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作者：林皋李建波李忠诚胡志强潘蓉钟红刘俊贡金鑫韩泽军尹训强大连理工大学

国务院批复的《核安全与放射性污染防治“十三五”规划及2025远景目标》将核安全纳入到国家总体安全体系,上升为国家安全战略。按照《规划》,到2020年,我国运行和在建核设施安全水平明显提高,核电安全保持国际先进水平。项目为提高第三... 详细信息

标准号: 1800290023

国务院批复的《核安全与放射性污染防治“十三五”规划及2025远景目标》将核安全纳入到国家总体安全体系,上升为国家安全战略。按照《规划》,到2020年,我国运行和在建核设施安全水平明显提高,核电安全保持国际先进水平。项目为提高第三代核电核岛结构抗震安全性水平服务,依托：国家自然科学基金重点项目“地震作用下核电厂工程结构的功能失效机理及抗震安全评价”(2012.01-2016.12,51138001);大型先进压水堆核电站国家科技重大专项的子项“工程场地和结构参数的不确定分析与实验”(ZD1001HT-W-15-1)以及中德科学基金“Complex soil-structure interaction issues”(GZ566,2011.01-2013.12,与德国亚琛科技大学***合作)的支持开展了相关研究工作,研究成果对提高核电厂核岛结构的抗震安全性水平将可发挥重要作用。研究成果获中德科学中心资助在德国亚琛举办国际学术会议(International Conference on Seismic Design of Industrial Facilities)和中德双边研讨会(GZ958,提供27496欧元会议经费与14位与会者国际旅费,会期2013.9.25-30)进行交流。研究成果与法国电力公司(EDF)交流,受到赞赏,为此,法国电力公司中国区研发中心EDF(China)委托我们进行核岛厂房结构土-结构相互作用的研究(20万人民币,2014.3签订,工作12个月完成)。项目成员林皋受环保部核与辐射安全中心聘请多次担任核电工程审评会专家组组长,其中包括我国第三代核电品牌“华龙一号”(福建福清核电厂5、6号机组,广西防城港核电厂3、4号机组)核岛安全壳结构完整性、核岛基础稳定性审评,CAP1400示范工程安全壳及屏蔽厂房结构安全性分析审评。此外,并多次担任阳江、红沿河、田湾、防城港等工程核电厂地基适应性、地基处理方案等审评专家组长。研究成果应用于广东阳江、辽宁红沿河、河北海兴核电厂、英国BRB等工程以及第四代铅基堆工程的抗震设计。项目取得了以下几方面的科技创新： 1、提出了水平分层地基和近场不均匀性、不规则分区地基的计算模型和计算方法,开拓了复杂地基条件下核岛结构抗震安全性与地基适应性评价的方向,改变了现行核岛结构抗震安全性评价参照美国标准ASCE 4-98,只能近似按均质地基进行评价的方法。 2、提出了任意形状储液容器水面晃动的计算模型和计算方法,可以对第三代核电的关键设备大型水箱的水面晃动频率和晃动幅度进行精准预测,改变了现行设计只能将水箱简化为圆筒形对水面晃动水箱进行近似估算的做法。 3、楼层谱是核电设备抗震安全评价的重要依据,设计中对地基参数、材料参数的不确定性设计中只能近似估计。本研究基于大量随机样本采用统计学手段,分别利用相关性分析方法、回归斜率分析方法和Tornado图形敏感性分析等方法分析了楼层反应谱对各参数的敏感程度,提高了楼层反应谱分析的可靠性。 4、对核岛的最后一道安全屏障-安全壳设计的可靠度进行了深入评估。综合比较了按中国规范、欧洲规范与已建核电站实测材料特性参数计算的安全壳在内压超载作用下的易损性曲线,论证了我国规范对安全壳设计的可行性及其安全水平。 5、发展了混凝土动态强度与断裂特性的计算模型与计算方法。混凝土广泛应用于核电厂的屏蔽与防护结构,其动态特性对核电结构的抗震安全性有重要影响。本项研究提出了混凝土的非线性粘弹塑性损伤模型与发展了混凝土结构裂缝扩展的数值模拟方法。

关键词：土结构动力相互作用储液水箱的水面晃动核岛结构抗震安全楼层反应谱可靠度

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SSDI体系非线性耦合阻尼比研究

引用

中南大学学报（自然科学版） 2012年第2期43卷 694-701页

作者：夏栋舟何益斌长沙理工大学土木与建筑学院湖南长沙410114 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

通过对土结构动力相互作用（SSDI）体系简化计算方法的研究,提出改进的考虑基础质量与转动效应的简化计算模型,推导SSDI体系非线性耦合阻尼比计算公式,并通过对公式中每个参数的选取与修正,充分考虑土体与结构的非线性特性、基础形式与... 详细信息

