序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾蕚淞瞬煌L格的5篇電氣抗震設(shè)計，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

1.1設(shè)計原則電站所處的地理位置地震烈度為7度，屬中高等烈度，重要一次設(shè)備及設(shè)施包括發(fā)電機、變壓器、封閉母線、220kV設(shè)備和GIS出線設(shè)備及廠用電設(shè)備等，其設(shè)計及選型均按7度及以上要求進行，以確保地震災(zāi)害發(fā)生過程中設(shè)備的安全以及運行值守人員的人身安全。動力電纜均選用金屬鎧裝型電纜，電纜及電線均穿管敷設(shè)以防止地震時被切斷。對于重要一次設(shè)備及設(shè)施的布置，除滿足相關(guān)規(guī)程規(guī)范要求外，還按滿足地震災(zāi)害發(fā)生情況下人員安全撤離通道的通暢、緊急情況下對相關(guān)設(shè)施及設(shè)備的現(xiàn)場控制操作與處理，以避免、避開二次災(zāi)害的發(fā)生。對于有防震、隔振要求的設(shè)施及設(shè)備，應(yīng)注意地震強烈震動對連接件、電氣構(gòu)件的影響及損毀；對于可能發(fā)生諧振的設(shè)施及設(shè)備，應(yīng)研究在地震災(zāi)害發(fā)生情況下，如何避免并防止設(shè)備、連接件和建筑結(jié)構(gòu)之間發(fā)生諧振現(xiàn)象。

1.2設(shè)備布置電站廠房為地面式廠房，分主廠房和上副廠房。主要電氣設(shè)備布置在上副廠房：隔離變、發(fā)電機出口斷路器、負荷開關(guān)柜及10．5kV高壓開關(guān)柜布置在EL2482．80m高程；0．4kV低壓配電盤及10／0．4kV廠用變布置在EL2490．70m高程；3臺主變及中性點設(shè)備布置在上游副2502．00m層的主變室，220kVGIS布置在GIS室（2515．50m）；壩區(qū)變電所布置于生態(tài)廠房附臺。

1.3安裝工藝質(zhì)量主要包括設(shè)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(chǔ)上）；型材、板材、鋼結(jié)構(gòu)件、支吊架及管道等的裝配、連接與焊接；設(shè)備基礎(chǔ)、電纜橋架、出線構(gòu)架及桿塔的安裝；電線電纜的敷設(shè)與配線連接等；均按滿足地震抗震烈度要求考慮，GIS設(shè)備按8度設(shè)防。設(shè)備的支架、吊架均要求具有足夠的剛度和強度，其與建筑結(jié)構(gòu)有可靠的連接和錨固，使設(shè)備在遭遇設(shè)防烈度地震影響時不致跌落及損壞。管道、設(shè)備、建筑結(jié)構(gòu)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(jié)，GIS每個間隔主母線加裝波紋管，主變儲油柜采用內(nèi)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(shè)施及設(shè)備的設(shè)計、制造、安裝工藝質(zhì)量等，均要求確保在地震基本烈度小于7度的地震災(zāi)害發(fā)生過程中，不得發(fā)生危及設(shè)備本身安全以及危及人身安全的有害變形。

2應(yīng)急設(shè)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(shè)置10．5kV高壓廠用變壓器作為一級電壓供電設(shè)備，設(shè)置10．5／0．4kV低壓變壓器作為二級電壓供電設(shè)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(qū)負荷。廠用電源分別從1、3號機發(fā)電機母線上引接，設(shè)置2臺三相干式廠用變壓器，用共箱母線聯(lián)接；另設(shè)1臺柴油發(fā)電機作為廠房應(yīng)急電源。從主廠房2號機發(fā)電機母線上引接一回電源至壩區(qū)用電，另由施工變電站引接一回電源作為壩區(qū)及生態(tài)廠房的備用電源。從生態(tài)機組發(fā)電機電壓母線上引出兩回電源，一回至壩區(qū)備用、一回至生態(tài)廠房廠用電；在1、3號機發(fā)電機電壓母線上分別留有引接辦公區(qū)及生活區(qū)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(qū)均設(shè)置有3個應(yīng)急電源，在發(fā)生全廠性失電或發(fā)生地震災(zāi)害的過程中可隨時向重要設(shè)施或設(shè)備提供應(yīng)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(yīng)急電源以及全廠流失電時的事故照明應(yīng)急電源，將進行統(tǒng)籌考慮、統(tǒng)一設(shè)置，在發(fā)生地震災(zāi)害時，即使全廠流失電，亦能確保相關(guān)設(shè)備的應(yīng)急控制操作及事故照明用電。（1）主廠區(qū)重要機電設(shè)備的正常控制操作以及各類事故情況下的應(yīng)急控制操作（含全廠流失電、地震災(zāi)害等）均采用DC220V工作電源，計算機采用逆變電源供電。廠區(qū)在主廠房及開關(guān)站內(nèi)分別各設(shè)置1套DC220V／600Ah閥控式鉛酸蓄電池組，容量按事故負荷持續(xù)1h計算，滿足設(shè)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(guān)電源。2套直流電源系統(tǒng)設(shè)備互為熱備用。（2）生態(tài)小機組廠房重要機電設(shè)備的正常控制操作以及各類事故情況下的應(yīng)急控制操作（含全廠流失電、地震災(zāi)害等）均采用DC220V工作電源，計算機采用逆變電源供電。在生態(tài)小機組廠房內(nèi)設(shè)置1套DC220V／300Ah閥控式鉛酸蓄電池組，容量按事故負荷持續(xù)1h計算，滿足生態(tài)小機組廠房及壩區(qū)設(shè)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(guān)電源。

