GB50267-2019 核电厂抗震设计标准及条文说明

核电厂抗震I、Ⅱ类物项抗震设计中作为输人采用的地震 包括极限安全地震动和运行安全地震动两个水准，

2.1.4极限安全地震动

ultimate safetygroundmotion

核电厂设计基准地震动的较高水准花纹板标准，是对应极限安全要求的 震动，通常为预估的核电厂所在地区可能遭遇的最大潜在地震 ，对应的年超越概率为10一4

2.1.5运行安全地震动

核电厂设计基准地震动的较低水准，主要用于对核电厂 安全控制、设计中的荷载组合与应力分析等，该地震动具有与 安全地震动不同的用途。

考虑具体核电厂厂址区域地震背景和场地特性的设计基 震反应谱。

2.1.7标准设计反应谱

不考虑具体核电厂厂址区域地震背景和场地特性的具有包络 特点的设计基准地震反应谱，

按国家规定的权限批准、作为一个地区非核工程设施抗震设 防依据采用的地震烈度，一般情况下采用50年内超越概率10% 的地震烈度。

2.1.10试验反应谱

设备抗震鉴定试验中实际采月

2.2.2结构参数和结构分析：

2.2.3作用和作用效应

一 阻尼比； 、$一一分别为对应i振型与i振型的阻尼比； 入一子结构总质量与主结构总质量的比值； 入r一子结构基本频率与主结构主导频率的比值； 作用效应： A一事故条件下产生的荷载效应； C一一与吊车有关的荷载效应（亦记为Ccr）； D一一永久荷载效应； E。一一一运行安全地震作用效应； E一极限安全地震作用效应； F一# 流体压力效应，设备质心的等效地震作用： F)一一作用于结构的水平地震作用矢量； G 一 设备总重力载荷，地基、基础承受的永久荷 载效应（含自重效应、固定设施荷载效应和 上浮力效应）； H一 侧向土压力效应； H.一 结构内部溢水或外部水淹产生的荷载效应： L~一活荷载效应； L一一屋面活荷载效应； M一一荷载组合在基础底面引起的倾覆力矩； M.一自重和其他持续荷载引起的组合弯矩； M一运行安全地震动引起的弯矩和其他偶然荷 载引起的弯矩之和； M一机械荷载与地震作用引起的组合弯矩； N一一正常运行和停堆期间承受的荷载效应，荷载 组合在基础底面引起的竖向力； P一一D级使用荷载引起的压应力、设计压力、基 础底面平均压应力设计值；

2.2.4材料性能和抗力

2.2.5 几何参数：

6一基础宽度或水平运动方向的基础边长； 、ds一分别为总体结构不连续或材料不连续的α、b两侧 直径； d;一 地基介质i层中心至基础底面的距离； dm一 支管平均名义直径； h一一 地基有限元模型单元高度； 地基介质i层的厚度； 元件的自由长度； 1一 元件在弯曲平面上的自由长度； 截面旋转半径，基础底面半径或等效半径，与三通和 头相配的管道平均平径； 计算点至管截面中性轴的距离； Tb 相对弯曲轴线确定的旋转半径： Tm 管道平均半径； m 与接管座莲接的管道半径； 补强接管或连接支管的外半径： 1 补强支管接头半径： t 管道名义壁厚； t1 渐缩管大端壁厚； t2 渐缩管小端壁厚： a、t 分别为距离√d。、ta、/dpt内的平均壁厚； t 补强区支管壁厚； 补强壁厚； tn 管道名义壁厚； tmax 锥形管过渡段最大壁厚； B 基础底面接地率，

2.2.6 计算参数:

