[发明专利]一种中等水深海域桁架式风机基础结构的优化设计方法

权利要求书

1.一种中等水深海域桁架式风机基础结构的优化设计方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

a、基于理论分析和对已有工程实例的调研，将给定设计参数建议取值和限制设计参数取值范围的约束条件整理汇总，形成适于中等水深海域桁架式风机基础结构的设计经验库；

b、依据优化顺序对各设计参数进行分级，形成设计参数逐级搜索方法；并将各级设计参数汇集于整体模型中，形成设计方案库；

c、依据结构设计控制准则重要程度和敏感性，对控制准则进行分级，从而对各控制准则解耦，进行设计方案库控制准则分级计算分析，进行规范检验和校核；

d、通过上述实施步骤，设计方案经过多级控制准则检验和评价，同时综合考虑设计方案实际工程优劣，最终得到最优的结构设计方案。

2.根据权利要求1所述的一种中等水深海域桁架式风机基础结构的优化设计方法，其特征在于，步骤b中的各设计参数优化分级包括逐级搜索的过渡段拓扑变量、甲板尺寸变量、桁架结构拓扑变量。

3.根据权利要求2所述的一种中等水深海域桁架式风机基础结构的优化设计方法，其特征在于，过渡段拓扑变量包括过渡段斜撑表观倾角和桁架腿甲板处间距，甲板尺寸变量为甲板梁尺寸，桁架结构拓扑变量包括主腿斜度和拓扑宽高比。

4.根据权利要求1所述的一种中等水深海域桁架式风机基础结构的优化设计方法，其特征在于，步骤c中的控制准则分为逐级检验的三级检验标准：

第一级检验标准，其包括并列的静力分析和模态分析，静力分析用于检验优化方案是否满足规范中的强度要求和变形要求，模态分析用于检验优化方案的1阶固有频率是否在允许的频率范围内；

第二级检验标准，其为疲劳分析，用于检验优化方案结构的耐久性；

第三级检验标准，对所有通过前两级检验的优化方案进行成本综合评价，在各优化方案中筛选出最优的桁架式风机基础型式。

5.根据权利要求4所述的一种中等水深海域桁架式风机基础结构的优化设计方法，其特征在于，静力分析的目的是检验优化方案是否满足规范中的强度要求和变形要求，即杆件应力UC值和管节点应力IR值是否小于1.0，风机基础结构的变形和转角是否小于允许值；模态分析的目的是检验优化方案的1阶固有频率是否在允许的频率范围内，即介于风机振动频率1P和3P之间。

6.根据权利要求4所述的一种中等水深海域桁架式风机基础结构的优化设计方法，其特征在于，疲劳分析包括风激疲劳分析、波浪疲劳分析以及冰激疲劳分析，需要优化方案的疲劳寿命需大于设计寿命。

7.根据权利要求4所述的一种中等水深海域桁架式风机基础结构的优化设计方法，其特征在于，第三级检验标准综合考虑优化方案结构的加工和安装难度、工期、整体静力性能、动力性能以及疲劳性能在内的因素。