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解析资料.pdf

第30卷第3期 核动力t程 Vbl．30．No．3 20O 9 年6月 NuclearPower Jun．2009 Engineering l3．04 文章编号：0258-0926(2009)03．00 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 曾奔1’2，周福霖2，徐忠根2 (1．西安建筑科技大学，西安，7l0055，2．广州大学工程抗震研究中心，广州，510405) 摘要：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。 关键词：核反应堆厂房；土一结构相互作用；隔震装置；功率谱密度函数；楼层反应谱 中图分类号：TU352．1+文献标识码：A 1 引 言 2分析方法 楼层反应谱是评估核电站设备抗震性能的 SSI问题的实质是考虑在地面运动时混凝土 重要指标，目前主要采用与设计相同的多组时程 反应堆厂房与地基土的相互作用，分析时将地基 输入对反应堆厂房进行地震响应分析，得到按 土纳入分析系统，形成地基土．结构系统瞄J。本文 “平均”法和“包络”法计算的楼层反应谱 基于子结构(阻抗)方法，用文献【9】推荐的锥体 模型进行土．结构动力相互作用分析。同时，为了 (FRs)II’引。这种方法的缺点是需要对厂房结构 进行大量的时程分析。本文从概率角度出发，通 更准确地模拟实际地震动输入，引入有效地震动 过选取目标反应谱来求得相一致的功率谱密度函 输入影响系数．‰(∞)和．Sh(∞)，分别为频域 数(PsDF)，进而通过随机振动理论求得FRS。内基础底部的平移和摆动分量与自由场的水平输 这种方法的好处是：首先是避免了大量冗长的时 入位移以((o)的比值，即基础的散射函数。图 程分析；其次，由于目标反应谱本身就反映了地 1为核电厂房基础的有效地震动输入影响系数随 面运动频谱与工程结构物固有频率的关系，因此， 无量纲频率伽的变化曲线。 与它相一致的PSDF能很好地模拟地震地面运动 计算时，假设控制点在筏板基础底部，基础 的随机模型。针对某千兆瓦级压水堆核电站反应 下地基土为半无限空间弹性体；考虑3种不同剪 堆厂房，本文在考虑土．结构相互作用(SSI)效切波速，即赡=100州s、300州s、oD的地基土。 应的基础上，采用PSDF对此核电厂房进行分析， 其中，00代表地基土无限刚(即不考虑土一结构相 得到统计意义上的FRS【3’7】，并对厂房隔震前后互作用)。 的FRs进行了对比分析，同时还研究了核电厂房 在增加隔震装置后各种因素【主次结构耦合作用、 3传递函数 非结构构件(NsC)质量比和阻尼比】对FRS的影根据文献【3】中的方法可推导出核电厂房结 响。结果表明，增加隔震装置会不同程度的削弱 构在增加隔震装置后NSc的传递函数： SSI和主次结构耦合作用；隔震后FRS峰值下降 明显，且其主要出现在隔震频率附近。 收稿日期：2008-07．06：修回日期：2008．10．15 基金项目：国家自然科学基金项目、科技部重大基础研究前期研究专项(2004ccA0330) 万方数据 14 核动力工程