2.1.3通信應(yīng)急電源（1）本電站廠內(nèi)通信設(shè)備采用直流－48V電源供電，在通信機房內(nèi)設(shè)置2套微機型智能高頻開關(guān)通信電源裝置，2套閥控式鉛酸蓄電池組，雙重化配置設(shè)計，互為熱備運行，以提高通信設(shè)備供電電源的可靠性，確保地震災(zāi)害發(fā)生過程中向相關(guān)通信設(shè)備提供應(yīng)急工作電源、保障有關(guān)通信信息的正常發(fā)送，全廠流失電情況下可獨立運行4h以上。（2）本電站廠內(nèi)通信設(shè)備計算機維護管理終端工作電源采用逆變器（旁路加逆變，可避免選用UPS而增加投資和維護工作量）輸出的AC220V50Hz不間斷電源供電，由通信機房內(nèi)的－48V蓄電池提供直流備用電源逆變?yōu)锳C220V50Hz交流電供電。（3）壩區(qū)、生態(tài)小機組通信設(shè)備采用直流－48供電，由二次直流電源系統(tǒng)經(jīng)DC／DC轉(zhuǎn)換后提供，作為事故情況下壩區(qū)及生態(tài)小機組通信設(shè)備的應(yīng)急工作電源。（4）在生活營地配置1套－48V／100A高頻開關(guān)電源和1組－48V／200Ah閥控式密封鉛酸蓄電池。（5）電站綜合信息系統(tǒng)和衛(wèi)星地面站通信電源由廠家配套提供，并可使用通信逆變電源。

篇2

【關(guān)鍵詞】變電建筑物；抗震設(shè)計；次生破壞；雙重保護；預(yù)防為主；經(jīng)濟合理；安全可靠；電力安全

0 引言

電力工業(yè)是國民經(jīng)濟的先行工業(yè)，它對于促進國民經(jīng)濟的發(fā)展和提高人民的物質(zhì)文化生活水平起著重要的作用。變電站作為整個電力系統(tǒng)中不可分割的一部分，是實現(xiàn)輸送電力、傳遞能源的關(guān)鍵所在。

1 變電建筑物的抗震要求

1.1 變電建筑物的抗震規(guī)定

（1）在《電力抗震規(guī)范》中，對電力設(shè)施的設(shè)防標準有明確的規(guī)定：

①對于電力設(shè)施的電氣設(shè)施，當遭受到相當于設(shè)防烈度及以下的地震影響時，不受損壞，仍可繼續(xù)使用；當遭受到高于設(shè)防烈度預(yù)估的罕遇地震影響時，不致嚴重損壞，經(jīng)修理后即可恢復(fù)使用。

②對于電力設(shè)施的建筑物和構(gòu)筑物，當遭受到低于本地區(qū)設(shè)防烈度的多遇地震影響時，不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用；當遭受到相當于本地區(qū)設(shè)防烈度的地震影響時，可能損壞，但經(jīng)修理或不需修理仍可繼續(xù)使用；當遭受到高于本地區(qū)設(shè)防烈度預(yù)估的罕遇地震影響時，不致倒塌或危害生命或造成使電氣設(shè)施不可修復(fù)的嚴重破壞。

上兩條的設(shè)防標準是考慮到我國目前的國民經(jīng)濟條件及實際發(fā)展水平而制定的。在既保證電力設(shè)施遭受地震作用時盡量減少設(shè)備損壞和人員傷亡，避免造成電力系統(tǒng)大面積、長時間的停止供電給國民經(jīng)濟帶來重大損失，又不能因抗震設(shè)防標準過高而增加投資太多。其中的“電力設(shè)施”包括電氣設(shè)施和建、構(gòu)筑物兩大類。遵照“小震不壞、大震不倒”的指導(dǎo)原則，并考慮到電氣設(shè)施的抗震能力和使用要求與建、構(gòu)筑物有所不同，盡量避免因電力系統(tǒng)無法供電造成國民經(jīng)濟的巨大損失，對電氣設(shè)施的三個水準的設(shè)防要求，與建、構(gòu)筑物的要求配套略有不同。建、構(gòu)筑物在大震下也要求不致造成電氣設(shè)施不可修復(fù)的嚴重破壞，這一點是《抗震規(guī)范》中沒有的。

