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第1篇

關(guān)鍵詞:變電站;電氣設(shè)備;抗震設(shè)防;設(shè)防標(biāo)準(zhǔn);分級(jí)原則

引言

盡管當(dāng)前變電站電氣設(shè)備分級(jí)抗震設(shè)防成為趨勢(shì)，還得到了我國政府有關(guān)部門在政策和資金方面的支持，但是大部分電力企業(yè)的經(jīng)營管理者并不了解電氣設(shè)備分級(jí)抗震設(shè)防的重要性，而國內(nèi)電氣設(shè)備抗震考核水平偏低，從而導(dǎo)致變電站電氣設(shè)備的運(yùn)行出現(xiàn)問題。所以，本文從變電站電氣設(shè)備分級(jí)抗震研究的現(xiàn)狀入手，對(duì)變電站電氣設(shè)備的抗震設(shè)計(jì)和分級(jí)抗震設(shè)防原則進(jìn)行分析和研究。

1變電站電氣設(shè)備分級(jí)抗震設(shè)防原則研究的概況

雖然變電站電氣設(shè)備分級(jí)抗震設(shè)防原則的研究狀況良好，其研究成果和應(yīng)用表現(xiàn)也得到了工作人員和設(shè)計(jì)人員的認(rèn)可和重視，但還是會(huì)受到傳統(tǒng)觀念和管理模式的限制，使得變電站電氣設(shè)備分級(jí)抗震設(shè)防的發(fā)展陷入遲滯，影響了電力系統(tǒng)的正常和安全運(yùn)行，長(zhǎng)此以往不利于變電站電氣設(shè)備抗震能力的提高。為了更好地落實(shí)變電站電氣設(shè)備分級(jí)抗震設(shè)防原則，首先需要對(duì)研究概況進(jìn)行了解，特別是要分析電氣設(shè)備的抗震現(xiàn)狀、抗震級(jí)別的標(biāo)準(zhǔn)、研究意義等，才能為變電站電氣設(shè)備分級(jí)抗震設(shè)防原則的應(yīng)用奠定良好的基礎(chǔ)。

1．1國內(nèi)外變電站電氣設(shè)備抗震研究的現(xiàn)狀

目前國內(nèi)外變電站電氣設(shè)備受到地震危害的狀況較多，其主要原因和具體表現(xiàn)如下。第一，變電站電氣設(shè)備震害與瓷套管主要材料有關(guān)，這種整體呈長(zhǎng)細(xì)狀、重心較高、強(qiáng)度不足的材料容易產(chǎn)生不協(xié)調(diào)變形，從而導(dǎo)致脆性斷裂;高壓電瓷型電氣設(shè)備的固有頻率與地震波的卓越頻率相近，發(fā)生共振時(shí)會(huì)加大設(shè)備破壞率。第二，電氣設(shè)備震害表現(xiàn)多為斷路器瓷套管根部斷裂、避雷器瓷套管底部斷裂、隔離開關(guān)瓷套管根部發(fā)生脆性折斷等。國內(nèi)外研究人員還結(jié)合實(shí)際情況對(duì)電氣設(shè)備抗震、減隔震技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行研究，但是我國相關(guān)研究還處于起步階段，與國外研究成果相比還有較大的差距。

1．2國內(nèi)外變電站電氣設(shè)備抗震級(jí)別的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

目前許多國家都對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行了抗震規(guī)范，規(guī)定了抗震等級(jí)和設(shè)防目標(biāo)，但是國內(nèi)外的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)有所不同，具體的差別包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容。一方面，國外電氣設(shè)備分級(jí)抗震設(shè)防一般按照設(shè)立等級(jí)的方式進(jìn)行，并且結(jié)合國家實(shí)際情況而有所差別，比如日本只設(shè)立一個(gè)等級(jí)就與國土面積狹小和地震類型單一的情況有關(guān);美國IEE693規(guī)范設(shè)立了高、中、低三個(gè)等級(jí)，這是在50年超越概率2%的抗震設(shè)防水準(zhǔn)上進(jìn)行分級(jí)的;另一方面，我國大部分規(guī)范中以50年超越概率10%為設(shè)防水準(zhǔn)，但是抗震級(jí)別的規(guī)定不統(tǒng)一的情況比較嚴(yán)重，使得簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)程序，節(jié)約生產(chǎn)成本，改善設(shè)備調(diào)用的時(shí)間性的優(yōu)點(diǎn)無法體現(xiàn)，所以變電站電氣設(shè)備分級(jí)抗震設(shè)防是非常重要的。