通过对土结构动力相互作用（SSDI）体系简化计算方法的研究,提出改进的考虑基础质量与转动效应的简化计算模型,推导SSDI体系非线性耦合阻尼比计算公式,并通过对公式中每个参数的选取与修正,充分考虑土体与结构的非线性特性、基础形式与基础埋置深度以及基础平动与转动的耦合效应等因素的影响。运用SSDI体系非线性耦合阻尼比公式,对1个实例进行计算。研究结果表明：SSDI体系频率和阻尼比的计算结果与传统方法相比更加接近试验实测结果,且误差为10%-20%,证明了计算公式的有效性,这有助于完善现有抗震设计规范、提出新的抗震设计反应谱。

关键词：土结构动力相互作用简化计算模型非线性耦合阻尼比

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基于土—结构动力相互作用的多高层结构地震反应分析方法研究

基于土—结构动力相互作用的多高层结构地震反应分析方法研究

引用

作者：彭潇湖南大学

学位级别：硕士

传统的抗震设计方法均假定地基为刚性,将自由场地表反应作为结构的地震动输入。当基础刚度很大而上部结构刚度很小时,这种假定在工程精度范围内是合理的,但当建筑物刚度与基础刚度较为接近或相差不大时,这样的假定对上部结构反应将产生... 详细信息

传统的抗震设计方法均假定地基为刚性,将自由场地表反应作为结构的地震动输入。当基础刚度很大而上部结构刚度很小时,这种假定在工程精度范围内是合理的,但当建筑物刚度与基础刚度较为接近或相差不大时,这样的假定对上部结构反应将产生较大的误差。带桩的多高层结构是工程实践中广泛应用的结构形式,对带桩的多高层结构进行桩-土-上部结构地震反应分析方法研究是非常有意义的重要课题。本文在前人成果的基础上,研究了自由场地震动反应及桩-土-上部结构地震反应,进行了地震作用下动力有限元数值模拟分析,研究了其地震反应分析方法和反应规律。具体有以下几部分内容: 第一部分是对于本课题的梳理和资料的整理。由于桩-土-结构的动力相互作用研究是近年来的热门研究领域,研究的成果比较丰富。本文有重点又较全面的总结了本领域的各种分析方法,并给予了一定的评述,为后续的研究作了一定的资料储备工作。第二部分内容是自由场的地震反应分析。在自由场的反应分析中,较为全面、详细的总结了计算方法、参数确定等问题。通过算例考察了影响土体地震反应的单元网格划分、积分时间步长、阻尼取值、边界等因素,并对土体地震反应的规律性现象做了总结。第三部分内容是采用有限元方法建立桩-土-上部结构相互作用体系的模型以及求解方法。对Ⅱ、Ⅲ两类场地上的三种不同高度的两跨框架结构(5层、10层、15层)进行了不同地震输入下相互作用体系和固基假定下的非线性动力时程分析;通过对比分析上部结构地震反应的差别,对结果的规律性作了总结和归纳,为工程设计提供了一定的参考。

关键词：土结构动力相互作用多高层结构自由场地震反应上部结构地震反应

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基于遗传退火混合算法的弹性地基上框架结构参数识别研究

引用

计算力学学报 2009年第1期26卷 94-101页

作者：周云易伟建湖南大学土木工程学院长沙410082

对传统的简单遗传算法(GA)进行了改进,融合模拟退火技术(SA)的思想,建立了遗传模拟退火算法(GASA)的串行结构。GA采用群体并行搜索,通过概率意义下基于"优胜劣汰"思想的群体遗传操作来实现优化。SA采用串行优化结构,赋予搜索... 详细信息

对传统的简单遗传算法(GA)进行了改进,融合模拟退火技术(SA)的思想,建立了遗传模拟退火算法(GASA)的串行结构。GA采用群体并行搜索,通过概率意义下基于"优胜劣汰"思想的群体遗传操作来实现优化。SA采用串行优化结构,赋予搜索过程一种时变最终趋于零的概率突跳性,避免局部极小并最终趋于全局最优,两者的结合提高了遗传算法的全局搜索能力。本文对一实验室中弹性地基上框架结构进行了逐层模态实验研究,得到了四种工况下的模态频率和振型。首先对利用GASA算法对退火参数进行了优选,SA部分中的退温参数g和扰动幅度参数η对搜索效率及全局搜索能力具有重要的影响;然后对四种工况下混凝土的弹性模量和地基的动剪模量进行了识别,并与灵敏方法识别结果进行了对比,得到了结构物理参数随着结构浇注层数的增加而上升的规律,识别得到的弹性模量比回弹法结果偏大,与结构的静模量和动模量的区别有关。以上方法及其应用对于结构的健康监控具有现实的意义。

关键词：遗传算法模拟退火算法框架结构土结构动力相互作用物理参数识别

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