DSEN ISO 19901-2-2026 海上结构物的特殊要求-第2部分：抗震设计 标准立项发展报告

DS/ENISO19901-2-2026海上结构物的特殊要求——第2部分：抗震设计标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Specificrequirementsforoffshorestructures–Part2:Seismicdesign(ISO19901-2:2026)摘要随着全球海洋油气资源开发向深海和极端环境推进，海上结构物面临的地震风险日益受到工程界与标准制定机构的高度关注。海上结构物一旦在地震中发生失效，不仅造成巨大的经济损失，更可能引发严重的生态环境灾难。为统一国际社会对海上结构物抗震设计的技术要求，国际标准化组织（ISO）在持续修订完善ISO19901-2的基础上，于2026年发布了最新版本。本标准（DS/ENISO19901-2-2026）作为丹麦标准（DS）采纳的欧洲标准（EN）版本，系统规定了海上结构物地震危险性评价、抗震设防原则、结构分析方法和构造措施等技术要求。本报告全面梳理了该标准的立项背景、编制历程、核心技术内容及其与相关标准体系的关系，重点阐述了其规定的三水准设防目标、两阶段设计方法、非线性时程分析技术以及特殊结构类型的延性设计要求。报告还深入分析了该标准对工程设计实践、风险评估方法和国际标准协调的重要影响，并对标准参与单位和未来发展方向进行了介绍与展望。本报告旨在为海洋工程领域的科研人员、设计人员和标准管理人员提供系统化的技术参考。关键词：海上结构物；抗震设计；ISO19901-2；地震危险性分析；延性设计；海洋工程Keywords:Offshorestructures;Seismicdesign;ISO19901-2;Seismichazardanalysis;Ductilitydesign;Offshoreengineering一、引言随着世界范围内对能源需求的持续增长和陆地油气资源的日趋枯竭，海洋油气资源开发已成为全球能源战略的重点方向。海上平台、海底管线、海上风电基础等海洋工程结构物在服役期内可能遭遇包括地震、台风、海浪、海冰在内的多种极端环境荷载。其中，地震荷载因其突发性强、破坏力大、难以准确预测等特点，对海上结构物的安全性构成严峻威胁。历史上多次破坏性地震（如1964年阿拉斯加地震、2011年日本东北地方太平洋近海地震等）均对沿海及近海工程设施造成了严重破坏，直接推动了各国对海上结构物抗震设计方法的研究与标准制定。在此背景下，国际标准化组织（ISO）所属的ISO/TC67“石油、石化和天然气工业用材料、设备和海上结构技术委员会”承担了海上结构物设计标准的系统编制工作。其中，ISO19901-2《海上结构物的特殊要求——第2部分：抗震设计》是专门针对海上结构物抗震设计制定的国际标准。2026版标准在前版基础上，吸收了近年来地震工程研究的最新成果，特别是在地震危险性评价方法、结构非线性分析技术以及基于性能的抗震设计理念等方面实现了重要突破。丹麦标准化组织（DanskStandard,DS）基于其在海上风电和海洋工程领域的深厚技术积累，率先完成了该标准的国家采纳工作，形成了DS/ENISO19901-2-2026标准，并于2026年7月28日正式实施。该标准的发布实施，不仅为丹麦及欧盟海上工程建设项目提供了权威的技术依据，也为全球海上结构物抗震设计的标准化发展注入了新的活力。二、标准立项背景（一）国际标准化需求现行国际海洋工程领域的设计标准体系经历了从分散到统一的发展历程。早期，各国依据本国的工程实践和经验制定各自的规范，如美国石油协会（API）的APIRP2A-WSD、挪威的NORSOKN-004等。这些规范在促进本国海洋工程建设的同时，也带来了技术要求不一致、国际协调困难等问题。随着海洋工程国际化程度的不断提高，制定统一的国际标准成为行业发展的迫切需求。ISO19900系列标准正是在此背景下应运而生。ISO19901-2作为该系列的重要组成部分，专门解决海上结构物的抗震设计问题。自2004年首次发布以来，ISO19901-2经历了多次修订和更新，逐步建立了较为完善的海上结构物抗震设计技术体系。2026版标准的发布，是该标准发展历程中的又一重要里程碑。