發(fā)布時間：2020-06-07 02:45

【摘要】： 本文以結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計理論、工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計理論、工程模糊集理論，并結(jié)合海上平臺入級與建造規(guī)范、建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范等，在國內(nèi)外有關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，充分考慮海洋平臺結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的特點，對海洋平臺結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計一些相關(guān)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(jié)構(gòu)優(yōu)化的數(shù)學模型，把導管架海洋平臺看作鋼框架結(jié)構(gòu)，并把優(yōu)化方法用于結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中。以衡量結(jié)構(gòu)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(shè)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(jié)果表明，此方法對海洋平臺的設(shè)計具有一定的參考意義。 2 建立了導管架海洋平臺結(jié)構(gòu)的抗震模糊優(yōu)化設(shè)計模型，對模型中的設(shè)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(shè)計，計算結(jié)果顯示，考慮模糊因素進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計更具科學性和合理性。 3 在考慮衡量海洋平臺結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)構(gòu)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(shè)計方法用于海洋平臺結(jié)構(gòu)的設(shè)計中。以結(jié)構(gòu)的總重量和結(jié)構(gòu)構(gòu)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(shè)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(jié)果表明此方法對海洋平臺的設(shè)計具有一定的參考意義。 4 把多目標優(yōu)化設(shè)計方法用于海洋平臺結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中，以衡量結(jié)構(gòu)造價的總重量最小和衡量結(jié)構(gòu)抗震性能最好的總應(yīng)變能最大為優(yōu)化目標，對海洋平臺結(jié)構(gòu)利用遺傳算法進行了多目標優(yōu)化設(shè)計。并以渤海油田BZ28-1儲油平臺為例進行了計算，計算結(jié)果表明此方法對海洋平臺的抗震設(shè)計具有一定的參考價值。 5 介紹了基于最優(yōu)設(shè)防烈度的抗震結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)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(jié)構(gòu)的造價又考慮了損失期望，根據(jù)“小震不壞、中震可修、大震不倒”三個水準的抗震設(shè)防原則，利用抗震規(guī)范的“二階段”抗震設(shè)計方法，對其進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，得到了考慮造價和損失期望、基于最優(yōu)設(shè)防烈度的最優(yōu)設(shè)計方案。 6 在導管架海洋平臺結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)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(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中。以結(jié)構(gòu)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(shè)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(jié)果表明，對海洋平臺進行優(yōu)化設(shè)計考慮 樁一土一結(jié)構(gòu)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(chǎn)出效益角度考慮，設(shè)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(chǔ)上，對其結(jié)構(gòu)進行了靜力分析，分析結(jié)果表明，各構(gòu)件滿足強度和穩(wěn) 定性要求。 對所設(shè)計的單腿導管架海洋平臺進行了地震作用分析，得到了結(jié)構(gòu)的自振頻率和 振型(取前八階)，并得到了結(jié)構(gòu)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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2 魏曉添;;海洋導管架結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀研究及應(yīng)用前景[J];山西建筑;2010年19期

3 袁瑋;張宇;張尚文;李軍;;崖城13-1井口平臺隔水套管修補方法與應(yīng)用[J];石油礦場機械;2009年07期

4 李志華;孫秀麗;;一種新的結(jié)構(gòu)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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4 徐伯海;潮流電站載體結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];上海海事大學;2007年

5 易建英;海油建造公司發(fā)展戰(zhàn)略研究[D];天津大學;2008年

6 馮春健;淺海水下樁基單立柱支撐平臺研究與設(shè)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