（2）電力設(shè)施中的建筑物根據(jù)其重要性可分為三類，并應(yīng)符合下列規(guī)定：

①重要電力設(shè)施中的主要建筑物以及國家生命線工程中的供電建筑物為一類建筑物；

②一般電力設(shè)施中的主要建筑物和有連續(xù)生產(chǎn)運行設(shè)備的建筑物以及公用建筑物、重要材料庫為二類建筑物；

③一類、二類以外的建筑物及次要建筑物等為三類建筑物。

由此可知，對于330kV及以上電壓等級的變電建筑物應(yīng)劃分為一類建筑物，因而在之后的結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)按照一類建筑物的標準進行結(jié)構(gòu)計算和設(shè)計。這一點有別于《抗震規(guī)范》中的規(guī)定。在《抗震規(guī)范》中是根據(jù)建筑物使用功能的重要性，把建筑物劃分為甲類、乙類、丙類、丁類四個抗震設(shè)防類別。

（3）《電力抗震規(guī)范》中，對地震影響系數(shù)的規(guī)定與《抗震規(guī)范》中亦不同：

計算地震作用的地震影響系數(shù)，應(yīng)根據(jù)場地指數(shù)、場地特征周期和結(jié)構(gòu)自振周期確定。

（4）場地分類根據(jù)場地指數(shù)劃分為硬場地、中硬場地、中軟場地和軟場地四類，并符合相應(yīng)規(guī)范的規(guī)定。

1.2 電力設(shè)施的抗震規(guī)定

《電力抗震規(guī)范》與《抗震規(guī)范》還有一點很大的不同，體現(xiàn)在對電、氣設(shè)備的抗震要求上。

由于變電站的功能要求，它不同于普通建筑物的是，當遭受地震時，首要保護的是建筑物內(nèi)的電氣設(shè)備而不是建筑物本體，因此電氣設(shè)備的抗震就顯得尤為重要。

電力設(shè)施的抗震設(shè)計方法分為動力設(shè)計法和靜力設(shè)計法，并應(yīng)符合下列規(guī)定：

（1）對高壓電器、高壓電瓷、管型母線、封閉母線及串聯(lián)補償裝置等構(gòu)成的電氣設(shè)施，應(yīng)采用動力設(shè)計法；

（2）對變壓器、電抗器、旋轉(zhuǎn)電機、開關(guān)柜、控制保護屏、通信設(shè)備、蓄電池等構(gòu)成的電氣設(shè)施，可采用靜力設(shè)計法。

2 《抗震規(guī)范》中有關(guān)電氣設(shè)備的規(guī)定

在《抗震規(guī)范》中，沒有對電氣設(shè)備進行專門的論述，只是在介紹“非結(jié)構(gòu)構(gòu)件”時，以“建筑附屬機電設(shè)備”的形式進行闡述。建筑結(jié)構(gòu)抗震計算及非結(jié)構(gòu)構(gòu)件地震作用計算方法，應(yīng)滿足下列要求：

（1）地震作用計算時，應(yīng)計入支承于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的建筑構(gòu)件和建筑附屬機電設(shè)備的重力。

（2）對需要采用樓面譜計算的建筑附屬機電設(shè)備，宜采用合適的簡化計算模型計入設(shè)備和結(jié)構(gòu)的相互作用。

（3）建筑附屬機電設(shè)備的體系自振周期大于0.15且其重力超過所在樓層重力的1%，或建筑附屬機電設(shè)備的重力超過所在樓層重力的10%時，宜采用樓面反應(yīng)譜法。其中，與樓板非彈性連接的設(shè)備，可直接將設(shè)備與樓板作為一個質(zhì)點計入整個結(jié)構(gòu)的分析中得到設(shè)備所受的地震作用。

對于電氣設(shè)備常用的計算方法是做出對應(yīng)于“地面反應(yīng)譜”的“樓面譜”，即反映支承電氣設(shè)備的主體結(jié)構(gòu)體系自身動力特性、電氣設(shè)備所在樓層位置和支點數(shù)量、結(jié)構(gòu)和電氣設(shè)備阻尼特性對地面地震運動的放大作用。當電氣設(shè)備的質(zhì)量較大時或電氣設(shè)備的自振特性和主結(jié)構(gòu)體系的某一振型的振動特性相近時，電氣設(shè)備還將與主結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)產(chǎn)生相互影響。一般情況下，可采用簡化方法，即等效側(cè)力法計算：同時計入支座間相對位移產(chǎn)生的附加內(nèi)力。對剛性連接于樓板上的設(shè)備，當與樓層并為一個質(zhì)點參與整個結(jié)構(gòu)的計算分析時，則不必另外用樓面譜進行其地震作用計算。

3 規(guī)范中存在的問題

由前面關(guān)于兩個規(guī)范的敘述內(nèi)容可知，《抗震規(guī)范》和《電力抗震規(guī)范》分別對建筑物和電氣設(shè)備的抗震設(shè)計作了較詳細的規(guī)定，《抗震規(guī)范》主要側(cè)重的是建筑物的抗震問題，而《電力抗震規(guī)范》側(cè)重的是建筑物內(nèi)的電氣設(shè)備。如果單獨對建筑物或電氣設(shè)備進行抗震設(shè)計，分別參照相應(yīng)的規(guī)范即可；如果要同時考慮二者的抗震設(shè)計，則這兩個規(guī)范均未給出有效的方法。

