施工荷載及事故荷載。施工荷載是在建造、裝船、運輸、下水及設備安裝各施工階段受到的暫時性荷載·解決各類船舶與海洋結構物的總體論證，系統分析，環境荷載及動力回響，可靠性理論，風險評估，運動性能及新船型開發，冰力學與冰工程學研究，新型海洋工程結構研究，強度、振動、噪聲及其控制、工程系統分析、規劃及經濟評價等各種現實的和長遠的科學技術問題。
基本介紹
- 中文名：海洋工程結構荷載
- 含義：暫時性荷載
- 種類：恆載、活載和特殊荷載
- 確定方法：特徵波法和譜分析法
正文,
正文
可歸納為：恆載、活載和特殊荷載。
恆載 包括結構自重及結構使用期間固定不變的生產和生活所用的設備重量。
活載 包括環境荷載和諸如鑽井或採油作業中使用的設備裝置與材料等不固定的使用荷載。環境荷載由風、波浪、海流、冰等氣象和水文條件所引起的荷載，稱風荷載、波浪荷載和冰荷載。環境荷載具有隨機性質和動力性質。
海洋環境條件錯綜複雜，變化沒有規律性，要準確地確定這些荷載是比較困難的，而它們往往又是導致海洋工程結構破壞的主要因素。採用的多為基於數學模擬或物理模型試驗的半經驗、半理論荷載值。
波浪荷載 波浪荷載是由波浪水質點與結構間的相對運動所引起的。波浪是一隨機性運動，很難在數學上精確描述。當結構構件（部件）的直徑小于波長的20%時，波浪荷載的計算通常用半經驗半理論的美國莫里森方程；大于波長的20%時，應考慮結構對入射波場的影響,考慮入射波的繞射,計算時用繞射理論求解。影響波浪荷載大小的因素很多，如波高、波浪周期、水深、結構尺寸和形狀、群樁的相互干擾和遮蔽作用以及海生物附著等。
波浪荷載常用特徵波法和譜分析法確定。對一些特殊形狀或特別重要的海洋工程結構，除了用上述的方法進行計算分析外，還應進行物理模型試驗，以確定波浪力。
① 特徵波法。 選用某一特徵波作為單一的規則波，並以它的參數（有效波高、波浪周期、水深）和結構的有關尺寸代入莫里森方程或繞射理論的公式，求出作用在結構上的波浪力。此法簡便易行，在海洋工程設計廣泛套用。
② 譜分析法。利用海浪譜進行波浪荷載計算、結構疲勞和動力回響分析的一種方法。把波浪作為隨機性的、由許多不同波高和波周期的規則波線性迭加而成的不規則波，用機率論和數理統計的方法收集、分析處理波浪觀測數據，由於它能較精確地反映波浪的能量分布規律，所以是一種比較理想的方法。海洋工程結構設計中常用的有P-M和聯合(JONSWAP)譜。
譜分析法中,波力譜(輸出譜)Sff(ω)和海浪譜Sηη(ω)（輸入譜）呈下述關係
Sff(ω)=喣Tff(ω)喣2Sηη(ω)
式中Tff(ω)為頻率回響函式;ω為波浪頻率。波力譜確定後，可求出波浪力分布函式中的統計特徵值，進而得到某一累積機率的波浪力。
冰荷載 在有結凍的海域建造海洋工程結構時，應考慮冰對結構的作用。冰荷載的主要作用形式有：①巨大的冰原包圍結構、整個海面處於冰覆蓋狀態。在潮流和風作用下的大面積冰原呈整體移動擠壓結構。若結構強度足夠,則冰原將被切入或破斷而移動,荷載呈周期性變化，結構發生振動。②自由漂流的冰對結構的衝擊力。③由於氣溫驟變引起整體冰蓋層對結構的擠壓力。④凍結的冰蓋層因水位變化而產生對結構的上拔力或下曳力以及冰塊對結構的摩擦力等。上述第一種作用對結構具有更大的危險性。例如1969年春，中國渤海出現的特大冰封即以這種形式將一座固定平台推倒。
影響冰荷載大小的因素很多，如水文氣象，地理位置、冰和結構的特性等。提出了基於樁柱切入大面積冰原理論的冰荷載計算方法，其計算公式大部分是經驗性的或半經驗半理論性的，因而有一定的誤差。
特殊荷載 包括地震作用、施工荷載及事故荷載。施工荷載是在建造、裝船、運輸、下水及設備安裝各施工階段受到的暫時性荷載：①吊裝力。在建造和安裝各階段中的吊裝力，其大小可根據實際情況按靜力和動力確定。②裝船力。用滑道或帶輪的軌道台車將結構組件移到駁船上時所產生的力，根據結構組件的支承條件計算。③運輸力。結構組件用駁船裝運、吊運和浮筒浮運時的支承力、吊裝力和拖航力，根據運輸作業情況計算。④下水力和扶直力。是整個結構下水過程中的結構重心、慣性力、浮力、水阻力、搖臂支持力以及起吊結構時的扶直力。施工荷載都具有動力作用，計算時應予考慮。
設計時，根據恆載及活載確定海洋工程結構各構件的截面，再用特殊荷載進行校核。
參考書目
API,Planninɡ,Desiɡninɡ and Constructinɡ FixedOffshore Platforms, API Production Department，Dallas，Texas，1981.
