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篇1
1.3安裝工藝質量主要包括設備的就位與固定(如主變壓器的安裝取消鋼輪并固定在基礎上);型材、板材、鋼結構件、支吊架及管道等的裝配、連接與焊接;設備基礎、電纜橋架、出線構架及桿塔的安裝;電線電纜的敷設與配線連接等;均按滿足地震抗震烈度要求考慮,GIS設備按8度設防。設備的支架、吊架均要求具有足夠的剛度和強度,其與建筑結構有可靠的連接和錨固,使設備在遭遇設防烈度地震影響時不致跌落及損壞。管道、設備、建筑結構間的連接允許二者間有一定的相對變位。如封閉母線每隔25~30m加裝伸縮節,GIS每個間隔主母線加裝波紋管,主變儲油柜采用內置式波紋儲油柜,高壓電纜采用蛇形布置,埋管過混凝土伸縮縫采用套管,接地扁鋼過混凝土伸縮縫處作“Ω”形處理等。主要電氣設施及設備的設計、制造、安裝工藝質量等,均要求確保在地震基本烈度小于7度的地震災害發生過程中,不得發生危及設備本身安全以及危及人身安全的有害變形。
2應急設備的配置及其管理要求
2.1電源
2.1.1交流電源廠用電采用兩級電壓供電,設置10.5kV高壓廠用變壓器作為一級電壓供電設備,設置10.5/0.4kV低壓變壓器作為二級電壓供電設備。受電負荷主要分為:廠房部分負荷、大壩部分負荷和生活區負荷。廠用電源分別從1、3號機發電機母線上引接,設置2臺三相干式廠用變壓器,用共箱母線聯接;另設1臺柴油發電機作為廠房應急電源。從主廠房2號機發電機母線上引接一回電源至壩區用電,另由施工變電站引接一回電源作為壩區及生態廠房的備用電源。從生態機組發電機電壓母線上引出兩回電源,一回至壩區備用、一回至生態廠房廠用電;在1、3號機發電機電壓母線上分別留有引接辦公區及生活區配電變壓器的10.5kV間隔。為防止220kV母線故障引起全廠失電,從施工變電站引接10kV電源接至廠房作為廠用備用電源。綜上,電站廠房與壩區均設置有3個應急電源,在發生全廠性失電或發生地震災害的過程中可隨時向重要設施或設備提供應急電源。
2.1.2直流電源對電站正常情況下的控制操作電源、各類事故情況下的操作應急電源以及全廠流失電時的事故照明應急電源,將進行統籌考慮、統一設置,在發生地震災害時,即使全廠流失電,亦能確保相關設備的應急控制操作及事故照明用電。(1)主廠區重要機電設備的正常控制操作以及各類事故情況下的應急控制操作(含全廠流失電、地震災害等)均采用DC220V工作電源,計算機采用逆變電源供電。廠區在主廠房及開關站內分別各設置1套DC220V/600Ah閥控式鉛酸蓄電池組,容量按事故負荷持續1h計算,滿足設備的操作控制、事故照明、一般事故負荷以及計算機逆變電源的需要;充電浮充電裝置均采用微機型智能高頻開關電源。2套直流電源系統設備互為熱備用。(2)生態小機組廠房重要機電設備的正常控制操作以及各類事故情況下的應急控制操作(含全廠流失電、地震災害等)均采用DC220V工作電源,計算機采用逆變電源供電。在生態小機組廠房內設置1套DC220V/300Ah閥控式鉛酸蓄電池組,容量按事故負荷持續1h計算,滿足生態小機組廠房及壩區設備的操作控制、通信、事故照明、一般事故負荷的需要;充電浮充電裝置均采用微機型智能高頻開關電源。
篇2
一、房屋的平、立面布置應規則、對稱。
歷次震害調查說明,體型復雜或結構構件(墻體、柱網等)布置不合理,將加重房屋的震害.對于底層框架抗震墻磚房,其抗震性能相對于多層鋼筋砼房屋要差一些。因此,這類房屋平、立面布置的規則要求應更嚴格一些,即房屋體型宜簡單、對稱,結構抗側力構件的 布置也應盡量對稱,這樣可以減少水平地震作用下的扭轉。
二、嚴格限制房屋層數和高度。
在唐山大地震、汶川大地震中,未經抗震設防的底層框架抗震墻磚房的破壞較為嚴重。其主要原因是 底層沒有設置為框架抗震體系。在震害較為嚴重的底層框架磚房中,底層為半框架沿街一 跨為框架另一跨為磚墻承重體系,底層為內框架體系以及底層大部分為框架體系而山墻與樓梯間墻處不設框架梁柱等。基于總結震害經驗等,《建筑抗震設計規范》GB50011一2010(以下簡稱2010規范)結合砌體的種類,按設防烈度對房屋的總層數及高度給予了強制性的限制。2010規范特別規定了乙類建筑,以及丙類建筑8度0.30g和9度設防時不推薦采用此類底部托墻梁框架—抗震墻上部砌體結構的房屋。
三、嚴格控制底部框-墻結構和上部砌體結構的側移剛度比。
在地震作用下底層框架抗震墻磚房的彈性層間位移反應均勻和減少在強烈地震作用下的 彈塑性變形集中,能夠能夠提高房屋的整體抗震能力。2010規范對底層框架抗震墻磚房的彈性和彈塑性位移以及層間極限剪力系數進行了分析,強制性規定:第二層計入構造柱影響的砌體剛度與底層托墻梁框架—抗震墻的側移剛度比,6、7度不大于2.5,8度不大于2.0,同時不小于1.0;底部兩層托墻梁框架—抗震墻時,除底部一二層的側移剛度應相互接近外,對第三層計入構造柱影響的砌體剛度與第二層側移剛度比,6、7度不大于2.0,8度不大于1.5,且均不應小于1.0;
四、抗震墻的最大間距限值。
底層框架抗震墻磚房的抗震墻間距分為底層和上部磚房兩部分,上部磚房備層的橫墻間距要求應和多層磚房的要求一樣;底層框架抗震墻部分,由于上面幾層的地震作用要通過底層的樓蓋傳至底層抗震墻,樓蓋產生的水平變形將比一般框架抗震墻房屋分層傳遞地震作用的樓蓋水平變形要大。因此,在相同變形限制條件下,底層框架抗震墻磚房底層抗震墻的間距要比框架—抗震墻的間距要小一些。
五、合理布置上、下樓層的墻體。
首先應盡量使上層承重墻體落在下層框架梁上,即上部砌體抗震墻與底部框架梁“對齊”。不能落在框架梁上的砌體改為非抗震墻;若確實有困難時,可以部分落在框架次梁上,但是數量不能過多,以利于荷載傳遞。上部砌體抗震墻與底部框架梁的中心有偏差時,底部框架梁應考慮偏心引起的扭轉。
六、加強拖墻梁及其樓蓋和過渡層的墻體。
承托上層砌體墻的托墻梁,由于所受的荷載比較集中,在靜力作用下可以考慮為墻梁的作用,使墻梁荷載由于內拱作用而有所分散。但是在地震作用下,尤其是抗震設防原則允許墻體裂而不倒,因此,對其墻梁作用的程度和荷載的大小,在計算上和靜載下有不同的假設,可以參考有關資料確定。對于過渡層,作為剛度變化較大的樓層,理應加強處理,如考慮底部框架柱與上層構造柱的連接,樓蓋水平剛度的加強,墻體適當配置水平鋼筋等措施,以利豎向剛度的漸變。
七、提高底部托墻梁框架及抗震墻的抗震等級。
對底部的鋼筋混凝土結構,通過抗震等級來確定其主要抗震措施。對于抗震墻,一般要求采用鋼筋混凝土墻。對于底部框架-抗震墻的鋼筋混凝土部分原則上都要求符合鋼筋混凝土結構的要求。但對于抗震墻可針對低矮墻的特點設計或開設豎縫形成帶縫混凝土墻。托墻梁框架的抗震等級要高于框架—抗震墻結構中框架的等級且接近抗震墻結構的框支層框架的要求。
底層框架—抗震墻砌體房屋除了按上述要點進行抗震設計外,尚需嚴格按照規范要求采取抗震構造措施。汶川地震震害表明,只要嚴格遵循《建筑抗震設計規范》,可以大大減輕地震對結構的破壞和倒塌。
參考文獻
篇3
底層框架抗震墻砌體的震害特點
未經抗震設防的底層框架抗震墻砌體,其底層的縱橫墻數量較少且平面布置不對稱,而上部砌體則縱橫墻的間距較密,上部砌體的側移剛度比底層大得多,在強烈地震作用下,由于底層的抗側力剛度和極限承載能力相對于第二層薄弱,結構將在底層率先屈服、進入彈塑 性狀態,井將產生變形集中的現象。底層的率先破壞將危及整個房屋的安全。
我國近十幾年來的強烈地震震害表明,這類房屋的地震震害較為普遍,未經抗震設防的 這類房屋的震害特點是:
1.震害多數發生在底層,表現為“上輕下重”;
2.底層的震害規律是:底層的墻體比框架柱重,框架柱又比梁重;
3.房屋上部幾層的破壞狀況與多層磚房砌體相類似,但破壞的程度比房屋的底層輕得多。
1底層框架抗震墻砌體抗震設計的基本要求
底層框架抗震墻砌體的底層框架抗震墻和上部砌體部分均具有一定的抗震能力,但這兩部分不同承重和抗側力體系之間的抗震性能是有差異的,而且其過渡樓層的受力也比較復雜。底部框架抗震墻砌體具有上剛下柔,上重下輕的特點,房屋的震害程度與房屋的平面布置和上下墻體的相對位置,以及上下層的層間側移剛度比等密切相關。
1.1“強柱弱梁”原則
底部框架抗震墻砌體框架設計遵循的一個基本原則就是:“強柱弱梁”、“強節點弱構件”原則。目的是使框架結構在強烈地震作用下,塑性鉸先出現在梁端,后出現在柱端。如果框架的任一柱端先出現塑性鉸,可能會引起同一層其它柱端相繼出現塑性鉸,房屋因此而倒塌。但是底層框架梁因為要承擔豎向荷載引起的較大彎矩,截面較大,因而在截面抗彎強度的計算上滿足“強柱弱梁”的要求很困難,所以在構造上特別是箍筋的配置上應盡量實現“強柱弱梁”的設計原則。
1.2 結構平面設計講究均勻性、整體性
