留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于谱随机有限元法的龙卷风作用下核电常规岛可靠度分析

宋拓 汤卓 王兆勇 吕令毅

宋拓, 汤卓, 王兆勇, 吕令毅. 基于谱随机有限元法的龙卷风作用下核电常规岛可靠度分析[J]. 工程力学, 2014, 31(11): 146-153. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2013.05.0465
引用本文: 宋拓, 汤卓, 王兆勇, 吕令毅. 基于谱随机有限元法的龙卷风作用下核电常规岛可靠度分析[J]. 工程力学, 2014, 31(11): 146-153. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2013.05.0465
SONG Tuo, TANG Zhuo, WANG Zhao-yong, Lü Ling-yi. RELIABILITY ANALYSIS OF NUCLEAR POWER PLANT MAIN HOUSE UNDER THE EFFECT OF TRONADO LOAD BASED ON SSFEM[J]. Engineering Mechanics, 2014, 31(11): 146-153. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2013.05.0465
Citation: SONG Tuo, TANG Zhuo, WANG Zhao-yong, Lü Ling-yi. RELIABILITY ANALYSIS OF NUCLEAR POWER PLANT MAIN HOUSE UNDER THE EFFECT OF TRONADO LOAD BASED ON SSFEM[J]. Engineering Mechanics, 2014, 31(11): 146-153. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2013.05.0465

基于谱随机有限元法的龙卷风作用下核电常规岛可靠度分析

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2013.05.0465
详细信息
    作者简介:

    宋拓(1984―),男,江苏连云港人,博士生,主要从事建筑结构可靠度研究(E-mail:longjun_expert@163.com);汤卓(1981―),男,河南永城人,博士生,主要从事结构风工程研究(E-mail:z_tang@126.com);王兆勇(1984―),男,黑龙江绥化人,硕士生,主要从事建筑结构抗风研究(E-mail:wangzhaoyong2011@163.com).

    通讯作者: 吕令毅(1963―),男,江苏南京人,教授,博士,主要从事结构随机振动及其应用研究(E-maillylu@seu.edu.cn).
  • 中图分类号: TB114.3

