电气抗震设计大全11篇

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中图分类号：TU3 文献标识码：A文章编号：

1 建筑结构抗震概念设计的含义

建筑结构的抗震概念设计是指在进行结构抗震设计时，根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想，从概念上，特别是从结构总体上考虑抗震的工程决策，即正确地解决总体方案、材料使用和细部构造，以达到合理抗震设计的目的。

2 结构抗震概念设计的重要性

2.1概念设计是解决地震不确定性的好方法

地震给人类社会带来的破坏是不可抗拒的，人类只能被动防御。然而我们对地震破坏机理还不十分清楚,对地震的破坏现象也只是停留在感性认识阶段,建筑物抗震计算的原理只是一种近似方法，却不能代表建筑本身在地震中的真实反应。概念设计的思想不妨是个解决这个问题的好方法。据报道北京国家大剧院由安德鲁做概念设计，所有的结构设计、施工图设计都是由北京市建筑设计院完成，安德鲁只是提供了一个设计概念，竟然得了总造价的11%(达数亿元)，可见概念设计的重要性。在计算机辅助设计软件日益傻瓜化的今天，一个普遍存在的状况是设计人员越来越多地依赖计算软件，忽略概念设计，缺乏对计算结果的合理分析、判断，对复杂结构很容易产生设计缺陷，造成结构安全隐患。地震是一种随机振动，有着难以把握的复杂性和不确定性，要准确地预测建筑物遭遇地震的特性和参数，尚难以做到。在建筑抗震理论未达到科学严密的今天，单靠计算很难使建筑具备良好的抗震能力。因此，结构工程师必须重视建筑总体抗震能力的概念设计。

2.2概念设计是工程师进行结构设计创新的原则和方法

概念设计是展现先进设计思想的关键，一个结构工程师的主要任务就是在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方案的设计，并能有意识地处理构件与结构、结构与结构的关系。一般认为，概念设计做得好的结构工程师，随着他的不懈追求，其结构概念将随年龄与实践的增长而越来越丰富，设计成果也越来越创新、完善。遗憾的是，社会分工的细化，使得部分结构工程师只会依赖规范、设计手册、计算机程序做习惯性传统设计，缺乏创新，更不愿（或不敢）创新，有的甚至拒绝对新技术、新工艺的采纳（害怕承担创新的责任）。部分工程师在一体化计算机结构程序设计全面应用的今天，对计算机结果明显不合理、甚至错误不能及时发现。随着年龄的增长，导致他们在学校学的那些孤立的概念被逐渐忘却，更谈不上设计成果的不断创新。

2.3计算理论与实际受力的差别使得概念设计成为结构抗震的重要途径

概念设计的重要，主要是因为现行的结构设计理论与计算理论存在许多缺陷或不可计算性，比如对混凝土结构设计，内力计算是基于弹性理论的计算方法，而截面设计却是基于塑性理论的极限状态设计方法，这一矛盾使设计结果与结构的实际受力状态差之甚远，为了弥补这类计算理论的缺陷，或者实现对实际存在的大量无法计算的结构构件的设计，都需要优秀的概念设计与结构措施来满足结构设计的目的。同时计算机计算结果的高精度特点，往往给结构设计人员带来对结构工作性能的误解，结构工程师只有加强结构概念的培养，才能比较客观、真实地理解结构的工作性能。

2.4概念设计在初步设计中的重要性

概念设计之所以重要，还在于在方案设计阶段，初步设计过程是不能借助于计算机来实现的。这就需要结构工程师综合运用其掌握的结构概念，选择效果最好、造价最低的结构方案，为此，需要工程师不断地丰富自己的结构概念，深入、深刻了解各类结构的性能，并能有意识地、灵活地运用它们。概念设计在设计人员中提得比较多，但往往被人们片面地理解，认为其主要是用于一些大的原则，如确定结构方案、结构布置等。其实在设计中任何地方都离不开科学的概念作指导。计算机技术的迅猛发展，为结构设计提供了快速、准确的设计计算工具，但不可迷信电脑，应做电脑的主人。而人的设计，就是概念设计。有很多设计存在诸多缺陷，主要原因就是在总体方案和构造措施上未采用正确的构思，即未进行概念设计所致。

3 抗震概念设计的基本内容

3.1建筑设计应重视建筑结构的规则性。

建筑结构的规则性对抗震能力重要影响的认识始自若干现代建筑在地震中的表现。最为典型的例子是1972年2月23日南美洲的马那瓜地震。马那瓜有相距不远的两幢高层建筑，一幢为十五层高的中央银行大厦，另一幢为18层高的美洲银行大厦。当地地震烈度估计为8度。一幢破坏严重，震后拆除；另一幢轻微损坏，稍加修理便恢复使用。研究发现破坏较轻的建筑平、立、剖均较规则、对称；结构侧向刚度、材料强度和质量的分布也较均匀、连续，而另一栋建筑则恰恰相反，导致产生严重扭转、抗剪不足等而破坏严重。

3.2合理选择建筑的结构体系。

抗震结构体系是抗震设计应考虑的关键问题，结构方案的选取是否合理，对安全性和经济性起决定性作用。

3.2.1结构体系应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。要求结构体系受力明确、传力合理、传力路线不间断、抗震分析与实际表现相符合。

3.2.2应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。抗震设计的一个重要原则是结构应有必要的赘余度和内力重分配的功能。诸多震后实例均印证了它的重要性，设计时要引起足够重视。

3.2.3结构体系应具备必要的承载能力，良好的变形能力和消耗地震能量的能力。足够的承载力和变形能力是需要同时满足的。有较高的承载能力而缺少较大变形能力，如不加约束的砌体结构，很容易引起脆性破坏而倒塌。必要的承载能力和良好的变形能力的结合便是结构在地震作用下具有的耗能能力。

3.3提高结构构件的延性。

结构的变形能力取决于组成结构的构件及其连接的延性水平。规范对各类结构采取的抗震措施，基本上是提高各类结构构件的延性水平。这些抗震措施如：采用水平向（圈梁）和竖向（构造柱、芯柱）混凝土构件，加强对砌体结构的约束，或采用配筋砌体；使砌体在发生裂缝后不致坍塌和散落，地震时不致丧失对重力荷载的承载能力；避免混凝土结构的脆性破坏（包括混凝土压碎、构件剪切破坏、钢筋同混凝土粘结破坏）先于钢筋的屈服；避免钢结构构件的整体和局部失稳，保证节点焊接部位（焊缝和母材）在地震时不致开裂等等。

3.4抗震设计要注重非结构构件的设计。

非结构构件包括建筑非结构构件和建筑附属机电设备，自身及其与结构主体的连接，应进行抗震设计。结合相关震后资料，启示如下：（1）附着于楼、屋面结构上的非结构构件，应与主体结构有可靠的连接或锚固，避免地震时倒塌伤人或砸坏重要设备；（2）围护墙和隔墙应考虑对结构抗震的不利影响，避免不合理设置而导致主体结构的破坏；（3）幕墙、装饰贴面与主体结构应有可靠连接，避免地震时脱落伤人；（4）安装在建筑上的附属机械、电气设备系统的支座和连接应符合地震时使用功能的要求，且不应导致相关部件损坏。

4 结语

汶川大地震后，国家对《建筑抗震设计规范》重新进行了修定，并于2010年12月1日正式实施。不难看出新的规范对于抗震概念设计提出了更高的要求。概念设计是解决计算近似性的有效途径，因此必须加强结构设计人员对抗震概念设计重要性的认识，使之成为广大设计人员在工程设计中自觉遵守的原则。只有时刻把握这个原则才能更加科学、严谨的为建筑抗震把好关，才能从根本上提高建筑抗震性能。

参考文献：

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底部框架抗震墙砌体这种结构形式早期多出现在我国的城市建设中，由于使用功能的需要，临街的建筑在底部设置商店、餐厅、车库或银行等，而上部各层为住宅、办公室等。这种类型的结构是城市旧城改造和避免商业过分集中的较好型式，具有比多层钢筋混凝土框架结构造价低和便于施工等优点，性价比较高。

底层框架抗震墙砌体的震害特点

未经抗震设防的底层框架抗震墙砌体，其底层的纵横墙数量较少且平面布置不对称，而上部砌体则纵横墙的间距较密，上部砌体的侧移刚度比底层大得多，在强烈地震作用下，由于底层的抗侧力刚度和极限承载能力相对于第二层薄弱，结构将在底层率先屈服、进入弹塑 性状态，井将产生变形集中的现象。底层的率先破坏将危及整个房屋的安全。

我国近十几年来的强烈地震震害表明，这类房屋的地震震害较为普遍，未经抗震设防的 这类房屋的震害特点是：

1.震害多数发生在底层，表现为“上轻下重”；

2.底层的震害规律是：底层的墙体比框架柱重，框架柱又比梁重；

3.房屋上部几层的破坏状况与多层砖房砌体相类似，但破坏的程度比房屋的底层轻得多。

1底层框架抗震墙砌体抗震设计的基本要求

底层框架抗震墙砌体的底层框架抗震墙和上部砌体部分均具有一定的抗震能力，但这两部分不同承重和抗侧力体系之间的抗震性能是有差异的，而且其过渡楼层的受力也比较复杂。底部框架抗震墙砌体具有上刚下柔，上重下轻的特点，房屋的震害程度与房屋的平面布置和上下墙体的相对位置，以及上下层的层间侧移刚度比等密切相关。

1.1“强柱弱梁”原则

底部框架抗震墙砌体框架设计遵循的一个基本原则就是：“强柱弱梁”、“强节点弱构件”原则。目的是使框架结构在强烈地震作用下，塑性铰先出现在梁端，后出现在柱端。如果框架的任一柱端先出现塑性铰，可能会引起同一层其它柱端相继出现塑性铰，房屋因此而倒塌。但是底层框架梁因为要承担竖向荷载引起的较大弯矩，截面较大，因而在截面抗弯强度的计算上满足“强柱弱梁”的要求很困难，所以在构造上特别是箍筋的配置上应尽量实现“强柱弱梁”的设计原则。

1.2 结构平面设计讲究均匀性、整体性

建筑平面布置应简洁、规则、对称，并尽可能减少上部砌体单元形式。上部砌体纵横墙均匀对称布置，沿平面内宜对齐，同一轴线的窗间墙宽度宜均匀。尽可能的将抗震墙对称分散布置，使纵横向抗震墙相连，纵向抗震墙应布置在外纵轴线，增强抗倾覆能力，避免出现低矮抗震墙（高宽比小于1），使层间刚度比使得结构的刚度中心与质量中心重合，减少地震作用下结构产生的扭转效应。

