石油化工构筑物抗震设计规范讲座

《石油化工构筑物抗震设计规范讲座》由会员分享，可在线阅读，更多相关《石油化工构筑物抗震设计规范讲座（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、石油化工构筑物抗震设计规设计规 范讲讲 座 石油化工构筑物抗震规规范（SH/T3147-2004）编编制 是根据国标标建筑抗震设计规设计规 范（GB50011-2001）和 构筑物抗震设计规设计规 范（GB191-1993）有关章节节，结结 合石油化工构筑物的特殊性编编制的，随着近几年来世界各 地发发生地震的情况，特别别是汶川地震后对对构筑物的破坏 情况的调查调查 ，必将对现对现 有规规范作一些调调整，补补充。一、构筑物分类类 原规规范按S43069分类类，现现在应应按国标标石油化工建构筑 物抗震设设防分类标类标 准（GB50453-2008），这这本规规范 划分比较详细较详细 ，把原有建筑物

2、和构筑物二本规规范进进行了 合并、具体化，即区分不同装置内的各类类建筑物、构筑物 ，还补还补 充了化工生产产装置，化纤纤生产产装置，辅辅助生产产及 公用工程等设设施的内容，各类类建筑物可划分为为甲、乙、 丙、丁类类，目前石油化工企业业均无甲类类建（构）筑物。 建筑物分类类是按重要性，生产产介质质来划分，如主控室、 压缩压缩 机厂房、轻轻油泵泵房等划为为乙类类，其余大多数划分为为 丙类类，主风风机厂房虽虽然生产产中没有可燃气体，但由于其 重要性，仍划为为乙类类，轻轻油泵泵房虽虽然厂房规规模不大，但 由于生产过产过 程中使用可燃易爆介质质，仍划分为为乙类类。构 筑物的划分，主要根据设备设备 重要性

3、，生产产介质质和设备设备 高 度综综合考虑虑，以炼炼油生产产装置为为例，分成9类类：1.框架类类：两器，三旋，加氢氢反应应器框架、重整反应应器框架、重整再生框架 ，焦碳塔架，其它高悬悬重心框架划分为为乙类类，其它均为为丙类类。 2.塔炉设备设备 基础础：构架式塔基础础 乙类类落地式塔基础础（塔高H80m） 乙类类（塔高H80m） 丙类类 3.钢钢筋混凝土烟囱（H100m） 乙类类（H100m） 丙类类 4.动动力机器基础础：构架式 乙类类大块块式、墙墙式 丙类类其它动动力基础础（含泵泵） 丙类类 5.卧式设备设备 基础础及容器高压压冷换设备换设备 基础础 乙类类一般冷换设备换设备 基础础、构架

4、式容器 丙类类容器基础础 丙类类 6.压压力容器基础础：球罐基础础 乙类类压压力储储罐基础础 乙类类 7、池类类 丙类类 8、管墩 丙类类 9、其它（管沟、井、过桥过桥 、地下井类类） 丁类类从上看既有合理 性，亦有不合理 处处，例塔炉基 础础只要是构架式 塔基础础，不论论 塔的高度，均为为 乙类类。二、地震作用计计算 目前抗震计计算主要有三种方法，即振型分解反应谱应谱 法， 底部剪力法和时时程分析法。 振型分解法：适用于多位点体系，计计算较较精确，但工作量 大，需计计算结结构的自振频频率和振型。 底部剪力法：单层单层 或多层层等建构筑物在地震作用下仅发仅发 生基本振型振动动，或者发发生以基本

5、振型为为主的振动动，或 者侧侧移形态态可以采用一个既定曲线图线图 形或某一规规律来代 表，这这些仅仅按唯一形态挠态挠 曲的结结构，由于各部位相对对位 移的比值值在任何时时刻是相同的，不同时时刻结结构各点位移 以同一比例放大或缩缩小，宛如一个刚刚体作单单自由度运动动 ，从而使原来的多自由度体系简简化为为广义单义单 自由度运动动 。任何时时刻，只要知道结结构上某一点位移，其它各点位移 就能确定。因此这类结这类结 构在地震作用下的强迫振动动只有 一个位移未知量，作用于构筑物上各个部位上的地震作用 将因一个数值值的确定而整个地被确定，这样这样 减少了计计算 工作量。 时时程分析法：由于反应谱应谱 法不

