朱本瑞，陳國明，林 紅，劉紅兵，胡春友

（1.中國石油大學海洋油氣裝備與安全技術(shù)研究中心，山東青島266580；2.天津大學建筑工程學院，天津300072）

極端環(huán)境下導(dǎo)管架平臺連續(xù)倒塌魯棒性評估

朱本瑞1，2，陳國明1，林 紅1，劉紅兵1，胡春友1

（1.中國石油大學海洋油氣裝備與安全技術(shù)研究中心，山東青島266580；2.天津大學建筑工程學院，天津300072）

基于Pushover和AP法分析平臺結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)及剩余強度儲備比，探討不同類別承載模式的構(gòu)件對平臺結(jié)構(gòu)抗倒塌能力的影響規(guī)律；采用WDSR、WRIF和WSRF確定性指標，評估平臺結(jié)構(gòu)魯棒性和構(gòu)件重要度?？紤]平臺抗力受環(huán)境載荷變化的影響，基于MSA和LSIA建立隨機平臺在隨機載荷下的可靠度評估方法，提出導(dǎo)管架平臺“安全評定圖”概念，對服役平臺全尺度載荷下的安全性進行標定，在此基礎(chǔ)上，對導(dǎo)管架平臺進行概率魯棒性評估。研究表明：平臺抗力對水平撐構(gòu)件的失效不敏感，水平撐的確定性魯棒性指標較大，可視為冗余性構(gòu)件；斜撐對保證平臺結(jié)構(gòu)的魯棒性起關(guān)鍵作用；這類構(gòu)件的失效對結(jié)構(gòu)承載能力影響相對顯著，在進行平臺結(jié)構(gòu)魯棒性設(shè)計時，應(yīng)保證其具有足夠的強度與韌性。提出的“安全評定圖”能夠提高平臺概率魯棒性評估的計算精度。

導(dǎo)管架平臺；極限承載能力；失效概率；連續(xù)倒塌；魯棒性評估

超強臺風是導(dǎo)致導(dǎo)管架平臺發(fā)生連續(xù)倒塌破壞的主要極端環(huán)境載荷之一。2002—2005年，發(fā)生在墨西哥灣的臺風Lili、Ivan、Katrina和Rita摧毀112座固定式平臺［1-2］，使得海洋平臺的抗連續(xù)倒塌分析成為研究熱點。連續(xù)倒塌概念最先在建筑類結(jié)構(gòu)設(shè)計理論中提出，魯棒性評估是防止結(jié)構(gòu)發(fā)生連續(xù)倒塌的重要做法。目前，魯棒性已成為衡量建筑結(jié)構(gòu)抗倒塌能力的重要評估指標［3-4］。然而，截止目前為止，最新版的導(dǎo)管架平臺設(shè)計規(guī)范API RP 2A中仍未涉及魯棒性分析的相關(guān)內(nèi)容［5］，中國《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中的“強節(jié)點弱構(gòu)件”和“設(shè)置多道防線”等概念蘊含著魯棒性的思想［6］，但尚未給出明確的規(guī)定與推薦做法。呂大剛等［7］給出建筑結(jié)構(gòu)魯棒性的新定義，并對鋼筋混泥土框架結(jié)構(gòu)的抗震魯棒性進行了定量評價，但現(xiàn)有的魯棒性評估做法主要局限于建筑結(jié)構(gòu)范疇中，在海洋導(dǎo)管架平臺結(jié)構(gòu)的抗臺風設(shè)計與評估中應(yīng)用較少。為此，筆者綜合考慮鋼制固定式海洋平臺自身的結(jié)構(gòu)特點及倒塌災(zāi)變載荷的不同，將結(jié)構(gòu)魯棒性評估理論引入到導(dǎo)管架平臺的抗倒塌性能評估中，分別從基于確定性和基于概率分析的兩類魯棒性指標對導(dǎo)管架平臺結(jié)構(gòu)的魯棒性展開研究。

