地震波空间斜入射时核电结构土-结动力相互作用分析

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1、中图分类号：TU31论文编号：102870118-S140学科分类号：081402硕士学位论文地震波空间斜入射时核电结构土-结动力相互作用分析研究生姓名宗娟学科、专业结构工程研究方向土-结相互作用指导教师陈少林教授南京航空航天大学研究生院航空宇航学院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringSoil-StructureInteractionAnalysisofNuclearReactorStruct

2、ureSubjectedtoObliquelyIncidentSeismicWaveAThesisinStructureEngineeringByZongJuanAdvisedbyProf.ChenShaolinSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，

3、也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要核电结构的土-结相互作用分析中，人工边界条件的施加及波动输入是其中的关键问题之一。在波动输入的自由场分析中，以往研究大多考虑垂直入射或入射方向平行于含纵坐标轴的某一坐标面，难以真实地反映地震动的三维效应，局限了其应用范围。本论文考虑空间任一角度入射的平面波，实现了透

4、射边界和粘弹性人工边界的波动输入以及三维核电结构土-结动力相互作用分析。主要工作如下：（1）基于粘弹性人工边界的基本理论，选取含任意入射方向和坐标纵轴所在的平面，建立二维平面坐标系，基于传递矩阵方法，求得该坐标系内的二维自由场，然后通过坐标系变换，将位移、速度、应力转换到三维计算模型所在的坐标系，为三维散射问题提供输入。进一步给出了透射边界和粘弹性边界波动输入的实现方式，从而实现了平面波任意角度入射波动散射问题输入。（2）对某一核电模型，采用并行技术对空间斜入射时的土-结构动力相互作用进行了分析，讨论了地震波空间入射角度对土体、基础、结构响应的影响。

5、结果表明，空间入射角对土-基础-核电结构体系的响应影响较大。（3）通过脉冲输入时核电结构线性土-结构动力相互作用分析的结果，得到频响函数，进而求得设计地震动输入时土-基础-核电结构线性系统的响应，并给出相关点的楼板谱，为相关设备的抗震分析提供参考。关键词：波动散射模拟，粘弹性人工边界，土-结相互作用，地震波空间斜入射，核电结构I地震波空间斜入射时核电结构土-结动力相互作用分析ABSTRACTRealizationoftheartificialboundaryconditionandthewaveinputarecriticaltoSoil-Struc

6、tureInteractionAnalysisofnuclearreactorstructure.Todeterminethewaveinput,one-dimensionalortwo-dimensionalfree-fieldproblemisalwaysanalyzed,forvertically-incidentplanewavesorobliquely-incidentdirectionparalleltotheplaneoftwoaxes,whichcannotaccountforthearbitraryincidentdirection

7、inthree-dimensionalproblem.Aninputmethodofplaneseismicwaveincidentinarbitrarydirectionisproposedinthispaper.Combinedwithlumped-massexplicitFEM,theinputfortransmittingboundaryandviscous-springartificialboundaryarerealized.Themainworkisasfollows:(1)Basedonthebasictheoryofviscoela

8、sticartificialboundary,theplanecontainingarbitraryinci