1.3 结构立面的均匀性、连续性

底部框架抗震墙砌体结构的显著特点就是“上重下轻”。上部砖房各层建筑功能保持一致，墙体竖向应对称连续。对于出屋面的楼梯间，水箱间由于刚度突变，地震时容易引起鞭稍效应，所以要尽可能地降低层高。只有建筑设计做到竖向规则连续才能保证竖向强度和刚度的均匀性，避免上部砌体出现薄弱层，减少应力集中和变形集中。

2 抗震墙砌体的抗震设计

2.1 底层框架抗震墙的设计

目前，底层框架抗震墙砌体的底层设计归纳起来存在以下三方面的问题：

底层为大商场等有大空间使用要求时，底层抗震墙（一般为砖墙）设置得很少，其底层的侧移刚度比纵横墙较多的第二层小得多。这种结构由于其地震倾覆力矩主要由钢筋砼框架柱承担，使得底层钢筋砼框架柱的承载能力大为降低，底层成为较薄弱的楼层；在强烈地震作用下底层成为弹塑性变形和破坏集中的楼层，危及整个房屋的安全。要解决以上问题，首先，建筑平面布置时，应考虑在适当部位布置一些墙体。其次，采用钢筋砼抗震墙来代替砌体抗震墙，一片相同厚度、高度和长度砼墙的抗侧刚度是砌体墙的好几倍，既可减少墙面数又能保证底层的侧移刚度。

底层沿纵向分成几个较大空间，一些设计方案把分隔横墙设计成为带构造柱、圈梁的砌体，使得底层的横向与纵向均不能形成完整的框架抗震墙体系。在地震作用下这些分隔墙因侧移刚度大而先开裂，又因其承载能力和变形能力较钢筋永框架差而破坏严重，并且过早的退出工作，产生弹塑性内力重分布，导致底层框架抗震墙部分破坏严重。因此，结构布置时必须将底层布置成纵横向框架抗震墙体系，避免以上问题的产生。

2.2 过渡层的设计

抗震墙砌体的二层称为过渡层。此层担负着传递上部的地震剪力和上部各层地震力对底层楼盖的倾覆力矩引起楼层转角对第二层层间位移的增大，因而此层受力复杂，也显得非常重要。对于底部框架抗震墙砌体，当底层按抗震规范要求设置一定数量的抗震墙后，房屋底部的侧向刚度和水平承载力有较大提高；此时如果忽略过渡层墙体的侧向刚度和水平承载力的降低，可能使房屋的过渡层成为薄弱层；由于过渡层砖砌体的变形能力较底层相对较差，因而将降低这种房屋的抗震性能。为避免上述情况发生，应加强过渡层墙体的抗震构造措施。二层构造柱配筋较上部同一位置构造柱配筋加大一级，二层构造柱下端箍筋适当加密，构造柱纵向钢筋锚入底层框架柱、梁内40d；除按抗震规范设置构造柱外，应根据房屋层数、设防烈度适当增设构造柱，尤其是在底层有抗震墙的位置，以改善整个结构传递水平力的性能；另在房屋四周外墙，在纵横墙交接处均宜设构造柱，以增加上部砌体结构与底部钢筋砼框架抗震墙结构的连接和整体性，避免由于房屋上部及底部材质不同，结构的自振频率不完全一致，在地震作用下因上、下部连接不强而在二层楼面处形成脱接。

3 底部框架结构抗震设计中应注意的问题

3.1 注重概念设计

选择对抗震有利的建筑场地，简化建筑体型，讲究规则对称，质量和刚度变化均匀，抗震结构体系合理、明确等是确保抗震设计合理的基本设计内容。同时抗震设计应满足“小震”不坏“，中震”可修和“大震”不倒的设防目标。《建筑抗震设计规范》（GBJ50011-2001）的第7.1.8条规定，底部应沿纵横两方向均匀对称布置框架-抗震墙体系，并重点强调底部抗震墙应是双向、对称布置并纵横抗震墙相连。由于底部框架墙结构中的剪力墙属低矮墙，其抗剪刚度相对较大，如果布置的墙肢较长、平面形式复杂，很容易出现局部刚度过大，受力过于集中的现象，甚至经常出现只布置极少的剪力墙就满足上下层抗侧刚度比限值的情况。如果不作处理，则会造成建筑的刚度中心对质量中心的偏心距较大，地震力作用下会对结构产生扭转效应。

底部框墙结构的柱网不宜过大，一般控制在7.5m左右，并且框架梁上悬墙数目不应超过一道。首先从使用功能上，底框结构大多为商住楼，该跨度对应上部可分割为两开间，无论上部为住宅楼，还是办公楼，开间尺寸都必须以满足砌体结构所能实现的功能。

3.2 严格控制侧移刚度比

现行抗震规范对底层框架砌体第二层与底层的侧移刚度比不仅会影响地震作用下的层间弹性位移，而且对层间极限剪力系数分布、薄弱楼层的位置和薄弱楼层的弹塑性变形集中都有很大影响。因此应严格的限制侧移刚度比，设计中并对此作控制性验算。这是因为该比值分析结果表明，当>2时，在强烈地震作用下会造成薄弱的底层弹塑性变形集中，弹性位移增大，会加速底层的破坏；但当

3.3 结构体系要合理

底部框架砌体的底层或底部两层均应设置纵横向的双向框架体系，因为底部的地震剪力按各抗侧力构件的刚度分配，在这些结构混用的体系中，砌体比框架的抗侧力刚度大得多，在地震作用下，砖墙先开裂破坏，而砖墙的变形能力较框架要差得多，这样会形成砖墙构件先退出工作，导致加重半框架或部分框架的破坏。

结论

底部框架抗震墙砌体上部和底部抗震性能差异较大，由于其结构形式特殊，设计不合理将导致地震时的严重破坏。设计房屋的平面规则对称、控制底层和过度层的刚度比，合理布置底部框架抗震墙砖房的结构体系等，能使底部框架抗震墙砖房具有较大的抗震能力和良好的抗震性能。

参考文献 ：

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Abstract: The bottom frame-aseismic wall masonry buildings is formed by the framework-aseismic wall and the upper masonry structure, which is a kind of special form of masonry structure of our country. Due to advantages of low cost, convenient installation and high cost performance, it is widely used in small-medium cities. However, there exists the unsatisfactory aseismic performance. Toimprove such aseismatic performance of building, meet the requirements for seismic resistance is a problem to be solved. According to the perfect investigation and simulation test of bottom-aseismic wall masonry buildings, the paper analyses the earthquake features, and from conceptual design, discusses the processes and measures to improve the vibration resistance. Theauthor puts that the bottom should apply the whole frame aseismic wall structure system and should set reasonable seismic wall arrangement, and choose appropriate up-down lateral stiffness ratio, and briefly explains the key points of the design calculation. All of the paper offers reference.

Keywords: the lateral stiffness ratio; the matching of seismic performance; low aseismic wall; complete framework-seismic wall system

中图分类号：TU352.1+1 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）

底部框架—抗震墙砌体房屋是多层砌体房屋的一种特殊形式。是由底部一二层框架—抗震墙结构和上部砌体结构组成的复合结构。是适合我国目前经济发展的中国式的建筑结构。这种结构的特点是由上下两部分不同的结构体系和不同材料组成上刚下柔的竖向不规则结构，是不利于抗震的。历次震害表明这种结构的震害是比较严重的。

随着理论分析，模型试验研究一级实际工作经验的积累总结，对这一类建筑抗震设计水平获得了进一步的提高。在房屋的设计中应重点解决结构体系。易损部位、薄弱层和过渡层、抗震能力匹配性等问题。做出增加房屋整体抗震能力合理设计，确保此类结构的抗震安全性能。以使这类房屋的抗震设计满足“小震”不坏，“中震”可修和“大震”不倒的抗震设防目标。

一,底部框架—抗震墙砌体房屋结构设计应满足抗震概念设计的要求，其内容有：

1，结构体系和结构布置

底部框架—抗震墙砌体房屋的结构布置要符合不规则结构概念设计要求，尽可能减小其不规则性，房屋体型宜简单对称。由于使用要求不可避免出现上部砌体凸凹不规则的情况时，应在局部凸凹部位的墙下设置框架柱，使主要上部砌体抗震墙下均设有落地框架柱。尽可能减小竖向抗测力构件不连续和平面结构体系复杂造成的不利影响。当建筑平面复杂，存在严重凸凹不规则时，可设抗震缝，降结构体系分为相对规则的几个结构单元。底层框架—抗震墙砌体房屋上部砌体抗震墙宜与底部框架梁或抗震墙除个别墙段外均应上下对齐或基本对齐。以利于荷载传递。尽量减小由次梁的二次转换。

2，底部框架—抗震墙砌体房屋底部应设置完整的框架—抗震体系。即在底部或底部两层均应沿纵横两个方向设置一定数量的抗震墙。使底部形成具有两边防线的双向的框架抗震墙体系，使个方向的抗震力接近，以利于提高底部整体的抗震能力。

3，抗震墙的布置是此类房屋结构抗震设计的重点。抗震墙的布置应使底部框架—抗震墙房屋，底部具有适宜的刚度承载力和变形能力。其布置原则是“均匀对称，分散周边，纵横相连，上下连续。”均匀对称，使上下结构的质量中心和刚度中心尽量重合以降低结构的扭转效应。而分散周边设置抗震墙不仅可以使结构受力均匀，较大的提高结构的抗扭能力。而上下连续：底部框架抗震墙与上部砌体抗震墙平面对齐或基本对齐又减少了抗震力的传力途径，减少局部破坏。

4，抗震墙的合理数量。应该使上下两部分的刚度比合理取值控制在一定的范围内。即上下层结构侧向的刚度和承载力的匹配性，是防止底部框架—抗震墙多层砌体房屋发生严重破坏的重要措施。底层框架—抗震墙多层砌体房屋的第二层与底层的刚度比不仅对地震作用下层间位移有影响，而且对层间极限剪力系数分布，薄弱层的位置和薄弱楼层在弹塑性变化的集中也有着重大影响。控制上下二层的刚度比，就是为了使底层框架—抗震墙砌体房屋的弹性位移反应较为均匀，以减小在剧烈地震作用下弹塑变形的集中。从而提高房屋整体的抗震能力。

