一种改进的sassi程序的数据处理方法
【专利摘要】本发明属于核设施结构的分析技术，具体涉及一种改进的SASSI程序的数据处理方法。该方法流程包括时程叠加、反应谱计算、谱值平均、谱值拓宽、谱值包络。本发明通过改进算法、流程集成，有效提高了工作效率，基本实现杜绝人因失误，同时解决了频率点分布不满足规范要求和谱值拓宽不准的问题。
【专利说明】一种改进的SASSI程序的数据处理方法
【技术领域】
[0001]本发明属于核设施结构的分析技术，具体涉及一种改进的SASSI程序的数据处理方法。
【背景技术】
[0002]在核电厂各类厂房中，对于有重要设备存在的核安全相关物项，需要计算结构各楼层的反应谱数据，以供设备厂商完成设备的抗震分析或抗震验算，有效保障核电设施的安全。目前国内外多采用考虑土-结构相互作用的地震分析软件ACS SASSI进行楼层反应谱计算，该软件可模拟地震作用下地基土与结构物之间的相互作用，使得计算得到的反应谱数据更准确且符合实际。
[0003]但采用该软件进行楼层反应谱计算时，出于计算和使用的要求，对生成的计算数据需要进行大量而繁琐的后处理工作才能用于工程实际。如，需要将不同工况下3个方向的输入时程在同一方向的响应进行代数叠加；将叠加后的时程响应曲线转化为不同阻尼比下的反应谱曲线；将多组时程输入下的反应谱结果取均值；将反应谱结果峰值按照规范要求进行拓宽；对多种不同地基下的反应谱结果进行包络等。这些后处理过程在SASSI软件中操作相当繁琐、工作量很大且操作过程中极其容易发生人因错误。
[0004]同时，SASSI软件在使用过程中存在两个问题。第一、SASSI生成的反应谱数据频率序列是根据首尾频率点及频率点个数按照等比数列的排序规律自动生成的，频率点的分布有时不能满足我国《核电厂抗震设计规范》对控制点频段及其增量的要求；第二、在SASSI软件中，谱值拓宽时由于频率点保持不变，造成谱值拓宽不准确，峰值位于高频区域时拓宽误差很大。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种能够提高工作效率、尽可能的杜绝人因失误、同时可以有效解决频率点分布不满足规范要求及谱值拓宽不准问题的SASSI程序的数据处理方法。
[0006]本发明的技术方案如下:一种改进的SASSI程序的数据处理方法，包括如下步骤:
[0007](I)将SASSI程序计算得到的每个质量点3个方向的时程在同一方向的响应代数叠加，叠加后的时程曲线为考虑了不同方向地震输入影响的地震响应结果；
[0008](2)根据需要选择合适的频率点序列，将叠加后的时程曲线采用选定的频率点序列转化为不同阻尼比下的反应谱曲线；
[0009](3)将多组时程输入下的反应谱结果在每一个对应的频率点下取平均值，实现计算结果对不同地震输入工况的适应性；
[0010](4)将反应谱结果峰值按要求进行拓宽，根据拓宽幅度的要求取峰值对应频率点两侧所需拓宽的频率点实际值为频率点序列中的新增频率点；
[0011](5)对不同地基下的反应谱结果取包络值，满足实际工程中地基参数不确定性给反应谱计算结果带来的影响。
[0012]进一步，如上所述的改进的SASSI程序的数据处理方法，步骤(2)中所述的频率点序列包括:《核电厂抗震设计规范》给定的频率点序列、SASSI程序中默认的等比数列形式的频率点序列、自定义的任意频率点序列。
[0013]进一步，如上所述的改进的SASSI程序的数据处理方法，步骤(2)中所述的反应谱为频率-加速度谱。
[0014]进一步，如上所述的改进的SASSI程序的数据处理方法，步骤(5)中所述的取包络值是将不同地基下的计算质量点相同频率点对应的反应谱数据取最大值，并将结果写入到新的反应谱数据文件中。
[0015]本发明的有益效果如下:本发明通过改进算法、流程集成，有效提高了工作效率，基本实现杜绝人因失误，同时解决了频率点分布不满足规范要求和谱值拓宽不准的问题。本发明在一般的反应谱数据后处理流程的基础上，实现了对任意频率点形成的频率序列进行反应谱数据的输出；实现了反应谱峰值数据的精确拓宽。本发明集成了所有SASSI后处理流程，可以分步控制，亦可以全过程一步实现。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为SASSI程序数据处理流程图；
[0017]图2a为某结点等比数列频率点序列的反应谱图形；
[0018]图2b为某结点规范要求频率点序列的反应谱图形；
[0019]图2c为某结点自定义频率点序列的反应谱图形；
[0020]图3为本发明形成的SASSI程序的数据后处理系统的操作界面示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
[0022]本发明所提供的方法通过相应的软件编制后，形成了 SASSI程序的数据后处理系统，在时程叠加、谱值平均和谱值包络环节，该后处理系统通过对时程文件和反应谱文件的读取，一键式实现对所有数据的数学加减、平均及选取最大值运算，并将结果写入到新的文件系统中去。这样有效避免了人为选择数据文件可能导致的人因失误。
[0023]如图1所示，本发明提供的改进的SASSI程序的数据处理方法，对SASSI程序时程计算所得数据进行后续处理，包括如下步骤:
[0024](I)将SASSI程序计算得到的每个质量点3个方向的时程在同一方向的响应代数叠加，叠加后的时程曲线为考虑了不同方向地震输入影响的地震响应结果。
