实 习 生：陈 钰
音节带声调吗实习单位：结构车间
加工设计中心
毕业院校：天津大学
所学专业：海洋工程
指导老师：高 伟
SACS在结构吊装计算中的应用
实 习 生：陈 钰
指导老师：高 伟
一、 简介
SACS程序是从事海洋石油平台及导管架结构分析的专业软件，本人通过PL19-3 RUP导管架的防沉板吊装来探讨一下在加工设计中利用SACS程序对结构吊装的计算分析。 二、软件介绍
SACS，即Seastate Analysis Computer System(海事分析电脑系统)的简称，由美国Engineering Dynamics公司开发，作为有限元分析软件系统的SACS，最早起源于航空航天技术及其程序代码，现已发展成为当今海事结构设计分析中应用最广泛的软件系统。该系统包含多个互相兼容的分析程序，不仅适用于各类海事结构分析，也适用于各种民用建
筑结构分析。
软件特点：
1、 图形化用户界面
• 全3D图形化交互界面
• 智能化多文档编辑使建模更为快捷方便
• 内置美国、英国、德国以及日本等国家级组织的钢架结构资料库
• 全面交互式有限元模型生成器
2、 静力学分析
• 梁单元、板壳单元、实体元以及非线性缝隙单元
• 混凝土单元，包括双向加强筋混凝土
• 加强筋以及加强盒段分析
黄河三角洲高效生态经济区• 支持弹簧元和超单元分析
• 支持梁结构热载荷分析
3、 非线性塑性分析
• 非线性塑性失效以及大变形分析
• 支持材料硬化以及连接变形分析
• 可用于结构的最大极限强度确定以及安全性评估
4、 动态分析
• 地震波普与响应历程分析
• 定常与随机海浪动态冲击响应分析
• 船舶驱动分析
• 冰块冲击分析
• 强风作用下结构动态分析与疲劳分析
• 固有和强迫振动分析
5、 桁架结构设计
• 基于DXF格式的交互全三维绘图界面连接详细设计与放样
• 材料下料、重量控制和成本分析
• 自动生成有限元连接模型
6、 环境载荷设定
• 专业、方便的的波浪、重力、浮力、风力等载荷的设置
• 完全执行美国石油组织（API）第21版环境载荷规定
• 包含5种波浪理论以及完善的流体静力学、动力学分析能力
此外SACS还包括有地基分析模块以及安装与运输分析模块等。
以上介绍的几个单元是SACS总体的特点简介，而这次本人运用的主要是静力学分析方面，下面就以模型来具体阐述。
三、 计算模型
SACS在我们的日常工作中用于导管架单片及组块单片在吊装过程中的结构强度校核，下面就以我参与计算的PL19-3 RUP导管架的防沉板吊装来解释一下SACS的应用。这个过程可以理解为防沉板采用正造时的方法，以及反造时翻身后的运输过程。
首先来介绍一下SACS的界面：
根据图纸我们建立模型，因为是防沉板，所以要求下平齐，修正ky、kz值 ：
设置吊装方式，三维图形为：
四、 分析结果
通过建模，在后处理中施加载荷（即自重及其组合工况），由SACS自动计算得出我们所要的数据，如结构的自重及重心位置、吊绳力等。分析如下：
1、我们为吊装设置的几种工况条件：
Load Combination Name | Components | Description |
C1 | 1.00 x C1 | Selfweight 自重 |
T1 | 0.020 x C1 | Anode Weight 阳极重量 |
T2 | 1.05 x C1 + 1.05 x T1 | Load case C1 and T1 with 1.05 uncertainty factor 1.05仓库管理系统论文倍不确定系数 |
T3 | 1.15 x T2 | Load case T2 with 1.15 dynamic factor 再乘以1.15倍动载系数 |
| | |
说明：C1即为模型所表示结构的自重；T1为阳极重量，这里我们取的是自重的0.02倍；T2工况是自重与阳极重量总和的1.05倍，这是因为真实结构中有一些不好在模型中表示出来的部分，如在我们这个防沉板中工字钢下的T型钢结构、焊接材料等的重量，我们用1.05倍
的系数来给它表示出来，以让模型计算的重量更接近真实的重量；T3的工况就是又在T2工况的基础上乘以1.15倍动载系数，这是因为在实际场地上吊装时会有风载荷等自然或人为其他因素，所以一般情况下，在吊装时我们要需要考虑到T3工况，这样可以确保吊装时的安全系数。
2、 首先来看一下结构本身的自重：
