石油化工构筑物抗震设计规范讲座.ppt

石油化工构筑物抗震设计规范讲座
《石油化工构筑物抗震规范》(SH/T3147-2004)编制是根据国标《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)和《构筑物抗震设计规范》(GB191-1993)有关章节,结合石油化工构筑物的特殊性编制的,随着近几年来世界各地发生地震的情况,特别是汶川地震后对构筑物的破坏情况的调查,必将对现有规范作一些调整,补充。
一、构筑物分类
原规范按S43069分类,现在应按国标《石油化工建构筑物抗震设防分类标准》(GB50453-2008),这本规范划分比较详细,把原有建筑物和构筑物二本规范进行了合并、具体化,即区分不同装置内的各类建筑物、构筑物,还补充了化工生产装置,化纤生产装置,辅助生产及公用工程等设施的内容,各类建筑物可划分为甲、乙、丙、丁类,目前石油化工企业均无甲类建(构)筑物。
建筑物分类是按重要性,生产介质来划分,如主控室、压缩机厂房、轻油泵房等划为乙类,其余大多数划分为丙类,主风机厂房虽然生产中没有可燃气体,但由于其重要性,仍划为乙类,轻油泵房虽然厂房规模不大,但由于生产过程中使用可燃易爆介质,仍划分为乙类。构筑物的划分,主要根据设备重要性,生产介质和设备高度综合考虑,以炼油生产装置为例,分成9类:
:两器,三旋,加氢反应器框架、重整反应器框架、重整再生框架,焦碳塔架,其它高悬重心框架划分为乙类,其它均为丙类。
:
构架式塔基础乙类
落地式塔基础(塔高H≥80m) 乙类
(塔高H≤80m) 丙类
(H≥100m) 乙类
(H≤100m) 丙类
:
构架式乙类
大块式、墙式丙类
其它动力基础(含泵) 丙类

高压冷换设备基础乙类
一般冷换设备基础、构架式容器丙类
容器基础丙类
:
球罐基础乙类
压力储罐基础乙类
7、池类丙类
8、管墩丙类
9、其它(管沟、井、过桥、地下井类) 丁类
从上看既有合理性,亦有不合理处,例塔炉基础只要是构架式塔基础,不论塔的高度,均为乙类。
二、地震作用计算
目前抗震计算主要有三种方法,即振型分解反应谱法,底部剪力法和时程分析法。
振型分解法:适用于多位点体系,计算较精确,但工作量大,需计算结构的自振频率和振型。
底部剪力法:单层或多层等建构筑物在地震作用下仅发生基本振型振动,或者发生以基本振型为主的振动,或者侧移形态可以采用一个既定曲线图形或某一规律来代表,这些仅按唯一形态挠曲的结构,由于各部位相对位移的比值在任何时刻是相同的,不同时刻结构各点位移以同一比例放大或缩小,宛如一个刚体作单自由度运动,从而使原来的多自由度体系简化为广义单自由度运动。任何时刻,只要知道结构上某一点位移,其它各点位移就能确定。因此这类结构在地震作用下的强迫振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的确定而整个地被确定,这样减少了计算工作量。
时程分析法:由于反应谱法不能很好符合不同工程地点的实际地质环境,场地条件及地基土特征,从而引起计算地震荷载可能偏差较大,也不能很好反应场地各个土层的动力影响,且反应谱法仅是最大值的包络图,有时不能找出结构薄弱部位,当结构进入弹塑性阶段时,此法误差较大,从而引出时程分析法,在数学上亦称步步积分法,或直接动力法。
抗震计算方法的选用:
底部剪力法:高度(含支承设备的高度)不超过65mm,且质量和刚度分布比较均匀的结构,以及近似单质点体系。例如:塔基础、两器框架等,抗震规范(国标)为不超过40m,以剪切变形为主,且质量和刚度、高度分布较均匀的结构,以及近似单质点体系的结构。
振型分解反应谱法:除上述外的结构。
时程分析法:甲类构筑物或规范另有规定的构筑物,除应用底部剪力法或振型分解反应谱法外,尚应用此法进行补充计算。
三、钢筋混凝土框架设计
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:
,过去做法一般为横向刚接,纵向框架为铰接或连续梁,今后均应做成刚接,因为超静定结构有利于抗震。
,较大断面有利于抗剪和防止位移超值,相对于配筋而言,断面增加比钢筋增加起作用更大。
,尤其是二个方向均为单跨的结构,更应注意,例如两器框架,当计算一个方向的地震作用内力时,尚应考虑另一方向由于设备自重,外加偏心荷载作用下引起的内力,因此角柱存在双向弯矩,轴力和水平力,。否则可能留下隐患,不能因为计算麻烦而取消计算,还应树立这样一个概念,即许多框架投产后,未经历过地震,现在不出事,不等于将来不出事