時(shí)間：2023-05-24 08:52:28
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【關(guān)鍵詞】底層框架—抗震墻砌體房屋；抗震設(shè)計(jì)；托墻梁框架
底層框架—抗震墻砌體房屋是我國(guó)砌體房屋中的一種特殊形式。底部框架砌體房屋是由底部托墻梁框架—抗震墻和上部砌體結(jié)構(gòu)所組成。這種由上下不同材料組成的混合結(jié)構(gòu)，其抗震性能存在明顯的不利因素。事實(shí)證明，在歷次地震震害中，這種結(jié)構(gòu)的震害是相對(duì)比較重的。結(jié)合新規(guī)范，底層框架—抗震墻砌體房屋的抗震設(shè)計(jì)的基本要點(diǎn)如下：
一、房屋的平、立面布置應(yīng)規(guī)則、對(duì)稱。
歷次震害調(diào)查說明，體型復(fù)雜或結(jié)構(gòu)構(gòu)件（墻體、柱網(wǎng)等）布置不合理，將加重房屋的震害．對(duì)于底層框架抗震墻磚房，其抗震性能相對(duì)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(guī)則要求應(yīng)更嚴(yán)格一些，即房屋體型宜簡(jiǎn)單、對(duì)稱，結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件的 布置也應(yīng)盡量對(duì)稱，這樣可以減少水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)。
二、嚴(yán)格限制房屋層數(shù)和高度。
在唐山大地震、汶川大地震中，未經(jīng)抗震設(shè)防的底層框架抗震墻磚房的破壞較為嚴(yán)重。其主要原因是 底層沒有設(shè)置為框架抗震體系。在震害較為嚴(yán)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(nèi)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(shè)框架梁柱等?；诳偨Y(jié)震害經(jīng)驗(yàn)等，《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011一2010（以下簡(jiǎn)稱2010規(guī)范）結(jié)合砌體的種類，按設(shè)防烈度對(duì)房屋的總層數(shù)及高度給予了強(qiáng)制性的限制。2010規(guī)范特別規(guī)定了乙類建筑，以及丙類建筑8度0.30g和9度設(shè)防時(shí)不推薦采用此類底部托墻梁框架—抗震墻上部砌體結(jié)構(gòu)的房屋。
三、嚴(yán)格控制底部框-墻結(jié)構(gòu)和上部砌體結(jié)構(gòu)的側(cè)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(yīng)均勻和減少在強(qiáng)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(guī)范對(duì)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(shù)進(jìn)行了分析，強(qiáng)制性規(guī)定：第二層計(jì)入構(gòu)造柱影響的砌體剛度與底層托墻梁框架—抗震墻的側(cè)移剛度比，6、7度不大于2.5，8度不大于2.0，同時(shí)不小于1.0；底部?jī)蓪油袎α嚎蚣堋拐饓r(shí)，除底部一二層的側(cè)移剛度應(yīng)相互接近外，對(duì)第三層計(jì)入構(gòu)造柱影響的砌體剛度與第二層側(cè)移剛度比，6、7度不大于2.0，8度不大于1.5，且均不應(yīng)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?jī)刹糠?，上部磚房備層的橫墻間距要求應(yīng)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(chǎn)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(yīng)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(duì)齊”。不能落在框架梁上的砌體改為非抗震墻；若確實(shí)有困難時(shí)，可以部分落在框架次梁上，但是數(shù)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(shí)，底部框架梁應(yīng)考慮偏心引起的扭轉(zhuǎn)。
六、加強(qiáng)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(nèi)拱作用而有所分散。但是在地震作用下，尤其是抗震設(shè)防原則允許墻體裂而不倒，因此，對(duì)其墻梁作用的程度和荷載的大小，在計(jì)算上和靜載下有不同的假設(shè)，可以參考有關(guān)資料確定。對(duì)于過渡層，作為剛度變化較大的樓層，理應(yīng)加強(qiáng)處理，如考慮底部框架柱與上層構(gòu)造柱的連接，樓蓋水平剛度的加強(qiáng)，墻體適當(dāng)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(jí)。
對(duì)底部的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，通過抗震等級(jí)來確定其主要抗震措施。對(duì)于抗震墻，一般要求采用鋼筋混凝土墻。對(duì)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(jié)構(gòu)的要求。但對(duì)于抗震墻可針對(duì)低矮墻的特點(diǎn)設(shè)計(jì)或開設(shè)豎縫形成帶縫混凝土墻。托墻梁框架的抗震等級(jí)要高于框架—抗震墻結(jié)構(gòu)中框架的等級(jí)且接近抗震墻結(jié)構(gòu)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(diǎn)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)外，尚需嚴(yán)格按照規(guī)范要求采取抗震構(gòu)造措施。汶川地震震害表明，只要嚴(yán)格遵循《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》，可以大大減輕地震對(duì)結(jié)構(gòu)的破壞和倒塌。
參考文獻(xiàn)
[1] 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50011-20 10.
中圖分類號(hào)：U452.2+8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
引言
磚混結(jié)構(gòu)由于選材方便、施工簡(jiǎn)單、工期短、造價(jià)低等特點(diǎn)，多年來磚混房屋是我國(guó)當(dāng)前建筑中使用最廣范的一種建筑形式。磚混結(jié)構(gòu)多采用粘土磚和混合砂漿砌筑，通過內(nèi)外磚墻的咬砌達(dá)到具有一定整體連接性的目的。在地震設(shè)防地區(qū)，多層磚混砌體房屋由于組成的基本材料和連接方式?jīng)Q定了其脆性性質(zhì)，變形能力小，導(dǎo)致房屋的抗震性能較差；因此改善砌體結(jié)構(gòu)延性，提高房屋的抗震性能具有極其重要意義。
1.地震震害情況
房屋倒塌：當(dāng)房屋墻體特別是底層墻體整體抗震強(qiáng)度不足時(shí)易造成房屋整體倒塌 當(dāng)房屋局部或上層墻體抗震強(qiáng)度不足時(shí)或當(dāng)個(gè)別部位構(gòu)件間連接強(qiáng)度不足時(shí)易造成局部倒塌
墻體開裂破壞，墻角破壞：墻體裂縫形式主要是水平裂縫，斜裂縫，交叉裂縫和豎向裂縫。墻體出現(xiàn)斜裂縫主要是抗剪強(qiáng)度不足。墻角為縱橫墻的交匯點(diǎn)，地震作用下其應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜，因而其破壞形態(tài)多種多樣。
縱橫墻連接破壞：一般是因?yàn)槭┕r(shí)縱橫墻沒有很好地咬槎，加之地震時(shí)兩個(gè)方向的地震作用造成破壞。
樓梯間破壞：主要是墻體破壞，而樓梯本身很少破壞
樓蓋與屋蓋破壞：主要是由于樓板支承長(zhǎng)度不足，引起局部倒塌或是其下部的支承墻體破壞倒塌引起樓屋蓋倒塌
附屬構(gòu)件的破壞：主要是由于這些構(gòu)件與建筑物本身連接較差等原因在地震時(shí)造成大量破壞。
在抗震設(shè)計(jì)時(shí)體現(xiàn)以預(yù)防為主的設(shè)計(jì)思想，達(dá)到“小震不壞，中震可修，大震不倒”的設(shè)防目標(biāo)。對(duì)于建設(shè)工程只有在抗震設(shè)防，抗震設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量這三方面都符合要求，才能確保建筑工程具備合理的抗御地震的能力?，F(xiàn)在就多層磚混房屋抗震設(shè)計(jì)方面，簡(jiǎn)要提出幾點(diǎn)建議：
科學(xué)布局建筑平面和立面及合理防震縫的設(shè)置
建筑平面和立面的規(guī)整性是整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一個(gè)十分基礎(chǔ)、重要的內(nèi)容?？拐鹪O(shè)計(jì)中，建筑平面、立面宜盡可能簡(jiǎn)潔、規(guī)則，結(jié)構(gòu)質(zhì)量中心與剛度中心相一致。房屋的平立面布置宜規(guī)則，對(duì)稱。房屋的質(zhì)量分布和剛度變化宜均勻，樓層不宜錯(cuò)層。房屋的防震縫可按實(shí)際需要設(shè)置。當(dāng)房屋體型復(fù)雜不設(shè)防震縫時(shí)，應(yīng)選用符合實(shí)際的結(jié)構(gòu)計(jì)算模型進(jìn)行較精細(xì)的抗震分析。采取措施提高抗震能力 當(dāng)設(shè)置防震縫時(shí)，應(yīng)將房屋分成規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元。留有足夠的寬度，使兩側(cè)的上部結(jié)構(gòu)完全分開。將體型復(fù)雜，平面特別不規(guī)則的建筑布局分割成幾個(gè)相對(duì)規(guī)則的獨(dú)立單元。
3、砌體房屋的總層數(shù)及總高度，房屋高寬比的限制
