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GB／T 23511-2021 石油天然气工业 海洋结构的通用要求.pdf

极限状态设计抗力R。可以用公式表示，其中材料的强度和其他相关的量和特性（包括基本变量） 应按10.3中所述的设计值来确定。或者，构件或整体结构的设计抗力应直接根据其代表值R，和适当 的分项系数，来确定，如公式(3)所示。

设计程序不得精简到与可能达到的工艺标准和重要设计参数的知识不符的程度。

作用可根据来源、时间变化、作用位置和结构响应来分类。 为了方便对极限状态(ULS、ALS和SLS)的验证，作用可以分为以下四种类型： a）永久作用（见9.2）； b）可变作用（见9.3）； c）环境作用（见9.4)； d）偶然作用（见9.5）。 与FLS极限状态相关的作用属于重复作用（见9.6）。 根据结构响应的不同，作用可以被进一步划分为静力作用和动力作用（见A.9.1）

YS／T 727-2021 电容器外壳用铝及铝合金带材.pdf.2永久作用及其代表1

永久作用(G)一般贯穿给定的设计/评估工况，在大小、位置或方向等方面没有明显变化。 永久作用包括长期变化相对于平均值很小或达到某个极限值的作用。 永久作用一般包括：

围定压载物重量和长期封闭的水体重量（例如充

c）上部结构、固定设备和功能设备的重量，包括钻井、生产和出口设备，如立管，它们是永久性的， 或在很长一段时间内存在（例如钻井设备是可以移除的）； d）土壤压力引起的作用； 外部静水压力引起的作用； f 支撑/沉降引起的作用/变形； 名 间接作用，例如： ·预张紧的锚链； · 建造期间施加、锁定的变形； · 混凝土收缩引起的变形或焊接变形； · 预应力和装配问题引起的变形。 永久作用（G)的代表值，适用于所有设计/评估工况。如果作用由结构自重组成，则宜根据几何变 的设计值（见10.3.3)和材料的平均密度获得代表值作为名义值。 重量应根据重量和重心报告进行评估（见12.4.3）。适当考虑不确定性、可能增加的重量、重心位置 潜在变化以及规划的作业。

9.3操作作用及其代表值

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操作作用的加载模式适当考虑作用的空间差异，这会影响到甲板梁、上部结构支撑以及漂浮稳定 性等。

9.4环境作用及其代表值

9.5偶然作用及其代表值

作用的设计值应用于总设计作用效应的确认，总设计作用效应用于极限状态的验证，如8.4所示。 作用的设计值应由代表值（见8.2、9.1～9.5)乘以分项作用系数：确定，见公式（2）。 每种作用类型的分项作用系数取决于设计/评估工况、暴露等级，并考极限状态。分项作用系数 也可能取决于作用类型中包含的作用来源。例如，适用于实际限制为最大值的操作作用，其分项作用系 数可以与永久作用相同。 分项作用系数考虑： a）与作用相关的不确定性； b）作用建模中的不确定性

10.2.1相同作用类型的主要和辅助作用

在设计/评估工况下出现的不同动作类型的设计值，应在验证极限状态时加以组合。对于每种设 26

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计/评估工况，应将一种或多种动作类型指定为主要动作类型，将其他动作类型指定为辅助作用。 应将作用类型组合在一起，以使它们在所考虑的极限状态下对结构产生最不利的影响。操作设计/ 评估工况的组合应同时带有或不带有伴随的环境作用E。 对于临界极限状态（ULS)和偶然极限状态（ALS)，表1总结了四种主要设计/评估作用类型的通常 组合。

ULS和ALS设计/评估工况中组合的作用类

极限状态设计抗力R。应以下列公式表示：材料强度的设计值（见10.3.2），几何变量的设计值（见 10.3.3)和适当的建模不确定性（见10.3.4）。或者，可以使用公式（3)直接由其代表值R，和适当的分项 系数Y来确定组件或整个结构的设计抗力。

10.3.2包括土壤的材料设计值

材料特性的设计值fa由代表值f.通过公式（4)获得

公式（4）中的m需要考虑： a）与材料特性有关的不确定性； b）抗力建模的不确定性； c）几何变量的不确定性（如果没有按照10.3.3予以考虑）； d）结构和土壤基础中材料特性之间关系的不确定性，以及通过对控制标本进行测试而测得的关 系中的不确定性，例如，根据第11章，转换系数或功能的不确定性。 Y的值取决于材料性能，实际极限状态以及某 些材料的组件抗力公式，

