强震下海洋导管架平台概率抗震性能评估

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:wayyy111
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地震是导管架平台面临的极端环境灾害之一,平台结构一旦无法抵抗地震等极端环境载荷的作用,就会造成难以估量的经济损失以及社会影响,因此,有必要对导管架平台进行概率抗震性能评估。本文从提高平台弹塑性抗震分析效率入手,充分考虑海水环境,提出基于耐震时程法平台地震动力响应分析方法,从抗震鲁棒性及地震易损性两方面系统地评估平台概率抗震性能,研究内容如下:(1)海水环境中导管架平台地震动力响应分析采用三条谱加速度与我国南海地域ISO规范谱相符合的地震波作为输入,针对由海水作用引起的海水浮力、管内液体、动水附加质量和动水阻尼四个因素,控制相应变量并进行动力时程分析,评估四个因素对平台地震动力响应的影响。(2)基于耐震时程法强震下导管架平台动力响应分析改进非线性最小二乘优化算法,并对比trust-region-reflective算法,验证改进算法的精度与可靠性,合成4条耐震时程加速度曲线;分别基于增量动力法与耐震时程法对平台在不同地震强度下的动力响应进行对比,运用相关性分析,探究两种方法动力响应指标的差异,重点寻找响应指标基底剪力差异的原因;精细化响应指标,对大震下两者评估结果进行对比分析,进而全方位评估耐震时程法用于平台动力响应分析的合理性。(3)导管架结构抗震鲁棒性设计方法研究考虑地震载荷循环往复特性以及结构进入塑性的力学特性,采用静力推覆法分析完好及损伤平台的极限承载能力,识别平台结构塑性发展路径并判断每个构件重要度,定量评估平台抗震鲁棒性;基于评估结果,合理调整平台结构,提高其抗震能力。(4)导管架平台时变地震易损性分析划分平台不同性能水准,考虑结构不确定性,结合拉丁超立方抽样技术与静力推覆法,统计分析各性能水准对应的顶点位移,对平台进行抗震能力分析;结合抗震能力分析,考虑地震动不确定性,绘制非倒塌阶段地震易损性曲线。基于IDA方法,考虑地震动不确定性,分析平台涉及倒塌阶段的动力响应,统计各个倒塌点对应的地震动强度,绘制平台倒塌易损性曲线;评估耐震时程法判断平台倒塌点的适用性,考虑结构的不确定性,基于耐震时程法分析平台结构倒塌能力,调整平台倒塌易损性曲线。分区模拟平台腐蚀损伤,建立不同服役年限平台腐蚀损伤模型,对平台时变地震易损性进行分析。
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