朱秀云， 潘　蓉， 辛國(guó)臣， 胡勐乾

(環(huán)境保護(hù)部核與輻射安全中心 廠址與土建部， 北京　100082)

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基于不同場(chǎng)地動(dòng)力數(shù)值模型的核電站泵房結(jié)構(gòu)地震作用對(duì)比分析

朱秀云， 潘蓉， 辛國(guó)臣， 胡勐乾

(環(huán)境保護(hù)部核與輻射安全中心 廠址與土建部， 北京100082)

摘要：CPR1000核電機(jī)組的聯(lián)合泵房作為抗震I類物項(xiàng)，其在極限安全地震動(dòng)(SL-2)作用下廠房結(jié)構(gòu)的地震作用分析是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)穩(wěn)定性計(jì)算的重要環(huán)節(jié)。結(jié)合土-結(jié)構(gòu)相互作用(SSI)數(shù)值分析的最新發(fā)展，以某聯(lián)合泵房的集中質(zhì)量簡(jiǎn)化模型為研究對(duì)象，基于ASCE4-98規(guī)范推薦的集總參數(shù)地基模型、黏彈性人工邊界場(chǎng)地模型以及無(wú)質(zhì)量地基模型，開(kāi)展泵房結(jié)構(gòu)的地震作用對(duì)比分析，總結(jié)均質(zhì)場(chǎng)地和分層場(chǎng)地下的地震作用規(guī)律，對(duì)于泵房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及穩(wěn)定性驗(yàn)算具有一定的指導(dǎo)和參考意義。

關(guān)鍵詞：對(duì)比分析；地震作用；土-結(jié)構(gòu)相互作用(SSI)；不同的場(chǎng)地動(dòng)力數(shù)值模型

地震作用是由地震動(dòng)引起的結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)作用，包括水平地震作用和豎向地震作用。地震作用不同于重力等其他作用，它和地面運(yùn)動(dòng)特性以及結(jié)構(gòu)本身的動(dòng)力特性(比如，頻率、阻尼)有關(guān)。關(guān)于地震作用的理論，以規(guī)范形式定下來(lái)的先后有靜力理論和動(dòng)力理論，動(dòng)力理論是考慮地面運(yùn)動(dòng)加速度和結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的計(jì)算理論，包括反應(yīng)譜分析和時(shí)程分析。由于時(shí)程分析較反應(yīng)譜分析計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確更接近結(jié)構(gòu)的真實(shí)反應(yīng)，在一些重要工程中，比如核電站抗震Ⅰ類構(gòu)筑物，往往直接通過(guò)地震反應(yīng)時(shí)程分析來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)。CPR1000核電機(jī)組聯(lián)合泵房是為安全廠用水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)供水的重要廠房，為核安全級(jí)，屬于抗震Ⅰ類物項(xiàng)。根據(jù)《核電廠抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50267-97)[1]，應(yīng)同時(shí)采用運(yùn)行安全地震動(dòng)(SL-1)和極限安全地震動(dòng)(SL-2)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。

由于聯(lián)合泵房本身具有剛度和重量都很大而地基往往又相對(duì)較柔軟的特點(diǎn)，故在地震作用分析中需要考慮土-結(jié)構(gòu)相互作用(SSI)的影響，這就要求采用合理的方法模擬SSI效應(yīng)。自20世紀(jì)70～80年代以來(lái)，SSI效應(yīng)的計(jì)算模型有了很大發(fā)展，在計(jì)算工作量與計(jì)算精度方面取得了較大的進(jìn)步，國(guó)內(nèi)外核電領(lǐng)域相關(guān)抗震規(guī)范，如我國(guó)《核電廠抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50267-97)[1]和美國(guó)的ASCE 4-98[2]等，建議采用相對(duì)較簡(jiǎn)單的單一彈簧-阻尼器并聯(lián)系統(tǒng)表征的常系數(shù)集總參數(shù)模型，此集總參數(shù)模型均只適用于均質(zhì)場(chǎng)地。無(wú)質(zhì)量地基模型由Clough[3]提出，由于非常易于工程實(shí)現(xiàn)，是當(dāng)前工程實(shí)踐中運(yùn)用最廣泛的地基模型之一。為了克服黏性邊界精度不高和低頻漂移失穩(wěn)等缺點(diǎn)，Deeks等[4-5]提出了二維、三維黏彈性動(dòng)力人工邊界。其特點(diǎn)是不但可以模擬散射波由有限域向無(wú)限域的傳播，同時(shí)也模擬了人工邊界外場(chǎng)地介質(zhì)的彈性恢復(fù)性能，克服了黏性邊界引起的低頻漂移問(wèn)題，有良好的頻率穩(wěn)定性。