建筑平面布置應簡潔、規則、對稱,并盡可能減少上部砌體單元形式。上部砌體縱橫墻均勻對稱布置,沿平面內宜對齊,同一軸線的窗間墻寬度宜均勻。盡可能的將抗震墻對稱分散布置,使縱橫向抗震墻相連,縱向抗震墻應布置在外縱軸線,增強抗傾覆能力,避免出現低矮抗震墻(高寬比小于1),使層間剛度比使得結構的剛度中心與質量中心重合,減少地震作用下結構產生的扭轉效應。
1.3 結構立面的均勻性、連續性
底部框架抗震墻砌體結構的顯著特點就是“上重下輕”。上部磚房各層建筑功能保持一致,墻體豎向應對稱連續。對于出屋面的樓梯間,水箱間由于剛度突變,地震時容易引起鞭稍效應,所以要盡可能地降低層高。只有建筑設計做到豎向規則連續才能保證豎向強度和剛度的均勻性,避免上部砌體出現薄弱層,減少應力集中和變形集中。
2 抗震墻砌體的抗震設計
2.1 底層框架抗震墻的設計
目前,底層框架抗震墻砌體的底層設計歸納起來存在以下三方面的問題:
底層為大商場等有大空間使用要求時,底層抗震墻(一般為磚墻)設置得很少,其底層的側移剛度比縱橫墻較多的第二層小得多。這種結構由于其地震傾覆力矩主要由鋼筋砼框架柱承擔,使得底層鋼筋砼框架柱的承載能力大為降低,底層成為較薄弱的樓層;在強烈地震作用下底層成為彈塑性變形和破壞集中的樓層,危及整個房屋的安全。要解決以上問題,首先,建筑平面布置時,應考慮在適當部位布置一些墻體。其次,采用鋼筋砼抗震墻來代替砌體抗震墻,一片相同厚度、高度和長度砼墻的抗側剛度是砌體墻的好幾倍,既可減少墻面數又能保證底層的側移剛度。
底層沿縱向分成幾個較大空間,一些設計方案把分隔橫墻設計成為帶構造柱、圈梁的砌體,使得底層的橫向與縱向均不能形成完整的框架抗震墻體系。在地震作用下這些分隔墻因側移剛度大而先開裂,又因其承載能力和變形能力較鋼筋永框架差而破壞嚴重,并且過早的退出工作,產生彈塑性內力重分布,導致底層框架抗震墻部分破壞嚴重。因此,結構布置時必須將底層布置成縱橫向框架抗震墻體系,避免以上問題的產生。
2.2 過渡層的設計
抗震墻砌體的二層稱為過渡層。此層擔負著傳遞上部的地震剪力和上部各層地震力對底層樓蓋的傾覆力矩引起樓層轉角對第二層層間位移的增大,因而此層受力復雜,也顯得非常重要。對于底部框架抗震墻砌體,當底層按抗震規范要求設置一定數量的抗震墻后,房屋底部的側向剛度和水平承載力有較大提高;此時如果忽略過渡層墻體的側向剛度和水平承載力的降低,可能使房屋的過渡層成為薄弱層;由于過渡層磚砌體的變形能力較底層相對較差,因而將降低這種房屋的抗震性能。為避免上述情況發生,應加強過渡層墻體的抗震構造措施。二層構造柱配筋較上部同一位置構造柱配筋加大一級,二層構造柱下端箍筋適當加密,構造柱縱向鋼筋錨入底層框架柱、梁內40d;除按抗震規范設置構造柱外,應根據房屋層數、設防烈度適當增設構造柱,尤其是在底層有抗震墻的位置,以改善整個結構傳遞水平力的性能;另在房屋四周外墻,在縱橫墻交接處均宜設構造柱,以增加上部砌體結構與底部鋼筋砼框架抗震墻結構的連接和整體性,避免由于房屋上部及底部材質不同,結構的自振頻率不完全一致,在地震作用下因上、下部連接不強而在二層樓面處形成脫接。
3 底部框架結構抗震設計中應注意的問題
3.1 注重概念設計
選擇對抗震有利的建筑場地,簡化建筑體型,講究規則對稱,質量和剛度變化均勻,抗震結構體系合理、明確等是確保抗震設計合理的基本設計內容。同時抗震設計應滿足“小震”不壞“,中震”可修和“大震”不倒的設防目標。《建筑抗震設計規范》(GBJ50011-2001)的第7.1.8條規定,底部應沿縱橫兩方向均勻對稱布置框架-抗震墻體系,并重點強調底部抗震墻應是雙向、對稱布置并縱橫抗震墻相連。由于底部框架墻結構中的剪力墻屬低矮墻,其抗剪剛度相對較大,如果布置的墻肢較長、平面形式復雜,很容易出現局部剛度過大,受力過于集中的現象,甚至經常出現只布置極少的剪力墻就滿足上下層抗側剛度比限值的情況。如果不作處理,則會造成建筑的剛度中心對質量中心的偏心距較大,地震力作用下會對結構產生扭轉效應。
底部框墻結構的柱網不宜過大,一般控制在7.5m左右,并且框架梁上懸墻數目不應超過一道。首先從使用功能上,底框結構大多為商住樓,該跨度對應上部可分割為兩開間,無論上部為住宅樓,還是辦公樓,開間尺寸都必須以滿足砌體結構所能實現的功能。
3.2 嚴格控制側移剛度比
現行抗震規范對底層框架砌體第二層與底層的側移剛度比不僅會影響地震作用下的層間彈性位移,而且對層間極限剪力系數分布、薄弱樓層的位置和薄弱樓層的彈塑性變形集中都有很大影響。因此應嚴格的限制側移剛度比,設計中并對此作控制性驗算。這是因為該比值分析結果表明,當>2時,在強烈地震作用下會造成薄弱的底層彈塑性變形集中,彈性位移增大,會加速底層的破壞;但當
3.3 結構體系要合理
底部框架砌體的底層或底部兩層均應設置縱橫向的雙向框架體系,因為底部的地震剪力按各抗側力構件的剛度分配,在這些結構混用的體系中,砌體比框架的抗側力剛度大得多,在地震作用下,磚墻先開裂破壞,而磚墻的變形能力較框架要差得多,這樣會形成磚墻構件先退出工作,導致加重半框架或部分框架的破壞。
結論
底部框架抗震墻砌體上部和底部抗震性能差異較大,由于其結構形式特殊,設計不合理將導致地震時的嚴重破壞。設計房屋的平面規則對稱、控制底層和過度層的剛度比,合理布置底部框架抗震墻磚房的結構體系等,能使底部框架抗震墻磚房具有較大的抗震能力和良好的抗震性能。
參考文獻 :
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Keywords: masonry structure; Seismic design; Design key points of the
中圖分類號:U452.2+8 文獻標識碼:A文章編號:
目前,我國所的房屋抗震及隔震和消能減震設計技術標準,主要是根據《建筑抗震設計規范》的要求進行核定的。一般來說,石結構房屋的抗震性能比較差,在抗震規范中所限定的石結構房屋的使用范圍也很小。文章主要是針對燒結普通磚、燒結多孔磚、混凝土小型空心砌塊等材料的砌體結構房屋進行討論的。
一、砌體結構抗震的一般規定
(一)房屋總高度、層數
為保證建筑的抗震能力,通過限定房屋的層數和總高度,是較為有效手段之一。
①通常情況下,層數和總高度要那種建筑行業的相關規定來確定。②對橫墻較少的多層砌體房屋,如醫院、教學樓等,在總高度的控制上,要比其他房屋的規定降低3m,在層數上則需要相應減少一層;各層橫墻很少,即同一樓層內開間大于4.2m的房間占該層總面積的40%以上的多層砌體房屋,就需要按照具體情況,對總高度和層數進行適當的調整。③橫墻較少的多層磚砌體住宅樓,如果根據規定采取加強措施,而且能夠滿足抗震承載力要求時,其高度和層數允許就按一般的規定采用。
(二)房屋的層高
普通磚、多孔磚和小砌塊砌體承重房屋的層高,要控制在3.6m之內;底部框架一抗震墻房屋的底部和內框架房屋的層高,則應該控制在4.5m之內。
(三)結構布置
(1)單向板屋蓋時承重方案
如果是單向板樓蓋屋蓋,那就應該盡可能的選用橫墻承重,或者縱橫墻共同承重的方案;縱橫墻的布置需要保持均勻對稱,而且需要保證沿平面內宜對齊,沿豎向應上下連續;在同一軸線上窗間墻寬度,也必須是均勻的。
(2)平立面布置與防震縫
如果房屋的平面和立面布置都是不規則的,也就是出現平面上凹凸曲折、立面上高低錯落時,其震害通常是比較嚴重的;即使平面和立面布置規則,假如質量中心和剛度中心不重合,那也同樣會大大的加重震害。這主要是由兩方面的原因造成的:一方面是因為各部分會產生較大的變形差異,這就很可能在各部分連接處產生較強的應力集中;另一方面是因為質量中心偏離剛度中心,在地震時房屋發生扭轉,進而進一步加劇了地震的破壞作用。對于突出屋面的部分,因為鞭鞘效應這會造成地震作用增大,這就意味這突出部位愈細長,地震作用愈大,而震害一般就會顯得更為嚴重。
所以,在設計中,應該盡可能的保證房屋的平、立面布置規則、對稱,保證房屋的質量分布和剛度變化均勻。在平面布置方面,則應該盡可能的避免墻體局部突出和凹進,如果是L形或槽形,那就必須把轉角交叉部位的墻體拉通,保證水平地震作用,能夠順利的通過貫通的墻體傳到相連的另一側。另外,還要盡可能的避免將大房間布置在單元的兩端。在立面布置方面,則應該盡量應避免局部的突出的現象出現。假如工程的實際情況要求布置局部突出的建筑物,那就需要根據相關的要求采取措施,如在變截面處加強連接,或者可以考慮采用剛度較小的結構并減輕突出部分的結構自重。樓層錯層處墻體往往震害較重,故樓層不宜有錯層,否則應采取特別加強措施。
假如遇到更大的問題,即整個建筑必須不規則布置,那就需要設置防震縫將其分割成若干獨立單元,通過保證每個單元達到規則,保證抗震功能。如果工程出現下列情況之一,就需要及時的設置防震縫:①房屋立面高差在6m以上;②房屋有錯層,且樓板高差較大;③各部分結構的剛度、質量截然不同。防震縫應貫通房屋上部結構,縫兩側應布置墻體。縫寬應根據地震烈度和房屋高度采用50~100mm;基礎可不設防震縫。
(3)抗震橫墻間距
