随着海洋资源的不断勘探,平台结构安全性问题越来越受到重视,而深水半潜式平台结构可靠性是保证平台正常作业和工作人员安全的重要指标;同时在极端海况下平台倾覆事件屡屡发生,因此需要针对恶劣环境下平台的倾覆风险进行研究。本文针对深水半潜式平台波浪载荷预报、平台整体应力分析、关键构件极限强度评估、关键结构在极端海况下的可靠性分析、系泊系统可靠性以及平台的倾覆风险等方面进行研究和探索,主要内容包括:首先给出了深水半潜式平台波浪载荷极值随机分布预报方法。根据多变量极值联合概率分析方法推算百年一遇极端海况参数,并与规范值进行对比;运用Morison方程以及绕射理论对半潜平台所受的主要波浪载荷进行长短期预报,并计算半潜式平台静水载荷大小;在此基础上研究了海浪谱型不确定性、波高不确定性对短期预报结果的影响以及载荷长期分布极值不确定性、长期极值分布不确定性对长期预报结果的影响,最终得到环境载荷变量统计参数。其次建立了深水半潜式平台关键结构极限强度随机分布计算方法,获得极限强度的统计参数和分布形式,并给出极端海况下平台关键结构失效概率计算方法。在平台结构强度进行分析的基础上运用FMEA对平台结构失效模式进行分析,得到关键结构以及其失效模式;通过确定影响结构承载力的基本随机变量,对关键结构进行非线性有限元分析,分别运用蒙特卡罗法和Rosenbluth法,拟合得到结构极限强度的统计参数和分布形式并进行对比;并结合线性响应面法和改进的一次二阶矩阵法求得南海百年一遇海况下关键结构的失效概率。最后研究了系泊系统可靠性计算方法,并给出了极端海况下系泊系统失效时平台倾覆风险分析方法。以深水半潜式平台为研究对象,建立其系泊系统耦合分析模型,对其系泊系统进行非线性时域分析,围绕系泊链各段承受张力以及其破断强度之间的关系,建立系泊链极限状态方程;运用概率力学理论建立载荷概率模型以及抗力概率模型,研究了百年一遇海况下系泊链的可靠性指标;进一步研究局部系泊系统失效时平台倾覆风险,得到平台在极端海况下局部系泊系统失效时平台倾覆风险的失效路径以及其失效概率。