【摘要】：隨著環(huán)境問(wèn)題的日益嚴(yán)峻,核能作為清潔能源越來(lái)越受到重視,我國(guó)核電的發(fā)展也即將邁入黃金時(shí)期。保證結(jié)構(gòu)的安全性是發(fā)展核電的首要前提,對(duì)核電廠進(jìn)行合理的地震動(dòng)響應(yīng)分析,得到可靠的抗震安全性評(píng)價(jià)結(jié)果十分必要。在核電結(jié)構(gòu)的動(dòng)力分析中有兩方面的內(nèi)容十分關(guān)鍵,一是如何考慮結(jié)構(gòu)地基的相互作用,對(duì)于集總質(zhì)量模型規(guī)范給出了便捷的彈簧阻尼器法,但對(duì)三維模型的有限元分析則需要施加更為復(fù)雜的人工邊界,不利于工程應(yīng)用；二是由于結(jié)構(gòu)地基材料屬性的隨機(jī)性以及模型簡(jiǎn)化的假定,導(dǎo)致性能參數(shù)存在一定的不確定性,需要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)不確定性分析,得到具有統(tǒng)計(jì)意義的樓層反應(yīng)譜,分析參數(shù)不確定性對(duì)樓層反應(yīng)譜的影響規(guī)律�；谝陨蟽�(nèi)容,本文主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了研究： (1)對(duì)核電結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維有限元分析時(shí),擬借鑒集總質(zhì)量彈簧阻尼器模型施加方法,通過(guò)力矩等效,實(shí)現(xiàn)核電三維土-結(jié)構(gòu)彈簧阻尼器模型的建立,簡(jiǎn)便易行,便于工程應(yīng)用。進(jìn)而通過(guò)算例驗(yàn)證該方法的正確性,將三維彈簧阻尼器模型與集總質(zhì)量模型進(jìn)行頻率和模態(tài)質(zhì)量的對(duì)比,兩者結(jié)果相吻合。 (2)基于蒙特卡洛原理,利用MATLAB和ANSYS軟件能夠?qū)崿F(xiàn)核電結(jié)構(gòu)參數(shù)不確定性分析,探究核電結(jié)構(gòu)和地基參數(shù)不確定性對(duì)樓層反應(yīng)譜的影響,通過(guò)算例論證,90%保證率的樓層譜相比確定性分析結(jié)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(jì)算時(shí)間,一般取小樣本循環(huán),計(jì)算精度得不到保證。為解決這一問(wèn)題,利用計(jì)算機(jī)和軟件多處理器工作原理實(shí)現(xiàn)MATLAB并行運(yùn)算；提出并行建模、統(tǒng)一運(yùn)算的方式實(shí)現(xiàn)ANSYS軟件并行循環(huán)。數(shù)值算例表明,經(jīng)過(guò)這兩種算法改進(jìn),能夠?qū)崿F(xiàn)蒙特卡洛大樣本分析,保證樓層反應(yīng)譜統(tǒng)計(jì)結(jié)果的計(jì)算精度,并極大提高了運(yùn)算效率；同時(shí)兩種軟件程序的正確性也已經(jīng)得到論證。 (3)通過(guò)核電結(jié)構(gòu)的參數(shù)不確定性分析可以有效把握整體隨機(jī)規(guī)律,無(wú)法深入探究具體參數(shù)的隨機(jī)理論。本文在整體分析的基礎(chǔ)上,探究每種隨機(jī)參數(shù)對(duì)樓層反應(yīng)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(duì)樓層反應(yīng)譜的影響,進(jìn)而深入探索樓層譜對(duì)每種性能參數(shù)的敏感程度。結(jié)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(jié)果,樓層譜對(duì)隨機(jī)參數(shù)的敏感程度則隨場(chǎng)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(dòng)。
【圖文】：

將地基與結(jié)構(gòu)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(dòng)（X、y、Z向）、兩組擺動(dòng)（X、y向）、一組扭轉(zhuǎn)（Z向），示意圖見(jiàn)圖2.1，，節(jié)點(diǎn)1代表核電RX廠房結(jié)構(gòu)的搜板基礎(chǔ)，在按板基礎(chǔ)上每個(gè)方向設(shè)置兩組彈簧阻尼器，分別表示該方向上的平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)�！啊�3圖2. 1場(chǎng)地計(jì)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(duì)于結(jié)構(gòu)的支撐約束作用。按照反應(yīng)堆廠房基礎(chǔ)搜板為圓形求彈簧阻尼器的參數(shù)，計(jì)算公式如表2.1所示。-7-

土彈簧向三維廠房模型搜板基礎(chǔ)進(jìn)行分配，假定按板基礎(chǔ)是剛性的。三維計(jì)算模型和集總質(zhì)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(chǔ)的有限元剖分部分，在筏板有限元模型的每個(gè)單元上實(shí)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(zhì)量模型作用效果一致。總體效果相匹配_ ‘“.譽(yù)?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(duì)圖2.2中的搜板基礎(chǔ)底板的每個(gè)單元節(jié)點(diǎn)施加彈簧阻尼器。集總質(zhì)量模型的彈簧剛度主要分為水平方向平動(dòng)彈灻剛度K^,垂直方向平動(dòng)彈屰剛度/^"擺動(dòng)彈簧剛度尤?、K—扭轉(zhuǎn)彈簧剛度由于實(shí)體單元僅有三個(gè)平動(dòng)自由度，不僅需要將集總質(zhì)量模型平動(dòng)參數(shù)進(jìn)行分配，還需要將三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的彈簧阻尼器等效到平動(dòng)自由度上來(lái)，用平動(dòng)來(lái)代替繞坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)于平動(dòng)土彈簧-阻尼系數(shù)，平動(dòng)并不引起彎矩作用效應(yīng)，等效集總質(zhì)量模型三個(gè)平動(dòng)方向彈簧阻尼器作用效應(yīng)時(shí)，是按照三維實(shí)體有限元模型基礎(chǔ)底面節(jié)點(diǎn)控制面積比例進(jìn)行分配。集中的總平動(dòng)彈簧剛度為尺,、K" K:�；A(chǔ)後板節(jié)點(diǎn)數(shù)為n,第i個(gè)節(jié)點(diǎn)面積為4
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TM623

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李建波;林皋;鐘紅;胡志強(qiáng);;核電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中參數(shù)不確定性對(duì)樓層譜計(jì)算影響分析[J];大連理工大學(xué)學(xué)報(bào);2011年05期

2 林皋;李建波;鐘紅;胡志強(qiáng);;考慮地震動(dòng)不確定性的核電廠樓層反應(yīng)譜分析[J];大連理工大學(xué)學(xué)報(bào);2012年03期

3 秦權(quán);隨機(jī)有限元及其進(jìn)展──Ⅱ．可靠度隨機(jī)有限元和隨機(jī)有限元的應(yīng)用[J];工程力學(xué);1995年01期

4 孔憲京;林皋;;核電廠工程結(jié)構(gòu)抗震研究進(jìn)展[J];中國(guó)工程科學(xué);2013年04期

5 洪景豐;核電廠地震分析綜述[J];核動(dòng)力工程;1996年03期

6 王家

本文編號(hào)：2667628