【摘要】：隨著環(huán)境問題的日益嚴峻,核能作為清潔能源越來越受到重視,我國核電的發(fā)展也即將邁入黃金時期。保證結構的安全性是發(fā)展核電的首要前提,對核電廠進行合理的地震動響應分析,得到可靠的抗震安全性評價結果十分必要。在核電結構的動力分析中有兩方面的內容十分關鍵,一是如何考慮結構地基的相互作用,對于集總質量模型規(guī)范給出了便捷的彈簧阻尼器法,但對三維模型的有限元分析則需要施加更為復雜的人工邊界,不利于工程應用；二是由于結構地基材料屬性的隨機性以及模型簡化的假定,導致性能參數(shù)存在一定的不確定性,需要對結構進行參數(shù)不確定性分析,得到具有統(tǒng)計意義的樓層反應譜,分析參數(shù)不確定性對樓層反應譜的影響規(guī)律。基于以上內容,本文主要從以下幾個方面進行了研究： (1)對核電結構進行三維有限元分析時,擬借鑒集總質量彈簧阻尼器模型施加方法,通過力矩等效,實現(xiàn)核電三維土-結構彈簧阻尼器模型的建立,簡便易行,便于工程應用。進而通過算例驗證該方法的正確性,將三維彈簧阻尼器模型與集總質量模型進行頻率和模態(tài)質量的對比,兩者結果相吻合。 (2)基于蒙特卡洛原理,利用MATLAB和ANSYS軟件能夠實現(xiàn)核電結構參數(shù)不確定性分析,探究核電結構和地基參數(shù)不確定性對樓層反應譜的影響,通過算例論證,90%保證率的樓層譜相比確定性分析結果,存在與規(guī)范描述一致的“峰降”與“峰拓”變化。但為節(jié)省計算時間,一般取小樣本循環(huán),計算精度得不到保證。為解決這一問題,利用計算機和軟件多處理器工作原理實現(xiàn)MATLAB并行運算；提出并行建模、統(tǒng)一運算的方式實現(xiàn)ANSYS軟件并行循環(huán)。數(shù)值算例表明,經過這兩種算法改進,能夠實現(xiàn)蒙特卡洛大樣本分析,保證樓層反應譜統(tǒng)計結果的計算精度,并極大提高了運算效率；同時兩種軟件程序的正確性也已經得到論證。 (3)通過核電結構的參數(shù)不確定性分析可以有效把握整體隨機規(guī)律,無法深入探究具體參數(shù)的隨機理論。本文在整體分析的基礎上,探究每種隨機參數(shù)對樓層反應譜的影響規(guī)律,并從解析的角度分析地基剪切模量變化對樓層反應譜的影響,進而深入探索樓層譜對每種性能參數(shù)的敏感程度。結果表明,“峰降”和“峰拓”現(xiàn)象的發(fā)生均為一種或幾種參數(shù)共同作用的結果,樓層譜對隨機參數(shù)的敏感程度則隨場地條件和樓層譜頻率的不同而發(fā)生較大變化,并在峰值頻率處出現(xiàn)明顯波動。
【圖文】：

將地基與結構的相互作用模擬為六組彈灻阻尼器單元，其中包含著三組平動（X、y、Z向）、兩組擺動（X、y向）、一組扭轉（Z向），示意圖見圖2.1，，節(jié)點1代表核電RX廠房結構的搜板基礎，在按板基礎上每個方向設置兩組彈簧阻尼器，分別表示該方向上的平動和轉動�！啊�3圖2. 1場地計算模型Fig.2.1 The model of the site根據(jù)公式確定六組彈簧阻尼器單元的等效系數(shù)，即可以模擬地基對于結構的支撐約束作用。按照反應堆廠房基礎搜板為圓形求彈簧阻尼器的參數(shù)，計算公式如表2.1所示。-7-

土彈簧向三維廠房模型搜板基礎進行分配，假定按板基礎是剛性的。三維計算模型和集總質量模型示意圖如圖2.2所示，其中三維模型僅給出搜板基礎的有限元剖分部分，在筏板有限元模型的每個單元上實現(xiàn)彈簧阻尼器的施加，使得三維離散彈屰阻尼器模型和集總質量模型作用效果一致�？傮w效果相匹配_ ‘“.譽?栥^ . J(、、‘ 1L 、、、 Z' ‘ 、、- —“圖2. 2彈簧阻尼器等效離散原理Fig.2.2 The spring and damper equivalent discrete principle對圖2.2中的搜板基礎底板的每個單元節(jié)點施加彈簧阻尼器。集總質量模型的彈簧剛度主要分為水平方向平動彈灻剛度K^,垂直方向平動彈屰剛度/^"擺動彈簧剛度尤?、K—扭轉彈簧剛度由于實體單元僅有三個平動自由度，不僅需要將集總質量模型平動參數(shù)進行分配，還需要將三個轉動自由度的彈簧阻尼器等效到平動自由度上來，用平動來代替繞坐標軸的轉動。對于平動土彈簧-阻尼系數(shù)，平動并不引起彎矩作用效應，等效集總質量模型三個平動方向彈簧阻尼器作用效應時，是按照三維實體有限元模型基礎底面節(jié)點控制面積比例進行分配。集中的總平動彈簧剛度為尺,、K" K:�；A後板節(jié)點數(shù)為n,第i個節(jié)點面積為4
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM623

【參考文獻】

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2 林皋;李建波;鐘紅;胡志強;;考慮地震動不確定性的核電廠樓層反應譜分析[J];大連理工大學學報;2012年03期

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6 王家

本文編號：2667628