核能電廠集中質量模型之非線性分析與應用

核能電廠反應器廠房一次圍阻體，一直都是擔任守護核能發電安全之最堅實堡壘，但也是核能安全縱深防禦體系裡的最後一道防線，該如何評估其對外在自然界力量的抵抗能力變得極為重要，尤其台灣位處於歐亞大陸板塊與菲律賓板塊交界處，地震力對結構損壞之影響更是不可忽略。對核能電廠結構而言（屬大型結構），其受地震外力作用時，土壤結構互制效應（Soil-Structure Interaction, SSI）會較顯著。因此，本分析案例使用SAP 2000有限元素軟體建置簡化之集中質量模型，將鋼筋混凝土結構達降伏後的非線性行為、受強震作用後的土壤非線性行為、與土壤與結構互制效應，一同納入數值模型中。分析流程須經由SHAKE程式取得自由場受震反應與等值線性土壤參數，再透過經驗公式計算土壤彈簧參數，以模擬土壤結構互制效應；鋼筋混凝土元件非線性行為則透過塑絞呈現；最後進行廠房結構非線性歷時分析，將20筆地震與不同地震強度等級作用下之結構反應輸出，繪製成易損性曲線並評估廠房結構損害程度。