弹性滑板支座不同摩擦系数对楼层反应谱的影响

采用课题组建立的楼层反应谱Benchmark模型,研究弹性滑板支座不同摩擦系数对楼层反应谱的影响.使用ETABS软件建立隔震结构有限元模型,在底层柱底和基础之间布置弹性滑板支座,为了使楼层反应谱具有实用性和代表性,输入FEMA P695中推荐的22条远场地震动,分别对4个摩擦系数的基础隔震结构进行非线性时程分析,研究弹性滑板支座摩擦系数对楼层反应谱的影响,且与铅芯橡胶支座隔震结构楼层反应谱进行比较.结果表明:摩擦系数影响楼层反应谱的谱值,但不改变楼层反应谱峰值出现的周期,不影响楼层反应谱的频谱特征;在周期0~6 s内,文中4种摩擦系数的弹性滑板支座结构的楼层反应谱谱值均小于铅芯橡胶支座的谱值,说明该结构弹性滑板支座的隔震性能优于铅芯橡胶支座.

拟合楼层反应谱的三向地震动时程生成方法研究

为获得满足规范要求的拟合楼层反应谱的三向地震动时程,采用六阶常微分方程的本征函数为基函数,分解并重构天然地震动时程;通过构建影响矩阵,迭代计算逐步调整本征函数的幅值系数,最终实现预设拟合精度;引入正交化方法保证三向地震动时程两两之间的统计独立性,并通过两组算例提供验证。研究结果表明,迭代所得时程反应谱与目标楼层反应谱的拟合精度较高,迭代过程中时程反应谱均匀一致地向目标谱逼近,迭代过程收敛,所得三向地震动时程均无零飘现象,满足规范要求。

核电站的楼层反应谱分析

随着我国核电事业的快速发展,核电站的抗震设计变得越来越重要。楼层反应谱作为核电站设备和管道抗震设计的核心依据,其准确性和可靠性直接关系到核电站的安全运行。本文基于低温堆的工程背景,深入研究了考虑土结相互作用的核电站楼层反应谱分析方法。通过对黏弹性人工边界的选取和地震输入的探讨,本文提出了一种高效可靠的楼层反应谱计算方法,并成功应用于非基岩场址下的核电站抗震设计中,总体来讲,本文的研究为核电站的楼层反应谱分析提供了新的思路与视角。

考虑SSI效应的核电站厂房楼层反应谱对比分析

在集总参数表征的场地动阻抗框架内,国内外主要核电厂抗震设计规范均推荐单一常系数弹簧-阻尼器并联体系表征均质场地动力模型。结合土-结构相互作用数值分析的最新发展,本文以CPR1000型反应堆厂房的集中质量简化模型作为研究对象,基于ASCE4-98规范、RCC-G规范、集10参数等适用于均质场地的集总参数地基模型以及适用于非均质复杂场地的粘弹性人工边界场地模型,开展了直接法和阻抗子结构法两种时程分析方法的对比研究,并将得到的楼层加速度反应谱与SASSI程序计算结果进行对比,互相验证了不同地基动力数值模型以及计算方法的有效性,对于评价核电厂地基适应性具有一定的指导与参考意义。

考虑地震动不确定性的核电厂楼层反应谱分析

核电厂的楼层反应谱对评价核电结构和设备的抗震安全性具有重要意义.核电设计中一般采用确定性的方法计算楼层反应谱,实际上,地震的发生具有明显的随机性.根据我国地震影响区和厂址地震发生概率的特性分析,采用Monte Carlo概率统计方法,研究了地震动的不确定性对核电厂结构地震响应的影响.实际算例的计算结果表明,在满足90%保证率的前提下,考虑地震动不确定性计算的楼层反应谱将比按确定性方法计算的楼层反应谱在峰值频段有较大幅度的降低.研究结果将加深对核电设计保守性的了解.

核反应堆厂房结构楼层反应谱的敏感性分析

以某千兆瓦级压水堆核电站反应堆厂房结构为对象,研究了考虑土-结构动力相互作用的硬土场地条件下地基土动态剪切模量的变化对楼层反应谱计算的影响,定量分析了厂房结构楼层加速度反应谱对地基土动态参数变化的敏感性,从而为评估类似硬土场地条件下核反应堆厂房结构抗震安全性提供了一种可供参考的计算方法。

基于功率谱密度函数法的核电厂房增加隔震措施后的楼层反应谱分析

以压水堆核电站反应堆厂房结构为分析对象,利用功率谱密度函数法(PSDF)建立了楼层反应谱(FRS),研究了在增加隔震装置情况下,土-结构相互作用(SSI)、主次结构耦合作用和次结构阻尼比等因素对FRS计算的影响,定量分析了厂房结构FRS对这几种因素的敏感性。研究结果表明,隔震后FRS峰值下降明显,并且主要出现在隔震频率附近;同时隔震作用、SSI和主次结构耦合作用交叉影响,厂房设计时必需综合考虑这几种作用。