1 導(dǎo)管架平臺確定性魯棒性評估

魯棒性側(cè)重于評價結(jié)構(gòu)整體對局部破壞的抵抗能力，目前，主要通過“改變路徑法”（alternate path method，簡稱AP法）進行［8］。AP法通過假定結(jié)構(gòu)中承重構(gòu)件發(fā)生損傷而失效，在計算過程中將其從結(jié)構(gòu)中移除，然后分析剩余結(jié)構(gòu)是否能夠形成新的載荷傳遞路徑，進而判斷結(jié)構(gòu)是否發(fā)生連續(xù)倒塌。

1.1 確定性魯棒性評估指標

魯棒性與結(jié)構(gòu)的極限承載能力、延性、冗余度等性能密切相關(guān)，表征結(jié)構(gòu)“忍受”初始損傷的能力?？蓪?dǎo)管架平臺的剩余強度儲備比WDSR、剩余影響系數(shù)WRIF、強度冗余系數(shù)WSRF作為結(jié)構(gòu)魯棒性評估的指標，即

其中

式中，F(xiàn)su為損傷平臺的極限承載能力；Fd為平臺的設(shè)計環(huán)境載荷；Fu為完好平臺的極限承載能力；WRSR為完好平臺的強度儲備比。

基于確定性評估指標評估平臺是否發(fā)生連續(xù)倒塌的準則為：當WDSR＞1，或WRIF＞1/WRSR，或WSRF＞W(wǎng)RSR/（WRSR-1）時，損傷平臺在遭遇設(shè)計載荷時不會發(fā)生連續(xù)倒塌，否則將發(fā)生連續(xù)倒塌。

確定性魯棒性評估指標WRIF亦可作為平臺構(gòu)件重要性的測度，即構(gòu)件移除后，WRIF越小，說明構(gòu)件越重要；反之，WRIF越接近于1，則構(gòu)件越不重要。由此，本文中將構(gòu)件重要度劃分為非冗余性構(gòu)件、關(guān)鍵構(gòu)件、重要構(gòu)件、冗余性構(gòu)件4類，并給出對應(yīng)的評價準則，見表1。

表1 導(dǎo)管架平臺桿件重要度評價準則Table 1 Components important evaluation criterion of jacket platforms

1.2 導(dǎo)管架平臺Pushover分析

基于確定性指標的魯棒性分析關(guān)鍵在于確定平臺結(jié)構(gòu)的極限承載能力。平臺的極限承載能力可通過Pushover方法進行評估［9］。目前，API、ISO以及DNV規(guī)范均普遍推薦使用該方法。Pushover是對結(jié)構(gòu)施加設(shè)計環(huán)境載荷，考慮材料與幾何非線性因素，采用增量方式逐級對設(shè)計載荷進行放大，直至結(jié)構(gòu)發(fā)生倒塌，其分析原理如圖1所示。

圖1 導(dǎo)管架Pushover分析原理圖Fig.1 Pushover analysis schematic of jacket platforms

由圖1可知，Pushover分析能夠得到平臺結(jié)構(gòu)彈性與彈塑性全階段的響應(yīng)信息與參數(shù)，從而有效地評估平臺結(jié)構(gòu)的整體魯棒性及局部結(jié)構(gòu)失效后的響應(yīng)狀態(tài)。

2 導(dǎo)管架平臺概率魯棒性評估

2.1 概率魯棒性評估指標

概率冗余度指標（probabilistic redundancy index，PRI）WPRI體現(xiàn)了系統(tǒng)本身和外載荷的不確定性［10］，定義為平臺結(jié)構(gòu)損傷前后系統(tǒng)倒塌失效概率的相對變化，即