本文結(jié)合某CPR1000核電機(jī)組聯(lián)合泵房計(jì)算模型，在假設(shè)的不同種類均質(zhì)和分層場(chǎng)地條件下，基于不同的場(chǎng)地動(dòng)力數(shù)值模型，采用完全積分時(shí)程法對(duì)泵房結(jié)構(gòu)的地震作用進(jìn)行對(duì)比分析。

1半無(wú)限域地基動(dòng)力數(shù)值模型

1.1ASCE4-98規(guī)范場(chǎng)地動(dòng)力模型

ASCE4-98規(guī)范[2]推薦的集總參數(shù)場(chǎng)地動(dòng)力模型，以6個(gè)獨(dú)立的單一彈簧-阻尼器的并聯(lián)體系來(lái)模擬場(chǎng)地在平動(dòng)、擺動(dòng)及扭轉(zhuǎn)方向上的力與變形關(guān)系。在數(shù)值關(guān)系上，其反映出一種不隨頻率改變的場(chǎng)地常系數(shù)動(dòng)阻抗形式，即單一參數(shù)的集總參數(shù)模型。具體計(jì)算中，為確定各向場(chǎng)地動(dòng)阻抗相應(yīng)的彈簧與阻尼系數(shù)，需要基礎(chǔ)底面尺寸、地基材料密度、動(dòng)泊松比、動(dòng)剪切模量等參數(shù)，此外，還涉及到廠房結(jié)構(gòu)相對(duì)于基礎(chǔ)底面的總體極轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和繞水平搖擺軸的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等上部結(jié)構(gòu)信息，具體公式見(jiàn)文獻(xiàn)[2]。我國(guó)現(xiàn)行的《核電廠抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50267-97)[1]也采用了此場(chǎng)地模型。

1.2無(wú)質(zhì)量地基模型

無(wú)質(zhì)量地基模型[3]，由于只考慮了地基的彈性效應(yīng)，忽略了半無(wú)限地基的輻射阻尼，所以會(huì)產(chǎn)生相對(duì)保守的結(jié)果。在數(shù)值模擬中，只需要在人工截?cái)嗵幱邢抻虻鼗恋拿芏榷x為零或充分小的數(shù)值，在地基模型的四個(gè)側(cè)立面施加垂直約束，在底面施加固定約束，非常易于工程實(shí)現(xiàn)。在計(jì)算模型底部垂直輸入設(shè)計(jì)地震加速度，地震動(dòng)作為慣性力作用于整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)。

1.3黏彈性邊界場(chǎng)地模型

黏彈性人工邊界是在黏性邊界的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，不僅反映了遠(yuǎn)場(chǎng)介質(zhì)的輻射阻尼效應(yīng)，而且體現(xiàn)了遠(yuǎn)場(chǎng)介質(zhì)對(duì)近場(chǎng)地基區(qū)域的彈性支撐作用，可適用于非均勻場(chǎng)地的SSI效應(yīng)模擬，且較成熟，在核電廠抗震分析中有廣泛應(yīng)用。基于商業(yè)軟件的二次開(kāi)發(fā)[6]，黏彈性動(dòng)力人工邊界可以方便地與有限元方法結(jié)合使用，其實(shí)現(xiàn)只需要在場(chǎng)地人工截?cái)嗤膺吔绺鞴?jié)點(diǎn)處布置單一的彈簧-阻尼器并聯(lián)系統(tǒng)。地基有限區(qū)域外邊界的切向和法向彈簧-阻尼器單元示意見(jiàn)圖1。其中，彈簧的彈性系數(shù)Kb及黏性阻尼器的阻尼系數(shù)Cb的計(jì)算公式如下：

(1)

(2)

式中:ρ和G表示地基材料的密度與動(dòng)剪切模量；R表示人工截?cái)嗤膺吔缣幘嚯x結(jié)構(gòu)-地基交界面散射波源的距離；cp和cs為地基中傳播的縱波和橫波波速。外邊界彈簧修正系數(shù)α的取值見(jiàn)表1[7]。

