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[摘要]抗震I类核电厂房结构计算需考虑的荷载效应组合多，厂房地基岩土的平均剪切波速不大于2400m/s时，上部结构抗震计算应考虑地基与结构的相互作用。本文对同一抗震I类厂房采用三种不同的底部约束边界条件地基模型进行厂房结构整体计算，对各种地基模型的上部结构整体计算结果进行了对比分析研究。
[关键词]核电厂；抗震I类；底部约束
抗震I类核电厂房结构计算时考虑的荷载类型比一般民用和工业建筑要多，如需考虑极端环境下地震作用、龙卷风荷载、冲击波荷载等：需考虑大量的荷载效应组合，一般要考虑数百种荷载效应组合。根据《核电厂抗震设计规范》（GB50267-20XX、报批稿）可知，当结构地基岩土的平均剪切波速不大于2400m/s时，上部结构抗震计算应考虑地基与结构的相互作用。
本文对某核电厂抗震I类BOP厂房采用ANSYS软件进行建模，考虑结构底部固结、底部施加三向平动弹性约束和底部施加三向平动+水平双向摆动弹性约束三种不同的底部约束边界条件，利用ANSYS软件和内力及配筋批量后处理程序进行该厂房的结构整体计算，给出各种地基模型的上部结构计算结果并进行对比分析，以期对今后实际工程中抗震I类核电厂房结构设计有所借鉴。
1、工程概况及计算模型
1.1工程概况
本文对某核电厂抗震I类BOP厂房，采用极限安全地震动（SSE）进行抗震设计。结构设计主要遵循的规范为《核电厂抗震设计规范》（GB50267-20XX）和《压水堆核电厂核安全有关的混凝土结构设计要求》（NB/T 20012-2010），运行安全地震（SL-1地震）震动峰值加速度为0.10g，极限安全地震（SL-2地震）震动峰值加速度为0.20g。本厂房采用钢筋混凝土剪力墙结构，建筑物设计使用年限50年。厂房基底为微风化二长浅粒岩，剪切波速平均值为2328m/s。
1.2计算模型
采用ANSYS软件建立厂房三维有限元模型，本文对结构底部固结（以下简称模型一）、底部施加X、Y、Z三向平动弹性约束（以下简称模型二）和底部施加X、Y、Z三向平动+X、Y两向摆动弹性约束（以下简称模型三）三种不同的底部约束边界条件地基模型进行结构整体计算。模型二及模型三弹簧刚度根据地勘报告和《核电厂抗震设計规范》（GB 50267-20XX）计算得到。
2、横态计算结果对比分析
对三种地基模型对应的厂房整体进行模态分析，由模态分析结果可知模型三前九阶振型为底部地基弹簧的局部振动，其振型有效质量均很小。模型三考虑了场地土的摆动刚度，扣除前九阶振型后，模型三与模型一、模型二的主振型方向顺序、主振型对应的频率及有效质量都比较接近。模型一由于底板固结，其主振型对应的频率及有效质量与其他模型存在一定的差异，但主振型方向的顺序是一致的。本文采用的三种地基模型对应的厂房结构模态分析计算结果接近，均能较好反映上部结构的动力特性。
3、变形、内力及配筋计算结果对比分析
3.1变形及内力计算结果对比分析
厂房整体在各恒荷载、风荷载及SL-1地震作用下的最大变形及最大等效应力详见表1。
从表1的计算结果和各荷载工况下厂房整体变形和等效应力云图可知三个地基模型下厂房整体在恒载、风荷载及地震荷载作用下的变形及等效应力分布趋势相同，只是最大值不同。模型一将底部筏板固结，计算出的变形值最小，恒载作用下计算出的等效应力值最大，风荷载和地震作用下计算出的等效应力值最小；模型三考虑了厂房下地基岩土的摆动刚度，计算出的变形值小于模型二但大于模型一，计算出的等效应力值小于模型二。各墙板构件在各荷载作用下的变形及等效应力分布趋势及规律同厂房整体。
3.2配筋计算结果对比分析
利用计算得到各荷载工况的单元内力进行相应荷载工况组合后并利用配筋批量后处理程序可得到各工况下各构件的计算配筋面积及最大配筋面积云图，据此可绘制各构件的施工图。厂房局部墙板计算得到的最大单元配筋详见表1，其余墙板在三种地基模型下具有相同的变化规律。
由表1以及对该厂房其他构件的配筋计算结果比较分析可知，模型二、模型三对应的墙板构件的计算最大配筋值比较接近，相差不大，这是由于模型二与模型三均考虑了地基土水平和竖向刚度，存在差异的原因是模型三考虑了土的摆动刚度。模型一在厂房底部墙板配筋计算值均大于模型二、模型三，这是由于模型一将筏板固结，未考虑地基土与上部结构的相互作用。
结论：
通过上述计算分析研究可得出以下几点结论：
1.三种地基模型下厂房整体模态分析计算结果接近，均能较好反映上部结构的动力特性。
