核电厂高静低动三维隔震系统的地震响应研究

作     者：柳梦宇 

作者单位：上海大学 

学位级别：硕士

导师姓名：何文福

授予年度：2021年

学科分类：081405[工学-防灾减灾工程及防护工程] 080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：核电厂 隔震结构 高静低动 负刚度 地震响应 

摘      要：隔震作为一种有效的减震技术在工业和民用建筑领域得到了广泛的应用,对于提升核电厂的抗震能力同样有效。但是传统的隔震装置在水平方向上具有良好的隔震效果,但是不能隔离垂直地震,而且可能放大竖向加速度,竖向地震造成的破坏不容忽视,因此有必要对三维隔震技术进行研究。三维隔震技术通过降低刚度,延长原结构的自振周期来获得良好的隔震效果,但是会放大原结构的位移响应。高静低动隔震系统具有静刚度较大、动刚度较小的特点,并能有效解决竖向隔震中的矛盾。本文结合国家自然科学基金项目《核电厂高静低动三维隔震系统动力模型及地震响应研究》,针对CAP1400系列机组核岛结构隔震进行理论与实验研究,主要工作及成果如下:（1）针对提出的高静低动隔震装置的设计概念,对装置的受力变形机理进行分析,得出装置本构模型。针对装置力学模型研究装置重要参数对力学性能的影响。（2）针对提出的高静低动隔震系统设计出一套静力试验装置,介绍了实验装置的详细参数和试验方案,开展装置的静力试验,斜置支座滞回曲线试验值与理论值吻合良好,负刚度装置理论与试验值误差15%以内,符合设计预期。（3）建立核电厂高静低动隔震系统单质点分析模型,研究系统关键参数对结构重要响应的影响。根据核电厂安全性能设计目标展开装置的参数筛选及定型得出三个重要设计参数的可行域:屈重比在5%-15%范围内,等效阻尼比在20%-30%内,竖向隔震周期为0.8s-1.1s。（4）依据设计参数建立核电厂高静低动隔震系统多质点杆系分析模型,研究核电厂的关键节点动力响应、核岛隔震效果、装置的运动状态,橡胶支座的极限状态、设备的安全性等关键结果。各核电厂重要节点减震率在0.2-0.6之间,底板加速度由0.6g输入降至0.4g,符合设计目标,支座力学性能状态均处在安全范围内。