一种预应力混凝土安全壳抗震安全风险概率评估方法技术

本发明专利技术公开了一种预应力混凝土安全壳抗震安全风险概率评估方法，包括如下步骤：根据预应力混凝土安全壳地震破坏机理，选择预应力混凝土安全壳筒身底部平均受拉损伤系数作为抗震性能评估指标；建立预应力混凝土安全壳地震响应模型；以场址概率一致地震反应谱为目标谱，选取多条符合场地特性的地震动时程，并对每条地震动时程按照比例法进行调幅；采用

【技术实现步骤摘要】
一种预应力混凝土安全壳抗震安全风险概率评估方法


[0001]本专利技术属于核电预应力混凝土安全壳抗震评估
，具体涉及一种预应力混凝土安全壳抗震风险概率评估方法
。

技术介绍

[0002]作为核电厂纵深防御的最后一道屏障，核电厂预应力混凝土安全壳的抗震能力是保障核电安全的重要内容之一
。
由于地震动
、
场地参数
、
构筑物材料性质
、
分析模型均具有不确定性，现有的设计方法和实践还不能明确给出抵御地震破坏的安全程度，或是遭受地震损伤的风险大小
。
基于性能的地震工程
(performance
‑
based earthquake engineering
，
PBEE)
理论，是近年来工程抗震学科最受关注的新一代抗震设计理论，被认为是未来抗震设计的主要指导思想，在国内外部分土木及建筑结构抗震设计规范中被采用
。
结合
PBEE
理论，可考虑地震动及结构本身的随机性，预测在不同水平地震作用下结构发生各级破损的概率，深入分析在不同强度地震动作用下结构性能的变化情况，从而全面
、
有效地评价结构抗震安全性能
。
[0003]增量动力分析
(incremental dynamic analysis
，
IDA)
方法就是新近发展并应用的一种
PBEE
分析方法
。/>该方法将单一的非线性时程分析发展为增量时程分析，并根据非线性分析的结果进行统计分析，可以考虑地震作用的随机性和结构体系中各种因素的影响，能够较真实地反映在不同强度地震动作用下结构的抗震性能
。
因而，近年来该方法在核电
、
水工
、
桥梁
、
高层建筑
、
地下洞室等抗震工程中得到了广泛的应用
。
然而，基于
IDA
的核安全壳抗震安全评价研究工作目前仍存在许多不足
。
具体表现为：预应力混凝土安全壳地震性能参数
(DM)
是描述工程结构性能参数的指标，
DM
的选取主要由工程结构的自身特性
、
用途和功能决定
。
预应力混凝土安全壳性能参数的选取与抗震性能极限状态的划分是进行抗震评估的关键，将会直接影响评价结果的准确性与合理性
。
目前关于预应力混凝土安全壳的结构地震性能参数
(DM)
的选取与地震破坏准则，并无统一标准，通常采用结构顶点位移
、
最大基底剪力
、
最大层间位移角
、
破坏指数等作为
DM
，由此，不能科学
、
全面地对预应力混凝土安全壳的抗震安全性进行评估
。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种预应力混凝土安全壳抗震风险概率评估方法，能够科学
、
全面地对预应力混凝土安全壳的抗震安全性进行评估
。
[0005]为解决现有技术中的技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0006]提供一种预应力混凝土安全壳抗震安全风险概率评估方法，包括以下步骤：
[0007]S1
：根据预应力混凝土安全壳地震破坏机理，选择预应力混凝土安全壳筒身底部平均受拉损伤系数作为抗震性能评估指标，并根据筒身底部平均受拉损伤系数对预应力混凝土安全壳抗震性能极限状态进行划分；
[0008]S2
：建立预应力混凝土安全壳地震响应模型；
[0009]S3
：以场址概率一致地震反应谱为目标谱，选取多条符合场地特性的地震动时程，并对每条地震动时程按照比例法进行调幅；
[0010]S4
：采用
IDA
方法进行预应力混凝土安全壳弹塑性动力响应分析，并绘制
IDA
曲线簇；
[0011]S5
：对
IDA
曲线簇进行统计分析，建立预应力混凝土安全壳地震易损性曲线，评估某一加速度峰值下预应力混凝土安全壳在不同抗震性能极限状态下的条件概率
。
[0012]进一步地，如上述所述的一种预应力混凝土安全壳抗震安全风险概率评估方法，步骤
S1
中，所述预应力混凝土安全壳筒身底部平均受拉损伤系数
D
t
通过下列公式计算：
[0013][0014]式中，
d
t
为混凝土抗拉损伤因子，
