稳性计算参考书

会签旧底图登记号标记处数更改文件号设绘校对底图登记号审核标检审定签字描绘描校日期图样标记重量(kg)比例R1日期共 页第 页A4第 页目 录1. 主要参数 .........................................32. 定义 ..............................................33. 计算依据 .........................................3 4. 主要使用说明 .....................................3 .....................................5 5. 重量重心估算 ................................6 6. 风倾力矩计算 ................................87. 进水点以及进水角 8. 基本载况稳性总结表 ..............................8 9. 静水力表 ......................................9 10. 复原力矩计算 ....................................9 .................10 11. 作业工况的等排水量横倾浮态图 12. 稳性校核 ....................................18 ...............................20 13. 横摇周期和横摇角A4第 页1.主要参数 设计最大吃水 ............................... 4.50 m 最大排水量 ..................................500.8 t 整体抗风能力 ................................14 级 六边形边长 .................................10.0 m2.定义 1、单位定义 长度单位：米[m] 重量单位：吨[t] 角度单位：度[deg] 2、坐标轴定义 X轴：向右为正； Y轴：向首为正； Z轴：向上为正； 纵倾：向Y方向的倾斜； 横倾：向X方向的倾斜；ZX左侧尾Y吃水d基线KLY右侧 本计算书中的坐标定义见上图。以平台底面为基平面，以图中的Y轴为KL线。3.计算依据： 本平台为深远海网箱养殖平台。本平台由潜入水中的浮筒和立柱下部提供浮力，立柱上部露出水面，为半潜状态。本计算书参照中国船级社《海上移动平台入级规范》（2016）中对柱稳式平台的相关要求对本平台的稳性进行校核。 本计算书中的坐标系定义见上图。本平台结构几乎对称，结构剖面关于Y轴的惯性矩比 X轴略大，Y轴方向的受风面积比X轴小。因此，本平台Y轴方向的稳性比X轴方向的稳性好。 基于以上结论，本计算书仅对X轴方向的稳性进行校核。4.主要使用说明1) 本计算书对本平台的作业工况（吃水4.06至4.5m）的稳性进行校核，实际运营时出 现吃水超出此作业工况，则应重新核算稳性，确保运营中的安全。A4第 页5.重量重心估算5.1 结构重量序号123456项目浮筒立柱甲板甲板室登乘平台合计重量（t）75.5181.4135.4310.031.82204.20高度（m）1.457.5011.9613.585.406.32垂向矩（t*m）109.38610.54423.68136.159.831289.575.2 平台重量序号1234567891011项目光发电设备储能设备投饵装备吊机监控设备通讯设备舾装轨道压载结构重量合计重量（t）1.501.501.501.001.501.501.552.00263.00204.20479.25高度（m）13.1513.1513.1513.1513.1513.1512.5012.600.676.323.39垂向矩（t*m）19.7319.7319.7313.1519.7319.7319.3825.20176.211290.541623.105.3 作业工况(满载)重量序号12345项目平台重量人员备品饲料合计重量（t）479.250.950.6020.00500.80高度（m）3.3913.1513.1513.153.81垂向矩（t*m）1623.1012.497.89263.001906.495.4 作业工况(空载)重量序号12345项目平台重量人员备品饲料合计重量（t）479.250.950.062.00482.26高度（m）3.3913.1513.1513.153.45垂向矩（t*m）1623.1012.490.7926.301662.69A4第 页6.风倾力矩计算6.1 风力 根据《海上移动平台入级规范》（以下简称规范）第2篇第2.2.2.1节，作用于构件 上的风力按下式计算：F=C C SP KNhS 式中：P——风压，kPa;2 S——平台在正浮或倾斜状态时，受风构件的正投影面积，m ; C ——受风构件的高度系数，其值可根据构件高度由表2.2.2.1（a）选取，hh 本平台构件在海平面以上高度小于15.3m，C 取1； C ——受风构件的形状系数，其值可根据构件形状由表2.2.2.1（b）选取，S 查该表后得本平台各构件的形状系数取值如下：立柱主甲板下表面甲板室0.46.2 计算风压 根据第2篇《规范》第2.2.1.2节，风压按下式计算：P=0.613×10 V kPa V——设计风速，本平台稳性校核的设计风速为51.5m/s; 带入风速值得：P=1.63 kPa6.3 受风构件的正投影面积 对任意一个横倾角，垂向受风构件的正投影面积为其侧投影面积乘以该倾角的余 弦值，甲板下表面的受风正投影面积为甲板面积乘以该倾角的正弦值。 