一般來說,矩形平面多層砌體房屋,其橫向的抗力問題較突出,這就需要抗震橫墻要有夠強的承載力,同時也需要樓蓋必須具有傳遞地震力給橫墻的水平剛度。所以,在設計中為了滿足樓蓋對傳遞水平地震力所需的剛度要求,房屋抗震橫墻的間距,必須要得到很好的控制,以便報抗震設計的科學性和可行性。
二、多層砌體結構房屋的地震作用及地震作用效應
(一)水平地震作用計算
普通的砌體結構房屋,只要求進行水平地震作用下的抗震計算,也就是分別沿房屋的兩個主軸方向進行,保證每個方向的水平地震作用,能夠全部由該方向的墻體承受,即橫向和縱向分別進行驗算。在設計中,包括多層砌體房屋、底部框架房屋和多排柱內框架房屋,在內的砌體房屋,應該選擇底部剪力法計算水平地震作用。
一般而言,多層砌體房屋水平地震作用時的計算簡圖,與框架結構時的圖大致相當。這是一個結構單元的計算簡圖,不是一個開間的計算簡圖;結構抗震分析時應取整個建筑物作為計算單元,有防震縫時取整個防震縫區段作為計算單元。下圖中
各質點的計算高度H,通常可以取樓蓋上皮至結構底部的距離。結構底部位置,則需要按照下列原則確定:①如果沒有地下室,而且基礎埋深較小,那就需要取基礎頂面;基礎埋深較大時,取室外地坪下0.5ITI;②如果有整體剛度很大的全地下室,那就需要取地下室頂板上皮;③當地下室整體剛度較小或半地下室時,取地下室室內地坪。上圖中集中于各質點的重力荷載代表值Gt,其實際上是上下各半層的墻、計算單元各層樓面梁板、柱等自重標準值和各可變荷載組合值之和。
(二)底部剪力法
這種方法必須要先計算總水平地震作用標準值FEk,也就是底部剪力,然后再分配給各層。
FEk=α1Geq式中:α1是相應于結構基本自振周期的水平地震影響系數,如果所設計的是多層內框架磚房和多層砌體房屋、底部框架,那就應該取水平地震影響系數最大值αmax,當單質點時取重力荷載代表值G1時,多質點時就必須要取各質點重力荷載代表值之和的85%。
(三)樓層地震剪力在本層各墻體間的分配
在把各樓層的地震剪力Vi求出后,可以把Vi在本層墻體間進行分配,接著按照各墻體分得的水平地震剪力驗算截面抗震承載力。大量實踐表明,在多層砌體房屋中,樓蓋水平構件對樓層地震剪力在本層各墻體間的分配,有著至關重要的影響。根據樓蓋水平剛度的不同,分別按以下方法分配。
(1)橫向水平地震剪力的分配
如果是剛性樓蓋,那現澆和裝配整體式鋼筋混凝土樓(屋)蓋,水平剛度將會很大。這種剛性樓蓋的樓層,層間各橫墻所承受的水平地震剪力與其剛度成比例,或者說,樓層的地震剪力,是根據各橫墻的剛度比例分配給各橫墻。這就決定了設計過程中,需要先討論層間各橫墻的抗側移剛度。
(2)縱向水平地震剪力的分配
內外縱墻主要承受由縱向水平地震作用求得的樓層縱向地震剪力。一般會因為縱向墻體的間距比較小,而樓(屋)蓋水平剛度較大,所以,在進行樓層縱向地震剪力向各縱墻分配的過程中,需要根據剛性樓蓋的規律來進行合理的設計和施工。由于縱墻往往較長,通常可以按縱墻凈截面面積與全部縱墻總凈截面面積的比值進行分配。
三、墻體截面抗震承載力驗算
砌體房屋的砌體構件抗震承載力驗算,一般表現為砌體墻的截面抗震受剪驗算,當然,底部框架房屋和多排柱內框架房屋的框架部分另當別論。砌體墻的截面抗震受剪驗算式,與前面的式頗相似,也是砌體墻剪力V與受剪抗力相比較;不過現在的砌體墻剪力V是地震作用引起的,即墻段分得的剪力;對多層砌體房屋,不考慮風荷載與地震作用效應的組合,現在的受剪抗力是抗震受剪抗力。在砌體的抗震抗剪強度設計值的選擇上,設計人員需要從多個角度去探討,比如說從砌體沿階梯形截面破壞的抗震抗剪強度設計值,也就是按照各類砌體沿階梯形截面破壞的抗震抗剪強度取設計值。
四、結語
對于砌體結構房屋抗震設計而言,需要設計人員根據砌體建筑的特點和當地抗震的需要,結合樓高的限制,在設計的過程中,嚴格按照規定進行設計,同時需要對設計的要點進行充分的探究,保證設計的可行性。
參考文獻:
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篇5
結構設計中典型位置的原理如圖所示:
2 隔震技術對電氣專業的影響以及電氣專業在采用隔震設計的建筑物中專門設計的必要
通過對隔震技術的描述可以看出,隔震技術比較獨特的地方在于“隔”,要想隔離地震,首先要將建筑物進行科學的分隔。唐山新文化廣場項目是按照抗震九度進行設防,地震發生的時候,隔震層上、下兩部分結構會發生相對位移以達到抗震的作用。這種相對的位移最大可以達到幾十厘米,一般設計中,不用考慮相對位移的影響,建筑物內部的橋架、金屬管、母線等采用的是剛性連接;在采用隔震設計的建筑物中,如果上述構件也采用剛性連接,在地震發生、產生相對位移時,這些構件本身勢必會遭到破壞,會造成樓內供電中止、信號中斷、設備無法使用,甚至會對建筑物本身的安全產生不良影響。因此,在采用隔震設計的建筑物中,電氣相關設備也必須采用相應的隔震設計,以減少地震造成的損失、降低建筑物的維護費用。
3 電氣專業隔震技術綜述
目前國內現行的規范中,對電氣專業隔震技術進行闡述的相對較少。《建筑抗震設計規范》GB50011-2010對機電設備支架的基本抗震措施進行了基本描述;另外,國家標準圖集《建筑結構隔震構造詳圖 03SG610-1》中也列舉了一些電氣設備的隔震做法。其中,《建筑抗震設計規范》GB50011-2010第13.4.3條規定,對于有隔震裝置的設備,應注意其強烈震動對連接件的影響,并防止設備和建筑結構發生諧振現象;第13.4.4條規定,管道和設備與建筑結構的連接,應能允許二者間有一定的相對變位。從一個側面給了電氣專業做隔震設計的有益提示,那就是,采用隔震設計的建筑物,電氣的相關設計應主要考慮相對位置變動的影響,同時,在此類建筑中,地震時地震作用減小,對電氣設備錨固的要求降低了。不過由于此類建筑中設備與樓板之間的相對位移會比常規設計的要大,強烈震動對隔震設計中的連接件的影響也會比常規設計的大很多,那么連接件是否連接牢靠,能否經得住強震的影響也就成了一個十分重要的內容。
電氣專業隔震技術,主要是在隔震層對連接上部建筑與基礎的相關電氣原件進行軟連接處理,通過軟連接,吸收掉地震時建筑物上下兩部分相對位移產生的能量,從而保證電氣相關設備在地震中不被破壞。目前國內相關的規范、圖集中涉及的相關做法主要有以下幾種:
電纜入戶做法(一)
如圖所示,入戶的位置穿結構墻體預埋入戶管,電纜橋架吊裝在樓板上,入戶管和電纜橋架之間的電纜采用明敷,并且在長度上預留出一定的余量來(一般來說,這個余量不能小于隔震支座在罕見地震下的最大水平位移值的1.2倍,后面所屬的“余量”與此要求相同)。結構專業的梁做的比較高,影響電纜走線的時候,可與結構專業協商,穿梁預埋套管,以方便電纜敷設。
電纜入戶做法(二)
圖示這種做法與第一種做法類似,這種做法與結構梁的高度、電纜橋架的安裝高度都有關系;一般來說,在結構梁不是特別高,同時,與其它專業綜合以后,電纜橋架可以在梁下安裝的時候才能采用這種方式;這種方式的優點是不需要在結構的梁上預留套管,減少了專業間配合的時間,橋架安裝的位置也相對自由,理論上,兩個柱子之間的空間都可以用于安裝橋架;不過考慮到地震時上下兩部分結構的相對位移,建議采用此種安裝方式時,橋架距離柱邊至少留出1米的空間,并且要保證橋架的固定裝置(吊桿等)均設在上層結構體上。
電纜入戶做法(三)
圖示為室外電纜直接引入室內配電箱的做法,上下結構體中分別做好預埋管以方便管線通過,預埋管之間電纜采用明敷,并預留一定的余量(具體要求參見第一種做法)。
避雷線連接做法
圖示為防雷引下線穿過隔震層的做法。在采取隔震設計的建筑中,由于上下結構體是分離的,那么防雷引下線勢必無法按照常規的做法引下跟接地體相連。這種情況下,就需要在隔震墊兩側的柱體上各做一個預埋件,導雷體(防雷引下線)通過明敷跨接在兩個預埋件上,兩個預埋件分別與柱子內的主筋做可靠連接。同樣的,明裝的導雷體(防雷引下線)也需要留出一定的余量來。
目前國內相關的規范、圖集涉及到的關于電氣設備的隔震措施主要有上述幾種,當然了,在實際設計的過程中,可能會遇到更多的設備、元件需要做隔震,比如說密集型母線,建議進行如下處理:
如圖所示,采用密集型母線進行供電的時候,密集型母線在穿過隔震層的時候改成電纜敷設,以防止地震時產生的相對位移帶來的破壞。
在唐山新文化廣場的項目中閱讀了一些國外的隔震設計的資料,其中有一些關于電氣設備的隔震設計的內容,下面摘錄日本關于電力進線隔震設計的做法,以供探討、研究。
參考文獻
[1] 中華人民共和國住房和城鄉建設部. 《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008
[2] 中華人民共和國住房和城鄉建設部及中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局. 《建筑抗震設計規范》GB50011-2010
