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目 录1

前言1

主要符号…………………………………………………………………………xvii绪论1

第1章海洋环境荷载的概率模型12

1.1 中国近海海洋环境观测资料12

1.1.1中国近海海洋环境要素的观测12

1.1.2中国近海海洋环境要素观测资料14

1.1.3海洋环境要素资料的推算16

1.1.4海洋环境要素的短期、中期和长期统计与结构设计环境条件17

1.2海洋环境要素的极值概率模型和疲劳荷载谱模型18

1.2.1单变量极值环境要素的概率分布19

1.2.2多变量极值环境要素的联合概率分布21

1.2.3海洋环境疲劳荷载谱模型24

1.3海洋环境荷载及其概率特征25

1.3.1风25

1.3.2波浪27

1.3.3海流29

1.3.4海冰30

1.4渤海海洋环境要素概率模型参数统计分析31

1.4.1极值环境要素概率分布参数统计31

1.4.2环境疲劳荷载谱统计43

1.5.1问题的提出与表述46

1.5现役结构安全评定的环境荷载标准46

1.5.2现役结构确定性安全评定的环境荷载标准48

1.5.3现役结构可靠度评定的环境荷载标准49

第2章海洋平台结构的动冰力作用与冰激振动51

2.1动冰力作用的统一模型51

2.1.1按冰破碎形式分类的动冰力时程51

2.1.2冰力作用的“负阻尼”特性与自激振动冰力53

2.1.3动冰力的统一模型与冰力函数55

2.2海洋平台结构的随机动冰力模型56

2.2.2正面迎冰点冰压力谱密度及其参数57

2.2.1冰压力测量及样本选取57

2.2.3冰压力随机场模型及其参数确定60

2.3海洋平台结构冰致自激振动分析62

2.3.1 自激动冰力产生的物理条件62

2.3.2海洋平台结构冰致自激振动的特征66

2.4海洋平台结构冰致强迫振动分析70

2.4.1结构屈曲动冰力和弯曲动冰力作用的强迫振动分析71

2.4.2结构挤压随机动冰力作用的随机振动分析73

2.4.3海洋平台结构强迫振动分析算例75

2.4.4 JZ20-2MUQ平台结构冰激强迫振动分析80

3.1构件疲劳累积损伤与抗力衰减88

第3章海洋平台结构的累积损伤与抗力衰减88

3.1.1 基于连续介质损伤力学的构件疲劳累积损伤与抗力衰减分析89

3.1.2基于断裂力学的构件疲劳累积损伤与抗力衰减分析91

3.2焊接管结点的疲劳累积损伤与抗力衰减92

3.2.1管结点的S-N曲线和裂纹扩展参数93

3.2.2影响管结点疲劳性能的几个因素96

3.2.3管结点疲劳损伤后的剩余抗力98

3.3 已退役渤海八号平台结构钢力学性能试验与分析99

3.3.1退役平台结构钢材的力学性能试验101

3.3.2海洋平台结构环境损伤与构件抗力衰减规律106

3.3.3渤海八号平台结构构件环境累积损伤与抗力衰减分析109

4.1.1检测程序112

4.1.2检测方法112

第4章海洋平台结构的检测、维护与修理技术112

4.1海洋平台结构的检测技术112

4.1.3测点的选择与优化114

4.2海洋平台结构检测随机性分析116

4.2.1无损检测（NDT）的随机性117

4.2.2检测随机性的概率处理方法118

4.3海洋平台结构的维修技术119

4.3.1海洋平台结构维修的特点119

4.3.2维修基本方法及其选择的参考标准121

4.4.2系统的功能124

4.4海洋平台结构检测、维护与修理（IMR）数据库系统124

4.4.1系统开发环境及开发工具124

4.4.3系统模块划分125

第5章海洋平台结构安全评定——确定性方法127

5.1现役结构损伤的模型修正127

5.1.1基于损伤分析的模型修正127

5.1.2基于检测结果的模型修正128

5.1.3维修加固效果考虑130

5.2结构构件安全评定130

5.2.1构件应力比130

5.2.2构件强度储备比130

5.3.1层次分析法131

5.3结构整体安全评定的汇总方法131

5.3.2强度储备比汇总法133

5.4结构整体安全评定的极限分析方法134

5.4.1海洋平台结构极限分析方法及其软件134

5.4.2基于极限承载力分析的结构整体安全评定138

5.5结构损伤和缺陷对极限承载力的影响分析141