1．3變電站電氣設(shè)備抗震研究的意義

人們的生產(chǎn)生活對(duì)于電力的依賴性越來越強(qiáng)，對(duì)保證生活質(zhì)量和提高生活水平有著重要意義。一旦強(qiáng)烈的地震對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生消極影響，那么變電站電氣設(shè)備損壞占據(jù)的比例就比較大，威脅到人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全，所以提高變電站電氣設(shè)備抗震能力是必要的，也是電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的可靠保障。由于破壞電力體系會(huì)引發(fā)停水、停電、火災(zāi)、通信中斷等次生問題，出現(xiàn)不可避免的經(jīng)濟(jì)損失，提高城市電網(wǎng)體系生命線工程的抗震能力成為研究的重點(diǎn)，也對(duì)我國城市現(xiàn)代化建設(shè)有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2變電站電氣設(shè)備分級(jí)抗震設(shè)防原則的應(yīng)用

根據(jù)變電站電氣設(shè)備分級(jí)抗震設(shè)防原則研究概況，可以得知國內(nèi)外電氣設(shè)備抗震水平有差距，相關(guān)的抗震標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范也不同，那么就需要結(jié)合實(shí)際情況來應(yīng)用變電站電氣設(shè)備分級(jí)抗震設(shè)防原則。基對(duì)變電站電氣設(shè)備分級(jí)抗震設(shè)防原則研究的了解，嘗試從變電站電氣設(shè)備抗震設(shè)防分級(jí)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，變電站電氣設(shè)備抗震可靠度，分級(jí)抗震原理與技術(shù)等方面進(jìn)行分析是切實(shí)可行的，總結(jié)出有用的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，才能發(fā)揮分級(jí)抗震設(shè)防的重要作用，提高變電站電氣設(shè)備的抗震能力與水平，逐步完成電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的任務(wù)。

2．1變電站電氣設(shè)備抗震設(shè)防分級(jí)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

為了更好地落實(shí)和應(yīng)用變電站電氣設(shè)備分級(jí)抗震設(shè)防原則，首先需要設(shè)立并確定好電氣設(shè)備抗震設(shè)防分級(jí)，才能有效保證變電站電氣設(shè)備分級(jí)設(shè)防抗震效果。根據(jù)《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》的要求，結(jié)合《電力設(shè)施抗震設(shè)立規(guī)范》的規(guī)定，再通過對(duì)典型電氣設(shè)備可靠度進(jìn)行分析，可以將電氣設(shè)備的抗震能力分為三級(jí):0．1g及以下為第一級(jí)低等抗震考核水平，對(duì)于220kV及以下電氣設(shè)備在Ⅷ度及以上時(shí)應(yīng)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì);0．1～0．4g為第二級(jí)中等抗震考核水平，0．4g以上為第三級(jí)高等抗震考核水平。

2．2變電站電氣設(shè)備抗震可靠度的分析

由于變電站電氣設(shè)備經(jīng)常發(fā)生脆性破壞，影響了電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，所以要選擇典型的電氣設(shè)備進(jìn)行抗震可靠度的分析，為變電站電氣設(shè)備分級(jí)抗震設(shè)防提供理論依據(jù)。結(jié)合相關(guān)研究和案例，可以發(fā)現(xiàn)加速度為0．1g時(shí)設(shè)備可靠率可以達(dá)到100%;0．4g時(shí)在20%～40%，電氣設(shè)備為中等破壞程度;0．6g時(shí)降低到10%以下，電氣設(shè)備處于嚴(yán)重破壞程度。根據(jù)普通瓷和高強(qiáng)瓷材料的避雷器與合理開關(guān)抗震度的表現(xiàn)，可以得知高強(qiáng)瓷能夠提高抗震可靠度，保證變電站電氣設(shè)備安全運(yùn)行，對(duì)促進(jìn)變電站電氣設(shè)備分級(jí)抗震設(shè)防有著積極作用。

3變電站電氣設(shè)備分級(jí)抗震設(shè)防的應(yīng)對(duì)策略

基于對(duì)變電站電氣設(shè)備分級(jí)抗震設(shè)防原則應(yīng)用表現(xiàn)的了解，為了減少不必要的風(fēng)險(xiǎn)和損失，就要對(duì)變電站電氣設(shè)備分級(jí)抗震的應(yīng)對(duì)策略進(jìn)行研究，保證供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。針對(duì)變電站電氣設(shè)備分級(jí)抗震的經(jīng)驗(yàn)，變電站電氣設(shè)備分級(jí)抗震設(shè)計(jì)的建議進(jìn)行分析，使得相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和措施能夠提高電氣設(shè)備的抗震水平，降低地震災(zāi)害對(duì)變電站電氣設(shè)備的傷害，有效解決了變電站電氣設(shè)備抗震的薄弱環(huán)節(jié)。