圖1　黏彈性人工邊界數(shù)值模型示意圖Fig.1 The lumped viscous-spring artificial boundary model

系數(shù)系數(shù)范圍推薦值αT0.5～1.02/3αN1.0～2.04/3

在計(jì)算模型底部垂直輸入設(shè)計(jì)地震加速度的一半，則自由地面的地震加速度達(dá)到設(shè)計(jì)值。此地震動(dòng)的輸入是通過(guò)黏彈性邊界和等效荷載共同實(shí)現(xiàn)的[5]。

2地震作用分析的基本數(shù)據(jù)

2.1簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)模型參數(shù)

某CPR1000核電機(jī)組聯(lián)合泵房整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為多自由度集中質(zhì)量-梁?jiǎn)卧Ｐ停Y(jié)構(gòu)的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量均集中在各節(jié)點(diǎn)上，而兩相鄰節(jié)點(diǎn)間的慣性矩和剪切面積則由連接節(jié)點(diǎn)的梁?jiǎn)卧獊?lái)表示，泵房結(jié)構(gòu)由上部鋼結(jié)構(gòu)單元和下部混凝土結(jié)構(gòu)單元部分組成。各樓層節(jié)點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo)、集中質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、各梁?jiǎn)卧奶匦詤?shù)以及廠房結(jié)構(gòu)的材料參數(shù)參見(jiàn)文獻(xiàn)[8]。

2.2地震動(dòng)輸入

以RG1.60地震時(shí)程作為地面輸入地震動(dòng)，水平向地面運(yùn)動(dòng)峰值加速度為0.15 g，豎向?yàn)?.10 g，總持時(shí)25 s，時(shí)間步長(zhǎng)0.01 s。水平向和豎向加速度時(shí)程曲線如圖2所示。由于此三個(gè)方向的地震加速度時(shí)程是統(tǒng)計(jì)獨(dú)立不相關(guān)的，因此本文采用三個(gè)方向同時(shí)輸入的方式進(jìn)行地震作用疊加。

圖2　地面運(yùn)動(dòng)輸入加速度時(shí)程曲線 Fig.2 Time-history curve of acceleration of ground motion

2.3半無(wú)限域地基材料

在實(shí)際的工程中，場(chǎng)地往往是比較復(fù)雜的，但通常等效為均質(zhì)和水平成層的。本文假設(shè)了三種均質(zhì)場(chǎng)地，其材料動(dòng)參數(shù)見(jiàn)表2。對(duì)于分層場(chǎng)地，假設(shè)分層處位于筏基底面以下標(biāo)高20 m，考慮兩種分層場(chǎng)地，分層場(chǎng)地一：上層土材料參數(shù)同均質(zhì)場(chǎng)地Ⅰ，下層土材料參數(shù)同均質(zhì)場(chǎng)地Ⅱ，分層場(chǎng)地二：上層土材料參數(shù)同均質(zhì)場(chǎng)地Ⅰ，下層土材料參數(shù)同均質(zhì)場(chǎng)地Ⅲ。由于以上場(chǎng)地的剪切波速均小于ASCE4-98[2]規(guī)定的2438 m/s，因此均需要考慮SSI效應(yīng)。

表2　地基材料動(dòng)參數(shù)

2.4地震作用計(jì)算模型

圖3　分層場(chǎng)地直接法計(jì)算模型Fig.3 The FEM model of layered field for the direct method

圖4　ASCE4-98子結(jié)構(gòu)法計(jì)算模型Fig.4 The FEM model of ASCE4-98

分層場(chǎng)地耦合廠房結(jié)構(gòu)的整體計(jì)算模型如圖3所示，有限域地基單元類型為SOLID45，有限域場(chǎng)地的具體計(jì)算范圍選為，水平面內(nèi)X軸和Y軸方向各邊長(zhǎng)150 m，豎直Z軸方向深70 m。在水平面內(nèi)，筏板中心區(qū)域的網(wǎng)格尺寸約為3.5 m×3.5 m，豎直深度方向，按網(wǎng)格尺寸不大于最小波長(zhǎng)的1/5～1/8計(jì)算，可通過(guò)40 Hz的高頻剪切波，滿足要求。均質(zhì)場(chǎng)地耦合廠房結(jié)構(gòu)的整體計(jì)算模型與分層場(chǎng)地模型一致。對(duì)于黏彈性人工邊界場(chǎng)地模型，需要在此有限地基模型四個(gè)側(cè)立面和底面外邊界各節(jié)點(diǎn)處生成切向和法向的COMBIN14單元，其中內(nèi)側(cè)節(jié)點(diǎn)與地基模型共用節(jié)點(diǎn)，外側(cè)節(jié)點(diǎn)固定端約束。