抗震规范规定：底部框架—抗震墙砌体房屋纵横两个方向，第二层计入构柱影响的侧向刚度与底层侧向刚度的比值。6，7度时不应超过2.5（K2/K1

5，底部钢筋砼抗震墙的高宽比及低矮抗震墙的设计：

控制好底部钢筋砼抗震墙适宜的高宽比，即可以满足对底部框架—抗震墙侧向刚度不过大的要求，有要保证抗震墙的足够承载力和变形能力，是抗震墙设计的重要措施。

底部框架—抗震墙砌体房屋底部的抗震墙往往是低矮抗震墙，高宽比小于1.0，低矮钢筋砼抗震墙是以受剪为主，其破坏形态为脆性的剪切破坏，应予以改进。研究结果表明，对较长的抗震墙，放入板式钢筋砼板的开竖缝的钢筋砼抗震墙的性能明显优越整体钢筋砼低矮抗震墙。这种开竖缝抗震墙具有弹性刚度大，后期刚度较为稳定的特点。达到最大荷载后，其承载力没有明显降低，而其变形能力和耗能能力有较大提高，达到改善抗震性的目的。所以在底层框架—抗震墙砌体房屋，底层宜采用带边框的开竖缝钢筋砼抗震墙。将较长的抗震墙用竖缝分割若干个由暗柱和边框梁组成墙段。其墙段的高宽比控制在1.5左右为宜。这样很好解决底部与上部抗震性能匹配问题，从而提高房屋的整体抗震性能。

二，底部抗震墙砌体房屋设计的计算要点。其内容如下：

1，地震作用计算及地震作用效应的调整。

对于平立面布置规则，质量和刚度在平立面的分布比较规则的结构可采用底部剪力法。对于立面布置不规则宜采用振型分解反应谱法，对于平面不规则的宜采用考虑水平地震作用扭转影响的振型分解反应谱法。当采用阵型反应谱法应取足够的振型数。

为了减小底部的薄弱程度，根据概念设计的要求，“抗震规范”规定,底部框架—抗震墙砌体房屋底层横向与纵向地震剪力设计值均应乘以增大系数。其值根据上下层侧移刚度比在1.2~1.5范围内选用。其比值越大增加越多。可采用线托值法进行计算。第三层与第二层的刚度比大者应取大值。

2，底部框架—抗震墙部分地震剪力的分配

水平地震剪力要根据对应的框架—抗震墙结构中各构件的侧向刚度比例，并考虑塑性内力重分布来分配，使其符合多边设防的设计原则。抗震墙作为第一边防线，底部横向和纵向地震剪力设计值应全部由该方向的抗震墙承担。地震剪力按各抗震墙段的侧向刚度比例来分配。

在地震作用下，底部抗震墙开裂后，将产生塑性内力重分布。底部框架作为第二边防线，承担的地震剪力设计值，可按底部框架和抗震墙有效侧移刚度比例进行分配。

有效侧向刚度的取值：框架的侧向刚度不折减，钢筋砼抗震墙侧向刚度可乘以折减系数0.30，砖砌体可乘以折减系数0.20 。底部框架承担的地震剪力设计值，可按下式计算：

Vj=KjV/(∑Vj+0.30∑Kcwj+0.20∑Kbwj)

式中： Vj——第j榀框架承担的地震剪力

Kj——第j榀框架的弹性侧向刚度

V——底部总地震剪力

Kdwj——第j榀钢筋砼抗震墙弹性侧向刚度

Kbwj——第j榀普通砼抗震墙弹性侧向刚度

3，底部地震倾覆力矩的计算及分组

在建筑抗震设计规范中，对多层砌体一般不考虑地震倾覆力矩对墙体受剪的影响。而是按不同的基本烈度的抗震设防控制房屋的高宽比。在而对于底部框架—抗震墙砌体房屋，其底部和上部是由两种不同的而承重和抗侧力体系组成。应考虑倾覆力矩对底部框架—抗震墙结构构件的影响。

作用于底部框架—抗震墙砌体房屋的过渡层及以上各楼层的水平地震作用。对底层或底部两层引起倾覆力矩，将使底部抗震墙产生附加弯矩，并使底层框架柱产生附加轴力。在确定底部框架—抗震墙的地震作用效应时，应计入地震倾覆力矩对底部抗震墙产生的附加弯矩，相对底部框架产生的附加轴力影响。

在底层框架—抗震墙砌体房屋中，作用与整个房屋底层的地震倾覆力矩设计值，按下式计算：

M1=Reh∑Fi（Hi-H1）

式中：M1=作用房屋底层总的地震倾覆力矩。

Fi=第i楼层质点的水平地震作用的标准值。

Hi=第i楼层质点的计算高度。

当底部为二层框架—抗震墙砌体房屋中，作用与整个房屋第二层地震的倾覆力矩：

M2=Reh∑Fi（Hi-H2）

式中: M2——作用于房屋第二层总的地震倾覆力矩。

考虑实际计算的可操作性，现行的《抗震规范》规定，可将地震倾覆力矩在底部框架和抗震墙之间。按它们的侧喜爱那个刚度比例进行分配。

4，底部框架托墙梁的计算

底部框架托墙梁的受力状态是非常复杂的，大量的空间有限元分析表明底部框架—抗震墙砌体房屋第一层的框架托墙梁和底部两层的框架—抗震墙砌体房屋第二层框架托墙梁承担竖向荷载的特点和规律是相同的。在不考虑上部砌体开裂的前提下，且上部墙体墙未开洞时，对于其下部框架托墙梁的墙梁作用最为明显的。

在静力计算时，框架托墙梁及其上部的砌体墙可做为墙梁进行计算。在抗震设计时，大震时，托墙梁上砌体严重开裂，若拉结不良则会出平面倒塌，震害十分严重。托墙梁与非抗震的墙梁受力状态有所差异，当按静力方法考虑有框架柱落地的托梁与上部砌体的组合作用时，需要根据其开裂程度调整计算参数。

作为简化计算，偏于安全。在托墙梁上部各层墙体不开洞和跨中1/3范围内开一个洞的情况也可以采用折减荷载的方法。

托墙梁弯矩的计算：由重力荷载代表值产生的弯矩，托墙梁上部楼层四层以下全部计入组合。四层以上可有所折减，取不少于四层的数值计入组合。

托墙梁的剪力计算：由重力荷载代表值产生的剪力不折减。此时对于框架柱的轴力，应对应于上部竖向荷载，对于钢筋砼抗震墙连接的托墙梁，应按框架—抗震墙的连梁计算其内力。

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中图分类号：TU文献标识码：A文章编号：1672-3198（2008）05-0337-02

1 高架电气防震装置研究的意义

强烈的地震给世界各国人民造成了巨大的灾害，地震中大量建筑物的破坏与倒塌，是造成地震灾害的直接原因，结构的抗震设计是结构工程领域的重要课题。在震害调查分析中发现，建筑物即使按照传统的抗震设计方法进行设计也有倒塌的现象，因此为了保证重要建筑的安全，结构工程师们转向对新的抗震设计方法即结构控制的研究。通过在结构上设置控制机构，由控制机构和结构共同控制抵御地震动等动力荷载，使结构的动力反应减小，从而有效地减轻地震灾害。同时随着国家经济的发展，变电站工程建筑形式要求越来越复杂-平面上不规则，立面上也不规则，而且需要在楼板上竖向布置电缆，对结构局部刚度有所削弱，同时需要较大的内部空间，水平刚度较小。在地震作用下，这些结构将发生较大的扭转，加重这些建筑的破坏，因此制约着结构建筑形式的多样化发展，对变电站工程中建筑的扭转响应控制迫在眉睫。

电力系统是生命线工程的重要组成部分。在地震中，电力系统一旦发生破坏，可能造成震区及周边地区的大面积停电，严重影响救灾及震后的重建工作。高压电气设备在地震时是应该首要保护的，而其中尤以高架电气设备最为重要，相比其他电气设备，高架电气设备由于位置较高，动力响应较大，容易破坏，一旦震坏则更难修复及更换，也是震后难以通电运行的关键所在。而现在对于电气设备的抗震在实际设计时考虑的较少，主要是由于设计人员认为电气设备生产厂家已经考虑了设备的抗震，故在设计时未考虑设备的抗震。从历次震害调查发现，高架电气设备没有像设计人员想象的那么安全，很多高架电气设备遭到严重的破坏，因此对于高架电气设备抗震研究迫在眉睫。

2 新型高架电气隔震装置

对于高架电气设备的隔震不但要使隔震层的水平刚度小，最重要的是隔震装置要能抵抗大震下的产生的倾覆力矩，然而普通的橡胶隔震装置不能抵抗大震下在隔震层产生的倾覆力矩，因此普通的橡胶隔震装置不适合应用于高架电气设备的隔震控制，必须开发新的隔震装置对其进行隔震。由高架电气设备对隔震装置的力学性能要求可知，隔震装置必须能够承受大震下电气设备对其产生的拉力，而且必须水平向的刚度较小。装置在水平向的刚度较小，而竖向的刚度较大，能够提供较大的拉力。装置的钢材主要采用Q235钢材，以保证水平向刚度较小，而且该装置材料造价较低，材料可以就地取材，因此比较容易实现。

3 330KV电压互感器隔震设计

3.1 工程概况

该项目来源于某高烈度地区的新建330kV变电站工程，根据《建筑抗震设防分类标准》和《建筑抗震设计规范》 (GB50011-2001)，设防烈度8度(0.309)。场地类别II类，设计分组第一组，场地特征周期取 Tg=0.35秒，不考虑近场影响。设计目标减小电气设备的水平向地震加速度及设备顶点与底面的相对位移。隔震支座设置在支架顶部，将330KV电压互感器与支架隔开，以达到隔离地震能量、减小电压互感器水平地震作用的目的。330KV电压互感器隔震设计如图1所示：

图1 互感器隔震设计图

3.2 材料属性

对于上部结构330KV电压互感器由瓷套组成，下部支架由钢材组成，各材料的属性表1所示：

3.3 隔震装置刚度确定

采用有限元分析软件SAP200建立隔震装置的有限元模型，通过计算分析小震下隔震层x向Y向水平刚度1.61×106N/m，大震下隔震层装置的部分屈服，故考虑刚度的退化，取小震时刚度的0.2倍。

3.4 计算分析与构造措施

利用时程分析法，对该结构选用三条实际地震记录和一组人工模拟加速度时程曲线，分别选取El-Centro波、Kobe波、波、Taft和所拟合的人工模拟地震波(兰州波)。对该工程进行了分析，加速度峰值取为:多遇110.0cm/s2，罕遇510.0 cm/s2，对结构分别进行不隔震、隔震小震、隔震大震情况下计算。

（1）结构基本周期：

（2）隔震支座最大压力：

考虑竖向地震作用，取构件重力荷载代表值的20%，隔震支座的压力设计值由1.2×永久荷载标准值+0.2×构件重力荷载代表值求得。计算结果表明，隔震支座最大压力设计值小于隔震装置竖向承载压力。

（3）隔震效率：定义隔震效率为=隔震后设备顶点最大加速度/隔震前设备顶点最大加速度，计算结果见表3

（4）罕遇地震时隔震支座验算：

①隔震层在罕遇地震作用下隔震层水平剪力标准值平均为8.9lKN，设计值11.58KN。小于4个M18螺栓的剪力承载力设计值。

②隔震支座在罕遇地震作用下隔震层的弯矩标准值平均为25.03KN.m，螺栓的拉力设计值为25.73KN，小于螺栓容许拉力值。

③隔震装置A构件的拉力设计值为25.73KN，小于竖向容许拉力值为。

④隔震支座在罕遇地震作用下平均最大位移为2.89cm。

（5）隔震支座以上结构设计：

隔震层以上结构应采取不阻碍隔震层在罕遇地震下发生较大变形的措施。上部结构及隔震层部件应与周围固定物脱开，与水平方向固定物的脱开距离。

（6）隔震支座以下支架结构设计：

隔震层以下结构的强度、刚度、稳定性对上部结构安全至关重要，应务必使该部分结构具有较大的安全储备。根据抗震规范GB500II-2001要求，隔震层以下结构的地震作用和抗震验算，应按罕遇地震作用下内力组合进行验算。水平剪力Vi为11.58KN、轴力N为ZI.87KN，弯矩为上部结构在罕遇地震作用下产生的弯矩+Vi H，H为支架柱高。

参考文献

［1］周锡元，阎维明，杨润林.建筑结构的减震、减振和振动控制.建筑结构学报，2002，23(2):2-12.

