[發明專利]局部系泊失效下半潛式平臺韌性定量評估方法

在審

• 申請號: 202210646969.0
• 申請日: 2022-06-09
• 公開（公告）號: CN115168939A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 余楊;張文豪;吳靜怡;余建星
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20;G06F119/02;G06F119/14
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

本發明涉及一種基于局部系泊失效下的半潛式平臺韌性定量評估方法，包括：基于半潛式平臺吸收破壞、適應破壞及在破壞后恢復三個階段的響應過程，構建半潛式平臺局部系泊失效前后至恢復全過程的性能水平曲線，將半潛式平臺韌性量化為吸收韌性、適應韌性、恢復韌性三部分；統計半潛式平臺局部系泊失效前后結構響應數據及恢復操作所需數據，并對初始數據進行處理，得到計算數據值；對半潛式平臺進行安全檢驗；以半潛式平臺韌性為總指標，吸收韌性、適應韌性和恢復韌性為一級指標，在三種韌性下分別進行二級韌性指標構建，得到半潛式平臺韌性評估三層指標體系；得到三種韌性權重值及半潛式平臺韌性值。

技術領域

本申請涉及海洋工程結構物韌性評估技術領域，尤其涉及一種基于局部系泊失效下的半潛式平臺韌性定量評估方法。

背景技術

近年來，防災減災在國家重大工程中受到高度重視，工程系統與結構的安全評估也愈發重要。韌性指結構在遭受外部侵擾時維持、恢復和優化系統安全狀態的能力。相比傳統防災減災，韌性更加關注系統抵抗、吸收、適應自然災害等破壞性事件并在遭受破壞后快速恢復的能力，因此對海洋工程結構物進行韌性評估具有重大意義。

半潛式平臺作為開發海洋重要裝備之一，其長期作業時系泊系統可能會遭受外部極端災害或腐蝕疲勞老化等導致系泊纜斷裂，從而可能對平臺結構系統產生破壞，且可能威脅到人員生命安全和設備財產安全

現階段國內外學者在工程結構領域的韌性評估研究較多，主要集中在地震、城鄉社區、醫療和電力系統等基礎設施以及互相關聯的系統網絡結構等方面，而在海洋工程領域對海工結構物的安全評估幾乎尚未涉及韌性的有關研究，且現有韌性體系與指標不適用于海上平臺的韌性評估。

發明內容

本申請實施例提供一種基于局部系泊失效下的半潛式平臺韌性定量評估方法，有利于進一步優化大型海洋結構系統的設計和安全運行。技術方案如下：

一種基于局部系泊失效下的半潛式平臺韌性定量評估方法，包括：

(1)基于半潛式平臺吸收破壞、適應破壞及在破壞后恢復三個階段的響應過程，構建半潛式平臺局部系泊失效前后至恢復全過程的性能水平曲線，將半潛式平臺韌性量化為吸收韌性、適應韌性、恢復韌性三部分；

其中，吸收韌性指半潛式平臺吸收破壞并降低對自身影響的能力，以半潛式平臺運動的瞬態響應來衡量；適應韌性指半潛式平臺遭受破壞后適應破壞及其影響以使破壞后的穩態靠近原始穩態的能力，以半潛式平臺運動的穩態響應來衡量；恢復韌性指半潛式平臺從破壞中快速恢復并保持正常作業的能力，以半潛式平臺恢復至正常的恢復時間及成本來衡量；

(2)統計半潛式平臺局部系泊失效前后結構響應數據及恢復操作所需數據，并對初始數據進行處理，得到計算數據值；

其中，所需數據包括不同工況下半潛式平臺局部系泊失效前后的水平位移、角位移、系泊纜張力大小、恢復時間和恢復成本；

獲取各類數據的計算數據值的方法為：選定各個不同工況最危險狀態即：對所選定工況下的所有初始數據取響應最大值，且取絕對值；

(3)對半潛式平臺進行安全檢驗，方法為：統計各局部系泊失效工況下剩余系泊纜的張力值并計算安全系數，設定安全系數閾值，若安全系數大于所設定的安全系數閾值，則認為半潛式平臺處于安全狀態；否則會引起連續失效，此時判定半潛式平臺處于失效狀態，其中，所述安全系數為系纜斷裂強度與所受最大張力之比；

(4)以半潛式平臺韌性為總指標，吸收韌性、適應韌性和恢復韌性為一級指標，在三種韌性下分別進行二級韌性指標構建，得到半潛式平臺韌性評估三層指標體系，方法如下：