核电厂楼层谱拟合算法研究及应用

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随着经济的发展,不可避免地需要立在高烈度地震频发地区建设重要建筑物。通过人造地震动时程拟合来获取某些特定工程特性的地震动加速度时程是结构工程领域一项重要的研究课题。而相比较于水工和工民建抗震设计,核电厂抗震设计由于其结构的复杂性和事故发生后的重大危害性,对于人工波拟合技术有着更为严格、苛刻的要求,主要表现在人造地震动时程的拟合精度要求更高。同时,核电抗震设计反应谱尤其是作为二次输入数据的核电厂楼层谱,其形态特征较为复杂多变,其峰数较多,峰与谷之间差值大,上述特点导致了提高反应谱拟合的工作要求。在现有的技术条件下,单阻尼比规则性的反应谱拟合已经能达到较高的精度。在工程中,鉴于人工波与真实地震记录在强度和频率非平稳性方面的差异,工程师们对于人工波的形状表达可靠性尚持一种怀疑的态度。针对上述问题,本文主要开展了以下工作:(1)首先介绍了人工波拟合技术的发展和相关的知识。在传统的频域迭代方法的基础上提出了初筛策略和校正算法,解决了核电厂楼层谱因不确定性人工处理的长周期段楼层反应谱值较高,导致计算反应谱值不能满足目标反应谱要求的技术问题,从而在整体上提高了反应谱拟合的效率。(2)提出了一种基于目标波波形分析的人工波拟合方法,且通过小波变化的手段验证了这种人工波拟合方法比较于传统人工拟合方法所生成的人工波在频率和强度等方面更接近于真实地震动。(3)针对峰多谷深、精度控制点密集的楼层谱,提出了综合运用频域反应谱迭代调整与时域窄带时程校正的特殊技术,给出了详细探讨与具体算法。(4)在多阻尼比反应谱拟合方面,基于叠加窄带时程的理论,提出了在初始波上同时叠加乘以不同系数的不用阻尼比的窄带时程的方法。比之于嵌套子循环迭代的方法更加有针对性,进而提高了多阻尼比反应谱拟合的精度和效率。
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