任意横倾角时受风构件的正投影面积S构件横倾角0°10°20°30°40°50°60°70°立柱180.00177.27169.14155.88137.89115.7090.0061.56主甲板下表面0.0062.10122.31178.80229.86273.94309.69336.03甲板室20.7020.3919.4517.9315.8613.3110.357.08主甲板端部板11.5011.3310.819.968.817.395.753.93桅杆2.001.971.881.731.531.291.000.68栏杆3.083.032.892.672.361.981.541.05梯架4.604.534.323.983.522.962.301.57太阳能电登乘平台池板7.207.096.776.245.524.633.602.466.005.915.645.204.603.863.002.05-32桅杆太阳能电池板栏杆、梯架0.41.01.3主甲板登乘端部板平台1.31.31.00.4A4第 页6.4 受风构件的受风面积形心 对任意一个横倾角，受风构件的正投影面积形心距水面高度为正浮时的面积形心 高度乘以该倾角的余弦值。 任意横倾角时受风构件的正投影面积形心距水面(水面距基线KL为4.06m)高度h构件横倾角主甲板下表面7.947.827.466.886.085.103.972.72主甲板端部板7.757.637.286.715.944.983.882.65太阳能电登乘平台池板10.801.2010.641.1810.151.139.351.048.270.926.940.775.400.603.690.41立柱3.953.893.713.423.032.541.981.35甲板室9.199.058.647.967.045.914.603.14桅杆12.1511.9711.4210.529.317.816.084.16栏杆8.358.227.857.236.405.374.182.86梯架3.803.743.573.292.912.441.901.300°10°20°30°40°50°60°70°6.5 风倾力矩计算 根据《规范》第3篇第2.2.1.4节，风倾力矩M 按下式计算：M =FZ kN*mq 式中：F——计算风力，kN; Z——计算风力作用力臂,对每个构件该力臂值为4.4节中计算的高度h ;6.5.1 横倾0°时的风倾力矩计算构件参数1.00Ch0.40CS2S(m )180.00P(kPa)1.63F=C C SP hS(KN)117.07h(m)3.95M =FZ (kN*m)462.43qM q合计立柱主甲板下表甲板室面1.001.001.000.400.0020.701.631.630.0013.467.949.190.00123.73主甲板端桅杆部板1.001.001.001.3011.502.001.631.6318.704.237.7512.15144.9251.371011.90栏杆1.001.303.081.636.518.3554.36梯架1.001.304.601.639.723.8036.95太阳能电登乘平台池板1.001.001.001.007.206.001.631.6311.719.7610.801.20126.4411.716.5.2 横倾10°时的风倾力矩计算构件参数Ch1.00CS0.402S(m )177.27P(kPa)1.63F=C C SP hS(KN)115.29h(m)3.89M =FZ (kN*m)448.49qM q合计立柱主甲板下表甲板室面1.001.001.000.4062.1020.391.631.63100.9713.267.829.05789.51120.00主甲板端桅杆部板1.001.001.001.3011.331.971.631.6318.414.167.6311.97140.5549.821777.89栏杆1.001.303.031.636.418.2252.72梯架1.001.304.531.639.583.7435.84太阳能电登乘平台池板1.001.001.001.007.095.911.632.6311.5315.5210.641.18122.6318.34A4第 页6.5.3 横倾20°时的风倾力矩计算构件参数Ch1.00CS0.402S(m )169.14P(kPa)1.63F=C C SP hS(KN)110.01h(m)3.71M =FZ (kN*m)408.34qM q合计立柱主甲板下表甲板室面1.001.001.000.40122.3119.451.631.63198.8712.657.468.641483.80109.25主甲板端桅杆部板1.001.001.001.3010.811.881.631.6317.573.977.2811.42127.9745.362383.69栏杆1.001.302.891.636.127.8548.00梯架1.001.304.321.639.143.5732.63太阳能电登乘平台池板1.001.001.001.006.775.641.632.6311.0014.8110.151.13111.6516.706.5.4 横倾30°时的风倾力矩计算构件参数Ch1.00CS0.402S(m )155.88P(kPa)1.63F=C C SP hS(KN)101.39h(m)3.42M =FZ (kN*m)346.83qM