針對這種情況，由于研究目標是建筑物和電氣設(shè)備的雙重保護，而上兩個規(guī)范均未有這方面的規(guī)定，因此在保證滿足規(guī)范規(guī)定的前提下，筆者認為把二者有機結(jié)合起來的新方法更有價值。

4 筆者建議的綜合設(shè)計方法

由于隔震技術(shù)還未在變電建筑物中有所應(yīng)用，考慮到隔震方法在電力設(shè)施中的應(yīng)用還不成熟、它的可操作性不強，因此在計算假定時，把隔震層設(shè)在底層樓面與地下室柱頂之間，對整個上部結(jié)構(gòu)（包括其內(nèi)部的電氣設(shè)備）進行隔震計算；地下室仍按傳統(tǒng)的抗震方法設(shè)計。

由于戶內(nèi)式變電建筑物中電氣設(shè)備的自重較大，超過了所在樓層重力的10%（有時甚至更多）。并且電氣設(shè)備與樓板的連接采用螺栓連接，非常牢固，可看作剛性連接。因此，把底層樓面上放置的電氣設(shè)備荷載按靜力等效的原則進行簡化是切實可行的，這種簡化之后得到的近似解可以滿足計算精度的要求。

為防止電氣設(shè)備在隔震后與結(jié)構(gòu)主體發(fā)生共振，把主要設(shè)備層的樓面反應(yīng)譜與結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)譜相比較，只要設(shè)備層樓面反應(yīng)譜的峰值與結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)譜的峰值錯開，盡可能避免兩者發(fā)生共振，則可有效的實現(xiàn)既保護了建筑物又保護了電氣設(shè)備，達到雙重保護的目的。

5 結(jié)束語

總之，在現(xiàn)代社會中，電力關(guān)系到人類社會的各個方面，是現(xiàn)代社會最重要的能源支持。一旦失去了電力，不僅會給人們的日常生活造成各種不便，給社會生活造成很大的影響，給人們造成嚴重的經(jīng)濟損失，影響整個社會和國民經(jīng)濟的發(fā)展。因此，對于電力系統(tǒng)的安全正常運行是各個國家都非常關(guān)注的問題。

【參考文獻】

[1]郭英民.常規(guī)110kV變電站的抗震設(shè)計[J].河北電力技術(shù)，19（3），2000：49-52.

篇3

關(guān)鍵詞：元器件；電子設(shè)備；抗振加固；設(shè)計

1 引言

為確保電子設(shè)備的可靠性，在進行力學(xué)環(huán)境試驗前，一般應(yīng)用有限元仿真手段對結(jié)構(gòu)進行設(shè)計驗證。通過有限元分析驗證的電子設(shè)備，其結(jié)構(gòu)及PCB在環(huán)境試驗驗證一般均不會出現(xiàn)強度破壞及剛度不夠等問題。振動試驗表明當前最易出現(xiàn)問題的是設(shè)備中的電子元器件。如DIP雙列直插式封裝、BGA球陣列封裝、鉭電容器件管腳由于疲勞而斷裂、焊點脫落等[1]。綜合考慮振動失效模式和產(chǎn)品特點、可靠性和成本等因素，電子設(shè)備中往往采用振動被動控制技術(shù)。其應(yīng)用的振動控制的主要技術(shù)有隔振、去諧與去耦、振減振、結(jié)構(gòu)剛化設(shè)計等[2]。而隨著新型粘彈性（寬溫域、寬頻段、高阻尼）材料的研制成功，用粘彈性高阻尼材料制成的高阻尼減振器在電子設(shè)備上廣泛使用[3]。

文章將以某印制板組件為對象提出減振措施，從結(jié)構(gòu)剛化設(shè)計和阻尼減振兩個方面提出兩個抗振加固方案；通過力學(xué)實驗比較措施的有效性，驗證器件級抗振加固的效果，以達到元器件在電子設(shè)備中能夠得到可靠應(yīng)用的目的。

2 研究對象介紹

某印制板組件經(jīng)簡化后，由鋁合金框架、印制板以及4個螺裝器件組成，如圖1。各零件之間連接均為螺釘緊固連接，印制板的外形尺寸為237mm×160mm×2mm。

圖1 印制板組件示意圖

2.1 方案一（結(jié)構(gòu)剛化設(shè)計方案）

結(jié)構(gòu)剛化設(shè)計，是通過提高結(jié)構(gòu)剛度，達到提高設(shè)備諧振頻率和提高機械強度的目的。方案一通過改變原有鋁合金框架樣式，將螺裝器件從原有的安裝在印制電路板上改為安裝在鋁合金框架上，實現(xiàn)提高結(jié)構(gòu)剛度的目的。