（二）地震工程研究的新进展近年来，地震工程领域在多个方向取得了显著进展，为标准的修订提供了坚实的技术基础。首先，地震危险性分析方法日趋成熟，概率地震危险性分析（PSHA）已成为国际公认的确定设计地震动参数的主要方法。新一代地震动衰减关系（GroundMotionPredictionEquations,GMPE）综合考虑了震源机制、传播路径和场地效应等因素，能够更加合理地估计不同场地条件下的地震动参数。其次，结构非线性分析技术快速发展，基于性能的抗震设计（Performance-BasedSeismicDesign,PBSD）理念已从理论研究走向工程实践，为更加科学地评估结构抗震性能提供了可能。此外，土-结构相互作用（SSI）效应、海洋地基液化评价等研究成果也为标准的修订提供了重要的技术支撑。（三）海上工程实践的经验反馈全球范围内海上结构物抗震设计的工程实践，为标准修订积累了宝贵的经验。一方面，墨西哥湾、北海、东南亚等海洋油气产区的工程实践验证了现有设计方法的合理性；另一方面，一些在强震中表现不佳的工程案例也为标准的改进提供了深刻教训。特别是在2011年新西兰坎特伯雷地震和2016年日本熊本地震中，一些近海工程的震害表现促使工程界重新审视规范中关于延性设计、节点构造和地基稳定性等方面的技术要求。三、标准的主要内容DS/ENISO19901-2-2026标准规定了海上结构物抗震设计的基本要求，适用于固定式钢结构、混凝土结构以及浮式结构物等多种结构型式，覆盖了从地震危险性评价到结构抗震验算和构造措施的完整技术链条。（一）地震危险性评价与设计地震动参数标准要求对场址进行系统的地震危险性评价，明确给出了概率地震危险性分析（PSHA）和确定性地震危险性分析（DSHA）两种可接受的方法。在概率方法方面，标准推荐了年超越概率水平的选择原则，通常采用重现期为1000年至2500年的地震动水平作为设计基准，具体取值需根据结构的重要性等级和失效后果确定。标准同时要求考虑近断层效应、场地放大效应和海水层对地震动传播的影响等特殊问题。在确定设计地震动参数时，标准引入了等效地震荷载的概念，并给出了适用于不同结构型式的反应谱曲线族。与建筑抗震设计规范不同，海上结构物的动力特性具有低频和长周期特征，因此标准特别关注长周期段的反应谱取值，保证了设计谱与实际地震动特性的一致性。（二）结构抗震设防原则标准确立了以结构延性和能量耗散为核心的抗震设计理念，将结构的抗震性能目标划分为三个水平，即：设计地震（DLE）作用下结构不发生严重损伤、可立即恢复使用；极端地震（ELE）作用下结构不倒塌、人员安全得到保障；罕见地震（RareEarthquake）作用下结构虽可能发生较大塑性变形，但整体稳定性得以维持。在设防原则的具体落实方面，标准采用了荷载抗力系数设计（LRFD）框架，引入地震荷载组合系数，并根据结构类型和延性等级定义了相应的抗力折减系数。对于延性结构，允许通过塑性变形耗散地震能量，合理降低了设计地震力；对于脆性结构或低延性结构，则要求采用较高的设计地震力，确保结构在弹性范围内工作。（三）结构分析方法针对不同类型和重要性的海上结构物，标准提供了多种结构分析方法供设计人员选择，包括：等效静力法、反应谱法、线性时程分析法和非线性时程分析法。标准明确规定了各方法的适用条件和精度要求。其中，非线性时程分析方法是2026版标准重点推荐的方法。标准要求对重要结构或复杂结构必须进行非线性时程分析，以准确评估结构在大震作用下的真实响应。在进行非线性分析时，应选取适当数量的地震动记录（一般要求不少于7组），并保证地震动记录与设计反应谱在统计意义上的一致性。标准还对结构滞回模型的选择、阻尼比的取值、P-Δ效应的考虑方式等给出了具体建议。（四）特殊结构类型的抗震设计考虑到海洋工程结构物型式的多样性，标准对以下几类特殊结构给出了补充规定：1.导管架平台：要求重点关注管节点在反复荷载作用下的低周疲劳性能，对X型、K型和T型节点的构造和焊接工艺提出了更高要求；2.重力式混凝土平台：强调基础与地基的协同工作性能，要求验算结构-地基界面在地震作用下的抗滑移和抗倾覆稳定性；3.浮式结构物：关注地震作用下系泊系统的动力响应，要求对锚链和系泊缆绳在极端组合工况下的安全性进行评估；4.海上风力发电结构：考虑风-浪-地震联合作用的影响，对单桩基础、导管架基础等型式提出了针对性的设计要求。（五）延性设计与构造措施标准单列章节详细规定了不同结构型式的延性设计要求。