[发明专利]一种抗震分析的耦合模型的建立方法及装置、耦合模型

说明书

本发明公开一种抗震分析的耦合模型的建立方法，包括：分别建立待测厂房、毗邻厂房的三维模型；根据结构力学虚功原理和所述毗邻厂房的三维模型建立与毗邻厂房的动力特性相一致的集中参数模型；将待测厂房的三维模型、毗邻厂房的集中参数模型分别与筏板基础的三维模型连接，以得到抗震分析的耦合模型。相应地，还公开耦合模型的建立装置、耦合模型。该建立方法所得的耦合模型，既考虑了构筑物群之间的相互作用，从而提高抗震分析的准确性，且不会显著增加计算成本，从而提高计算效率。

技术领域

本发明属于核电领域，具体涉及一种抗震分析的耦合模型的建立方法及装置、抗震分析的耦合模型。

背景技术

核安全相关构筑物抗震分析的结果(楼层反应谱)是核电厂系统及设备抗震设计的输入，因此构筑物的抗震分析是核电厂抗震设计的重要环节、对核电厂的抗震安全水平起着举足轻重的作用。

在构筑物抗震分析中，合理的结构分析模型又显得至关重要。最初的抗震分析中，结构模型普遍采用由简单的材料力学原理获得的集中参数模型，且不考虑构筑物群之间的相互影响，这种方法在计算能力有限的情况下保证了核电厂的抗震安全性；随着计算机性能的不断提高、以及不断提高的安全性要求，对抗震分析的准确性也提出了更高的要求，故结构分析模型逐渐采用更高精度的三维模型。然而，核电厂构筑物体量大、相互毗邻，构筑物群之间的相互作用不容忽视，使得计算时需考虑构筑物群之间的相互影响；采用三维模型时，计算模型体量大、计算耗时长、效率不高，对计算机硬件和软件也都有很高的要求。因此，亟需一种既能保证准确性、又能保证经济性的抗震分析的结构模型，以准确、高效、快捷地进行核电厂构筑物的抗震分析。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术存在的上述不足，提供一种抗震分析的耦合模型的建立方法及装置、抗震分析的耦合模型，该耦合模型既考虑了构筑物群之间的相互作用，从而提高抗震分析的准确性，且不会显著增加计算成本，从而提高计算效率。

第一方面，本发明实施例提供一种抗震分析的耦合模型的建立方法，包括：分别建立待测厂房、毗邻厂房的三维模型；根据结构力学虚功原理和所述毗邻厂房的三维模型建立与毗邻厂房的动力特性相一致的集中参数模型；将待测厂房的三维模型、毗邻厂房的集中参数模型分别与筏板基础的三维模型连接，以得到抗震分析的耦合模型。

优选地，所述根据结构力学虚功原理和所述毗邻厂房的三维模型建立与毗邻厂房的动力特性相一致的集中参数模型，具体包括：根据结构力学虚功原理和所述毗邻厂房的三维模型推导出毗邻厂房的各楼层的楼层质量信息和层间梁单元的参数，其中，楼层质量信息包括质量、质量惯量和质心位置，层间梁单元的参数包括层间梁的截面积、剪切面积、截面惯性矩、扭转惯性矩和刚度中心；根据各楼层的楼层质量信息和层间梁单元的参数建立毗邻厂房的集中参数模型，以得到与毗邻厂房的动力特性相一致的集中参数模型，其中，集中参数模型包括质量单元、层间梁单元、刚度中心，以及质量单元与层间梁单元之间的无质量刚性梁单元。

优选地，所述根据结构力学虚功原理和所述毗邻厂房的三维模型建立与毗邻厂房的动力特性相一致的集中参数模型，还包括：对建立的毗邻厂房的集中参数模型进行参数调整，以使所述毗邻厂房的集中参数模型更接近于毗邻厂房的动力特性。

优选地，所述根据结构力学虚功原理和所述毗邻厂房的三维模型推导出毗邻厂房的各楼层的楼层质量信息和层间梁单元的参数，具体包括：

S11，在毗邻厂房的三维模型的第M楼层施加重力加速度，获取第M楼层的楼层质量信息，M为正整数；

S12，根据第M楼层的墙体及柱体的截面积获取层间梁的截面面积；

S13，在第M楼层施加约束、在第M+1楼层的楼板位置建立刚性面并施加集中弯矩M_P，计算出转角，并根据式(1)获取层间梁的截面惯性矩：

I为层间梁的截面惯性矩，H为层高，E为弹性模量，为平均转角；