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1 城市變電站一次設計的相關概述
1.1 城市變電站的重要性
城市變電站是完成城市電力轉換和電力配置的重要組成部分,是城市功能性和服務性實現的關鍵部分。而且,隨著城市規模和城市用電設備的不斷增多,城市的電氣設備對供電電壓和供電質量具有更高的要求。為了進一步提高城市變電站的安全系數和安全質量,需要進一步對城市變電站的一次設計進行控制,科學的對互感器、母線、一次設備等進行設計,發揮城市變電站的功能性和可靠性,規避安全隱患,提高城市的功能性和服務質量,推動城市的持續健康發展。
1.2 城市變電站一次設計的基本內容
城市變電站在實際的一次設計中,需要科學的對主接線、變壓器、高壓配電器等進行選擇和布置,發揮一次設備和線路的功能。在實際的城市變電站一次設計中,需要嚴格的遵循國家的相關設計標準,確保設計質量。并滿足城市用戶的基本需求,使得變電站的功能更加靈活、實用,促使變電站可以為城市的建設和城市的發展提供電力基礎,推動城市的持續健康發展。
2 主接線設計與主變壓器選擇問題
主接線和變壓器是變電站的重要一次設計部分,也是城市變電站一次設計中的重要問題之一。為此,需要科學的對主接線設計和主變壓器進行選型,確保一次設計質量,規避安全隱患,發揮城市變電站的功能,推動城市發展。
2.1 電氣主接線設計問題
現階段,城市電氣主接線設計,通常采用復雜的設計形式,而這種復雜的形式,可以使得城市變電站的運行質量和運行可靠性得到提升。但是受到復雜的電氣主接線設計,使得變電站的維護和管理較為困難。尤其是維護過程中,受到主接線復雜設計的影響,使得主接線的故障檢測和故障分析較為困難,影響主接線的維護質量。此外,復雜設計還會導致影響變電站的占地面積增加,維護成本和建設成本增加。
針對電氣主接線的復雜設計,需要科學的展開電氣主接線的優化設計,結合電氣設備的特點、負荷的性質、電壓等級等因素,選擇經濟效益最優、設計最為簡單的主接線方式。城市變電站的主接線,針對220kV變電站可以采用雙母線分段接線、橋線的方式。110kV變電站可以采用線路-變壓器-主接線的形式,35kV變電站可以采用單母線分段接線的形式。優化的主接線方式,可以使得線路的復雜情況得到有效的緩解,使得主接線成本可以有效的降低、提高維護效率、減少占地面積。
2.2 主變壓的選擇問題
主變壓器是變電站的重要部分,是影響變電站的功能性和可靠性的關鍵因素,這也就使得主變壓器的選擇問題成為城市變電站一次設計的主要問題之一。在一些城市變電站的一次設計時,沒有嚴格的對城市主變壓器的總容量、占地面積等內容進行分析,沒有結合城市的不同季節和時間段的用電情況,導致城市變電站的主變壓器選擇不夠合理,導致空載損耗、負載損耗使用發生,甚至不能滿足城市的實際用電需求,制約城市的持續健康發展。
針對城市變電站主變壓的實際情況,需要科學的對主變壓器進行選擇,主變壓器的選擇,需要結合城市的用電高峰情況與城市的供電情況,從而科學的對變壓器的總容量等內容進行選擇。,此外,還需要選擇高阻抗的變壓器,限制電路的短路水平,從而達到節電的目的,城市主變壓器的設計時,需要在一臺變壓器出現故障時,另一臺可以為主變壓器負擔70%負荷,促使城市變電站可以始終處于穩定的運行狀態,規避停電的風險。
3 高壓配電裝置的布置方式和結構抗震設計問題
針對高壓配電裝置的布置方式和結構抗震設計問題進行分析,并促使其可以得到優化設計,促使城市變電站的一次設計質量得到有效的提升。
3.1 配電裝置的布置方式問題
一些城市變電站中,由于布置不夠合理,使得布置線路的占地面積較大,導致后期的維護和檢修的難度增加,導致成本較高,影響后期的配電裝置使用。為此,需要科學的對配電裝置的布置方式進行選擇,選擇施工難度適中,后期養護和使用成本低的布置方式,并結合城市變電站的輸電負荷等內容,對中型布置、高型布置和半高型布置的方式進行選擇,提高配電裝置的布線質量。
3.2 抗震結構設計問題
抗震結構設計時變電站一次設計中的重要問題,如果變電站的抗震等級不能達到標準,會導致城市變電站的質量受到地震的影響,導致安全隱患。為此,在實際的城市變電站一次設計中,需要嚴格的控制抗震設計,促使變電站的抗震等級可以得到有效的提升。
4 斷路器與直流系統的設計問題
斷路器與直流系統同樣是城市變電站中值得注意的問題,如果斷路器的設計不夠合理,使得變電站的保護功能不能得到有效的發揮,導致安全隱患的發生。而直流系統的設計問題,如果不能得到有效的控制,會導致電力損失和安全隱患。為此,針對斷路器需要控制斷路器本身導電性和使用壽命等進行選擇,促使變電站的斷路器設計質量可以得到保障。直流系統可以采用單母線分段接線的方式,并合理的對絕緣監測裝置等進行安裝,確保直流系統的穩定可靠。
5 結束語
城市變電站是城市的重要組成部分,是影響城市功能和城市穩定的關鍵。為此,需要科學的對城市變電站進行設計,針對城市變電站一次設計的相關問題分析和解讀,積極推動城市變電站的設計質量和設計水平得到提升,充分發揮城市變電站的功能,積極推動城市的持續健康發展。
參考文獻
[1]任志毅.城市110kV變電站電氣一次設計的分析[J].中小企業管理與科技(下旬刊),2013,11:304-305.
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在建筑結構及安全性設計中,最小配筋率是極為重要的問題之一。為了保證建筑結構安全性,受彎構件的最小配筋率和混凝土抗拉強度對鋼筋屈服強度的比值應呈正比。研究顯示,假如鋼筋屈服彎矩數值與開裂彎矩數值之間的差距處于一定范圍,構件的延性仍然沒有提高,是因為配筋低的時候只會出現既寬且深的縫隙。在極限狀態下,混凝土強度與鋼筋屈服強度往往都是以標準強度為基準,而這種標準強度是指比平均值低的一個分位值。由于極限狀態下,開裂彎矩應該大于屈服彎矩,在這里將標準強度看作是最小配筋率就顯得不是很準確,只有混凝土強度使用高于標準強度的分位值,開裂強度數值才會更加準確、可靠。除此之外,混凝土柱中同樣存在最小配筋問題。這是指混凝土柱的配筋率較低,則代表其的延性差。
2.構造問題
建筑結構設計中,收縮、徐變等都起著極為重要的作用,但由于這些問題的計算有一定的難度,因此設計人員往往會忽略這些問題,這也會導致建筑結構安全性受到一定的影響。而為了避免這些影響的出現,設計人員一般是在建筑結構設計中使用一些構造措施。建筑結構設計屬于一項系統且復雜的設計工作。在設計過程中,為了保證建筑結構的安全性和設計的科學性,設計人員需要依據基礎原理對設計中遇到的問題進行分析,并找到解決方法,以便保證建筑結構設計的合理性。比如地下結構的設計。在地下結構中,頂板屬于受彎構件,側墻屬于大偏壓構件。假如提高地下結構的荷載安全系數,頂板就會處于安全狀態,側墻則相反,因為軸力的提高會增加側墻的抗力。
3.混凝土保護層厚度
在建筑結構設計中,承載力是一項極為重要的內容。比如當混凝土保護層的厚度較小時,建筑結構的抗彎承載力就會變高。從耐久性而言就相反:當混凝土保護層厚度較大時,建筑結構的耐久性也能得到相應的提升。從裂縫寬度而言:混凝土保護層厚度較小時,建筑結構的裂縫寬度也會隨之變小。在不超過裂縫寬度允許值的情況下,對不同場合應該進行區別對待,即以不同的混凝土保護層厚度去要求結構的設計,以避免在混凝土保護層增加時,建筑結構會出現不合理現象。
二、建筑結構抗震設計
建筑結構抗震設計在保證建筑安全性方面起著極為重要的作用,而這方面的設計也與其他作用的設計有一定的差異。在建筑結構抗震設計過程中,設計人員需要對抗震設計原理有很好的掌握,并且要依照相應的原則進行抗震設計。
比如在選擇建筑施工場址的時候,設計人員需要對建筑預期建設地的地質、環境等進行勘察,避免選到對建筑抗震有一定影響的地方。同時,為了保證建筑物能夠擁有較好的抗震性能,建筑物的布局應該科學、合理,建筑結構的設計應遵循抗震原則。研究顯示,簡單、對稱的建筑物具有較強的抗震性能。此外,建筑結構抗震設計必須要擁有相應的計算簡圖;地震作用傳遞路線也應明確,并且抗震防線與抗震承載力也應標明。同時,建筑結構抗震設計還應具備較強的變形能力、剛度等。在建筑結構抗震設計的時候,建筑物整體應盡量規則、簡單,建筑結構的質量中心也應與鋼都中心保持一致。
三、建筑結構設計中提高建筑安全性的方法
建筑結構設計作為在建筑工程建設中起著極為重要作用的環節,其設計的科學性、安全性會對建筑工程的施工質量和施工效率造成極大的影響。因此,為了確保建筑工程施工質量,需要采用科學的方法對建筑結構設計安全性進行提升。
1.強化設計人員的安全意識
