海洋平台组合结构-钢连接节点轴压性能试验研究及有限元分析

为了解决不锈钢管中管钢管混凝土组合海洋平台上、下组块结构间连接可靠性的问题,在JZ20-2北高点井口平台的基础上,提出了过渡件连接、隔板加劲肋连接和法兰连接3种节点型式.为考察和比较这3种连接节点的轴压力学性能,设计制作了3个1∶4的缩尺模型试件并进行了静力试验.同时,利用有限元ABAQUS对节点进行了非线性分析.有限元和试验的结果表明:过渡件节点、隔板加劲肋节点和法兰节点均能满足海洋平台承载力的设计要求,其中,法兰节点承载力最高,隔板加劲肋节点延性最好.除法兰节点外,过渡件节点和隔板加劲肋节点破坏严重.试件破坏形态主要表现为过渡件、钢管、隔板和加劲肋的屈曲,而不锈钢管中管钢管混凝土外观完好,承载力仍有盈余.

新型海洋平台组合结构-钢管连接节点轴压性能研究

不锈钢管中管钢管混凝土海洋组合平台是一种新型海洋平台组合结构形式,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,为保证该平台上下组块连接的可靠性,在JZ20-2北高点井口平台的基础上,提出了2种新型节点形式:过渡件连接和隔板加劲肋连接.基于有限元软件ABAQUS对2种节点形式进行足尺建模分析,着重探讨其在轴压条件下的受力性能.通过研究隔板厚度,加劲肋个数、厚度、高度等因素对隔板加劲肋式节点极限承载能力的影响进行了节点优化.结果表明:过渡件和隔板加劲肋式不锈钢管中管钢管混凝土-钢管连接节点均能够满足海洋平台承载能力的要求,且较于传统纯钢空心钢管连接拥有较高的承载力和良好的延性,其中增加隔板厚度、提升加劲肋个数和厚度可以有效提高隔板加劲肋式节点的极限承载能力.