[0025]具体来说，对于每一组包括X、Y和Z三个方向分量时程输入的每一个方向的时程分量，通过SASSI程序计算都会得到每个质量点在X、Y、Z三个方向的时程响应，将三个方向的时程分量在同一方向(X方向、Y方向及Z方向)的响应代数叠加，叠加后的时程曲线为该方向考虑了不同方向地震输入影响的地震响应结果。
[0026](2)根据需要选择合适的频率点序列，将叠加后的时程曲线采用选定的频率点序列转化为不同阻尼比下的反应谱曲线。
[0027](3)将多组时程输入下(通常为经RGl.60谱标定的四组不同的时程曲线)的反应谱结果在每一个对应的频率点下取平均值，从而生成一个能够反映不同地震工况输入差异平均的反应谱结果数据，实现计算结果对不同地震输入工况的适应性。
[0028](4)将反应谱结果峰值按要求进行拓宽，根据拓宽幅度的要求取峰值对应频率点两侧所需拓宽的频率点实际值为频率点序列中的新增频率点。
[0029](5)对不同地基下的反应谱结果取包络值，即将不同地基下的计算质量点相同频率点对应的反应谱数据取最大值并将结果写入到新的反应谱数据文件(即文件内存放了经包络处理后的反应谱数据)中去，可满足实际工程中地基参数不确定性给反应谱计算结果带来的影响。
[0030]在反应谱计算环节，本发明所提供的方法对于频率点序列，允许根据实际需要选择输出反应谱数据的频率点序列，按照SASSI软件中的等比数列、严格满足《核电厂抗震设计规范》要求的控制点频段及其增量的序列、或者自定义输入任意序列三种频率序列模式。对于其中的等比数列和严格满足《核电厂抗震设计规范》要求的控制点频段及其增量的序列，不需要技术人员干预，可以自动完成所有结点的反应谱数据文件的输出；而对于自定义频率点序列，技术人员只需要按照既定的格式将所需要的频率点序列写入文件并通过系统读取即可。图2a至图2c为某核电工程某厂房反应谱分析中某结点按不同的频率点序列生成的反应谱图形的比较，其中自定义频率序列频率取值为0.1~50Hz，频率点间距统一取0.05Hz，从中可见不同的频率点序列对反应谱数据将产生较大的影响，实际使用中可根据不同的需求选择合适的频率点序列。例如，当需要严格满足《核电厂抗震设计规范》中关于频率序列的要求时，可以选择严格满足规范要求的控制点频段及其增量的序列；当相对于高频率段，对低频率段的反应谱数据更加关心或者结构反应更加敏感时，可以选择SASSI软件中默认的等比数列的频率点序列；而自定义频率点序列则提供了更为自由的频率点选择，技术人员可以任意调整所关注频率段频率点序列的频率点间距。
[0031 ] 在谱值拓宽环节，本发明重新设定了谱值拓宽的方法，拓宽后峰值所对应的频率点不再采用原有反应谱数据输出时的频率点序列中的数据，而是根据拓宽幅度的要求取峰值对应频率点两侧所需拓宽的频率点实际值，从而实现谱值精确拓宽的目的。同时，本后处理系统还保留了按照SASSI软件内部设定的拓宽方法进行拓宽的功能。
[0032]以某核电工程某厂房的反应谱分析为例，频率点序列为0.1,…，8.673，9.043，9.428，9.829，10.248，10.685，11.4，11.614，12.109，…，50，某结点反应谱数据的某个峰值位于频率为10.248Hz处，则拓宽±15%对应的频率点应为8.71 IHz和11.785Hz，显然上述排列中并没有与之对应的频率点存在，SASSI程序编制者为了安全起见，将拓宽后的频率点取到了 8.673Hz和12.109Hz，这样就造成了拓宽误差的存在。而改进的SASSI程序的数据处理方法将在原有的频率点序列中增加新的频率点8.711Hz和11.785Hz，这样反应谱拓宽数据将更加精确。
[0033]当反应谱的频率点序列和谱值拓宽的方式确定后，这也使得整个后处理流程可以在SASSI软件后处理系统中一步实现，SASSI软件可以仅仅用于考虑土 -结构相互作用的结构分析软件使用。整个后处理系统的操作界面见图3。
[0034]显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种改进的SASSI程序的数据处理方法，包括如下步骤: (1)将SASSI程序计算得到的每个质量点3个方向的时程在同一方向的响应代数叠加，叠加后的时程曲线为考虑了不同方向地震输入影响的地震响应结果； (2)根据需要选择合适的频率点序列，将叠加后的时程曲线采用选定的频率点序列转化为不同阻尼比下的反应谱曲线； (3)将多组时程输入下的反应谱结果在每一个对应的频率点下取平均值，实现计算结果对不同地震输入工况的适应性； (4)将反应谱结果峰值按要求进行拓宽，根据拓宽幅度的要求取峰值对应频率点两侧所需拓宽的频率点实际值为频率点序列中的新增频率点； (5)对不同地基下的反应谱结果取包络值，满足实际工程中地基参数不确定性给反应谱计算结果带来的影响。
2.如权利要求1所述的改进的SASSI程序的数据处理方法，其特征在于:步骤(2)中所述的频率点序列包括:《核电厂抗震设计规范》给定的频率点序列、SASSI程序中默认的等比数列形式的频率点序列、自定义的任意频率点序列。
3.如权利要求1或2所述的改进的SASSI程序的数据处理方法，其特征在于:步骤(2)中所述的反应谱为频率-加速度谱。
4.如权利要求1所述的改进的SASSI程序的数据处理方法，其特征在于:步骤(5)中所述的取包络值是将不同地基下的计算质量点相同频率点对应的反应谱数据取最大值，并将结果写入到新的反应谱数据文件中。
【文档编号】G06F17/50GK103678794SQ201310644121
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月3日 优先权日:2013年12月3日
【发明者】靳金平, 王晓东, 王宝树, 王芳 申请人:中国核电工程有限公司