D.3.3几何变量的设计

几何变量αd的设计值应使用公式(5)得出：

....... .·（5)

......... ....5)

如果几何变量的误差在指定的公差范围内，则影响很小，或者在分项抗力系数（r）内考虑到 ，则可以将Aα视为零。

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10.3.4分析模型中的不确定性

计算或分析模型中的不确定性通常由一个或多个分项系数来确定。第11章提供了有关 析的指南。

10.4操作和极端设计/评估工况的分项系数

10.5罕遇和偶然设计/评估工况的分项系数

在偶然和罕遇设计/评估工况下，所有作用类型的分项作用系数应取为1.0。这是由于用于确定主 要作用的代表值的超出级别的概率非常低。 对于所有暴露级别，关于罕遇水平和偶然作用的超出概率或重现期的信息均在7.2和TC67/SC7 编制的国际海上结构标准的相关文件中提供。在缺乏L2和L3暴露级别信息的情况下，L2和L3超出 概率大于L1的值可由操作人员确定，前提是通过现场特定校摊（包括可验证应用的操作限制）来证明 这些值是合理的。 除结构类型标准另有规定外，在偶然和罕遇设计/评估工况下，所有暴露级别的分项抗力系数均应 取为1.0。

10.6正常使用设计/评估工况的分项系数

正常使用设计/评估工况下，分项作用系数应取为1.0。 正常使用设计/评估工况下，材料和抗力的分项系数应取为1.0。 不同的正常使用极限状态可以使用不同的值（例如可接受的变形、加速度和裂纹宽度）来描述

10.7疲劳设计/评估验证的分项系数

10.8概率建模和分析

采用概率建模和分析方法，建立或校准了TC67/SC7《海上结构物国际标准》中给出的分项作用 分项抗力系数。以上系数已根据结构构件的相关试验数据和全尺寸海上荷载监测程序进行

校准。 如果有正当理由，可以使用与本条款或由TC67／SC7编制的《海上结构物国际标准》中规定系数 不同的分项系数。例如：使用特定场址的校准。应注意确保结构具有合适的可靠度，进一步的指导见 A.10.8

由TC67/SC7编制的《海上结构物国际标准》中的结构分析程序和计算方法通常是借助计算机辅 助工具、尺度模型试验或全尺寸原型试验完成，也可以采用以上几种方法的组合。 模型中使用的基本变量需要量化、验证和质量保证。分析计算和模型试验结果的偏差和不确定性 应进行评估，这些通常是指定或使用假设的函数，结构构造的新颖性，计算过程的复杂性，所使用的软件 或物理工具的验证和确认，以及作业者或分析者的专业知识和相关经验。 作业者应负责确保用于海洋结构物分析、设计、评估的模型应在结构生命周期的所有阶段进行维护 和更新。 设计、评估中使用的分析和模型见A.11

在结构完成 检查以确认结构没有损坏。应验证是否已按 要求和制造商建议安装并测试了所有安装辅助设备和附件。 安装后，应对结构进行重新检查，以确保关键特征符合设计规范

注：关键特征包括甲板标高、气隙、桩腿贯入深度、压载、船铺位置、管线长度和阴极保护

12.3在位检查、维护和修理

在位检查、维护和修理的要求应记录在结构完整性管理系统中。 最低限度地，应制定检查策略。 根据本文件和由TC67/SC7编制的《海上结构物国际标准》中实际结构类型的适当文件的规定 结构物的维护方式应确保其在总服役寿命期内能够安全地实现其预期功能用途。 宜对维护进行详细说明：明确其重要性和功能，了解构件的耐久性和结构的允余性、环境条件以及 抵抗外部作用的措施。 若条件允许，那些对结构稳定性和抗力至关重要的结构构件，应尽可能地便于检查

12.4记录和设计、施工文件

在设计和施工阶段，无其是在制造、组装、装船和安装阶段，平台在位检查和维护所需的数据应随表 项目的进展进行记录，并以适合永久性记录的形式进行存档。 表2中所列的文件和数据应适用于特定结构及其暴露等级。除非在项目批准的质量保证手册中另 有说明，否则应保留表2中引用的所有文件，并应在结构的总服役寿命期内视情况提供给新作业者。

