DB21∕T 3564-2022 海上浮式渔业平台结构设计规范

2022-01-30发布2022-03-02实施辽宁省市场监督管理局发布本文件起草单位：大连理工大学、大连天正实业有限公司、大连海洋大学、大连水产规划设计研究院本文件起草人：毕春伟、赵云鹏、刘圣聪、陈昌平本文件发布实施后，任何单位和个人如有问题和意见建议，均可以通过来电和来函等方式进行反馈，我们将及时答复并认真处理，根据实际情况依法进行2海上浮式渔业平台结构设计规范本文件规定了海上浮式渔业平台的水文设计参数、荷载计算、平台结构设计、布局与锚泊设本文件适用于沿海水域浮式渔业平台的结构设计。下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文GB/T40749-2021海水重力式网箱设计技SC/T4067-2017浮式金属框架注：改写GB/T40749-2021,注：改写GB/T40749-2021,注：改写GB/T40749-2021,浮式渔业平台floatingfisherypl力张紧网衣，保持箱体形状，并通过锚泊系统固定在作业海域的，具有涉渔活动功能4水文设计参数4.1参数选取原则4.2设计风速应选取目标海区范围内可能出现的最大风速值，计算方法应按JTS145-44.3设计波浪应包括设计波高及相应的波浪周期，计算方法应按JTS145-2015中第6章的规定4.4设计流速应选取目标海区范围内可能出现的最大流速值，计算方法应按JTS145-2015中第11章的规定执行。4.5设计潮位——设计高水位应采用高潮累计频率10%的潮位或历时累积频率1%的5荷载计算平台荷载包括永久荷载和环境荷载，其中，永久荷载包括重力和浮力，环境荷载包括风载荷、组合形式和入射角度，对平台结构所受荷载进行矢量叠W=W1W2W3W4W5…………（1））；）；）；）；）；5.2.2浮力应包括浮架系统、网衣系统等所能提供的浮力，应按式（2）计算，且不小于重力的F——浮力，单位为牛（NF1——浮架系统浮力，单位为牛（N5.3环境荷载5.3.1风载荷作用于浮架系统和附属结构物构件上的风载荷应按式（3）计算，其中受风构件的形状系数宜按表1FF0.613CSAFu…………（3）FF——作用于构件上的风载荷，单位为牛（NAF——受风构件在垂直于风向上的投影面积，单位为平方米（m2表1受风构件的形状系数CS形状系数CS5.3.2.1小尺度构件上的波浪载荷6力系数宜取2.0，其他截面构件的水阻力系数和惯性力系数应参照规范选取或由物理FwFDFIwCdAwux'ux'wVCMu'Cmx''……（4）Fw——单位长度构件上的波浪载荷，单位为牛每米（N/mFD——单位长度构件上的水阻力，单位为牛每米（N/mFI——单位长度构件上的惯性力，单位为牛每米（N/mρw——海水密度，单位为千克每立方米（kg/m3Aw——单位长度构件在垂直于矢量（u-x’）方向上的投影面积，单位为平方米每米（m2/mCM——惯性力系数，CM=Cm+1；U——垂直于构件轴线的水质点速度分量，依据适用的波浪理论由设计波高及相应的波浪周期计算得u’——垂直于构件轴线的水质点加速度分量，单位为米每二次方秒（m/s2x’——垂直于构件轴线的单位长度构件速度分量，单位为米每秒（m/s5.3.2.2大尺度构件上的波浪载荷作用在浮架系统大尺度构件上的波浪载荷，应采用绕射理论对作用在物体湿表面行积分计算。描述流场的速度势函数应满足拉普拉斯方程，并满足物体表面、自由表面、海5.3.3海流载荷FcCdwuAc…………7Fc——作用于单位长度构件上的海流力，单位为牛每米(N/m);Ac——单位长度构件在垂直于海流方向上的投影面积，单位为平方米每米(m²/m);uc——设计流速，单位为米每秒(m/s)。5.3.4海冰载荷对于有海冰的海域，还应考虑作用在浮架系统上的海冰载荷，包括海冰引起的结构重力、浮力、风载荷、海浪载荷、海流载荷的变化，以及在海面风、波浪、海流驱动下运动的冰块对结构物的冲击、摩擦作6平台结构设计6.1型式选择依据平台功能和船舶靠泊需求，型式可选用圆形或矩形(图1);圆形平台的周长宜在40m~120m范围内，矩形平台的边长宜在10m~40m范围内。(a)圆形渔业平台(b)矩形渔业平台6.2结构设计6.2.1浮架系统6.2.1.1框架应依据荷载计算结果，进行框架设计；材料宜通过检验认证，规甲板强度应能满足平台承载要求；甲板高度应保证平台上接纳人员达到最大容量时，不会发生甲8锚碇应能提供足够的水平抗拉力和垂向抗拔力，形式和规格应根据目标海区的底质类型和荷载平台上附属结构物尺寸的设计应满足其功能需求，——应按最不利的荷载和荷载组合确定构件的设计——强度分析宜采用集中质量法、有限元法等——除强度要求外，应考虑网衣变形，确保渔业平台的养殖容积满足生产需——强度分析应包括锚绳、锚链、锚碇等结构在水中的σs——构件屈服强度，单位为兆帕（MPa）；对于平台结构中承压、承剪构件应按式（7）确定其许用临界屈曲[σcr]——构件许用临界屈曲应力，单位σcr——构件临界屈曲强度，单位为兆帕（MPa）；对于框架结构上承受交变荷载的区域，还应校核其疲劳强度；海上浮式渔业平台设计使用年限宜取为经荷载计算和验证，应对网衣系统结构进行强度校核，包括网线、纲绳在浸湿状态下的强度分锚绳的极限承载力值应按式（8）确定，以完整工况作为设计工况时，安全系数宜取2.47；以破σσm——锚绳断裂强力，单位为兆帕（MPa）；依据结构强度校核结果，对不满足强度要求或强度冗余度过高的结构构件进行重新——对于风浪较大的海域，宜采用单台布局的——对于风浪较小的海域，宜采用多台布局的——对于具有常浪向或常流向资料的海域，宜采用顺浪或顺流的布局形式。7.2锚泊设计单台渔业平台尺寸较小时宜采用四点锚泊的形式，尺寸较大时宜采用八点锚泊的形式，布局形式见图(a)单台圆形平台四点锚泊示意(b)单台矩形平台四点锚泊示意(d)单台矩形平台八点锚泊示意图2单台渔业平台布局形式两台渔业平台组合布局，平台尺寸较小时宜采用四点锚泊的形式，尺寸较大式，布局形式见图3;两台以上渔业平台组合应适当增加锚绳数量；在满足系泊力的前提下，相邻两根锚(a)两台圆形平台四点锚泊示意(c)两台圆形平台十二点锚泊示意图3两台渔业平台布局形式——易碰撞区域的结构设计应具有一定的冗余度，保证即使结构局部碰撞损坏也不会导致主体结构失8.1水动力指标——结构强度，包括浮架系统的应力、应变，网线张力，锚绳张力。该方法适用于分析渔业平台的刚性浮架系统、柔性网衣系统和锚泊系统，数值模型的——将结构离散为一系列的、由无质量的弹簧连接的集中质——通过求解各集中质量点的运动微分方程，可以获得各个质量点的位移，最终获得结构的运动和变——集中质量点的运动微分方程根据牛顿第二定律构建，利用龙格库塔法求解，可通过计算机语言编该方法适用于分析渔业平台的刚性、半刚性或柔性的浮架系统以及柔性的网衣系统和——以管单元为基本单元，