B1、B2 管件的一次应力指数； CiC2、C3 —管件的二次应力指数；

p：撬花械率： d一一标准费人强点深度： 地下水理深。

3.1抗震概念设计原则

3.1.1 结构宜满足下列有关体形和构件布置的要求： 1 结构重心尽可能低； 2 结构的平面和立面外形应简单规则，尽量避免局部突出或 收进； 3 结构的刚度和质量分布应均匀，刚度中心尽量接近质量 中心。 3.1.2 结构体系应满足下列基本要求： 1 应有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径； 2 应具备必要的抗震承载力及安全裕度； 3 应避免出现局部薄弱部位，若有局部薄弱部位应予加强。

3.2.1核电厂结构抗震计算模型应符合下列规定：

1质量和刚度分布不对称的结构，应采用平动和扭转耦联作 用计算模型。 2采用集中质量模型时，集中质量的个数不宜少于拟考虑振 型数的两倍。 3结构地基岩土的平均剪切波速大于2400m/s或地基刚度 大于上部结构刚度的两倍时，可不考虑地基与结构的相互作用，不 满足以上条件时，上部结构的抗震计算应计入地基与结构的相互 作用且满足下列要求： 1)地基近似为均质弹性介质时，可采用集中参数模型，其 中，当基础埋深与基础底面等效半径之比小于1/3时，可

不考虑基础理埋置效应； 2）非均质地基宜采用有限元模型； 3）相互作用分析可采用本标准附录A中的方法，也可采用 其他适用方法。 4结构模型应考虑支承构件刚度对其动力反应的影响。 5结构模型应计人结构附属构件和结构中液体的质量。 6 储存液体的结构应计入液体晃动效应和其他液压效应。 7当充许结构发生水平方向的大变形时，应考虑竖向力和竖 向地震作用引起的P一△效应。 3.2.2由主结构（支承结构）和子结构（被支承结构）组成的结构 体系的抗震计算，应符合下列规定： 1宜考虑主结构与子结构的动力相互作用，建立耦联模型进 行抗震计算。 2当子结构单点支承于主结构时，若符合下列条件之一，可 不进行体系的耦联计算： 1)入m<0.01; 2)0.01≤入m≤0.1,且入≤0.8或入≥1.25。 式中：入一一子结构总质量与主结构总质量的比值； 入一一子结构基本频率与主结构主导频率的比值。 3当子结构以两点或两点以上支承于主结构且子结构对主 结构的质量和刚度产生不可忽略的影响时（如反应堆冷却剂系 统），应采用耦联模型进行分析

3.3.1结构应就两个正交水平方向和一个竖直方向计算地 用，水平地震作用方向应对应结构平面主轴或取对结构最不 方向。

3.3.2结构地震作用一般可采用弹性方法计算;弱非线性结

可采用等效线性化方法计算，强非线性结构的计算可采用弹塑性 方法。

3.3.3结构地震作用计算通常可采用反应谱法、时程分析

3.3.4采用反应谱法计算结构地震作用时，地震作用最大值应

3.3.5子结构各支承点处运动不一致时，可优先采用耦联租

3.3.5子结构各支承点处运动不一致时，可优先采用耦联模型进 行时程分析或反应谱分析，不采用耦联分析的子结构的多点输入 分析方法应符合本标准附录C的规定。

6地震动相关输入应满足下列

1不考虑地基与结构的相互作用时，支承于地基的结构动力 分析应输入结构基础底面的设计地震反应谱或地震动时程； 2考虑地基与结构的相互作用时，相互作用体系的地震动输 入处可选择地表、基础底面或地基； 3解耦后的支承于主结构的子结构的计算，应输入支承点处 的设计楼层反应谱或地震反应时程。

3.4.1楼层反应谱一般可由主结构相应楼层（或高程）的地震加 速度反应时程计算得出，楼层反应谱应包括两个正交水平方向的 谱和一个竖向谱。计算楼层反应谱时，应满足下列要求： 1主结构质量和刚度对称分布时，某一方向的楼层反应谱可 由该方向地震动单独输入时的楼层地震加速度反应时程得出；主 结构质量和刚度非对称分布时，每一方向的楼层反应谱可由三向 地震动单独输人时该方向楼层地震加速度反应的代数和得出。

