某核電廠應急指揮中心結構設計分析

萬松琳 唐雨建

(中國核電工程有限公司，北京 100840)

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某核電廠應急指揮中心結構設計分析

萬松琳 唐雨建

(中國核電工程有限公司，北京 100840)

結合某核電廠應急指揮中心的荷載情況，選取了其結構設計方案，并采用PKPM軟件，建立了結構三維整體模型，對該建筑結構的內力進行了計算分析，保證了建筑結構的安全性。

核電廠，結構設計，荷載，內力

1 概述

《核動力廠設計安全規定》中：必須設置一個與核電廠控制室相分離的場內應急控制中心，作為發生應急情況時在此工作的應急人員匯集的場所。必須采取適當措施，在長時間內保護在場的人員，以便防止嚴重事故對他們的危害。根據勘察報告，該廠址地基持力層為礫砂層，地基承載力特征值fak=350 kPa；場地抗震設防烈度為7度, 場地土類別 Ⅰ1類,設計基本地震加速度值為0.18g。

2 荷載

根據整個核電站的壽期需要，該應急指揮中心的設計使用年限為60年，非標準設計使用年限下，恒荷載與設計使用年限無太大關系，其荷載取值仍采用原有的荷載標準值，而樓屋面活荷載、風荷載等均與設計基準期有關，需要進行調整。本結構設計使用年限為60年，樓屋面活荷載調整系數為1.02；調整后的風壓值為0.9 kN/m2[1]。

3 結構方案

本結構長57.8 m，寬18.0 m，地上2層，建筑高度10.6 m，總建筑面積2 110 m2。

由于工藝需要，該結構的外墻及屋面板應對應急指揮中心外的放射性物質起到屏蔽減弱效果。在現有嚴重事故條件下，經評估，當外墻體及屋面板厚度至少為300 mm，材料選取普通混凝土(密度至少為2.2 g/cm3)，厚度至少為850 mm材料選取碳鋼(密度至少為7.8 g/cm3)時，應急指揮中心外的放射性物質經外墻體、屋面板以及屏蔽門屏蔽后，對其內工作人員造成的直接照射劑量可不超過標準要求。據此，本結構采用現澆鋼筋混凝土抗震墻結構，其外墻、屋面板厚度均為300 mm。

結構平面布置見圖1。

4 內力分析

4.1 計算軟件的選取及模型建立

根據《核電廠抗震設計規范》，應急指揮中心可歸為Ⅲ類物項，即核電廠中核安全無關的物項[2]，結構設計標準可采用民用建筑規范。福島核事故后，環境保護部核與輻射安全中心在北京組織召開“核電廠應急指揮中心結構設計要求技術研討會”，形成會議紀要如下：

1)應急指揮中心可在民用規范體系下，按建筑結構抗震設計規范的基本烈度加1度進行抗震設計；2)為了滿足SL-2情況下應急指揮中心可居留性的要求，應急指揮中心應按SL-2相當的地面加速度(不低于Ⅱ類場地)的民用反應譜進行彈性設計；3)當應急指揮中心位于低于Ⅱ類場地時，應進行場地土層分析重新確定地震輸入加速度值。

本結構的計算采用中國建筑科學研究院PKPM系列工程計算軟件(2010 V2.2版)，按照8度進行抗震設計(即廠址所在地區地震基本烈度7度提高1度),并按照極限安全地震震動SL-2(相當的地面加速度即0.20g)進行校核。在海洋氯化物環境下，混凝土采用C45?？拐饓拐鸬燃墳槿?，基礎采用墻下條形基礎，地基基礎設計等級為丙級。結構三維整體模型見圖2。

4.2 周期、位移等參數分析及計算結果

在滿足工藝要求的基礎上，本結構體系體型規則，受力明確，具有較強的抗震能力，能較好的保證地震時的結構穩定。故本結構的層間位移比、構件的承載力等較易滿足規范的要求，計算結果見表1。

表1 主要計算結果

5 結語

1)所有在建的核電廠址中都有應急指揮中心這個子項，考慮到該子項的重要性，在福島核事故后改進行動中，國家核安全局對應急指揮中心的可居留性及其功能提出技術要求。非標準設計使用年限下，本廠址中的應急指揮中心的相關荷載(樓屋面活荷載、風荷載等)均需做相關調整。

2)在結構體系上，應急指揮中心采用現澆鋼筋混凝土抗震墻結構能更好的保證結構的抗震要求。另外，合理的布置大梁和扶壁柱可以使設計大為優化。

3)在核電廠房中，結構設計需要在滿足工藝要求的基礎上保證建筑物的結構安全，和工藝專業進行及時的溝通和協商是非常必要的。

[1] 靳金平,方晚晴.非標準設計使用年限下核電廠結構的設計問題[J].山西建筑,2013,39(17)：39-40.

[2]GB50267—97,核電廠抗震設計規范[S].

Structure design analysis of emergency management center in a nuclear power plant

Wan Songlin Tang Yujian

(ChinaNuclearPowerEngineeringCo.,Ltd,Beijing100840,China)

Combining with the loading of the emergency management center of some nuclear power plant, the paper selects its structural design scheme, establishes the structural three-dimension overall model by adopting PKPM software, and undertakes and calculation and analysis of the internal stress of the architectural structure, so as to ensure the safety of the architectural structure.

nuclear power plant, structural design, loading, internal stress

1009-6825(2017)11-0041-02

2017-02-10

萬松琳(1981- )，女，碩士，工程師； 唐雨建(1981- )，男，碩士，高級工程師

TU318

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