海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論與方法研究.pdf

1、該文以結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論、決策理念、工程模糊集理論以及結(jié)構(gòu)可靠度分析方法為基礎(chǔ),在總結(jié)已有研究成果的基礎(chǔ)上,對(duì)海洋平臺(tái)的優(yōu)化設(shè)計(jì)理論和方法進(jìn)行了研究,具體開展了以下幾方面的工作:1.考慮樁—土之間相互作用的非線性特性基礎(chǔ)上,采用非線性等效彈簧模擬海底土層對(duì)樁基的作用,對(duì)樁基進(jìn)行有限元分析.2.綜合考慮初期投資、建造運(yùn)營期間的安全性、維修費(fèi)用、耐疲勞及腐蝕性能、施工工期、施工難易程度和對(duì)環(huán)境的破壞程度等多項(xiàng)條件,建立了基于水深和地質(zhì)條件的海

2、洋平臺(tái)選型多目標(biāo)優(yōu)化模型.3.分析了預(yù)應(yīng)力混凝土海洋平臺(tái)配筋優(yōu)化設(shè)計(jì)的特點(diǎn),建立了截面配筋的混合離散變量優(yōu)化設(shè)計(jì)模型.4.分析了混凝土—鋼組合平臺(tái)的結(jié)構(gòu)及構(gòu)造特點(diǎn),指出由于其涉及混凝土、鋼筋和鋼等多種材料,結(jié)構(gòu)型式較為復(fù)雜,采用傳統(tǒng)的尺度優(yōu)化方法會(huì)遇到許多困難,甚至無法將優(yōu)化進(jìn)行下去.5.對(duì)鋼質(zhì)導(dǎo)管架平臺(tái)而言,海洋環(huán)境的強(qiáng)腐蝕性是一種極大的危害.已有的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法僅僅考慮平臺(tái)的初始造價(jià)最低或者重量最輕,這種方法得到的最優(yōu)設(shè)計(jì)實(shí)際上是在平

3、臺(tái)投入使用時(shí)刻滿足規(guī)范要求條件下的最低水平設(shè)計(jì).然而由于海水的腐蝕作用,平臺(tái)的截面幾何尺寸會(huì)逐漸減少,鋼材的性能會(huì)逐漸降低,因此即使經(jīng)過很短的時(shí)間某些約束條件就會(huì)得不到滿足,這樣就需要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行維修加固,從而增加了維修加固的頻率和費(fèi)用,也就是說初始的最優(yōu)設(shè)計(jì)實(shí)際上并不是最優(yōu)的.該文基于此建立了考慮腐蝕影響的導(dǎo)管架平臺(tái)模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)模型,通過建立腐蝕規(guī)律方程,將設(shè)計(jì)變量及材料性能根據(jù)計(jì)劃維修時(shí)間進(jìn)行折算后再代入約束條件,而目標(biāo)函數(shù)則取設(shè)計(jì)變