式中，PS和PW分別為平臺損傷狀態(tài)和完好狀態(tài)的倒塌失效概率。

顯然，該指標取值越小表明系統(tǒng)的魯棒性越好。

采用可靠性指標描述結(jié)構(gòu)的魯棒性，相應(yīng)的可靠度冗余度指標βR為

式中，βS和βW分別為損傷結(jié)構(gòu)和完好結(jié)構(gòu)的可靠性指標。

該魯棒性指標的取值范圍為1～∞，與WPRI相反，βR取值越大表明系統(tǒng)的魯棒性越強。

2.2 平臺失效概率計算的條帶分析法

采用概率冗余度指標進行導(dǎo)管架平臺魯棒性評估時須計算平臺倒塌的失效概率或可靠度。傳統(tǒng)可靠性分析在建立導(dǎo)管架平臺極限狀態(tài)函數(shù)時，往往忽略環(huán)境載荷對平臺抗力的影響［11-12］；然而研究表明，平臺極限抗力與結(jié)構(gòu)載荷側(cè)向分布息息相關(guān)，特別在超強臺風下引起的極端環(huán)境載荷下平臺抗力隨上浪高度的增加而降低［9］，為此，建立平臺極限狀態(tài)函數(shù)為

式中，X為隨機變量的向量，即｛H，γs，γj，γd｝；H為波高；R為平臺系統(tǒng)抗力；Qj、Qw分別為波流載荷效應(yīng)（作用于導(dǎo)管架上）和風載荷效應(yīng)；Qd為極端環(huán)境引起的甲板上浪載荷效應(yīng)；γs為平臺系統(tǒng)抗力的偏置系數(shù)；γj和γd分別為對應(yīng)于載荷效應(yīng)Qj和Qd的偏置系數(shù)。

式（6）將抗力R視為波高H的函數(shù)，從而考慮了環(huán)境載荷對平臺抗力的影響。然而，上述改變使得分析問題轉(zhuǎn)變?yōu)榍蠼怆S機平臺在隨機環(huán)境載荷下的復(fù)雜耦合計算難題，目前，這類問題求解還沒有較好的方法。徐長航等［13］提出支持向量機法，采用有界概率分布建立了平臺響應(yīng)與載荷響應(yīng)關(guān)系的統(tǒng)一概率分布函數(shù)，但其方法難以解決以極限承載能力為失效函數(shù)的非線性不收斂求解與抽樣問題。為此，筆者借鑒建筑結(jié)構(gòu)概率抗震設(shè)計的思想［14］，提出導(dǎo)管架平臺極端環(huán)境下的多條帶分析（multiple strip analysis，MSA）法，并結(jié)合載荷序列增量分析（load sequence incremental analysis，LSIA）［15］，實現(xiàn)平臺抗力與載荷效應(yīng)的解耦，從而建立極端環(huán)境載荷下的平臺結(jié)構(gòu)倒塌失效概率計算方法，為評估平臺結(jié)構(gòu)的魯棒性提供有利的工具。

考慮海洋環(huán)境載荷的特點，影響導(dǎo)管架平臺載荷分布最顯著的因素為波浪載荷［16］，因此基于MSA思想，將波高離散為一系列工況，由于低于操作工況的波高對平臺載荷分布變化的影響很小，故波高下限取一年一遇波高參數(shù)H1，上限則采用由LSIA確定的倒塌波高HCP，考慮到甲板上浪載荷對平臺載荷分布影響較大，故?。跦1，Hwd］和［Hwd，HCP］兩個區(qū)間（Hwd為甲板上浪發(fā)生的臨界波高）；然后分別對每種工況進行Pushover分析，記λDP為載荷效應(yīng)x大于特定需求參數(shù)WDP的平均年超越概率，于是有

式中，P（x＞W(wǎng)DP|H=Hi）為波高Hi時平臺載荷效應(yīng)大于WDP的條件概率；F（WDP|H=Hi）為波高Hi時WDP的條件累積分布函數(shù)。

