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核电作为一种安全高效的能源,在满足能源需求、减少环境污染、促进经济发展等方面具有独特的优势。随着我国核电建设的不断发展,岩基等优良厂址正逐年减少,为加快核电厂建设,在土质场地条件上建造核电厂,已成为核电发展的当务之急。本研究课题以在层状土场地上某拟建内陆核电厂为研究对象,进行核电厂工程结构拟三维安全抗震数值分析的研究,在保持上部结构真三维精准模拟的基础上,基于对层状地基进行简化处理,提高非线性动力分析的计算效率,并结合通用有限元软件二次开发功能,实现层状土场地条件下拟三维动力计算时域模型的嵌入及地震响应分析。(1)层状土地基-结构拟三维动力相互作用分析模型的合理性及效率是抗震安全分析的关键技术问题。基于对上部核电厂房结构的精细化三维模拟,提出一种对层状地基的拟三维简化处理方法,从而提高核电厂房结构非线性动力分析的计算效率,其中,采用等效线性法描述近场层状土地基非线性特征,通过引入粘弹性人工边界模拟无限地基辐射阻尼效应及无限地基的弹性恢复性能,进而,在有限元框架内建立了层状地基条件下核电厂房结构拟三维地震响应分析模型。并结合典型算例验证了所建模型的可靠性与合理性。(2)可操作性与工程实用性是推进层状土场地条件下拟三维动力计算模型在工程应用中的必要条件。以大型通用有限元软件ANSYS为开发平台,基于层状土场地条件下拟三维动力响应分析模型,运用UPFs的二次开发特点,开发了拟三维动力计算模型所需的UserElem.f和UserXX.f子程序,完成了地基简化后能考虑平面外效应的动力计算的求解过程,并结合APDL实现了基于拟三维时域计算模型在ANSYS软件中的嵌入,建立了适用于层状土场地条件下的拟三维动力计算分析模型。最后通过典型算例,与真三维动力计算结果进行对比研究,验证了所开发的拟三维计算时域模型的准确性与可靠性。(3)在实际工程中被广泛应用是建立层状土场地条件下拟三维计算模型的最终目标。以本文研究成果为基础,针对某建立在层状土场地条件上拥有多台CPR1000百万千瓦级压水堆核电机组的内陆核电厂进行拟三维动力响应分析,同时考虑不同有效宽度对拟三维动力响应的影响。进而,就不同工况下核岛厂房结构典型部位的加速度反应谱、位移响应进行对比分析,并将楼层加速度反应谱与CPR1000设计谱进行了对比分析,研究结果对层状土场地条件下的核电厂房结构的抗震安全性分析具有指导与参考意义。