****** SEASTATE BASIC LOAD CASE SUMMARY ******
RELATIVE TO MUDLINE ELEVATION
LOAD LOAD FX FY FZ MX MY MZ DEAD LOAD BUOYANCY
CASE LABEL (KN) (KN) (KN) (KN-M) (KN-M) (KN-M) (KN) (KN)
1 C1 0.000 0.000 -879.654免费理论电线 -12930.980 10863.715 0.000 879.654 0.000
即在C1工况下结构自重为879.654KN，也就是约89.76吨。
其它工况下可分别乘以它们的不确定系数而得到：
FX FY FZ MX MY MZ
T2 0.000 0.000 -1108.364 -16293.034 13688.279 0.000
T3 0.000 0.000 -1274.619 -18736.990 15741.521 0.000
即在T2工况下的重量约为113.1吨，T3工况下约为130.1吨。我们既然要考虑的是T3工况，就以它算出的130.1吨作为我们吊装的重量，即我们选择的吊绳和吊钩要至少承受得了130.1吨的重量，并在这种状况下要保证安全。
3、强度校核
SACS是根据API RP 2A-WSD的要求进行检查，结果表明RUP导管架防沉板的各个部件都符合吊装条件，详细的分析在后面阐述。
SACS IV - * * * M E M B E R G R O U P S U M M A R Y * * *
API RP2A 21ST/AISC 9TH
MAX. DIST EFFECTIVE CM
GRUP CRITICAL LOAD UNITY FROM * APPLIED STRESSES * *** ALLOWABLE STRESSES *** CRIT LENGTHS * VALUES *
格式工厂2.30 ID MEMBER COND CHECK END AXIAL BEND-Y BEND-Z AXIAL EULER BEND-Y BEND-Z COND KLY KLZ Y Z
M N/MM2 N/MM2 N/MM2 N/MM2 N/MM2 N/MM2 N/MM2 M M
A1 6B- 67 T3 0.23 0.0 -3.61 30.75 -2.77 52.30 52.30 207.00 207.00 C<.15 2.1 2.1 0.85 0.85
F1 9Q- 9R T3 0.36 3.1 -0.12 -91.03 5.13 193.732113.66 256.70 256.70 C<.15 3.1 3.1 0.85 0.85
L2 5N- 5 T3 0.02 0.0 0.01 -3.92 -2.84 207.00 163.07 258.75 258.75 TN+BN 24.6 1.5 0.85 0.85
L3 8O- 8P T3 0.05 0.0 0.00 -7.11 -9.84 207.00 168.94 240.23 240.23 TN+BN 24.7 2.1 0.85 0.85
L4 6X- 6T T3 0.32 0.7 -3.16 -71.43 -0.04 79.56 79.56 258.75 258.75 C<.15 29.4 0.7 0.85 0.85
L5 6X- 6 T3 0.51 0.0 -5.18-111.10 0.05 82.25 82.25 248.49 248.49 C<.15 29.4 4.0 0.85 0.85
L6 4P- 4O T3 0.36 3.2 6.14 -77.80 -14.54 207.00 124.29 240.10 240.10 TN+BN 19.2 3.2 0.85 0.85
X1 7S- 7E T3 0.50 0.7 -7.89 -84.93 19.64 179.904484.55 227.70 258.75 C<.15 0.7 0.7 0.85 0.85
X2 4P- 59 T3 0.29 0.0 -1.64 -59.76 -3.69 182.391483.56 223.78 248.96 C<.15 1.8 1.8 0.85 0.85
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