6、能很好符合不 同工程地点的实际实际 地质环质环 境，场场地条件及地 基土特征，从而引起计计算地震荷载载可能偏差 较较大，也不能很好反应场应场 地各个土层层的动动力 影响，且反应谱应谱 法仅仅是最大值值的包络图络图 ，有 时时不能找出结结构薄弱部位，当结结构进进入弹弹塑 性阶阶段时时，此法误误差较较大，从而引出时时程分 析法，在数学上亦称步步积积分法，或直接动动 力法。抗震计计算方法的选选用： 底部剪力法：高度（含支承设备设备 的高度）不 超过过65mm，且质质量和刚刚度分布比较较均匀的 结结构，以及近似单质单质 点体系。例如：塔基础础 、两器框架等，抗震规规范（国标标）为为不超过过 40m，以

7、剪切变变形为为主，且质质量和刚刚度、高 度分布较较均匀的结结构，以及近似单质单质 点体系 的结结构。 振型分解反应谱应谱 法：除上述外的结结构。 时时程分析法：甲类类构筑物或规规范另有规规定的 构筑物，除应应用底部剪力法或振型分解反应应 谱谱法外，尚应应用此法进进行补补充计计算。三、钢钢筋混凝土框架设计设计 应在结构单元的二个互轴方向分别计 算水平地震作用， 并进行抗震验算，各方向的的水平地震作用，应全部由 该方向的抗侧移构件承担。 因此，框架设计应 做到：a.二个方向均应为刚应为刚 接，过过去做法一般为为横向刚刚接，纵纵向框架为铰为铰 接或连连 续续梁，今后均应应做成刚刚接，因为为超静定结结

8、构有利于抗震。 b.断面是决定因素，较较大断面有利于抗剪和防止位移超值值，相对对于配筋而言 ，断面增加比钢钢筋增加起作用更大。 c.应应考虑虑角柱双向偏心受压压，尤其是二个方向均为单为单 跨的结结构，更应应注意， 例如两器框架，当计计算一个方向的地震作用内力时时，尚应应考虑虑另一方向由于 设备设备 自重，外加偏心荷载载作用下引起的内力，因此角柱存在双向弯矩，轴轴力 和水平力，即应应按混凝土结结构设计规设计规 范中第7.3.14条验验算。否则则可能留下隐隐 患，不能因为计为计 算麻烦烦而取消计计算，还应树还应树 立这样这样 一个概念，即许许多框架 投产产后，未经历过经历过 地震，现现在不出事，不

9、等于将来不出事。 d.抗震结结构中的钢钢筋使用，根据抗震规规范3.9.3条，纵纵向受力钢钢筋宜选选用符 合抗震性能指标标的HRB400级热轧钢级热轧钢 筋，也可采用符合抗震性能指标标的 HRB335级热轧钢级热轧钢 筋，这这种钢钢筋可按（GB1499.2-2007），钢钢筋混凝土 用钢钢第2部分：热轧带热轧带 肋钢钢筋中7.3.3条，有较较高的抗震结结构适用牌号为为表 1中钢钢筋已有牌号后加E，如HRB400E，HRBF400E表1 钢筋牌号及构成（GB1499.2-2007）类别类别牌号牌号构成英文字母含义义普通热轧钢 筋HRB335由HRB+屈服强度 特征值构成HRB-热轧带 肋钢 筋的英

10、文（Hot rolled Rib-bed Bars）缩写HRB400HRB500细晶粒热轧钢 筋HRBF335由HRBF+屈服强 度特征值构成HRBF-在热轧带 肋钢筋的英文缩写 后加“细”的英文（ Fine）首位字母HRBF400HRBF500表2 钢筋力学指标牌号ReL/MPaRm/MPaA/%Agt/%不小于HRB335 HRBF335335455177.5HRB400 HRBF40040054016HRB500 HRBF50050063015 直径28mm40mm各牌号钢筋的断后伸长率A可降低 1%；直径大于40mm各牌号钢筋的断后伸长率A可降 低2%。 有较高要求的抗震结构适用牌号为