圖2 結(jié)構(gòu)剛化設(shè)計組件示意圖

2.2 方案二（阻尼減振設(shè)計方案）

T型阻尼減振器結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，已廣泛應(yīng)用于多種設(shè)備中。方案二將螺裝器件加裝該減振系統(tǒng)后固定在印制板上，詳圖3。其中阻尼減振器主體部分選用某系列粘彈性阻尼材料制成。該材料是一種高分子聚合物，既有彈性固體性質(zhì)，又表現(xiàn)出粘性流體特性。由于粘彈性材料兼具二者特性，在力的往復(fù)作用下既可以儲存能量又可以耗散能量，起到阻尼減振的作用[4]。

3 減振措施有效性研究

3.1 隨機振動試驗

測點位置的確定及傳感器的安裝：將各方案中螺裝器件頂面中心位置和印制板上表面中心位置定義為測點，并在每個測點安裝一個加速度傳感器，用于測量該點的加速度響應(yīng)，如圖4所示。對三種印制板組件方案進行相同條件的隨機振動試驗，得到頻響曲線如圖5。

圖4 測點安裝示意圖及實物圖

圖5 螺裝器件測點頻響曲線圖

圖6 PCB中心區(qū)域測點頻響曲線圖

3.2 實驗結(jié)果分析

通過綜合分析頻響曲線和響應(yīng)數(shù)據(jù)，可以得到以下結(jié)論：

表1 試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計

3.2.1 從表1可以看出方案二與原方案組件的諧振頻率相同，均在118Hz附近，方案一的的諧振頻率在在178Hz附近，這說改變鋁合金框架樣式對于提高組件諧振頻率比較明顯。而方案二采取的阻尼減振結(jié)構(gòu)措施，僅在螺裝器件處88Hz有尖峰出現(xiàn)，但響應(yīng)峰值仍在118Hz處，并未影響整個組件的固有頻率。

3.2.2 與原方案相比，方案一器件處均方根加速度降低8%，功率譜密度降低16.4%；PCB中心區(qū)域均方根加速度提高了25.4%，功率譜密度峰值降低9.9%。方案二器件處均方根加速度降低73.5%，功率譜密度降低80.1%；PCB中心區(qū)域均方根加速度提高了6.5%，功率譜密度降低41.3%。

4 結(jié)束語

綜上所述，結(jié)構(gòu)剛性化設(shè)計能夠提高一階諧振頻率以及響應(yīng)峰值下降，對于器件處抗振加固能夠起到一定作用。但在寬帶隨機振動中，其它頻段響應(yīng)卻因為結(jié)構(gòu)動態(tài)特性變化而升高，因此整體效果并不明顯。而采用阻尼結(jié)構(gòu)抗振加固措施，器件處均方根加速度下降明顯，其對功率譜密度峰值也起到了抑制作用，尤其是對高頻部分作用非常明顯。因此阻尼減振方案可以作為更為有效的抗振加固措施，提高電子設(shè)備中元器件及其組件的抗振性能。

參考文獻

[1]葉松林.航天計算機的振動分析與減振技術(shù)研究[D].西安電子科技大學(xué).

[2]張?zhí)炝?電子設(shè)備硬振設(shè)計的模態(tài)與分析成都電子科技大學(xué)碩士論文2007.

[3]李曉顏，等.某電子設(shè)備的阻尼減振設(shè)計[J].宇航材料工藝，2013年第1期.

篇4

關(guān)鍵詞：砌體結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計；設(shè)計要點

Abstract: the wenchuan earthquake, and let people have to the seismic design of buildings carry higher requirements for the nip in the bud in the housing design, must according to the requirements of the seismic design houses to function, the article will house masonry structure seismic design is discussed in this paper.

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(shè)計技術(shù)標準，主要是根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》的要求進行核定的。一般來說，石結(jié)構(gòu)房屋的抗震性能比較差，在抗震規(guī)范中所限定的石結(jié)構(gòu)房屋的使用范圍也很小。文章主要是針對燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚、混凝土小型空心砌塊等材料的砌體結(jié)構(gòu)房屋進行討論的。

一、砌體結(jié)構(gòu)抗震的一般規(guī)定

（一）房屋總高度、層數(shù)

為保證建筑的抗震能力，通過限定房屋的層數(shù)和總高度，是較為有效手段之一。

①通常情況下，層數(shù)和總高度要那種建筑行業(yè)的相關(guān)規(guī)定來確定。②對橫墻較少的多層砌體房屋，如醫(yī)院、教學(xué)樓等，在總高度的控制上，要比其他房屋的規(guī)定降低3m，在層數(shù)上則需要相應(yīng)減少一層；各層橫墻很少，即同一樓層內(nèi)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(shù)進行適當?shù)恼{(diào)整。③橫墻較少的多層磚砌體住宅樓，如果根據(jù)規(guī)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(shù)允許就按一般的規(guī)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(nèi)；底部框架一抗震墻房屋的底部和內(nèi)框架房屋的層高，則應(yīng)該控制在4．5m之內(nèi)。