于是，由全概率公式，平臺系統(tǒng)總的失效概率為

式中，Ri表示波高為Hi時計算得到的平臺抗力。

當對于任意波高Hi下平臺抗力偏置系數(shù)γs以及載荷效應(yīng)偏置系數(shù)γj和γd服從相同分布時，則式（7）和（8）可寫成積分的形式，有

式中，P（H=Hi）為波高Hi的發(fā)生概率，由波高的概率分布計算。

波浪周期T對環(huán)境載荷產(chǎn)生的影響采用DNV規(guī)范推薦的經(jīng)驗公式進行考慮［17］，即

式中，a和b為經(jīng)驗參數(shù)，根據(jù)基于場址的不同重現(xiàn)期下的環(huán)境載荷參數(shù)進行擬合確定。

3 算例分析

3.1 平臺結(jié)構(gòu)有限元模型與環(huán)境參數(shù)

某海洋平臺設(shè)計水深107 m，導(dǎo)管架由4腿7層結(jié)構(gòu)組成；平臺上部尺寸為40 m×45 m，底層甲板高程為16.5 m，導(dǎo)管架采用4裙12樁安裝于海底，建立該平臺結(jié)構(gòu)有限元模型，如圖2（a）所示。采用AP法移除構(gòu)件對應(yīng)的編號如圖2（b）所示，其中，斜撐構(gòu)件采用“X”表示，水平撐構(gòu)件采用“L”表示。

考慮到魯棒性分析涉及結(jié)構(gòu)非線性階段力學行為的研究，建模時應(yīng)充分考慮模擬單元的力學特性及材料非線性。選用3D彈塑性單元PIPE288和PIPE20分別建立平臺導(dǎo)管架與樁腿部分，材料選取雙線性隨動強化模型；樁-土非線性相互作用采用彈簧單元COMBIN39模擬，彈簧實常數(shù)通過平臺井位處土層設(shè)計強度參數(shù)計算得到的p-y曲線、t-z曲線以及樁端q-z曲線定義。

圖2 平臺有限元模型及構(gòu)件編號Fig.2 FEM of platform and identifier of components

根據(jù)中國科學院南海海洋研究所對1948—2008年間的環(huán)境載荷資料，采用三參數(shù)Weibull極值分布對環(huán)境載荷要素進行推算，由極大似然估計法得到不同環(huán)境要素的Weibull分布參數(shù)估計值，見表2。

由表2中估計參數(shù)，可計算得到該海域不同重現(xiàn)期對應(yīng)的風速、波高、周期及流速的極值（具體數(shù)值參見文獻［15］），從而為平臺概率魯棒性評估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

表2 環(huán)境載荷Weibull參數(shù)估計Table 2 Weibull parameters estimate of environmental loads

3.2 基于確定性指標的魯棒性評估

對平臺施加100年一遇的設(shè)計環(huán)境載荷（波高H=22.4 m，最大風速44.2 m/s），采用Pushover對不同構(gòu)件移除后的損傷平臺進行極限承載能力分析，得到其抗力曲線如圖3所示（根據(jù)構(gòu)件受力狀態(tài)分析，將斜撐構(gòu)件分為受壓和受拉兩類）。

由圖3（a）可知，完好平臺極限承載能力為84.28 MN，水平撐構(gòu)件移除后平臺極限承載能力幾乎不變，WRIF約等于1，說明水平撐對平臺結(jié)構(gòu)的抗倒塌性能影響微小，其魯棒性指標高，這類構(gòu)件為冗余性構(gòu)件；由圖3（b）和圖3（c）可知，移除斜撐構(gòu)件后，平臺剛度略有降低，極限承載能力存在不同程度的衰減。觀察圖3（b）可知，移除受壓斜撐后，除X07工況與完好平臺倒塌模式一致外，其余工況失效模式均表現(xiàn)為較好的延性倒塌；由圖3（c）可知，移除受拉構(gòu)件后，除X05工況表現(xiàn)為一定的冗余性外，剩余工況均為脆性倒塌，且平臺響應(yīng)均表現(xiàn)為由線性狀態(tài)直接演變?yōu)榈顾鸂顟B(tài)，這說明受拉構(gòu)件對平臺冗余性以及抗倒塌能力的影響較大，因此，提高構(gòu)件材料的極限抗拉強度可改善平臺的抗連續(xù)倒塌性能。