篇（5）

城市的功能性和服务性的基础是电力能源，随着城市规模和城市用电设备的不断增加，使得城市对变电站的需求不断变化，为了确保城市的持续稳定运行，需要科学的对城市变电站进行建设。而一次设计是城市变电站的重要内容，需要科学的对线路和一次设备进行选择，充分发挥城市变电站的功能。但是在实际的城市变电站一次设计中，需要科学的对变电站的重要内容进行控制，发挥城市变电站的功能，促使城市的功能可以得到有效的发挥，实现城市的持续健康发展。

1 城市变电站一次设计的相关概述

1.1 城市变电站的重要性

城市变电站是完成城市电力转换和电力配置的重要组成部分，是城市功能性和服务性实现的关键部分。而且，随着城市规模和城市用电设备的不断增多，城市的电气设备对供电电压和供电质量具有更高的要求。为了进一步提高城市变电站的安全系数和安全质量，需要进一步对城市变电站的一次设计进行控制，科学的对互感器、母线、一次设备等进行设计，发挥城市变电站的功能性和可靠性，规避安全隐患，提高城市的功能性和服务质量，推动城市的持续健康发展。

1.2 城市变电站一次设计的基本内容

城市变电站在实际的一次设计中，需要科学的对主接线、变压器、高压配电器等进行选择和布置，发挥一次设备和线路的功能。在实际的城市变电站一次设计中，需要严格的遵循国家的相关设计标准，确保设计质量。并满足城市用户的基本需求，使得变电站的功能更加灵活、实用，促使变电站可以为城市的建设和城市的发展提供电力基础，推动城市的持续健康发展。

2 主接线设计与主变压器选择问题

主接线和变压器是变电站的重要一次设计部分，也是城市变电站一次设计中的重要问题之一。为此，需要科学的对主接线设计和主变压器进行选型，确保一次设计质量，规避安全隐患，发挥城市变电站的功能，推动城市发展。

2.1 电气主接线设计问题

现阶段，城市电气主接线设计，通常采用复杂的设计形式，而这种复杂的形式，可以使得城市变电站的运行质量和运行可靠性得到提升。但是受到复杂的电气主接线设计，使得变电站的维护和管理较为困难。尤其是维护过程中，受到主接线复杂设计的影响，使得主接线的故障检测和故障分析较为困难，影响主接线的维护质量。此外，复杂设计还会导致影响变电站的占地面积增加，维护成本和建设成本增加。

针对电气主接线的复杂设计，需要科学的展开电气主接线的优化设计，结合电气设备的特点、负荷的性质、电压等级等因素，选择经济效益最优、设计最为简单的主接线方式。城市变电站的主接线，针对220kV变电站可以采用双母线分段接线、桥线的方式。110kV变电站可以采用线路-变压器-主接线的形式，35kV变电站可以采用单母线分段接线的形式。优化的主接线方式，可以使得线路的复杂情况得到有效的缓解，使得主接线成本可以有效的降低、提高维护效率、减少占地面积。

2.2 主变压的选择问题

主变压器是变电站的重要部分，是影响变电站的功能性和可靠性的关键因素，这也就使得主变压器的选择问题成为城市变电站一次设计的主要问题之一。在一些城市变电站的一次设计时，没有严格的对城市主变压器的总容量、占地面积等内容进行分析，没有结合城市的不同季节和时间段的用电情况，导致城市变电站的主变压器选择不够合理，导致空载损耗、负载损耗使用发生，甚至不能满足城市的实际用电需求，制约城市的持续健康发展。

针对城市变电站主变压的实际情况，需要科学的对主变压器进行选择，主变压器的选择，需要结合城市的用电高峰情况与城市的供电情况，从而科学的对变压器的总容量等内容进行选择。，此外，还需要选择高阻抗的变压器，限制电路的短路水平，从而达到节电的目的，城市主变压器的设计时，需要在一台变压器出现故障时，另一台可以为主变压器负担70%负荷，促使城市变电站可以始终处于稳定的运行状态，规避停电的风险。

3 高压配电装置的布置方式和结构抗震设计问题

针对高压配电装置的布置方式和结构抗震设计问题进行分析，并促使其可以得到优化设计，促使城市变电站的一次设计质量得到有效的提升。

3.1 配电装置的布置方式问题

一些城市变电站中，由于布置不够合理，使得布置线路的占地面积较大，导致后期的维护和检修的难度增加，导致成本较高，影响后期的配电装置使用。为此，需要科学的对配电装置的布置方式进行选择，选择施工难度适中，后期养护和使用成本低的布置方式，并结合城市变电站的输电负荷等内容，对中型布置、高型布置和半高型布置的方式进行选择，提高配电装置的布线质量。

3.2 抗震结构设计问题

抗震结构设计时变电站一次设计中的重要问题，如果变电站的抗震等级不能达到标准，会导致城市变电站的质量受到地震的影响，导致安全隐患。为此，在实际的城市变电站一次设计中，需要严格的控制抗震设计，促使变电站的抗震等级可以得到有效的提升。

4 断路器与直流系统的设计问题

断路器与直流系统同样是城市变电站中值得注意的问题，如果断路器的设计不够合理，使得变电站的保护功能不能得到有效的发挥，导致安全隐患的发生。而直流系统的设计问题，如果不能得到有效的控制，会导致电力损失和安全隐患。为此，针对断路器需要控制断路器本身导电性和使用寿命等进行选择，促使变电站的断路器设计质量可以得到保障。直流系统可以采用单母线分段接线的方式，并合理的对绝缘监测装置等进行安装，确保直流系统的稳定可靠。

5 结束语

城市变电站是城市的重要组成部分，是影响城市功能和城市稳定的关键。为此，需要科学的对城市变电站进行设计，针对城市变电站一次设计的相关问题分析和解读，积极推动城市变电站的设计质量和设计水平得到提升，充分发挥城市变电站的功能，积极推动城市的持续健康发展。

参考文献

[1]任志毅.城市110kV变电站电气一次设计的分析[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2013，11：304-305.

篇（6）

中图分类号:F407.9文献标识码:A

地震灾害具有突发性,至今可预报性很低,给人类社会造成的损失严重是各类自然灾害中最严重的灾害之一。随着建筑结构抗震相关理论的不断发展,结构抗震设计思路也经历了一系列的变化。设计思路经历了从弹性到非线性,从基于经验到基于非线性理论,从单纯保证结构承载能力的“抗”到允许结构屈服,并赋予结构一定的非弹性变形能力的“耗”的一系列转变。由于地震作用的随机性、复杂性、藕联性,每次地震所产生的波形各异,因而其对建筑物的作用各不相同,所产生的破坏程度也千差万别。因此,在进行结构的抗震设计时要综合考虑多方面因素,而切实做好抗震概念设计又显得尤为重要。

一、抗震概念设计的含义

建筑结构的抗震概念设计是指在进行结构抗震设计时,根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想,从概念上,特别是从结构总体上考虑抗震的工程决策,即正确地解决总体方案、材料使用和细部构造,以达到合理抗震设计的目的。

二、抗震概念设计的基本内容

1、建筑设计应重视建筑结构的规则性。建筑结构的规则性对抗震能力重要影响的认识始自若干现代建筑在地震中的表现。最为典型的例子是1972年2月23日南美洲的马那瓜地震。马那瓜有相距不远的两幢高层建筑,一幢为十五层高的中央银行大厦,另一幢为18层高的美洲银行大厦。当地地震烈度估计为8度。一幢破坏严重,震后拆除;另一幢轻微损坏,稍加修理便恢复使用。研究发现破坏较轻的建筑平、立、剖均较规则、对称;结构侧向刚度、材料强度和质量的分布也较均匀、连续,而另一栋建筑则恰恰相反,导致产生严重扭转、抗剪不足等而破坏严重。

2、合理选择建筑的结构体系。抗震结构体系是抗震设计应考虑的关键问题,结构方案的选取是否合理,对安全性和经济性起决定性作用。

(1)结构体系应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。要求结构体系受力明确、传力合理、传力路线不间断、抗震分析与实际表现相符合。

(2)应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。抗震设计的一个重要原则是结构应有必要的赘余度和内力重分配的功能。诸多震后实例均印证了它的重要性,设计时要引起足够重视。

(3)结构体系应具备必要的承载能力,良好的变形能力和消耗地震能量的能力。足够的承载力和变形能力是需要同时满足的。有较高的承载能力而缺少较大变形能力,如不加约束的砌体结构,很容易引起脆性破坏而倒塌。必要的承载能力和良好的变形能力的结合便是结构在地震作用下具有的耗能能力。

3、提高结构构件的延性。结构的变形能力取决于组成结构的构件及其连接的延性水平。规范对各类结构采取的抗震措施,基本上是提高各类结构构件的延性水平。这些抗震措施如:采用水平向(圈梁)和竖向(构造柱、芯柱)混凝土构件,加强对砌体结构的约束,或采用配筋砌体;使砌体在发生裂缝后不致坍塌和散落,地震时不致丧失对重力荷载的承载能力;避免混凝土结构的脆性破坏(包括混凝土压碎、构件剪切破坏、钢筋同混凝土粘结破坏)先于钢筋的屈服;避免钢结构构件的整体和局部失稳,保证节点焊接部位(焊缝和母材)在地震时不致开裂等等。