（三）結(jié)構(gòu)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(yīng)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?qū)ΨQ，而且需要保證沿平面內(nèi)宜對齊，沿豎向應(yīng)上下連續(xù)；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(guī)則的，也就是出現(xiàn)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(guī)則，假如質(zhì)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(chǎn)生較大的變形差異，這就很可能在各部分連接處產(chǎn)生較強的應(yīng)力集中；另一方面是因為質(zhì)量中心偏離剛度中心，在地震時房屋發(fā)生扭轉(zhuǎn)，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(yīng)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(shè)計中，應(yīng)該盡可能的保證房屋的平、立面布置規(guī)則、對稱，保證房屋的質(zhì)量分布和剛度變化均勻。在平面布置方面，則應(yīng)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(zhuǎn)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(cè)。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(yīng)該盡量應(yīng)避免局部的突出的現(xiàn)象出現(xiàn)。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(jù)相關(guān)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(jié)構(gòu)并減輕突出部分的結(jié)構(gòu)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(yīng)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(guī)則布置，那就需要設(shè)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(guī)則，保證抗震功能。如果工程出現(xiàn)下列情況之一，就需要及時的設(shè)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(jié)構(gòu)的剛度、質(zhì)量截然不同。防震縫應(yīng)貫通房屋上部結(jié)構(gòu)，縫兩側(cè)應(yīng)布置墻體。縫寬應(yīng)根據(jù)地震烈度和房屋高度采用50～100mm；基礎(chǔ)可不設(shè)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(shè)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(shè)計的科學(xué)性和可行性。

二、多層砌體結(jié)構(gòu)房屋的地震作用及地震作用效應(yīng)

（一)水平地震作用計算

普通的砌體結(jié)構(gòu)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(shè)計中，包括多層砌體房屋、底部框架房屋和多排柱內(nèi)框架房屋，在內(nèi)的砌體房屋，應(yīng)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(jié)構(gòu)時的圖大致相當。這是一個結(jié)構(gòu)單元的計算簡圖，不是一個開間的計算簡圖；結(jié)構(gòu)抗震分析時應(yīng)取整個建筑物作為計算單元，有防震縫時取整個防震縫區(qū)段作為計算單元。下圖中

各質(zhì)點的計算高度H，通常可以取樓蓋上皮至結(jié)構(gòu)底部的距離。結(jié)構(gòu)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(chǔ)埋深較小，那就需要取基礎(chǔ)頂面；基礎(chǔ)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?shù)叵率艺w剛度較小或半地下室時，取地下室室內(nèi)地坪。上圖中集中于各質(zhì)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(yīng)于結(jié)構(gòu)基本自振周期的水平地震影響系數(shù)，如果所設(shè)計的是多層內(nèi)框架磚房和多層砌體房屋、底部框架，那就應(yīng)該取水平地震影響系數(shù)最大值αmax，當單質(zhì)點時取重力荷載代表值G1時，多質(zhì)點時就必須要取各質(zhì)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(gòu)件對樓層地震剪力在本層各墻體間的分配，有著至關(guān)重要的影響。根據(jù)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(xiàn)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(jù)各橫墻的剛度比例分配給各橫墻。這就決定了設(shè)計過程中，需要先討論層間各橫墻的抗側(cè)移剛度。

(2)縱向水平地震剪力的分配

內(nèi)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(jù)剛性樓蓋的規(guī)律來進行合理的設(shè)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(gòu)件抗震承載力驗算，一般表現(xiàn)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(nèi)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(xiàn)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(yīng)的組合，現(xiàn)在的受剪抗力是抗震受剪抗力。在砌體的抗震抗剪強度設(shè)計值的選擇上，設(shè)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(shè)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(shè)計值。

四、結(jié)語

對于砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計而言，需要設(shè)計人員根據(jù)砌體建筑的特點和當?shù)乜拐鸬男枰Y(jié)合樓高的限制，在設(shè)計的過程中，嚴格按照規(guī)定進行設(shè)計，同時需要對設(shè)計的要點進行充分的探究，保證設(shè)計的可行性。

參考文獻：

1 熊立紅，杜修力，陸鳴等．5．12汶川地震中多層房屋典型震害規(guī)律研究[J]．北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2008年11期