隨著房屋高度的增加，地震作用也將增大，因而房屋的破壞將加重。震害調(diào)查表明，房屋的破壞程度隨層數(shù)的增多而加重?；谄鲶w材料的脆性性能和震害經(jīng)驗(yàn)，限制其層數(shù)和高度。現(xiàn)行建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011—2011）對(duì)多層砌體房屋的總高度和總層數(shù)有了強(qiáng)制性規(guī)定。多層砌體房屋總高度與總寬度的最大比值,即高寬比，不應(yīng)超過《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求。隨著房屋高寬比的增大 地震作用效應(yīng)將增大 由整體彎曲在墻體中產(chǎn)生的附加應(yīng)力也將增大 房屋的破壞將加重。
4、增強(qiáng)砌體房屋的剛度及整體性
房屋是縱、橫向承重構(gòu)件和樓蓋組成的一個(gè)具有空間剛度的結(jié)構(gòu)體系，其抗震能力的強(qiáng)弱取決于結(jié)構(gòu)的空間整體剛度和整體穩(wěn)定性。剛性樓蓋是各抗側(cè)力構(gòu)件按各自側(cè)移剛度分配地震作用的保證。現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板及屋蓋具有整體性好、水平剛度大的優(yōu)點(diǎn)，是較理想的抗震構(gòu)件，不但可消除滑移、散落問題，增加房屋的整體性，增大樓板的剛度，而且對(duì)平面上墻體對(duì)齊的要求也可予以適當(dāng)放寬，因作為以剪切變形為主的砌體結(jié)構(gòu)，層間變形是可控制的。因此，采現(xiàn)澆樓、屋蓋是一種較好的增強(qiáng)樓房結(jié)構(gòu)空間剛度和整體穩(wěn)定性的方法，在適當(dāng)?shù)牟课辉鲈O(shè)構(gòu)造柱，并配置些構(gòu)造鋼筋，也能達(dá)到增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性的作用；另外，設(shè)置配筋圈梁可限制散落問題，增強(qiáng)空間剛度，提高結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性，從而提高房屋的抗震性能。
5、合理布置縱墻和橫墻，控制墻段局部尺寸，確定墻體的主要承重體系
多層磚混房屋的主要承重構(gòu)件是縱、橫墻體，結(jié)構(gòu)布置應(yīng)優(yōu)先選用橫墻承重和縱橫墻共同承重的方案。縱橫墻的布置應(yīng)均勻?qū)ΨQ，沿平面內(nèi)宜對(duì)齊，沿豎向應(yīng)上下連續(xù)，同一軸線上的窗間墻寬度宜均勻。房屋的空間整體剛度和整體穩(wěn)定性決定著房屋抗震能力的高低。墻體布置時(shí)，應(yīng)盡量采用縱墻貫通的平面布置，當(dāng)縱墻不能貫通布置時(shí)，可在縱橫墻交接處采取加強(qiáng)措施，也可在縱、橫墻交接處增設(shè)鋼筋混凝土構(gòu)造柱，并適當(dāng)加強(qiáng)構(gòu)造配筋；必要時(shí)還可以每隔一定高度放置水平拉結(jié)構(gòu)筋以加強(qiáng)房屋整體性，防止縱、橫墻交接處被拉開。當(dāng)墻體的局部尺寸不當(dāng)，有時(shí)僅造成局部破壞。雖然不影響房屋的整體安全，但事實(shí)上它往往降低了房屋總的承載能力。因此，不但應(yīng)從結(jié)構(gòu)布置上要求墻均勻分布，而且個(gè)別墻垛也不能過小。
6、適當(dāng)增加墻體面積與合理提高砂漿強(qiáng)度
歷次震害表明，多層磚混房屋的抗震能力與墻體面積大小及砂漿強(qiáng)度等級(jí)高低成正比，提高墻體面積、砂漿強(qiáng)度等級(jí)能有效地提高房屋的抗震能力，是減輕震害的有效途徑之一。
7、有效設(shè)置房屋圈梁和構(gòu)造柱，在合理位置的墻段內(nèi)設(shè)置水平鋼筋
多次震害調(diào)查表明，圈梁是多層磚房的一種經(jīng)濟(jì)有效的措施，可提高房屋的抗震能力，減輕震害。其加強(qiáng)房屋的整體性：由于圈梁的約束作用，減小了墻體出平面倒塌的危險(xiǎn)性，使縱橫墻能保持為一個(gè)整體的箱形結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮各片墻體的平面內(nèi)抗剪強(qiáng)度，有效抵御來自任何方向的水平地震作用。圈梁作為樓蓋的邊緣構(gòu)件，提高了樓蓋的水平剛度，同時(shí)箍住樓屋蓋。圈梁增強(qiáng)樓蓋的整體性限制墻體斜裂縫的開展和延伸，使墻體裂縫僅在兩道圈梁之間的墻段發(fā)生，墻體抗剪強(qiáng)度得以充分發(fā)揮。為了提高墻體的抗震能力，可在抗震力不夠的承重墻段內(nèi)配置水平鋼筋，使地震力由砌體及水平鋼筋共同承擔(dān)。
8、對(duì)地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的要求
同一結(jié)構(gòu)單元不宜設(shè)置在性質(zhì)截然不同的地基土上，同一結(jié)構(gòu)單元宜采用同一類型的基礎(chǔ)?；A(chǔ)底面宜埋置在同一標(biāo)高上，否則應(yīng)設(shè)置基礎(chǔ)圈梁，并應(yīng)按臺(tái)階逐步放坡。高差不宜有過大的突變?cè)谲浫醯鼗系姆课荨?yīng)在外墻及所有承重墻下增設(shè)基礎(chǔ)圈梁，以加強(qiáng)抵抗不均勻沉陷和增強(qiáng)房屋基礎(chǔ)部分的整體性。
9、樓梯間抗震性能的加強(qiáng)
關(guān)鍵詞：元器件；電子設(shè)備；抗振加固；設(shè)計(jì)
1 引言
為確保電子設(shè)備的可靠性，在進(jìn)行力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)前，一般應(yīng)用有限元仿真手段對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證。通過有限元分析驗(yàn)證的電子設(shè)備，其結(jié)構(gòu)及PCB在環(huán)境試驗(yàn)驗(yàn)證一般均不會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)度破壞及剛度不夠等問題。振動(dòng)試驗(yàn)表明當(dāng)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(diǎn)脫落等[1]。綜合考慮振動(dòng)失效模式和產(chǎn)品特點(diǎn)、可靠性和成本等因素，電子設(shè)備中往往采用振動(dòng)被動(dòng)控制技術(shù)。其應(yīng)用的振動(dòng)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(jì)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(duì)象提出減振措施，從結(jié)構(gòu)剛化設(shè)計(jì)和阻尼減振兩個(gè)方面提出兩個(gè)抗振加固方案；通過力學(xué)實(shí)驗(yàn)比較措施的有效性，驗(yàn)證器件級(jí)抗振加固的效果，以達(dá)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(duì)象介紹
某印制板組件經(jīng)簡(jiǎn)化后，由鋁合金框架、印制板以及4個(gè)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(jì)方案）
結(jié)構(gòu)剛化設(shè)計(jì)，是通過提高結(jié)構(gòu)剛度，達(dá)到提高設(shè)備諧振頻率和提高機(jī)械強(qiáng)度的目的。方案一通過改變?cè)袖X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(shí)現(xiàn)提高結(jié)構(gòu)剛度的目的。
圖2 結(jié)構(gòu)剛化設(shè)計(jì)組件示意圖
2.2 方案二（阻尼減振設(shè)計(jì)方案）
T型阻尼減振器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(chǔ)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(jī)振動(dòng)試驗(yàn)
測(cè)點(diǎn)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(cè)點(diǎn)，并在每個(gè)測(cè)點(diǎn)安裝一個(gè)加速度傳感器，用于測(cè)量該點(diǎn)的加速度響應(yīng)，如圖4所示。對(duì)三種印制板組件方案進(jìn)行相同條件的隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)，得到頻響曲線如圖5。
圖4 測(cè)點(diǎn)安裝示意圖及實(shí)物圖
圖5 螺裝器件測(cè)點(diǎn)頻響曲線圖
圖6 PCB中心區(qū)域測(cè)點(diǎn)頻響曲線圖
3.2 實(shí)驗(yàn)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(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
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(duì)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(gè)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(jì)能夠提高一階諧振頻率以及響應(yīng)峰值下降，對(duì)于器件處抗振加固能夠起到一定作用。但在寬帶隨機(jī)振動(dòng)中，其它頻段響應(yīng)卻因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)動(dòng)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(duì)功率譜密度峰值也起到了抑制作用，尤其是對(duì)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(xiàn)
[1]葉松林.航天計(jì)算機(jī)的振動(dòng)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(jì)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(jì)[J].宇航材料工藝，2013年第1期.