DnV，Rules for the Desiɡn Construction and Inspection of Offshore Structures, DnV Head Office，Hovik，Norway，1980.
T.Sarpkaya,M.Isaacson,Mechanics of Wave Forceson Offshore Structures,VNR Co.，New York，1981.
恆載 包括結構自重及結構使用期間固定不變的生產和生活所用的設備重量。
活載 包括環境荷載和諸如鑽井或採油作業中使用的設備裝置與材料等不固定的使用荷載。環境荷載由風、波浪、海流、冰等氣象和水文條件所引起的荷載，稱風荷載、波浪荷載和冰荷載。環境荷載具有隨機性質和動力性質。
海洋環境條件錯綜複雜，變化沒有規律性，要準確地確定這些荷載是比較困難的，而它們往往又是導致海洋工程結構破壞的主要因素。採用的多為基於數學模擬或物理模型試驗的半經驗、半理論荷載值。
波浪荷載 波浪荷載是由波浪水質點與結構間的相對運動所引起的。波浪是一隨機性運動，很難在數學上精確描述。當結構構件（部件）的直徑小于波長的20%時，波浪荷載的計算通常用半經驗半理論的美國莫里森方程；大于波長的20%時，應考慮結構對入射波場的影響,考慮入射波的繞射,計算時用繞射理論求解。影響波浪荷載大小的因素很多，如波高、波浪周期、水深、結構尺寸和形狀、群樁的相互干擾和遮蔽作用以及海生物附著等。
波浪荷載常用特徵波法和譜分析法確定。對一些特殊形狀或特別重要的海洋工程結構，除了用上述的方法進行計算分析外，還應進行物理模型試驗，以確定波浪力。
① 特徵波法。 選用某一特徵波作為單一的規則波，並以它的參數（有效波高、波浪周期、水深）和結構的有關尺寸代入莫里森方程或繞射理論的公式，求出作用在結構上的波浪力。此法簡便易行，在海洋工程設計廣泛套用。
② 譜分析法。利用海浪譜進行波浪荷載計算、結構疲勞和動力回響分析的一種方法。把波浪作為隨機性的、由許多不同波高和波周期的規則波線性迭加而成的不規則波，用機率論和數理統計的方法收集、分析處理波浪觀測數據，由於它能較精確地反映波浪的能量分布規律，所以是一種比較理想的方法。海洋工程結構設計中常用的有P-M和聯合(JONSWAP)譜。
譜分析法中,波力譜(輸出譜)Sff(ω)和海浪譜Sηη(ω)（輸入譜）呈下述關係
Sff(ω)=喣Tff(ω)喣2Sηη(ω)
式中Tff(ω)為頻率回響函式;ω為波浪頻率。波力譜確定後，可求出波浪力分布函式中的統計特徵值，進而得到某一累積機率的波浪力。
冰荷載 在有結凍的海域建造海洋工程結構時，應考慮冰對結構的作用。冰荷載的主要作用形式有：①巨大的冰原包圍結構、整個海面處於冰覆蓋狀態。在潮流和風作用下的大面積冰原呈整體移動擠壓結構。若結構強度足夠,則冰原將被切入或破斷而移動,荷載呈周期性變化，結構發生振動。②自由漂流的冰對結構的衝擊力。③由於氣溫驟變引起整體冰蓋層對結構的擠壓力。④凍結的冰蓋層因水位變化而產生對結構的上拔力或下曳力以及冰塊對結構的摩擦力等。上述第一種作用對結構具有更大的危險性。例如1969年春，中國渤海出現的特大冰封即以這種形式將一座固定平台推倒。
影響冰荷載大小的因素很多，如水文氣象，地理位置、冰和結構的特性等。提出了基於樁柱切入大面積冰原理論的冰荷載計算方法，其計算公式大部分是經驗性的或半經驗半理論性的，因而有一定的誤差。
特殊荷載 包括地震作用、施工荷載及事故荷載。施工荷載是在建造、裝船、運輸、下水及設備安裝各施工階段受到的暫時性荷載：①吊裝力。在建造和安裝各階段中的吊裝力，其大小可根據實際情況按靜力和動力確定。②裝船力。用滑道或帶輪的軌道台車將結構組件移到駁船上時所產生的力，根據結構組件的支承條件計算。③運輸力。結構組件用駁船裝運、吊運和浮筒浮運時的支承力、吊裝力和拖航力，根據運輸作業情況計算。④下水力和扶直力。是整個結構下水過程中的結構重心、慣性力、浮力、水阻力、搖臂支持力以及起吊結構時的扶直力。施工荷載都具有動力作用，計算時應予考慮。
設計時，根據恆載及活載確定海洋工程結構各構件的截面，再用特殊荷載進行校核。
參考書目
API,Planninɡ,Desiɡninɡ and Constructinɡ FixedOffshore Platforms, API Production Department，Dallas，Texas，1981.
DnV，Rules for the Desiɡn Construction and Inspection of Offshore Structures, DnV Head Office，Hovik，Norway，1980.
T.Sarpkaya,M.Isaacson,Mechanics of Wave Forceson Offshore Structures,VNR Co.，New York，1981.