3．1變電站電氣設(shè)備分級(jí)抗震設(shè)防的經(jīng)驗(yàn)

我國變電站電氣設(shè)備分級(jí)抗震設(shè)防能力有限，電氣設(shè)備抗震能力不足，所以需要總結(jié)出變電站電氣設(shè)備分級(jí)抗震設(shè)防的經(jīng)驗(yàn)和對(duì)策，在調(diào)整和改進(jìn)下解決并處理好不足之處和薄弱環(huán)節(jié)。第一，建立電力系統(tǒng)抵抗地震災(zāi)害的數(shù)據(jù)庫，收集國內(nèi)外地震災(zāi)害的統(tǒng)計(jì)資料，評(píng)估不同區(qū)域電力系統(tǒng)抗震可靠性和危險(xiǎn)性，健全全國各地地震應(yīng)急響應(yīng)制度和快速恢復(fù)機(jī)制。第二，研究各個(gè)抗震設(shè)計(jì)方法對(duì)變電站電氣設(shè)備的影響和抗震效果，選擇抗震可靠性好的材料進(jìn)行應(yīng)用。第三，加強(qiáng)設(shè)備瓷套管的強(qiáng)度，采用減震器或者隔震器，保護(hù)好電氣設(shè)備與支承柱的連接。

3．2變電站電氣設(shè)備分級(jí)抗震設(shè)防設(shè)計(jì)的建議

除了上述幾個(gè)方面的內(nèi)容，研究變電站電氣設(shè)備分級(jí)抗震設(shè)防原則還要注意其抗震設(shè)計(jì)，針對(duì)不同類型的電氣設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)上的調(diào)整和改進(jìn)，發(fā)揮電氣設(shè)備的抗震作用和自身優(yōu)勢(shì)。舉例來說，變壓器、開關(guān)柜、蓄電池等浮放設(shè)備，應(yīng)利用拉繩來加強(qiáng)設(shè)備本體和基礎(chǔ)的連接，才能防止出現(xiàn)滑移，傾倒等震害現(xiàn)象。由此可見，在設(shè)計(jì)變電站電氣設(shè)備分級(jí)抗震設(shè)立時(shí)，研究人員需要對(duì)其材料，環(huán)境等影響因素多加注意和重視。

4結(jié)語

研究變電站電氣設(shè)備分級(jí)抗震設(shè)防原則是符合國內(nèi)外電力工程發(fā)展趨勢(shì)，在了解電氣設(shè)備分級(jí)抗震設(shè)防原則的同時(shí)發(fā)現(xiàn)了相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)中的不足之處，并利用有效的抗震設(shè)計(jì)和策略進(jìn)行彌補(bǔ)和調(diào)整，使得變電站電氣設(shè)備抗震設(shè)防分級(jí)得以實(shí)現(xiàn)，為電力行業(yè)和供電企業(yè)的發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn)。為了配合當(dāng)前階段分級(jí)抗震設(shè)防的趨勢(shì)，滿足人們對(duì)于變電站電氣設(shè)備良好運(yùn)行的要求，才能提高變電站電氣設(shè)備抗震考核水平，保證電氣設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。討論變電站電氣設(shè)備分級(jí)抗震設(shè)防原則不僅促進(jìn)了相關(guān)問題的解決，還為變電站電氣設(shè)備分級(jí)抗震設(shè)防未來的發(fā)展和創(chuàng)新提供了新思路。

參考文獻(xiàn):

［1］燕妮，韓軍鋒．電氣設(shè)備抗震措施研究［J］．通訊世界，2016(17)．

［2］朱瑞民，李東亮，齊立忠，等．變電站地震災(zāi)害分析與抗震設(shè)計(jì)［J］．電力建設(shè)，2013(4)．

第2篇

【關(guān)鍵詞】變電建筑物；抗震設(shè)計(jì)；次生破壞；雙重保護(hù)；預(yù)防為主；經(jīng)濟(jì)合理；安全可靠；電力安全

0 引言

電力工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的先行工業(yè)，它對(duì)于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和提高人民的物質(zhì)文化生活水平起著重要的作用。變電站作為整個(gè)電力系統(tǒng)中不可分割的一部分，是實(shí)現(xiàn)輸送電力、傳遞能源的關(guān)鍵所在。

