GB50761-2012 石油化工钢制设备抗震设计规范.pdf

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  • 发 布 人: 薛晓禅
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  • 对需要抗震设防的设备进行的一种专业设计,包括抗震 和抗震构造措施。

    2.1.2抗震设防烈度

    按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的 烈度。

    2.1.3抗震设防标准

    设备标准衡量抗震设防要求的尺度;由抗震设防烈度和设备使用功能 重要性确定。

    seismic load

    由地震动起的设备动态作用,包括水平地震作用和竖同地 作用。

    2.1.5地需作用效应

    seismic effect

    抗震设计用的地震加速度时程曲线、加速度反应谱和峰 速度。

    ground motior

    抗震设计用的地震影响系数曲线中,反映地震震级、震中 场地类别等因素的下降段起始点对应的周期值。

    单质点弹性体系在地震作用下的最大加速度反应与重力加 度比值的统计平均值,

    除地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容,包括抗 设计的基本要求、抗震构造措施等

    details of seismic design

    一般不需计算而对结构和非结构各部分必须采取的各种细 要求。

    设备壳体或加热炉框架结构

    2. 1. 13 附属构件

    支撑结构、锚固结构、加强件。

    2.1.14许用应力设计法

    attachments

    allowable stress design

    按元件在使用载荷作用下其截面中的计算应力不超过材料的 许用应力为原则的设计方法

    2.1.15极限状态设计法

    按结构或构件达到某种预定功能要求的极限状态为原则的工 程结构设计方法,

    2.2.1作用和作用效应:

    Et—设计温度下材料的弹性模量; Rel——材料屈服强度或应变为0.2%的应力值; Ocr~临界应力; o材料的抗震许用应力; [ati 设计温度下材料的许用应力。

    2.2.4各种计算系数!

    α1 对应于设备或结构基本自振周期的水平地震影响 系数; αmax 水平地震影响系数最大值; αvmax 竖向地震影响系数最大值; 构架动力放大系数; KL 抗震许用应力调整系数; S 设备的阻尼比; 1 设备重要度系数; 阻尼调整系数; —~第振型的振型参与系数; R。 地震作用效应折减系数。 2.2.5 其他: T、T1 设备或结构的基本自振周期:

    3.1设备的量要度分类

    3.1.1设备抗震设计时,应按其用途和在地震破坏后的危害程度

    进行重要度分类,重要度可由小到大按下列要求分类: 1包括储水罐和除第二、三类以外的设备,应为第一类设备。 2容积大于或等于100m的卧式设备,公称容积大于或等 于1000m且小于30000m的立式圆筒形储罐,加热炉和高度为 20m~80m的直立设备,应为第二类设备。 3公称容积大于或等于30000m3的立式圆筒形储罐和高度 大于80m的裙座式直立设备,应为第类设备。 3.1.2设备的重要度系数,应根据设备重要度类别按表3.1.2选 用。

    3.1.3当抗震设防烈度为6度或设计基本地震加速度小于或等 于0.05时,可不进行设备的地震作用计算,但应满足抗震措施 要求。

    3.2.1设备所在地区遭受的地震影响,应采用相应于抗震设防烈 度的设计基本地震加速度和特征周期表示。 3.2.2抗震设防烈度和设计基本地震加速度取值的对应关系,应 符合表 3. 2. 2 的规定。

    表3.2.2抗震设防烈度和设计基本地震加速度的对应关系

    3.2.3地震影响的特征周期应根据设备所在地的设计地震分纟 和场地类别确定。本规范的设计地震共分为三组,其特征周期 按表 3. 2. 3 采用。

    表3.2.3特征周期值(s)

    3.2.4我国主要城镇中心地区的抗震设防烈度、设计基本地震加 速度值和设计地震分组,可按现行国家标准《建筑抗震设计规范》 GB50011的有关规定执行

    3.3.1设备的结构体系,应符合下列要求:

