【摘要】： 本文以結構優(yōu)化設計理論、工程結構抗震設計理論、工程模糊集理論，并結合海上平臺入級與建造規(guī)范、建筑結構抗震規(guī)范等，在國內外有關研究成果的基礎上，充分考慮海洋平臺結構優(yōu)化設計的特點，對海洋平臺結構優(yōu)化設計一些相關問題進行了研究，具體做了以下幾個方面的工作： 1 建立了地震作用下導管架海洋平臺結構優(yōu)化的數(shù)學模型，把導管架海洋平臺看作鋼框架結構，并把優(yōu)化方法用于結構的抗震設計中。以衡量結構造價總重量最小為優(yōu)化目標，，以導管的平均直徑和壁厚作為設計變量，考慮強度、剛度和穩(wěn)定等約束條件。并以渤海油田BZ28-1儲油平臺為例進行了計算，計算結果表明，此方法對海洋平臺的設計具有一定的參考意義。 2 建立了導管架海洋平臺結構的抗震模糊優(yōu)化設計模型，對模型中的設計變量、目標函數(shù)和約束條件進行了模糊處理。用模糊優(yōu)選法確定了約束邊界的容差系數(shù)，并由改進的界限搜索方法求得了抗震模糊優(yōu)化問題的最優(yōu)解。以渤海油田BZ28-1儲油平臺為例進行了抗震模糊優(yōu)化設計，計算結果顯示，考慮模糊因素進行結構優(yōu)化設計更具科學性和合理性。 3 在考慮衡量海洋平臺結構造價的重量為目標函數(shù)的同時，在目標函數(shù)中引入衡量結構穩(wěn)定性的結構構件長細比，從而形成多目標優(yōu)化問題，并把多目標優(yōu)化設計方法用于海洋平臺結構的設計中。以結構的總重量和結構構件的長細比為優(yōu)化目標，以導管的平均直徑和壁厚作為設計變量，考慮強度、剛度和穩(wěn)定等約束條件。并以勝利油田埕北11#單井采油平臺為例進行了計算，計算結果表明此方法對海洋平臺的設計具有一定的參考意義。 4 把多目標優(yōu)化設計方法用于海洋平臺結構的抗震設計中，以衡量結構造價的總重量最小和衡量結構抗震性能最好的總應變能最大為優(yōu)化目標，對海洋平臺結構利用遺傳算法進行了多目標優(yōu)化設計。并以渤海油田BZ28-1儲油平臺為例進行了計算，計算結果表明此方法對海洋平臺的抗震設計具有一定的參考價值。 5 介紹了基于最優(yōu)設防烈度的抗震結構優(yōu)化設計的理論和方法，并以渤海油田BZ28-1儲油平臺為例，在目標函數(shù)中既考慮了結構的造價又考慮了損失期望，根據“小震不壞、中震可修、大震不倒”三個水準的抗震設防原則，利用抗震規(guī)范的“二階段”抗震設計方法，對其進行了結構優(yōu)化設計，得到了考慮造價和損失期望、基于最優(yōu)設防烈度的最優(yōu)設計方案。 6 在導管架海洋平臺結構的優(yōu)化設計中，將樁土的相互作用用彈簧—阻尼單元模擬，并把優(yōu)化方法用于結構的抗震設計中。以結構的總重量最小為優(yōu)化目標，以導 摘要 管的平均直徑和壁厚作為設計變量，考慮強度、剛度和穩(wěn)定等約束條件。并以渤海油 田Bz28一1儲油平臺為例進行了計算，計算結果表明，對海洋平臺進行優(yōu)化設計考慮 樁一土一結構相互作用更合理一些。 7針對淺海油田的特點，從投入成本和產出效益角度考慮，設計了一種單腿導 管架海洋平臺，在考慮了50年一遇的海冰、20年一遇的海風和20年一遇的海流荷載 工礦組合的基礎上，對其結構進行了靜力分析，分析結果表明，各構件滿足強度和穩(wěn) 定性要求。 對所設計的單腿導管架海洋平臺進行了地震作用分析，得到了結構的自振頻率和 振型(取前八階)，并得到了結構各個節(jié)點的位移。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2003
【分類號】：P742

【引證文獻】

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4 李志華;孫秀麗;;一種新的結構可靠度通用計算方法[J];中國安全科學學報;2009年02期

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6 馮春健;淺海水下樁基單立柱支撐平臺研究與設計[D];中國石油大學;2010年

7 齊興斌;FPSO軟剛臂單點系泊系統(tǒng)原型測量及分析評價[D];大連理工大學;2012年

本文編號：2700710