1 隔震技術(shù)
隔震是抗震技術(shù)的一種， “隔震”，即隔離地震。在建筑物上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)之間以及上部建筑層間設(shè)置隔震層，隔離地震能量向上部結(jié)構(gòu)傳遞。降低上部結(jié)構(gòu)的地震作用，達(dá)到預(yù)期的防震要術(shù)，使建筑物的安全得到可靠的保證。它包括上部結(jié)構(gòu)、隔震裝置和下部結(jié)構(gòu)三部分。隔震包括基礎(chǔ)隔震和層間隔震。隔震體系能夠減小結(jié)構(gòu)的水平地震作用，減輕結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)的地震損壞。提高建筑物及其內(nèi)部設(shè)施、人員在地震時(shí)的安全性，增加震后建筑物繼續(xù)使用的能力，已被理論和國(guó)內(nèi)外實(shí)發(fā)地震所證實(shí)?；A(chǔ)隔震技術(shù)是用水平力很“柔”的隔震元件將上部建筑與基礎(chǔ)隔離，由于隔震層的剛度很小。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，隔震層將發(fā)揮“隔”的作用，承受地震動(dòng)引起的位移運(yùn)動(dòng)，而上部結(jié)構(gòu)只作近似平動(dòng)。它能有效的提高建筑物的抗震能力，目前，作為一個(gè)較為成熟的高新技術(shù)，在世界各地得到了廣泛的應(yīng)用。在國(guó)內(nèi)，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用目前處于起步階段，筆者最近參與設(shè)計(jì)的唐山新文化廣場(chǎng)項(xiàng)目是國(guó)內(nèi)首個(gè)采用隔震技術(shù)的超高層建筑，相信隨著國(guó)內(nèi)建筑市場(chǎng)的發(fā)展，以及人們對(duì)于抗震意識(shí)認(rèn)識(shí)的提高，會(huì)有越來越多的建筑物采用這項(xiàng)技術(shù)。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中典型位置的原理如圖所示：
2 隔震技術(shù)對(duì)電氣專業(yè)的影響以及電氣專業(yè)在采用隔震設(shè)計(jì)的建筑物中專門設(shè)計(jì)的必要
通過對(duì)隔震技術(shù)的描述可以看出，隔震技術(shù)比較獨(dú)特的地方在于“隔”，要想隔離地震，首先要將建筑物進(jìn)行科學(xué)的分隔。唐山新文化廣場(chǎng)項(xiàng)目是按照抗震九度進(jìn)行設(shè)防，地震發(fā)生的時(shí)候，隔震層上、下兩部分結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生相對(duì)位移以達(dá)到抗震的作用。這種相對(duì)的位移最大可以達(dá)到幾十厘米，一般設(shè)計(jì)中，不用考慮相對(duì)位移的影響，建筑物內(nèi)部的橋架、金屬管、母線等采用的是剛性連接；在采用隔震設(shè)計(jì)的建筑物中，如果上述構(gòu)件也采用剛性連接，在地震發(fā)生、產(chǎn)生相對(duì)位移時(shí)，這些構(gòu)件本身勢(shì)必會(huì)遭到破壞，會(huì)造成樓內(nèi)供電中止、信號(hào)中斷、設(shè)備無法使用，甚至?xí)?duì)建筑物本身的安全產(chǎn)生不良影響。因此，在采用隔震設(shè)計(jì)的建筑物中，電氣相關(guān)設(shè)備也必須采用相應(yīng)的隔震設(shè)計(jì)，以減少地震造成的損失、降低建筑物的維護(hù)費(fèi)用。
3 電氣專業(yè)隔震技術(shù)綜述
目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)行的規(guī)范中，對(duì)電氣專業(yè)隔震技術(shù)進(jìn)行闡述的相對(duì)較少?！督ㄖ拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010對(duì)機(jī)電設(shè)備支架的基本抗震措施進(jìn)行了基本描述；另外，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖集《建筑結(jié)構(gòu)隔震構(gòu)造詳圖 03SG610-1》中也列舉了一些電氣設(shè)備的隔震做法。其中，《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010第13.4.3條規(guī)定，對(duì)于有隔震裝置的設(shè)備，應(yīng)注意其強(qiáng)烈震動(dòng)對(duì)連接件的影響，并防止設(shè)備和建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生諧振現(xiàn)象；第13.4.4條規(guī)定，管道和設(shè)備與建筑結(jié)構(gòu)的連接，應(yīng)能允許二者間有一定的相對(duì)變位。從一個(gè)側(cè)面給了電氣專業(yè)做隔震設(shè)計(jì)的有益提示，那就是，采用隔震設(shè)計(jì)的建筑物，電氣的相關(guān)設(shè)計(jì)應(yīng)主要考慮相對(duì)位置變動(dòng)的影響，同時(shí)，在此類建筑中，地震時(shí)地震作用減小，對(duì)電氣設(shè)備錨固的要求降低了。不過由于此類建筑中設(shè)備與樓板之間的相對(duì)位移會(huì)比常規(guī)設(shè)計(jì)的要大，強(qiáng)烈震動(dòng)對(duì)隔震設(shè)計(jì)中的連接件的影響也會(huì)比常規(guī)設(shè)計(jì)的大很多，那么連接件是否連接牢靠，能否經(jīng)得住強(qiáng)震的影響也就成了一個(gè)十分重要的內(nèi)容。
電氣專業(yè)隔震技術(shù)，主要是在隔震層對(duì)連接上部建筑與基礎(chǔ)的相關(guān)電氣原件進(jìn)行軟連接處理，通過軟連接，吸收掉地震時(shí)建筑物上下兩部分相對(duì)位移產(chǎn)生的能量，從而保證電氣相關(guān)設(shè)備在地震中不被破壞。目前國(guó)內(nèi)相關(guān)的規(guī)范、圖集中涉及的相關(guān)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(jié)構(gòu)墻體預(yù)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(zhǎng)度上預(yù)留出一定的余量來（一般來說，這個(gè)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(jié)構(gòu)專業(yè)的梁做的比較高，影響電纜走線的時(shí)候，可與結(jié)構(gòu)專業(yè)協(xié)商，穿梁預(yù)埋套管，以方便電纜敷設(shè)。
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(jié)構(gòu)梁的高度、電纜橋架的安裝高度都有關(guān)系；一般來說，在結(jié)構(gòu)梁不是特別高，同時(shí)，與其它專業(yè)綜合以后，電纜橋架可以在梁下安裝的時(shí)候才能采用這種方式；這種方式的優(yōu)點(diǎn)是不需要在結(jié)構(gòu)的梁上預(yù)留套管，減少了專業(yè)間配合的時(shí)間，橋架安裝的位置也相對(duì)自由，理論上，兩個(gè)柱子之間的空間都可以用于安裝橋架；不過考慮到地震時(shí)上下兩部分結(jié)構(gòu)的相對(duì)位移，建議采用此種安裝方式時(shí)，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(shè)在上層結(jié)構(gòu)體上。
電纜入戶做法（三）
圖示為室外電纜直接引入室內(nèi)配電箱的做法，上下結(jié)構(gòu)體中分別做好預(yù)埋管以方便管線通過，預(yù)埋管之間電纜采用明敷，并預(yù)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(shè)計(jì)的建筑中，由于上下結(jié)構(gòu)體是分離的，那么防雷引下線勢(shì)必?zé)o法按照常規(guī)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(cè)的柱體上各做一個(gè)預(yù)埋件，導(dǎo)雷體（防雷引下線）通過明敷跨接在兩個(gè)預(yù)埋件上，兩個(gè)預(yù)埋件分別與柱子內(nèi)的主筋做可靠連接。同樣的，明裝的導(dǎo)雷體（防雷引下線）也需要留出一定的余量來。
