地震载荷

地震载荷

只有重要的设备要求地震情况下不得损坏时,才考虑地震载荷的校核。例如压力容器或塔式容器,地震造成损失大或有有害物质逸出,必须对高于10m以上且高度与直径比大于5的,在地震烈度为7或以上地区时进行校核

对于受地震破坏影响的机械设备钢机架,如其上无重型集中载荷(如塔楼),基础又不在Ⅲ、Ⅳ类土场地(饱和松砂、淤泥和淤泥质土、充填土、杂填土等),在地震烈度小于或等于8时,不必校验地震破坏

以下为圆形塔器的地震载荷计算示例

自振周期:

对等厚等直径的塔器

19-040-02-1

对不等厚等直径的塔器

19-040-02-2

式中 E——弹性模量,MPa;

mo——塔的操作质量,kg;

mi——不等厚等直径塔器的第i段的操作质量,kg;

Di——塔壳内径,mm;

δc——塔壳有效厚度,mm;

Ii——第i段截面惯性矩,mm4;

H——圆形设备总高度,mm;

Hi——设备顶至第i段截面的距离,mm,见图2;

hi——设备第i段集中质量距地面的高度,mm。对某一段,直径和厚度不变时,可处理为集中质量作用于该段中部

水平地震力的计算如下:

在任意高度hk处的集中质量mk引起的水平地震力Fk按下式计算:

19-040-02-3

式中 mk——距地面高度hk处的集中质量(见图2a),kg;

g——重力加速度,g=9.8m/s2;

Cz——考虑结构的综合影响系数,对圆形设备取0.5;

ηk——振型参与系数,按式(1)计算;

19-041-1                式(1)

α1——对应于设备基本自振周期T1的地震影响系数α值,查图1,曲线部分按式(2)计算,但不得小于0.2αmax,

19-040-02-4                式(2)

Tg——各类土的特征周期,见表1;

αmax——地震影响系数α1的最大值,见表2

19d2d3

图1

表1                   场地土的特征周期Tg                 s

场地土

近  震

远  震

场地土

近  震

远  震

Ⅰ

0.2

0.25

Ⅲ

0.4

0.55

Ⅱ

0.3

0.40

Ⅳ

0.65

0.85

表2                   地震影响系数α的最大值

设计烈度

7

8

9

αmax

0.23

0.45

0.90

计算地震载荷和风载荷的参数见图2及图3

19d2d4

图2

19d2d5

l1,l2,…—分段高度;P1,P2,…—各段的水平风力

图3

塔底截面处的垂直地震力

19-041-2

式中 αvmax——垂直地震影响系数最大值,取αvmax=0.65αmax;

meq——塔器底截面的当量质量,取meq=0.75mo,kg

对于其他形状设备,计算方法类似,可参阅GB 50135—2006《高耸结构设计规范》及GB 50011—2001《建筑抗震设计规范》。其自振周期的计算还可参阅GB 50009—2001《建筑结构载荷规范》的附录,或GY 5001—2004《钢塔桅结构设计规范》,或按一般工程力学的方法进行计算

场地土详细分类方法可参看JB 4710—2004《钢制塔式容器》的附录