建筑結構設計作為一項系統、復雜的設計工作,只有設計人員對建筑結構專業知識有很好的掌握,并具備較強的創新思維,建筑結構設計安全性才能得到保證。在建筑工程建設過程中,建筑結構設計屬于必不可少的環節,同時為了保證建筑結構設計的科學性、適宜性,設計人員需要對每個設計環節進行仔細的推敲,并深入分析各個環節在實施過程中可能出現的問題,以便在設計階段對其進行解決,從而確保建筑工程建設能夠順利的完成。另外,在建筑結構設計過程中,設計人員需要詳細的了解相應的規章制度,并在設計過程中嚴格遵照規章制度的要求進行結構設計,以避免建筑結構設計出現不必要的問題。同時,設計人員在設計建筑結構的時候,建筑結構抗震是其必須要認真考慮的內容之一,并且要依照科學的設計理念進行建筑結構抗震設計;建筑企業也應該對設計人員的安全意識進行強化,以使設計人員在結構設計中能夠充分考慮建筑物的使用安全性,從而保證建筑結構設計安全性能夠得到有效地提升。
2.依照建筑結構規范進行設計
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車載移動變電站屬于電力系統中的特殊變電站,是一種有效的應急供電設計,是“電力系統突發事件應急預案”的重要組成部分。主要由平板拖車、抗震型高壓側組合電器、抗震型低高度變壓器、抗震型中開關系統以及相應的自動化控制保護系統等構成,具備運輸方便、靈活可靠等特點,能在數小時內投入運行,可在事故、搶修和自然災害等情況下,迅速替代常規變電站,發揮應急供電的作用。車載移動變電站具有非常好的靈活性、使用方便、操作簡單,選址靈活、運輸方便,投資成本少,見效快,可提供不間斷的送電,快速性。并且具有極其重要的特殊應急意義。
1 車載移動變電站定義
車載移動變電站屬于電力系統特殊變電站的制造技術領域,根據需要,車載移動變電站由兩個以上車載設備組成,其中包括高壓車載變電站設備、中壓車載成套設備、車載電容器設備、車載自動化通信設備、移動值班車等,主要由半掛車活平板拖車、抗震型高壓組合電器、抗震型低高度變壓器、站用電源系統等互相連接構成。
2 車載移動變電站設計
車載移動變電站是一個集一、二次設備于一體的組合設備,他首先應當安全,可靠,其次應當使用快捷,方便,還應當便于運輸和遷移。其中技術指標就是抗震,防腐,抗干擾性能。車載移動變電站的電氣設備都與通常的固定設備有較大區別。很多實例證明,使用常規電氣設備拼湊起來的車載移動變電站的性能遠不能適應“車載”和“移動”的使用要求。
目前,我國還沒有頒布車載移動變電站電氣設備抗震標準規范和具體要求。因此,專業設計中對抗震的要求缺乏有力的依據。車載移動變電站設備除電站底盤和變壓器在剛度計算和應力復核時考慮震動作用力外,其他設備考慮的很少,甚至根本沒有考慮。經與輔機設備制造廠交流,震動設防烈度要求與設備本身設計是基本一樣,重點考慮的是設備的布置,連接和防雷,抗腐蝕等方面的技術要求,特別是在車載移動變電站行駛時的震動力的影響。特別注意的是如何確保車載移動變電站運行地點更換后的立即投入電網的要求,這也是移動變電站特殊運行環境的要求。
3 車載移動變電站的抗震設計原則
車載移動變電站的制造應根據在特定的地區環境、經常行駛的道路等級和最長的運輸距離作為設計條件,分為市區用車載移動變電站和野外用車車載移動變電站。所有設備保持完好狀態,可以使車載移動變電站到達目的地后迅速投入電網運行。
(1)為提高車載移動變電站的整天抗震能力,變電站中所有的電氣設備都需要明確相應的抗震參數。
(2)各個主設備支撐架設計應牢固,每個整體設備應盡量采用同一個支撐架,并且要與車體鋼構件形成可靠的連接方式,避免采用無支撐架的安裝方式。
(3)車載移動變電站中斷路器的可靠動作受自動化設備的影響很大,為保證斷路器的正確動作,必須使自動化裝置結構、布置配線、柜體選料等方面有足夠的抗震能力,從而保證經常性震動后在整提結構和機柜間連接不發生松動才能保證開關的正確動作。
(4)金屬材料的力學特性決定了其有較強的抗沖擊、震動等動荷載的能力,依據所采用設計規范,材料屈服強度極限和容許應力之間尚有1.5~2.0的安全系數,超設計載荷的能力較強。
(5)在車載移動變電站行駛過程中,因道路狀況而受到震動時,電氣設備安裝的金屬構架及相關的加固點不應發生變形和損壞。
(6)車載移動變電站變壓器選型和布置方面,應設法降低高度,盡量減輕車輛承受載重。固定變壓器的基礎應當與車體連接應牢固可靠,防止震動移位。變壓器、高壓組合電器、中壓保護控制小室于車體間均設置可靠基礎的連接螺栓,并有防震脫離裝置,確保在震動時不發生松動。
(7)多于高壓開關設備、避雷器等,要盡量降低他們的安裝位置和重心位置,改變細長比。為了防止斷路器各相間及操動機構發生移動,多于斷路器及其操動機構的基礎,要盡量設置在同一個底板上面。
4 移動變電站的電氣設備設計原則
車載移動變電站電氣設備要遵循“確保安全、留有裕度”的原則,確保車載移動變電站電氣設備及輔助設備子啊設計工況下滿足“到達目的地時,基本完好,短時間可以投入電網”的要求。最大限度減少故障的幾率。車載移動變電站長距離運輸承受大震動后電氣設備應具備幾種情況:
(1)通過運輸震動記錄儀測定的實際運輸承受震動大于校核震工況時,必須對所有電氣設備進行全面的檢查和必要的機械和電氣實驗,實驗合格并對發現的缺陷進行處理后方可投入運行。
(2)通過運輸震動記錄儀測定的實際運輸承受震動達到校核震工況時:車載移動變電站電氣設備可以運行;但必須事先仔細對相關設備進行外觀檢查和安排簡單的實驗,確認無問題后方可將設備投入運行。
(3)通過運輸震動記錄儀測定的實際運輸承受震動小于校核震工況時,也應該進行外觀檢查和必要的試驗,根據檢查試驗情況進行必要的維護后即可恢復使用,通常情況下車載移動變電站的運輸路面條件差得多,很難預料到路口環境。
(4)通過運輸震動記錄儀測定的實際運輸承受震動小于校核震工況時,車載移動變電站電氣設備自身狀態基本保持完好,可以迅速投入電網。
5 結束語
近年來,車載移動變電站在國外供電系統得到了廣泛應用,在我國,隨著國民經濟的快速發展和人民生活水平的不斷提高,社會各界對供電質量和不間斷供電的要求日益強烈,需要電力企業進一步提高供電可靠性、減少停電時間,對車載移動變電站的需求逐漸顯現。
參考文獻
[1]岳保良,包紅旗.電氣運行[M].北京:中國水利水電出版社,1998.
[2]陳化鋼.電力設備一次運行及事故處理手冊[M].北京:中國水利水電出版社,2009.
作者簡介
劉永耀(1983-),男,河南省平頂山市人。現為許繼電氣股份有限公司工程師,從事營N管理工作。
龍勇(1983-),男,四川省瀘州市人。現為許繼電氣股份有限公司工程師,從事服務管理工作。
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Keywords: nuclear equipment, identification standards, test methods and procedures
中圖分類號:TK-9 文獻標識碼:A 文章編號:
我國核級設備鑒定工作的發展概況
為切實貫徹和落實國家積極發展核電建設的方針,同時強調了要積極實現核電站的自主設計、設備的國產化能力,關鍵是核級設備的質量問題,我國自己應經具備了熱老化試驗臺、輻照老化實驗室、振動老化實驗室以及機械老化實驗室。另外,還建立了LOCA事故鑒定試驗室,分別可以對核級設備進行LOCA前和LOCA后的鑒定分析。它是保證核電站安全穩定運行的必要條件。
核級設備鑒定的試驗狀況
(一)遵循的標準法規
首先需要進行鑒定的設備為安全相關的能動的機械設備(抗震類別為1I);1E級的電氣儀控設備,這些設備能夠確保核電站中反應堆冷卻劑系統壓力邊界的完整性;反應堆能夠安全停堆;防止事故后產生的放射性后果。
1.抗震鑒定試驗法規
GB13625—92也即《核電廠安全系統電氣設備抗震鑒定》;HAF-J0053《核設備抗震鑒定試驗指南》;IEEE-344《核電站1E級電氣設備抗震鑒定導則》。
2.環境鑒定試驗標準
GB12727—91《核電廠安全系統電氣物項的質量鑒定》;RCC—E法國1E級電氣設備設計標準;以及IEEE的相關標準等。目前,我國抗震鑒定試驗設備包括:閥門、泵、風機、儀控電機柜、儀表變送器、核級開關、1E級溫度計、電源、儀表管閥件等。
(二)鑒定試驗室的狀況
1.抗震試驗臺
我國振動試驗臺共有七臺。具體分布為,見表1。
2.熱老化實驗室
中國核動力院小型振動臺和北京強度環境研究所振動臺,其中具體介紹一
下北京北京強度環境研究所振動臺的性能參數,如表2所示。
3.LOCA事故試驗裝置
LOCA試驗室根據壓水堆核電站建造規范,針對反應堆安全殼內具有核安全等級要求的設備和材料,在實驗室條件下,通過模擬核電站反應堆安全殼內反應堆失水事故工況,進行的抗老化功能性鑒定試驗。LOCA事故環境實驗裝置由蒸汽供應系統、蒸汽存儲罐、化學噴淋系統、冷卻水系統、自控和儀表系統組成如圖1所示。
NO.1系統:設計溫度230℃;設計壓力1.3 MPa;小室尺寸Φ1400×2800mm;容積為3.6m3;噴淋溶液PH=9.25,濃度為0.6%NaOH+1.5%H3Bo3;噴淋密度為28.5L/min㎡。
