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基于三维实体模型的核电厂结构楼层反应谱分析

陈岩  
【摘要】: 本文以某一核电厂结构为对象,研究了考虑土-结构动力相互作用(SSI)的场地条件对结构楼层反应谱的影响,利用复杂的三维实体有限元模型和简化的集中质量模型,分别进行了有无SSI效应条件下的地震反应分析,为评估核电厂结构抗震设计安全性提供理论参考,同时通过比较两种模型在相同条件下的计算结果,为核电厂结构如何建立合理的数值分析模型提出一些建议。文中主要内容如下: (1)基于确定论分析,不考虑材料性能的随机性,采用线弹性分析理论,利用子结构(阻抗)方法考虑SSI效应。 (2)针对广东岭澳核电厂结构建立分析模型。选择大型通用有限元分析软件ANSYS作为基本的分析工具,分别建立复杂的三维实体有限元模型和简化的集中质量模型,进行考虑和不考虑SSI效应两种条件下的地震反应分析。其中通过设置边界弹簧单元和阻尼装置,来模拟地基土对结构的作用。 (3)输入的地震时程采用LBNS人工波,分别对两种模型进行时程反应分析,得出相应的楼层加速度反应谱,然后分别对两种模型在有无SSI效应条件下的计算结果进行比较,再比较两种模型在相同条件下的计算结果,分析结果表明考虑SSI效应对结构地震响应有显著影响,且采用简化的集中质量模型分析比采用复杂的三维实体模型更偏于安全。 (4)输入不同的场地条件,分析地基土动态参数的变化对核电厂结构楼层反应谱的影响。从两种模型的计算结果都可以看出,在土体剪切模量比较高时,土体动态参数的改变仍会引起结构地震响应的变化;通过比较两种模型的计算结果可以看出,采用三维有限元模型计算所得的楼层加速度反应谱的敏感性程度比采用集中质量模型的敏感性程度低。


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