近年来随着深海石油勘探的发展，海洋工程装备逐步成为研究的热点方向。研究深水自升式钻井平台，对于打破国外技术垄断形成具有自主知识产权的产品，提高我国深海石油开发能力、加快发展海洋工程产业具有重要意义。本文针对某型号桁架腿深水自升式钻井平台，重点研究了其整体静动态特性，并对自升式钻井平台进行结构优化，这对提高自升式平台的设计水平具有重要意义。本文研究的主要内容包括：1．以有限元法的基本思想和基本概念为基础，通过时域绕射理论和柔性结构等效非线性系统方程，研究自升式平台非线性动力分析的方法。采用非线性波浪理论Stokes五阶波理论和Morison公式，研究环境载荷中波浪载荷的计算方法。2．针对桁架腿深水自升式钻井平台，运用APDL语言建立参数化几何模型和有限元模型。通过有限元分析软件ANSYS，分别模拟风暴自存工况和正常作业工况下自升式平台的工作性能，研究其静力学特性。3．运用Block Lanzcos法获得自升式平台的振型和固有频率，并采用Newmark逐步积分法研究平台整体在极端波浪作用下的瞬态动力响应，计算其动力分析的放大系数。通过随机振动分析，研究了在随机波浪载荷作用下，平台结构对随机载荷的动力响应，并按照Steinberg提出的基于高斯分布和Miner线性累积损伤定律区间法，进行随机疲劳寿命计算。4．研究结构优化的理论方法：零阶方法和一阶方法。通过定义设计变量弦杆中心距、弦杆壁厚、水平杆节距和水平杆壁厚，对自升式平台尺寸和形状进行优化，得到最优化结果，改善平台结构，提高设计水平。