Введение к работе
Актуальность проблемы. Анализ надежности сооружений атомных электростанций составляет неотъемлемую часть вероятностного анализа безопасности АЭС, являющихся объектами повышенной социальной опасности. Как показывает опыт проектирования, от надежности фундаментов, в том числе и свайных, во многом зависит безаварийная работа станции или возможность предотвращения аварии. Это диктует жесткие требования к их надежности при всех возможных экстремальных воздействиях на здания АЭС (сейсмика, удар самолета, действие торнадо,-ударная волна).
В настоящее время комплексной методики оценки надежности свайных фундаментов с учетом особых динамических воздействий не существует. В связи с этим тема работы представляется достаточно актуальной.
Целью диссертационной работы является разработка инженерной вероятностной методики количественной оценки надежности свайных фундаментов с учетом особых динамических воздействий. В связи с этим были поставлены следующие задачи исследования:
-выявление основных случайных факторов, влияющих на надежность свайных фундаментов, относящихся как к нагрузкам, так и непосредственно к фундаменту;
-подбор известных или разработка относительно простых, но достаточно полно отражающих характер работы, детерминистических расчетных моделей свайных фундаментов на основные виды особых воздействий для их последующей рандомизации;
-выбор критериев отказа для отдельных свай, как элементов фундамента, и для фундамента в целом;
-разработка методик оценки надежности фундамента для каждого особого воздействия в отдельности;
-применение системного подхода к оценке надежности-представление свайного фундамента как системы элементов, особых воздействий как системы событий для комплексной оценки надежности фундамента;
-разработка соответствующих алгоритмов и программ расчета
надежности свайных фундаментов;
-применение разработанных методик и программ для решения практических задач.
Научная новизна работы.
-
Впервые разработана приближенная вероятностная методика оценки надежности свайных фундаментов массивных сооружений АЭС с учетом комплекса особых динамических воздействий, которая базируется на соответствующих методиках для кавдого особого воздействия в отдельности.
-
Собрана и обработана статистическая информация по нагрузкам от удара самолета, исследованы вероятностные характеристики других особых воздействий.
-
Выбраны критерии отказа для свай и фундамента в целом.
-
Применена теория графов и марковских цепей для описания процесса накопления повреждений в свайном фундаменте в течение землетрясения и при последовательных землетрясениях.
-
Разработаны соответствующие вычислительные программы и проведен ряд численных экспериментов, по которым исследовано влияние различных факторов на надежность свай и фундамента в целом.
Практическое значение работы заключается в том, что разработанная методика может быть использована для количественной оценки надежности свайных фундаментов при анализе безопасности АЭС, а также для сравнительного анализа конструктивных решений фундаментов. Применение методики позволит выявить черезмерные, в смысле надежности, запасы в фундаментах и снизить их материалоемкость и стоимость.
Практическая реализация работы. Разработанная методика использовалась для вероятностного расчета свайного фундамента при проектировании АЭС Варта (Польша).
На защиту выносятся:
-постановка задачи о вероятностной оценке надежности свайных фундаментов АЭС с учетом особых динамических воздействий;
-методика оценки надежности свайных фундаментов при одиночных и последовательных земле трясених;
-методика оценки надежности при возможном ударе самолета в
верхнее строение;
-методика оценки надежности при действии торнадо;
-методика оценки надежности при действии воздушной ударной волны;
-применение системного подхода к комплексной методике оценки надежности свайных фундаментов при особых воздействиях;
-результаты решения практических задач в вероятностной постановке и выводы по работе.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на:
-конференции молодых специалистов ЛО "Атомэнергопроект" (Ленинград, 1987);
-27 инженерно-технической конференции молодых специалистов в области проектирования тепловых и атомных электростанций (Свердловск, 1987);
-Всесоюзном научно-техническом совещании по проектированию и строительству энергетических объектов в сейсмических районах (Нарва, 1988);
-семинаре по математическому моделированию во ВНИИГ им. В.Е.Веденеева (Ленинград, 1990);
-секции оснований и грунтовых сооружений Ученого совета ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева (Санкт-Петербург, 1993).
Публикации. По теме' диссертационной работы опубликовано 6 работ.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения, списка литературы (107 наименований) и приложения; содержит 143 страницы основного текста, 29 рисунков и 6 таблиц.