NO.2系統:設計溫度200℃;設計壓力1.0MPa;小室尺寸Φ600×1020mm;容積為0.3m3。
表1. 國內地震模擬振動臺
表2. 北京強度環境研究所振動臺性能參數
圖1. LOCA環境試驗模擬曲線
階段1:樣機在LOCA爐內就位,對LOCA爐進行升溫,是爐內的溫度達到50±10℃,壓力保持在標準的大氣條件容差范圍內。
階段2:在階段1的溫度和壓力下保持至少24h。
階段3:對LOCA爐施加第一個熱沖擊或稱快速拉峰試驗。在30s內使爐內的溫度達到156℃,壓力達到0.56MPa,持續12Min,同時滿足圖1中溫度和壓力的曲線變化。
階段4:將LOCA爐與大氣連通進行自然冷卻,直至爐內溫度達到50±10℃,壓力降到標準的大氣條件容差范圍內。
階段5:在階段4 的溫度和壓力下保持24h。
階段6:對LOCA爐施加第二次熱沖擊。30s內使爐內溫度達到156℃,壓力達到0.56MPa,持續96h,同時滿足圖1中溫度和壓力的曲線變化。
階段7:模擬LOCA事故后的熱工環境,對試驗設備進行性能試驗,即在事故期間熱動力和化學條件下的性能試驗結束后接著進行,使爐內溫度達到100±5℃,壓力達到0.2±0.050MPa,相對濕度大于80%,試驗持續10d。
核級設備鑒定的方法和程序
(一)鑒定方法
設備鑒定是指確保設備經過一定的要求試驗后能夠投入運行并且滿足相對應系統性能,保證系統工作的安全性與持久性的一種實驗方法。
(二)鑒定程序
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1 引言
目前是特高壓電網密集建設時期,根據國網公司的規劃,至2020年建成“五縱五橫”共計27條特高壓線路。特高壓電網作為今后的主骨干網絡,其運行的安全穩定性要求更高。特高電網最重要的組成部分,特高壓GIS因其結構有“細、高、柔、重”等特點,地震易損性高,一旦受到地震損害,會波及全國許多區域。故亟需開展特高壓GIS的抗震研究。
2 特高壓GIS設備中抗震薄弱部品的分析
經過特高壓示范工程及后續工程的沉淀,目前特高壓GIS布置和基礎的設計趨于標準化。特高壓GIS多采用“一字形”布置,一個完整串三個間隔布置在一個基礎大板上,分支套管布置在單獨的大板,基礎大板與大板之間設置伸縮縫。一個整體大板上的GIS設備,除出線套管的重心較高外,其余設備的重心均較低。而特高壓GIS設備的支架,設計時即考慮了足夠的強度,經過相關計算,具有較大的安全系數,對地震波的放大作用極小。故在地震波作用下,同一大板上的設備之間的變形和應力均較小,僅需考慮不同大板之間設備的影響,以及重心較高的GIS套管的應力變化。
特高壓GIS在9級烈度地震加速度的作用下,基礎大板與大板之間的位移量無相關數據。為了吸收由地震波引起的大板之間的位移,使大板之間設備不受地震波引起的應力,在大板與大板之間均設置了能夠吸收徑向、軸向位移的波紋管。此波紋管設計時要求高的徑向和軸向變形。而設備內部的觸指和觸頭經過特殊設計,亦有很好的徑向和軸向位移吸收量。即在9級烈度的地震作用下,波紋管的變形量足以吸收因地震波作用引起的殼體應力,而特殊設計的觸指和觸頭,亦能吸收因地震波作用引起的內部導電回路的應力。
通過以上分析,基礎大板與大板之間的設備能夠承受9級烈度的抗震要求,以下著重對套管的抗震性能進行分析。
3 特高壓GIS套管抗震計算及真型試驗
為了估算特高壓瓷套管的抗震能力,利用ANSYS等軟件,通過建立模型、靜力分析、模態分析、地震加速度反應譜分析等,最后得出估算結果。按照規定的9級烈度地震加速度,阻尼比取2%,并考慮風載,內壓等疊加的靜力載荷。計算并得出結果:特高壓GIS套管在9級烈度地震波作用下,其應力小于材料的許用應力,且有一定的安全裕度。
為進一步驗證特高壓GIS的抗震性能,國網公司組織GIS廠家進行了特高壓GIS套管抗9級烈度的地震真型試驗。根據要求套管需帶上蔽環,套管塔形筒和套管支架均與工程實際使用一致,套管內部為1個大氣壓的空氣。套管出廠時進行完備的出廠試驗,并確認運到試驗場地的狀態。
根據國家電網公司企業標準,采用推薦的白噪聲隨機波作為測試套管的動力特性激勵,利用人工合成地震波作為地震作用。由于豎向地震作用對單柱式電氣設備的影響較小,因此此次試驗不考慮豎向地震作用。同時,對于軸對稱設備而言,由于不會出現明顯的扭轉振型,一個水平方向上的地震輸入不會造成另一個水平方向上明顯的震動響應,也就是說水平方向兩個方向的地震響應基本上是相互獨立的。考慮到兩個方向的地震輸入中加速度峰值的不同步,因此可以認為單水平向地震與水平向地震作用效果相當,只需要進行單水平向地震試驗就能夠判斷設備的抗震能力。
套管抗震試驗流程:①輸入白噪聲,測定設備的自振頻率和阻尼比;②輸入人工波,進行迭代,滿足反應譜容差控制要求;③輸入白噪聲,檢測試品有無結構性損傷;④輸入人工波,以9級烈度加速度進行抗震試驗;⑤輸入白噪聲,檢測試品有無損傷。試驗過程中采用加速度計及鉑式電阻應變片進行數據采集以進行分析。
通過對采集的數據進行分析發現:在輸入目標峰值加速度的情況下,可測得瓷套管根部最大應變值。根據反應譜容差控制要求,依據瓷套的彈性模量,可求得調整后的應力值。再組合風壓載荷并考慮內壓后的應力值,與計算結果非常接近,且小于該瓷套管的容許應力值。因此判定該特高壓GIS套管順利通過9級烈度的地震真型試驗,可滿足高烈度地區變電站需求。
4 一些特殊工況的分析
特高壓GIS套管抗震試驗時,套管內部沒有充SF6氣體,設備未帶電。雖然順利通過試驗,且通過試驗后,進行的后續密封和絕緣試驗亦順利通過。但難免會有人質疑:在地震的瞬時,因瓷套、中間屏蔽、接地屏蔽、導體之間振動頻率不同,會出現其四者之間不同軸,局部之間絕緣距離過小的現象,套管是否會出現絕緣擊穿的問題。在地震的瞬時,因套管的振動,套管下法蘭與塔形筒連接部位受力不均,套管是否會出現漏氣的問題。
回答以上問題,首先應理解國網公司推進特高壓GIS套管抗震研究的意圖。國網公司要求的是在規定的地震加速度作用下特高壓電網能夠安全運行,而真型試驗后的絕緣和密封試驗,均說明該套管在規定的加速度地震作用后,能夠滿足強度、絕緣和密封要求。套管的絕緣裕度是按照2400kV設計的,而實際運行電壓僅為635kV,在地震波作用的瞬時,即使瓷套、中間屏蔽、接地屏蔽、導體之間有不同軸現象,因實際運行電壓較低,亦不會出現絕緣放電問題。即使在地震的瞬時出現非常高的過電壓,出現放電現象,上級保護也會動作,此時的放電是自恢復放電。即過后立即送電,不會影響電網的運行。如果在地震的瞬時,套管與塔形筒之間密封圈受力不均,出現局部微露現象,但其作用時間短,對整個套管氣室來說,氣室氣壓幾乎不會有變化,且在地震過后,可立即對氣室補氣,也不會影響產品的安全運行。
5 總結
特高壓GIS整塊基礎大板上的設備,受地震影響較小。基礎大板與大板之間設備,通過設置波紋管和特殊結構電連接,能夠避免或最大限度的降低地震影響。套管是GIS抗震最為薄弱環節,但無論是從理論計算還是從真型試驗,均表明特高壓GIS套管能夠滿足9級烈度地震要求。在該地震烈度的作用下,即使瞬時有自恢復放電和微漏現象,亦不影響特高壓GIS安全可靠運行。
參考文獻
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汶川地震發生后,根據建設部落實國務院《汶川地震災后恢復重建條例》的要求,相關部門在2008 年7 月底推出了針對GB 50011-2001《建筑抗震設計規范》的修訂2008 版(以下簡稱新“抗規”),變電站是電網的重要組成部分,變電站的抗震設計十分重要,筆者就近兩年來新“抗規”在變電工程中的應用做經驗總結并提出設計建議,以供同類工程參考。
1.更加重視山區變電站的選址工作
變電站的選址是建設變電工程的首要步驟,對工程建設的投資和建設速度有重大影響,是工程經濟效益和社會效益的決定性因素之一。
新“抗規”的3.3.5 條是本次修訂新增的條款,針對山區房屋選址和地基基礎設計,提出明確的抗震要求:“1.山區建筑場地應根據地質、地形條件和使用要求,因地制宜設置符合抗震設防要求的邊坡工程;邊坡應避免深挖高填,坡高大且穩定性差的邊坡應采用后仰放坡或分階放坡。2. 建筑基礎與土質、強風化巖質邊坡的邊緣應留有足夠的距離,其值應根據抗震設防烈度的高低確定,并采取措施避免地震時地基基礎破壞。”
在兼顧出線規劃及工藝布局的前提下,山區變電站應結合自然地形布置,高差較大區根據配電裝置區分成臺階式布置,邊坡較多的采用了分階放坡的方式。主控樓、配電間及構支架靠近邊坡布置時,其基礎距坡頂和坡腳的安全距離應據抗震設防烈度確定。新“抗規”的4.1.8條也更加明確了不利地段的地震影響系數最大值應乘以增大系數,其值“在1.1~1.6范圍內采用”。山區變電站選址時若無法避開、非巖石的陡坡、河岸和邊坡邊緣等不利地段不利地段時,必須按增大系數認真核算地震作用的影響。
2.變電站內建筑物要考慮樓梯間對整體結構的影響