計算完好平臺的WRSR為4.98，故當WDSR＞1，或WRIF＞0.2，或WSRF＞1.25時，損傷平臺在百年一遇環(huán)境載荷下不會發(fā)生連續(xù)倒塌，由此，計算得到基于確定性指標的平臺魯棒性評估結(jié)果，見表3。

由表3可知，所有拆除工況均滿足平臺不發(fā)生連續(xù)倒塌的準則要求，說明該平臺具有良好的適用性與魯棒性；基于魯棒性指標WRIF的評估結(jié)果可合理制定平臺服役過程中的水下檢測計劃以及構(gòu)件優(yōu)先順序，即X07為C4類構(gòu)件，可不進行檢測或減少其檢測次數(shù)，而X03、X10、X12為C1類構(gòu)件，應(yīng)作為重點檢測對象，一旦發(fā)現(xiàn)構(gòu)件存在損傷或缺陷，應(yīng)及時進行維修，以保證平臺服役中的安全性。

進一步分析移除構(gòu)件對平臺魯棒性影響的規(guī)律如圖4所示（以X斜撐為一個“單元”進行排序）。由圖4（a）～（c）可知，X斜撐的4個子構(gòu)件對平臺魯棒性的影響具有統(tǒng)一規(guī)律，呈現(xiàn)“強壓弱拉”現(xiàn)象，即魯棒性指標順序為XC2＞XC1＞XT2＞XT1，如圖4（d）所示。以上規(guī)律可進一步闡明為：①受壓構(gòu)件的魯棒性指標大于受拉構(gòu)件，記為XC＞XT；②承載模式相同的兩個子構(gòu)件（受拉或受壓），下層構(gòu)件魯棒性指標大于上層構(gòu)件，即XC（T）2＞XC（T）1。平臺構(gòu)件重要度與魯棒性指標成反比，因此構(gòu)件重要度規(guī)律與以上結(jié)論相反，即呈現(xiàn)“弱壓強拉”規(guī)律，該規(guī)律可作為平臺檢測測點選擇與布置的依據(jù)。

圖3 不同構(gòu)件移除后的平臺UBCCFig.3 Platform UBCC after different braces removed

表3 基于確定性指標的平臺魯棒評估結(jié)果Table 3 Robustness evaluation results of platform based on deterministic indexes

圖4 平臺構(gòu)件對結(jié)構(gòu)魯棒性影響規(guī)律Fig.4 Influence of platform components on robustness

3.3 基于概率性指標的魯棒性評估

采用牛頓法求得Stokes 5th波對應(yīng)的臨界上浪波高Hwd為25.9 m；基于LSIA確定完好平臺倒塌重現(xiàn)期為1.3×105a，對應(yīng)的倒塌波高HCP為31.8 m；由表2求得，操作工況波高H1=7.23 m；由此，根據(jù)MSA方法，將波高離散為｛7.23，17.5，22.4，25.9｝和｛26.9，28.1，28.9，29.7，30.95，31.60｝共計10種工況，分別對每種工況進行Pushover分析，將平臺的極限承載能力與載荷效應(yīng)作于同一坐標系中，如圖5所示。