随机输入条件下的楼层反应谱分析

采用随机振动理论及叠加原理推导出概率反应的楼层反应谱 ,避免了时程分析与解大型特征值问题。由随机地面反应谱作为输入条件直接求解楼层反应谱 ,并考虑主次结构系统间的调谐、干扰及模态间的相互影响 。

隔震结构基于功率谱密度函数法的楼层反应谱分析

采用锥体模型求得地基基础阻抗函数,推导出非结构构件(NSC)的绝对加速度传递函数,利用随机振动理论,通过功率谱密度函数法(PSDF)建立楼层反应谱(FRS),并和人工合成地震波分析所得结果进行了对比。研究结果表明,PSDF法用较少计算量就可以得到相当准确的FRS,同时能与现行抗震规范很好的相结合。基础隔震结构NSC的峰值反应主要出现在隔震频率附近的低频段,增加隔震装置后土-结构相互作用(SSI)出现不同程度的削弱,在隔震频率段最为显著。

考虑SSI效应的核电站泵房结构楼层反应谱分析

采用SuperSAP和CLASSI程序对某在建核电站泵房结构进行了极限安全地震震动和运行安全地震震动情况下的土壤-结构相互作用(SSI)的地震分析,揭示了结构在时域内的特性;通过傅立叶变换(FFT)分析了结构在频域内的特性,求得建筑结构中各楼层反应谱,结合核电厂设计规范分别给出了在较硬地基岩土条件下,结构考虑和不考虑SSI时各楼层反应谱,并对其进行了比较分析。结果表明,SSI效应对结构楼层反应谱的谱形、谱值以及零周期平台高度有一定的影响。

大亚湾核电站反应堆厂房楼层反应谱分析评估

大亚湾核电站核岛厂房的抗震分析遵循技术输出国-法国M310型机组的土建技术规范RCC-G, 采用简化的阻抗函数法计算地基岩土的作用。根据大亚湾厂址的地基岩土特点,拟采用更为精确的三维连续半空间边界子结构法来考虑地基岩土的作用,并与原设计进行对比。另外,在原设计中采用多组时程作为地震输入,取各组计算结果的平均值作为设计值的基础(称为“平均”法)。在研究中基于相同的时程,拟分别采用“平均”法和更为常用的“包络”法,处理多组时程的响应。基于上述两方面,通过反应堆厂房的地震响应计算,得到核电站系统设备重要的设计基础数据-楼层反应谱(FRS),并将计算的楼层反应谱同设计谱进行比较,从而对设计方法及其结果进行评估,为电站的抗震设计裕量评估和安全管理提供可资参考的结论。

基于DSSEM的核电厂房结构楼层反应谱分析

核电厂房的楼层反应谱在地基适应性分析以及设备的抗震设计中具有重要的意义,伴随着我国核电厂址条件的日趋复杂化,合理有效的无限地基模型成为需要解决的关键技术问题。为解决此问题,发展了基于阻尼溶剂逐步抽取法无限地基时域模型,进而耦合核电厂厂房结构,在有限元框架内建立了适用于非均质场地条件的核岛厂房-地基动力相互作用分析模型,并给出了该模型在通用有限元软件ANSYS嵌入的开发流程,以推进动力相互作用时域数值分析的实用化。以三维全空间中的球形空腔动力变形为例,针对上述开发模型进行了验证,并就不同无限地基模型对核电厂楼层加速度反应谱的影响进行了探讨。计算结果表明,该模型在求解复杂非均质地基条件下的核岛-地基相互作用问题具有良好的可靠性和工程适用性。

主次结构相互耦合下的楼层反应谱计算

采用摄动理论的方法,直接从主结构和次结构各自的动力特性推导出由主次结构相互耦合的联合结构系统的动力特性,并考虑到主次结构间的调谐、共振、干扰等因素,继而进行楼层反应谱的计算 算例表明了该方法计算的精确程度,并就阻尼比、质量比以及层高等参量对楼层反应谱的影响进行了探讨。

考虑土-结构相互作用的隔震结构楼层反应谱分析(英文)

非结构构件常在大震甚至中小地震中发生损坏或中断工作,造成巨大损失。目前主要是通过建立楼层反应谱来考虑非结构构件的安全和运作。通过模态分析对隔震体系进行解耦,并考虑与地基土相互作用的条件下,推导出非结构构件的运动方程,从而建立楼层反应谱,并对不同性质的地基土、隔震装置和非结构构件中不同阻尼比对楼层响应的影响进行分析。结果表明,增加隔震装置并不一定能减小非结构构件的地震响应,对阻尼比较小且周期较长的非结构构件来说反而是不利的。