RELIABILITY ANALYSIS OF NUCLEAR POWER PLANT MAIN HOUSE UNDER THE EFFECT OF TRONADO LOAD BASED ON SSFEM

  • 摘要: 在核电厂厂址处龙卷风观测记录的基础上,推导了极值III型龙卷风强度概率分布函数。建立了核电常规岛主厂房的计算模型,采用谱随机有限元法,考虑三种荷载工况下龙卷风荷载和结构抗力参数的不确定性,对结构进行龙卷风作用下的随机响应和可靠度分析。分析结果表明:厂房位于龙卷风中心时,龙卷风荷载对厂房的产生明显的扭转效应,结构顶点随机位移对规范限值的超越概率较大;当厂房位于龙卷风最大半径处,龙卷风对结构主要产生侧向推动作用,顶点随机位移对规范限值的超越概率很小。龙卷风位于厂房中心处为三种工况下的荷载最不利位置。
  • [1] 核电厂厂址选择的极端气象事件(不包括热带气旋)[S]. 北京: 国家核安全局, 1991.
    HAD101-10, Extreme weather events of the nuclear power plant site selection (excluding tropical cyclone) [S]. Beijing: The National Nuclear Security Administration, 1991. (in Chinese)
    [2] 张源, 吕令毅. 龙卷风风场模型及风荷载研究[J]. 建筑结构学报: 2012, 33(3): 104―110.
    Tang Zhuo, Zhang Yuan, Lü Lingyi. Study on tornado model and tornado-induced wind loads [J]. Journal of Building Structures: 2012, 33(3): 104―110. (in Chinese)
    [3] 刘志文, 周志勇. 大跨径斜拉桥在龙卷风作用下的响应分析[J]. 同济大学学报(自然科学版), 2005, 33(5): 569―574.
    Chen Airong, Liu Zhiwen, Zhou Zhiyong. Tornado effects on large span cable-stayed bridges [J]. Journal of Tongji University (Natural Science Edition), 2005, 33(5): 569―574. (in Chinese)
    [4] Thampi, Vinay Dayal, Sarkar P P. Finite element analysis of interaction of tornados with a low-rise timber building [J]. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 2011, 99(4): 369―377.
    [5] L Haan, Sarkara P P, William A, Design Gallusb. construction and performance of a large tornado simulator for wind engineering applications [J]. Engineering Structures, 2008, 30(4): 1146―1159.
    [6] Senguptaa, Fred L Haanb, Sarkarb P P, Vasanth Balaramudu. Transient loads on buildings in microburst and tornado winds [J]. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 2008, 96(10/11): 2173―2187.
    [7] R G, Spanos P D. Stochastic finite elements-a spectral approach [M]. New York: Dover, 2003: 81―94.
    [8] NianZhong, Guedes Soares C. Spectral stochastic finite element analysis for laminated composite plates [J]. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 2008, 197(51/52): 4830―4839.
    [9] S Q, Law S S, Dynamic analysis of bridge with non-Gaussian uncertainties under a moving vehicle [J]. Probabilistic Engineering Mechanics, 2011, 26(2): 281―293.
    [10] Sudreta, Armen Der Kiureghian. Comparison of finite element reliability methods [J]. Probabilistic Engineering Mechanics, 2002, 17(4): 337―348.
    [11] 林道锦, 梅刚. 结构可靠度随机有限元-理论及工程应用[M]. 北京: 清华大学出版社, 2006: 94―97.
    Qin Quan, Lin Daojin, Mei Gang. Theory and applications of reliability stochastic finite element methods [M]. Beijing: Tsinghua University Press, 2006: 94―97. (in Chinese)
    [12] 李典庆, 周创兵, 陈益峰. 基于随机响应面法的结构可靠度分析[J]. 工程力学, 2010, 27(9): 192―200.
    Hu Ran, Li Dianqin, Zhou Chuangbing, Chen Yifeng. Structural reliability analysis using stochastic response surface method [J]. Engineering Mechanics, 2010, 27(9): 192―200. (in Chinese)
    [13] 李朝阳. 结构随机分析的向量型层递响应面法[J]. 工程力学, 2012, 29(11): 58―64.
    Yang Lufeng, Li Zhaoyang. Vectorial cooperative response surface method for stochastic analysis of structures [J]. Engineering Mechanics, 2012, 29(11): 58―64. (in Chinese)
    [14] Xiu, George Em Karniadakis. The Wiener-Askey Polynomial Chaos for Stochastic Differential Equations [J]. SIAM Journal on Scientific Computing, 2002, 24(2): 619―644.
    [15] S P, Quek S T, Phoon K K. Convergence study of the truncated Karhunen–Loeve expansion for simulation of stochastic processes [J]. International Journal for Numerical Methods in Engineering, 2001, 52(9): 1029―1043.
    [16] 50017-2003, 钢结构设计规范[S]. 北京: 中国计划出版社, 2003.
    GB 50017-2003, Code for design of steel structures [S]. Beijing: China Planning Press, 2003. (in Chinese)
  • [1] 俞怡恬, 黄生洪, 王新.  龙卷风冲击高层建筑气动力效应数值模拟 . 工程力学, 2020, 37(1): 168-174. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.02.0069
    [2] 田玉基, 钮亚楠, 杨庆山, 李波.  物理模拟龙卷风的风速和气压降分布特征 . 工程力学, 2020, 37(3): 66-76. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.04.0163
    [3] 党育, 张辙洵, 李涌涛, 谢鹏飞.  基于概率统计方法的隔震结构可靠度 . 工程力学, 2018, 35(11): 146-154. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.07.0591
    [4] 王新, 黄生洪, 李秋胜.  龙卷风动态冲击高层建筑风荷载数值模拟 . 工程力学, 2016, 33(9): 195-203. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2015.02.0133
    [5] 刘章军, 王磊, 黄帅.  非平稳随机地震作用的结构整体可靠度分析 . 工程力学, 2015, 32(12): 225-232. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2014.07.0609
    [6] 刘伯权, 刘喜, 吴涛.  基于共轭先验分布的深受弯构件受剪承载力概率模型分析 . 工程力学, 2015, 32(4): 169-177. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2014.03.0163
    [7] 陈志为.  基于健康监测系统的大跨多荷载桥梁的 疲劳可靠度评估 . 工程力学, 2014, 31(7): 99-105. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2013.01.0043
    [8] 彭建新, 张建仁, 张克波, 彭晖.  锈蚀RC桥梁弯曲抗力时变概率模型与试验研究 . 工程力学, 2012, 29(6): 125-132. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2010.08.0614
    [9] 王 磊, 张建仁.  钢筋截面积模糊随机时变概率模型 . 工程力学, 2011, 28(3): 94-102,.
    [10] 陈 妤, 刘荣桂, 周伟玲, 张益多, 汤 灿, 刘 媛.  冻融与氯盐作用下考虑相关随机变量的预应力结构可靠度分析 . 工程力学, 2010, 27(9): 187-191.
    [11] 张 鹏.  具有中介状态的旁联工程系统可靠性向量分析 . 工程力学, 2009, 26(12): 24-030.
    [12] 周 峥, 葛耀君, 杜柏松.  桥梁颤振概率性评价的随机有限元法 . 工程力学, 2007, 24(2): 0-104,.
    [13] 王 磊, 张建仁.  既有钢筋混凝土桥梁构件抗力模糊随机时变概率模型研究 . 工程力学, 2007, 24(5): 0-168.
    [14] 贾超, 张楚汉, 金峰, 程卫帅.  可靠度对随机变量及失效模式相关系数的敏感度分析及其工程应用 . 工程力学, 2006, 23(4): 12-16,1.
    [15] 许福友, 陈艾荣.  基于截尾概率分布的结构可靠性分析 . 工程力学, 2006, 23(11): 52-57.
    [16] 何朝明, 赵永翔, 杨冰, 高庆, 邬平波.  LZ50车轴钢随机S-N关系的概率模型 . 工程力学, 2005, 22(2): 200-205.
    [17] 林道锦, 秦权.  一座现有拱桥面内失稳的可靠度随机有限元分析 . 工程力学, 2005, 22(6): 122-126.
    [18] 杨冰, 赵永翔, 梁红琴, 邬平波, 曾京.  基于Elber型方程的随机疲劳长裂纹扩展概率模型 . 工程力学, 2005, 22(5): 99-104,.
    [19] 廖汶, 卢文达, 刘人怀.  双曲冷却塔结构非线性有限元可靠度分析 . 工程力学, 1999, 16(1): 49-55.
    [20] 王兵, 谢锦昌.  偏压隧道模型试验及可靠度分析 . 工程力学, 1998, 15(1): 85-93.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  133
  • HTML全文浏览量:  0
  • PDF下载量:  78
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2013-05-23
  • 修回日期:  2014-09-05
  • 刊出日期:  2014-11-25