注：M表示“最低要求”，R表示“推荐要求”。

在整个施工阶段，结构构件的完整性和设备适应性应在计算书中体现！ 计算书应：

a）涵盖结构、附件、临时工作、起重机、设备和索具； b）涵盖结构强度和稳定性； c）涵盖所有作用、应力和变形； d）参考适当的图纸和规范。 计算文件宜包含计算方法的来源，

12.4.3重量和重心报告

12.4.4图纸和规格书

在设计和施工阶段编制的图纸和规格书应包括以下内容： a）概念图； b）投标图纸和规格书； ） 设计图纸和规格书； d） 建造图纸和规格书； e） 施工图纸； f 安装图纸和规格书； g）完工图纸和规格书。 上述d)中，承包商应编制并提供制造程序和装配图，说明并显示结构装配的拟定方法和顺序。这 些程序和图纸应包括索具组件、索具配置、起重机起重能力和位置、临时辅助设备和结构附件。 上述e)中，施工图应包括所有施工细节，包括材料类型、切割、加工、节点细节、开孔、螺栓和与合同 图纸一致的配件号。 上述g）中，应编制准确反映结构完工状态的设计图纸和规格书。

如果现有海洋结构物与设计基础出现重大偏差，应进行合于使用评估，如： 超过设计允许的损坏或退化； 延长设计寿命； 人员配备水平的变化； 改造，原设计中未包含而要增加的上部模块设备、井槽或附属构件； 构件或基础抗力准则的变化； 设计环境准则的变化； 超过原设计的冲刷、冰蚀或沉陷； 一相关技术的变化。 注：设计依据可以是原设计依据，也可以是更新后并已达成共识的设计依据。 如果设计的某些方面不再符合设计基础，应根据更新的设计基础，评估确定结构及其部件是否适合 主剩余寿命内保持合适的结构完整性和性能。如果操作经验表明设计的可接受性存在不确定因素，则 应通过具体的评估并采取适当措施确定适用性，以保持可接受的性能标准。 如果环境设计参数发生变化，则应证明该结构物在所有极限状态下都是安全的。包括对作用参数

的现场校正、精确的环境作用联合分布和通过改 作程序而缓解环境作用等。 如果环境设计标准有变更，应证明该结构对于适用的极限状态有足够的可靠性。涉及作用参数的 现场校正、明确考虑环境作用联合分布或通过改变操作程序而缓解环境作用影响。如果能够证明在所 有相关设计/评估情况下（见7.4），对于暴露水平为L2和L3的结构在所有环境下能够生存，即不会发 生可能导致结构完整性完全丧失的故障，则降低部分环境作用分项系数是可以接受的

当无法确定原设计中使用的平合条件和作用仍然有效时，平合条件和作用应根据 进行评估时，宜采用建造过程中确认的物理参数（如重量、桩贯入深度、材料特性），替代原设计中 值。

13.2.2正常使用和操作要求

应对上部设备的作用包括质 并口或附属物进行审查和评估 重量及其重心的重大变化， 予以考虑

应根据现有的数据对原设计环境参数（见6.3），包括复核海洋气象、冰、地质变化、海床特性，分析的 范围在很大程度上取决于时间历程和原设计之后可用的其他数据。如果需要，重新评估时可增加或减 少这些参数。 数据可通过下列方法获取： a）现场实测； b）现场附近的实测； ）推演研究。

13.2.4试验、检测、维护和维修记录

应对结构使用寿命期内的测试、检验、维护和维修记录进行审查，通过评估查明结构是否存在需要 修复和调整的缺陷或退化趋势。当检验记录不充分或不完整时，适当考虑进行附加检验以确定结构 状况

应使用当前公认的作用计算方法。如果可能，可使用结构实测的作用和响应记录。 如果结构安装了仪器并测量了实测环境条件的作用和响应，这些记录可用于重新评估中。 注：通常基于当前的作用计算方法进行评估。如适用，可以使用代表作用历程的更真实的且能降低保守程度的更 先进的作用计算方法。

疲劳损伤是损伤的一种类型。疲劳评估中适当考虑以前发生的疲劳损伤，疲劳寿命是否足以满 的预期剩余寿命。如有可能，应通过分析或检测等方法对结构预期剩余疲劳寿命进行评估，并在