目前國(guó)內(nèi)相關(guān)的規(guī)范、圖集涉及到的關(guān)于電氣設(shè)備的隔震措施主要有上述幾種，當(dāng)然了，在實(shí)際設(shè)計(jì)的過程中，可能會(huì)遇到更多的設(shè)備、元件需要做隔震，比如說密集型母線，建議進(jìn)行如下處理：
如圖所示，采用密集型母線進(jìn)行供電的時(shí)候，密集型母線在穿過隔震層的時(shí)候改成電纜敷設(shè)，以防止地震時(shí)產(chǎn)生的相對(duì)位移帶來的破壞。
在唐山新文化廣場(chǎng)的項(xiàng)目中閱讀了一些國(guó)外的隔震設(shè)計(jì)的資料，其中有一些關(guān)于電氣設(shè)備的隔震設(shè)計(jì)的內(nèi)容，下面摘錄日本關(guān)于電力進(jìn)線隔震設(shè)計(jì)的做法，以供探討、研究。
參考文獻(xiàn)
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[3] 地震出版社. 《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010統(tǒng)一培訓(xùn)教材
關(guān)鍵詞：高層住宅；MIDAS；框支剪力墻；靜力彈塑性；基于性能抗震設(shè)計(jì)
[引言]基于性能的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)是指根據(jù)建筑物的重要性和用途確定其性能目標(biāo)，根據(jù)不同的性能目標(biāo)提出不同的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，使設(shè)計(jì)的建筑在未來地震中具備預(yù)期的功能。本文采用MIDAS/GEN對(duì)一棟32層框支剪力墻結(jié)構(gòu)住宅進(jìn)行靜力彈塑性分析和抗震性能評(píng)價(jià)，從層間位移角、塑性鉸分布及變形等方面對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了綜合的量化評(píng)價(jià)，揭示出結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下的薄弱環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了基于性能的抗震設(shè)計(jì)。
一、靜力彈塑性分析方法：
靜力彈塑性分析（PUSH-OVER ANALYSIS，以下簡(jiǎn)稱POA）方法也稱為推覆法，它基于美國(guó)的FEMA-273抗震評(píng)估方法和ATC-40報(bào)告，是一種介于彈性分析和動(dòng)力彈塑性分析之間的方法，其理論核心是“目標(biāo)位移法”和“承載力譜法”。Push-over 分析方法本質(zhì)上是一種與反應(yīng)譜相結(jié)合的靜力彈塑性分析方法，它是按一定的水平荷載加載方式，對(duì)結(jié)構(gòu)施加單調(diào)遞增的水平荷載，逐步將結(jié)構(gòu)推至一個(gè)給定的目標(biāo)位移來研究分析結(jié)構(gòu)的線性性能，從而判斷結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的變形、受力，是否滿足設(shè)計(jì)要求。其計(jì)算過程如下[1]：
1）準(zhǔn)備結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。包括建立結(jié)構(gòu)模型，構(gòu)件的物理常數(shù)和恢復(fù)力模型等；
2）計(jì)算結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下的內(nèi)力（將其與水平力作用下的內(nèi)力疊加，作為某一級(jí)水平力作用下構(gòu)件的內(nèi)力，以判斷構(gòu)件是否開裂或屈服）；
3）在結(jié)構(gòu)每一層的質(zhì)心處，施加沿高度分布的某種水平荷載。施加水平力的大小按以下原則確定：水平力產(chǎn)生的內(nèi)力與2步所計(jì)算的內(nèi)力疊加后，使一個(gè)或一批構(gòu)件開裂或屈服；
4）對(duì)于開裂或屈服的構(gòu)件，對(duì)其剛度進(jìn)行修改后，再施加一級(jí)荷載，使得又一個(gè)或一批構(gòu)件開裂或屈服；
5）不斷重復(fù)3，4步，直至結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移足夠大或塑性鉸足夠多，或達(dá)到預(yù)定的破壞極限狀態(tài)；
6）繪制底部剪力??????―頂部位移關(guān)系曲線，即推覆分析曲線。
二、工程概況：
1）本工程為一棟32層框支剪力墻結(jié)構(gòu)住宅，總高98.30m，存在扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、凹凸不規(guī)則、樓板不連續(xù)、尺寸突變、豎向構(gòu)件不連續(xù)（三層為轉(zhuǎn)換層）等不規(guī)則項(xiàng)，屬于特別不規(guī)則超限高層建筑。場(chǎng)地抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值0.05g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，建筑場(chǎng)地類別為Ⅱ類。
2）計(jì)算模型為三維有限元模型。計(jì)算平面簡(jiǎn)圖如圖1所示。
3）小震彈性分析結(jié)構(gòu)比較，見表1所示。
4）小震彈性時(shí)程分析結(jié)構(gòu)比較，見表2所示。
振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算的結(jié)構(gòu)底部剪力大于彈性時(shí)程分析法計(jì)算的平均值，說明采用振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算能滿足規(guī)范要求[2]。
5）罕遇地震作用下抗震性能目標(biāo)。根據(jù)本工程的超限情況，以及與業(yè)主的溝通結(jié)果，選定本工程的抗震性能目標(biāo)為《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010中所提的C～D級(jí)[3]。各構(gòu)件的性能目標(biāo)如下：框支框架（框支柱、框支梁）不屈服；底部加強(qiáng)區(qū)剪力墻抗彎允許部分屈服，抗剪不屈服；普通豎向構(gòu)件：框架柱，底部加強(qiáng)區(qū)以上剪力墻允許局部進(jìn)入塑性，控制變形；耗能構(gòu)件：連梁及普通框架梁允許進(jìn)入塑性[4]。
三、罕遇地震作用下靜力彈塑性分析：
本工程靜力彈塑性分析采用通用有限元軟件MIDAS/Gen進(jìn)行，并采用FEMA―273和ATC―40所建議的方法評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)是否達(dá)到所設(shè)定的目標(biāo)。推覆荷載分別按X向和Y向的第一模態(tài)形式及層剪力分布形式加載，初始荷載為1.0恒載+0.5活載。并按照ATC―40所建議的方法對(duì)各階段結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)；不同性能水準(zhǔn)下塑性鉸位移限值，如圖2所示[5]。
階段性能點(diǎn)對(duì)應(yīng)的含義：A點(diǎn)：未加載狀態(tài)；B點(diǎn)：出現(xiàn)塑性鉸；IO = 直接居住極限狀態(tài)（Immediate Occupancy）；LS = 安全極限狀態(tài)（Life Safety）；CP = 坍塌防止極限狀態(tài)（Collapse Prevention）；C點(diǎn)：開始倒塌點(diǎn)。從推覆分析的結(jié)果來看，結(jié)構(gòu)達(dá)到性能點(diǎn)時(shí)，按層剪力分布形式加載分析得到的底部剪力大于按第一模態(tài)形式加載的結(jié)果，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塑性鉸的數(shù)量及出鉸的情況均好于按第一模態(tài)形式加載的結(jié)果。