2 高小旺,王菁,肖偉等．底層框架抗震墻磚房第二層與底層側(cè)移剛度比的合理取值[J]．工程抗震，1998年03期

3 鄭山鎖，楊勇．底部兩層框架-抗震墻磚房抗震能力的分析方法與設(shè)計控制[J]．工業(yè)建筑，2002年03期

篇5

關(guān)鍵詞：新抗震規(guī)范；發(fā)電廠主廠房；土建結(jié)構(gòu)設(shè)計；應(yīng)用分析

中圖分類號：TM62文獻標識碼： A

引 言

自2010年國家對新規(guī)范進行修改以來，土建結(jié)構(gòu)設(shè)計面臨著許多新的挑戰(zhàn)，眾多專家也迫切的需要對電力土建技術(shù)進行研究和開發(fā)。通過對舊規(guī)范進行修訂，也標志著國內(nèi)的土建標準正在逐漸開始拉近與世界先進的規(guī)范標準之間的距離。施工技術(shù)和土建設(shè)計需要滿足大容量機組火電廠更加嚴格、更新、更高的需求。其修改過程對國際慣例以及國際的發(fā)展趨勢進行了參照，修改后涵蓋內(nèi)容更廣，安全水平更高。尤其是對執(zhí)行強制性條文的把握上十分明顯。新版行業(yè)標準的修訂會遵循新抗震規(guī)范允許對行業(yè)有特殊要求的工業(yè)建筑按專門行業(yè)規(guī)定執(zhí)行這一原則，并根據(jù)一些在電廠使用的特殊設(shè)計工藝，對一些條文的修改會與國家的抗震規(guī)范條文有所區(qū)別，但是要嚴格執(zhí)行涉及到結(jié)構(gòu)安全的重要強制性標準，并且有針對性的制定相關(guān)的規(guī)定限制。新規(guī)范中新增了結(jié)構(gòu)抗震分析、抗震變形驗算、樓層地震剪力控制和不規(guī)則建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計等的相關(guān)規(guī)定，并對抗震措施設(shè)計要求進行了改進。針對諸如大容量、高參數(shù)機組廠房此類的電廠主廠房排架結(jié)構(gòu)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系在改進過程中新出現(xiàn)的問題，為確保結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠達到規(guī)定的安全標準，需要深入的對抗震設(shè)計理論進行研究。

1 結(jié)構(gòu)概念設(shè)計原則

概念設(shè)計是在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計的同時，將廠房的結(jié)構(gòu)總體地震反應(yīng)放在考慮的第一位，然后根據(jù)結(jié)構(gòu)的破壞過程以及破壞機制對地震設(shè)計準則進行靈活地運用。新抗震規(guī)范中新增對結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的強制性要求，并且對限制指標進行了具體要求，使嚴重不規(guī)則、特別不規(guī)則以及不規(guī)則程度的區(qū)分標準更加明確。根據(jù)這一衡量標準，應(yīng)根據(jù)豎向和平面不規(guī)則、荷載不均勻分布等框排架結(jié)構(gòu)在電廠主廠房實際應(yīng)用過程中存在的一些超標情況，提出與之相對應(yīng)的條件對其進行限值。設(shè)計人員在對結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，需要對優(yōu)化結(jié)構(gòu)布置有足夠的重視，在盡可能對工藝設(shè)計要求進行滿足的同時，要對布置進行調(diào)整，為滿足結(jié)構(gòu)布置比較規(guī)則的要求，要對斷面、層高進行優(yōu)化，并對結(jié)構(gòu)構(gòu)件以及抗側(cè)力構(gòu)件進行均勻布置，最大程度地使結(jié)構(gòu)布置中存在錯層、短柱和薄弱層的現(xiàn)象得到減少或避免。所以在規(guī)定中還需要限值下列幾個方面：

（1）若框架在由于工藝布置受到限值的情況下而使用錯層結(jié)構(gòu)，則對其采取的抗震措施需要嚴格進行。同時在 8、9 度區(qū)以及 7 度Ⅲ、Ⅳ類場地時，不應(yīng)將錯層結(jié)構(gòu)用在該鋼筋混凝土框架相鄰跨上。

（2）宜在樓層或接近樓層的地方布置行車荷載作用點。

（3）鋼梁與混凝土樓板之間應(yīng)在結(jié)構(gòu)分析需要考慮到樓板的剛度并且樓板梁采用鋼梁時有可靠的連接。

（4）宜在樓層處梁高范圍內(nèi)布置框架與排架跨的聯(lián)結(jié)點。在 8、9 度區(qū)以及7度Ⅲ、Ⅳ類場地時，不應(yīng)在層間設(shè)置。

（5）應(yīng)力求在沿豎直方向布置各層框架梁的過程中使各層間剛度的差異盡可能的減少，以防止薄弱層的形成。

（6）宜考慮將水平支撐設(shè)置在相鄰的樓層或盡可能地讓其他料斗或者煤倉的重心與支承點所在的樓層處靠近，以讓地震作用得到傳遞，并且應(yīng)使相應(yīng)的樓層在水平方向具有足夠的剛度。