1 變電建筑物的抗震要求

1.1 變電建筑物的抗震規(guī)定

（1）在《電力抗震規(guī)范》中，對(duì)電力設(shè)施的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)有明確的規(guī)定：

①對(duì)于電力設(shè)施的電氣設(shè)施，當(dāng)遭受到相當(dāng)于設(shè)防烈度及以下的地震影響時(shí)，不受損壞，仍可繼續(xù)使用；當(dāng)遭受到高于設(shè)防烈度預(yù)估的罕遇地震影響時(shí)，不致嚴(yán)重?fù)p壞，經(jīng)修理后即可恢復(fù)使用。

②對(duì)于電力設(shè)施的建筑物和構(gòu)筑物，當(dāng)遭受到低于本地區(qū)設(shè)防烈度的多遇地震影響時(shí)，不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用；當(dāng)遭受到相當(dāng)于本地區(qū)設(shè)防烈度的地震影響時(shí)，可能損壞，但經(jīng)修理或不需修理仍可繼續(xù)使用；當(dāng)遭受到高于本地區(qū)設(shè)防烈度預(yù)估的罕遇地震影響時(shí)，不致倒塌或危害生命或造成使電氣設(shè)施不可修復(fù)的嚴(yán)重破壞。

上兩條的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)是考慮到我國目前的國民經(jīng)濟(jì)條件及實(shí)際發(fā)展水平而制定的。在既保證電力設(shè)施遭受地震作用時(shí)盡量減少設(shè)備損壞和人員傷亡，避免造成電力系統(tǒng)大面積、長(zhǎng)時(shí)間的停止供電給國民經(jīng)濟(jì)帶來重大損失，又不能因抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)過高而增加投資太多。其中的“電力設(shè)施”包括電氣設(shè)施和建、構(gòu)筑物兩大類。遵照“小震不壞、大震不倒”的指導(dǎo)原則，并考慮到電氣設(shè)施的抗震能力和使用要求與建、構(gòu)筑物有所不同，盡量避免因電力系統(tǒng)無法供電造成國民經(jīng)濟(jì)的巨大損失，對(duì)電氣設(shè)施的三個(gè)水準(zhǔn)的設(shè)防要求，與建、構(gòu)筑物的要求配套略有不同。建、構(gòu)筑物在大震下也要求不致造成電氣設(shè)施不可修復(fù)的嚴(yán)重破壞，這一點(diǎn)是《抗震規(guī)范》中沒有的。

（2）電力設(shè)施中的建筑物根據(jù)其重要性可分為三類，并應(yīng)符合下列規(guī)定：

①重要電力設(shè)施中的主要建筑物以及國家生命線工程中的供電建筑物為一類建筑物；

②一般電力設(shè)施中的主要建筑物和有連續(xù)生產(chǎn)運(yùn)行設(shè)備的建筑物以及公用建筑物、重要材料庫為二類建筑物；

③一類、二類以外的建筑物及次要建筑物等為三類建筑物。

由此可知，對(duì)于330kV及以上電壓等級(jí)的變電建筑物應(yīng)劃分為一類建筑物，因而在之后的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)按照一類建筑物的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算和設(shè)計(jì)。這一點(diǎn)有別于《抗震規(guī)范》中的規(guī)定。在《抗震規(guī)范》中是根據(jù)建筑物使用功能的重要性，把建筑物劃分為甲類、乙類、丙類、丁類四個(gè)抗震設(shè)防類別。

（3）《電力抗震規(guī)范》中，對(duì)地震影響系數(shù)的規(guī)定與《抗震規(guī)范》中亦不同：

計(jì)算地震作用的地震影響系數(shù)，應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地指數(shù)、場(chǎng)地特征周期和結(jié)構(gòu)自振周期確定。

（4）場(chǎng)地分類根據(jù)場(chǎng)地指數(shù)劃分為硬場(chǎng)地、中硬場(chǎng)地、中軟場(chǎng)地和軟場(chǎng)地四類，并符合相應(yīng)規(guī)范的規(guī)定。

1.2 電力設(shè)施的抗震規(guī)定

《電力抗震規(guī)范》與《抗震規(guī)范》還有一點(diǎn)很大的不同，體現(xiàn)在對(duì)電、氣設(shè)備的抗震要求上。

由于變電站的功能要求，它不同于普通建筑物的是，當(dāng)遭受地震時(shí)，首要保護(hù)的是建筑物內(nèi)的電氣設(shè)備而不是建筑物本體，因此電氣設(shè)備的抗震就顯得尤為重要。

