随着国家经济、建设发展对电力能源突飞猛进的需要以及国家能源结构转型的迫切需求，一系列核电厂工程的建设被提上了日程。根据核安全导则的要求，核电厂在选址时必须对厂址周围区域进行极端自然灾害的危险性评估，其中就包括龙卷风灾害，因此对龙卷风及其荷载进行研究具有重要的工程应用价值。　　本文针对目前对于龙卷风的理论模型、试验研究、数值模拟都有了一定的进展，但对于龙卷风及其荷载随机性的研究还处于起步阶段这一现状，发展了一套适用于核电常规岛主厂房的龙卷风危险性研究的分析方法:以龙卷风气象观测数据为依据，推断表征一个地区龙卷风事件强度规律的最优分布;根据龙卷风风速场及建筑物所受龙卷风荷载的特点提出龙卷风荷载强度随机模型;采用蒙特卡洛模拟和随机有限元方法分别对核电常规岛主厂房遭受龙卷风袭击的危险性及龙卷风作用下常规岛主厂房的可靠性进行了评估;最后，基于生命周期成本理论对核电常规岛主厂房在设计使用期内的龙卷风灾害经济损失进行了研究。　　主要的研究工作如下:　　(1)根据世界多个地区的龙卷风富士达等级观测记录和常用于极端气象灾害研究的极值分布理论，确定了适用于局部地区龙卷风灾害强度随机性研究的最优分布类型;将龙卷风风速场、建筑结构龙卷风荷载计算原理及龙卷风强度随机分布相结合，提出了封闭结构遭受龙卷风袭击时的荷载强度随机模型。研究工作将为核电常规岛遭受龙卷风袭击的危险性分析及龙卷风作用下常规岛主厂房结构体系可靠度研究打下基础。　　(2)将龙卷风发生强度、龙卷风起始位置和行进方向等作为随机信息，并首次考虑龙卷风在行进时强度发生变化的修正富士达皮尔逊路径尺寸标度，将它们相结合建立了核电常规岛主厂房遭受龙卷风袭击的随机事件模拟方法，采用蒙特卡洛模拟计算了常规岛主厂房遭受龙卷风袭击的概率，并研究了各随机项选取不同的分布类型和参数对厂房遇袭概率计算结果的影响。　　(3)通过流体动力学方法模拟出的常规岛主厂房表面风压系数，结合三维龙卷风风速场模型和龙卷风强度随机分布计算出厂房所受考虑强度随机性的龙卷风荷载;鉴于该随机荷载为非高斯、非典型分布且变异性很大，由混沌多项式展开对其随机性进行表达;考虑结构参数和龙卷风荷载的随机性，采用谱随机有限元法，分别对常规岛主厂房在龙卷风荷载不利工况下的静、动力随机响应进行了分析，并基于分析结果对龙卷风作用下主厂房结构的响应变化情况和结构体系可靠度作出评价。　　(4)针对龙卷风荷载有时很强，厂房结构有相当大的概率进入塑形工作阶段而谱随机有限元法难以应用于结构非线性随机分析的困难，采用有限元软件ANSYS内置的APDL语言编制了基于马尔可夫链——蒙特卡洛抽样理论的子集模拟法计算程序，对龙卷风作用下常规岛主厂房模型进行弹塑性动力可靠度分析，并将结果与谱随机有限元法的分析结果进行了对比。　　(5)将考虑服役环境、材料因素和使用年限的钢结构构件腐蚀深度模型与结构有限元推覆分析相结合，计算得到了常规岛主厂房结构在设计使用期内的侧向抗力衰减曲线;采用马尔可夫随机过程对主厂房结构在几十年服役期内所处的抗力状态进行了预测;由谱随机有限元法分别计算了处于不同抗力状态的厂房结构在不同性能目标下的失效概率;基于生命周期成本的概念提出了核电常规岛主厂房在设计使用期内的龙卷风灾害损失评估方法，对算例厂房遭遇龙卷风灾害的经济损失期望进行了估算，并研究了计算参数取值变化对龙卷风灾害损失结果的影响。