体化结构设计方法。
技术介绍
1、我国海域存在大量储量小、分布广的边际油田，自安装生产平台由于其自安装能力，在此类油田开发过程中具备优势。自安装生产平台通常具有油气处理功能，将井口物流在自安装生产平台处理成合格油气进行外输。由于油气处理设施较多，仅利用平台主甲板难以容纳所有油气处理设施，因此通常需在主甲板上布置用于设备布置的机械甲板。
2、传统模块甲板通常采用工字钢作为甲板强梁框架，此种方法未将甲板面与甲板强梁框架完全焊接在一起，不能将甲板作为梁的带板考虑，对板材的利用率较低。
3、总之，板材的利用率较低，究其原因，是由于没有将甲板面与甲板强梁框架完全焊接在一起，实现针对自安装生产平台板壳式机械甲板一体化设计所导致。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种板壳式机械甲板一体化结构设计方法，用于解决由于没有将甲板面与甲板强梁框架完全焊接在一起，实现针对自安装生产平台板壳式机械甲板一体化设计所导致的板材的利用率较低的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术公开了一种板壳式机械甲板一体化结构设计方法，包括
4、步骤a：根据主船体强梁、舱壁位置和主甲板设备布置，确定支撑立柱位置；
5、步骤b：根据所述支撑立柱位置确定支撑立柱，在所述支撑立柱上确定机械甲板强梁位置；
6、步骤c：根据所述机械甲
7、步骤d：在相邻所述支撑立柱之间设置斜撑，形成甲板构件布置图；
8、步骤e：根据机械甲板设备的载荷和布置情况确定甲板载荷图，根据甲板载荷图对所述甲板构件布置图内的板材厚度、强梁、扶强材和支撑立柱的尺寸开展一体化设计，形成一体化设计的尺寸图；
9、步骤f：根据所述甲板构件布置图图的甲板构件布置和所述一体化设计的尺寸图的尺寸建立机械甲板有限元模型，通过构件尺寸迭代的方法，对所述机械甲板有限元模型施加拖航载荷、预压载荷和在位载荷，校对甲板构件屈服和屈服强度。
10、优选地，在所述步骤a中，所述支撑立柱的顶端向上延伸至二层甲板，且二层甲板的所述支撑立柱布置于主船体强梁和舱壁位置上，且所述支撑立柱针对主甲板设备布置，不与主甲板设备发生干涉。
11、优选地，所述扶强材的间距为0.5-0.6m。
12、优选地，所述步骤f包括以下步骤：
13、步骤f1：根据所述甲板构件布置图的甲板构件布置和所述一体化设计的尺寸图的尺寸建立机械甲板有限元模型，按照设备布置情况施加重量载荷，在支撑立柱的端部施加边界条件；
14、步骤f2：对机械甲板分别施加拖航载荷、预压载荷和在位载荷，根据有限元计算结果开展结构屈服强度校核、立柱屈曲校核和板壳屈曲校核；
15、步骤f3：当校核的结构屈服强度、立柱屈曲校核和板壳屈曲不符合要求时，对这些构件进行尺寸迭代调整，重复步骤f2，直至校核满足要求。
16、优选地，所述拖航载荷根据主船体拖航工况计算得出，以旋转加速度形式施加到机械甲板上；
17、所述预压载荷和在位载荷除考虑相应环境载荷外，还应传递对应船体变形作为机械甲板边界条件；
18、所述构件尺度迭代调整方法为调整板材板厚、扶强材和强梁调整截面模量；
19、所述板壳屈曲校核参考规范对板材、扶强材和强横梁的要求开展一体化校核。
20、第二方面，本专利技术公开了一种板壳式机械甲板一体化结构设计系统，包括：
21、第一单元，用于根据主船体强梁、舱壁位置和主甲板设备，确定支撑立柱位置；
22、第二单元，用于根据所述支撑立柱位置确定支撑立柱，在所述支撑立柱上确定机械甲板强梁位置；
23、第三单元，用于根据所述机械甲板强梁位置确定机械甲板强梁，在所述机械甲板强梁中间布置甲板扶强材；
24、第四单元，用于在相邻所述支撑立柱之间设置斜撑，形成甲板构件布置图；
25、第五单元，用于根据机械甲板设备的载荷和布置情况确定甲板载荷图，根据甲板载荷图对所述甲板构件布置图内的板材厚度、强梁、扶强材和支撑立柱的尺寸开展一体化设计，形成一体化设计的尺寸图；
26、第六单元，用于根据所述甲板构件布置图的甲板构件布置和所述一体化设计的尺寸图的尺寸建立机械甲板有限元模型，通过构件尺寸迭代的方法，对所述机械甲板有限元模型施加拖航载荷、预压载荷和在位载荷，校对甲板构件屈服和屈服强度。
27、第三方面，本专利技术公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。
28、第四方面，本专利技术公开了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的方法的步骤。
29、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
30、本专利技术公开了一种板壳式机械甲板一体化结构设计方法，针对板壳式机械甲板的结构特点，将甲板与骨材、强梁均完全整合在一起形成板壳式甲板，板材可以作为骨材和强梁校核的支撑带板考虑，可以有效降低对骨材和强梁的设计要求从而降低机械甲板重量，实现轻量化设计。本专利技术公开了一种板壳式机械甲板一体化结构设计方法，可以根据船体主尺度和主布置图开展板壳式机械甲板快速设计，确定机械甲板板厚，扶强材、强梁和支撑立柱的布置与尺寸。此外，本专利技术还具有以下优点：
31、(一)本专利技术提供的板壳式机械甲板一体化结构设计方法，在同时考虑规范对甲板构件结构要求和有限元计算结果，对整体结构开展一体化结构设计，设计结果安全可靠。
32、(二)本专利技术提供的板壳式机械甲板一体化结构设计方法，在结构设计过程中充分考虑相应平台设备布置和载荷分布，结构形式更具针对性。
33、(三)本专利技术提供的板壳式机械甲板一体化结构设计方法，通过控制尺度规划和有限元校核uc值，进行结构尺度迭代，从而实现机械甲板轻量化设计，节省建造钢材量。
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1.一种板壳式机械甲板一体化结构设计方法，其特征在于，包括
2.根据权利要求1所述的板壳式机械甲板一体化结构设计方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的板壳式机械甲板一体化结构设计方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的板壳式机械甲板一体化结构设计方法，其特征在于，所述步骤F包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的板壳式机械甲板一体化结构设计方法，其特征在于，
6.一种板壳式机械甲板一体化结构设计系统，其特征在于，包括：
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5任一所述的方法的步骤。
8.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-5任一所述的方法的步骤。
【技术特征摘要】
1.一种板壳式机械甲板一体化结构设计方法，其特征在于，包括
2.根据权利要求1所述的板壳式机械甲板一体化结构设计方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的板壳式机械甲板一体化结构设计方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的板壳式机械甲板一体化结构设计方法，其特征在于，所述步骤f包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的板壳式机械甲板一体化结构设计方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：白雪平，王炜华，李达，贾尚儒，沈晓鹏，苏云龙，易丛，宋春辉，马荣太，高一迪，李辉，
申请(专利权)人：中海石油中国有限公司，
类型：发明
国别省市：
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