海上风能资源开发目前面临诸多技术挑战,比如在风、浪联合作用下基础结构管节点会产生疲劳损伤,此时如何准确预测海上风机结构疲劳极限承载力成为影响海上风机整体结构安全和经济性的重要因素。当前及下一阶段我国海上风电开发开发的主流设计水深为40m-60m,此时从经济性角度出发,导管架成为海上风电场基础结构的最佳选择。因此,本文以设计水深为40m-60m的导管架基础海上风机为研究对象,计算海上风机结构运动响应的整体耦合分析方法应用于海上风机结构疲劳极限承载力研究,以充分考虑环境荷载与海上风机结构耦合响应对于疲劳累积的影响。为建立基于整体耦合分析方法的海上风机结构疲劳极限承载力评价体系,以时域耦合数值仿真模型为核心,运用Python语言开发了管节点热点应力集中因子计算模块、管节点疲劳应力时程计算模块。进一步,结合风、浪要素长期统计分布和线性疲劳累积准则,提出了海上风机结构时域疲劳耦合分析方法。据此,研究了典型疲劳工况下海上风机结构耦合响应特性、不同类型管节点疲劳应力时程变化规律,明确了环境荷载与海上风机结构之间的耦合效应对于海上风机基础结构疲劳的影响,验证了热点应力集中因子对于管节点等效疲劳应力及长期疲劳累积的影响,揭示了不同设计水深下导管架基础疲劳极限承载力控制管节点。本文主要取得如下研究进展:（1）基于我国南海海域海洋环境资料和DTU 10MW风机,提出了适用于我国南海海域的海上风机导管架基础设计方案。（2）以整体耦合数值仿真模型为核心,通过运用Phyton语言依规范开发管节点应力集中因子和疲劳应力等计算模块,并联合风、浪联合分布模型及线性疲劳累积准则,提出了海上风机结构长期疲劳耦合计算方法。（3）运用整体耦合分析方法,揭示了典型疲劳工况下40m和60m水深导管架基础海上风机耦合响应特性,验证得出有必要将整体耦合模型应用于海上风机结构疲劳极限承载力安全评价。（4）运用时域疲劳耦合分析方法探讨了环境荷载随机性和耦合数值仿真模型计算参数等对于结构疲劳累积计算结果稳定性的影响,并建议了合理的参数取值。（5）运用时域疲劳耦合分析方法开展了40m和60m水深导管架基础疲劳极限承载力校核,揭示了不同设计水深下基础结构疲劳极限承载力控制节点,及管节点应力集中因子等对于结构疲劳累积的影响机理。