核安全壳双向地震反应分析及易损性评估

发布时间：2021-12-31 02:07

　　核电站安全壳作为防止核泄漏的最后一道屏障对于核电站抗震安全性非常重要。根据组成材料的不同,安全壳可分为钢安全壳、非预应力钢筋混凝土安全壳和预应力钢筋混凝土安全壳三种。当前,非预应力钢筋混凝土安全壳在全世界仍广泛存在,如我国的秦山压水堆核电站安全壳,日本滨冈和岛根沸水堆核电站安全壳,韩国压水堆核电站安全壳,美国克林顿、大海湾等沸水堆核电站安全壳,以及由美国能源机构所提出的小比例压水堆核电站安全壳。因此,针对外部非预应力钢筋混凝土安全壳的抗震性能研究对于提高核电厂系统的抗震安全性显得尤为重要。本文所研究的对象正是以秦山核电厂安全壳为代表的外部非预应力钢筋混凝土安全壳。与普通框架结构及剪力墙结构不同,核安全壳的几何特点呈现为高宽比较小、宽厚比较大,这就决定了核安全壳在地震作用下受力模式以剪切为主。因此,如何选择或者提出合适的数值建模方法以及理论分析方法进行该类核电站安全壳的研究对于把握其抗震性能有着非常重要的意义。由于地震动的多维性,核电站安全壳遭受地震作用的惯性力方向并不始终保持一致。已有研究表明双向地震荷载作用对普通结构可能产生不利的影响,而核电厂安全壳在双向地震作用下的破坏机理还未深入... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：147 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状与发展趋势
        1.2.1 核安全壳模型建立
        1.2.2 核安全壳双向地震反应分析
        1.2.3 核安全壳考虑双向荷载路径的性能状态
        1.2.4 核安全壳考虑双向剪切耦合的简化模型
        1.2.5 核安全壳双向地震易损性分析及HCLPF能力评估
    1.3 本文的主要研究内容及技术路线
第2章 核电站安全壳模型建立
    2.1 引言
    2.2 单元选择
    2.3 混凝土二维本构
        2.3.1 混凝土转动裂缝模型
        2.3.2 混凝土单轴应力应变关系
        2.3.3 混凝土二轴应力状态破坏准则
    2.4 核安全壳缩尺模型试验验证
        2.4.1 试验概况
        2.4.2 数值建模
        2.4.3 试验验证
        2.4.4 模型网格划分的影响
    2.5 本章小结
第3章 核安全壳双向地震反应分析
    3.1 引言
    3.2 核电站安全壳简介
    3.3 核电站安全壳有限元模型
        3.3.1 单元类型
        3.3.2 材料模型
        3.3.3 核电站安全壳网格划分敏感性
    3.4 核电站安全壳动力特性分析
    3.5 核电站场地地震危险性
        3.5.1 理论基础
        3.5.2 核电站场地地震危险性分析结果
        3.5.3 地震动挑选结果
    3.6 核电站安全壳的双向地震反应研究
        3.6.1 核电站安全壳双向地震反应所选地震动
        3.6.2 核电站安全壳双向地震反应结果
        3.6.3 主余震的影响
    3.7 本章小结
第4章 核安全壳在双向荷载路径下的性能状态
    4.1 引言
    4.2 核安全壳在地震作用下的简化荷载路径
        4.2.1 方形
        4.2.2 圆形
        4.2.3 菱形
        4.2.4 无穷形
    4.3 核安全壳在双向荷载路径下的滞回性能
    4.4 双向荷载路径下核安全壳强度及位移预测
        4.4.1 参数分析工况
        4.4.2 参数统计分析
        4.4.3 参数回归分析
    4.5 本章小结
第5章 核安全壳考虑双向剪切耦合的简化模型
    5.1 引言
    5.2 基于截面的核安全壳TAKEDA恢复力模型及其开发
    5.3 基于截面的核安全壳双向剪切耦合简化模型及其开发
        5.3.1 开裂及屈服加载曲面函数
        5.3.2 加载曲面的移动规则
        5.3.3 塑性流动法则
        5.3.4 双向剪切本构关系
        5.3.5 基于OpenSees平台的核安全壳双向剪切耦合简化模型的开发
    5.4 核安全壳双向剪切耦合简化模型验证
        5.4.1 简化模型建立
        5.4.2 简化模型与试验单向推覆对比
        5.4.3 简化模型与实体有限元模型双向推覆对比
    5.5 本章小结
第6章 核安全壳双向地震易损性分析及HCLPF能力评估
    6.1 引言
    6.2 地震动记录的挑选
    6.3 双向地震动强度表达
    6.4 核电站安全壳模型
        6.4.1 核安全壳集中质量模型的简化
        6.4.2 核安全壳集中质量模型的非线性定义
    6.5 核电站安全壳双向地震易损性研究
        6.5.1 双向地震参数与结构反应相关性
        6.5.2 双向地震激励下核安全壳易损性曲线
    6.6 单向与双向地震激励下核安全壳抗震能力对比
    6.7 本章小结
结论
主要创新点
研究展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]核电站安全壳老化研究状况及进展[J]. 贡金鑫,万广泽,郭俊营,陈金凤.  工业建筑. 2017(01)
[2]钢筋混凝土安全壳受撞击局部破坏作用计算[J]. 宋春明,王明洋,王德荣.  武汉理工大学学报. 2013(07)
[3]强震持时对混凝土重力坝损伤累积破坏的影响[J]. 张社荣,王高辉,庞博慧,杜成波.  水力发电学报. 2013(02)
[4]CNP1000核电厂安全壳1:10模型拟动力试验[J]. 钱稼茹,赵作周,段安,夏祖讽,王明弹.  土木工程学报. 2007(06)
[5]百万千瓦级核电厂安全壳结构设计与试验研究[J]. 夏祖讽,王明弹,黄小林,王晓雯.  核动力工程. 2002(S1)
[6]钢筋混凝土框架柱多维恢复力特性的试验研究[J]. 李宏男,王强,李兵.  东南大学学报(自然科学版). 2002(05)
[7]地震作用下钢筋混凝土安全壳的SCA可靠性分析[J]. 廖汶,卢文达,陈忠延.  工程力学. 1998(03)
[8]核电厂安全壳在三向六自由度地震激励下的动力响应[J]. 俞洁勤,沈小白,杨明学.  同济大学学报(自然科学版). 1994(04)
[9]框架柱双向地震反应的研究[J]. 艾利明.  建筑科学. 1990(02)

硕士论文
[1]核电站安全壳振动台试验与数值分析[D]. 袁智博.哈尔滨工程大学 2012



本文编号：3559422