ASCE4-98推薦的半無(wú)限均質(zhì)場(chǎng)地集總參數(shù)地基模型耦合廠房結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型如圖4所示。在ANSYS有限元軟件中的實(shí)現(xiàn)，6個(gè)自由度的彈簧和阻尼器物理元件均選用COMBIN14單元模擬，其實(shí)常數(shù)為各個(gè)自由度對(duì)應(yīng)的彈簧系數(shù)和阻尼系數(shù)。

3泵房結(jié)構(gòu)的地震作用計(jì)算

3.1均質(zhì)場(chǎng)地模型的地震作用對(duì)比分析

本節(jié)針對(duì)前面假設(shè)的三種均質(zhì)場(chǎng)地，基于不同的均質(zhì)場(chǎng)地動(dòng)力數(shù)值模型，由完全積分時(shí)程法計(jì)算了泵房結(jié)構(gòu)的水平向和豎直向地震作用，即地震慣性力。由均質(zhì)場(chǎng)地Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ計(jì)算的廠房結(jié)構(gòu)各個(gè)樓層節(jié)點(diǎn)的地震作用最大值對(duì)比分別見(jiàn)圖5～圖7。其中，圖例“ASCE-1000”、“VE-1000”和“Massless-1000”分別表示剪切波速為1000 m/s的均質(zhì)場(chǎng)地Ⅰ由ASCE4-98規(guī)范推薦的集總參數(shù)場(chǎng)地模型、黏彈性人工邊界場(chǎng)地模型和無(wú)質(zhì)量地基場(chǎng)地模型計(jì)算的地震作用；“FIXED”表示不考慮SSI，由固定端約束計(jì)算的地震作用?；诓煌木|(zhì)場(chǎng)地動(dòng)力數(shù)值模型計(jì)算的泵房結(jié)構(gòu)總地震作用匯總見(jiàn)表3。

由圖5～圖7中曲線對(duì)比可得，總體來(lái)說(shuō)，三種類型的均質(zhì)場(chǎng)地由不同的場(chǎng)地動(dòng)力模型計(jì)算的樓層地震作用分布趨勢(shì)是基本一致的，從廠房底部筏基往上逐漸增大，在第三樓層處(樓層質(zhì)量最大)達(dá)到最大值，其上部樓層的地震作用逐漸減小，最上部?jī)蓚€(gè)樓層的地震作用最小，這是由于盡管上部的絕對(duì)加速度響應(yīng)很大，但上部鋼結(jié)構(gòu)廠房的質(zhì)量相比下部混凝土結(jié)構(gòu)小很多的原因。通過(guò)對(duì)比由不同的場(chǎng)地動(dòng)力模型計(jì)算的同一場(chǎng)地的廠房的地震作用，可以看出，不論是水平地震作用還是豎向地震作用，無(wú)質(zhì)量地基模型的計(jì)算值均較其他兩種地基模型的計(jì)算值偏大，因?yàn)榇朔N模型只考慮地基彈性作用，忽略了振動(dòng)能量在無(wú)限地基中的耗散效應(yīng)，所以偏大是合理的。由黏彈性人工邊界計(jì)算的水平地震作用較ASCE4-98規(guī)范場(chǎng)地模型的計(jì)算值偏??；由黏彈性人工邊界計(jì)算的豎向地震作用較ASCE4-98規(guī)范集總參數(shù)場(chǎng)地模型的計(jì)算值偏大。

圖5 基于不同場(chǎng)地模型的均質(zhì)場(chǎng)地Ⅰ計(jì)算的泵房結(jié)構(gòu)地震作用對(duì)比Fig.5ComparisonofearthquakeactionofthepumpbuildingbasedondifferentsitemodelsfortheuniformsiteⅠ圖6 基于不同場(chǎng)地模型的均質(zhì)場(chǎng)地Ⅱ計(jì)算的泵房結(jié)構(gòu)地震作用對(duì)比Fig.6ComparisonofearthquakeactionofthepumpbuildingbasedondifferentsitemodelsfortheuniformsiteⅡ圖7 基于不同場(chǎng)地模型的均質(zhì)場(chǎng)地Ⅲ計(jì)算的泵房結(jié)構(gòu)地震作用對(duì)比Fig.7ComparisonofearthquakeactionofthepumpbuildingbasedondifferentsitemodelsfortheuniformsiteⅢ