4、抗震设计要注重非结构构件的设计。非结构构件包括建筑非结构构件和建筑附属机电设备,自身及其与结构主体的连接,应进行抗震设计。结合相关震后资料,启示如下:(1)附着于楼、屋面结构上的非结构构件,应与主体结构有可靠的连接或锚固,避免地震时倒塌伤人或砸坏重要设备;(2)围护墙和隔墙应考虑对结构抗震的不利影响,避免不合理设置而导致主体结构的破坏;(3)幕墙、装饰贴面与主体结构应有可靠连接,避免地震时脱落伤人;(4)安装在建筑上的附属机械、电气设备系统的支座和连接应符合地震时使用功能的要求,且不应导致相关部件损坏。

三、结束语

“5.12”汶川大地震后,国家对《建筑抗震设计规范》重新进行了修定,不难看出新的规范对于抗震概念设计提出了更高的要求。一幢抗震性能优良的建筑除了进行必要的结构计算之外,概念设计更为重要。作为结构工程师来说,必须使这一理念贯穿于结构设计的整个过程当中,既要严格把握好设计的大原则,又要全面考虑诸多因素,最终才能保证设计的科学性和严谨性,为社会创造更多精品工程。

(作者单位:河北能源工程设计有限公司)

主要参考文献:

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[关键词]抗震设计、不规则、单跨框架、楼梯间。

0. 前言

变配电所是石油化工项目中的重要建筑物，对其抗震设计应予以重视。《石油化工建（构）筑物抗震设防分类标准》（GB 50453-2008）[1]将其划分为乙类建筑，即“地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建（构）筑物和可能发生较严重的次生灾害的建构筑物”。

1. 工程概况

1.1. 结构形式及安全等级

本工程为福建中景石化园区新建化工项目公用工程中的35kV变配电所，为现浇钢筋混凝土结构，无地下室，地上三层，室内外高差为300mm，室外地面到主要屋面板板顶的高度为15.500m。

设计使用年限为50年，结构安全等级为二级。

1.2. 地震作用参数

抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，设计地震分组为第三组，场地类别为Ⅱ类[2]，特征周期为0.45s。

2. 建筑形体不规则性

2.

2.1. 不规则性的判定

建筑功能划分及空间布置详见图1（图中的剪力墙及抗震缝为结构专业要求增设）。

2.1.1. 平面规则性判断

建筑平面典型尺寸见图1，对照《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）[3]（简称《高规》）图3.4.3，本工程主要平面尺寸为（不设缝时）：

长度方向尺寸：L=67m，b=7m； 宽度方向尺寸：B=13m，Bmax=21m，l=8m。平面尺寸及突出部位尺寸的比值为：L/B=5.1>4（长宽比偏大），l/Bmax=0.38>0.35（凸出部分比例过大），l/b=1.14>1（凸出部分长宽比较大）。参照《高规》3.4.3条条文说明：“平面过于狭长的建筑物在地震时由于两端地震波输入有位相差而容易产生不规则振动，产生较大的震害 [3]” ；“平面有较长的外伸时，外伸段容易产生局部振动而引发凹角处应力集中和破坏[3]”。

根据《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）[4]（简称《抗规》）3.4.3条规定及其条文说明，l/Bmax=0.38>0.30，判定结构属于“平面凹凸不规则”类型。

通过PKPM系列软件的SATWE程序计算，可以发现，不设缝时，结构的扭转效应非常明显。例如：在X向规定水平力作用下（考虑偶然偏心），水平最大位移比为1.41；在Y向规定水平力作用下（考虑偶然偏心），最大层间位移比达到1.75。因此，结构属于典型“平面扭转不规则类型”[4]。

不设缝时，结构在9轴处会存在错层，错层高度（2100mm）超过结构梁高，且错层面积较大超过该层楼板总面积的30%，依据《抗规》3.4.3条条文说明，判定结构属于“楼板局部不连续”[4]。

综上所述，不设缝时，结构存在三种平面不规则类型，即：凹凸不规则、扭转不规则、楼板局部不连续，而且扭转效应非常明显。

2.1.2. 竖向规则性判断

经SATWE程序计算，不设缝时，结构无竖向不规则情况出现。.

2.2. 结构布置方案的确定

根据《抗规》3.4.1条条文说明的解释，当结构存在三种不规则类型时，应判定结构属于“特别不规则”[4]类型，说明结构布置（从抗震设计角度来说）很不合理。这种情况很大程度上是建筑方案先天存在的，而建筑空间很多方面又受到电气专业（主项专业）技术要求的约束和局限，调整余地不大。这种情况下，只能通过调整结构布置，尽量改善不规则程度。

2.2.1. 结构布置一次调整

首先尝试在9轴位置设置一道抗震缝，将原结构从基础顶面至屋面完全分开，变为两个独立的单体，以解决错层问题（该抗震缝同时也将整个建筑的两大功能区分开，即变配电区域和辅助办公区域）。但SATWE程序试算表明：分开后的两个单体仍存在结构不规则问题。

1） 变配电区域：

长宽比偏大L/B=48/13=3.69，接近于4。

扭转位移比仍然偏大。例如：Y最大层间位移比达到1.89。

2） 辅助办公区域：

平面凹凸不规则。

平面扭转不规则。在X—偶然偏心地震作用下，平面凸出部分的边榀角部位置的层

间位移最大，为结构层间位移平均值的1.22倍。

二层层高为5800mm，而三层为4000mm，导致二层的侧移刚度（考虑了楼梯刚

度）小于三层侧移刚度的70%，按《抗规》规定，判定结构为沿竖向的侧向刚度不规则，二层为软弱层。

2.2.2. 结构方案二次调整

1） 变配电区域修改

经分析，位移比太大主要因为结构长宽比偏大，结构平面为沿X方向的细长形状，并有平面局部突出。为此，结构在5轴位置再设置一道抗震缝，将变配电区域分为两部分。调整后，各部分位移比均明显减小。

2） 辅助办公区域修改

通过减小三层柱截面（从而减小三层侧移刚度）后，二层的侧移刚度超过了三层侧移刚度的70%，二层不再是软弱层。对于平面凹凸不规则和扭转不规则的问题，只能调整结构内力并加强抗震构造措施。

综上所述，上部结构方案在两次修改后，有效减小了结构的扭转不规则程度，解决了错层问题，结构不再是特别不规则。最终结构分为三个独立的单体，即“塔1”、“塔2”、“塔3”（见图1）。

3. 单跨框架问题

“塔1”及“塔2”的顶层在Y向均为单跨框架结构，且跨度较大，达到13m。这一方面造成顶层层间“抗侧刚度较小，更严重的是该层的结构超静定次数少，一旦柱子出现塑性铰（在强震作用下不可避免），出现连续倒塌的可能性很大，在汶川地震、台湾集集地震等历次地震中均有许多震害实例。”[5] 《抗规》第6.1.5条明确规定：“甲、乙类建筑以及高度大于24m的丙类建筑，不应采用单跨框架结构”。考虑到“塔1”、“塔2”为乙类建筑，地震时使用功能不能中断，依据《抗规》第6.1.5条、6.1.3条及条文说明，并参考《高规》6.1.2条条文说明，分别在“塔1”和“塔2”的四角增加剪力墙（保证结构抗扭刚度的合理分布），剪力墙的截面尺寸和数量以使得底层框架部分所承担的地震倾覆力矩不超过50%作为控制指标，这样结构就成为具有两道抗震防线框架—剪力墙抗侧力体系，抗震性能明显增强。

4. 现浇楼梯对框架结构抗震设计的影响

塔3为框架结构，角部设一楼梯间，一层至二层楼梯为双跑，二层至三层楼梯为四跑，

梯板平面沿Y向布置。由于楼梯与框架整浇，抗震设计时应考虑楼梯对框架结构抗震设计的影响。

4.1. 规范规定

《抗规》第6.1.15条规定：“对于框架结构，楼梯间的布置不应导致结构平面特别不规则；楼梯构件与主体结构整浇时，应计入楼梯构件对地震作用及其效应的影响，应进行楼梯构件的抗震承载力验算；宜采取构造措施，减少楼梯构件对主体结构刚度的影响”。相应条文说明解释为：“对于框架结构，楼梯构件与主体结构整浇时，梯板起到斜支撑的作用，对结构刚度、承载力、规则性的影响比较大，应参与抗震计算；当采取措施，如梯板滑动支承于平台板，楼梯构件对结构刚度的影响较小，是否参与整体抗震计算差别不大。对于楼梯间设置刚度足够大的抗震墙的结构，楼梯构件对结构刚度的影响较小，也可不参与整体抗震计算。”

《高规》第6.1.4条规定：“楼梯间的布置应尽量减小其造成的结构平面不规则；宜采用现浇钢筋混凝土楼梯，楼梯结构应有足够的抗倒塌能力；宜采取措施减小楼梯对主体结构的影响；当钢筋混凝土楼梯与主体结构整体连接时，应考虑楼梯对地震作用及其效应的影响，并应对楼梯构件进行抗震承载力验算。”相应条文说明解释为：“抗震设计时，楼梯间为主要疏散通道，其结构应有足够的抗倒塌能力，楼梯应作为结构构件进行设计。框架结构中楼梯构件的组合内力设计值应包括与地震作用效应的组合，楼梯梁、柱的抗震等级应与框架结构本身相同。框架结构中，钢筋混凝土楼梯自身的刚度对结构地震作用和地震反应有着较大的影响，若楼梯布置不当会造成结构平面不规则，抗震设计时应尽量避免出现这种情况。震害调查中发现框架结构的楼梯梯板破坏严重，被拉断的情况非常普遍，因此应进行抗震设计，并加强构造措施，宜采用双排配筋。”

4.2. PKPM不同建模方式结果对比

对于楼梯间的考虑，目前在用PKPM的PMCAD程序建模时有两种不同的建模方式：

第一种建模方式：在模型中不布置楼梯。“这种方式将楼梯作为主体结构的附属构件，对楼梯结构进行简化计算。在PMCAD中将楼梯间的楼板厚度定义为零，仅仅将楼梯的竖向荷载传递到框架梁、柱或墙上，并未将楼梯的构件作为结构的一部分参与整体计算。而在楼梯构件设计中不考虑地震作用。梯板、梯柱、梯梁仅按各自的竖向荷载进行设计，而楼梯的抗震性能仅通过梯柱的箍筋加密等构造措施来保证”[6]。

第二种建模方式：在模型中布置楼梯。PMCAD可以在四边形房间中进行多种楼梯的布置。程序将楼梯梯板和休息平台分别转换成斜向及水平向的扁梁，用梁单元模拟；梯柱用斜杆单元来模拟，斜杆单元与柱单元具有相同的自由度，但布置更为灵活。[6][7]楼梯间的荷载需人工将面荷载转换成线荷载，然后按梁间荷载输入。

4.3. 两种模型计算结果比较

以下结合本工程，对上述两种建模方式的计算结果进行对比，来粗略考察楼梯对框架结构抗震设计的影响，主要包括对整体结构影响（如层间位移（角）、楼层作用力、各层侧移刚度、结构自振周期）、对框架结构构件内力影响（如框架梁、框架柱）及对楼梯构件内力影响（如梯梁、梯柱、梯板）。