基于谱随机有限元法的龙卷风作用下核电常规岛可靠度分析

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2013.05.0465
    作者简介:

    宋拓(1984―),男,江苏连云港人,博士生,主要从事建筑结构可靠度研究(E-mail:longjun_expert@163.com);汤卓(1981―),男,河南永城人,博士生,主要从事结构风工程研究(E-mail:z_tang@126.com);王兆勇(1984―),男,黑龙江绥化人,硕士生,主要从事建筑结构抗风研究(E-mail:wangzhaoyong2011@163.com).

    通讯作者: 吕令毅(1963―),男,江苏南京人,教授,博士,主要从事结构随机振动及其应用研究(E-maillylu@seu.edu.cn).
  • 中图分类号: TB114.3

摘要: 在核电厂厂址处龙卷风观测记录的基础上,推导了极值III型龙卷风强度概率分布函数。建立了核电常规岛主厂房的计算模型,采用谱随机有限元法,考虑三种荷载工况下龙卷风荷载和结构抗力参数的不确定性,对结构进行龙卷风作用下的随机响应和可靠度分析。分析结果表明:厂房位于龙卷风中心时,龙卷风荷载对厂房的产生明显的扭转效应,结构顶点随机位移对规范限值的超越概率较大;当厂房位于龙卷风最大半径处,龙卷风对结构主要产生侧向推动作用,顶点随机位移对规范限值的超越概率很小。龙卷风位于厂房中心处为三种工况下的荷载最不利位置。

English Abstract

宋拓, 汤卓, 王兆勇, 吕令毅. 基于谱随机有限元法的龙卷风作用下核电常规岛可靠度分析[J]. 工程力学, 2014, 31(11): 146-153. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2013.05.0465
引用本文: 宋拓, 汤卓, 王兆勇, 吕令毅. 基于谱随机有限元法的龙卷风作用下核电常规岛可靠度分析[J]. 工程力学, 2014, 31(11): 146-153. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2013.05.0465
SONG Tuo, TANG Zhuo, WANG Zhao-yong, Lü Ling-yi. RELIABILITY ANALYSIS OF NUCLEAR POWER PLANT MAIN HOUSE UNDER THE EFFECT OF TRONADO LOAD BASED ON SSFEM[J]. Engineering Mechanics, 2014, 31(11): 146-153. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2013.05.0465
Citation: SONG Tuo, TANG Zhuo, WANG Zhao-yong, Lü Ling-yi. RELIABILITY ANALYSIS OF NUCLEAR POWER PLANT MAIN HOUSE UNDER THE EFFECT OF TRONADO LOAD BASED ON SSFEM[J]. Engineering Mechanics, 2014, 31(11): 146-153. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2013.05.0465
参考文献 (16)

目录

    /

    返回文章
    返回