由圖5可知，當不考慮隨機變量對平臺抗力與載荷效應(yīng)的影響時，則R與Q為確定性關(guān)系，兩者的比值即為平臺的安全系數(shù)［n］，特別地，當波高H為設(shè)計環(huán)境載荷時，R/Q即為平臺強度儲備比WRSR；若考慮隨機變量時，平臺的安全裕量可采用可靠度或失效概率進行衡量（如H=17.5 m時所示）。由上述分析可知，圖5包含了平臺在全尺度載荷強度下安全評估的信息和參數(shù)，對于掌握平臺能力與需求響應(yīng)性能，進行確定性評估以及不確定性概率計算均具有重要意義，為此，將其稱為平臺結(jié)構(gòu)的“安全評定圖”（safety assessment figure，SAF）。顯然，采用SAF對服役平臺進行“標定”，可清晰地展示其在服役環(huán)境載荷下的響應(yīng)與安全度。

圖5 平臺能力與需求參數(shù)隨波高的變化Fig.5 Variation of capacity and demand parameters of platform with wave height

分析圖5中抗力與載荷效應(yīng)曲線的規(guī)律可知，對于文中算例而言，當H＜Hwd時，即甲板上浪載荷發(fā)生前，平臺的安全裕量較大；當H＞Hwd時，平臺抗力開始衰減，而載荷呈指數(shù)增加，因此，平臺安全裕量隨波高的增加而較快降低；在臨界上浪高度時的平臺抗力最大，且抗力與載荷效應(yīng)的差值最大，即結(jié)構(gòu)安全裕量最大。

由上述10種計算工況擬合得到平臺極限承載能力R（H）與載荷效應(yīng)Qj（H）和Qd（H）計算公式，取平臺的γs、γj和γd服從均值為1，變異系數(shù)分別為0.15，0.20和0.30的對數(shù)正態(tài)分布［18］，由此，求得完好平臺失效概率隨波高的變化規(guī)律，如圖6所示。

由圖6可知，平臺失效概率隨波高的變化曲線呈現(xiàn)雙峰式分布，在臨界甲板上浪波高Hwd時，失效概率出現(xiàn)一個極小值，顯然，這是由于平臺SAF的安全裕量最大造成的；當波高較大或較小時，平臺失效概率均較小，這是因為波高極大（小）值發(fā)生的概率較小。由式（10）計算得平臺總失效概率Pf= 1.075×10-4，對應(yīng)的可靠度指標為3.70；而僅考慮百年一遇環(huán)境載荷時，平臺失效概率為1.467× 10-5，可靠度指標為4.178。可見，相對于傳統(tǒng)可靠性評估，基于本文中提出的SAF進行平臺可靠性計算時，能夠有效地考慮平臺環(huán)境條件改變對平臺失效概率的影響，使得評估結(jié)果更加精確。

同理，可求得平臺在不同構(gòu)件移除后的失效概率與可靠度，由于采用MSA時，需要進行大量的非線性計算，這里僅對移除斜撐構(gòu)件進行分析，由此，得到平臺的概率魯棒性指標評估結(jié)果如圖7所示。

圖6 平臺失效概率與波高的變化關(guān)系Fig.6 Relationship between the failure probability and wave height

圖7 基于概率分析的平臺魯棒性評估結(jié)果Fig.7 Probabilistic robustness evaluation results of platform

由圖7可知，移除構(gòu)件X07后，WPRI為最小值0.425（對應(yīng)的βR為最大值40.71）；移除構(gòu)件X10時，WPRI最大值為11.81（對應(yīng)的βR為最小值5.24），即X07對應(yīng)的魯棒性最強，構(gòu)件X10魯棒性最弱，為平臺的弱點位置，在平臺設(shè)計或檢測時，魯棒性弱者應(yīng)作為重點考慮對象。對比表3和圖7可知，基于概率分析的魯棒性評估與確定性魯棒性評估結(jié)果一致，這是由于斜撐“移除”后對平臺抗力衰減影響較大，而對載荷效應(yīng)影響較小造成的。

4 結(jié) 論

（1）平臺抗力對水平撐構(gòu)件的失效不敏感，水平撐的確定性魯棒性指標較大，可視為冗余性構(gòu)件；斜撐對保證平臺結(jié)構(gòu)的冗余性起關(guān)鍵作用，這類構(gòu)件的失效對結(jié)構(gòu)承載能力影響相對顯著，在進行平臺結(jié)構(gòu)魯棒性設(shè)計時，應(yīng)保證其具有足夠的強度與韌性。