2计算楼层反应谱时，频率增量数值宜按表3.4.1选取

2计算楼层反应谱时,频率增量数值宜按表3.4.1选取

表3.4.1反应谱的频率增量(Hz)

3.4.2设计楼层反应谱的确定和使用应符合下列规定

1设计楼层反应谱应是平滑化的反应谱； 2考虑地震动和结构动力参数的不确定性，设计楼层反应谱 应对本标准第3.4.1条所述楼层反应谱进行修正，含谱峰值的折 减和峰值在频域的拓宽，修正方法应符合本标准附录D的规定； 3利用反应谱法进行结构分析时，若子结构有一个以上的自 振频率在设计楼层反应谱拓宽的峰值范围内时，可对采用的设计 楼层反应谱进行修正，修正方法应符合本标准附录D的规定； 4当子结构受楼层扭转振动的影响明显时，应考虑偶然偏心 的影响。

3.5结构和材料的力学参数

3.5.1结构和材料的力学参数应采用试验或计算方法得出，一般 可采用相关技术标准规定的数值。 3.5.2结构的振动耗能特性应采用适当的阻尼模拟，一般可用比 例阻尼模拟结构耗能特性，比例阻尼可采用瑞利阻尼、刚度阻尼或 质量阻尼。阻尼的采用应符合下列规定： 1各类物项的阻尼比可采用表3.5.2中的数值。

表3.5.2物项的阻尼比（%

注：运行安全地震动阻尼比值适用于运行安全地震动大于或等于1/3极限安全 微动的情况

2频域分析中，可采用有充分依据的与频率相关的阻尼比。 3非线性时程分析中，可采用有充分依据的非线性本构关系 模拟非线性耗能，但这类耗能不能与等效粘滞阻尼相重复。 4土体等效线性化分析中，等效阻尼比应依据土样试验资料 由应力水平确定。 5地基采用有限元模型进行分析时，应考虑振动能量向计算 域外的传播（即辐射阻尼）。 6不同材料构成的组合结构的阻尼比宜采用刚度加权或质

量加权方法确定。 7阻尼器的阻尼效应由实验确定。 3.5.3抗震分析计算时，混凝土和钢材的力学参数取值应符合下 列规定： 1混凝土的弹性模量E。可按表3.5.3取值，剪切变形模量 C可弹性描是的40%平用泊软比可02

表3.5.3混凝土的弹性模量（10*N/mm

注：1当考虑到混凝土可能开裂的响时，混凝土的弹性模量可进行折减； 2 当混凝土中掺有大量矿物掺合料时，弹性模量可按规定龄期根据实测数 确定

类结构分析中的地基等效弹簧刚度可采用本标准相关各章规定的 方法确定，当有依据时也可采用其他方法确定；采用有限元模型 时，地基的等效弹簧刚度可由静力分析确定

3.6.2核电厂抗震I、I类物项均应基于设计基准地震动进行抗 震验算，并满足下列要求： 1抗震I类物项应满足核电厂在极限安全地震动和运行安 全地震动作用下的结构完整性和设计功能要求； 2抗震IⅡ类物项应满足在极限安全地震动作用下的结构完

整性要求，当运行安全地震动超过极限安全地震动的1/3时，尚应 满足运行安全地震动作用下的功能性要求； 3核电厂各物项在抗震验算中具体采用的荷载组合和分项 系数，应满足本标准相关各章的要求。

3.7.1复杂或不规则的建筑物和构筑物，应经分析确定是否设置 防震缝分割结构体系。 1当能建立合理的分析模型且有可靠的加强结构的抗震构 造措施时，可不设置防震缝； 2防震缝可将复杂的结构体系分割为较为规则、宜于分析的 部分，防震缝应有足够宽度，防止两侧结构在地震作用下发生