q合计立柱主甲板下表面1.001.00178.801.63290.736.881999.12甲板室1.000.4017.931.6311.667.9692.80主甲板端桅杆部板1.001.001.001.309.961.731.631.6316.193.666.7110.52108.6938.522763.45栏杆1.001.302.671.635.647.2340.77梯架1.001.303.981.638.423.2927.71太阳能电登乘平台池板1.001.001.001.006.245.201.632.6310.1413.659.351.0494.8314.186.5.5 横倾40°时的风倾力矩计算构件参数Ch1.00CS0.402S(m )137.89P(kPa)1.63F=C C SP hS(KN)89.68h(m)3.03M =FZ (kN*m)271.37qM q合计立柱主甲板下表甲板室面1.001.001.000.40229.8615.861.631.63373.7510.316.087.042273.3272.61主甲板端桅杆部板1.001.001.001.308.811.531.631.6314.323.245.949.3185.0430.142871.35栏杆1.001.302.361.634.996.4031.90梯架1.001.303.521.637.452.9121.68太阳能电登乘平台池板1.001.001.001.005.524.601.632.638.9712.078.270.9274.2011.106.5.6 横倾50°时的风倾力矩计算构件参数Ch1.00CS0.402S(m )115.70P(kPa)1.63F=C C SP hS(KN)75.25h(m)2.54M =FZ (kN*m)191.07qM q合计立柱主甲板下表面1.001.00273.941.63445.425.102273.32甲板室1.000.4013.311.638.655.9151.12主甲板端桅杆部板1.001.001.001.307.391.291.631.6312.022.724.987.8159.8821.222694.39栏杆1.001.301.981.634.185.3722.46梯架1.001.302.961.636.252.4415.27太阳能电登乘平台池板1.001.001.001.004.633.861.632.637.5310.136.940.7752.247.81A4第 页6.5.7 横倾60°时的风倾力矩计算构件参数Ch1.00CS0.402S(m )90.00P(kPa)1.63F=C C SP hS(KN)58.54h(m)1.98M =FZ (kN*m)115.61qM q合计立柱主甲板下表甲板室面1.001.001.000.40309.6910.351.631.63503.566.733.974.601999.1230.93主甲板端桅杆部板1.001.001.001.305.751.001.631.639.352.113.886.0836.2312.842253.90栏杆1.001.301.541.633.264.1813.59梯架1.001.302.301.634.861.909.24太阳能电登乘平台池板1.001.001.001.003.603.001.632.635.857.885.400.6031.614.736.5.8 横倾70°时的风倾力矩计算构件参数ChCS2S(m )P(kPa)F=C C SP hS(KN)h(m)M =FZ (kN*m)qM q合计立柱1.000.4061.561.6340.041.3554.09主甲板下表甲板室面1.001.001.000.40336.037.081.631.63546.394.602.723.141483.8014.47主甲板端桅杆部板1.001.001.001.303.930.681.631.636.401.452.654.1616.956.011603.68栏杆1.001.301.051.632.232.866.36梯架1.001.301.571.633.331.304.32太阳能电登乘平台池板1.001.001.001.302.462.051.632.634.007.013.690.4114.792.887.进水点以及进水角 本平台没有完整稳性校核中会导致计入浮力的舱室进水的进水点。本计算书中校核的横倾角范围为0°至70°。8. 基本载况稳性总结表：项目1 排水量2 重心离基线高度 KG3 平均吃水 d经自由液面修正后的初稳性高度 GM复原力矩曲线下的面5积超出风倾力矩曲线下的面积4单位规范要求值tmmmm—————————0.1530%作业工况(满载)500.83.814.501.568307%作业工况(空载)482.263.454.062.016306%A4第 页9.静水力表 纵倾0°，横倾0°吃水（m）4.0004.1004.2004.3004.4004.500排水量（t）479.900484.100488.300492.500496.600500.800湿表面积（m2）496.209501.160506.111511.062516.012520.963水线面面积41.19941.13041.06140.99240.92340.855（m2）浮心距基线高度1.6861.7061.7271.7481.7701.792（m）横稳心距基线高5.4785.4565.4345.4145.3965.378度KMt（m） 纵倾0°，横倾0°吃水（m）4.6004.7004.8004.9005.000排水量（t）505.000509.100513.300517.400521.600湿表面积（m2）525.914530.865535.815540.766545.717水线面面积40.78640.71940.65340.58740.521（m2）浮心距基线高度1.8151.8381.8621.8861.910（m）横稳心距基线高5.3625.3475.3335.3205.309度KMt（m）10.