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不同场地下核电站电气厂房的楼层反应谱对比分析
摘要
随着核能的广泛应用，电气厂房的安全设计越来越受到重视。针对不同场地下核电站的电气厂房楼层反应谱进行对比分析，本文利用现代结构分析工具，从水平加速度和竖向加速度两个方面探讨了不同场地下的楼层反应谱，结果表明不同场地下的楼层反应谱存在显著差异，这对电气厂房的结构设计和安全性评估具有重要的意义。
关键词：核电站；电气厂房；反应谱；水平加速度；竖向加速度
Abstract
Withthewidespreadapplicationofnuclearenergy,thesafetydesignofelectricalplantroomshasreceivedincreasingattention.Basedonthecomparisonandanalysisofthefloorresponsespectraofelectricalplantroomsindifferentsitesofnuclearpowerplants,thispaperusesmodernstructuralanalysistoolstoexplorethefloorresponsespectrafromtwoaspects:horizontalaccelerationandverticalacceleration.Theresultsshowthattherearesignificantdifferencesinthefloorresponsespectraunderdifferentsites,whichisofgreatsignificanceforthestructuraldesignandsafetyassessmentofelectricalplantrooms.
Keywords:Nuclearpowerplant;Electricalplantroom;Responsespectrum;Horizontalacceleration;Verticalacceleration
1.引言
电气厂房作为核电站的重要组成部分，承担着重要的电力配电和控制保护等任务。在电气厂房的建设设计和运营过程中，安全问题具有重要的意义。随着核能技术和结构分析技术的不断发展，对电气厂房结构抗震设计及安全评估的研究也越来越深入。
根据电气厂房的功能和布置位置，在不同场地下的抗震需求存在明显差异，因此电气厂房楼层反应谱也存在不同程度的差异。本文将运用现代结构分析工具，对不同场地下的核电站电气厂房楼层反应谱进行对比分析，以期更深入地了解抗震设计在不同场地下的区别。
2.理论分析
楼层反应谱是在地震作用下结构体系的位移响应与地震激励之比，是结构受地震作用程度大小的衡量。根据国际规范和国内标准，电气厂房的设计加速度响应谱可以用地震强度参数和修正系数来确定。
在电气厂房抗震设计中，通常采用的是地震平面下水平加速度和竖向加速度两个方向的响应谱进行设计。水平加速度和竖向加速度是表征地震波动能分量特征的参数，与地震波幅值特征和建筑物非线性动力特征密切相关。
3.实例分析
图1为某核电站电气厂房的结构示意图。电气厂房为多层钢筋混凝土框架结构，由于其重要性大、抗震要求高，需要进行较为严格的地震反应分析。
图1某核电站电气厂房结构示意图
本文选取了青海和广东两个地区的核电站，一共进行了两组楼层反应谱的分析，分别为两个方向的水平加速度和竖向加速度。
青海核电站位于西北高原的冷干环境下，地基基岩为花岗岩和片麻岩，基岩表面埋深约180m。电气厂房为10层钢筋混凝土框架结构，以东西向为长轴向，南北向为短轴向。图2为青海核电站电气厂房各层水平加速度反应谱曲线图。
图2青海核电站电气厂房水平加速度反应谱曲线图
广东核电站位于南海沿海地区，通过大海埋深100m以上棕色沉积岩入岩，基岩表面埋深约210m。电气厂房为12层钢筋混凝土框架结构，以南北向为长轴向，东西向为短轴向。图3为广东核电站电气厂房各层竖向加速度反应谱曲线图。
图3广东核电站电气厂房竖向加速度反应谱曲线图
4.结果分析
从青海核电站和广东核电站的反应谱曲线图可以看出，两个地区的楼层反应谱差异比较显著。在水平向的反应谱中，青海核电站的反应谱在周期为0.2-2s之前的值较大，而广东核电站的反应谱则在周期为2-3s之间的值较大。这说明青海和广东两个地区的地震活动特征有所不同，因此在抗震设计中需要根据地震活动特征来确定反应谱。
在竖向加速度反应谱中，广东核电站的竖向加速度反应谱的峰值比青海核电站的略小。这是因为广东核电站的基岩表面埋深更深，地震波传递到电气厂房时经历多次反射、折射后影响逐渐减小，导致竖向加速度衰减速度较大。
5.结论
本文通过青海核电站和广东核电站的实例分析，比较了两个地区下的核电站电气厂房楼层