核電廠設施抗震分析及應用

第1章 緒論
1.1地震對人類的危害1
1.2地震對核電廠的危害2
1.3核電廠抗震設計的必要性5
1.4核電廠抗震設計的方法論6
第2章地震分析中所應用的隨機過程基本理論8
2.1振動數(shù)據(jù)的分類8
2.2確定性數(shù)據(jù)的分類9
2.2.1正弦周期數(shù)據(jù)9
2.2.2復雜周期數(shù)據(jù)10
2.2.3準周期數(shù)據(jù)11
2.2.4瞬時非周期數(shù)據(jù)12
2.3隨機數(shù)據(jù)的分類13
2.3.1平穩(wěn)隨機過程15
2.3.2各態(tài)歷經(jīng)隨機過程16
2.3.3非平穩(wěn)隨機過程17
2.3.4平穩(wěn)樣本的記錄18
2.4隨機數(shù)據(jù)的基本特性18
2.4.1均方值（均值與方差）19
2.4.2概率密度函數(shù)19
2.4.3自相關函數(shù)22
2.4.4功率譜密度函數(shù)24
2.5互相關函數(shù)與互功率譜密度函數(shù)29
2.5.1互相關函數(shù)29
2.5.2互功率譜密度函數(shù)31
2.5.3隨機過程的微分34
第3章單自由度系統(tǒng)的線性振動反應分析37
3.1引言37
3.2單自由度系統(tǒng)的自由振動37
3.2.1單自由度系統(tǒng)的自由振動基本方程37
3.2.2阻尼比ξ>1時的自由振動38
3.2.3阻尼比ξ＝1時的自由振動39
3.2.4阻尼比ξ<>
3.2.5例題44
3.3單自由度系統(tǒng)的強迫振動46
3.3.1單自由度系統(tǒng)強迫振動的基本方程46
3.3.2單自由度系統(tǒng)強迫振動的通解與特解47
3.3.3諧波激勵反應52
3.3.4地震樓面反應譜的生成技術59
3.3.5設計反應譜的表示方式63
3.4地震作為隨機信號輸入的振動反應70
3.4.1地面地震波的隨機過程模擬70
3.4.2單自由度隨機輸入的反應（直接用相關函數(shù)或
功率譜密度分析方法）76
3.5反應譜與功率譜密度之間的關系90
3.5.1時域和頻域兩種分析流程的關系90
3.5.2地震加速度功率譜密度函數(shù)與反應譜之間的
關系93
3.5.3模擬地震運動95
3.5.4隨機過程穿越閾值次數(shù)問題的解析98
3.5.5地震反應譜與功率譜密度函數(shù)之間轉(zhuǎn)換關系的
應用108
3.5.6穿越閾值概率置信度計算舉例110
參考文獻114
第4章兩個自由度系統(tǒng)的線性振動反應分析115
4.1引言115
4.2抗震系統(tǒng)的主頻率117
4.3抗震系統(tǒng)的主振型120
4.4抗震系統(tǒng)的解耦條件121
4.5抗震系統(tǒng)對初始條件的反應122
4.6抗震系統(tǒng)對地震輸入的反應123
4.6.1兩個自由度振動方程123
4.6.2耦合振動方程的解125
4.6.3舉例129
4.7子系統(tǒng)從耦合振動系統(tǒng)中分離后的反應分析131
4.7.1方程與反應解131
4.7.2舉例133
4.8結論135
參考文獻136
第5章多自由度系統(tǒng)的線性振動反應分析137
5.1引言137
5.2無阻尼自由振動的解139
5.2.1固有特征值解139
5.2.2模態(tài)的正交性及主振型的歸一化140
5.3比例黏性阻尼比下的自由振動反應156
5.3.1振動系統(tǒng)中的比例黏性阻尼156
5.3.2自由振動模態(tài)疊加方法158
5.4地震分析中的模態(tài)疊加法159
5.4.1基礎地震波輸入下的模態(tài)振動方程159
5.4.2模態(tài)方程的解161
5.4.3諧波激勵的系統(tǒng)反應164
5.4.4舉例167
5.5連續(xù)彈性體的模態(tài)疊加法171
5.5.1梁的橫向彎曲振動方程171
5.5.2單跨梁的自由振動173
5.5.3單跨梁彎曲振動的固有頻率與振型175
5.5.4振型函數(shù)的性質(zhì)178
5.5.5梁振型中的模態(tài)質(zhì)量與模態(tài)剛度183
5.5.6多跨簡支梁的彎曲自由振動186
5.5.7梁的強迫振動191
參考文獻199
第6章抗震設計與鑒定200
6.1引言200
6.2核電廠構筑物、系統(tǒng)和部件的設計基準地震與抗震
分類200
6.2.1設計基準地震200
6.2.2抗震分類原則201
6.2.3抗震Ⅰ類物項202
6.2.4抗震Ⅱ類物項202
6.2.5非抗震類物項202
6.3核電廠抗震設計分析203
6.3.1核電廠廠址的地震輸入203
6.3.2核電廠抗震設計分析總流程207
6.3.3抗震分析方法211
6.3.4圓筒形儲箱的抗震近似分析法222
6.4核電廠設備抗震鑒定試驗224
6.4.1引言224
6.4.2縮比模型的地震試驗方法224
6.4.3抗震鑒定中的試驗方法225
6.4.4抗震鑒定中注意的問題227
6.4.5分析與試驗相結合的方法228
6.4.6間接鑒定的方法228
6.5核電廠地震監(jiān)測與停堆要求228
6.5.1核電廠設置地震監(jiān)測系統(tǒng)的目的與原因228
6.5.2地震檢測的基本要求和停堆判別準則229
6.6核電廠抗震裕度評估（SMA）方法236
6.6.1引言236
6.6.2核電廠SMA的基本要求237
6.6.3SSC的HCLPF 計算方法簡述238
6.6.4地震始發(fā)事件分析242
參考文獻244
附錄246
附錄A抗震系統(tǒng)解耦表246
附錄B樓面反應譜精確計算程序的理論文本及其驗證248
附錄C先進輕水堆業(yè)主要求文件（ALWRURD）中對核電廠
抗震設計的要求258
附錄D流固耦合動力相似準則的推導267
附錄E加速度時程積分值處理方法及驗證282
附錄F多跨梁的振型曲線301
附錄G模態(tài)疊加法解間隙非線性動力問題中的應用316
附錄H在傅里葉變換中功率譜密度函數(shù)不同格式的解析323
附錄I功率譜密度函數(shù)的譜參數(shù)336
附錄J安全級金屬封閉式開關柜抗震鑒定試驗的通用
反應譜348
常用術語351
索引357