南海固定式平臺極限承載能力分析

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(華南理工大學 土木與交通學院，廣州 510640)

早期在各大海域服役的海洋平臺大都為固定式導管架平臺，隨著服役年數的增長，這些平臺大多都接近或超過了當初設計的服役年限。但是由于國家在海洋工程方面的投資資金有限及對海洋石油資源的強烈需求，這些平臺不可能一次性全部更換掉，考慮選擇在確保平臺安全的情況下延長其生命周期。這就需要定期對在役的海洋平臺做安全檢測和評估。目前，主要的安全評估法有兩種：用結構的強度儲備來計算平臺的失效概率；用統計方法來估算倒塌的概率[1]。這兩種方法中，環境荷載作用下結構極限強度的估算是問題的關鍵。因此，已建成的服役結構體系的安全評定須考慮結構抵抗環境荷載的極限承載力，特別是對受損傷的結構的極限承載能力的分析計算。

1 極限承載能力分析方法

國內關于平臺極限承載能力方面的研究對象絕大多數是針對渤海或東海平臺，因此考慮的載荷主要是冰載荷，即冰載荷作用下的極限承載能力[2-5]。而對于南海海域，波浪載荷為主要載荷，尤其是臺風極端波浪載荷作用下的導管架平臺極限承載能力分析目前還很少開展相關研究。

南海海域的主要荷載是臺風作用下的極端波浪荷載，在運用ANSYS計算波流荷載時，通常是用PIPE59來模擬波流荷載的功能，通過設置Water Motion Table讓程序自動計算波流荷載[6]，但是PIPE59不能很好地模擬材料的塑性變形，所以考慮用PIPE20來代替PIPE59，這就帶來新的問題，即PIPE20并不具備 PIPE59 模擬波流載荷的功能，導致無法施加波流載荷。……