1）push-over分析曲線，如圖3所示。
2）推覆分析不同加載模式下底部剪力、層間位移角比較，見表3示。
層間位移角最大值均小于規(guī)范規(guī)定的彈塑性層間位移角限值1/120[2]。
3）模態(tài)加載下底部剪力和性能點(diǎn)層間位移角比較，見表4所示。
4）罕遇地震作用下層間位移角曲線，如圖4所示。
圖4 罕遇地震作用下層間位移角曲線
最大層間位移角出現(xiàn)在第16層，為1/279，小于規(guī)范規(guī)定的彈塑性層間位移角限值1/120[2]。
5）罕遇地震作用下某樓層塑性鉸狀態(tài)分布，如圖5所示。
從圖5可以看出，在性能點(diǎn)時(shí)墻肢已出現(xiàn)部分塑性鉸，少量梁鉸進(jìn)入CD階段（開始破壞），其他均處于B～I(xiàn)O階段和以下階段（基本彈性狀態(tài)）。經(jīng)放大觀察整棟樓塑性鉸狀態(tài)，各樓層出現(xiàn)CD階段鉸的部位主要是塔樓標(biāo)準(zhǔn)層連梁，局部標(biāo)準(zhǔn)層連梁破壞，底部加強(qiáng)區(qū)落地剪力墻及框支框架未出現(xiàn)塑性鉸。由此可見，結(jié)構(gòu)整體進(jìn)入塑性的程度較淺，結(jié)構(gòu)構(gòu)件均滿足事先設(shè)定的性能水準(zhǔn)5目標(biāo)。結(jié)構(gòu)的塑性鉸出現(xiàn)的順序是梁，然后才是柱和剪力墻，充分體現(xiàn)了“強(qiáng)柱弱梁”的特性，說明該結(jié)構(gòu)具有很好的延性。
四、結(jié)論
本文應(yīng)用大型空間有限元程序MIDAS/GEN對(duì)一棟32層框支剪力墻結(jié)構(gòu)住宅進(jìn)行靜力彈塑性分析和抗脹ㄐ諾鞫裙芾淼奶教/a> 建筑電氣安全設(shè)計(jì)之我見 淺談建筑電氣安裝施工技術(shù)方法 簡(jiǎn)述建筑電氣工程的質(zhì)量管控與安全管理 民用建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本要點(diǎn)探討 淺析工業(yè)機(jī)電安裝施工管理 淺議變電設(shè)備檢修 試論變電站土建設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)安全性與耐久性 穩(wěn)定土攪拌站的電氣控制系統(tǒng)安裝調(diào)試及設(shè)備使用維護(hù)和保養(yǎng) 智能建筑供配電系統(tǒng)分析 建筑機(jī)電設(shè)備安裝工程管理要點(diǎn)探析 對(duì)電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)安全管理的分析 關(guān)于建筑水電安裝工程的造價(jià)控制 略談高低壓變配電設(shè)備的安全維護(hù) 綜述建筑工程機(jī)電安裝施工工藝 淺談電力工程創(chuàng)優(yōu)及標(biāo)準(zhǔn)工藝應(yīng)用 淺談改善電壓偏差的主要措施 淺談機(jī)電工程消防弱電系統(tǒng)的安裝 淺談新技術(shù)在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中的應(yīng)用 市政電氣設(shè)計(jì)中的主要問題分析 高層建筑住宅電氣設(shè)計(jì)的要點(diǎn)分析 探索地理信息技術(shù)在輸變電工程管理中的應(yīng)用 議電氣工程自動(dòng)化問題及方法 鸚閱芷蘭郟峁礱鰨ush-over 分析方法不僅能對(duì)結(jié)構(gòu)在多遇地震作用下的響應(yīng)進(jìn)行較為準(zhǔn)確的分析，而且可以對(duì)結(jié)構(gòu)在罕遇地震下可能會(huì)出現(xiàn)的薄弱部位及破壞情況進(jìn)行較具體的量化估計(jì)，是實(shí)現(xiàn)基于性能抗震設(shè)計(jì)的有效方法。
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關(guān)鍵詞：建筑物 重要性分類 抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)
中圖分類號(hào)：TM62 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）06（a）-0123-02
自國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》（GB50223-2008）和《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）（下文簡(jiǎn)稱“新抗規(guī)”）頒布實(shí)施以來，雖然“新抗規(guī)”與《火力發(fā)電廠土建設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》（DL5022-2012）（下文簡(jiǎn)稱“新土規(guī)”）及《電力設(shè)施抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（DL50260-2013）（下文簡(jiǎn)稱“新電抗規(guī)”）中建筑設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)是一致的，但由于二者對(duì)建筑物重要性分類名稱不太一致和清晰，因此對(duì)設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)不易準(zhǔn)確判斷，如將建筑設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)定高了，會(huì)造成工程造價(jià)提高，若將建筑設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)定低了，則會(huì)導(dǎo)致建筑物的不安全甚至破壞，因此，如何準(zhǔn)確判別建筑抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)非常重要的問題。特別是火力發(fā)電廠中各類建（構(gòu)）筑物繁多，對(duì)于準(zhǔn)確判別建筑抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)顯得更為重要和突出。
1 建（構(gòu)）筑物重要性分類
為了準(zhǔn)確地判別建筑抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，必須首先搞清“新抗規(guī)”和“新土規(guī)”中對(duì)建筑重要性的分類。
“新抗規(guī)”將建筑按其使用功能的重要性分為甲類、乙類、丙類、丁類共四個(gè)抗震設(shè)防類別；而“新電抗規(guī)”將火力發(fā)電廠按單機(jī)容量和規(guī)劃容量將電廠分為重要電力設(shè)施和一般電力設(shè)施，各電力設(shè)防中的建筑物分為乙類、丙類、丁類，詳見表1。
表1進(jìn)一步突出了設(shè)防類別劃分中側(cè)重于使用功能的災(zāi)害后果的區(qū)分，并更強(qiáng)調(diào)體現(xiàn)對(duì)人員安全的保障。
2 火力發(fā)電廠中各種建（構(gòu)）筑物的重要性分類
“新電抗規(guī)”中將電力設(shè)施分為重要電力設(shè)施和一般電力設(shè)施，為了更加清晰地說明火電廠中建筑（構(gòu)）物在“新土規(guī)”中的類別與“新抗規(guī)”中類別的對(duì)應(yīng)，現(xiàn)將火電廠建（構(gòu)）筑物重要性分類如下，詳見表2。
規(guī)模很小的乙類工業(yè)建筑，當(dāng)采用了抗震性能較好的結(jié)構(gòu)體系時(shí)，允許按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類設(shè)防。
3 建筑抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的劃分
所謂抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)是一種衡量對(duì)建筑抗震能力要求高低的綜合尺度，既取決于地震強(qiáng)弱的不同，又取決于使用功能重要性的不同。建筑物按重要性分類明確后，就可準(zhǔn)確地判別建筑抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。
