导管架式海洋平台地震响应研究

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1、大连理工大学硕士学位论文导管架式海洋平台地震响应研究姓名：韩晓双申请学位级别：硕士专业：船舶与海洋结构物设计制造指导教师：马骏;赵德有20061201大连理工大学硕士学位论文摘要处于海洋环境中的导管架平台，除了承受结构自重以及甲板设备重量等静荷载作用外，还经常受到诸如风、波浪、海流、地震、船舶撞击等各种环境动力荷载的作用，其中波浪和地震是两种比较典型的动力荷载。目前，波浪荷载作用下平台结构的动力反应研究的比较多，而对地震作用下海洋平台结构的反应分析还相对较少。虽然地震荷载没有波浪荷载和风荷载出现的频率高，且持续时间也很短，但

2、是大的地震所造成的破坏却是非常严重的。本文分别应用反应谱法、时程分析法和随机振动法对导管架式海洋平台地震响应进行了研究，具体内容有：(1)对反应谱理论和相关概念进行了介绍，应用该方法对导管架式海洋平台地震响应进行了谱分析。通过Ansys软件计算了平台的自振频率，根据《海上固定平台入级与建造规范》中规定的地震响应谱对地震载荷进行了计算，通过振型组合考虑各振型分量对总响应的贡献，得到了地震响应最大值。(2)详细介绍了时程分析方法的基本理论，包括参数选取、结构计算模型和计算步骤等方面的内容，系统地给出了有关场地土的类别和地震设防烈

3、度的地震波选择，包括波的条数、形状、强度等方面参数的选取，具有一定的参考意义。应用F0rtran语言，采用Wilson．0逐步积分法编制了地震反应计算程序，对平台进行了一维时程响应分析，得到了地震响应时程。同时应用大型有限元软件Amsys对平台进行了三维时程响应分析。(3)提出一种基于梁理论的海洋平台随机地震响应简化计算模型，应用哈密顿(Hamilton)原理推导了其在地震作用下的弯曲运动方程，采用里茨法与虚拟激励法相结合，推导了平稳和非平稳随机激励下各种响应量功率谱的计算公式，并用Matlab软件编制了程序，为海洋平台的抗

4、震设计提供了参考。关键词：导管架平台；地震响应；反应谱法；时程分析法；随机振动法；虚拟激励法导管架式海洋平台地震响应研究StudyonSeismicResponseofJacketPlatformsAbstraotJacketplatformslocatedintheseanotonlyaresubjectedtostaticloads，suchasgravity，deck，andequipmentload，etc．，butalsoenduredynamicforcesincludingwind，wave，current，e

5、arthquake，andcollision，ere．Amongthosedynamicexcitations，waveandearthquakearetwotypicalloads．Atpresent,therearemanystudiesonresponsesofplatformsunderwaveload,whereasthestudiesonearthquakeresponsesofplatformsarerelativelyfewer．Althoughthearisenfrequencyofearthquakeis

6、lowerthanthatofwave，anditsstandingtimeisalsoshorterthanthatofwave，thedestroylevelofgreatearthquakeisrathersevere．Inthispaper，seismicresponsesofjacketplatformsarestudiedfromthreeaspectsbasedonthreecalculationmethodsofseismicresponsesasfollows：Firstofall，theresponses

7、pectrummethodandsomerelatedconceptsareexpatiatedbycombiningwiththeCriterionforClassifyingandConstructingFixedOffshorePlatforms，andthespectrumanalysisisgiventoajacketplatform．Secondly，somemaincontentsontime·historyanalysismethodareexplainedincludingtheselectionofpar

8、ameter,structuremodel，andcalculationprocess，especiallytheselectionofearthquakewavewhichconcelnstheamount，shape，andintensityofseismicwave．Twoillus