2.各荷载工况作用下三种地基模型对应的厂房整体变形及内力分布趋势相同，由于各地基模型考虑地基土的作用不同使计算结果值不相同，但差别不大。
3.模型二与模型三对应的厂房各构件计算配筋值接近，模型一在厂房底部墙板配筋值大于其他模型。
[关键词]核电厂；抗震I类；底部约束
抗震I类核电厂房结构计算时考虑的荷载类型比一般民用和工业建筑要多，如需考虑极端环境下地震作用、龙卷风荷载、冲击波荷载等：需考虑大量的荷载效应组合，一般要考虑数百种荷载效应组合。根据《核电厂抗震设计规范》（GB50267-20XX、报批稿）可知，当结构地基岩土的平均剪切波速不大于2400m/s时，上部结构抗震计算应考虑地基与结构的相互作用。
本文对某核电厂抗震I类BOP厂房采用ANSYS软件进行建模，考虑结构底部固结、底部施加三向平动弹性约束和底部施加三向平动+水平双向摆动弹性约束三种不同的底部约束边界条件，利用ANSYS软件和内力及配筋批量后处理程序进行该厂房的结构整体计算，给出各种地基模型的上部结构计算结果并进行对比分析，以期对今后实际工程中抗震I类核电厂房结构设计有所借鉴。
1、工程概况及计算模型
1.1工程概况
本文对某核电厂抗震I类BOP厂房，采用极限安全地震动（SSE）进行抗震设计。结构设计主要遵循的规范为《核电厂抗震设计规范》（GB50267-20XX）和《压水堆核电厂核安全有关的混凝土结构设计要求》（NB/T 20012-2010），运行安全地震（SL-1地震）震动峰值加速度为0.10g，极限安全地震（SL-2地震）震动峰值加速度为0.20g。本厂房采用钢筋混凝土剪力墙结构，建筑物设计使用年限50年。厂房基底为微风化二长浅粒岩，剪切波速平均值为2328m/s。
1.2计算模型
采用ANSYS软件建立厂房三维有限元模型，本文对结构底部固结（以下简称模型一）、底部施加X、Y、Z三向平动弹性约束（以下简称模型二）和底部施加X、Y、Z三向平动+X、Y两向摆动弹性约束（以下简称模型三）三种不同的底部约束边界条件地基模型进行结构整体计算。模型二及模型三弹簧刚度根据地勘报告和《核电厂抗震设計规范》（GB 50267-20XX）计算得到。
2、横态计算结果对比分析
对三种地基模型对应的厂房整体进行模态分析，由模态分析结果可知模型三前九阶振型为底部地基弹簧的局部振动，其振型有效质量均很小。模型三考虑了场地土的摆动刚度，扣除前九阶振型后，模型三与模型一、模型二的主振型方向顺序、主振型对应的频率及有效质量都比较接近。模型一由于底板固结，其主振型对应的频率及有效质量与其他模型存在一定的差异，但主振型方向的顺序是一致的。本文采用的三种地基模型对应的厂房结构模态分析计算结果接近，均能较好反映上部结构的动力特性。
3、变形、内力及配筋计算结果对比分析
3.1变形及内力计算结果对比分析
厂房整体在各恒荷载、风荷载及SL-1地震作用下的最大变形及最大等效应力详见表1。
从表1的计算结果和各荷载工况下厂房整体变形和等效应力云图可知三个地基模型下厂房整体在恒载、风荷载及地震荷载作用下的变形及等效应力分布趋势相同，只是最大值不同。模型一将底部筏板固结，计算出的变形值最小，恒载作用下计算出的等效应力值最大，风荷载和地震作用下计算出的等效应力值最小；模型三考虑了厂房下地基岩土的摆动刚度，计算出的变形值小于模型二但大于模型一，计算出的等效应力值小于模型二。各墙板构件在各荷载作用下的变形及等效应力分布趋势及规律同厂房整体。
3.2配筋计算结果对比分析
利用计算得到各荷载工况的单元内力进行相应荷载工况组合后并利用配筋批量后处理程序可得到各工况下各构件的计算配筋面积及最大配筋面积云图，据此可绘制各构件的施工图。厂房局部墙板计算得到的最大单元配筋详见表1，其余墙板在三种地基模型下具有相同的变化规律。
由表1以及对该厂房其他构件的配筋计算结果比较分析可知，模型二、模型三对应的墙板构件的计算最大配筋值比较接近，相差不大，这是由于模型二与模型三均考虑了地基土水平和竖向刚度，存在差异的原因是模型三考虑了土的摆动刚度。模型一在厂房底部墙板配筋计算值均大于模型二、模型三，这是由于模型一将筏板固结，未考虑地基土与上部结构的相互作用。
结论：
通过上述计算分析研究可得出以下几点结论：
1.三种地基模型下厂房整体模态分析计算结果接近，均能较好反映上部结构的动力特性。
2.各荷载工况作用下三种地基模型对应的厂房整体变形及内力分布趋势相同，由于各地基模型考虑地基土的作用不同使计算结果值不相同，但差别不大。
3.模型二与模型三对应的厂房各构件计算配筋值接近，模型一在厂房底部墙板配筋值大于其他模型。