划未来的检验或维修要求时予以考虑。

13.5构件和系统失效的后果

对已建结构进行评估时，如果结构整体可靠，在极限状态ULS1（见8.3.2）下，可以接受有限数量的 单个结构构件失效。即在极限状态ALS(见8.3.3)下，防止结构完整性完全丧失的储备仍然可以接受。 注：以空间框架结构为例，倒塌分析可用于证明结构系统的储备强度满足可接受水平。这种作用再分配会对低周 疲劳和高周疲劳产生影响。

如果评估过程不能明确结构及其组件在其现有条件下具有足够的可靠性，则应采取缓解措施。缓 解措施可包括以下内容： 一 一降低结构失效的概率； 一改变暴露水平； 一以上两者的结合。 降低结构失效的概率可以通过减少作用效应、增加阻力，或两者兼而有之。 降低作用效应的措施包括拆除未使用的立管及隔水套管，清除海生物以及增加甲板标高或提高波 峰和甲板之间的气隙。 增加阻力的措施包括对管柱进行灌浆、疲劳改善或增加梁或柱的横截面。 暴露水平可以通过减少结构失效的后果来满足7.3.3或7.3.4的规定

生：本附求中的象款和于录款费

A.5.2结构完整性要求

本文件概述的原则可用于以下方面： 一分项系数的推导； 一使用本文件中描述的极限状态验证程序证明达到了足够的可靠性； 一通过运行程序（如运输、应急响应程序和海冰管理）证明实现了足够的可靠性。 在本文件中，“可靠性”一词主要用于“结构可靠性”的背景下，结构可靠性是人员总体安全、环境风 险和经济/社会风险的一个因素。本文件阐述了结构暴露水平设计和评估的可靠性，而不是与结构完整 性无关的操作，如直升机操作。 本文件在设计和评估结构的暴露水平（而不是与结构完整性无关的操作，例如直升机操作)范围内 解决可靠性问题。 可靠性可以表示为在一个参考期（通常为一年）内不发生故障的概率。可靠性R和失效概率p：之 间的关系由公式（A.1)给出：

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A.5.4结构寿命特定阶段的要求

A.5.5耐久性和鲁棒性要求

A.5.5.1耐久性、维护和检查

鲁棒性意味着对条件的微小变化不敏感。结构宜对局部损伤相对不敏感，并具有损伤容限，以便局 部损伤不会升级为结构或结构关键部分完整性的完全丧失。此外，鲁棒结构对作用、边界条件、刚度和 其他假设（如阻尼）的微小变化也不敏感。 在受损后设计/评估情况下，鲁棒性还可确保受损状态下的结构完整性足以防止连续倒塌，并至少 允许工艺系统关闭、容器隔离和安全疏散（如适用）。 韧性和储备强度是鲁棒性的重要推论，提供了额外的系统抵抗。当第一个部件达到其极限强度时 （用于极限设计/评估与ULS标准相关的具有显著安全系数的情况），系统作为一个整体正在抵抗作用

效果。当系统或结构的关键部分达到极限强度时，整个系统仍在抵抗作用的影响。但是，一些组件将遭 受强度损失（由于屈服、屈曲和塑性变形），因此，它们的抵抗能力将重新分配给其他组成部分。 结构鲁棒性可用和可动用的程度取决于结构的配置、设计/评估情况和失效模式。通过引人多个纵 向舱壁和双层结构，可使浮式装置具有良好的鲁棒性。通过配置多腿、构框架结构，如钢导管架和塔架， 以实现显著的鲁棒性水平。对于刚体故障（例如，重力基础结构的滑动或浮式结构的稳定性损失），鲁棒 性的影响通常很小

A.6.2平台位置和方向

宜在设计过程开始时确定结构物的经纬度位置，以使于制定特定场址的设计参数，如自然环境条 件、岩土和地质参数以及地震暴露。 在某些情况下，地面设施与海底基础设施和组件的任何组合之间的最小间隙由实际结构类型的适 当文件（即由TC67/SC7编制的《海上结构物国际标准》中的文件）给出。对于这些文件未涵盖的情 况，宜通过适当的风险评估流程确定最低许可要求，