（2）X斜撐的4個子構(gòu)件對平臺魯棒性的影響具有統(tǒng)一規(guī)律，呈現(xiàn)強壓弱拉現(xiàn)象，即受壓構(gòu)件魯棒性指標大于受拉構(gòu)件；承載模式相同的兩個子構(gòu)件，下層構(gòu)件魯棒性指標大于上層構(gòu)件的。

（3）提出的極端環(huán)境下平臺失效概率的多條帶分析（MSA）法相對僅考慮百年一遇環(huán)境載荷進行評估時，可提高平臺可靠性分析的精度；結(jié)合LSIA方法，提出的導(dǎo)管架平臺“安全評定圖”可清晰地展示平臺在服役環(huán)境載荷下的響應(yīng)與安全度。

（4）基于概率分析的魯棒性評估能夠綜合考慮平臺冗余性、極限承載能力、隨機變量及可靠度的影響，相對確定性魯棒性評估指標具有不可替代的優(yōu)勢。

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（編輯 沈玉英）

Robustness assessment of jacket platforms for progressive collapse under extreme environmental loading

ZHU Benrui1，2，CHEN Guoming1，LIN Hong1，LIU Hongbing1，HU Chunyou1
（1.Centre for Offshore Engineering and Safety Technology，China University of Petroleum，Qingdao 266580，China；2.School of Civil Engineering，Tianjin University，Tianjin 300072，China）

The ultimate limit state and residual strength reserve ratio of jacket platforms were analyzed based on alternate path（AP）and Pushover methods，and the influence of component types on platforms'anti-collapse capacity was investigated.The certainty indexes of WDSR，WRIFand WSRFwere used to assess the robustness of jacket platforms as well as the importance of components.Considering the impact of environmental loading on the ultimate bearing capacity of jacket platforms，random platform reliability assessment method under random loading was established based on multi strips analysis（MSA）and load sequence incremental analysis（LSIA）.Combining MSA and LSIA，a novel safety assessment figure（SAF）was proposed to evaluate the safety of jacket platforms under full scale environmental loading.Further，probabilistic robustness of the platform was assessed utilizing probabilistic redundancy index.The results show that the resistance of the platform is not sensitive to the failure of horizontal bracings，which can be regarded as the redundant components because their deterministic robustness index is more significant.Diagonal bracings play an important role in ensuring the robustness of platform structures.The failure of this kind of components will affect the capacity of the platform.Therefore，it should be ensured that the strength and toughness are sufficient in the design of jacket platforms.The SAF introduced in this paper can improve the calculation precision of proba-bilistic robustness evaluation.

jacket platforms；ultimate bearing capacity；failure probability；progressive collapse；robustness assessment

TE 951

A

朱本瑞，陳國明，林紅，等.極端環(huán)境下導(dǎo)管架平臺連續(xù)倒塌魯棒性評估［J］.中國石油大學學報（自然科學版），2015，39（6）：138-144.

ZHU Benrui，CHEN Guoming，LIN Hong，et al.Robustness assessment of jacket platforms for progressive collapse under extreme environmental loading［J］.Journal of China University of Petroleum（Edition of Natural Science），2015，39（6）：138-144.

1673-5005（2015）06-0138-07

10.3969/j.issn.1673-5005.2015.06.019

2015-03-10

國家自然科學基金項目（51079159，51209218，51509184）；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項（13CX06079A，15CX05003A）

朱本瑞（1986-），男，講師，博士，研究方向為海洋石油裝備強度與可靠性等。E-mail：zhubenrui@163.com。

陳國明（1962-），男，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向為海洋油氣工程及裝備、油氣安全工程等。E-mail：offshore@126.com。