11、：在表1中已有牌号 后加E（例如：HRB400E、HRBF400E）的钢筋。该 类钢筋除应满足以下a)、b)、C）的要求外，其他要求 与相对应的已有牌号钢筋相同。 钢筋实测抗拉强度与实测屈服强度之比Rom/RoeL不小 于1.25。 钢筋实测屈服强度与表6规定的屈服强度特征值之比 RoeL/ReL不大于1.30。 钢筋的最大力总伸长率Agt不小于9%。 注：Rom为钢筋实测抗拉强度；RoeL为钢筋实测屈服 强度。 今后在高烈度区，如八度、重要结构如两器框架，可 考虑选用。四、地震作用分项项系数 原国标抗震规范中地震作用分项系数，当同时 计算水平与竖向地震作用时VEh1.3，VEV0.5 ，当用

12、于构筑物时，应分成二项。 当水平地震作用为主时 VEh1.3，VEV0.5 当竖向地震作用为主时 VEh0.5，VEV1.3 这是因为对大跨度，大悬臂结构，震害表明， 竖向地震作用比较显著，这在新编国标建筑抗 震规范工作修改。五、现浇钢现浇钢 筋混凝土框架抗震等级级，对对六度区已作局部 调调整，见见表3烈度框架结结构框架-抗震墙结墙结 构高度抗震等级高度框架部分抗震等级抗震墙部分抗震等 级6度25（30）四级50（60）四级三级25（30）三级50(60)三级7度30三级60三级二级30二级60二级8度30二级60二级二级30一级60一级二级9度25一级50一级二级注：接近或等于高度分界时，结

13、合框架不规则程度及场地、地基条件确定抗震等级。表3 现浇钢现浇钢 筋混凝土框架结结构抗震等级级表中数值为值为 原国标标抗震规规范。新编抗震规范则更为严格，6至8度区框架结 构按高度24m分界，框架-剪力墙结构亦作如 下修改，详见表4结结构类类型设设防烈度6789框架 结结构高度（m）24242424242424框架四三三二二一一框架- 抗震 墙墙 结结构高度（m）60606060242450框架四三四三二三二一二一 抗震 墙墙三三二二一一六、钢结钢结 构框排架 钢结钢结 构应优应优 先采用框架-支撑结结构，连连梁要 优优先考虑虑采用刚连刚连 方案。 有设备设备 的平台或顶层优顶层优 先考虑设虑

14、设 水平支撑。 水平支撑可设设在梁底部，但支撑杆端部宜与 该层该层 框架梁的腹板和下翼同相连连。水平支撑 布置与竖竖向支撑应应相协调协调 。 钢钢排架构筑纵纵向抗侧侧力体系宜采用柱间间支撑 ，当条件限制时时，也可采用刚刚架结结构。 各层钢层钢 框架梁，断面尽量刚刚度不要相差太悬悬 殊，以便变变形协调协调 。七、管架 纵纵向较长较长 的管架应设应设 温度缝缝，每个温度区段 中部应设应设 置纵纵向上下柱向支撑。 带带有空冷的管架，其两侧侧相邻邻管架要考虑虑将 来二侧侧有增加空冷的可能，因此相邻纵邻纵 向 23柱距内管架柱断面不应应太小，并考虑虑将 来有伸上去的可能，尚应应注意节节点连连接，尤 其是钢钢筋混凝土管架预预埋件的锚锚固，必须进须进 行计计算。八、烟囱砖砖烟囱自振周期应应注意荷载规载规 范给给出的公式和烟囱设计规设计规 范不同， 烟囱规规范计计算自振周期较较大，当以风风荷载为载为 主时时，计计算有利，当在高烈 度区，计计算出地震力可能偏小，钢钢筋混凝土烟囱存在同样样的问题问题 。高度不超过过60m的砖砖烟囱自振周期 T10.23+0.2210-2 H2 /d 荷载规载规 范 T10.26+0.2410-2 H2 /d 烟囱规规范高度不超