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核电厂设计地震及抗震分析介绍 2007-07-02 主要内容 地震与地震作用 核电厂抗震分析与设计的特点 核电厂抗震分析的基本逻辑与内容 地基土参数及地基作用模拟(SSI效应) 设计地震动 结构/设备模型化 设计地震和抗震设计 地震及地震作用 设计地震和抗震设计 (1)外部荷载、地震作用→结构→结构响应→结构设计。 (2)输入结构响应、其它输入条件→设备→设备响应→设备设计、实验鉴定。 核电厂抗震分析的特点 1、对于抗震分析和地震安全评估，具有严格的法规、标准和安全导则体系。 - 选址：HAD101/01、RG1.165、NS-G- - 分析/设计：HAD102/02、GB50267、 RCC-G、 ASCE 4-86（89）、SRP 、NS-G-1.6 、JEAG 4601-87 - 其它：RG1.60、RG1.29、RG1.122 核电厂抗震分析的特点 2、针对不同的物项（结构、系统和部件-SSCs）的安全重要性，进行抗震分类。 - RG1.29 定义3类: - 抗震I类(C-I): 安全相关.保持功能\保证完整性 - 抗震II类(C-II):间接安全相关.无需执行功能\保证完整性 - 非抗震类(NC): 不属于上述两类 - RCC-P定义2类: 抗震I类、非抗震类 核电厂抗震分析的特点 2、（续） - 物项不同的抗震分类，体现不同要求： - 布置 - 设防水准 - 分析方法及精度要求 - 验收准则 核电厂抗震分析的特点 3、针对不同的抗震分类采用不同的设防水准 - 美国RG1.165、法国RCC-G - 安全停堆地震（SSE）：超越概率10-4 - 运行基准地震（OBE）：超越概率10-2 - HAD102/02、GB50267 - 极限安全地震（SL-2）：超越概率10-4 - 运行安全地震（SL-1）：超越概率10-2 核电厂抗震分析的特点 4、设备的抗震分析与设计问题比土建结构的抗震问题更为突出 - 地震作用对结构设计不构成主导因素 - 设备直接同安全直接相关，而且范围极广，抗震设计的厂址适应性分析的核心对象。 核电厂抗震分析的逻辑 核电厂抗震分析的逻辑 核电厂抗震分析基本内容 围绕下列因素： 地基土参数及地基作用模拟 地基岩土(依赖于地质勘探结果) o 地基特性 - 层状地基(分层情况及厚度) - 均匀地基 o 地基土参数 - 动态弹性模量Ed - 动态剪切模量Gd - 动态泊松比vd - 阻尼比 - 密度 地基土参数及地基作用模拟 地基(土)作用模拟方法 o 直接法(一步法) - 2D有限元法(FLUSH) - 3D有限元法(尚不成熟,计算效率低) o 间接法(子结构法/阻抗函数法) - 集中参数法(土-弹簧法),RCC-G - 有限元法(SASSI) - 边界元法(CLASSI) 地基土参数及地基作用模拟 基本假定 - 线性假定(土参数按等效线性化处理) - 非线性分析(研究中,难点在于土的非线性本构关系) 地基土参数及地基作用模拟 模型示意图 地基土参数及地基作用模拟 模型 示意图: 3D有限元 - 优点: 概念清晰 \易于编程; - 局限性: 需引入 人工透射边界;单元量大, 计算效率较低. - 2D程序: LUSH\ALUSH \FLUSH - 3D程序: SASSI 地基土参数及地基作用模拟 模型 示意图: 边界元 适宜于处理无限 (或半无限)域问题, 属于一种半解析数值方法; 优点:单元数量少、未知量少、计算效率高; 自动满足远场边界条件,无需引入人工边界. - CLASSI程序 地基土参数及地基作用模拟 其它方法 - 有限差分法 - 有限条法 - 离散元法 - 有限元-嫁接法 - 有限线法 - 无穷元法 设计地震动 核电厂设计地震 设计地震 — 设防水准（厂址区地震基本烈度、OBE、SSE） 核电厂设计地震 — 设计地震动-Ground Motion（如下几项