地震中出現的樓梯破壞形態,以樓梯的扭轉破壞、梯板的剪拉破壞以及梯梁、梯柱的破壞這幾種形式為主。可見,樓梯的抗震設計是關乎生命的重要內容。傳統的計算在軟件建模時,多數情況下是將樓梯間開洞或者設板厚為零,將樓梯的豎向荷載傳遞到相應框架梁、柱或墻上,并未將樓梯的構件作為結構的一部分來考慮,然后再使用其他軟件對樓梯構件進行補充計算。經過這樣的處理,雖然是簡化了計算,但是卻忽略了樓梯間對整體結構的影響,與實際受力情況有很大出入。事實上,整個樓梯在地震荷載作用下起到了一個K形支撐的作用,樓梯平臺板的平面面內剛度相當大,地震時會將較大的水平力傳遞到樓梯的平臺梁以及梯段板,導致平臺梁發生剪扭破壞,梯段板則會發生拉彎破壞、壓彎破壞。若是把平臺梁和梯段板僅作為受彎構件來考慮,顯然偏于不安全。
新“抗規”對建筑方案的各種不規則性,分別給出處理對策,以提高建筑設計和結構設計的協調性。今后的變電站建筑物設計中,盡量避免不規則的平、立面。同時,樓梯間不宜布設在主控樓、配電裝置樓的端部或拐角處。新“抗規”3.6.6條中明確要求“計算中應考慮樓梯構件的影響”;7.3.8條也對樓梯間提出了幾項具體要求提高樓梯間的構造措施“1.頂層樓梯間橫墻和外墻應沿墻高每隔500mm設2φ6通長鋼筋;7~9度時其它各層樓梯間墻體應在休息平臺或樓層半高處設置60mm厚的鋼筋混凝土帶或配筋磚帶,其砂漿強度等級不應低于M7.5, 縱向鋼筋不應少于2φ10。2.樓梯間及門廳內墻陽角處的大梁支承長度不應小于500mm, 并應與圈梁連接。3.裝配式樓梯段應與平臺板的梁可靠連接;不應采用墻中懸挑式踏步或踏步豎肋插入墻體的樓梯,不應采用無筋磚砌欄板。4.突出屋頂的樓、電梯間,構造柱應伸到頂部,并與頂部圈梁連接,內外墻交接處應沿墻高每隔500mm設2φ6通長拉結鋼筋。”改進計算方法的關鍵就是要建立樓梯間正確的計算模型,將樓梯參與整體計算,以考慮地震作用。此外,建議適當加厚梯板,并將負筋拉通,使其剛度均勻;梯板和平臺板均采用雙面雙向配筋,以提高延性;平臺梁受扭較明顯,也要適當加大截面, 并加強其上、下的縱筋和箍筋;梯柱的體積配箍率也可以相應加大,箍筋沿柱全高加密,控制剪壓比,避免梯柱過早產生脆性破壞;在梯板轉角處要局部加強構造措施。
3.注意材料性能指標的修改
在新“抗規”中,3.9.2條及3.9.3條分別對結構材料性能指標應符合的最低要求及宜符合的要求進行了修改。3.9.2條中把“普通粘土磚”改成了“普通磚”,“多孔粘土磚”改成了“多孔磚”,今后在選擇變電站建構筑物的砌體結構材料時,適用范圍更寬了些;由于鋼筋伸長率是控制鋼筋延性的重要性能指標,對抗震等級為一、二級的框架結構的鋼筋性能增加了新的要求:“鋼筋在最大拉力下的總伸長率實測值不應小于9%”;結構鋼材的性能指標,也將分子、分母對換,改為“屈服強度實測值與抗拉強度實測值的比值”。3.9.3 條對普通鋼筋的性能更明確了縱向受力鋼筋宜選用“符合抗震性能指標”的要求,而箍筋宜選用的型號中不再將HPB235 級鋼筋列入其中。變電站中鋼筋及鋼材的應用很廣,其材料性能指標必須引起重視,以保證建構筑物的質量。
4.認真執行新增的強制性條文
新“抗規”的3.7.4條、3.9.4條、3.9.6條、5.4.3條、7.3.6條等,是將原來的一般性條文修訂為新的強制性條文。
設計過程中,變電站的主控樓及配電裝置樓多采用框架結構,其圍護墻和隔墻即使是屬于建筑非結構構件,也應根據新“抗規”3.7.4條考慮其設置對結構抗震的不利影響,以加強這些構件的抗震安全性。當僅考慮豎向地震作用時,新“抗規”5.4.3條也明確了“各類結構構件的承載力抗震調整系數均應采用1.0”,建模計算時要注意相關參數的取值。
有的變電站在施工過程中,由于采購原因或現場具體情況,有時施工或監理會提出以強度等級較高的鋼筋替代原設計中的縱向受力鋼筋,此時,必須嚴格按照新“抗規”3.9.4條的規定“按照鋼筋承載力設計值相等的原則換算,并應滿足最小配筋率、抗裂驗算等要求。”只有滿足了這些要求,才可以同意進行鋼筋替換。還有新“抗規”3.9.6條的要求“鋼筋混凝土構造柱、芯柱和底部框架-抗震墻磚房中磚抗震墻的施工,應先砌墻后澆構造柱、芯柱和框架梁柱。”這些都是為了實現預期的抗震設防目標,將構造要求和施工順序具體化,從而加強了對施工質量的監督和控制。
根據電氣設備的需要,有的大型設備如筑變壓器、GIS設備等有時要布置在室內,因此結構常常要布設跨度不小于6m大梁。新“抗規”補充規定了大跨混凝土梁支承構件的構造和承載力要求,不允許采用一般的磚柱或磚墻,要嚴格按照7.3.6條對相應構件進行可靠連接,并采用一定的加強措施。
結語
隨著變電技術的不斷發展,變電站內建構筑物的高度越來越高、體型變化更為復雜,各種新型結構體系也在不斷出現,我們在認真執行新“新抗規”設計的同時,為保證變電站的安全運行,還需要進一步去探討抗震設計理念。
參考文獻:
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1 前言
土建結構設計是火力發電廠設計重要的一部分,其他任何專業的設計都離不開土建結構專業,都要以土建結構專業為基礎,甚至土建結構在整個設計中還起到至關重要的作用。這就要求土建結構設計人員要有一定的工作經驗、甚至是現場工作經驗,要有很強的責任心,以及對其他專業、相關設備都有一定的認識和了解,盡可能的避免設計圖紙中常見的問題。本文這種簡述火力發電廠土建結構設計中專業配合問題,以及幾點關于結構設計的體會。
火力發電廠設計是一項很復雜的工作,一般來說包含總圖、機務、
運煤、除灰、脫硫、建筑、結構、給排水、電氣、熱控、暖通、化水等專業。設計在其中起著關鍵的地位,占地指標、煤耗指標、用水指標、廠用電指標等都是十幾個專業幾十名設計人員一起配合、協調、工作的結果。所以說,一座電廠的誕生,是各種技術應用的結果,是各個專業之間協調、配合的結果。任何專業的設計思想想要得到體現,都必須以土建結構專業為基礎。因而土建結構在整個設計過程中起著非常關鍵的作用,有時甚至還起著主導作用。本文著重討論火力發電廠士建結構設計。
2混凝土梁設計
粱的配筋率過大,不易施工。某工程為了控制梁的截面高度,把縱筋配得接近2.5%的極限配筋率,但是在施工時,很難實現設計要求,在梁高受限的情況下,可以考慮加寬梁截面,以減少配筋率,非特殊情況下,一般情況配筋率不要超過1.5%,這樣有助于梁端塑性鉸的形成,有利于抗震設計。根據規程規定,抗震設計框架梁端面混凝土受壓區高度與有效高度的比值,在二、三級時取極限值0.35,可以反算出縱筋的最大配筋率
這樣就計算出了梁縱筋最大配筋率,建議配筋率大于1.6%的粱箍筋采用封閉箍筋,取代135。彎鉤的普通箍筋,防止彎鉤占位,擠走上鋼筋的位置。同時規程規定:梁端截面的底面和頂喵縱向鋼筋配筋量的比值,除按設計計算確定外,一級不應小于0.5,二、三級不應小于0.3的強制性規定。
懸臂梁配筋的簡化手算法:一般來說重懸臂梁高跨比為l/6一l/5,輕懸臂梁為l/8一l/7,根據經驗等效均布線荷載40kN為界,超過此值,認為是重荷載懸臂粱,反之為輕懸臂粱。懸臂梁根部彎矩為控制彎矩
M=qL2/2
懸臂梁構造要求較特殊,對于箍筋,除抗剪計算確定外,其間距都取100mm,因為懸臂梁全跨的任何截面剪力都相等,設計應無加密區與非加密區之分。
3混凝土板設計
1)支座兩側板負筋長度不相等問題:相鄰板跨度相差較大時,經常把中間支座兩側板上的承受負彎矩的鋼筋設計成不等長,即跨度大的負筋長,跨度小的負筋短。其實這樣設計不合理。原因是因為中間支座處得彎矩包絡圖實際不是突變的而是漸變的,若按小跨板短跨長度的l/4設計時有時不能完全包含住小跨板的彎矩包絡圖。按照大跨板短跨的1/4長度設計能完全包含住跨板的彎矩包絡圖。
2)關于板中的溫度、收縮應力尚不易準確計算,規范給出了配置溫度收縮鋼筋的原則和最低數量的規定,必須執行。
3)雙向板板厚一般取板短跨尺寸的1/45一l/40,雙向板在不設次梁分割前最大板的經驗尺寸一般認為是8m*8m,但是8m有些保守,舉實例說明,一個四邊簡支的9m*11m的板,板厚按照l/4l取,僅僅取了220mm厚,板荷載按照q=15.5kN/m2取值,混凝土強度等級為C30,主筋采用HRB400,經計算(按照塑性板設計),主要受力方向的下部受力鋼筋A1=736mm2(實配HRB400‘p12@100),主要受力方向的下部受力鋼筋A2=736mm2(實配HRB400‘p12@150)。實例說明按照四邊簡支的支座情況設計的大板,均未發生任何強度和撓度的問題。
4混凝土柱設計
柱軸壓力的計算,同板設計荷載和柱網尺寸有關,當為矩形軸網時,柱的受荷范圍,一般近似取該柱在X、Y方向相鄰跨跨度中心線圍合成的矩形,作為受荷面積。初步估計是可按照地上每層13―15kN/m2,地下每層荷載標準值22kN/m2計算,總層數疊加厚,乘以受荷面積和設計值轉換系數1.26,即可近似確定柱軸壓力。