    1在满足工艺要求的前提下,设备宣露天布置。 2应其有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。 3应避免因设备零部件或附属构件失效面导致整个设备失 效或抗震能力丧失。 尽应具备必要的抗震承载能力、良好的变形能力和消耗地震 能量的能力。 5对附着在设备本体上的附属设备的薄弱部位,应采取提高 抗震能力的措施。 6设备的锚固螺栓应设双螺母或带锁紧装置。 7设备的刚度、质量变化宜平缓,其内件和整个设备的质量

    中心宜低位布置。 8高径比大于10或高度大于10m的设备(立式储液罐除 外),宣采用带螺栓座的结构形式。 9与设备连接的管道,应具有柔性。 3.3.2 钢构件材料应符合下列要求: 1 材料的屈服强度与抗拉强度的比值不应大于0.85。 2 材料应有明显的属服台阶,其伸长率不应小于20%。 3 材料应具有良好的焊接性和合格的冲击韧性。 4 在低温条件下,应计人低温导致材料冲击韧性降低的 影响,

    4.1.1设备的地震作用和抗震验算应符合下列规定

    1应计算水平方向的地震作用并进行抗震验算。 2抗震设防烈度为8度、9度时,对于高度与直径之比大于5 且高度大于20m的直立设备和加热炉落地烟,应计算竖向地震 作用并进行抗震验算。 3安装在构架(包括构筑物)上的卧式设备、支腿式直立设 备,应计入设备所在构架的地震放大作用。

    4.1:2设备的地震作用计算,宜采用下列方法: 1高度小于或等于10m,或高度与直径之比小于5、质量和 刚度沿高度分布比较均匀的直立设备,以及可简化为单质点体系 的设备,可采用底部剪力法 2除本条第1款外的设备:宜采用振型分解反应谱法。 3设计基本地震加速度大于或等于0.30g,高度大于120m 且高径比大于25的置立设备和15×10*m3以上的超大型储油罐 宜采用时程分析法进行补充计算。 4。1。3采用时程分析法时,应按设备所在场地类别和设计地震分 组选用大于或等于二组的实际强震加速度记录和一组人工模拟的 地震加速度时程曲线,其平均地震影响系数曲线应与振型分解反 应谱法所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符,其加速度 时程的最大值可按表4.1.3采用。 采用时程分析法时,每条时程曲线计算所得设备底部剪力不 应小于振型分解反应谱法计算结果的65%,多条时程曲线计算所 得的底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法计算结果巢的

    表4.1.3时程分析所用地震加速度时程的最大值cm/s

    1.4鞍座支承的卧式设备、支腿式直立设备、支耳式直立设备、 座式真立设备、球形储罐、立式圆简形储罐等:应按设防地震计 地震作用,并按许用应力法进行抗震验算。加热炉应按多遇地 计算地震作用,并按极限状态设计法进行抗震验算。

    4.2地面设备设计反应谱

    4.2.1设备的地震影响系数应根据设防烈度、场地类别、设计地 震分组、设备自振周期和阻尼比确定:其水平地震影响系数最大 值应按表4.2.1选用;特征周期应根据场地类别和设计地震分组 按表 3. 2. 3 选用。

    2.2地震影响系数曲线(图4.2.2)的阻尼调整系数和形状参 女,应符合下列规定:

    图4.2.2地需影响系数曲线

    图4.2.2地震影响系数曲线

    曲线下降段的衰减指数应按下式确定:

    当 T(s)>6.0s时:

    3阻尼调整系数,应按下式确定;

    式中:72 阻尼调整系数,小于0.55时,应取0.55。 4当水平地震影响系数的计算值小于0.05nzαmax时,应

    0. 05n, αmax c

    4.3.1当采用底部剪力法时,设备水平地震作用计算简图可按图

    4.3.1当采用底部剪力法时,设备水平地震作用计算简图可按图 4.3.1采用,设备总水平地震作用,应按下列公式计算:

