1、作為常見的海上結構，導管架平臺在完成鉆井、采油、儲油等作業(yè)的同時，由于長期暴露在海洋環(huán)境當中，會受到惡劣的天氣環(huán)境以及其他諸多復雜因素的影響，有時還會受到爆炸、撞擊等偶然載荷的作用，因此平臺倒塌事故時有發(fā)生，這不僅造成了嚴重的環(huán)境污染，同時也帶來了巨大的經濟損失。為保證結構在惡劣環(huán)境下的抗倒塌能力，延長結構的服役期，有必要從整體結構層面出發(fā)，研究平臺結構的整體安全性能。目前導管架平臺的整體安全水平研究主要圍繞在靜力載荷作用分析的階段，由

2、動力載荷造成的整體倒塌以及所體現的安全儲備方面研究較少。同時，對于導管架的倒塌過程，很少進行結構內部桿件的屈服過程與塑性發(fā)展特性相關探討。本文針對以上幾個問題展開了相關研究:
　　探究了非線性方法在有限元分析中的實施手段。對于常見的倒塌分析，一般要求考慮材料、幾何非線性，從而能夠模擬更為反映實際情況的倒塌過程，因此有必要深入了解非線性在結構分析中的實施過程與分析手段。將推導二維梁單元的幾何、材料非線性有限元模型，結合Newton-

3、Raphson方法編制程序，研究非線性在結構分析中對計算結果產生的影響。
　　研究了導管架平臺的靜力倒塌安全性。采用某冰工況下的環(huán)境要素，以及基于提高重現期的載荷增量方法，對平臺進行了Pushover分析，得到了不同方向的結構承載力與桿件塑性發(fā)展過程，進而根據其儲備強度(RSR)探討了結構整體安全性能;編制了逐步回歸響應面程序，該方法不需提前給出功能函數，且計算效率較高。然后，計算了結構的整體可靠度，并通過給定擬合方程的JC法驗證

4、了程序的可靠性。研究表明，盡管兩類指標的研究側重點不同，但兩類指標均能很好地對結構的安全性進行描述。
　　在地震作用下，對導管架平臺進行了動力性能研究。選擇了26條具備不同頻譜特性的三向地震記錄，采用IDA方法對結構進行了動力增量分析，在分析中記錄不同地震波作用下結構全過程響應信息與桿件狀態(tài)信息，以及塑性點、倒塌點對應的載荷水平。探討了結構的位移、層間角等動力參數的發(fā)展規(guī)律，發(fā)現結構在不同地震波下的動力參數發(fā)展特性并不一致且差別較

5、大。然后對結構的塑性發(fā)展過程進行了研究，提出了基于塑性發(fā)展影響系數的最易出現失效模式。該方法獲取的失效模式與所有真實倒塌失效模式均較為接近且相似度離散性較小，具有統(tǒng)計意義。
　　對平臺結構的動力倒塌失效特性進行了研究。首先，對相關倒塌參數進行總結，通過變形能、位移響應、基底剪力等特征參數對海洋平臺結構的抗倒塌能力與安全儲備進行分析，進而，從頻譜特性的角度探討了結構的倒塌極限狀態(tài)動力特性，以及不同頻譜特性與倒塌相關參數之間的聯(lián)系。研