5 士建結構與設計其他專業之間的配合
5.1、與機類專業的配合
一般來說電廠設計過程中機類專業主要包括:機務、運煤、除灰、脫硫、暖通等,在初步設計階段,機類專業的工程師會根據他們專業的工藝布置和設備型號以及各自專業的規程規范在各自的生產車間提出一個初步的要求。
5.2、與電類專業的配
電類專業包括:電氣和熱控兩個專業.電氣又有幾個專業方向分別是,一次、二次、廠用。與電類專業配合有著和機類專業明顯的區別。
5.3、與水類專業的配合
水類專業在火力發電廠設計中有兩個專業:給排水和化水。
5.4 、與土類專業的配合
土建專業大體就是建筑與結構,有的工業設計院在這個專業之間
甚至沒有分開,這兩個專業在普通的專業與民用建筑設計院已經都有
了一整套的工作流程,在此本文僅描述一下在火力發電廠設計中需要
著重注意的幾點。在初步設計階段的軸網一般就會有一個大體的布置。但是施下圖設計開始后。經過各個專業配合后。若發現原有軸網不合理,應及時提出修改意見.特別是預估跨度不夠時.在不影響使用功能的前提下,盡量按照結構工程師的要求調整,以提高建筑的整體安全性。設計時要設伸縮縫、沉降縫、抗震縫等變形縫,可能會影響到建筑的布局,這時,建筑應該跟土建多協調。合理安排。建筑施工圖中的很多尺寸都與梁,板、柱結構截面有著密切關系。土建在完成計算后應及時提交資料給建筑。以便在建筑的平、立、剖等圖紙當中確定相關尺寸。
6 結束語
在火力發電廠土建設計工作中,一些常規的做法不一定是正確的,提高設計質量,才能設計出安全適用、經濟合理的火力發電廠。因此還是要和專業相互協調、配合,這樣才能更好的為火力發電廠服務。
7 參考文獻
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地震(earthquake),是一種普遍存在地殼快速釋放能量過程中造成振動,期間會產生地震波的一種自然現象。地震是地球內部構造運動的產物,地殼在內、外營力作用下,集聚的構造應力突然釋放,產生震動彈性波,從震源向四周傳播引起。由于地震作用的隨機性、復雜性,地震波波形各異,其對建筑物的作用各不相同,震對建筑物的作用與建筑物自身所固有的自振周期、場地土的動力特性有關,所產生的破壞程度也各不相同。中國是一個多地震國家,2008年5月12日發生在汶川的5.12大地震,近7萬人喪生,1.8萬人失蹤,1600萬間房屋倒塌,造成了極其慘重的人員傷亡和財產損失。通過對建筑地震震害實例進行分析,找到其原因,機理,并在設計中有效減少地震危害,意義重大。抗震設計概念設計方法是指一些在難以作出具體規定的問題,例如結構破壞機理的概念,力學概念以及由震害試驗現象等總結提供的各種宏觀和具體的經驗等,必須由工程師運用“概念”進行分析,作出判斷,以便采取相應的措施。未經抗震概念設計的結構不能稱其為抗震結構。建筑結構的抗震設計,是以現有科學水平和經濟條件為前提的。 GB50011 - 2010《建筑抗震設計規范》對抗震概念設計的要求更全面、更合實際的規定,增加了“不規則建筑結構的概念設計”,使得概念設計在工程中的應用更具體更明確地落到實處,切實提高了結構的抗震能力。 規范的修改說明“概念設計”愈來愈受到國內外工程界的普遍重視。
地震及結構所受地震作用機理,特性復雜,地震科學還有許多規律未被認識。抗震設計思路發展歷程隨著建筑結構抗震相關理論研究不斷發展,結構抗震設計思路也經歷了一系列的變化。結構抗震設計思路經歷了從彈性到非線性,從基于經驗到基于非線性理論,從單純保證結構承載能力的“抗”到允許結構屈服,并賦予結構一定的非彈性變形性能力的“耗”的一系列轉變。 在當前抗震理論下形成的現代抗震設計思路,其主要內容是合理選擇確定結構屈服水準的地震作用來進行結構的強度設計,從而確定了結構的屈服水準,制定有效的抗震措施使結構和抗震構造措施。現代抗震設計理念是基于對結構非彈性性能的研究上建立起來的,其核心在很大程度上取決于良好“的概念設計”。為了保證結構具有足夠的抗震可靠性,建筑抗震概念設計主要考慮了以下因素:場地條件;建筑物的平、立面布置及其外形尺寸規則性要求; 抗震結構體系要求-即抗震結構體系的選取、構件的布置以及結構質量的規則分布;非結構構件的布置,結構材料與施工質量等。
. 場地條件 正確地進行建筑場地選擇和場地抗震性能評價,對于建筑物的結構抗震設計有十分重要的意義。影響建筑物震害的場地因素主要是局部地形特征、地質構造、地基土性質、地下水埋深等幾方面,這些場地條件常常是造成震害顯著差異的重要因素。建筑抗震概念設計,選擇建筑場地時,應劃分對建筑抗震有利、不利和危險的地段,選擇建筑場地時,應根據工程需要,掌握地震活動情況、工程地質和地震地質的有關資料,對抗震有利、不利和危險地段做出綜合評價。對不利地段應提出避開要求避開對建筑抗震不利的地段,當無法避開時,采取有效措施。對危險地段,嚴禁建造甲、乙類的建筑,不應建造丙類的建筑。選擇對建筑抗震有利的場地,不應在危險地段建建筑。建筑基礎與土質、強風化巖質邊坡的邊緣應留有足夠的距離,其值應根據抗震設防烈度的高低確定,并采取措施避免地震時地基基礎破壞。這就考慮了地震因場地條件間接引起結構破壞的原因,諸如地基土的不均勻沉陷、 地震引起的地表錯動與地裂等等。特別是有液化現象的場地,一定要按規范避開,加固處理。
建筑物的平、立面布置及其外形尺寸規則性要求建筑的平立面布置應符合概念設計的要求,結構體型(平立面)簡單,結構抗側力構件的剛度和承載力在平面內規則、對稱,在豎向則上下連續且均勻,即在平面、豎向和抗側力體系上沒有明顯的和實質上的不連續(突變)。建筑設計不應采用嚴重不規則的設計方案。建筑及其抗側力結構的平面布置宜規則、對稱,應具有良好的整體性;建筑的立面和豎向剖面宜規則,結構的豎向剛度突交易造成抗震薄弱層(部位),薄弱層可用樓層的實際承載力與設計計算的彈性受力之比來判斷,該比值在總體上應保持一個相對均勻的變化,避免大的起伏,豎向抗側力構件的截面尺寸和材料強度宜自下而上逐漸減小,避免抗側力結構的側向剛度和承載力突變。不規則的建筑物的平、立面布置受力復雜,結構分析難度大,易造成較多的抗震薄弱部位,在抗震措施處理上難免顧此失彼而留下破壞隱患。而體型規則的結構受力簡單、明確,容易判斷其地震時的反應,便于采取抗震構造措施和進行細部處理。而體型復雜、特別或嚴重不規則的結構則受力復雜,結構分析難度大,易造成較多的抗震薄弱部位,在抗震措施處理上難免顧此失彼而留下破壞隱患。 如不能避免,也應對薄弱部位采取有效的抗震構造措施,使我們的設計更加完善合理少出問題。麗江地震 512汶川地震中用嚴重不規則的方案建筑遭受嚴重破壞,就是前車之鑒。
抗震結構體系的選取、構件的布置以及結構質量的規則分布 抗震結構體系的選取受震級大小,震中遠近,場地好壞以及建筑材料,施工條件、經濟條件等諸多因素影響,是一個綜合的技術經濟問題,須進行周密考慮確定。規范對建筑結構體系主要要求是達到體系受力明確,傳力臺理,傳力線路不間斷,具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。.保證結構延性能力的抗震措施合理選擇了結構的屈服水準和延性要求后,就需要通過抗震結構體系的選取、構件的布置來保證結構確實具有所需的延性能力,從而保證結構在中震、大震下實現抗震設防目標。系統的構件的布置,質量的規則分布措施包括以下幾個方面內容:1.“強柱弱梁”:人為增大柱相對于梁的抗彎能力,使鋼筋混凝土框架在大震下,梁端塑性鉸出現較早,在達到最大非線性位移時塑性轉動較大;而柱端塑性鉸出現較晚,在達到最大非線性位移時塑性轉動較小,甚至根本不出現塑性鉸。水平地震作用下,梁的屈服先于柱的屈服,。從而保證框架具有一個較為穩定的塑性耗能機構和較大的塑性耗能能力。2.“強剪弱彎”:剪切破壞基本上沒有延性,一旦某部位發生剪切破壞,該部位就將徹底退出結構抗震能力,對于柱端的剪切破壞還可能導致結構的局部或整體倒塌。因此可以人為增大柱端、梁端、節點的組合剪力值,使結構能在大震下的交替非彈性變形中其任何構件都不會先發生剪切破壞。
非結構構件的布置建筑非結構構件主要包括附屬結構構件如附屬機械電氣設備系統,裝飾物如幕墻,圍護墻和隔墻等。構件與其結構主體支座和連接等需符合地震時對使用功能的要求。
我國是一個多地震的國家,建筑抗震很重要.現在隨著計算機的發展,各種結構設計軟件大量涌現,但抗震結構設計概念非常重要,設計人員什么時候都不能丟掉概念而一味地相信計算機。不能丟掉概念而一味地相信計算機。概念設計決定建筑物的抗震性能,如果概念設計不適宜于抗震,那么不管多“精密”的計算也無濟于事。要在明確結構抗震概念設計的基礎上合理運用。目前我國在學習借鑒世界其他國家抗震研究成果的基礎上,逐漸形成了自己的大部分內容都符合現代抗震設計理念先進的抗震結構設計概念思路,但是也有許多要改進的地方,需要我們今后加以完善,通過遵循抗震概念設計的原則,使建筑物具有更可靠的抗震性能。
參考文獻