基于DSEM的核电厂结构-土-结构相互作用模型

核电厂结构的抗震能力是保障安全的重要内容,而考虑结构-土-结构相互作用(SSSI)的影响效应是必要的且意义重大。本文以阻尼溶剂抽取法(DSEM)为理论基础,考虑相邻工程结构与无限土体的动力特性,利用位移协调与力平衡机制,建立了相邻结构-土体相互作用计算模型,给出了具体数值实现公式,并通过UPFs二次开发功能在通用有限元程序ANSYS中实现该模型的嵌入。进而,以国内某核电工程为例,建立一系列SSSI系统的三维模型,并就不同的地基条件、埋置效应对核电厂反应堆SSSI规律的影响进行探讨,结果可为类似核电厂址地基的抗震适应性分析及优化设计提供借鉴与参考。     

18-5临界装置厂房楼层响应谱计算研究

根据18-5临界装置某机柜抗震试验分析的要求,利用ANSYS大型通用有限元程序,建立临界装置厂房结构的有限元模型。在其地基处输入给定的位移时程,对结构进行动力分析,计算得到厂房结构中机柜位置处的位移时程、加速度时程等力学量。用该关键位置处的加速度时程计算其相应的加速度响应谱,分别给出了运行基准地震(OBE)和安全停堆地震(SSE)作用下该厂房标高3.50 m主控制室位置处阻尼比为2%、4%、5%和7%的楼层响应谱。     

核电厂房三维有限元模型考虑土-结构相互作用的简化方法

为将集总的半无限地基动刚度等效离散给三维厂房结构的筏板基础,借鉴简化的集中质量厂房模型考虑土-结构相互作用(SSI)分析方法,通过力矩等效,推导三维厂房结构考虑SSI的弹簧-阻尼器等效离散模型,并通过模态分析和动力时程分析验证了此等效离散方法的正确性和合理性。这种第一步求解集总的地基动刚度,然后基于通用的有限元软件在三维厂房筏板基础施加弹簧-阻尼器的方法,相对于其他人工边界法更简便易行,便于工程应用。     

核反应堆厂房结构楼层反应谱的敏感性分析

以某千兆瓦级压水堆核电站反应堆厂房结构为对象,研究了考虑土一结构动力相互作用的硬土场地条件下地基土动态剪切模量的变化对楼层反应谱计算的影响,定量分析了厂房结构楼层加速度反应谱对地基土动态参数变化的敏感性,从而为评估类似硬土场地条件下核反应堆厂房结构抗震安全性提供了一种可供参考的计算方法。     

CARR堆反应堆厂房土壤-结构相互作用与楼层反应谱分析

土壤-结构动力相互作用(SSI)分析及楼层反应谱(FRS)计算是中国先进研究堆(CARR)工程抗震设计的重要环节.本文采用直接法,通过建立二维土壤-结构共同工作计算模型,并分3个方向进行地震动输入,考虑土壤-结构相互作用对反应堆厂房地震反应进行分析,计算出厂房基础部位和各楼层在不同工况下的地震反应及楼层反应谱.     

核电站辅助厂房结构—地基土相互作用体系的地震响应

本文主要针对核电站工程中辅助厂房结构与地基土相互作用体系在地震荷载下的“平-扭”地震响应进行了分析。在假定核岛基础为明置基础和考虑在同一基础上有安全壳及另一个辅助厂房结构存在的条件下,建立了整个相互作用体系的运动方程。最后结合我国秦山核电厂辅助厂房结构进行了数值计算和分析。     

考虑地基岩土参数不确定性的核电厂结构随机地震反应分析

在考虑土-结构相互作用(SSI)效应的情况下,引入随机地震反应分析方法,探讨地基岩土参数的不确定性对核电厂地震响应的影响.基于ANSYS程序,采用常数阻抗法,通过设置边界弹簧和阻尼来考虑地基土的作用,并通过设置弹簧和阻尼参数的不确定性,来模拟岩土动态参数的不确定性.针对某1000MW级压水堆核电站反应堆厂房结构,进行随机地震反应的数值仿真分析,并将随机反应结果与确定论分析结果进行了对比.结果表明,随机分析方法是确定论分析方法的有益补充,二者结合能更合理地反映参数的不确定性对结构地震响应的影响.     

