随着陆上石油的勘察探明量增速放缓,人们愈来愈关注海上油气资源的开发,海洋石油资源量占全球石油资源总量的比例逐步上升,我国南海油气资源的开发也正在如火如荼地进行。导管架平台是使用最广泛的海上油气勘探开发装备,超强台风引发的极端载荷对导管架平台的危害也愈发引人关注,本文依托国家自然科学基金“极端海洋环境下海洋固定平台生存能力及动力灾变应急对策研究”,对超强台风下导管架平台动力灾变及自存能力进行研究,为平台生存安全提供保障。本文通过导管架平台风洞气弹试验,建立完整试验流程,研究气动弹性效应下井架结构振动响应规律。基于经过试验验证的数字风洞仿真方法,考虑材料损伤演化与甲板上浪,揭示平台结构动力灾变失效机理,研究整体平台的连续失效模式。考虑桩土的非线性耦合作用、材料非线性效应等因素,建立详细导管架平台倒塌分析模型,在超强台风引发的随机极端载荷条件下评估平台结构的自存能力。建立基于性能的结构抗风设计流程,形成多水准平台抗风设防目标,量化结构性能水平指标,并提出导管架平台成本目标函数,完成对算例平台的安全性能评估。研究结果表明,海洋平台井架结构的危险角度为270°方向,其失效模式为井架两侧窄面因井架弯曲造成的挤压而向外翻并随着弯曲增大而发生构件断裂,且风攻角发生变化后井架失效模式有明显不同。平台整体结构的危险角度为0°方向,其失效模式为第一层构件首次发生断裂,随后第一、二层间主弦管继续发生断裂直至平台倾覆。对井架及整体平台各极限状态在不同风速下的自存能力进行评估,51 m/s超强台风下平台WLS、HLS以及SDLS对应的失效概率:0°井架:84.08%、64.49%以及50.34%;0°平台整体:91.44%、63.09%以及43.50%;270°井架:98.76%、93.80%及86.55%;270°平台整体:73.73%、40.66%及22.21%,超强台风下井架倒塌概率远超整体平台。形成基于性能的抗风设计方法,提出划分不同结构性能水平的阈值,井架结构位移角阈值:1/200,1/50,1/30;平台整体位移阈值:H/600,H/400,H/125。