复原力矩计算10.1 作业工况(满载)复原力矩计算 排水量：500.8t 吃水 D：4.5m 重心高 KG ：3.81m横倾角（°）浮力作用线至参考点距离KN（m）00.000102030405060700.9440.2821387.42.3211.0185000.83.9021.9979811.05.0152.5665.2982.3795.3122.0129886.85.0431.4637186.4复原力臂 （m）0.000PN=KN-KG*SIN(θ)复原力矩 （kN*m）0.0Mf=9.81△*PN12606.311689.510.2 作业工况(空载)复原力矩计算 排水量：482.26t 吃水 D：4.06m 重心高 KG ：3.45m横倾角（°）0浮力作用线至参考0.000点距离KN（m）复原力臂 （m）0.000PN=KN-KG*SIN(θ)复原力矩 （kN*m）0.0Mf=9.81△*PN102030405060701.0320.4332048.12.5021.3226254.54.0972.3725.2122.9945.4382.7955.4662.4785.1251.8838908.711221.914166.313223.811724.3A4第 页11.作业工况的等排水量横倾浮态图11.1 作业工况(满载) 作业工况(满载)排水量：500.8t 重心高 KG ：2.99m11.1.1 横倾0°Waterline重心CGKGKB11.1.2 横倾10°浮心CBKNWaterline重心CGKG浮心CBKPNKNN浮力作用线A4第 页11.1.3 横倾20°NWaterline重心CGPN浮心CBKGKNKN浮力作用线11.1.4 横倾30°NWaterline重心CGPN浮心CBKGKKNN浮力作用线A4第 页11.1.5 横倾40°NWaterline重心CGPNKKNKGN浮力作用线11.1.6 横倾50°NWaterlineKG重心CGKKNPN浮心CBN浮力作用线A4第 页11.1.7 横倾60°NWaterlineKG重心CGPNKN浮心CBKN浮力作用线11.1.8 横倾70°NWaterlineKG重心CGKKNPN浮心CBN浮力作用线A4第 页11.2 作业工况(空载) 作业工况(空载)排水量：495.76t 重心高 KG ：2.89m11.2.1 横倾0°Waterline重心CG浮心CB11.2.2 横倾10°KGKBKNWaterline重心CGPN浮心CBKGKKNN浮力作用线A4第 页11.2.3 横倾20°NWaterline重心CGPNKGKKNN浮力作用线11.2.4 横倾30°NWaterline重心CGPN浮心CBKGKKNN浮力作用线A4第 页11.2.5 横倾40°NWaterline重心CGKGPN浮心CBKKNN浮力作用线11.2.6 横倾50°NWaterline重心CGKGPN浮心CBKKNN浮力作用线A4第 页11.2.7 横倾60°NWaterlineKG重心CGPNKKN浮心CBN浮力作用线11.2.8 横倾70°NWaterlineKG重心CGKKNPN浮心CBN浮力作用线A4第 页12.稳性校核12.1 作业工况(满载)kN*m15000复原力矩12000900060003000风倾力矩010°20°30°40°50°60°70° 根据《规范》第3篇第2.3.1.1节,对柱稳式平台，典型完整状态静水力图2.2.1.1中至第2交点或进水角处的复原力矩曲线下的面积中的较小者，至少应比至同一限定角处风倾力矩曲线下面积大30%。 本平台没有完整稳性校核中会导致计入浮力的舱室进水的进水点。因本平台填充了较多压载，复原力臂较大，复原力矩与风倾力矩交点对应的横倾角较大。因此本计算书中上述限定角取70°，该取值比实际偏于安全。 复原力矩曲线下的面积为9476.4 kN*m*rad 风倾力矩曲线下的面积为2820.3 kN*m*rad 复原力矩曲线下的面积比风倾力矩曲线下的面积大 236 % 。 规范要求的经自由液面修正后的初稳性高度为 0.15m 经自由液面修正后的初稳性高度为 GM=KM-KG =5.378-3.81 =1.568 m 结论：本载况稳性衡准满足规范要求。A4第 页12.2 作业工况(空载)kN*m15000复原力矩12000900060003000风倾力矩010°20°30°40°50°60°70° 复原力矩曲线下的面积为11082.7 kN*m*rad 风倾力矩曲线下的面积为2820.3 kN*m*rad 复原力矩曲线下的面积比风倾力矩曲线下的面积大 292 % 。 规范要求的经自由液面修正后的初稳性高度为 0.15m 经自由液面修正后的初稳性高度为 GM=KM-KG =5.466-3.45 =2.016 m 结论：本载况稳性衡准满足规范要求。A4第 页13. 横摇周期和横摇角 横摇周期和横摇角参照《船舶与海上设施法定检验规则》（国内航行海 船法定检验技术规则）（2011）第4篇7.1.2进行计算。项目123456B-宽度d-吃水B/df-按B/d值由表2.1.8查得KG-重心至基线的垂向高度0GM -修正前的初稳性高单位mm----mms--作业工况作业工况 (满载) (空载)20.34.54.511.143.811.56811.4490.2300.6380.0180.65413.68420.34.065.001.173.452.01610.2470.2430.6400.0190.65414.09222B +4KG 07横摇周期T =0.58f GM0891011121C -由图2.1.8查得 KG22C =0.13+0.6 ,0.68＜C＜1-- d3C -由表2.1.10查得4C -由表2.1.11查得----°C 2横摇角θ' =15.28C C 141C3A4