非岩性地基条件下核岛厂房-桩-土非线性动力相互作用特性研究

采用核电厂核岛厂房-地基相互作用高性能大规模计算方法,建立了同时考虑钢制安全壳、附属厂房、桩基础以及覆盖层地基的第三代核电厂整体精细化模型,结合了考虑覆盖层非线性效应的粘弹性边界的地震波动输入方法,开展了地基模型尺寸、桩基单元类型、桩-土接触效应等对核岛厂房地震动力响应影响的研究,建议了地基尺寸的合适范围。结果表明:桩基处理方案与覆盖层地基结果相比,厂房水平方向楼层反应谱峰值频率向高频方向发生较大偏移;采用实体单元模拟的桩基能更准确地反应楼层反应谱(FRS)的规律;桩-土接触面对厂房楼层谱影响不大,却对桩基自身的应力分布有着显著改变。     

考虑SSI效应的核电站厂房楼层反应谱对比分析

在集总参数表征的场地动阻抗框架内,国内外主要核电厂抗震设计规范均推荐单一常系数弹簧-阻尼器并联体系表征均质场地动力模型。结合土-结构相互作用数值分析的最新发展,本文以CPR1000型反应堆厂房的集中质量简化模型作为研究对象,基于ASCE4-98规范、RCC-G规范、集10参数等适用于均质场地的集总参数地基模型以及适用于非均质复杂场地的粘弹性人工边界场地模型,开展了直接法和阻抗子结构法两种时程分析方法的对比研究,并将得到的楼层加速度反应谱与SASSI程序计算结果进行对比,互相验证了不同地基动力数值模型以及计算方法的有效性,对于评价核电厂地基适应性具有一定的指导与参考意义。     

基于人工透射边界的核电厂结构抗震分析

目前核电厂结构-地基地震动力相互作用模型仍局限为规范建议的简单集总参数模型,或以粘弹性边界为代表的基本有限元地基模型,缺乏精度相对较高的分析方法。本文将高精度的二次透射人工边界地基模型引入核电结构抗震的分析领域,针对厂房结构的复杂约束,采用隐显式方法求解,显式积分时域结果后处理等关键问题,基于ANSYS软件提出了模型解决方案,并以实例形式验证了本文方法与模型的适用性。结果表明,文中模型适用于核电厂建筑物动力响应的有限元分析。     

基于功率谱密度函数法的核电厂房增加隔震措施后的楼层反应谱分析

以压水堆核电站反应堆厂房结构为分析对象,利用功率谱密度函数法(PSDF)建立了楼层反应谱(FRS),研究了在增加隔震装置情况下,土-结构相互作用(SSI)、主次结构耦合作用和次结构阻尼比等因素对FRS计算的影响,定量分析了厂房结构FRS对这几种因素的敏感性.研究结果表明,隔震后FRS峰值下降明显,并且主要出现在隔震频率附近;同时隔震作用、SSI和主次结构耦合作用交叉影响,厂房设计时必需综合考虑这几种作用.     

基于拉丁超立方抽样的某核岛厂房概率SSI分析研究

根据美国核电规范 ASCE4-1 6 关于概率土-结构相互作用 (SSI)分析的规定,对某核电厂反应堆厂房进行了基于抽样概念的概率 SSI分析研究,分析中主要考虑了地震输入、场地特性以及构筑物刚度和阻尼等关键变量的不确定性,采用 ASCE4-1 6 中建议的拉丁超立方抽样方法和数量,以及各关键变量的概率物理模型,将基于...     