3.7.2抗震 I类和抗震Ⅱ类结构宜坐落于基岩或剪切

3.7.4可采用阻尼器增加结构体系的耗能能力，可采用隔振器减 小设备的振动。

3.7.5在进行技术和经济可行性的充分论证后，建筑物和构

3.7.6应采取措施保障非结构构件（天花板、装饰贴面、隔

外，不宜低于非核安全相关抗震设计规范中类似结构相对设防烈 度提高一度所应采取的抗震构造措施。

4.1.1核电厂抗震I、类物项的设计基准地震动不应小于相 水准的厂址设计基准地震动。

水准的厂址设计基准地震动。 4.1.2地震安全性评价应提供对应不同设计基准期、不同超越概 率的地震动时程和相应地震动参数，并应充分考虑其不确定性。 4.1.3核电厂非核抗震类物项的抗震设防烈度及相应设计地震 参数可根据我国地震动参数区划图确定或经厂址地震安全性评价 确定。

标准《工程场地地震安全性评价》GB17741和《核电厂工程地震调 查与评价规范》GB/T50572的相关规定。

4.2设计基准地震动参数

4.2.1核电厂设计基准地震动参数应符合下列规定： 1设计基准地震动参数包括水平方向和竖直方向的设计基 准加速度峰值和相应的设计基准地震反应谱； 2竖向设计加速度峰值与水平向设计加速度峰值的比值由 厂址地震安全性评价结果确定，取值范围为2/3～1。 4.2.2设计基准地震动参数的作用基准点应定义于厂址地表、场 地平整后的地表或地基标高处的自由场。 4.2.3设计基准地震动加速度峰值包括极限安全地震动加速度 峰值和运行安全地震动加速度峰值。对应反应谱零周期的水平向 极限安全地震动加速度峰值的取值不应小于0.15g。运行安全地

峰值和运行安全地震动加速度峰值。对应反应谱零周期的水平向 极限安全地震动加速度峰值的取值不应小于0.15g。运行安全地 震动加速度峰值若用于抗震设计，其取值可综合考虑厂址地震安

全性评价结果、设计中的荷载组合与地震作用效应计算方法、相关 物项的完整性及功能要求等综合确定

全性评价结果、设计中的荷载组合与地震作用效应计算方法、相关 物项的完整性及功能要求等综合确定。 4.2.4设计基准地震反应谱可采用经相关主管部门批准的厂址 特定地震反应谱或标准设计反应谱，采用的标准设计反应谱应包 络厂址特定地震反应谱，示例见本标准附录F。

4.2.4设计基准地震反应谱可采用经相关主管部门批准的厂址

4.3设计地震动加速度时程

4.3.1设计地震动加速度时程可调整与厂址地震背景和场

4.3.1设计地震动加速度时程可调整与厂址地震背景和场地条 件相近的实测强震加速度时程得出，或采用其他数学方法生成。 4.3.2设计地震动加速度时程可生成单组或多组，每组应包括两 个正交水平方向和一个竖直方向的时程。 4.3.3设计地震动加速度时程应符合下列规定：

1加速度时程的傅立叶相位谱具有在0～2元相角范围内均 匀随机分布的特征： 2在满足加速度时程包络函数的条件下，可采用频域或时域 的调整方法，使设计地震动加速度时程的反应谱能包络不同阻尼 比的设计基准地震反应谱（目标反应谱），谱值低于目标反应谱的 控制点数不得多于5个，相对误差不得超过10%，且反应谱控制 点处谱值总和不得低于自标反应谱的相应值； 3在0.2Hz～33Hz频率范围内，反应谱的控制点数不得少 于75个，且应大体均匀分布于频率的对数坐标上，各频段的频率 增量可按本标准表3.4.1采用； 4每条设计地震动时程的强震持续时间不应小于6s，可取 6s15s，总持续时间不宜小于25s。 4.3.4设计地震动加速度时程尚应符合下列规定：

