海洋油气的勘探和开发正不断向更深的水域发展,深水桁架腿自升式平台应用较广且经济效益较高,其设计与建造将是今后的重要研究方向。随着作业水深的增加,桁架腿结构的非线性问题和动力放大效应会更加突出,为了使自升式平台能应用于更深的作业水深,必须重点研究这两方面的内容。在现有自升式平台最大作业水深为150m的前提下,本文收集整理了位于北海的深水自升式平台的数据资料,提出了180m水深桁架腿自升式平台的初步设计方案。结合优化设计方法,在ANSYS中利用APDL语言建立了该平台的参数化模型并对该方案做出了一定的改进,得到了在桁架腿结构强度上更为合理的平台设计方案。最后利用改进后的自升式平台有限元模型对该平台桁架腿结构进行了一系列的有限元分析计算,包括线性假设下的结构静力有限元分析、模态分析和瞬态动力分析,考虑非线性效应下的结构静力有限元分析、瞬态动力分析和极限承载能力分析。通过有限元分析计算,从应力、变形、抗倾稳性、动力放大效应、极限承载能力等方面全面的评估了该平台桁架腿结构的强度和性能。从计算结果看,该自升式平台的强度和性能满足能够作业需求。比较线性与非线性、静力与动力的计算结果也论证了进行动力非线性分析的必要性。综上,本文通过非线性有限元分析方法研究了当作业水深达到180m时自升式平台承载能力,这对自升式平台作业水深的延伸及其设计与建造具有重要的意义。