電力設(shè)施的抗震設(shè)計(jì)方法分為動(dòng)力設(shè)計(jì)法和靜力設(shè)計(jì)法，并應(yīng)符合下列規(guī)定：

（1）對(duì)高壓電器、高壓電瓷、管型母線、封閉母線及串聯(lián)補(bǔ)償裝置等構(gòu)成的電氣設(shè)施，應(yīng)采用動(dòng)力設(shè)計(jì)法；

（2）對(duì)變壓器、電抗器、旋轉(zhuǎn)電機(jī)、開關(guān)柜、控制保護(hù)屏、通信設(shè)備、蓄電池等構(gòu)成的電氣設(shè)施，可采用靜力設(shè)計(jì)法。

2 《抗震規(guī)范》中有關(guān)電氣設(shè)備的規(guī)定

在《抗震規(guī)范》中，沒有對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行專門的論述，只是在介紹“非結(jié)構(gòu)構(gòu)件”時(shí)，以“建筑附屬機(jī)電設(shè)備”的形式進(jìn)行闡述。建筑結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算及非結(jié)構(gòu)構(gòu)件地震作用計(jì)算方法，應(yīng)滿足下列要求：

（1）地震作用計(jì)算時(shí)，應(yīng)計(jì)入支承于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的建筑構(gòu)件和建筑附屬機(jī)電設(shè)備的重力。

（2）對(duì)需要采用樓面譜計(jì)算的建筑附屬機(jī)電設(shè)備，宜采用合適的簡(jiǎn)化計(jì)算模型計(jì)入設(shè)備和結(jié)構(gòu)的相互作用。

（3）建筑附屬機(jī)電設(shè)備的體系自振周期大于0.15且其重力超過所在樓層重力的1%，或建筑附屬機(jī)電設(shè)備的重力超過所在樓層重力的10%時(shí)，宜采用樓面反應(yīng)譜法。其中，與樓板非彈性連接的設(shè)備，可直接將設(shè)備與樓板作為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)計(jì)入整個(gè)結(jié)構(gòu)的分析中得到設(shè)備所受的地震作用。

對(duì)于電氣設(shè)備常用的計(jì)算方法是做出對(duì)應(yīng)于“地面反應(yīng)譜”的“樓面譜”，即反映支承電氣設(shè)備的主體結(jié)構(gòu)體系自身動(dòng)力特性、電氣設(shè)備所在樓層位置和支點(diǎn)數(shù)量、結(jié)構(gòu)和電氣設(shè)備阻尼特性對(duì)地面地震運(yùn)動(dòng)的放大作用。當(dāng)電氣設(shè)備的質(zhì)量較大時(shí)或電氣設(shè)備的自振特性和主結(jié)構(gòu)體系的某一振型的振動(dòng)特性相近時(shí)，電氣設(shè)備還將與主結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)產(chǎn)生相互影響。一般情況下，可采用簡(jiǎn)化方法，即等效側(cè)力法計(jì)算：同時(shí)計(jì)入支座間相對(duì)位移產(chǎn)生的附加內(nèi)力。對(duì)剛性連接于樓板上的設(shè)備，當(dāng)與樓層并為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)參與整個(gè)結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析時(shí)，則不必另外用樓面譜進(jìn)行其地震作用計(jì)算。

3 規(guī)范中存在的問題

由前面關(guān)于兩個(gè)規(guī)范的敘述內(nèi)容可知，《抗震規(guī)范》和《電力抗震規(guī)范》分別對(duì)建筑物和電氣設(shè)備的抗震設(shè)計(jì)作了較詳細(xì)的規(guī)定，《抗震規(guī)范》主要側(cè)重的是建筑物的抗震問題，而《電力抗震規(guī)范》側(cè)重的是建筑物內(nèi)的電氣設(shè)備。如果單獨(dú)對(duì)建筑物或電氣設(shè)備進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，分別參照相應(yīng)的規(guī)范即可；如果要同時(shí)考慮二者的抗震設(shè)計(jì)，則這兩個(gè)規(guī)范均未給出有效的方法。

針對(duì)這種情況，由于研究目標(biāo)是建筑物和電氣設(shè)備的雙重保護(hù)，而上兩個(gè)規(guī)范均未有這方面的規(guī)定，因此在保證滿足規(guī)范規(guī)定的前提下，筆者認(rèn)為把二者有機(jī)結(jié)合起來的新方法更有價(jià)值。