拟合目标反应谱的高精度人工加速度时程生成算法及应用

加速度时程是核电厂结构和部件开展抗震分析和试验的重要输入。本文基于改进的窄带时程构造形式,综合应用频域法和时域法,提出一种拟合目标反应谱的高精度人工加速度时程生成算法,通过RG1.60标准反应谱和两个复杂度不同的楼层反应谱拟合测试以验证算法的有效性和稳健性。结果表明：对目标反应谱的拟合相对偏差最大不超过10%;迭代次数少,拟合收敛性好。本文提出的算法可生成高精度的符合法规要求的人工加速度时程,对于核电工程抗震设计具有重要的应用价值。     

人工地震加速度时程及其可接受性判据

在结构与设备地震动力响应分析中，时程分析法的应用越来越普遍，三维地震动力响应时程分析要求以三维地震加速度时程数据或三维地震位移时程数据作为输入数据，由于缺乏设备与结构所在地的实际地震加速度时程数据，一般是从设计地震响应频谱导出人工地震加速度时程作为地震时程分析输入数据。     

大亚湾核电站反应堆厂房楼层反应谱分析评估

大亚湾核电站核岛厂房的抗震分析遵循技术输出国-法国M310型机组的土建技术规范RCC-G,采用简化的阻抗函数法计算地基岩土的作用.根据大亚湾厂址的地基岩土特点,拟采用更为精确的三维连续半空间边界子结构法来考虑地基岩土的作用,并与原设计进行对比.另外,在原设计中采用多组时程作为地震输入,取各组计算结果的平均值作为设计值的基础(称为"平均"法).在研究中基于相同的时程,拟分别采用"平均"法和更为常用的"包络"法,处理多组时程的响应.基于上述两方面,通过反应堆厂房的地震响应计算,得到核电站系统设备重要的设计基础数据-楼层反应谱(FRS),并将计算的楼层反应谱同设计谱进行比较,从而对设计方法及其结果进行评估,为电站的抗震设计裕量评估和安全管理提供可资参考的结论.     

考虑一致危险性谱的核电厂房结构振动台试验研究

为得到适合特定核电厂所需要的反应谱,考虑具体的场地条件及地震动参数,采用随机模拟方法与概率危险性分析相结合的方式,建立了生成超越概率为10-4的一致危险性谱（UHS）的方法。为进一步研究核电结构的抗震性能及UHS在实际核电结构中的适用性,设计和制作了1∶20的核电厂房结构模型进行振动台试验,采用2条天然波及UHS、厂址谱（SL-2）、RG1.60谱所生成的人工波对结构的响应进行比对分析。结果表明,不同地震波对核电结构的响应有所差异,UHS生成的人工波对上部结构加速度放大效应以及位移影响较大,对应的楼层反应谱幅值相对其他反应谱较高,进行结构及设备抗震设计时应予以考虑。      

核电厂反应堆地震加速度时程直接输入方法研究

基于ANSYS12.1研究了一种地震加速度时程的直接输入方法,该方法不同于以往的地震动输入方法,可以直接施加加速度时程,避免了直接位移激励法两次数值积分产生的数值误差,也可以避免大质量法产生的Rayleigh阻尼力。通过理论分析和数值计算2种手段,对地震加速度时程的直接输入方法与以往的直接位移激励法、一致加速度激励法、大质量法做了对比验算。结果表明,地震加速度时程的直接输入方法可在实际工程计算中应用。      

土-结构体系的相互作用分析

本文简要介绍了土与结构体系的相互作用的概念，及在厂房实例计算中对此作用的分析方法。     

核电厂消氢风机抗震性能的振动台试验研究

对压水堆核电厂安全壳消氢风机的抗震性能进行了模拟地震振动台试验研究.使用连续白噪声方法,测得消氢风机在3个正交轴上的固有自振频率及阻尼比.根据核电厂的楼面地震加速度反应谱,生成人工地震波,对消氢风机的3个正交轴向同时输入模拟地震加速度时程进行激振,分别进行了5次运行基准地震(OBE)和1次安全停堆地震(SSE)模拟地震...     

"华龙一号"核岛厂房抗震分析

"华龙一号"作为我国自主设计的三代核电堆型,具有更高的安全性、更强的抗震性能;核岛厂房的抗震设计对核电厂的安全性具有举足轻重的意义."华龙一号"采用更高的设计基准、SL-2级地震地面运动加速度提高至0.3g,采用标准化设计、包络多种厂址地基参数,创新性的提出了三维模型与集中参数模型相耦合的结构模型化技术.本文着重介绍"...