A.6.3自然环境条件

A.6.4岩土和地球物理

经过适当的处理或再处理，也可以在一定范围内根据深水场地的三终 层气（光 参考文献[12])。 海床的运动可以由海浪压力、地震、海床土壤的重量、泥火山或这些现象的组合引起。在非常浅的 倾斜面，固结不足的弱沉积物可能不稳定。地震可以导致海底斜坡的破坏，否则在现有力下是稳定的。 冲刷是海流和波浪对海床土壤的迁移。这种侵蚀可能是一种地质过程，也可能是由于钻井作业造 成的结构构件或土堆中断了海底附近的自然流体流动造成的

A.6.5具体设计/评估要求

定位系统可分为主动式、半主动式、半被动式和被动式。 主动定位系统涉及连续的或确定条件下的调整。主动定位系统包括基于推进器的动态定位或基于 系泊缆张力动态调整的悬链线系统。 被动定位系统不需要实时或主动控制。被动定位系统包括悬链线系泊、张紧式系泊、弹簧浮标式系 泊、悬链线浮筒式系泊、铰接腿和张力腿系统。 某些关键部件（如立管)的设计/评估和规范通常涉及结构工程专业以外的工程师和供应商。因此， 宜计划及时共享结构和其他专业所需的信息

A.7确定设计/评估工况

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图A.1危害曲线示例

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A.7.4设计/评估工况

计/评估工况（另见A.7.2）。 表A.1概述了不同的设计/评估工况，并对关键标准作了简要总结

表A,1概述了不同的设计/评估工况，并对关键标准作了简要总结

表A.1设计/评估工况关键标准简表

术语"操作”用于ULS的设计/评估工况，稍后用于描述由符号Q表示的作用类型（见9.3）。这首先 是为了区分ULS的设计/评估工况与日常作业工况；第二，区分操作作用和环境作用，二者均是可变的。 在用于结构和建筑工程的其他标准中，二者均被描述为操作作用，本文件对操作作用和环境作用进行区 分旨在提高一致性。术语“操作”还用于描述作业程序，例如海冰管理，以及平台日常作业中的主要 状况。 操作和极端设计/评估工况包含分项系数或其他比率系数，应用这些系数可使单个结构构件和整个 结构具有合适的可靠度。 罕遇和偶然设计/评估工况，基于特定的小超标概率的代表值来避免结构整体或关键构件的完全损 坏，通过使用统一的分项系数使得结构系统具有合适的可靠度（即结构整体或关键构件的可靠度）。 在极端环境设计/评估工况下，一种保证海上钢制固定平台或类似结构具有足够系统可靠度的可选 方法是计算储备强度比（RSR）。该方法仅可用于在极端环境设计/评估工况下替代ULS设计/评估极

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A.8.2基本变量和代表值

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A.8.4极限状态核查流

状态验证程序的一个重要部分。

一些作用可以随时间变化，例如脉冲作用或周期性波形。因此，受到这些作用的任何结构都或多或 少地经历动态响应。在很多情况下，动态响应的幅值仍然受到限制。在这种情况下，为了简单起见，动 态作用可被视为等效静态作用，这取决于结构的性能，可以通过适当的准静态来考虑添加到主要静态作 用中的作用或根据结构类型增加一组代表性的惯性作用。 因此，就结构的响应而言，作用可分为以下几类： a）静态作用，包括准静态和惯性作用，其产生静态响应而不引起结构或部件产生明显的加速度； b）动态作用，引起结构或部件产生明显的加速度，从而引起动态响应。 动力效应可能与海冰环境中的所有结构有关。 通常情况下，为了管理作用引起的响应，具体问题需特殊考虑，例如考虑波长以协调结构尺度，例如 多腿重力式结构或半潜式结构的主腿之间的距离，或船形驳船的船体长度。 影响的设计/评估情况可从两个能级加以考虑： a）低能级事故，见7.2a)，代表操作设计/评估情况，见7.4.2，例如基于通常以正常操纵速度沿着 平台（例如供应船）接近的船只的类型，或基于直升机控制的紧急着陆； b）高能级事故，见7.2d)，代表偶然设计/评估情况，见7.4.5，例如在恶劣海况下平台附近失控作 业的船只类型，或基于直升机坠毁的情况

