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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简介：

GB/T 23511-2021，中文名称为《石油天然气工业 海洋结构的通用要求》，是由中国国家标准化管理委员会发布的一项国家标准。该标准主要针对石油天然气工业中在海洋环境下使用的结构设计、制造、安装和维护等方面提出了一套通用性的技术要求。

这个标准涵盖了海洋结构的设计原则，如结构的耐久性、安全性、环境适应性和经济性。它规定了材料的选择、设计方法、施工工艺、检验检测、维护管理等方面的要求，以确保海洋结构在海洋环境中的稳定性和可靠性，防止因环境因素导致的腐蚀、疲劳等问题。

标准内容可能包括但不限于结构的耐腐蚀性设计、海洋环境下的疲劳分析、结构的完整性管理、海上设施的运行和维护规程，以及应对海洋灾害如风暴、地震等的防护措施。它对于保障石油天然气工业在海洋环境中的生产安全和设施长期稳定运行具有重要意义。

这个标准适用于石油天然气工业中的海洋平台、海底管道、海上设施等各种结构的设计和管理，是行业内的强制性技术规范。

GB／T 23511-2021 石油天然气工业 海洋结构的通用要求.pdf部分内容预览：

极限状态是结构或结 的设计/评估准则。极限状态分为以下四类 a）临界极限状态(ULS)； b）罕遇/偶然极限状态（ALS）

/T23511—2021/IS019900:2019

DB4403／T 130-2020标准下载c）在位极限状态(SLS)； d)疲劳极限状态(FLS),

8.3.2临界极限状态

8.3.3罕遇/偶然极限状态

当海洋结构物不再有系统延展性或残余应力时，ALS可用于结构或结构关键部分的完整性完全丧 失的情况。ALS也可用于结构内部机理发生转变（塌或过度变形）和失去维持静止能力（发生自由漂 移）的情况。 ALS适用于罕遇设计/评估工况（见7.4.4)和偶然设计/评估工况（见7.4.5）。作为设计过程的一部 分，ALS也适用于损伤后条件（包含在短期设计/评估工况中）（见7.4.6）。 注：从结构的第一个部件不再满足其单独的设计/评估标准到结构完全丧失完整性（整体塌），在此期间系统的额 外抗性受其鲁棒性影响（见5.5.2)。

整性元全 失的情况。ALS也可用于结构内部机理发生转变（塌或过度变形）和失去维持静止能力（发生自由漂 移）的情况。 ALS适用于罕遇设计/评估工况（见7.4.4)和偶然设计/评估工况（见7.4.5）。作为设计过程的一部 分，ALS也适用于损伤后条件（包含在短期设计/评估工况中）（见7.4.6）。 注：从结构的第一个部件不再满足其单独的设计/评估标准到结构完全丧失完整性（整体塌），在此期间系统的额 外抗性受其鲁棒性影响（见5.5.2)。

8.3.4在位极限状态

海洋结构物的SLS与规定其特定用途的标准相一致。在位极限状态的例子有： 影响结构或非结构构件有效使用的变形或位移； 造成人员不适或超出设备限制的运动； 引起人员不适或影响非结构构件或设备的过度的振动（尤其是发生共振）； 影响结构或非结构构件预期功能的局部损伤（包括开裂）； 降低结构的耐久性和影响结构和非结构构件性能和几何参数的腐蚀。 SLS限制可根据公开文件（如行业指南）中的建议来确是，也可由相关法规来确定。其他SLS限制 由作业者根据耐久性、设备操作和人员舒适性等功能要求确定。 为了通过设计控制SLS限制，通常需要使用一个或多个约束（限制）。这些约束描述了诸如变形、 加速度、振动和裂纹宽度等可接受的限值。 SLS适用于正常使用设计/评估工况，见7.4.7

8.3.5疲劳极限状态

海洋结构物的FLS用于处理通常由于重复环境作用造成的累积损伤。这些作用会导致退化，使得 累积损伤可以达到定义的“失效”极限，通常是结构构件的失效。 示例：对于管状钢构件，典型的疲劳极限状态是沿厚度方向产生穿透裂纹。 如果认为某个结构构件未通过FLS检验，则可以在损坏状态下评估其操作工况和短期设计工况， 然后再评估是否需要维修

8.4极限状态验证程序

极限状态验证程序应符合本文件和相关结构类型标准的规定（见图1）。 验证中使用的设计/评估标准（包括特定的分项系数)所针对的主要设计/评估工况，已由TC67/ SC7编制的《海上结构物国际标准》中给出。分项系数使来自不同作用类型和抗性或材料参数的不确 定性和变化的影响可以被分开处理。 在验证设计或评估时，应要求每个设计/评估工况（见7.4)中的总设计作用效应不超过公式(1)中给 出的极限状态设计抗力R。：

......................l)

总设计作用效应应通过不同类型的设计作用F。（见10.1和10.2）通过适当组合得出。 注：对于线性系统（作用的结构响应至少与总设计作用呈线性关系），可通过将每个设计作用单独作用于结构的影 响相加或通过分析组合设计作用的结构来确定总设计作用效果。对于非线性系统，总的设计作用效应只能通 过分析组合作用的结构来确定。同时要考虑到最严重的作用效应可能是由较小的作用经动力响应放大而引 起的。 每个设计作用F。应根据其代表值F，和适当的分项系数来确定，如第10章中解释的公式（2) 所

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）

.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

DB43／T 1788-2020标准下载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

DLT1525-2016 隐极同步发电机转子匝间短路故障诊断导则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