4 筆者建議的綜合設(shè)計(jì)方法

由于隔震技術(shù)還未在變電建筑物中有所應(yīng)用，考慮到隔震方法在電力設(shè)施中的應(yīng)用還不成熟、它的可操作性不強(qiáng)，因此在計(jì)算假定時(shí)，把隔震層設(shè)在底層樓面與地下室柱頂之間，對(duì)整個(gè)上部結(jié)構(gòu)（包括其內(nèi)部的電氣設(shè)備）進(jìn)行隔震計(jì)算；地下室仍按傳統(tǒng)的抗震方法設(shè)計(jì)。

由于戶內(nèi)式變電建筑物中電氣設(shè)備的自重較大，超過了所在樓層重力的10%（有時(shí)甚至更多）。并且電氣設(shè)備與樓板的連接采用螺栓連接，非常牢固，可看作剛性連接。因此，把底層樓面上放置的電氣設(shè)備荷載按靜力等效的原則進(jìn)行簡(jiǎn)化是切實(shí)可行的，這種簡(jiǎn)化之后得到的近似解可以滿足計(jì)算精度的要求。

為防止電氣設(shè)備在隔震后與結(jié)構(gòu)主體發(fā)生共振，把主要設(shè)備層的樓面反應(yīng)譜與結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)譜相比較，只要設(shè)備層樓面反應(yīng)譜的峰值與結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)譜的峰值錯(cuò)開，盡可能避免兩者發(fā)生共振，則可有效的實(shí)現(xiàn)既保護(hù)了建筑物又保護(hù)了電氣設(shè)備，達(dá)到雙重保護(hù)的目的。

5 結(jié)束語

總之，在現(xiàn)代社會(huì)中，電力關(guān)系到人類社會(huì)的各個(gè)方面，是現(xiàn)代社會(huì)最重要的能源支持。一旦失去了電力，不僅會(huì)給人們的日常生活造成各種不便，給社會(huì)生活造成很大的影響，給人們?cè)斐蓢?yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，影響整個(gè)社會(huì)和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，對(duì)于電力系統(tǒng)的安全正常運(yùn)行是各個(gè)國家都非常關(guān)注的問題。

【參考文獻(xiàn)】

[1]郭英民.常規(guī)110kV變電站的抗震設(shè)計(jì)[J].河北電力技術(shù)，19（3），2000：49-52.

第3篇

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)；概念設(shè)計(jì)；抗震；延性

中圖分類號(hào)：TU3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

1 建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的含義

建筑結(jié)構(gòu)的抗震概念設(shè)計(jì)是指在進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗(yàn)等所形成的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，從概念上，特別是從結(jié)構(gòu)總體上考慮抗震的工程決策，即正確地解決總體方案、材料使用和細(xì)部構(gòu)造，以達(dá)到合理抗震設(shè)計(jì)的目的。

2 結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的重要性

2.1概念設(shè)計(jì)是解決地震不確定性的好方法

地震給人類社會(huì)帶來的破壞是不可抗拒的，人類只能被動(dòng)防御。然而我們對(duì)地震破壞機(jī)理還不十分清楚,對(duì)地震的破壞現(xiàn)象也只是停留在感性認(rèn)識(shí)階段,建筑物抗震計(jì)算的原理只是一種近似方法，卻不能代表建筑本身在地震中的真實(shí)反應(yīng)。概念設(shè)計(jì)的思想不妨是個(gè)解決這個(gè)問題的好方法。據(jù)報(bào)道北京國家大劇院由安德魯做概念設(shè)計(jì)，所有的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)都是由北京市建筑設(shè)計(jì)院完成，安德魯只是提供了一個(gè)設(shè)計(jì)概念，竟然得了總造價(jià)的11%(達(dá)數(shù)億元)，可見概念設(shè)計(jì)的重要性。在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件日益傻瓜化的今天，一個(gè)普遍存在的狀況是設(shè)計(jì)人員越來越多地依賴計(jì)算軟件，忽略概念設(shè)計(jì)，缺乏對(duì)計(jì)算結(jié)果的合理分析、判斷，對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)很容易產(chǎn)生設(shè)計(jì)缺陷，造成結(jié)構(gòu)安全隱患。地震是一種隨機(jī)振動(dòng)，有著難以把握的復(fù)雜性和不確定性，要準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)建筑物遭遇地震的特性和參數(shù)，尚難以做到。在建筑抗震理論未達(dá)到科學(xué)嚴(yán)密的今天，單靠計(jì)算很難使建筑具備良好的抗震能力。因此，結(jié)構(gòu)工程師必須重視建筑總體抗震能力的概念設(shè)計(jì)。

2.2概念設(shè)計(jì)是工程師進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新的原則和方法