A.9.2永久作用及其代表值

A.9.3操作作用及其代表性值

A.9.4环境作用及其代表值

作用的计算基于结构的响应。通常情况下，对于一系列潜在的环境变 量组合，研究结构对物理环境 引起的周期性作用响应，并考虑作用周期与结构运动或振动的固有周期的接近程度。 顺应式结构，例如顺应塔和任何处于浮动状态的结构，通常比传统的固定或底部基础结构对环境变 量更为敏感，因为动力效应对这种结构更为显著

A.9.5偶然作用及其代表性值

疲劳是指在结构的某 力而造成的累系积损伤。 这些时变应力是由时变的操 作用引起的，特别是但不限于风、浪和海冰作用，

A.10设计值和分项系数

A10设计值和分项系数

A.10.1作用的设计值

在不同设计/评估工况下，对同一作用效应施加不同的分项系数，可能会产生不同的作用效应设 46

A.10.3抗力的设计值

A.10.4操作和极端设计/评估工况的分项系数

对于某些类型的环境作用，在极端设计/评估工况下的分项作用系数可能与相关危害曲线的“斜率” 有关（见A.7.2）。然而如图A.1所示，对于不同类型的环境作用，危害曲线的形状和斜率存在很大的不 同。因此，在不同结构类型的标准中给出的应用于极端设计/评估工况下的100年一遇作用代表值的环 境分项作用系数，是通过基于历史先例进行判断或通过校准或以两者结合的方式进行确认的。因此可 以发现，这些分项作用系数彼此类似。 可靠度目标是主要针对人员总体安全、环境风险和经济风险的准则（见A.5.2），是主要针对系统 （整体)失效而不是针对构件（局部）失效制定的。因此，通过校准使得适用于8.3.2所述极限状态 (ULS)的分项作用系数从总体（系统/整体)值中减小，在经济上是有益的。这可能导致用于操作和极 上的特定设计/评工况

DB15／T 657-2013 液化石油气钢瓶防倒气充装流通使用规范.pdf遇和偶然设计/评估工况

A.10.6正常使用设计/评估工况的分项系数

A.10.7疲劳设计/评估验证的分项系数

A.10.8概率建模和分析

TC67/SC7在编制《海上结构物国际标准》时，通常采用以下原则进行概率建模和分析： a）概率建模和分析不能取代合理的工程判断； b）概率建模和分析通常遵循ISO2394()中给出的原则，并考虑基本变量和模型相关的不确 定性； C) 用于概率分析的模型应基于结构构件的相关试验数据和对作用变量的全比例尺海上荷载监测 方案；

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物理模型试验可作为结分析的替代方法： 研究物理环境（风、浪、流、冰、土壤、地质作用)对结构或其构件的作用、作用效应或 以考虑设计/评估工况和极限状态； 确定复杂几何体的水动力特性； 研究有关物理环境的操作考虑； 确定结构或结构构件的抗力； 研究材料和流体的复杂性能； 研究实际或原型经验以外的情况； 验证无意外情况发生； 分析模型或数值模型不适用或不具有代表性的情形； 补充或验证分析或数值方法。 模型试验的规划、执行和解释宜考虑以下问题： 比尺宜符合相应的相似理论； 比例因子宜处于可良好反映重要特性的范围内； 宜尽量减少缩放误差； 宜验证试验程序； 宜正确校准所有测量值； 模拟的变量宜反映预期目的； 宜妥善记录全部相关试验数据和相关观察结果； 宜证明试验的可重复性，或进行合适的试验以捕提结果的潜在变异性； 解释时宜适当考虑模拟关系的不确定性和性能可变性。 进行模型试验时宜注意以下事项： 一 结论宜基于适当比尺的变量和经过验证的试验程序； 一宜适当考虑尺度效应； 模型试验结果宜辅以经验，或使用数值或分析方法验证； 一 宜尽量减少仪器对测量的影响； 一宜识别并尽量减少不合逻辑的模型行为。 结构或部分结构也可以基于与所考虑的特定设计/评估工况相关的原型装置试验结果动 如浮体稳性的倾斜试验。基于原型试验的设计可通过使用合理的分项系数来考虑试验 也可参照相关的特定设计/评估工况下的现有结构的结果对结构或部分结构进行设计 由于误解、错误、误用和对标的不充分钢结构TPO屋面施工方案，在应用分析计算和模型试验提供的报告结果时 重错误。