建筑抗震設(shè)防就是對(duì)建筑物進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，它包括地震作用計(jì)算、抗震承載力計(jì)算和采用抗震措施。抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)是抗震設(shè)防烈度，在一般情況下采用中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖的地震動(dòng)參數(shù)或與“新抗規(guī)”設(shè)計(jì)基本地震加速度值對(duì)應(yīng)的烈度值，對(duì)按有關(guān)規(guī)定做過地震安全性評(píng)價(jià)的工程場(chǎng)地，應(yīng)按批準(zhǔn)的抗震設(shè)防設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)或相應(yīng)的烈度進(jìn)行抗震設(shè)防?，F(xiàn)將各類建筑類別的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)分類如下，詳表3。
4 需要說明的幾個(gè)問題
（1）由于同樣或相近的建筑，建于Ⅲ、Ⅳ場(chǎng)地時(shí)震害比Ⅰ、Ⅱ類場(chǎng)地震害嚴(yán)重，所以規(guī)范要求提高抗震構(gòu)造措施，但不提高抗震措施中的其它要求，更不不涉及對(duì)地震作用計(jì)算的調(diào)整。當(dāng)建筑場(chǎng)地類別為Ⅲ、Ⅳ類，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.15 g和0.30 g，同時(shí)又屬于是甲、乙類建筑物時(shí)，應(yīng)考慮特殊的雙重調(diào)整，宜綜合確定調(diào)整幅度，建議7度（0.15 g）按7.5+1=8.5度，即比8度更高的抗震構(gòu)造措施；對(duì)8度（0.30 g）胺8.5+1=9.5度，即比9度更高的抗震構(gòu)造措施。
（2）火力發(fā)電廠的生產(chǎn)建筑中，其最高抗震設(shè)防類別為乙類建筑，沒有甲級(jí)建筑，所以表3中未列入。
（3）重要電力設(shè)施中的電氣設(shè)施可按抗震設(shè)防烈度提高1度設(shè)防，但不超過9度。
參考文獻(xiàn)
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[2] DL5 022-2012.火力發(fā)電廠土建設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程[S].
隨著電力需求的進(jìn)一步擴(kuò)大，對(duì)變電站的供電可靠性的要求越來越高，原有的變電站也正在面臨著更新及技術(shù)改造，怎么樣解決對(duì)原有變電站進(jìn)行不間斷供電的同時(shí)，實(shí)施整個(gè)變電站改造成了一個(gè)新的課題。本文針對(duì)車載移動(dòng)變電站的設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)原則進(jìn)行分析。
【關(guān)鍵詞】變電站 移動(dòng) 車載變電站
車載移動(dòng)變電站屬于電力系統(tǒng)中的特殊變電站，是一種有效的應(yīng)急供電設(shè)計(jì)，是“電力系統(tǒng)突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案”的重要組成部分。主要由平板拖車、抗震型高壓側(cè)組合電器、抗震型低高度變壓器、抗震型中開關(guān)系統(tǒng)以及相應(yīng)的自動(dòng)化控制保護(hù)系統(tǒng)等構(gòu)成，具備運(yùn)輸方便、靈活可靠等特點(diǎn)，能在數(shù)小時(shí)內(nèi)投入運(yùn)行，可在事故、搶修和自然災(zāi)害等情況下，迅速替代常規(guī)變電站，發(fā)揮應(yīng)急供電的作用。車載移動(dòng)變電站具有非常好的靈活性、使用方便、操作簡(jiǎn)單，選址靈活、運(yùn)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(yīng)急意義。
1 車載移動(dòng)變電站定義
車載移動(dòng)變電站屬于電力系統(tǒng)特殊變電站的制造技術(shù)領(lǐng)域，根據(jù)需要，車載移動(dòng)變電站由兩個(gè)以上車載設(shè)備組成，其中包括高壓車載變電站設(shè)備、中壓車載成套設(shè)備、車載電容器設(shè)備、車載自動(dòng)化通信設(shè)備、移動(dòng)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(tǒng)等互相連接構(gòu)成。
2 車載移動(dòng)變電站設(shè)計(jì)
車載移動(dòng)變電站是一個(gè)集一、二次設(shè)備于一體的組合設(shè)備，他首先應(yīng)當(dāng)安全，可靠，其次應(yīng)當(dāng)使用快捷，方便，還應(yīng)當(dāng)便于運(yùn)輸和遷移。其中技術(shù)指標(biāo)就是抗震，防腐，抗干擾性能。車載移動(dòng)變電站的電氣設(shè)備都與通常的固定設(shè)備有較大區(qū)別。很多實(shí)例證明，使用常規(guī)電氣設(shè)備拼湊起來的車載移動(dòng)變電站的性能遠(yuǎn)不能適應(yīng)“車載”和“移動(dòng)”的使用要求。
目前，我國(guó)還沒有頒布車載移動(dòng)變電站電氣設(shè)備抗震標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和具體要求。因此，專業(yè)設(shè)計(jì)中對(duì)抗震的要求缺乏有力的依據(jù)。車載移動(dòng)變電站設(shè)備除電站底盤和變壓器在剛度計(jì)算和應(yīng)力復(fù)核時(shí)考慮震動(dòng)作用力外，其他設(shè)備考慮的很少，甚至根本沒有考慮。經(jīng)與輔機(jī)設(shè)備制造廠交流，震動(dòng)設(shè)防烈度要求與設(shè)備本身設(shè)計(jì)是基本一樣，重點(diǎn)考慮的是設(shè)備的布置，連接和防雷，抗腐蝕等方面的技術(shù)要求，特別是在車載移動(dòng)變電站行駛時(shí)的震動(dòng)力的影響。特別注意的是如何確保車載移動(dòng)變電站運(yùn)行地點(diǎn)更換后的立即投入電網(wǎng)的要求，這也是移動(dòng)變電站特殊運(yùn)行環(huán)境的要求。
3 車載移動(dòng)變電站的抗震設(shè)計(jì)原則
車載移動(dòng)變電站的制造應(yīng)根據(jù)在特定的地區(qū)環(huán)境、經(jīng)常行駛的道路等級(jí)和最長(zhǎng)的運(yùn)輸距離作為設(shè)計(jì)條件，分為市區(qū)用車載移動(dòng)變電站和野外用車車載移動(dòng)變電站。所有設(shè)備保持完好狀態(tài)，可以使車載移動(dòng)變電站到達(dá)目的地后迅速投入電網(wǎng)運(yùn)行。
（1）為提高車載移動(dòng)變電站的整天抗震能力，變電站中所有的電氣設(shè)備都需要明確相應(yīng)的抗震參數(shù)。
（2）各個(gè)主設(shè)備支撐架設(shè)計(jì)應(yīng)牢固，每個(gè)整體設(shè)備應(yīng)盡量采用同一個(gè)支撐架，并且要與車體鋼構(gòu)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(dòng)變電站中斷路器的可靠動(dòng)作受自動(dòng)化設(shè)備的影響很大，為保證斷路器的正確動(dòng)作，必須使自動(dòng)化裝置結(jié)構(gòu)、布置配線、柜體選料等方面有足夠的抗震能力，從而保證經(jīng)常性震動(dòng)后在整提結(jié)構(gòu)和機(jī)柜間連接不發(fā)生松動(dòng)才能保證開關(guān)的正確動(dòng)作。
（4）金屬材料的力學(xué)特性決定了其有較強(qiáng)的抗沖擊、震動(dòng)等動(dòng)荷載的能力，依據(jù)所采用設(shè)計(jì)規(guī)范，材料屈服強(qiáng)度極限和容許應(yīng)力之間尚有1.5～2.0的安全系數(shù)，超設(shè)計(jì)載荷的能力較強(qiáng)。
（5）在車載移動(dòng)變電站行駛過程中，因道路狀況而受到震動(dòng)時(shí)，電氣設(shè)備安裝的金屬構(gòu)架及相關(guān)的加固點(diǎn)不應(yīng)發(fā)生變形和損壞。
