我国人口总数世界第一、陆地资源和空间相对有限,但我国拥有一点八万多公里海岸线、数千个自然岛屿和三百万平方千米的主权海域。在这些海域由内海、领海、毗连区、专属经济区构成,可待利用的资源十分丰富。海洋占全球总面积60%以上,它不但拥有丰富的矿产资源、动力资源以及生物资源等,海面上还蕴藏着及其广阔的空间资源。我国已经在南海开展填海造岛,以此进一步维护领海权益。同时,我国是全球唯一拥有全部工业门类的国家,工业基础和科研实力强劲,完全有能力在南海争议海域建造超大型浮体结构(Very Large Floating Structure,简称VFLS)。相比人工岛,VLFS灵活性更强,建造成本更低,建设周期更短。目前,超大型浮体的研究已经日趋成熟,但浮体上部建筑的相关研究还处于空白阶段。关于波浪作用引起的超大型浮体运动对上部建筑的影响,以及波浪作用下超大型浮体本身的弹性变形对上部建筑的影响,是在超大型浮体上设计建造建筑物的关键问题。本文主要工作内容如下:(1)研究三种典型海况条件下,超大型浮体因为波浪作用而产生的运动响应。简要介绍ANSYS/AQWA的求解流程,利用AQWA构建超大型浮体钢框架结构的整体湿表面模型,根据南海海况设定环境参数,并考虑附加阻尼系数,进行水动力频域分析。在此基础上进行时程分析,求解三种海况条件下,三个方向的加速度时程曲线,为后期上部钢框架结构分析奠定基础。(2)上部钢框架的动力响应。以三组浮体运动响应的加速度时程响应为输入,基于SAP2000对钢框架模型进行结构分析。同时,引入一组三向自然地震波和一组调幅地震波,旨在对比分析浮体运动与地震作用下钢框架动力响应的差别。通过模态分析得到钢框架结构的自振周期和振型,并对比分析五组加速度波作用下钢框架的层间位移和基底剪力。研究结果表明波浪作用下浮体运动对上部钢框架的影响较小。(3)研究超大型浮体钢框架结构的总体强度。以超大型浮体钢框架结构的整体模型为研究对象,基于SESAM软件对其进行总体强度分析。简要介绍软件的求解流程,利用SESAM分别建立湿表面模型、质量模型。利用湿表面模型和质量模型进行水动力分析,得到频域下整体的运动响应RAO和波浪荷载传递函数。根据函数值,进行长期预报,选取100年重现期危险工况。构建结构模型,介绍超大型浮体钢框架结构各个部分的内部构造。根据危险工况,进行结构总体强度分析,得到浮体的变形和上部钢框架的高应力区。(4)针对超大型浮体钢框架结构局部高应力区的进行加强,并研究局部加强后的总体强度。针对浮体在危险工况的变形和钢框架出现的高应力情况,对钢框架边柱、梁柱节点和上浮体内部构件提出局部的加强方案。再次进行超大型浮体钢框架结构的总体强度分析,验证方案的合理性。