ICS 75. 180.10 E 94 备案号：35176—2012
SY
中华人民共和国石油天然气行业标准
SY/T6876-—2012
壳的屈曲强度 Bulkling strength of shells
2012一01一04发布
2012一03-01实施
国家能源局 发布 SY/T 6876--2012
目 次
前言
范围 2 符号 3 壳的屈曲 3.1 屈曲强度 3.2 加强环截面参数 3.3 屈曲模式 4封闭圆筒壳的应力 4.1 概述 4.2 应力 5圆筒壳的屈曲抗力 5.1 稳性要求 5. 2 壳的屈曲特征强度 5.3 无加强筋曲面板的弹性屈曲强度· 5.4 无加强筋圆简壳的弹性屈曲强度 5.5 环向加强壳 5. 6 纵向加强壳· 5.7 纵横加强圆筒壳 5.8 柱状屈曲. 5.9 扭转屈曲· 5.10 纵向加强筋和加强环的局部屈曲无加强筋的锥形壳. 6.1 言·· 6.2 锥形壳内的应力· 6.3壳屈曲* 附录A（资料性附录） 本标准与DNV-RP-C202：2002相比的结构变化情况参考文献
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T SY/T 6876—2012
前言
本标准按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。
本标准使用重新起草法修改采用挪威船级社的DNV-RP-C202《壳的届曲强度》（2002.英文版）。
本标准与DNV-RP-C202：2002相比，在结构上有所调整，附录A列出了本标准与DNV- RP-C202：2002相比的结构变化对照一览表。
本标准与DNV-RP-C202：2002在技术性上一致。 本标准作了下列编辑性修改：
增加了附录A 本标由海洋石油工程专业标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：海洋工程股份有限公司。 本标准起草人：张艳芳、杨晓刚、于皓、肖辉、高定全。
亚 SY/T 6876—2012
Nsd--设计轴向力： Qs 设计剪切力： Qi,s! 主轴1方向的设计剪切力：
Q.sd 主轴2方向的设计剪切力； Tsu 扭矩设计值；
Z. 曲率参数，Zi.=L ET Zi 曲率参数，Z 12 V1-u: Z. 曲率参数，Z.= -
A
rt
rt
0
因子； b- 翼缘宽度，因子； br 翼缘翼展；
因子；圆筒壳内缘到加强环形心的距离，该形心不包括壳翼缘部分翼缘偏心，见图2；
C e
fak 折减届曲特征强度： fnkd 局部屈曲设计强度： fE 弹性属曲强度： fra- 轴向力作用时的弹性屈曲强度： fEh 静水压力，侧向压力和环向压力作用时的弹性屈曲强度： fEm 弯矩作用时的弹性屈曲强度： JEr 扭矩作用时的弹性屈曲强度： fEr 关于剪切力的弹性屈曲强度： f 屈曲特征强度： fia -柱状屈曲特征强度： frd 柱状屈曲设计强度： fkn 壳的届曲特征强度： flkd 壳的属曲设计强度； f. 材料特征强度： fT 扭转属曲强度： fy 材料的屈服强度： h- 腹板高度； hs 加强筋趾端 鼎（加强筋和板的接合部）到加强筋剪切中心的距离： i 回转半径： ie 圆简壳截面的回转半径，三 NA. i 加强环的有效回转半径，包括有效壳翼缘部分；
有效长度因子，柱状屈曲：加强环间距：
L. 等效长度； I af "- 壳板的有效宽度： Ln 等效长度：
.2 SY/T6876—2012
IT 扭转屈曲长度： psd 设计横向压力：
圆筒半径： re 等效半径：
圆筒轴心到加强环翼缘的距离，见图2：
F
r. 半径（变量） rn 圆筒轴心到加强环中性轴的距离，该中性轴的计算包括有效的壳翼缘部分Le。
纵向加强筋的间距： Se 有效壳板宽度；
