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《华南理工大学》 2017年
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核电工程结构抗震分析的随机振动方法研究

何光曦  
【摘要】:将随机振动方法应用于核电工程结构抗震设计分析,是土木工程中一个较新的研究领域。地震作用通常被视为等效静荷载或确定性动荷载,但实际上地震作用的发生地点、时间和过程都具有较强的随机性,将其看作随机过程更符合实际。由于核电工程的重要性,采用随机振动方法进行结构抗震分析具有重要的理论意义和工程应用价值。本文基于近年发展起来的一类高效随机振动方法——时域显式随机模拟法,针对核电工程结构随机地震响应计算与抗震可靠度分析开展了系统的研究,并开发了核电工程结构抗震分析的时域显式随机模拟法计算软件,成功地将该方法应用于核电工程结构抗震分析领域。本文主要完成了如下工作:(1)对随机振动分析方法研究、结构动力可靠度研究和核电工程结构抗震分析研究进行文献综述。介绍了各种随机振动方法,对结构动力可靠度分析方法进行了归纳。介绍了核电工程结构抗震分析的研究现状,并重点介绍了核电工程结构抗震的地震动输入与核电工程结构抗震分析方法两个主要方面。(2)系统阐述了非平稳随机地震响应计算及结构抗震可靠度分析的时域显式随机模拟法。介绍了结构动力响应的时域显式表达式的推导过程,重点研究了时域显式表达式系数向量的建立、非平稳地面运动加速度随机过程样本生成以及关键响应随机模拟三个主要步骤。介绍了时域显式随机模拟法在结构抗震可靠度计算中的应用,并进一步研究了考虑材料强度参数随机性的抗震可靠度分析方法。(3)系统开展了时域显式随机模拟法在核电工程结构抗震分析中的应用研究。根据所依托核电工程项目的场址地震安全性评价报告,导出了与设计加速度反应谱等价的地震动功率谱。采用通用有限元软件建立了核电厂房结构的大规模有限元模型,通过脉冲响应方法构建了结构动力响应的时域显式表达式。在此基础上,采用时域显式随机模拟法对所依托核电工程项目开展了随机地震响应计算和结构抗震可靠度分析,获得了有意义的结果,验证了时域显式随机模拟法在核电工程结构抗震分析中的有效性和实用性。(4)基于本文研究成果,开发了核电工程结构抗震分析时域显式随机模拟法软件。重点介绍了软件开发平台、软件总体架构、软件模块及其功能与特点。该软件的开发为核电工程结构随机抗震分析提供了有效的计算平台。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TU352.11;TM623

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