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冰区海洋平台LRFD方法的系数标定及优化设计 海洋工程990403 THE OCEAN ENGINEERING 1999年 第17卷 第4期 Vol 17 No.4 1999 阎宏生　胡云昌　余建星　方小安 摘要　对渤海北部结冰海域海洋平台的LRFD设计表达式的系数进行了标定，并在此基础上以实际平台为例，进行了优化计算。 关键词　抗力荷载系数　目标可靠性指标　系数标定 中图法分类号　U661.4 Calibration of Coefficients of the Offshore Platform in the Icing Sea Domain Based on LRFD and the Optimal Design Yan Hongsheng Hu Yunchang Yu Jianxing Fang Xiaoan Abstract The coefficient of the LRFD design expression for the offshore platform in the north Bohai icing sea is calibrated．Then based on it，an optimal design is applied for a real platform with satisfying results． Key words loading and resistance coefficient target reliability index calibration 1　前言 　　海上结构物所处环境十分恶劣，其遭受荷载的大小、性质和作用方式都是随机变化的。因此，对该类结构物的研究，必须充分注意到这一特点。通常海上结构物都是按规范进行设计的，而设计规范大多采用的是工作应力（WSD）方法，其设计公式表示为： 名义强度／安全系数≥名义荷载之和 　　式中采用单一的安全系数来补偿荷载与抗力的随机性。各种荷载都是随机变量，其分布形式、特征参数各不相同。这样笼统的采用一个安全系数显然是不恰当的。利用可靠性理论进行结构分析，可以考虑到每种荷载和抗力的随机性，因而可以给出更合理的结果。但可靠性计算对硬件的要求过高，难以为工程实践所接受。LRFD（荷载抗力设计法）方法的出现，解决了这一矛盾。它结合了WSD方法和可靠性理论的优点，既考虑了抗力与各种荷载的随机性，又继承了WSD设计方法简便实用的特点。从七十年代起，世界各国都开始了对LRFD方法的研究。如早在1977年，DNV就制定了基于LRFD方法的海洋平台设计规范。API也于近年制定出了ARI　RP　2A-LRFD作为指file:///E|/qk/hygc/hygc99/hygc9904/990403.htm（）2010-3-23 0:09:07万方数据 海洋工程990403 导平台设计的标准。但LRFD方法有较强的区域性，API　RP　2A-LRFD是基于美国海域制定的，用于我国海域就必须对其系数进行重新标定。 　　基于以上情况，本文进行了以下工作： 　　1）．对我国渤海北部结冰海域海洋平台LRFD设计公式系数进行标定，给出了适用于该海域的LRFD实用设计表达式。 　　2）．基于得出的设计表达式，以JZ20-2MUQ平台为例，利用遗传算法（SGA），对其进行优化设计。 2　LRFD实用设计表达式的确定 2.1　LRFD系数标定方法 　　LRFD系数的标定包括两部分，目标可靠性指标确定和抗力荷载系数确定。 　　（1）目标可靠性指标确定 　　目标可靠性指标是指设计所预期达到的结构可靠性指标。确定目标可靠性指标的方法目前主要有两种：“类比法”和“校准法”。本文采用“校准法”，以JZ20- 2MUQ平台为例，标定出平台的目标可靠性指标。在进行目标可靠性标定的过程中，各种荷载与平台抗力的统计分布参数是至关重要的。根据API规范，对于各分布参数的确定方法如下： 　　①　抗力 　　影响构件强度变化的因素很多，具体可由下式表述： R＝RnMFP 　　（1） 其中：Rn——构件的名义抗力；M——材料的差异性；F——制造的差异性；P——公式的差异性 则抗力均值： μR＝RnBMBFBP 　　（2） 变异系数： （3） 式中BM、BF、BP和VM、VF、VP分别为M、F、P的偏值和变异系数。 　　②　荷载 　　荷载的分布参数按统计资料进行统计计算。