目前浮式钻井生产储卸油装置(FDPSO)在海洋油气开发中应用广泛,但传统船型和圆筒形FDPSO水动力性能具有很大局限性,因此一种新型沙漏式海洋浮式平台的概念应运而生。本文针对新概念沙漏式FDPSO,主要研究内容包括以下几个方面:首先,针对国内外各类新概念海洋平台分舱方案的优缺点和沙漏型FDPSO分舱的基本要求,提出了一种基于等体积比原理的径向环形分舱方案,并对新方案下平台的储卸油过程进行了详细描述,最后从稳性、水动力性能、结构强度、舱室舾装、管线布置等方面论证了环形分舱方案的优势。在此分舱基础上,基于CCS规范对平台结构的要求,对浮体各板架结构进行了初步设计,确定了板架结构形式、板材厚度、桁材与骨材的布置样式、数目及尺寸规格等。依据结构优化设计理论,使用ANSYS软件提供的零阶优化方法,建立沙漏型浮体结构优化的有限元模型和数学模型,基于分级优化的思想,完成浮体各个板架结构型材数目、板厚尺寸、型材规格等方面的优化,最终设计出沙漏型浮体最优的结构。进一步,针对于沙漏型浮体特殊的结构形式和受力特点,同时考虑到其最薄弱的腰线位置,提出了与之对应且有别于传统船舶和海洋平台的新型控制载荷工况。新的控制载荷工况除了考虑浮体最大纵向弯曲和最大垂向剪力状态外,还考虑到了浮体腰线位置处特殊的受力状态,使分析结果更加合理。然后,采用基于频域波浪势流理论的边界元数值模拟方法研究了满载与压载两种载况下新型沙漏式浮体典型控制载荷的响应幅值算子。在此基础上,通过载荷长期极值预报方法,进行波浪搜索得到一系列设计波组。同时,根据沙漏型浮体所受波浪载荷和运动RAO,分析了各个典型控制载荷峰值的成因。最后,基于准静态分析方法和浮体有限元模型,对最不利载荷工况下平台结构进行了强度分析,并结合HCSR规范对平台主体结构进行了强度校核,以期能够为新型沙漏式FDPSO的主浮体结构设计提供参考依据和准则。