人造地震动多阻尼反应谱拟合优化算法

侯春林 李小军 戴志军

1）中国地震局地球物理研究所，北京100080

2）国家环保总局核与辐射安全中心，北京 100082

在核电厂抗震设计过程中，结构的设计地震荷载首先是特定厂址地震安全性评价中给出的频域范围内的厂址包络设计谱，随后基于厂址多阻尼包络设计谱给出设计地震动时程，进而进行核电厂各抗震I 类厂房的结构响应分析。作为结构抗震分析，尤其是动力时程分析的输入数据，设计地震动时程对分析结果会有显著影响，因此设计地震动时程是否恰当直接影响核电厂的抗震分析。中美两国相关规范对设计地震动时程均有一定的要求，但对于拟合地震动时程时，要包络几个阻尼比下的给定目标反应谱并没有明确规定。在实际工程应用中，选取阻尼比个数不一，对于国内已建和在建的压水堆核电厂的抗震分析，多数给定目标谱的阻尼比个数为3 个，分别为2%，5%，7%；对于AP1000 核电厂标准设计，给定目标谱的阻尼比个数为5 个，分别为2%，3%，4%，5%，7%。一方面，给定目标谱的阻尼比的选取与结构类型直接相关，当核电厂结构类型比较复杂时，核电厂建（构）筑物的构件、结构和系统具有不同的阻尼比，则要求输入地震动时程能同时拟合多个阻尼比下的给定目标谱；另一方面，给定目标谱的阻尼比个数直接影响着拟合地震动时程的难度和精度，给定目标谱的阻尼比的个数越多，拟合难度越大，精度越小。这就要求拟合地震动时程既要满足其反应谱能包络多个阻尼比的给定目标谱，又能满足规范对输入地震动精度的要求，这样才能准确的给出核电厂动力反应分析的输入数据，以便合理的进行核电厂抗震设防。……