中文摘要：

本研究针对核电厂三维隔震结构体系进行了系统研究，主要内容有（1）开发三维隔震装置，包括厚橡胶隔震垫和摇摆抑制系统，并提出各自的力学模型；（2）提出三维隔震核电厂的抗震设计方法；（3）修正简化多质点体系，使之能反映竖向地震响应；（4）经分析得到三维隔震核电厂的楼层反应谱；以及（5）考虑到土-结构相互作用和液-固耦合作用在三维隔震体系中的特点，修正规范中的公式，使之适用于三维隔震结构。研究方法主要采用理论分析、数值模拟和试验的方法，采用简化抽象的手段得到适用于设计的简化多质点模型，采用对比的方法验证三维隔震体系的优越性。试验包括隔震装置检测试验，用于得出隔震装置的力学模型，和结构体系振动台试验，用于全面检验三维隔震技术对核电厂的优越性。研究还通过三维有限元模型，对土-结构相互作用和液-固耦合作用进行敏感性分析。

结论摘要：

核电工程中应用隔震技术可大幅度提升抗震性能。首先，采用隔震技术可以实现上部结构和内部设备、管道的标准化设计，缩短勘查、设计周期，节省设计费用。其次，隔震技术可以提高结构体系的抗震裕度，降低结构和内部设备、管道对地震动水平的敏感性，有效抵抗超过设防烈度的地震。本项目针对隔震核电厂这种特殊工程进行研究，在常规水平隔震技术的基础上进一步提出竖向隔震，初步建立了三维隔震的基础理论。本研究进行了（1）隔震层参数优化、（2）三维隔震装置、（3）隔震核电厂多质点模型和楼层反应谱，以及（4）土结构相互作用对隔震核电厂抗震性能的影响等五个方面的研究，并对（5）隔震核电厂性态化设计做了初步探索，主要结论如下。（1）隔震层参数优化建立了简化理论模型，进行频域分析和时程分析，寻找隔震层的合理参数，核电厂三维隔震系统的水平频率应为0.5Hz以下，竖向频率不宜小于1Hz，建议为3-5Hz为佳。隔震层宜设置一定的粘滞阻尼，水平向和竖向等效阻尼比宜为15-30%。（2）三维隔震垫的竖向刚度力学模型研制三维隔震支座，并根据规范要求进行各种检测试验，试验证明，普通橡胶支座的竖向刚度公式不再适用，本研究针对轴压变形进行了修正，可得到更符合试验的竖向刚度计算公式。（3）简化多质点模型和楼层响应谱建立简化多质点模型进行时程分析，通过对比三维隔震核电厂、水平隔震核电厂以及非隔震核电厂的楼层反应谱，可知三维隔震技术不仅可以实现水平方向的隔震，而且可以在竖直方向实现核电厂内部设备与管道的隔震。（4）土结构相互作用分析在上述分析的基础上，进一步考虑土结作用进行分析，考察软土、硬土和基岩场地上隔震核电厂的地震响应和楼层谱的变化，研究表明软土场地对隔震结构性能有很大影响，而硬土场地虽然有放大作用，但仍可接受。（5）核电厂的性态设计方法简要介绍了适用于核电厂基础隔震体系的设计方法，并给出了普通橡胶支座和厚层橡胶支座的设计算例和原型设计结果，初步建立了隔震核电厂结构体系性态化设计方法步骤。（6）振动台试验试验表明不同的地震动类型将很大程度上改变结构的响应，尤其对于核电厂三维隔震结构这种重要结构，补充长周期的地震动以丰富地震动类型，将很大程度的提高结构抗震设计的安全性。