基于opensees的核电站取水结构地震反应与易损性-分析

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1、万方数据浙江大学硕士学位论文摘要摘要取水结构作为核电冷却系统的重要供水设施，是核电站安全运行的基本保障。因此，取水结构的地震安全性具有重要的意义。本文基于OpenSees软件平台对强震作用下某核电站取水结构进行有限元分析，并利用结构可靠度理论研究了取水结构的地震易损性。本文主要研究内容和结论如下：(1)利用基于考虑钢筋和混凝土材料非线性的纤维单元模型及土体动力弹塑性模型的软件平台OpenSees，建立土．结构二维平面应变有限元模型，对取水结构进行弹塑性动力时程分析。研究取水结构以及地基土的地震动力反应特性，并对取水结构的变形性能和承载能力进行评估。结果

2、表明，在设计基准地震作用下，取水结构与周围土体的变形呈现出较大的非线性，土体变形以剪切为主。取水结构的最大内力和最大抗剪需求能力比分别发生在下层侧壁与底板相交的角点处和靠近侧壁的底板端部。取水结构的层间位移角和抗剪承载力均满足规范规定的抗震安全性要求，并且具有一定的安全裕度。(2)利用响应面法建立取水结构的极限状态响应面，采用中心点法、验算点法(JC法)和蒙特卡洛法分别计算结构的可靠度，得到取水结构的地震易损性曲线。计算结果表明三种方法计算得到的地震易损性曲线基本一致，取水结构的易损性由层间位移角控制。(3)根据美国核管会(NRC)和电力研究院(EPR

3、I)推荐的地震易损性分析模型，得到几组具有不同置信度的地震易损性曲线，并计算出结构的高置信度低失效概率(HCLPF50)和中值地面加速度能力Am，对取水结构的地震易损性进行评估。结果表明，具有95％置信度的易损性曲线较为保守，而均值易损性曲线较为适中。关键词：取水结构；动力反应；纤维模型；结构可靠度；地震易损性万方数据浙江大学硕士学位论文Abs仃actAbstractAsanimportantwatersupplyfacilityofthecoolingsystem，thewaterintakestructureisthebasicguaranteeo

4、fthesafeoperationofnuclearpowerstation．Therefore，seismicsafetyofthewaterintakestructureisofmuchimportantsignificance．Inthispaper,sosmicresponseperformancesofthewaterintakestructureunderstrongearthquakesareinvestigatedbyuseofthesol[wareOpenSees．Thefragilitycurvesofthewaterintakes

5、tructurearebuiltbasedonthestructuralreliabilitytheory．Themaincontentsandachievementsofthethesisareasfollows：(1)ByuseofthenonlinearprogramOpenSeeswithafibermodelfornonlinearreinforcedconcretematerialsandadynamicelasto-plasticmodelforsoils，atwodimensionalsoil-structureplanestrainf

6、initeelementmodelisdevelopedforthewaterintakestructm'eanditssurroundingsoilsofanuclearpowerstation．Basedonthemodel，thedynamicelasto—plastictimehistoryanalysisiscarriedoutandthesosmicresponseandcapacityofthewaterintakestructureisinvestigatedunderstrongearthquakes．Theresultsshowth

7、atthewaterintakestructureanditssurroundingsoilsexhibitlargenonlineardeformationsunderthedesignbasisearthquake．Thesoildeformationismainlyinducedbyshearing．ThemaximuminternalforceandthemaximumsheardemandcapacityratiooccuratcomersofthesidewallandthebottomslabandatendsoftheboRomslab

8、，respectively．Theinter-storydisplacementanglean