dV
为单元的体积
。
[0015]进一步地，如上述所述的一种预应力混凝土安全壳抗震安全风险概率评估方法，步骤
S1
中，所述预应力混凝土安全壳抗震性能极限状态划分为四种情况：当筒身底部平均受拉损伤系数为
0.5
时，所述预应力混凝土安全壳处于严重破坏极限状态
A
，有震毁倒塌的可能性；当筒身底部平均受拉损伤系数为
0.3
时，所述预应力混凝土安全壳处于可修复破坏极限状态
B
；当筒身底部平均受拉损伤系数为
0.1
时，所述预应力混凝土安全壳处于轻微破坏极限状态
C
；当筒身底部平均受拉损伤系数为
0.01
时，所述预应力混凝土安全壳处于无破坏的弹性极限阶段
D。
[0016]进一步地，如上述所述的一种预应力混凝土安全壳抗震安全风险概率评估方法，步骤
S2
中，根据设计资料中预应力混凝土安全壳的组成和几何尺寸对其进行精准建模，并进行有限元离散
。
[0017]进一步地，如上述所述的一种预应力混凝土安全壳抗震安全风险概率评估方法，所述预应力混凝土安全壳由混凝土
、
普通钢筋
、
钢内衬和预应力钢束组成；混凝土采用塑性损伤本构模型，普通钢筋
、
钢内衬和预应力钢束的本构关系采用双折线型理想弹塑性模型；对预应力混凝土安全壳模型施加约束边界条件，并施加重力和预应力荷载
。
[0018]进一步地，如上述所述的一种预应力混凝土安全壳抗震安全风险概率评估方法，预应力的施加可采用降温法或者初应力法
。
[0019]进一步地，如上述所述的一种预应力混凝土安全壳抗震安全风险概率评估方法，步骤
S3
中，通过
PEER
‑
NGA
数据库，选取多条符合场地特性的地震动时程进行增量动力分析，并对每条地震动时程采用等比例调幅，并对每条地震动时程采用等比例调幅，逐级调高地震峰值加速度
PGA。
[0020]进一步地，如上述所述的一种预应力混凝土安全壳抗震安全风险概率评估方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种预应力混凝土安全壳抗震安全风险概率评估方法，包括以下步骤：
S1
：根据预应力混凝土安全壳地震破坏机理，选择预应力混凝土安全壳筒身底部平均受拉损伤系数作为抗震性能评估指标，并根据筒身底部平均受拉损伤系数对预应力混凝土安全壳抗震性能极限状态进行划分；
S2
：建立预应力混凝土安全壳地震响应模型；
S3
：以场址概率一致地震反应谱为目标谱，选取多条符合场地特性的地震动时程，并对每条地震动时程按照比例法进行调幅；
S4
：采用
IDA
方法进行预应力混凝土安全壳弹塑性动力响应分析，并绘制
IDA
曲线簇；
S5
：对
IDA
曲线簇进行统计分析，建立预应力混凝土安全壳地震易损性曲线，评估某一加速度峰值下预应力混凝土安全壳在不同抗震性能极限状态下的条件概率
。2.
根据权利要求1所述的一种预应力混凝土安全壳抗震安全风险概率评估方法，其特征是：步骤
S1
中，所述预应力混凝土安全壳筒身底部平均受拉损伤系数
D
t
通过下列公式计算：式中，
d
t
为混凝土抗拉损伤因子，
dV
为单元的体积
。3.
根据权利要求1或2所述的一种预应力混凝土安全壳抗震安全风险概率评估方法，其特征是：步骤
S1
中，所述预应力混凝土安全壳抗震性能极限状态划分为四种情况：当筒身底部平均受拉损伤系数为
0.5
时，所述预应力混凝土安全壳处于严重破坏极限状态
(A)
，有震毁倒塌的可能性；当筒身底部平均受拉损伤系数为
0.3
时，所述预应力混凝土安全壳处于可修复破坏极限状态
(B)
；当筒身底部平均受拉损伤系数为
0.1
时，所述预应力混凝土安全壳处于轻微破坏极限状态
(C)
；当筒身底部平均受拉损伤系数为
0.01
时，所述预应力混凝土安全壳处于无破坏的弹性极限阶段
(D)。4.
根据权利要求1所述的一种预应力混凝土安全壳抗震安全风险概率评估方法，其特征是：步骤
S2
中，根据设计资料中预应力混凝土安全壳的组成和几何尺寸对其进行精准建模，并进行有限元离散
。5.
根据权利要求4所述的一种预应力混凝土安全壳抗震安全风险概率评估方法，其特征是：所述预应力混凝土安全壳由混凝土
、
普通钢筋
、
钢内衬和预应力钢束组成；混凝土采用塑性损伤本构模...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨昕光，李晓东，李永录，汪全，
申请(专利权)人：中冶检测认证有限公司，
类型：发明
国别省市：