随着我国油气勘探开发向南海深水海域进军,如何保证恶劣环境下深水浮式平台结构的安全将是迫切需要解决的难题。本文依托国家高技术研究发展计划(863计划)子课题“浮体固体结构的安全性评估技术”(项目编号:2006AA09A109-5),着眼于浮式平台的局部构件,确定局部构件的极限承载能力,在此基础上进行局部构件的确定性和可靠性安全分析。本文的研究工作主要包括以下几个方面:1.分析了南海海域环境要素(风速、波高、流速)的时空特征、给出环境要素的极值概率分布函数,并确定具有一定重现期的设计极值。2.加筋板极限承载能力的研究。采用先分析再综合的方法,建立加筋板在各失效模式下的承载能力极限状态方程。首先通过分析单向受力时构件的承载能力,建立单向受力的承载能力极限状态方程。以单向受力承载能力为基础分析联合受力时构件的承载能力,建立相应的极限状态方程。3.加筋圆柱壳极限承载能力的研究。通过转化规范中完整圆柱壳受均布荷载时的极限应力公式,得出了各种圆柱壳结构的局部在各种失效模式下简单受力及复杂受力时的承载能力极限状态方程。4.建立了局部构件基于有限元软件的承载能力分析方法。通过有限元软件ANSYS分析构件承载能力,并与理论解进行对比,验证了分析方法的准确性。研究表明用数值方法计算结构的屈曲强度时要考虑边界条件、初始变形形式及幅值、荷载步的施加顺序等因素的影响。初始变形的幅值对结果的影响相对较小。5.基于可靠度理论的局部构件可靠性分析。考虑参数的随机性特征,运用结构可靠度理论,在承载能力极限状态分析的基础上,运用验算点法计算构件发生单一失效模式时的失效概率,并运用结构体系失效概率的区间估计法计算构件总的失效概率。