1） 对整体结构影响

对比结果详见表1～表6。可以看出，计入楼梯影响后：结构自振周期（仅给出前3个）减小；框架结构各层X、Y两个方向的侧移刚度均增大，一、二层增大非常明显且两个方向增幅接近，三层增大很有限且Y向增幅相对更大些；一、二层平均层间位移双向均减小，三层平均层间位移双向均增大；各层地震反应力及层间剪力双向均增大，Y向更为明显。

2） 对框架结构构件内力影响

对比结果详见表7～表14（限于篇幅，仅给出柱1、柱2、梁1、梁2几个位置的

对比情况），可以发现，计入楼梯影响后：

对于楼梯间处框架梁柱（柱1、梁1）：框架柱轴力（正号为拉力）、剪力、弯矩均有明显增大，且一、二层增幅尤为显著，三层变化相对较小；框架柱剪力、弯矩变化与地震力方向存在明显不对应的情况，反映了结构存在明显扭转效应；框架梁内出现较大的轴力，梁端弯矩有一定的变化，且梁端弯矩的方向可能改变（梁的方位与地震方向垂直时）。

对于远离楼梯间的框架梁柱（柱2、梁2）：框架柱一、二层轴力无明显变化，三层轴力明显增大；一、二层剪力有增有减，增幅不大，三层剪力可能有较大增幅，且Y向更明显；一、三层柱弯矩Mx在X向地震工况下增幅非常显著（直接导致了柱子截面Y向边长增大，配筋增加明显），分析其原因，应是由于柱子位于结构平面的边榀，且该榀属于L型结构平面的短边，考虑楼梯刚度影响后，结构刚度中心向楼梯间方向大幅移动，导致远离楼梯间的边榀框架存在很大扭转效应。框架梁内没有出现轴力，梁端弯矩可能有一定的变化，且某些情况下（梁的方位与地震方向垂直时）梁端弯矩的方向发生了改变。

3） 对楼梯构件内力影响

限于篇幅，直接给出对比结果：在地震作用工况下，梯板内可能出现较大的拉力，梯柱内可能出现拉力，且双向受弯；梯梁受力复杂，轴力、弯矩、剪力、扭矩均存在。

5. 全文总结

1） 变配电室建筑由于功能的多样性和特殊性，建筑形体往往很不规则，抗震设计时应

注意对不规则类型的判断，调整结构布置，尽量减少不规则程度，择优选择规则的形体，使得结构抗侧力体系布置合理、传力明确、性能可靠，并应特别重视抗震概念设计，“不规则的建筑应按规定采取加强措施，特别不规则的建筑应进行研究和论证，采取特别的加强措施，严重不规则的建筑不应采用”[4]。

2） 电气专业常要求配电室房间内部做成大空间（房间内不允许有柱），造成单跨框

架结构。这种结构超静定次数少，在强震作用下容易出现连续倒塌，抗震设计时应引起重视，应首先根据具体情况进行判断，必要时应采取可靠的加强措施。通过增加一定数量的剪力墙，使结构变为框架—剪力墙体系是一种可行的思路。

3） 楼梯与框架结构整浇时，梯板起到斜支撑的作用，对整体结构刚度、承载力、规

则性的影响比较大，应参与抗震计算。在地震作用工况下，框架结构构件内力可能会发生很大的变化；楼梯的梯板内可能出现较大的拉力，梯柱内可能出现拉力，且双向受弯，梯梁受力复杂，轴力、弯矩、剪力、扭矩均存在。抗震设计时应充分考虑楼梯的影响，合理确定构件内力，加强抗震构造措施。

4） 通过采用梯板滑动支承于平台板从而忽略楼梯构件对结构刚度的影响的做法，建

议在进行可靠论证、搜集试验数据、积累足够工程经验后再决定是否采用。

参考文献

[1] GB 50453-2008石油化工建（构）筑物抗震设防分类标准[S].北京：中国计划出版社，2008.

[2] 化工部福州地质工程勘察院.中景石化项目35kV变电站工程岩土工程勘察报告[R]，2013.

[3] JGJ 3-2010高层建筑混凝土结构技术规程[S]，北京：中国建筑工业出版社，2010.

[4] GB 50011-2010建筑抗震设计规范[S]，北京：中国建筑工业出版社，2010.

篇（8）

Abstract: The number of nuclear power plants is the use of a seat or the heat generated by power reactors to generate electricity power facilities, including nuclear grade equipment identification techniques is to verify whether the device meets the design specifications core. In 1998, the state issued a "Code for seismic design of nuclear power plants" in the environmental accreditation, shall be approved by our own test rig equipped with thermal aging, irradiation aging laboratories, laboratory and mechanical vibration aging aging laboratories.

Keywords: nuclear equipment, identification standards, test methods and procedures

中图分类号：TK-9 文献标识码：A 文章编号：

我国核级设备鉴定工作的发展概况

为切实贯彻和落实国家积极发展核电建设的方针，同时强调了要积极实现核电站的自主设计、设备的国产化能力，关键是核级设备的质量问题，我国自己应经具备了热老化试验台、辐照老化实验室、振动老化实验室以及机械老化实验室。另外，还建立了LOCA事故鉴定试验室，分别可以对核级设备进行LOCA前和LOCA后的鉴定分析。它是保证核电站安全稳定运行的必要条件。

核级设备鉴定的试验状况

（一）遵循的标准法规

首先需要进行鉴定的设备为安全相关的能动的机械设备（抗震类别为1I）；1E级的电气仪控设备，这些设备能够确保核电站中反应堆冷却剂系统压力边界的完整性；反应堆能够安全停堆；防止事故后产生的放射性后果。

1.抗震鉴定试验法规

GB13625—92也即《核电厂安全系统电气设备抗震鉴定》；HAF-J0053《核设备抗震鉴定试验指南》；IEEE-344《核电站1E级电气设备抗震鉴定导则》。

2.环境鉴定试验标准

GB12727—91《核电厂安全系统电气物项的质量鉴定》；RCC—E法国1E级电气设备设计标准；以及IEEE的相关标准等。目前，我国抗震鉴定试验设备包括：阀门、泵、风机、仪控电机柜、仪表变送器、核级开关、1E级温度计、电源、仪表管阀件等。

（二）鉴定试验室的状况

1.抗震试验台

我国振动试验台共有七台。具体分布为，见表1。

2.热老化实验室

中国核动力院小型振动台和北京强度环境研究所振动台，其中具体介绍一

下北京北京强度环境研究所振动台的性能参数，如表2所示。

3.LOCA事故试验装置

LOCA试验室根据压水堆核电站建造规范，针对反应堆安全壳内具有核安全等级要求的设备和材料，在实验室条件下，通过模拟核电站反应堆安全壳内反应堆失水事故工况，进行的抗老化功能性鉴定试验。LOCA事故环境实验装置由蒸汽供应系统、蒸汽存储罐、化学喷淋系统、冷却水系统、自控和仪表系统组成如图1所示。

NO.1系统：设计温度230℃；设计压力1.3 MPa；小室尺寸Φ1400×2800mm；容积为3.6m3；喷淋溶液PH=9.25，浓度为0.6%NaOH+1.5%H3Bo3；喷淋密度为28.5L/min㎡。

NO.2系统：设计温度200℃；设计压力1.0MPa；小室尺寸Φ600×1020mm；容积为0.3m3。

表1. 国内地震模拟振动台

表2. 北京强度环境研究所振动台性能参数

图1. LOCA环境试验模拟曲线

阶段1：样机在LOCA炉内就位，对LOCA炉进行升温，是炉内的温度达到50±10℃，压力保持在标准的大气条件容差范围内。

阶段2：在阶段1的温度和压力下保持至少24h。

阶段3：对LOCA炉施加第一个热冲击或称快速拉峰试验。在30s内使炉内的温度达到156℃，压力达到0.56MPa，持续12Min，同时满足图1中温度和压力的曲线变化。

阶段4：将LOCA炉与大气连通进行自然冷却，直至炉内温度达到50±10℃，压力降到标准的大气条件容差范围内。

阶段5：在阶段4 的温度和压力下保持24h。

阶段6：对LOCA炉施加第二次热冲击。30s内使炉内温度达到156℃，压力达到0.56MPa，持续96h，同时满足图1中温度和压力的曲线变化。

阶段7：模拟LOCA事故后的热工环境，对试验设备进行性能试验，即在事故期间热动力和化学条件下的性能试验结束后接着进行，使炉内温度达到100±5℃，压力达到0.2±0.050MPa，相对湿度大于80%，试验持续10d。

核级设备鉴定的方法和程序

（一）鉴定方法

设备鉴定是指确保设备经过一定的要求试验后能够投入运行并且满足相对应系统性能，保证系统工作的安全性与持久性的一种实验方法。

（二）鉴定程序

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建筑设计（ArchitecturalDesign）是指在建筑物施工之前，设计者对建造过程中可能会遇到的各种问题，进行预先的全面设想，并提出恰当的解决办法、方案，以保证工程在保质保量的前提下安全而又顺利地完成。设计工作一般可分为方案设计、初步设计及施工图设计三个阶段。本文主要对施工图设计阶段中建筑结构设计、建筑节能设计及建筑电气设计三方面的设计工作中的常见问题进行分析，并提出相应的应对措施。

一、建筑结构设计

工程中，经常提到一句话：“结构决定性能”。在建筑施工图设计中亦然，只有对建筑物的结构进行优化合理地选型设计，才能确保建筑物的质量及施工的安全可靠性[2]。

（一）因地制宜，建筑结构设计应适应当地的地质条件

1.抗震性要求

地震是对建筑物破坏程度最大的地质灾害之一，严重威胁着人们的生命财产安全。《建筑工程抗震设计规范》规定，抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计。为此，建筑结构设计人员在设计时就应考虑建筑物的抗震设防分类和设防标准，以达到抗震设计的要求，从而确保建筑物的质量。

在多层砌体住宅结构中不宜采用无锚固的钢筋混凝土预制挑檐，应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系。不应采用砌体墙和砼墙混合承重的结构体系。纵横墙的布置宜均匀对称、沿平面内宜对齐、沿竖向应上下连续；楼梯间应避免设置在房屋的尽端或转角处。

对于钢筋混凝土多层和高层结构建筑物，为了更好的承担来自平行于抗侧力结构平面方向的地震力，框架与抗震墙等抗侧力结构应双向布置。通过控制抗震墙之间楼、屋盖的长宽比，保证抗震墙本身的刚度，采取合理措施来保证楼、屋盖的整体性及其与抗震墙的可靠连接才能更好的维持框剪体系的各抗侧力结构形成空间共同工作状态。对体型复杂结构，通过设置变形缝（伸缩缝、防震缝、沉降缝）使之形成体型规则结构，从而提高建筑物的抗震性能。