概念設(shè)計(jì)是展現(xiàn)先進(jìn)設(shè)計(jì)思想的關(guān)鍵，一個(gè)結(jié)構(gòu)工程師的主要任務(wù)就是在特定的建筑空間中用整體的概念來完成結(jié)構(gòu)總體方案的設(shè)計(jì)，并能有意識(shí)地處理構(gòu)件與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系。一般認(rèn)為，概念設(shè)計(jì)做得好的結(jié)構(gòu)工程師，隨著他的不懈追求，其結(jié)構(gòu)概念將隨年齡與實(shí)踐的增長(zhǎng)而越來越豐富，設(shè)計(jì)成果也越來越創(chuàng)新、完善。遺憾的是，社會(huì)分工的細(xì)化，使得部分結(jié)構(gòu)工程師只會(huì)依賴規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊(cè)、計(jì)算機(jī)程序做習(xí)慣性傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，缺乏創(chuàng)新，更不愿（或不敢）創(chuàng)新，有的甚至拒絕對(duì)新技術(shù)、新工藝的采納（害怕承擔(dān)創(chuàng)新的責(zé)任）。部分工程師在一體化計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)全面應(yīng)用的今天，對(duì)計(jì)算機(jī)結(jié)果明顯不合理、甚至錯(cuò)誤不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。隨著年齡的增長(zhǎng)，導(dǎo)致他們?cè)趯W(xué)校學(xué)的那些孤立的概念被逐漸忘卻，更談不上設(shè)計(jì)成果的不斷創(chuàng)新。

2.3計(jì)算理論與實(shí)際受力的差別使得概念設(shè)計(jì)成為結(jié)構(gòu)抗震的重要途徑

概念設(shè)計(jì)的重要，主要是因?yàn)楝F(xiàn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與計(jì)算理論存在許多缺陷或不可計(jì)算性，比如對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，內(nèi)力計(jì)算是基于彈性理論的計(jì)算方法，而截面設(shè)計(jì)卻是基于塑性理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，這一矛盾使設(shè)計(jì)結(jié)果與結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀態(tài)差之甚遠(yuǎn)，為了彌補(bǔ)這類計(jì)算理論的缺陷，或者實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際存在的大量無法計(jì)算的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)，都需要優(yōu)秀的概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)措施來滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的。同時(shí)計(jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)果的高精度特點(diǎn)，往往給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員帶來對(duì)結(jié)構(gòu)工作性能的誤解，結(jié)構(gòu)工程師只有加強(qiáng)結(jié)構(gòu)概念的培養(yǎng)，才能比較客觀、真實(shí)地理解結(jié)構(gòu)的工作性能。

2.4概念設(shè)計(jì)在初步設(shè)計(jì)中的重要性

概念設(shè)計(jì)之所以重要，還在于在方案設(shè)計(jì)階段，初步設(shè)計(jì)過程是不能借助于計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。這就需要結(jié)構(gòu)工程師綜合運(yùn)用其掌握的結(jié)構(gòu)概念，選擇效果最好、造價(jià)最低的結(jié)構(gòu)方案，為此，需要工程師不斷地豐富自己的結(jié)構(gòu)概念，深入、深刻了解各類結(jié)構(gòu)的性能，并能有意識(shí)地、靈活地運(yùn)用它們。概念設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)人員中提得比較多，但往往被人們片面地理解，認(rèn)為其主要是用于一些大的原則，如確定結(jié)構(gòu)方案、結(jié)構(gòu)布置等。其實(shí)在設(shè)計(jì)中任何地方都離不開科學(xué)的概念作指導(dǎo)。計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了快速、準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)計(jì)算工具，但不可迷信電腦，應(yīng)做電腦的主人。而人的設(shè)計(jì)，就是概念設(shè)計(jì)。有很多設(shè)計(jì)存在諸多缺陷，主要原因就是在總體方案和構(gòu)造措施上未采用正確的構(gòu)思，即未進(jìn)行概念設(shè)計(jì)所致。

3 抗震概念設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容

3.1建筑設(shè)計(jì)應(yīng)重視建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性。

建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性對(duì)抗震能力重要影響的認(rèn)識(shí)始自若干現(xiàn)代建筑在地震中的表現(xiàn)。最為典型的例子是1972年2月23日南美洲的馬那瓜地震。馬那瓜有相距不遠(yuǎn)的兩幢高層建筑，一幢為十五層高的中央銀行大廈，另一幢為18層高的美洲銀行大廈。當(dāng)?shù)氐卣鹆叶裙烙?jì)為8度。一幢破壞嚴(yán)重，震后拆除；另一幢輕微損壞，稍加修理便恢復(fù)使用。研究發(fā)現(xiàn)破壞較輕的建筑平、立、剖均較規(guī)則、對(duì)稱；結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度、材料強(qiáng)度和質(zhì)量的分布也較均勻、連續(xù)，而另一棟建筑則恰恰相反，導(dǎo)致產(chǎn)生嚴(yán)重扭轉(zhuǎn)、抗剪不足等而破壞嚴(yán)重。

