核電站反應(yīng)堆廠房結(jié)構(gòu)的抗震性能與易損性分析.pdf

1、隨著全球能源需求的不斷增長，化石燃料等不可再生能源的日益枯竭，核電作為一種經(jīng)濟、高效的清潔能源，在世界范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。然而一旦發(fā)生核事故，會對人們的生命財產(chǎn)安全造成毀滅性的災(zāi)難。福島核泄漏事故引發(fā)了世界范圍內(nèi)對核電站地震災(zāi)害風(fēng)險的重新審視和關(guān)注，核電站抗震設(shè)計的重點之一，是對反應(yīng)堆廠房結(jié)構(gòu)的抗震性能與易損性進行分析。本文利用有限元分析軟件OpenSees分析了強震作用下某核電站反應(yīng)堆廠房結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)和抗震性能?；诮Y(jié)構(gòu)可靠度理論

2、，建立了反應(yīng)堆廠房外部建筑物(REB)和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土安全殼(PCCV)結(jié)構(gòu)的地震易損性曲線，以此促進國內(nèi)核電站的地震易損性研究，提高我國核電站的抗震安全設(shè)計水平。本文的主要工作和結(jié)論如下:
　　(1)以位于強震區(qū)的國外某核電站為研究對象，建立考慮彎-剪耦合非線性變形特性的反應(yīng)堆廠房結(jié)構(gòu)的集中質(zhì)量模型，運用OpenSees軟件對反應(yīng)堆廠房結(jié)構(gòu)進行彈塑性動力時程分析，研究反應(yīng)堆廠房結(jié)構(gòu)在基于年超越概率為10-4～10-6的一致概率

3、反應(yīng)譜作成的設(shè)計基準(zhǔn)地震和超設(shè)計基準(zhǔn)地震作用下的地震反應(yīng)特性，并且對結(jié)構(gòu)的抗震性能進行評估。結(jié)果表明，在設(shè)計基準(zhǔn)地震作用下，反應(yīng)堆廠房結(jié)構(gòu)變形較小，基本上處于彈性狀態(tài)。在2倍設(shè)計基準(zhǔn)地震作用下，反應(yīng)堆廠房結(jié)構(gòu)變形較大，個別構(gòu)件呈現(xiàn)較為明顯的剪切非線性變形行為，特別是安全殼底部已進入屈服狀態(tài)。雖然在2倍設(shè)計基準(zhǔn)地震結(jié)束后結(jié)構(gòu)上部產(chǎn)生了一定程度的殘余變形，但主體結(jié)構(gòu)仍保持完好，反應(yīng)堆廠房結(jié)構(gòu)整體上可滿足抗震安全性要求。
　　(2)基于

4、有限元可靠度理論，應(yīng)用響應(yīng)面法擬合結(jié)構(gòu)功能函數(shù)，分別采用中心點法、驗算點法和Monte-Carlo法對反應(yīng)堆廠房結(jié)構(gòu)的可靠度進行計算，對比分析設(shè)計變量為正態(tài)分布和對數(shù)正態(tài)分布時，三種方法計算結(jié)果的異同，建立REB和PCCV結(jié)構(gòu)的地震易損性曲線。結(jié)果表明，變量為正態(tài)分布時，三種方法的可靠度計算結(jié)果基本一致;變量為對數(shù)正態(tài)分布時，可靠度計算結(jié)果存在一定差異，同時差異程度隨著地震強度的變化而改變，說明變量分布類型會對結(jié)構(gòu)可靠度的分析結(jié)果產(chǎn)生一