S
圆简壁厚： th 舱壁厚度： te
t
等效厚度：
tr 翼缘厚度： tw 腹板厚度：
初始不圆度：加强环外沿到加强筋中心的距离，该形心的计算包括有效壳板部分：
OaA 系数：
系数：
aHac 3 一系数； n 初始不圆度：
YM 材料因子： 7 系数：
折减后的柱长细比；
-折减后壳长细比： AT 折减后的扭转长细比： H 系数： 0 从轴1开始度量的角度： P 系数；
泊松比（取0.3） Oa.Sd"" 基于均勾轴向力的纵向薄膜应力设计值；
U
环向薄膜设计应力：
Ch.Sd GhR.Sd 加强环薄膜设计应力： ChnSd 舱壁或者加强环处壳的环向弯曲设计应力： dj.sd 等效vonMises设计应力：
基于总体弯曲的纵向薄膜设计应力：
dm.Sd d 纵向薄膜设计应力：
圆筒舱壁或者加强环处纵向弯曲设计应力：
dxm.Sd sd 与圆简壳表面相切的设计剪切应力，截面内工：0为常量 IT.Sd 基于扭矩的与壳表面相切的设计剪切应力： To.sd 基于总体剪切力的与壳表面相切的设计剪切应力：
系数： 4 系数；
E
一系数。
2
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3壳的屈曲
3.1屈曲强度
壳的屈曲即圆简壳结构的屈曲稳定特性，其理论基础是荷载和抗力系数法（LRFD）。第4章论述了封闭圆筒壳的应力，第5章论述了带有纵向加强筋和加强环的圆简壳的屈曲，见图1。
H
9
纵向加强筋
加强环
图1有加强筋的圆筒壳
假设圆简壳的两端为刚性支撑，如加强环，舱壁或者端盖等，带加强筋的圆筒壳需要考患不同的届曲失效模式。3.3给出了相关的失效模式的定义。为了排除
纵向加强筋和加强环局部屈曲的影响，5.10给出了更加明确的定义。
表1中给出了针对不同的屈曲模式所推荐使用的屈曲分析方法。这些方法属于半经验公式法。基于这些半经验公式方法进行设计是因为屈曲荷载在理论和试验上无法达成一致。其原因是建造结构存在几何缺陷和残余应力。使用显式表达式来表示屈曲能力的时候无法表现出几何缺陷和残余应力的影响。这就意味着本文用到的屈曲分析方法是在某种假定的缺陷水平下进行的。这个缺陷水平在DNV OS-C401中通过公差要求来实现。
本屈曲分析方法可以被更加精细的分析和模拟试验所替代。这些分析和试验考虑了实际的边界条件、预屈曲边界扰动、实际的几何缺陷、材料非线性、焊接残余应力等。
第6章论述了无加强筋锥形壳的屈曲。 3.2加强环截面参数
通常，加强环截面如图2所示，图2中A为包括有效壳翼缘部分的加强环的截面形心B为不包括壳翼缘的加强环的截面形心，C为翼缘截面形心 3.3屈曲模式
带有加强筋结构圆简壳的属曲模式分类如下： a）壳屈曲：在纵向加强筋/加强环之间的壳板屈曲。
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1
A
?
?
O
万
图2加强环截面参数
b) 面板纵向加强筋压曲：带有纵向加强筋的壳板屈曲，加强环作为节点线。 c) 面板加强环屈曲：带有加强环的壳板属曲，纵向加强筋作为节点线。 d) 整体屈曲：带有纵向加强筋和加强环的壳板届曲。 e）柱状屈曲：圆筒壳整体柱状屈曲。 对于较长的圆简壳，由于轴向压缩的二阶效应改变了采用线性理论计算得出的应力分布，使得局
部屈曲和总体柱状屈曲的相互作用成为可能。因此，应在计算柱状屈曲的时候考虑这种影响。可以通过使用折减届服强度计算总体柱状屈曲的方式来实现。
f）纵向加强筋和加强环的局部屈曲，见5.10。 表1列出不同类型的圆简壳的几何结构及其相应的屈曲模式。
表1 不同类型圆筒壳的屈曲模式
结构的几何形式
屈曲模式
纵横加强形式
加强环（不加筋圆环）
纵向加强筋
0 on
a）壳屈曲
见5.3
见5.3
见5.4
b）面板纵向加强筋屈曲
见5.6
见5.7