地震作用下核环吊楼层反应谱特性研究

核环吊楼层反应谱对评估核电结构和设备的抗震安全性具有重要作用。采用有限元方法,应用ANSYS软件建立三维核环吊结构计算模型,数值模拟了地震作用下核环吊楼层反应谱特性。通过时程分析法,选取3种典型地震动作为输入地震动,模拟得到核环吊楼层的加速度时程曲线,通过Duhamel积分,得到不同阻尼比下核环吊结构的地表反应谱和楼层反应谱。研究表明,核环吊安全壳对地震动存在一种放大机制,与地表反应谱相比,核环吊水平向的楼层反应谱峰值提高2-10倍,而竖向楼层反应谱峰值扩大3-9倍。同时发现合理选择核环吊结构的阻尼和输入的地震动是十分重要的。该结果对于指导下一步核环吊缩尺模型振动试验具有重要意义。

软钢阻尼器对建筑楼层反应谱的影响

鉴于控制地震响应的软钢阻尼器可能显著改变结构系统的自振周期,结构抗震设计中有必要明确阻尼器对楼层非结构构件反应谱的影响。以已有的弹性结构楼层反应谱评估方法为基础,考虑主体结构与非结构构件周期比和主体结构黏滞阻尼比的影响,提出了黏滞阻尼减震结构的楼层反应谱预测公式。建立了非线性减震结构系统平均等价刚度和平均等价阻尼比的计算方法,基于等价线性系统提出了软钢阻尼器减震结构的楼层反应谱预测方法,并得到了楼层反应谱的性能曲线,用以描述阻尼器参数对非结构构件加速度响应的影响规律。研究结果表明:将等价线性化方法应用于软钢阻尼器减震结构能较好地进行非线性系统的楼层反应谱预测,修正的楼层反应谱预测公式可直接基于地震动弹性反应谱和减震结构等价参数估计楼层反应谱,可用于周期比为0.5~2、阻尼比为0.05~0.2的结构系统,该方法将为考虑非结构构件地震响应的减震结构优化设计提供有益参考。

采用基底隔震核电站厂房的楼层反应谱分析

基于有限元分析软件ANSYS,建立了某核电站厂房的三维有限元模型,对比分析了采用基底隔震和无隔震厂房的楼层反应谱。结果表明,采用基底隔震后能有效的减小厂房的水平向楼层反应谱,且随着楼层高度的增加,反应谱的放大效应不明显;竖直方向的隔震效果不明显,且在跨度较大的楼板中间区域,明显放大了竖向响应,下一步有待开展三维隔震系统的研究。

在双向水平地震作用下建筑楼层反应谱法

本文以地面反应谱做为输入,提出了建筑的楼层反应谱法。其中特别考虑了以下问题:(1)以双向水平地震地面反应谱同时输入;(2)结构振动在质量(或刚度)不对称时的扭转效应;(3)设备(振子)与结构的相互作用;(4)振子阻尼与结构阻尼构成非正交阻尼系统。鉴于这些因素,文中采用了非经典振型分解法使运动方程解耦。本文还以自噪声做为地震动形式,详细推导了楼层反应谱的具体计算公式,计算时可直接采用。

某核电安全厂房基岩场地楼层反应谱分析

安全厂房是核岛厂房的重要组成部分,其楼层反应谱是核安全相关设备及管道抗震设计和抗震裕度评估的重要依据。针对当前楼层反应谱忽略概率统计特性的问题,以某典型核电安全厂房为例,采用时程分析法建立了基岩场地下的楼层反应谱并给出了其不同分位数谱。首先,介绍该核电安全厂房的基本概况,建立了其有限元模型并开展了模态分析。然后,依据场地特定反应谱,选取了三组地震动作为激励。最后采用时程分析法对厂房有限元模型开展了地震反应分析,建立楼层反应谱并明确其5%和95%分位数。结果表明:相同阻尼比下,厂房楼层谱随着标高增加而增大;同一标高处,楼层反应谱随着阻尼比的增大而减小;楼层反应谱峰值对应频率与结构相应方向上的模态频率接近;越靠近厂房的主模态频率,楼层反应谱的标准差或变异系数越大。

计算核电厂楼层反应谱的直接法及其对比分析

核电厂的楼层反应谱分析是核电厂房主结构和设备子系统抗震设计的主要依据。楼层谱计算方法可分为2种类型,一种是通过地震动反应谱输入直接得到楼层谱的计算方法,简称直接法;另一种是通过地震波输入的时程分析计算方法,简称时程法,文中主要研究前者。首先简要评述了几种具代表性的直接法,例如B iggs方法、Kapur方法、S ingh方法等,并对它们的优缺点进行了分析。然后总结了我们的工程经验,并在B iggs和Kapur方法的基础上,提出一种修正模态法,既考虑了结构-地基动力相互作用的影响,又计算简便易行,也可获得比较满意的精确度。