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核安全壳截锥体区域受力性能试验研究

蓝天云 吴宇峥 肖丹 周传波 董占发 郭俊营 熊猛

蓝天云, 吴宇峥, 肖丹, 周传波, 董占发, 郭俊营, 熊猛. 核安全壳截锥体区域受力性能试验研究[J]. 核动力工程, 2023, 44(4): 107-115. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.04.0107
引用本文: 蓝天云, 吴宇峥, 肖丹, 周传波, 董占发, 郭俊营, 熊猛. 核安全壳截锥体区域受力性能试验研究[J]. 核动力工程, 2023, 44(4): 107-115. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.04.0107
Lan Tianyun, Wu Yuzheng, Xiao Dan, Zhou Chuanbo, Dong Zhanfa, Guo Junying, Xiong Meng. Experimental Study on Mechanical Performance of Nuclear Containment Truncated Cone Region[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(4): 107-115. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.04.0107
Citation: Lan Tianyun, Wu Yuzheng, Xiao Dan, Zhou Chuanbo, Dong Zhanfa, Guo Junying, Xiong Meng. Experimental Study on Mechanical Performance of Nuclear Containment Truncated Cone Region[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(4): 107-115. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.04.0107

核安全壳截锥体区域受力性能试验研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2023.04.0107
详细信息
    作者简介:

    蓝天云(1986—),男,硕士研究生,现主要从事核电站安全壳结构方面研究,E-mail: 474194822@qq.com

  • 中图分类号: TU375;TL48

Experimental Study on Mechanical Performance of Nuclear Containment Truncated Cone Region

  • 摘要: 核安全壳的壳体与筏板基础交界处(截锥体区域)形状不规则且受力复杂,研究该区域的受力机理对掌握整个安全壳的结构性能十分重要。以核安全壳截锥体区域为研究对象,在利用ABAQUS软件计算分析得到合理的截锥体缩尺模型的基础上,制作了缩尺比例1∶3的2个试件,分别进行无内压和有内压2种荷载工况下的静力试验。试验结果表明:试件1(无内压)破坏方式为弯剪破坏,发生27.7 mm水平位移;试件2(有内压)破坏方式为剪切破坏,发生32.6 mm水平位移。两试件主要裂缝区均为内侧底板与截锥体区域交界处,钢筋屈服位置主要出现在上部底板长度方向钢筋处,截锥体外侧竖向钢筋未充分发挥作用。相关结果可指导结构配筋优化工作。

     

  • 图  1  截锥体缩尺模型简化过程

    Figure  1.  Simplification of Truncated Cone Region Model

    图  2  试件设计图 mm

    Figure  2.  Specimen Design

    图  3  荷载作用位置

    $F_1,F_2,F_3 $—静力等效于工况1安全壳上部结构的自重、预应力和内压; ${F'_1 }$,$F'_2 $,$F'_3 $—静力等效于工况2安全壳上部结构的自重、预应力和内压;$F_4 $—温度膨胀力

    Figure  3.  Loading Position Diagram

    图  4  试件配筋示意图 mm

    —HRB400钢筋;@—钢筋间距

    Figure  4.  Reinforcment in Specimen

    图  5  试件1加载装置示意图

    Figure  5.  Loading Set-up Arrangement of Specimen 1

    图  6  试件2加载装置示意图

    Figure  6.  Loading Set-up Arrangement of Specimen 2

    图  7  应变片与位移计布置图

    A—混凝土应变片测点

    Figure  7.  Layout of Strain Gauges and Displacement Gauges

    图  8  试件1裂缝图

    Figure  8.  Crack of Specimen 1

    图  9  试件2裂缝图

    Figure  9.  Crack of Specimen 2

    图  10  钢筋的荷载-应变曲线图

    Figure  10.  Load-strain Curves of Reinforcement

    图  11  试件1混凝土的荷载-应变曲线图

    Figure  11.  Load-strain Curves of Concrete of Specimen 1

    图  12  试件1荷载-位移曲线

    Figure  12.  Load-displacement Curves of Specimen 1

    图  13  试件2荷载-位移曲线

    Figure  13.  Load-displacement Curves of Specimen 2

    表  1  试件荷载情况

    Table  1.   Load Condition of Specimen

    工况荷载名称荷载大小/kN作用方向
    1F11100竖直向下
    F2370竖直向下
    F3180水平,指向构件
    F43600水平,指向构件
    2$ F_1' $60竖直向上
    $F'_2 $370竖直向下
    $ F_3' $70水平,指向构件
    F41800水平,指向构件
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    表  2  钢筋材料性能试验参数

    Table  2.   Parameters for Performance Test of Reinforcement Materials

    公称直
    径/mm
    屈服强度
    平均值/MPa
    极限抗拉强度
    平均值/MPa
    断后伸长
    率/%
    16436.7636.920.5
    14467.9639.120.7
    12486.7692.721.2
    10489.3697.627.7
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    表  3  工况1荷载F4加载制度表

    Table  3.   Loading System of Load F4 under Condition 1

    级数单级荷载/kN单级停留时间/min
    1~63005
    7~181505
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    表  4  工况2荷载F4加载制度表

    Table  4.   Loading System of Load F4 under Condition 2

    级数单级荷载/kN单级停留时间/min
    13005
    2~111505
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-09-10
  • 修回日期:  2023-03-23
  • 刊出日期:  2023-08-15

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