2 發(fā)電廠合理的支撐布置形式

一般采用鋼框架一中心支撐體系或者混凝土框架一抗震強墻（支撐）體系搭建高烈度區(qū)大機組發(fā)電廠的主廠房，有支撐結(jié)構(gòu)承擔地震引起的水平荷載。由于為了配合工作量的減少以及工藝布置的要求，結(jié)構(gòu)往往被工藝專業(yè)要求將支撐布置減少甚至對布置于廠房兩端的支撐進行嚴格限制。這樣會造成地震作用因主廠房的支撐過于集中的布置而集中于某幾個支座上。從實際上來講，如果能夠均勻的沿著縱向?qū)χ芜M行布置，雖然主廠房的總地震反應(yīng)會增大、剛度會增大，但是支座反力在地震作用下卻會減小得十分明顯。對支撐進行合理的布置，能夠使整體承載能力以及整體結(jié)構(gòu)剛度分布得更加均勻，使剛度在各軸線側(cè)向之間相互接近。對結(jié)構(gòu)動力特性的差異在兩個主軸方向的差異進行減小，并對汽機廠房外側(cè)柱列的縱向剛度進行加強：宜在荷載較大的柱間布置支撐，對上下貫通。結(jié)構(gòu)自振周期會隨著整體結(jié)構(gòu)的剛度的增加而減少，同時也會增大結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。在不改變支撐在鋼框架一支體系中的布置方式以及數(shù)量的情況下，若要使地震反應(yīng)得到減小，可通過對支撐截面面積進行減小以讓結(jié)構(gòu)的剛度得到減少的方式來解決。所以并不是支撐的截面越大抗震反應(yīng)越好，如果要既具有一定的經(jīng)濟性又能夠滿足結(jié)構(gòu)安全，就需要通過精確的計算要求進行合理的選擇。

3 抗震構(gòu)造的改進

因為工藝對發(fā)電廠主廠房有很高的要求，同時各個廠房都具有其本身獨特的優(yōu)缺點導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體較為復(fù)雜，導(dǎo)致主廠房的開間尺寸、荷載以及結(jié)構(gòu)跨度較大，由此也就增大了與之相應(yīng)的梁柱的斷面。這就使電廠主廠房比民用建筑在抗震規(guī)范條文的執(zhí)行上要困難許多，并且有時在執(zhí)行過程中也不是十分適合實際情況。結(jié)合一系列的試驗分析以及震駭?shù)慕?jīng)驗，并采取措施對一些相對薄弱的環(huán)節(jié)進行了加強。平面布置在主廠房中要力求有規(guī)則、整齊合理、簡單、質(zhì)量和剛度均勻?qū)ΨQ、受力明確。應(yīng)在局剛度中心比較近的位置設(shè)置質(zhì)量大的設(shè)備，不適合在結(jié)構(gòu)單元的邊緣布置質(zhì)量大的跨間，較長的懸臂結(jié)構(gòu)要盡量減少使用，并且較重的設(shè)備不適合布置在懸臂結(jié)構(gòu)上。

（1）新型技術(shù)以及新型材料的使用，有相對充裕的資金投入到新建建筑當中，在重要的設(shè)備以及重要的結(jié)構(gòu)中，韌性、可焊性以及延性較好的專用鋼筋應(yīng)被優(yōu)先使用到鋼筋混凝土當中。布置工藝應(yīng)與主廠房的豎向布置緊密結(jié)合起來，并盡可能低位布置相關(guān)的設(shè)備。并且為了就愛你各地主廠房的重心和高度，要對結(jié)構(gòu)的自重以及工藝荷載進行適當?shù)慕档汀Ｒ挪捎脺p少廠區(qū)挖方的階梯式布置形式，并對地形進行充分的利用，對廠區(qū)進行豎向布置。

（2）只有廠房的整體性得到了保證才能夠讓結(jié)構(gòu)在經(jīng)過大震之后不倒不塌，這就需要對支撐體系進行加強。首先要保證有齊備的支撐系統(tǒng)，使天窗架以及支撐柱間的抗震能力同時得到加強。其次屋面板的連續(xù)整體性也需要得到保證。

（3）應(yīng)在設(shè)計中采用質(zhì)量較輕的輕質(zhì)墻板作為主廠房的圍護，若砌體維護必須使用，則要加強在原有規(guī)范基礎(chǔ)上的連接構(gòu)造措施。

（4）在對汽機房屋面板的設(shè)計過程中，三個點焊接也十分重要，要減小端柱間的相對變形，并對端柱間的整體剛度進行加強，同時對該類型面板的焊接構(gòu)造也要十分明確。

（5）建筑物的平面布置力求方正簡潔，一些曲折凹凸的變化要盡量避免，空間和平面剛度要盡可能的保證均勻，盡量讓剛度中心與房屋的質(zhì)量中心接近或留有一定的重合。

4 結(jié)束語

綜上，通過對發(fā)電廠主廠房土建結(jié)構(gòu)進行一系列的抗震改造，相較于以前已經(jīng)有了相當?shù)倪M步，通過對一系列的理論的分析以及研究，大機組廠房面臨的新問題都得到了進一步的解決，抗震措施已經(jīng)變得經(jīng)濟有效。對設(shè)計標準的制定來講，對比新老規(guī)范，并開展具有代表性的實驗會讓其可行性得到顯著的提高。從行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀進行預(yù)測和判斷，未來主廠房設(shè)計的基本規(guī)定將是三維空間分析，鋼結(jié)構(gòu)在主廠房中的應(yīng)用將更加廣泛，在高地震區(qū)尤為顯著。

參考文獻

[1]康靈果．大型火力發(fā)電廠少墻型鋼混凝土框架主廠房抗震性能試驗與設(shè)計方法研究．西安建筑科技大學(xué)．2009．

[2]中華人民共和國國家標準《．建筑抗震設(shè)計規(guī)范）GB50011-2010．