2.地基结构

为了避免地基的沉降引起构件的破坏，可以从结构措施、地基和基础措施等方面为出发点，对其加以控制。诸如：尽量采用结构均匀对称的平面布置；对立面体形变化加以控制；将结构复杂，各部分变动较大的建筑物细化处理，下分为若干个有序单元；加强基础和上部结构的刚度；对于同一建筑物，地基应尽可能埋置于同一深度的土层中，并采用相同类型的基础。对于高层建筑来说。基础一般采用桩箱基础或桩筏结合的形式以适应较深埋置深度的需要。基础箱体的整体刚度应得到保证，同时，群桩布置的形心与下部结构的重心应相互吻合。若土层有较大变动，应尽可能将同一建筑结构下的桩端置于同一土层之中，并应避免下部地基土层可能对其产生的液化影响。对于普通多层建筑，尤其是在土层较软的地区，一般都需要对地基进行各种处理，以减少建筑物沉降。

（二）结构计算及构造方面的相关要求

1．结构计算中应注意的问题。

底框砌体结构验算时应注意的问题主要包括：（1）底部剪力法不可滥用，该法适用在刚度较为均匀的多层结构之中，当底层框架混合结构具有薄弱层时，塑性变形集中的影响不可忽略。（2）在底层框架混合结构中，不可简单地按框架抗震墙法进行剪力分配，应采用比较偏安全的方法：使全部剪力由抗震墙承担，框架所承担的剪力做为安全储备，即第二道防线。（3）在计算刚度时，抗震墙折减至弹性刚度的20％-30％，框架不折减。（4）连续板的计算不可简单地被单向板计算方法所代替；双向板查表计算时，材料泊松比的影响不可忽略，否则，将导致计算值偏小。（5）对于电算结果的判断和应用，应与工程设计的经验数据进行对比分析，确保其正确性与合理性后再应用。

2．从构造角度看应注意的问题。

严格遵守《规范》中的相关规定，控制构件的最大配筋率和最小配筋率。保证不同部位的钢筋需求得到满足，钢筋的选材也应满足强度要求。当遭遇地震时，建筑结构应具有一定延性，且满足最小配筋率的要求。选取恰当的通风散热措施，避免由于屋面温度波动引起的墙体开裂。墙体和楼板、圈梁与构造柱的拉接必须符合规范要求。

二、建筑节能设计

建筑节能是指在充分保证建筑舒适性的前提下，合理使用能源，提高能源利用效率。在国家大力倡导“低碳化”的大背景下，建筑的节能设计是未来的建筑发展趋势之一[3]。在建筑设计时应注意以下几点：

（一）把握当地气候环境特征，合理选址

充分把握当地自然环境条件。比如：对当地地形、湖泊、绿化等自然条件加以充分的利用，为建筑物内部微气候创造一个良好的天然条件，尽可能避免对建筑设备的依赖。

（二）优化建筑物形体构造

利用建筑物自身所处的大气候条件，对建筑物的形体进行合理设计。在建筑物设计时可与利用相关软件进行辅助设计，比如：Fluent，PHOENICS等模拟软件，分析建筑物内外空气的流动状况。

（三）围护结构的优化

围护结构的优化对于建筑节能设计有着重大的意义。据统计，当围护结构在总投资中占的比例为3%-6%时，可实现节能效果20%-40%。改善围护结构各个构件的热工性能，选择合理的围护结构组合方法。

此外，还应对相关节能设计标准有所了解，对各种保温、隔热材料的性能指标、适用范围及施工技术要求有所掌握，为建筑节能理念的健全及在现实中的推广应用打好基础。

三、建筑电气设计

（一）防雷击相关问题

《规范》中对三级防雷标准的定义主要有两条：一是当年雷击次数大于或等于0.05时，或是经调查需要防雷处理的建筑物；二是建筑物中最高高度高于周围建筑物20m以上。实际设计时，为求简单，设计人员往往直接使用第二条处理。为了保证防雷安全，应通过经验公式：N=0.024K1.3dTAe，求出雷击次数确定一个建筑物是否需要进行防雷处理，使设计更有依据性。

（二）消防线路的敷设问题

在实际设计中，对消防线路的保护经常采用穿塑料管处理，并在吊顶中走线。对此，应严格遵守《规范》中的相关规定：消防联动控制、自动灭火控制、通信、应急照明及紧急广播等线路，应采取穿金属管保护，并暗敷在非燃烧体结构内，其保护层厚度不应小于3cm。当必须明敷时，应在金属管上采取防水措施。

（三）树干式供电干线末端保护问题

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中图分类号：S611文献标识码： A

0.前言

地震是威胁人类安全的主要自然灾害之一，根据中国地震局的预测，目前我国大陆已进入了第五个地震活跃期。近几年来，一些国家和我国部分地区相继发生了强烈地震，造成很大的损失。地震具有突发性强、破坏性大和比较难预测的特点，目前地震的监测预报还是世界性的难题，很难做出准确的临震预报，而且即使做到了震前预报，如果工程设施的抗震性能薄弱，也难以避免经济损失。因此，实施有效的抗震设防仍然是当前防震减灾的关键性工作，必须继续执行预防为主、平震结合方针。贯彻执行新修订的建筑抗震设计规范就是执行这一方针的重要手段。

国内外的地震经验教训表明，严格执行工程建设强制性标准，搞好新建工程的抗震设计，对原有未经抗震设计工程进行抗震加固等，是减轻地震灾害的最直接、有效的途径和方法。这方面有很多成功的经验，在我国新疆伽师地区，严格按抗震规范设计建造的工程，经历了近几年多次地震均未发生损坏；云南丽江地区经过抗震加固的房屋，美国、日本等发达国家，一直把提高工程结构的抗震能力作为最大限度地减轻地震灾害的基本手段。许多震害分析表明，虽然人类目前尚无法避免地震的发生，但切实可行的抗震措施使人类可以有效地避免或减轻地震造成的灾害。新修订的《建筑抗震设计规范》GB50010-2010就是将一系列的抗震技术措施以技术标准的形式确定下来，作为结构工程师进行建筑工程抗震设计和抗震防灾部门进行抗震设防管理的依据。

1 现行抗震设计规范的主要特点

我国现行《建筑抗震设计规范》GB50010-2010是对近年来我国在建筑物抗震防灾领域的研究成果和经验教训的基础上制定的，和GB50011-2001相比在抗震理论和设计方法的主要变化如下：（1）2010规范对抗震设防依据、场地划分和地基基础设计的规定做了调整和改进。

（2）2010规范对地震作用和抗震验算方法做了较为具体的规定，提出了长周期和不同阻尼比的设计反应谱，并对建筑结构分析适用模型作出了较明确的规定，增加了弹性分析和弹塑性分析的要求，当侧移附加弯矩大于水平力作用下构件弯矩的110时，应考虑重力二阶效应；明确了按楼盖刚度、扭转效应等的区别对待划分平面结构和空间结构分析的要求；对结构分析计算软件的选择和对电算结果的分析判断提出明确要求。

（3）对建筑结构地震作用的取值，从特征周期、最小地震力、偶然偏心和双向水平地震等四个方面来控制建筑结构地震作用。

（4）增加了结构弹塑性变形验算的规定，层间变形可采用静力的弹塑性计算方法，即所谓推覆（push-over）方法予以简化计算。

（5）提出增加各类建筑结构延性的设计和构造要求。

（6）新增了若干类结构的抗震设计原则，如配筋混凝土小砌块房屋、钢筋混凝土筒体结构、高强混凝土和预应力混凝土结构、高层和多层钢结构等。

（7）规定了隔震结构设计的具体要求和技术措

施。

（8）规定了消能减震结构的具体措施。在建筑结构中设置消能器以吸收和耗散地震能量是实现基于性能要求的抗震设计的一种技术措施。

（9）明确了非结构构件抗震设计的要求。

从以上几点可以看出，现行新规范GB50010-2010比GB50011-2001在抗震设计理论和计算方法以及抗震构造等方面做了更详细的规定，并对减震消能设计等均做了规定，使得这些新技术能够得到有依据的推广。

2 新抗震规范对抗震设计的影响

目前各国抗震设计规范中普遍采用的是“小震不坏，中震可修，大震不倒”三水准设防的抗震设计方法，是以保证生命安全为单一设防目标。尽管它可以做到在大震时主体结构可以避免倒塌以保证生命的安全，但是对一些现代建筑，内部设备的价值远远超出结构自身的价值，且由于建筑物功能的不同重要性，如医院、核电站等重要建筑，建筑物破坏所导致的直接经济损失、间接经济损失以及人员伤亡等方面的损失将是巨大的。因而现代建筑不仅要防止结构倒塌还要考虑控制经济损失、保证结构使用功能的延续等问题。正是基于这种情况，美国学者率先提出了基于性能的抗震设计概念(performance-based Design)，引起整个地震工程界极大的兴趣。基于性能设计的理念在于根据灾害荷载的不确定性（发生时间、强度、作用历时等的变化）以及抗力的不确定性的特点对不同风险度水平的灾害荷载作用（地震等），将建筑物设计成满足不同功能要求，保障建筑物在整个运行期充分发挥功能，方便维护和改建，符合经济目的。

结构构件在地震作用下的破坏程度与结构的位移响应和构件的变形能力有关，用位移控制结构在地震作用下的性能更为合理。因此在提出基于性能的结构抗震设计概念时，将地震作用下结构位移（变形）反应作为衡量结构性能的重要指标。

基于性能抗震设计制定的设计规范与基于性能进行工程抗震设计的主要区别是：基于性能制定抗震设计规范，确定其目标性能水平时要充分考虑全社会的经济发展状况，以及所有可能涉及到的结构形式，建筑物的用途，最后综合确定规范抗震性能水平，这也是抗震设计必须达到的最低要求，且在实现基于性能抗震设计时，规范必须要做到明确且简单实用。而基于性能抗震工程为某一工程项目从开始提出，一直到最后包括使用期间维护在内的整个使用寿命的全过程。它包括选择设计标准，恰当的结构形式和布局，结构细部设计和非结构构件的设计，保证和控制施工质量和长时间的维护，使之在使用期间，在可能遭受的不同水平地震作用下，能达到预先确定的不同性能水平。在这里，结构目标性能水平需要业主根据建筑功能、用途和经济条件，以及和结构工程师相互讨论决定。而结构工程师也应该提供初始造价、维护造价、以及在地震后可能的损坏以及修复费用，使结构在整个生命周期内费用达到最小。