3.2合理選擇建筑的結(jié)構(gòu)體系。

抗震結(jié)構(gòu)體系是抗震設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的關(guān)鍵問題，結(jié)構(gòu)方案的選取是否合理，對(duì)安全性和經(jīng)濟(jì)性起決定性作用。

3.2.1結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具有明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖和合理的地震作用傳遞途徑。要求結(jié)構(gòu)體系受力明確、傳力合理、傳力路線不間斷、抗震分析與實(shí)際表現(xiàn)相符合。

3.2.2應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承載能力。抗震設(shè)計(jì)的一個(gè)重要原則是結(jié)構(gòu)應(yīng)有必要的贅余度和內(nèi)力重分配的功能。諸多震后實(shí)例均印證了它的重要性，設(shè)計(jì)時(shí)要引起足夠重視。

3.2.3結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具備必要的承載能力，良好的變形能力和消耗地震能量的能力。足夠的承載力和變形能力是需要同時(shí)滿足的。有較高的承載能力而缺少較大變形能力，如不加約束的砌體結(jié)構(gòu)，很容易引起脆性破壞而倒塌。必要的承載能力和良好的變形能力的結(jié)合便是結(jié)構(gòu)在地震作用下具有的耗能能力。

3.3提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性。

結(jié)構(gòu)的變形能力取決于組成結(jié)構(gòu)的構(gòu)件及其連接的延性水平。規(guī)范對(duì)各類結(jié)構(gòu)采取的抗震措施，基本上是提高各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性水平。這些抗震措施如：采用水平向（圈梁）和豎向（構(gòu)造柱、芯柱）混凝土構(gòu)件，加強(qiáng)對(duì)砌體結(jié)構(gòu)的約束，或采用配筋砌體；使砌體在發(fā)生裂縫后不致坍塌和散落，地震時(shí)不致喪失對(duì)重力荷載的承載能力；避免混凝土結(jié)構(gòu)的脆性破壞（包括混凝土壓碎、構(gòu)件剪切破壞、鋼筋同混凝土粘結(jié)破壞）先于鋼筋的屈服；避免鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的整體和局部失穩(wěn)，保證節(jié)點(diǎn)焊接部位（焊縫和母材）在地震時(shí)不致開裂等等。

3.4抗震設(shè)計(jì)要注重非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)。

非結(jié)構(gòu)構(gòu)件包括建筑非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和建筑附屬機(jī)電設(shè)備，自身及其與結(jié)構(gòu)主體的連接，應(yīng)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。結(jié)合相關(guān)震后資料，啟示如下：（1）附著于樓、屋面結(jié)構(gòu)上的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，應(yīng)與主體結(jié)構(gòu)有可靠的連接或錨固，避免地震時(shí)倒塌傷人或砸壞重要設(shè)備；（2）圍護(hù)墻和隔墻應(yīng)考慮對(duì)結(jié)構(gòu)抗震的不利影響，避免不合理設(shè)置而導(dǎo)致主體結(jié)構(gòu)的破壞；（3）幕墻、裝飾貼面與主體結(jié)構(gòu)應(yīng)有可靠連接，避免地震時(shí)脫落傷人；（4）安裝在建筑上的附屬機(jī)械、電氣設(shè)備系統(tǒng)的支座和連接應(yīng)符合地震時(shí)使用功能的要求，且不應(yīng)導(dǎo)致相關(guān)部件損壞。

4 結(jié)語

汶川大地震后，國家對(duì)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》重新進(jìn)行了修定，并于2010年12月1日正式實(shí)施。不難看出新的規(guī)范對(duì)于抗震概念設(shè)計(jì)提出了更高的要求。概念設(shè)計(jì)是解決計(jì)算近似性的有效途徑，因此必須加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員對(duì)抗震概念設(shè)計(jì)重要性的認(rèn)識(shí)，使之成為廣大設(shè)計(jì)人員在工程設(shè)計(jì)中自覺遵守的原則。只有時(shí)刻把握這個(gè)原則才能更加科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臑榻ㄖ拐鸢押藐P(guān)，才能從根本上提高建筑抗震性能。

參考文獻(xiàn)：

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