不小于对应频率区间内由自标反应谱得出的功率谱的 80%。设计地震动加速度时程的功率谱Sf）按下式计算：

[F(f)]2 S(f) = 元Td

中：F（f）一一一时程平稳段的傅立叶振幅谱； T。一时程平稳段的持续时间。 频率f处的功率谱平均幅值取频带［f一0.2f，f十0.2门内 率谱S（f)的平均幅值。与设计地震反应谱对应的功率谱的计 方法见本标准附录G。 2）基于反应谱调整加速度时程，生成的设计地震动时程应 满足下列要求： a时程的离散时间间隔不得大于0.01s； b计算设计地震动时程的5%阻尼比反应谱所需控制 点数在频带f，10f范围内不得少于100个，且在 对数坐标下均匀分布于0.1Hz～50Hz频段内； c设计地震动时程在所有控制点处的反应谱值不得低 于目标反应谱的90%； d反应谱的每个控制点，在其相应频率土10%的频带 内，谱值不应全部低于目标反应谱； e设计地震动时程的5%阻尼比反应谱在所考虑频段 内的所有控制点处，谱值不得超过5%阻尼比自标反 应谱的1.3倍。 2当生成多组（至少4组）设计地震动加速度时程时，同一方 上各加速度时程反应谱的平均值应包络相应阻尼比的自标反应谱。 3每两条设计地震动时程间的互相关系数不应大于0.16。 程：（t）和工2（t）间的互相关系数由下式计算：

时程（t）和2（t）间的互相关

4.4非基准点处的设计地震动

1水平均成层场地可采用一维波动方法或水平剪切悬臂 梁方法计算，得出不同深度处的地震动，分析中可考虑场地介质的 非弹性，地基模型底部刚性边界可取剪切模量大于地表剪切模量 的10倍处。 2非均匀场地可建立场地的二维有限元模型，计算不同地点和 深度处的地震动，可考虑场地介质的非弹性，计算应满足下列要求： 1)有限元网格的划分和时程分析时间步长的选择应可靠模 拟地震动的不同频率成分； 2）有限元计算域应包括相关核电厂物项和设计基准地震动 作用基准点所在地基； 3）有限元计算域的侧边界应采用适当的耗能边界（如粘性 边界或透射边界），当计算域底边界介质的剪切模量大于 或等于地表剪切模量的10倍时，底边界可采用刚性假 定；当底边界介质剪切模量小于地表剪切模量的10倍 时，底边界可采用粘性边界。 3可在底部边界输人地震动加速度时程，计算场地各点的地 震反应时程和相应地震反应谱，经试算直至在基准点处得出的地 震反应谱与设计基准地震反应谱相协调（宜满足本标准第4.3.3 条第 2 款的规定）。

反应堆厂房基础底面标高处对应反应谱零周期的水平向

4.4.3反应堆厂房基础底面标高处对应反应谱零周期的

5.1.1抗震1、Ⅱ类物项的地基、基础以及与抗震1、Ⅱ类物项安 全有关的边坡的抗震验算应符合本章规定。 5.1.2抗震1、Ⅱ类物项不应采用液化土或软弱土构成的天然 地基，也不宜选取水平方向力学性质差异大的岩土作为地基；同 一结构单元的地基不应一部分为人工地基而另一部分为天然 地基。

5.2地基和基础的抗震验算

5.2.1本节验算规定适用于静承载力特征值大于0.34MPa或剪 切波速大于300m/s的地基。 5.2.2基础的抗震承载力验算和基础裂缝宽度验算应满足本标 谁第6章的要求。 5.2.3抗震I、Ⅱ类物项的地基和基础应进行抗震稳定性验算。 5.2.4基础抗倾覆及基础底面抗滑移验算可采用拟静力法。作 用效应组合及抗震验算安全系数见表5.2.4，作用效应组合应考 虑对基础稳定性最不利的作用方向。