由ASCE4-98規(guī)范推薦的集總參數(shù)場(chǎng)地模型和黏彈性人工邊界場(chǎng)地模型計(jì)算的不同種類均質(zhì)場(chǎng)地的泵房結(jié)構(gòu)地震作用的對(duì)比分別見(jiàn)圖8、圖9。由圖8中可得，不論是水平地震作用還是豎向地震作用，其值均隨著場(chǎng)地剪切波速增大而增大，當(dāng)剪切波速大于2438 m/s不考慮SSI效應(yīng)時(shí)，其地震作用最大。由圖9中可得，在水平方向，固定端約束的計(jì)算結(jié)果最大。

表3　均質(zhì)場(chǎng)地泵房結(jié)構(gòu)的總地震作用匯總 (單位：N)

3.2分層場(chǎng)地模型的地震作用對(duì)比分析

本節(jié)對(duì)于前面假設(shè)的兩種分層場(chǎng)地，基于無(wú)質(zhì)量地基場(chǎng)地模型和黏彈性人工邊界場(chǎng)地模型，由完全積分時(shí)程法計(jì)算了泵房結(jié)構(gòu)的水平向和豎直向地震作用。由分層場(chǎng)地一和場(chǎng)地二計(jì)算的廠房結(jié)構(gòu)各個(gè)樓層節(jié)點(diǎn)的地震作用最大值對(duì)比如圖10所示。其中，圖例“Massless-1000/1500”和“VE-1000/2000”分別表示上、下層地基剪切波速分別為1000 m/s和1500 m/s的分層場(chǎng)地由無(wú)質(zhì)量地基場(chǎng)地模型和黏彈性人工邊界場(chǎng)地模型計(jì)算的地震作用結(jié)果；“VE-1000”表示剪切波速為1000 m/s的均質(zhì)場(chǎng)地Ⅰ黏彈性人工邊界場(chǎng)地模型計(jì)算的地震作用結(jié)果。基于不同的分層場(chǎng)地動(dòng)力數(shù)值模型計(jì)算的泵房結(jié)構(gòu)總地震作用匯總見(jiàn)表4。

表4　分層場(chǎng)地泵房結(jié)構(gòu)的總地震作用匯總 (單位：N)

由圖中曲線可得，總體來(lái)說(shuō)，兩種類型的分層場(chǎng)地由無(wú)質(zhì)量地基模型和黏彈性人工邊界場(chǎng)地模型計(jì)算的樓層地震作用分布趨勢(shì)是基本一致的，從廠房底部筏基往上逐漸增大，在第三樓層處(樓層質(zhì)量最大)達(dá)到最大值，其上部樓層的地震作用逐漸減小，在最上部?jī)蓚€(gè)樓層的地震作用最小，且此地震作用分布趨勢(shì)與均質(zhì)場(chǎng)地的計(jì)算結(jié)論基本一致。不論是水平地震作用還是豎向地震作用，由無(wú)質(zhì)量地基模型計(jì)算值均較黏彈性人工邊界場(chǎng)地模型的計(jì)算值偏大。對(duì)于分層場(chǎng)地二，由不同的場(chǎng)地動(dòng)力模型計(jì)算的泵房結(jié)構(gòu)地震作用均較分層場(chǎng)地一的計(jì)算值偏大，且由此兩種分層場(chǎng)地計(jì)算的廠房結(jié)構(gòu)地震作用均比均質(zhì)場(chǎng)地Ⅰ的計(jì)算值偏大，這說(shuō)明了隨著地基下層土剪切波速的增大，其廠房結(jié)構(gòu)的地震作用是增大的，此趨勢(shì)與均質(zhì)場(chǎng)地的計(jì)算結(jié)論一致。

圖8 基于ASCE4-98規(guī)范集總參數(shù)場(chǎng)地模型計(jì)算的不同場(chǎng)地的泵房結(jié)構(gòu)地震作用對(duì)比Fig.8ComparisonofearthquakeactionofthepumpbuildingbasedonASCEmodelforthedifferentuniformsites圖9 基于黏彈性人工邊界場(chǎng)地模型計(jì)算的不同場(chǎng)地的泵房結(jié)構(gòu)地震作用對(duì)比Fig.9Comparisonofearthquakeactionofthepumpbuildingbasedonviscous-springartificialboundarymodel圖10 基于無(wú)質(zhì)量地基模型和黏彈性人工邊界場(chǎng)地模型計(jì)算的不同場(chǎng)地的泵房結(jié)構(gòu)地震作用對(duì)比Fig.10Comparisonofearthquakeactionbasedonmasslessandviscous-springartificialboundarymodelfordifferentsites

