基于极值理论的核电站随机地震响应可靠性分析

秦苗珺，赵衍刚，卢朝辉

(北京工业大学建筑工程学院，北京 100124)

核电站安全壳是防止核泄漏的最后一道屏障.在基准期内核电厂可能因遭受超过设计基准的地震作用，导致结构受损并引发核泄漏等灾难性事故.因此，估计核岛结构的可靠性与定量化的安全分析对于核电工程的风险评估具有重要的意义.

按照现有相关规范[1]，一般核电厂的抗震设计主要以确定性分析为主.由于确定性的保守设计难以考虑核电厂在服役期内的诸多不确定因素，诸如地震动激励、结构材料参数、外界环境等因素导致结构抗力及响应的随机性.因此发展了基于地震概率安全评估(seismic probability safety assessment, SPSA)方法[2-3]，提出考虑内部事件和外部事件的风险评估方法.在核电结构的地震可靠性计算当中，以易损性为目标，主要采用安全系数法[4].美国先后发展了Zion方法[5]与地震安全裕度研究项目(seismic safety margin research program, SSMRP)等方法[6]，前者主要依靠主观及经验数据判断相应系数，其结果具有较大不确定性，后者未考虑参数的随机性及概率分布的特征，能力分析仍依靠经验确定.随后美国国家实验室(brookhaven national laboratory, BNL)开发了基于可靠度理论的核电结构易损性评估[7]，但由于易损性采用基于对数正态分布模型算得，难以准确反映结构失效概率的特征分布，并且该方法计算复杂，耗时较长，效率较低，不利于工程应用.近年来随着极值理论在结构工程中的应用，可根据动力可靠度理论计算结构首次超越概率[8]，而且基于结构响……