（6）車載移動(dòng)變電站變壓器選型和布置方面，應(yīng)設(shè)法降低高度，盡量減輕車輛承受載重。固定變壓器的基礎(chǔ)應(yīng)當(dāng)與車體連接應(yīng)牢固可靠，防止震動(dòng)移位。變壓器、高壓組合電器、中壓保護(hù)控制小室于車體間均設(shè)置可靠基礎(chǔ)的連接螺栓，并有防震脫離裝置，確保在震動(dòng)時(shí)不發(fā)生松動(dòng)。
（7）多于高壓開關(guān)設(shè)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(xì)長(zhǎng)比。為了防止斷路器各相間及操動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)生移動(dòng)，多于斷路器及其操動(dòng)機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)，要盡量設(shè)置在同一個(gè)底板上面。
4 移動(dòng)變電站的電氣設(shè)備設(shè)計(jì)原則
車載移動(dòng)變電站電氣設(shè)備要遵循“確保安全、留有裕度”的原則，確保車載移動(dòng)變電站電氣設(shè)備及輔助設(shè)備子啊設(shè)計(jì)工況下滿足“到達(dá)目的地時(shí)，基本完好，短時(shí)間可以投入電網(wǎng)”的要求。最大限度減少故障的幾率。車載移動(dòng)變電站長(zhǎng)距離運(yùn)輸承受大震動(dòng)后電氣設(shè)備應(yīng)具備幾種情況：
（1）通過運(yùn)輸震動(dòng)記錄儀測(cè)定的實(shí)際運(yùn)輸承受震動(dòng)大于校核震工況時(shí)，必須對(duì)所有電氣設(shè)備進(jìn)行全面的檢查和必要的機(jī)械和電氣實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)合格并對(duì)發(fā)現(xiàn)的缺陷進(jìn)行處理后方可投入運(yùn)行。
（2）通過運(yùn)輸震動(dòng)記錄儀測(cè)定的實(shí)際運(yùn)輸承受震動(dòng)達(dá)到校核震工況時(shí)：車載移動(dòng)變電站電氣設(shè)備可以運(yùn)行；但必須事先仔細(xì)對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行外觀檢查和安排簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，確認(rèn)無問題后方可將設(shè)備投入運(yùn)行。
（3）通過運(yùn)輸震動(dòng)記錄儀測(cè)定的實(shí)際運(yùn)輸承受震動(dòng)小于校核震工況時(shí)，也應(yīng)該進(jìn)行外觀檢查和必要的試驗(yàn)，根據(jù)檢查試驗(yàn)情況進(jìn)行必要的維護(hù)后即可恢復(fù)使用，通常情況下車載移動(dòng)變電站的運(yùn)輸路面條件差得多，很難預(yù)料到路口環(huán)境。
（4）通過運(yùn)輸震動(dòng)記錄儀測(cè)定的實(shí)際運(yùn)輸承受震動(dòng)小于校核震工況時(shí)，車載移動(dòng)變電站電氣設(shè)備自身狀態(tài)基本保持完好，可以迅速投入電網(wǎng)。
5 結(jié)束語
近年來，車載移動(dòng)變電站在國(guó)外供電系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用，在我國(guó)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，社會(huì)各界對(duì)供電質(zhì)量和不間斷供電的要求日益強(qiáng)烈，需要電力企業(yè)進(jìn)一步提高供電可靠性、減少停電時(shí)間，對(duì)車載移動(dòng)變電站的需求逐漸顯現(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
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作者簡(jiǎn)介
劉永耀（1983-），男，河南省平頂山市人?，F(xiàn)為許繼電氣股份有限公司工程師，從事營(yíng)N管理工作。
龍勇（1983-），男，四川省瀘州市人。現(xiàn)為許繼電氣股份有限公司工程師，從事服務(wù)管理工作。
于慶先（1981-），男，遼寧省沈陽市人?，F(xiàn)為許繼電氣股份有限公司助理工程師，從事電力工程技術(shù)研究及營(yíng)銷工作。
關(guān)鍵詞：燒結(jié)余熱電廠;主廠房;抗震設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào)： S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
1 概述
隨著我國(guó)鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展， 高爐煉鐵的主要原料——燒結(jié)礦的產(chǎn)量也大幅度提高，燒結(jié)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的高溫廢氣也越來越多，如何有效地回收利用這部分熱量已經(jīng)引起了人們的高度重視。2008 年5月，國(guó)家發(fā)改委將燒結(jié)余熱發(fā)電技術(shù)列入第一批國(guó)家重點(diǎn)節(jié)能技術(shù)推廣項(xiàng)目，2009年12月工信部公布了《鋼鐵企業(yè)燒結(jié)余熱發(fā)電技術(shù)推廣實(shí)施方案》， 計(jì)劃用三年時(shí)間(2010－2012年) ，在重點(diǎn)大中型鋼鐵企業(yè)中有針對(duì)性地推廣燒結(jié)余熱發(fā)電技術(shù)，為鋼鐵企業(yè)在日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本、實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗發(fā)揮積極作用。
燒結(jié)余熱電廠主廠房結(jié)構(gòu)布置總體來說和火力發(fā)電廠主廠房布置類似，主要受工藝布置要求，廠房結(jié)構(gòu)選型和結(jié)構(gòu)體系首先要根據(jù)工藝布置特點(diǎn)，并結(jié)合工程地質(zhì)和抗?fàn)幵O(shè)防要求綜合考慮，以保證實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目“安全經(jīng)濟(jì)、技術(shù)進(jìn)步、控制工程招架、提高經(jīng)濟(jì)效益”的最終目標(biāo)。 但是考慮到我國(guó)現(xiàn)有燒結(jié)余熱利用現(xiàn)狀，很多燒結(jié)廠區(qū)在早期設(shè)計(jì)時(shí)并沒有給余熱利用預(yù)留的空間，布置余熱電廠主場(chǎng)房要受到現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地狹小的制約，出現(xiàn)結(jié)構(gòu)形式不利于抗震設(shè)防。本文試著結(jié)合工程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，探討如何合理判斷和應(yīng)用現(xiàn)行規(guī)范對(duì)于工程結(jié)構(gòu)抗震安全性要求。
2 主廠房結(jié)構(gòu)布置特點(diǎn)
2.1 廠房布置總體評(píng)價(jià)
燒結(jié)余熱電廠主廠房主要有汽機(jī)間、電氣間、電纜夾層、集控室組成，根據(jù)需要有時(shí)需要在集控室頂層布置除氧間和消防水箱。其中汽機(jī)間為排架結(jié)構(gòu)，集控間為框架結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)是平面、立面布置不規(guī)則、不對(duì)稱，縱向和橫向的剛度、質(zhì)量分布不均勻，地震反應(yīng)特征和震害特點(diǎn)比單純的框排架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，表現(xiàn)出更為顯著的空間作用效應(yīng)。
2.2 平面布置
主廠房平面布置最常見的有集控室于汽機(jī)間側(cè)面布置，即常見的A.B.C三列布置。對(duì)于受到場(chǎng)地限制，無法側(cè)面布置時(shí)，也可采用集控室布置與汽機(jī)間一端，使平面剛度分布極不均勻。為了平衡平面剛度，一般考慮把化水車間布置與汽機(jī)間另一端。