4結(jié)論

本文基于目前常用的半無(wú)限域場(chǎng)地動(dòng)力數(shù)值模型開(kāi)展了CPR1000核電機(jī)組泵房結(jié)構(gòu)的地震作用對(duì)比分析，總結(jié)了其隨不同類型場(chǎng)地以及不同的場(chǎng)地動(dòng)力模型的變化規(guī)律，此部分工作對(duì)于泵房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及抗滑和抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算具有一定的指導(dǎo)和參考意義。得出結(jié)論如下：

(1) 在不同類型的均質(zhì)場(chǎng)地條件下對(duì)泵房結(jié)構(gòu)進(jìn)行了地震作用分析。結(jié)果表明，由不同的場(chǎng)地動(dòng)力模型計(jì)算的三種類型場(chǎng)地的樓層地震作用分布趨勢(shì)是基本一致的；不論是水平還是豎向地震作用，由無(wú)質(zhì)量地基模型的計(jì)算值均較其他兩種地基模型的計(jì)算值偏大，其他兩種地基模型計(jì)算的廠房結(jié)構(gòu)的地震作用基本相當(dāng)，且大致隨著場(chǎng)地剪切波速增大而增大，當(dāng)剪切波速大于2438m/s不考慮SSI效應(yīng)時(shí)，其地震作用最大。

(2) 在兩種類型的分層場(chǎng)地條件下對(duì)泵房結(jié)構(gòu)進(jìn)行了地震作用分析。結(jié)果表明，兩種類型的分層場(chǎng)地由不同的場(chǎng)地動(dòng)力模型計(jì)算的樓層地震作用分布趨勢(shì)是基本一致的，且與均質(zhì)場(chǎng)地的計(jì)算結(jié)果類似；隨著地基下層土剪切波速的變大，其廠房結(jié)構(gòu)的地震作用是增大的，此趨勢(shì)與均質(zhì)場(chǎng)地的計(jì)算結(jié)論基本一致。

(3) 綜合考慮ASCE4-98規(guī)范推薦的集總參數(shù)地基模型、黏彈性人工邊界場(chǎng)地模型以及無(wú)質(zhì)量地基場(chǎng)地模型各自的工程場(chǎng)地適用范圍以及模型本身的特性，可以看出，不論對(duì)于均質(zhì)場(chǎng)地還是復(fù)雜的非均質(zhì)場(chǎng)地，黏彈性人工邊界場(chǎng)地模型更能較準(zhǔn)確進(jìn)行半無(wú)限域土-結(jié)構(gòu)相互作用的模擬，進(jìn)行建構(gòu)筑物的地震作用計(jì)算。

參 考 文 獻(xiàn)

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基金項(xiàng)目：環(huán)保公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201309056)

收稿日期：2014-11-04修改稿收到日期：2014-12-20

通信作者潘蓉 女，研究員，1966年生

中圖分類號(hào):TL48

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI:10.13465/j.cnki.jvs.2016.01.026

Earthquake action comparative analysis for NPPs pump building based on different dynamic numerical site models

ZHU Xiu-yun, PAN Rong, XIN Guo-chen, HU Meng-qian

(Nuclear and Radiation Safety Center, Ministry of Environmental Protection, Beijing 100082, China)

Abstract:Erthquake action calculation for the pump building of CPR1000 nuclear power plants (NPPs) as aseismic category I structure under the action of ultimate safety ground motion(SL-2) is the very important part for the pump building structural design and the stability analysis. Here, with the recent development of soil-structure interaction(SSI) analysis, the earthquake action comparative analysis was performed based on the lumped parameter models recommended in seismic design codes of ASCE4-98. These models were applicable to the homogeneous site, massless foundation model and viscous-elastic artificial boundary model. Finally, the laws of the earthquake action with different dynamic numerical site models for this lumped mass model of the pump building were summarized. The results provided reference and guidance for structural design and stability analysis of NPP’s pump building.

Key words:comparative analysis; earthquake action; soil-structure interaction (SSI); different dynamic numerical site models

第一作者 朱秀云 女，工程師，1985年生

郵箱：panrong@chinansc.cn