3新抗震规范的精髓归纳为以下几点

3.1 建筑选地

选择对建筑抗震有利的场地，宜避开对建筑抗震不利的地段，不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑。对于不利地段，结构工程师应提出避开要求，当无法避开时，应采取有效措施，这就考虑了地震因场地条件间接引起结构破坏的原因，诸如地基土的不均匀沉陷、地震引起的地表错动与地裂。

3.2 建筑的平立面布置

建筑的平立面布置应符合概念设计的要求，不应采用严重不规则的方案。不规则的建筑，在结构设计时要进行水平地震作用计算和内力调整，并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施。借鉴国际的通行做法，参考外国规范，使我们的设计更加完善合理。

3.3 结构材料选择与结构体系的确定应符合抗震结构的要求

采用哪一种结构材料，什么样的结构体系，经技术经济条件比较综合确定。同时力求结构的延性好、强度与重力比值大、匀质性好、正交各向同性，尽量降低房屋重心，充分发挥材料的强度，并提出了结构两个主轴方向的动力特性(周期和振型)相近的抗震概念。

3.4 尽可能设置多道抗震防线

地震有一定的持续时间，而且可能多次往复作用，根据地震后倒塌的建筑物的分析，我们知道地震的往复作用使结构遭到严重破坏，而最后倒塌则是结构因破坏而丧失了承受重力荷载的能力。适当处理构件的强弱关系，使其形成多道防线，是增加结构抗震能力的重要措施。例如单一的框架结构，框架就成为唯一的抗侧力构件，那么采用“强柱弱梁”型延性框架，在水平地震作用下，梁的屈服先于柱的屈服，就可以做到利用梁的变形消耗地震能量，使框架柱退居到第二道防线的位置。

3.5 具有合理的刚度和承载力分布以及与之匹配的延性

提高结构的抗侧移刚度，往往是以提高工程造价及降低结构延性指标为代价的。要使建筑物在遭受强烈地震时，具有很强的抗倒塌能力，最理想的是使结构中的所有构件及构件中的所有杆件都具有较高的延性，然而实际工程中很难做到。有选择地提高结构中的重要构件以及关键杆作的延性是比较经济有效的办法。例如上刚下柔的框支墙结构，应重点提高转换层以下的各层的构件延性。对于框架和框架简体，应优先提高柱的延性。在工程设计中另一种提高结构延性的办法是结构承载力无明显降低的前提下，控制构件的破坏形态，减小受压构件的轴压比(同时还应注意适当降低剪压比)，提高柱的延性。

3.6 确保结构的整体性

各构件之间的连接必须可靠，符合下列要求：① 构件节点的承载力不应低于其连接构件的承载力，当构件屈服、刚度退化时，节点应保持承载力和刚度不变。② 预埋件的锚固承载力不应低于连接件的承载力。③ 装配式的连接应保证结构的整体性，各抗侧力构件必须有可靠的措施以确保空问协同工作。④ 结构应具有连续性，注重施工质量，避免施工不当使结构的连续性遭到削弱甚至破坏。

3.7 规范与设计新抗震规范已将设计中常出现的问题做出了具体规定

① 体形复杂的建筑不一概提倡设防震缝。②对规则结构与不规则结构做出了定量的划分。并用强制性条文对建筑师的建筑设计方案提出了限制。如规范规定，“建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的方案”。③ 预应力混凝土的抗侧力构件，应配有足够的非予应力钢筋。④非结构构件与其结构主体的连接，应进行抗震设计，如幕墙、附属机械、电气设备系统支座和连接等需符合地震时对使用功能的要求。⑤ 投资方愿意通过增加投资来提高安全要求的抗震建筑，采用隔震和消能减震设计。⑥ 结构材料的选用应减少材料的脆性，优先采用延性、韧性和可焊性较好的钢筋和规定强度等级范围内的混凝土。通过执行新抗震规范中的各项规定，来保证抗震概念设计的完成通过遵循抗震概念设计的原则，使建筑物具有可靠的抗震性能。概念设计决定建筑物的抗震性能，如果概念设计不适宜于抗震 那么不管多“精密”的计算也无济于事。当然，在做好概念设计的基础上也要认真计算做好定量分析。新抗震规范对于各构件在抗震计算中的作用及各项参数的选取作了详尽的规定，并且提出了在建筑物内设置地震反应观测系统的要求，这标志我国建筑工程抗震科学的发展进步。

3.8 钢筋混凝土结构是常用的结构形式

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中图分类号： TU318 文献标识码： A 文章编号：

1 前言

土建结构设计是火力发电厂设计重要的一部分，其他任何专业的设计都离不开土建结构专业，都要以土建结构专业为基础，甚至土建结构在整个设计中还起到至关重要的作用。这就要求土建结构设计人员要有一定的工作经验、甚至是现场工作经验，要有很强的责任心，以及对其他专业、相关设备都有一定的认识和了解，尽可能的避免设计图纸中常见的问题。本文这种简述火力发电厂土建结构设计中专业配合问题，以及几点关于结构设计的体会。

火力发电厂设计是一项很复杂的工作，一般来说包含总图、机务、

运煤、除灰、脱硫、建筑、结构、给排水、电气、热控、暖通、化水等专业。设计在其中起着关键的地位，占地指标、煤耗指标、用水指标、厂用电指标等都是十几个专业几十名设计人员一起配合、协调、工作的结果。所以说，一座电厂的诞生，是各种技术应用的结果，是各个专业之间协调、配合的结果。任何专业的设计思想想要得到体现，都必须以土建结构专业为基础。因而土建结构在整个设计过程中起着非常关键的作用，有时甚至还起着主导作用。本文着重讨论火力发电厂士建结构设计。

2混凝土梁设计

粱的配筋率过大，不易施工。某工程为了控制梁的截面高度，把纵筋配得接近2.5％的极限配筋率，但是在施工时，很难实现设计要求，在梁高受限的情况下，可以考虑加宽梁截面，以减少配筋率，非特殊情况下，一般情况配筋率不要超过1.5％，这样有助于梁端塑性铰的形成，有利于抗震设计。根据规程规定，抗震设计框架梁端面混凝土受压区高度与有效高度的比值，在二、三级时取极限值0．35，可以反算出纵筋的最大配筋率

这样就计算出了梁纵筋最大配筋率，建议配筋率大于1．6％的粱箍筋采用封闭箍筋，取代135。弯钩的普通箍筋，防止弯钩占位，挤走上钢筋的位置。同时规程规定：梁端截面的底面和顶喵纵向钢筋配筋量的比值，除按设计计算确定外，一级不应小于0．5，二、三级不应小于0．3的强制性规定。

悬臂梁配筋的简化手算法：一般来说重悬臂梁高跨比为l／6一l／5，轻悬臂梁为l／8一l／7，根据经验等效均布线荷载40kN为界，超过此值，认为是重荷载悬臂粱，反之为轻悬臂粱。悬臂梁根部弯矩为控制弯矩

M=qL2／2

悬臂梁构造要求较特殊，对于箍筋，除抗剪计算确定外，其间距都取100mm，因为悬臂梁全跨的任何截面剪力都相等，设计应无加密区与非加密区之分。

3混凝土板设计

1)支座两侧板负筋长度不相等问题：相邻板跨度相差较大时，经常把中间支座两侧板上的承受负弯矩的钢筋设计成不等长，即跨度大的负筋长，跨度小的负筋短。其实这样设计不合理。原因是因为中间支座处得弯矩包络图实际不是突变的而是渐变的，若按小跨板短跨长度的l／4设计时有时不能完全包含住小跨板的弯矩包络图。按照大跨板短跨的1／4长度设计能完全包含住跨板的弯矩包络图。

2)关于板中的温度、收缩应力尚不易准确计算，规范给出了配置温度收缩钢筋的原则和最低数量的规定，必须执行。

3)双向板板厚一般取板短跨尺寸的1／45一l／40，双向板在不设次梁分割前最大板的经验尺寸一般认为是8m*8m，但是8m有些保守，举实例说明，一个四边简支的9m*11m的板，板厚按照l／4l取，仅仅取了220mm厚，板荷载按照q=15．5kN／m2取值，混凝土强度等级为C30，主筋采用HRB400，经计算(按照塑性板设计)，主要受力方向的下部受力钢筋A1=736mm2(实配HRB400‘p12@100)，主要受力方向的下部受力钢筋A2=736mm2(实配HRB400‘p12@150)。实例说明按照四边简支的支座情况设计的大板，均未发生任何强度和挠度的问题。

4混凝土柱设计

柱轴压力的计算，同板设计荷载和柱网尺寸有关，当为矩形轴网时，柱的受荷范围，一般近似取该柱在X、Y方向相邻跨跨度中心线围合成的矩形，作为受荷面积。初步估计是可按照地上每层13―15kN／m2，地下每层荷载标准值22kN／m2计算，总层数叠加厚，乘以受荷面积和设计值转换系数1．26，即可近似确定柱轴压力。

5 士建结构与设计其他专业之间的配合

5.1、与机类专业的配合

一般来说电厂设计过程中机类专业主要包括：机务、运煤、除灰、脱硫、暖通等，在初步设计阶段，机类专业的工程师会根据他们专业的工艺布置和设备型号以及各自专业的规程规范在各自的生产车间提出一个初步的要求。

5.2、与电类专业的配

电类专业包括：电气和热控两个专业．电气又有几个专业方向分别是，一次、二次、厂用。与电类专业配合有着和机类专业明显的区别。

5.3、与水类专业的配合

水类专业在火力发电厂设计中有两个专业：给排水和化水。

5.4 、与土类专业的配合

土建专业大体就是建筑与结构，有的工业设计院在这个专业之间

甚至没有分开，这两个专业在普通的专业与民用建筑设计院已经都有

了一整套的工作流程，在此本文仅描述一下在火力发电厂设计中需要

着重注意的几点。在初步设计阶段的轴网一般就会有一个大体的布置。但是施下图设计开始后。经过各个专业配合后。若发现原有轴网不合理，应及时提出修改意见．特别是预估跨度不够时．在不影响使用功能的前提下，尽量按照结构工程师的要求调整，以提高建筑的整体安全性。设计时要设伸缩缝、沉降缝、抗震缝等变形缝，可能会影响到建筑的布局，这时，建筑应该跟土建多协调。合理安排。建筑施工图中的很多尺寸都与梁，板、柱结构截面有着密切关系。土建在完成计算后应及时提交资料给建筑。以便在建筑的平、立、剖等图纸当中确定相关尺寸。

6 结束语

在火力发电厂土建设计工作中，一些常规的做法不一定是正确的，提高设计质量，才能设计出安全适用、经济合理的火力发电厂。因此还是要和专业相互协调、配合，这样才能更好的为火力发电厂服务。

7 参考文献

[1]D【5000―2000．火力发电厂设计技术规程[s]．