中国进入核电发展快速时期,一系列核电厂在我国相继建成。在突发灾害中,核电厂一旦发生事故,将会对环境和社会造成毁灭性灾害。安全壳是防止核泄漏的最后一道屏障,其抗震安全裕度将直接影响整个核系统的安全性。在福岛核事故中,安全壳结构遭遇了多次地震作用,而余震的发生将会增加地震危险性并加剧结构累积损伤。为了确保核电厂的绝对安全,需要考虑所有可能对核电厂安全裕度产生影响的危险因素。尽管核电厂的设计和评估方法取得了很大进步,但主余震对安全壳抗震安全裕度的影响一直未被研究,这对核电厂的安全性是极其不利的。因此,研究主余震作用下安全壳动力响应和抗震性能,并提出可以考虑余震影响的抗震安全评估方法,是确保主余震作用下核电厂正常运营的重要保障,也是核电建设中亟需解决的重要课题。本文分别从主余震作用下安全壳动力响应、震损安全壳抗震能力的确定、安全壳主余震易损性分析、考虑余震危险性的抗震安全评估方法等方面,对主余震作用下安全壳的动力响应分析和抗震安全评估课题进行了系统深入的研究。主要研究内容如下:(1)本文建立了安全壳三维数值模型,并验证了数值建模方法的正确性;通过选取的主余震记录对安全壳进行非线性时程分析,并将不同地震强度下的安全壳地震响应进行对比分析;同时,分析了余震持时等地震动特性对震损安全壳抗震性能的影响,以及近场和远场地震序列对安全壳动力响应的影响。结果表明,余震会对安全壳造成附加损伤,并且余震地震动特性及结构初始损伤状态对震损安全壳的动力响应和累计损伤有显著影响。(2)通过对安全壳结构进行单次地震作用下的IDA分析,揭示了地震作用下安全壳的失效过程并确定了关键损伤状态;通过对比IDA曲线的离散性,对安全壳结构的损伤指标和地震动强度指标进行挑选。分别对不同极限状态安全壳进行静力往复分析和IDA分析,从而研究震损结构的抗震性能变化。对安全壳进行主余震下IDA分析,并基于多维极限状态理论提出了安全壳二维极限状态方程,该方程可以考虑主震损伤状态和残余抗震能力的相关性。(3)本文提出了一种主余震易损性分析方法,该方法可在超越概率计算中有效地考虑主震损伤对结构残余抗震能力的影响。利用所提方法对安全壳进行了易损性分析,详细阐述了该方法中联合地震需求模型的构造、超越概率计算等具体步骤。对不同易损性方法生成的易损性曲线进行对比分析,并探究了极限状态方程相关性参数以及近场和远场地震序列对安全壳易损性曲线的影响。(4)基于全概率理论,提出一种可以考虑余震危险性影响的核电厂抗震安全评估方法,并用该方法对安全壳结构及内部设备进行了地震风险性分析。首先对所选核电厂场址分别进行主震和余震地震危险性分析,其次计算了主震下易损性曲线和余震下震损结构的条件易损性曲线,最后通过全概率公式得到安全壳及核系统在主余震作用下的年超越概率。结果表明,余震增加的地震危险性对结构年超越概率有显著影响。(5)为了考虑主余震作用下结构状态的不确定性和余震地震危险性的时变特点,本文提出了一种基于Markov过程的核电厂抗震安全评估方法,并分别对安全壳及核系统进行了主震前和主震后抗震安全评估。利用易损性曲线和地震危险性曲线计算状态转换概率,并通过构建Markov矩阵来考虑结构状态的不确定性和主震后增加的地震危险性,最后得到安全壳及系统在主震后和主震前环境下的状态转换概率。结果表明,在核电厂抗震安全评估中,需要考虑余震增加的地震风险性,以使结构在主余震作用下可以保持预期的性态水平,从而确保核电厂的安全性。