2.1本节验算规定适用于静承载力特征值大于0.34MPa或 波速大于300m/s的地基。 2.2基础的抗震承载力验算和基础裂缝宽度验算应满足本标 第6章的要求

2.3抗震I、Ⅱ类物项的地基和基础应进行抗震稳定性验算。 2.4基础抗倾覆及基础底面抗滑移验算可采用拟静力法。作 效应组合及抗震验算安全系数见表5.2.4，作用效应组合应考 对基础稳定性最不利的作用方向

础稳定性验算的作用效应组合及最小

注：1表中G为永久荷载效应，含自重效应、固定设施荷载效应和上浮力效应；H 为侧向土压力效应；E，和E分别为极限安全地震和运行安全地震作用效 应，包括基础自身和上部结构传给基确的地震作用效应，地震作用效应考 虑水平和竖直方向。 2当基础上作用有对稳定性不利的括荷载时，作用效应组合中尚应包括该活 荷载作用效应。 3各作用效应的分项系数均取 1. 0

1当与运行安全地震作用效应E。组合时，基础底面接地率 应大于75%，且应满足下列公式的要求：

P<0.85fsE Pmax≤ 0. 90fsE

5.2.6矩形基础底面接地率（图5.2.6）可按下列公式

式中：β一基础底面接地率（%）； a一一翘离情况下基础底面实际接地宽度（m）； 6一一基础宽度（m）； M、N一一分别为荷载组合在基础底面引起的倾覆力矩（N·m） 和竖向力（N），后者包括结构与设备自重、竖向地震作

用（方向与重力相反）和上浮力等

图5.2.6矩形基础底面接地率计算

5.2.7地基抗震稳定性验算可采用拟静力法、动力有限元法等进 行，采用动力有限元法进行计算时，可使用有效应力法或总应力法。 5.2.8地基抗震稳定性验算的地震动输入和地基计算域应满足 下列要求：

5.2.7地基抗震稳定性验算可采用拟静力法、动力有限元法等进

下列要求： 1采用拟静力法时，地基各单元重心处的地震动加速度取地 表面设计地震动加速度，不随深度变化； 2采用动力有限元法时，地基底面输入的地震动加速度时程 应基于核电厂厂址基准点处的设计基准地震动通过具体场地的地 震反应分析得出，地震反应分析应满足本标准第4.4.2条的要求， 地基计算域范围可依本标准附录A第A.2节确定。

5.2.9地基抗震稳定性验算的作用效应组合及最小安全系数

表5.2.9地基抗需稳定性验算的作用效应组合及最小安全系数

5.3边坡的抗震稳定性验算

饮用水标准5.3.1与抗震I、I类物项安全相关的边坡应进行抗震稳定性

5.3.2应进行稳定性验算的边坡包括：距抗震1、1类物项外边 缘的水平距离小于1.4倍边坡高度的可能危及其安全的边坡，以 及在上述距离之外但地震地质勘查表明对抗震工、Ⅱ类物项安全 有威胁的边坡。

5.3.4采用拟静力法进行边坡抗震稳定性验算时，各单元重

的地震动加速度取地表面设计地震动加速度的1.5倍，不随深度 变化；当采用动力有限元法进行边坡抗震稳定性验算时，边坡底面 输入地震动加速度时程应基于核电厂厂址基点处的设计基准地 震动通过具体场地的地震反应分析得出，地震反应分析应满足本 标准第4.4.2条的要求，边坡计算域应充分包括可能失稳的岩 土体。

5.3.5边坡抗震稳定性验算的作用效应组合及最小安全系数见

震稳定性验算的作用效应组合及最小

园林标准规范范本关作用效应组合的说明可参照表5.2.4。

5.4.1对存在饱和砂土和饱和粉土的地基，应进行液化判别。对 存在饱和黄土、饱和砾砂的地基，其液化可能性应进行专门评估。

验判别方法。当未经杆长修正的实测标准贯入锤击数小于或等于 液化判别标准贯入锤击数临界值时，饱和土可判为液化土。在地 面下20m深度范围内，液化判别标准贯入锤击数临界值可按下式 计算：