海洋平台导管架结构安全评估

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导管架平台又称桩式平台,是一种典型的固定式平台。由打入海底的桩柱来支承整个平台,是其区别于其他类型平台的主要特点。作为海洋结构物,导管架平台长期遭受着复杂的海洋环境载荷,而且海洋平台结构复杂,造价昂贵,延长期使用寿命可以节约大量成本,因此,对其进行安全评估是保证其在服役期内安全使用的必要保障。本文以SACS软件计算为基础,从两个角度介绍了导管架结构安全评估的方法:确定性评估和可靠度评估。具体工作内容如下:(1)对计算中所采用载荷理论进行了介绍,重点分析了波浪理论和Morison方程;对导管架模型进行了描述,详细阐述了处理约束条件所采用的桩土相互作用理论及结构损伤的修正办法。(2)应用SACS软件对导管架结构进行了静力计算,校核了 8个主要载荷作用方向下的静力强度,在得到各构件应力比的基础上,对算例平台进行了构件确定性评估及整体确定性评估。详细阐述了基于层次分析法的整体确定性评估流程,对导管架建模时的命名规则及编程计算的关键问题进行了重点分析。完成对算例平台的确定性评估的计算之后,根据计算结果对该平台的服役状况进行了分析与评估。(3)对导管架结构的极限承载能力进行了分析,深入讨论了 SACS软件倒塌分析的计算原理,并计算了多个载荷作用方向下的导管架平台极限承载能力,分析了不同倒塌方向的倒塌过程,并对不同方向的极限承载能力进行了对比分析,讨论了算例平台在不同方向下的倒塌特性。(4)结合倒塌计算结果与可靠度理论,对导管架平台进行了整体可靠性评估。考虑了环境载荷(风、浪、流)的随机性,阐述了载荷等效公式的拟合过程,并对不同作用方向下的载荷等效公式进行了拟合;研究了采用验算点法解决可靠度问题的过程,详细推导了可靠度计算公式,完成了算例平台的整体可靠度计算,并给出了在不同方向下的失效概率,对可靠度计算结果进行了分析讨论。
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