5.5.1凹陷类缺陷的影响141

5.5.2裂纹类缺陷的影响142

5.5.3腐蚀的影响143

5.5.4疲劳累积损伤和材料老化的影响144

5.5.6海生物附着的影响145

5.5.5基础冲刷的影响145

第6章海洋平台结构安全评定——可靠度方法146

6.1结构可靠度分析基本方法146

6.2海洋平台结构构件可靠度分析147

6.2.1构件荷载效应的统计矩147

6.2.2构件抗力及其随机性149

6.2.3构件可靠度计算149

6.2.4海洋平台结构构件可靠度分析150

6.2.5渤海JZ20-2MUQ平台结构构件可靠度分析152

6.3.1抽样统计方法153

6.3海洋平台结构体系可靠度近似分析153

6.3.2荷载等效方法154

6.3.3全概率方法154

6.3.4荷载效应方法156

6.3.5渤海JZ20-2MUQ平台结构体系可靠度分析156

6.4现役海洋平台结构可靠度分析162

6.4.1现役结构可靠度分析的特点162

6.4.2 JZ20-2MUQ平台服役现状163

6.4.3现役JZ20-2MUQ平台构件可靠度分析164

6.4.4现役JZ20-2MUQ平台体系可靠度分析165

7.1基于疲劳可靠度分析的海洋平台结构检测选点方法167

第7章海洋平台结构检测、维修与报废决策167

7.1.1节点疲劳分析168

7.1.2选择检测点169

7.1.3与周期性检测的比较169

7.1.4节点分组170

7.1.5目标可靠度170

7.2海洋平台结构维修决策方法170

7.2.1决策集的确定171

7.2.2因素集的确定171

7.2.3单因素综合评定171

7.2.4多因素综合评定176

7.3海洋平台结构大修与报废准则178

7.3.1结构大修准则178

7.3.2结构报废准则180

7.4基于构件失效序列的海洋平台结构维修选点方法180

7.4.1确定结构构件失效序列181

7.4.2确定维修点181

7.4.3评定维修效果181

第8章渤海八号生产平台的安全评定182

8.1平台结构评估用环境荷载的确定185

8.1.1渤海海域环境荷载的概率分布185

8.2平台结构的历年服役状况及其计算处理186

8.2.1平台结构历年检测结果汇总186

8.1.2评估用环境荷载的确定186

8.2.2平台结构历年维修记录190

8.2.3平台历年服役状况等效计算处理192

8.3平台结构内力重分析与构件安全评定193

8.3.1渤海八号生产平台结构的内力重分析193

8.3.2渤海八号平台结构的强度校核准则196

8.3.3基本构件安全指标及评定结果196

8.4平台结构整体安全评定199

8.4.1基本构件分类199

8.4.3综合安全指标200

8.4.2结构分层200

8.5平台结构的近似极限承载力分析204

8.5.1计算结果分析204

8.5.2结果评价208

8.6渤海八号平台结构维修决策209

8.6.1决策分析209

8.6.2维修决策结果评价211

8.6.3平台结构近似可靠度评价211

第9章海洋平台结构的实时安全监测213

9.1海洋平台结构实时安全监测方法213

9.1.1实时结构计算模型的建立与修正213

9.1.2结构环境荷载的实时监测与确定214

9.1.3结构安全状况的实时评定216

9.2.1实时监测传感系统217

9.2渤海JZ20-2MUQ平台结构实时安全监测系统217

9.2.2实时安全监测系统218

9.2.3实时安全监测结果220

9.3海洋平台结构远程实时安全监测222

9.3.1总体框图223

9.3.2系统分析223

9.3.3系统实现225

9.3.4关键技术226

A.1 IMRSEM系统组成228

A.2 IMR数据管理系统228

附录海洋平台结构检测维修、安全评定与实时监测软件系统228

A.2.1系统数据组织229

A.2.2系统功能设计230

A.3海洋平台结构安全评定系统231

A.3.1数据管理232

A.3.2结构安全评定234

A.4 IMR辅助工具240

A.4.1制定检测方案241

A.4.2制定维修方案241

A.4.3评定维修方案效果241

A.5海洋平台结构实时安全监测系统242

参考文献243