导管架平台作为浅海和中深海区最常见的平台,在海洋石油资源的勘探与开发中发挥着巨大的作用。然而,在导管架平台安装和服役过程中,无法避免补给船、甲板坠物等对平台部分管状构件(如弦杆、撑杆、立柱等)造成撞击损伤,从而影响构件的承载能力,威胁到平台的运营安全。因此,研究导管架平台管状构件碰撞受损后的剩余强度对平台整体的安全性和稳定性都是至关重要的。本文以这类受力构件为研究对象,从实验、有限元和理论三个方面对圆管的碰撞损伤形式、受损后的剩余强度以及力学性能进行了研究。选取三组不同尺寸的圆管试样,通过不同冲击能量的侧向冲击实验模拟碰撞损伤的形成过程。实验测量了圆管上下表面的最大变形以及截面变形轮廓,并将上表面的最大变形定义为损伤深度,同时还建立了纵向截面和冲击处的横截面变形模式。冲击阶段结束后,在MTS液压作动器上进行准静态轴向压溃实验以得到受损圆管的轴压性能。当轴向加载力达到峰值时,凹陷处轴向应变的变化速率突然增大。综合两个阶段的测量结果发现,不同尺寸圆管无量纲化的剩余强度与损伤深度之间呈指数关系。采用ABAQUS有限元软件对圆管的碰撞损伤和受损后的剩余强度进行了数值模拟。对比两个过程的有限元计算结果与实验结果,可以发现,二者吻合较好,验证了仿真方法的可靠性。考虑到刚性固定和简支边界的影响,有限元计算结果表明,这两种边界下得到的剩余强度分别为受损圆管剩余强度的评估提供上、下限参考值。另外,结合导管架平台管状构件的真实尺寸,对受损圆管构件的剩余强度进行几何尺寸、损伤宽度和损伤位置等参数的仿真研究,并提出了具有工程应用价值的圆管剩余强度计算公式。通过研究理想薄壁圆管和考虑局部屈曲圆管的弯矩-轴力-曲率关系,分析了受损圆管截面剩余弯矩随局部凹陷的变化情况。结合Ellinas提出的剩余强度计算方法,考虑局部凹陷变形对截面抗弯能力的影响,提出了一种改进的折减系数法。该方法在整体变形和局部凹陷已知的情况下能够较好地预报受损圆管的剩余强度,为实际工程问题提供一定的参考。