随着近海油气资源开发向深水海域推进,导管架平台将遭遇更为恶劣的波浪环境。波浪荷载是典型的随机动力荷载,应用随机振动理论开展导管架平台随机波浪响应及动力可靠度研究是海洋工程领域的重要课题之一。由于波浪荷载具有明显的非线性特征,在采用传统功率谱法进行导管架平台随机振动分析时,需要对波浪荷载进行统计线性化,在结构响应峰值及动力可靠度计算方面还需进一步引入响应极值分布假定及响应过程跨越假定,因此功率谱法存在较大的计算误差。有鉴于此,本文摒弃上述假定,在时域中直接应用随机模拟方法（即蒙特卡罗模拟）开展波浪荷载作用下导管架平台随机振动问题的研究。然而,传统随机模拟方法需要在大量样本分析中反复求解运动微分方程,极低的计算效率阻碍了该方法在工程实践中的应用。为此,本文提出了波浪荷载作用下导管架平台随机振动分析的时域显式随机模拟法,并致力于发展各级海况下导管架平台基于首次超越失效准则的动力可靠度分析方法,以及设计寿命内导管架平台基于疲劳失效准则的动力可靠度分析方法,推动随机振动方法在导管架平台设计中的工程应用。本文的主要工作包括:（1）分别围绕导管架平台在波浪荷载作用下的随机振动分析方法、各级海况下基于首次超越失效准则的动力可靠度分析方法以及设计寿命内基于疲劳失效准则的动力可靠度分析方法开展文献综述,系统阐述了传统方法的研究现状,并指出其特点及其存在的主要问题。（2）系统开展了非线性波浪荷载作用下导管架平台随机振动分析方法研究。采用非线性Morison公式描述波浪荷载,并根据Newmark-β积分格式建立导管架平台动力响应关于不同离散时刻随机波浪荷载向量的时域显式表达式,结合随机模拟方法,提出了波浪荷载作用下导管架平台随机振动分析的时域显式随机模拟法。该法由于采用了动力响应显式列式,在随机模拟过程中无需反复求解结构运动微分方程,大幅提高了随机模拟效率。此外,该法无需采用统计线性化理论,可以全面考虑非线性波浪荷载的影响;且该法本质上是随机模拟方法,在计算结构响应峰值时无需采用响应极值分布假定,因此有效提高了计算精度。（3）系统开展了基于首次超越失效准则的导管架平台动力可靠度分析方法研究。利用结构动力响应显式表达式的降维分析能力和荷载截断机制,提出了某级海况下基于首次超越失效准则的导管架平台动力可靠度分析的时域显式随机模拟法。该法可以聚焦于与结构动力可靠度相关的结构关键响应的计算,且可以截断对各时刻结构响应影响微小的荷载项,因此可以实现大规模、长持时随机模拟,满足各级海况下导管架平台动力可靠度分析的需求。此外,由于该法的随机模拟本质,在首次超越动力可靠度分析中无需采用响应过程跨越假定,在体系动力可靠度分析中也无需采用失效模式完全相关或完全不相关假定,因此可以获得结构首次超越动力可靠度的近似精确解。（4）系统开展了基于疲劳失效准则的导管架平台动力可靠度分析方法研究。利用各级海况下疲劳细节应力响应的时域显式随机模拟以及应力循环统计的雨流计数法,获得各级海况下构件疲劳细节损伤度,结合导管架平台设计寿命内各级海况出现次数的随机模拟以及Miner线性累积损伤理论,提出了基于时域显式模拟法的导管架平台疲劳失效动力可靠度分析方法。该法可以获得设计寿命内导管架平台疲劳细节损伤度的随机模拟样本,从而可以获得构件疲劳寿命的概率分布规律。在此过程中,无需引入应力幅分布假定及平均跨零率假定,因此可以提高构件疲劳失效动力可靠度的计算精度。在导管架平台随机振动问题中,非线性波浪荷载的统计线性化以及响应极值分布假定和过程跨越假定的引入是造成传统功率谱法计算误差的主要原因。工程算例结果表明,所提出的时域显式随机模拟法在导管架平台波浪响应峰值预报、基于首次超越失效准则的动力可靠度分析和基于疲劳失效准则的动力可靠度分析等方面具有理想的计算精度和计算效率,有效突破了传统功率谱法计算精度不足和传统随机模拟方法计算效率低下等瓶颈,在海洋工程结构物随机振动与可靠度分析方面具有广阔的工程应用前景。