导管架海洋平台处于恶劣的海洋环境中,海水的腐蚀会导致平台构件壁厚变薄,而位于渤海湾的平台,冬季在冰荷载作用下进一步加剧了平台倒塌风险。平台作为一种复杂的空间钢桁架结构,一旦发生结构失稳,后果不堪设想。由此可见,海水的腐蚀、冰荷载作用以及结构稳定性与平台的安全性、可靠性及使用性息息相关,由此也决定了海上工作人员的人身安全和工作环境。为了保证导管架海洋平台结构的安全和正常使用要求,本文提出一种新型的基于不锈钢管中管混凝土组合的海洋平台结构,此结构可提高结构的耐腐蚀能力,且能有效减小平台所受冰荷载作用的同时,可提高平台整体稳定承载能力。导管腿作为导管架海洋平台结构体系的重要构件,直接关系到新型不锈钢管中管混凝土组合海洋平台结构的承载力和变形能力。为此,本文以研究导管腿力学性能为切入点,分别采用数值分析和试验研究对不锈钢管中管混凝土导管腿轴压性能展开研究,并对新型不锈钢管中管混凝土组合海洋平台结构进行了稳定性分析,主要内容如下:(1)建立了不锈钢管中管混凝土导管腿有限元模型,通过分析空心率、混凝土强度和径厚比等参数对轴压承载力的影响,得到了试件轴压承载力与空心率、混凝土强度和径厚比有关;空心率与径厚比的减小和混凝土强度的提高,试件承载力得到了提高。(2)对17根不锈钢管中管混凝土导管腿进行了轴压试验研究,在验证数值模型的同时,分析了空心率、混凝土强度、径厚比和材质等参数对试件破坏模式和力学性能的影响。试验结果表明,试件变形与空心率、混凝土强度、径厚比和材质等参数有关,得到各参数对试件的力学性能的影响规律;不锈钢管中管混凝土导管腿具有较高的承载力与较好的延性性能。(3)运用统一强度理论,得到不锈钢管中管混凝土导管腿轴压承载力计算公式。(4)基于有限元软件ANSYS分别建立了新型不锈钢管中管混凝土组合海洋平台模型和JZ20-2海洋平台模型,对两种平台进行静力线性特征值屈曲分析,得到两者的屈曲模态和屈曲临界荷载,表明新型不锈钢管中管混凝土组合海洋平台具有稳定承载力高的优点。