基于分层壳单元的安全壳结构有限元分析

为了研究某核电预应力混凝土安全壳结构在强震动作用下的响应,采用分层壳单元建立有限元三维模型,并进行时程分析和静力非线性分析。对安全壳1∶10模型结构进行非线性有限元分析,计算该模型的动力特性、初始刚度、最大基底剪力和筒体顶的最大位移。计算分析表明:当试验模型基础处输入地震动峰值加速度达到3g(根据相似关系,试验调整值)时,筒壁底部和设备阀门孔处混凝土的最大拉应力超过4MPa,而穹顶的混凝土大部分处于受压或拉应力小于0.5MPa。有限元计算结果与以往拟动力试验结果较为吻合,验证了安全壳具有足够大的抗震安全存储,为抗震设计提供参考。     

双向地震动下带偏心的底框结构地震响应分析

对底层存在偏心的底框结构在双向地震动下抗震响应进行研究,分析其不同偏心结构在双向地震动下结构层间位移、内力以及损伤耗能等动力响应并与单向地震动输入作出对比。分析结果表明,双向地震动输入对有偏心的底框结构各方面抗震响应均有明显增加,故双向地震动的作用在底框结构的设计中不可忽略。     

核电站安全壳隔震支座刚度研究

自日本"3.11大地震"诱发福岛核电站事故后,提高核电站的抗震能力成为各方的关注焦点。隔震技术作为能有效提高结构抗震能力的手段,对于其在核电站结构中的运用工程界充满期待。文中以某核电安全壳作为分析对象,利用Midas civil有限元软件模拟,运用时程分析方法对结构在三向地震动输入下的响应进行精细分析。重点分析了隔震支座合理刚度的选择以及结构在有、无脉冲两类地震作用下的响应差异,为核电站的隔震设计提供参考。     

核电厂内层安全壳智慧监测技术的研究与应用

安全壳是核电厂事故条件下,防止辐射性物质外溢的最后一道保护屏障[1].安全壳结构健康实时监测是保障核电工程服役期间安全运营的重要手段,也是核电工程延寿的有力保证.采用有限元方法,引入BIM技术,建立安全壳监测模型,确定重点监测部位,搭建永久性仪表监测(CIM)系统.结合可视化和大数据处理技术,实现核电安全壳智慧监测,实...     

最小地震剪力系数对隔震结构抗震性能的影响

最小地震剪力系数是隔震结构设计的关键控制因素之一。对等效周期为2~6s的单质点隔震体系在远场地震动（FF地震动）、近场含脉冲地震动（NFWP地震动）和近场不含脉冲地震动（NFWNP地震动）作用下的剪力系数分布特点进行分析,并将其与规程中有关最小地震剪力系数的相关规定进行对比,探寻在不同抗震设防烈度下,不能满足最小地震剪力系数的隔震结构的等效周期范围。以位于我国抗震设防烈度8度区的某隔震结构为例,采用三种不同的设计地震剪力取值方法,设计了6种不同的结构模型。通过模型的弹塑性时程分析,比较了地震动的近远场特性对各模型抗震性能的影响,及其在罕遇地震作用下的性能差异。分析结果表明：地震动的近远场特性对隔震结构的楼层设计剪力影响较大;对不满足最小地震剪力系数要求的隔震结构,采用放大设计地震剪力使其承载力满足最小地震剪力系数的方法,能够有效提高其抗震能力;不考虑最小地震剪力系数对结构设计地震剪力的限制,采用结构的实际地震剪力需求进行设计的隔震结构能够满足地震作用下的承载力和层间位移限值要求。     

设有基础隔震-TMD的双层安全壳核电站结构抗震性能研究

为提高核电站的抗震安全水平,基于第III代核电站双层安全壳(内安全壳、外安全壳)的结构特点和非能动安全技术要求,提出了基础隔震(BIS)-调频质量阻尼(TMD)抗震结构。以我国“华龙一号”核电站为研究对象,以满足核电站基本安全功能对结构特殊抗震要求为目标,应用符合非能动技术要求的隔震减震技术,给出了符合双层安全壳结构特点的抗震设计理念。基于基础隔震核电站研究成果,应用上述抗震设计理念,在增加附加质量很小的情况下,实现了BIS与TMD相结合的抗震结构设计。与传统非隔震模型和基础隔震模型比较,研究了该混合抗震结构的减震机理。结果表明:混合抗震结构综合了BIS与TMD的优点,避免了BIS和TMD各自的内在缺陷,进而验证了提出的抗震结构的减震效果,可以满足核电站的特殊抗震要求。     

地震作用下渡槽结构动力响应与抗震可靠度分析

基于谱表示-随机函数方法和概率密度演化理论,应用一类非平稳地震动加速度过程的演变功率谱模型,在ANSYS中实现了地震动过程的数值模拟,并对渡槽结构进行了地震动作用下结构动力响应和抗震可靠度的分析。结果表明,采用概率密度演化理论的方法能够较为准确的分析出渡槽结构在非平稳地震动作用下的动力响应特性,为渡槽结构抗震设计更加精细化奠定了基础。     

基础隔震结构的长周期抗震性能分析

为研究长周期地震动下基础隔震结构的抗震性能,根据目前长周期地震动的界定方法,共选取18条近场和远场长周期地震动记录作为外部输入,对基础隔震结构进行非线性动力时程分析。根据混凝土和钢筋材料的本构关系,定义了构件的性能准则,建立了隔震结构的弹塑性分析模型,探讨了基础隔震结构在长周期地震动作用各构件破坏的变化特点,并提出利用钢支撑改善隔震结构长周期抗震性能的加固措施。研究结果表明,在相同地震动强度下,相对于普通地震动,结构在长周期地震动作用下底层的破坏最为严重,是结构的相对薄弱部位,通过在结构底层外侧柱间设置钢支撑,能够有效提高隔震结构的长周期抗震性能。     

复杂地基条件下土–结构动力相互作用分析

结构和地基动力相互作用(SSI)分析对大坝、桥梁、核电、地下结构的抗震安全评价具有重要意义。本文对SSI分析的发展现状和工程设计实践进行了扼要评述。值得指出,2011年日本福岛核电事故后,国际上普遍提高了对核电结构抗震安全性的需求。因此,对重要结构的安全评价发展更为完善的先进SSI计算模型势在必行。为此目的,对处于复杂地基条件下的SSI分析提出一种新的计算模型,可以方便地考虑结构近场各种非均质因素的影响而不增加计算工作量,其中包括地基分层、基础埋深、建基面水平、存在相邻建筑物、附近出现软弱地质体等因素。这使SSI的计算更为准确和高效。论文的数值算例论证了所建议方法的有效性。     

核电厂抗震设计谱确定方法分析

抗震设计谱是核电厂抗震设计的主要依据。核电设计谱的表达多采用直线分段式方法,一般由固定的设计谱形与具有一定保证概率的地震动幅值共同组成。简要回顾核电设计谱的发展历程,对核电设计谱的主要确定方法进行比较和分析,探讨统一危险性谱在核电抗震应用中的问题。基于近期发生的强震动数据库,按4种设计谱标定方法分别计算设计谱以及反映设计谱稳定性的规准伪速度谱谱比曲线。分析结果表明,基于双规准反应谱的设计谱在速度控制段的谱值明显偏高,直接基于伪速度谱的设计谱标定方法具有稳定性优势。最后,为我国核电设计谱进一步研究工作的开展提出些许看法和建议。