根據(jù)最新抗規(guī)的要求，進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震分析時(shí)應(yīng)考慮樓梯構(gòu)件的影響。主場(chǎng)房布置時(shí)一般樓梯布置在廠房一側(cè)，另一側(cè)布置室外消防爬梯。單側(cè)布置樓梯時(shí)，樓梯對(duì)廠房抗側(cè)剛度有一定影響。根據(jù)工程計(jì)算經(jīng)驗(yàn)，一般在抗震設(shè)防烈度為7度（0.1g）及以下時(shí)，對(duì)廠房結(jié)構(gòu)配筋影響較小。在抗震設(shè)防烈度為7度（0.15g）及以上時(shí)，對(duì)廠房結(jié)構(gòu)配筋影響較大，必要時(shí)可以通過樓梯板一端與廠房滑動(dòng)連接來減小單側(cè)布置樓梯對(duì)主廠房抗震的不利影響。
2.3 豎向布置
主廠房豎向布置中，當(dāng)集控室上部布置除氧器及消防水箱時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震較為不利。由于受工藝布置要求的控制，主場(chǎng)房設(shè)計(jì)時(shí)難以避免會(huì)出現(xiàn)短柱，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施，如采用柱箍筋加密和柱內(nèi)布置斜鋼筋等。
3主廠房框排架結(jié)構(gòu)抗震性能薄弱環(huán)節(jié)
主廠房一般為鋼筋混凝土單跨框-排架結(jié)構(gòu)。由于受工藝系統(tǒng)及設(shè)備布置的影響，經(jīng)常出現(xiàn)樓面標(biāo)高錯(cuò)層、平面布置不規(guī)則、縱向不等跨、高度方向布置不規(guī)則，與抗震感念設(shè)計(jì)有較大距離，所以主廠房的抗震感念設(shè)計(jì)方面有著先天性薄弱環(huán)節(jié)。
主廠房由于結(jié)構(gòu)布置特點(diǎn)，存在“短柱”“強(qiáng)梁若柱”“異形節(jié)點(diǎn)”的薄弱環(huán)節(jié)，結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震難以實(shí)現(xiàn)“大震不倒”是嚴(yán)重違背結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)原則的，在結(jié)構(gòu)抗震感念中也是不允許的。在主場(chǎng)房設(shè)計(jì)時(shí)確實(shí)無法避免時(shí)，應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要在關(guān)鍵布置做好加強(qiáng)措施。集控室頂層除氧器布置處，梁截面往往要強(qiáng)于C軸側(cè)柱，出現(xiàn)“強(qiáng)梁若柱”，該結(jié)構(gòu)體系在強(qiáng)震時(shí)柱上先出現(xiàn)塑性鉸，不能實(shí)現(xiàn)“大震不倒”。樓面標(biāo)高錯(cuò)層造成框架柱出現(xiàn)“短柱”，“短柱”在強(qiáng)震時(shí)會(huì)出現(xiàn)脆性破壞，引起結(jié)構(gòu)體系坍塌。樓面上工藝設(shè)備布置的嚴(yán)重不均勻，造成框架梁同一節(jié)點(diǎn)上的柱和梁斷面差異大，節(jié)點(diǎn)剛域難以準(zhǔn)確量化，在強(qiáng)震時(shí)節(jié)點(diǎn)容易首先出現(xiàn)破壞。
上述薄弱環(huán)節(jié)在主廠房鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中難以完全避免，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需對(duì)薄弱部位采取適當(dāng)加強(qiáng)措施。
4主廠房框排架結(jié)構(gòu)體系合理性判定
在電力結(jié)構(gòu)工程和其他工業(yè)建筑中不可避免的會(huì)遇到鋼筋混凝土單框架結(jié)構(gòu)體系。根據(jù)GB50011-2010第1.0.3條，在工業(yè)建筑中，一些因生產(chǎn)工藝要求而造成的特殊問題的抗震設(shè)計(jì)，與一般建筑工程不同，需由有關(guān)的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)予以規(guī)定。
電力土建行業(yè)在《火力發(fā)電廠土建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》DL5022-2012中，考慮到火力發(fā)電廠主廠房的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，沒有簡(jiǎn)單機(jī)械的套用建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)條款，在抗震部分增加了11.1.8條“發(fā)電廠多層建（構(gòu)）筑物不宜采用單跨框架結(jié)構(gòu)，當(dāng)采用單跨框架結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)采取提高結(jié)構(gòu)安全度的可靠措施”。
單框架與雙框架結(jié)構(gòu)在承載力設(shè)計(jì)控制方面沒有差別，只是反映在結(jié)構(gòu)的布置和構(gòu)造方面。雙框架結(jié)構(gòu)存在“短柱”、“異型節(jié)點(diǎn)”的機(jī)會(huì)還多一些，在高烈度地區(qū)的單框架結(jié)構(gòu)只要注意結(jié)構(gòu)布置合理和加強(qiáng)構(gòu)造措施，也可以滿足結(jié)構(gòu)安全要求。在設(shè)計(jì)時(shí)考慮適當(dāng)增大構(gòu)件截面和提高配筋率，可以有效提高構(gòu)筑物的安全裕度。
5提高結(jié)構(gòu)安全度的措施
5.1 主廠房橫向采用汽機(jī)房與集控室構(gòu)成的混凝土單跨框-排架結(jié)構(gòu)形式，縱向A列采用框架架鋼支撐，BC列采用框架結(jié)構(gòu)。
5.2 主廠房基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，適當(dāng)加大基礎(chǔ)剛度，提高地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用。
5.3 對(duì)多遇及罕遇地震進(jìn)行分析計(jì)算是，最大層間位移角應(yīng)滿足抗震規(guī)范要求。
5.4 梁、柱截面合理確定，框架柱軸壓比不大于0.7，并留有裕度。在設(shè)計(jì)過程中與工藝緊密配合，力求結(jié)構(gòu)豎向連續(xù)布置，各層間剛度差盡量減小，防止薄弱層的出現(xiàn)。
5.5 對(duì)于無法避免的短柱、錯(cuò)層、薄弱層、異型節(jié)點(diǎn)等，采取加強(qiáng)措施。如短柱范圍內(nèi)箍筋通常加密，并采用配置對(duì)角斜筋來提高其延性，增強(qiáng)框架結(jié)構(gòu)的延性和抗剪能力。
5.6 框架柱的實(shí)際配筋比計(jì)算配筋值提高5%~10%，增加框架柱的承載能力。
6結(jié)語
主廠房是余熱發(fā)電廠的核心建筑，是電廠生產(chǎn)的中樞，廠房中設(shè)備管線繁多、生產(chǎn)運(yùn)行及圍護(hù)人員密集，主體結(jié)構(gòu)一旦在地震中遭受重大破壞，將造成較大損失。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員一定要高度重視主場(chǎng)房的抗震設(shè)計(jì)，和工藝專業(yè)密切配合，盡可能選擇對(duì)抗震有利的結(jié)構(gòu)形式和布置；在設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮主廠房結(jié)構(gòu)布置的特點(diǎn)，對(duì)主廠房主體結(jié)構(gòu)和其連接構(gòu)件、非結(jié)構(gòu)構(gòu)件、運(yùn)行設(shè)備等進(jìn)行驗(yàn)算和采取相應(yīng)的抗震、防震構(gòu)造措施，保證廠房的結(jié)構(gòu)安全。
參考文獻(xiàn)：
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