对于钢结构，规定了构件宽厚比限值以有效防止局部屈曲先于截面塑性破坏发生，明确了支撑构件的长细比要求和连接节点的构造措施，并对整体结构的塑性铰分布模式提出了设计建议。对于混凝土结构，规定了约束箍筋的配置要求、塑性铰区的构造细节和无粘结预应力筋的布置原则，以确保关键区域在地震反复作用下仍具有良好的变形能力和耗能性能。此外，标准强调了结构构造的连续性和整体性，要求避免因局部薄弱层的存在而引发整体破坏。四、标准的主要参与单位DS/ENISO19901-2-2026标准的制定和发布是国际标准化合作的成果。在标准编制和修订过程中，来自全球多个国家的标准化组织、科研机构和工程企业积极参与，共同推动了标准技术内容的完善和提升。ISO/TC67/SC7/WG3工作组是本标准编制工作的核心技术团队，负责ISO19901-2的具体技术内容起草和协调工作。工作组汇集了来自美国、挪威、英国、丹麦、日本、中国等主要海洋工程国家的专家代表，涵盖地震工程、海洋工程结构、岩土工程等多个专业领域。需要重点介绍的是丹麦标准化组织（DanskStandard,DS）。DS成立于1926年，是丹麦的国家标准化机构，同时也是国际标准化组织ISO的创始成员之一和欧洲标准化委员会（CEN）的积极成员。在海洋工程标准化领域，丹麦凭借其在海上风电和航运工程方面的全球领先地位，一直扮演着重要角色。DS作为丹麦在ISO/TC67中的正式对口单位，深度参与了ISO19901-2:2026的编制和修订工作。DS组织丹麦国内的技术专家成立了镜像委员会（Spejlkomité），负责对国际标准草案进行技术审查、意见反馈和丹麦国家立场的确立。在ISO19901-2的修订过程中，丹麦专家在海上风力发电结构物的抗震设计、土壤液化评价、基础-结构相互作用等方面作出了重要贡献，多项技术建议被国际标准采纳。在完成ISO19901-2:2026标准的制定后，DS迅速启动了将国际标准采纳为欧洲标准和丹麦国家标准的工作流程。根据CEN的内部规则，ISO标准在通过独特采用程序（UniqueAcceptanceProcedure）后，可直接被采纳为欧洲标准（ENISO），同时各成员国必须赋予其国家标准的地位，并撤销任何与之冲突的原有国家标准。DS依据该程序完成了标准编号为DS/ENISO19901-2-2026的丹麦国家标准的发布工作，确保了该标准在丹麦国内的顺利实施。DS还负责标准的宣贯培训、技术咨询和后续维护工作，为标准的实际应用提供了持续的技术支持。DS下属的海洋工程标准化技术委员会定期组织技术研讨会和培训班，向工程设计单位、施工企业和监理机构宣贯标准的技术要求，推动了标准在丹麦及北欧地区的广泛应用。此外，挪威船级社（DNV）、美国船级社（ABS）等国际著名船级社和认证机构也参与了标准的技术验证和案例应用工作，为标准的可操作性提供了工程实践依据。五、标准实施的意义与影响（一）对工程设计实践的指导作用DS/ENISO19901-2-2026标准的发布实施，为海上结构物的抗震设计提供了全面、系统的技术准则。标准的实施将有助于设计人员更加科学地确定设计地震动参数、选择合理的结构方案和进行抗震验算，避免因设计方法不当而导致的结构安全隐患或过度保守造成的资源浪费。同时，标准的统一也促进了国际工程界在设计理念、技术方法和质量要求方面的共识形成，降低了国际项目合作中的技术壁垒。（二）对工程风险评估与管理的支撑作用本标准高度重视地震风险的系统评估与有效管理。标准中关于三水准设防目标的规定，使工程管理人员能够针对不同等级的地震威胁制定差异化的应对策略和应急预案。标准对既有结构抗震评估与加固也提供了方法论指导，有助于识别和优先处理存在抗震缺陷的关键结构。在风险管理框架下，标准为海洋工程全生命周期的安全运营提供了重要的技术保障。（三）对国际标准协调的促进作用DS/ENISO19901-2-2026作为ISO标准在区域和国家层面的采纳典范，有力地推动了全球海上结构物抗震设计标准的一体化进程。该标准与ISO19900系列其他标准（如ISO19901-1《海上结构物的特殊要求——第1部分：一般规定》、ISO19901-3《海上结构物的特殊要求——第3部分：上部结构》、ISO19902《固定式钢制海上结构物》、ISO19903《固定式混凝土海上结构物》和ISO19904《浮式海上结构物》）以及ISO19905《海上结构物