    图4.3.1设备水平地震作用计算

    式中:Fk设备总水平地震作用(N); α1—相应于设备基本自振周期的水平地震影响系数,应 根据设备的类型按本规范第4.2节的规定确定; 设备的重要度系数,应按本规范表3.1.2选用; mea 设备的等效质量(kg);

    入m 等效质量系数,单质点可取1,多质点体系可取 0.85; mim; 分别为集中于质点i、i的质量(kg); hih; 分别为质点i、的计算高度(mm); n 质点数; 8 弯曲变形影响指数,应按裘4.3.1选用。

    表 4.3. 1套曲变形影响指数

    注:Ti为设备基本自振周期(s)。

    4.3.2采用振型分解反应谱法时,设备的地震作用和作用效应的 计算应符合下列规楚: 1设备振型讠质点的水平地震作用,应按下列公式确定:

    naiYiXim 内 Xitm: Xim: =1

    式中:Fji 第j振型i质点的水平地震作用(N); α; 相应于设备第i振型自振周期的水平地震影响系 数,应按本规范第4.2节的规定确定; Y一一第j振型的振型参与系数; X第i振型讠质点的水平相对位移; m—i质点的质量(kg)。 2水平地震作用效应,应按下式确定:

    武中,Sehz 水平地震作用效应; 13

    阶振型;当基本自振周期大于1.5s时,振型数不宜 少于3阶。

    4.4构架上设备水平地震作用

    4.1本节适用于安装在构架上的彭式设备、支腿式直立设备的 震作用计算。

    4.4.2当无法确定支承设备的构架结构参

    平地震作用可采用下式计算:

    设备的等效质量(kg) ea

    .2构架上设备的地震作用放大系娄

    4.4.3当已知支承设备的构架结构参数时,构架上的设

    4.3当已知支承设备的构架结构参数时,构架上的设备水平地 作用可按下列规定计算: 1第讠层构架上的设备水平地震作用,应按下式计算

    Fhsi nαsimeqig

    武中:Fhst一 第i层构架上的设备水平地震作用(N),其值不得 小于该设备按建在地面上时计算所得的数值: meqi第i层构架上设备的等效质量(kg)。 2支承设备多层构架的计算简图可按图4.3.1采用,其中 m;应为第i层构架的质量(包括该构架上的设备质量),h;应为第 层构架至地面的高度。 3第i层构架的等效地面加速度系数,应按下式计算

    F asi = mig

    图4.4.3构架动力放大系数曲线 T一设备的基本自振周期(s),T一支承设备构架的基本自振周期(s)

    4.4.3构架动力放大系数曲线

    设备的基本自振周期(s);T一支承设备构架的基本自振周期(s)

    5确定1,值时,应将支承设备的构架视为设备的刚性基础。 确定T,值时,所用质量应包括构架上设备等附属物的质 量,无条件取得精确值时,可按本规范第4.4.4条计算。 简化方注计管

    钢构架的基本自振周期,可

    2钢筋混凝土构架的基本自振周期,可按下式计算

    4.5.1直立式设备的竖向地震作用(图4.5.1),应按下列规定 计算: 1 设备底部总竖向地震作用消防标准规范范本,应按下式计算:

    武中:F 设备底部总竖向地震作用(N); αvmax 竖向地震影响系数最大值,对设防地震可取水苹地震 影响系数最大值的50%,对多遇地震可取水平地震 影响系数最大值的65%: me 设备的等效质量(kg),可取总质量的75%

    图4.5.1设备坚向地震作用计算

    2设备任意质点处的竖向地震作用,可按下式让算:

    式中:Fvi 设备质点i的竖向地震作用(N): hih; 分别为质点z.i的计算高度(mm); m;一 集中于质点i的质量(kg)

    mh: F Zm,h;

    m;集中于质点i的质量(kg)

    4.6.1采用极限状态法设计时,地震作用与其他载荷作用的 合,除本规范另有规定外,应按现行国家标准《建筑抗震设计规范 GB50011的有关规定执行,

    4.6.2采用许用应力法设计时市政管理,地震作用与其他载荷作用

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