GB/T 50761-2018 石油化工钢制设备抗震设计标准

专用

人人文库

中华人民共和国国家标准

石油化工钢制设备抗震设计标准

Standardforseismicdesignofpetrochemical

steelequipments

GB/T50761-2018

主编部门中国石油化工集团公司

:

批准部门中华人民共和国住房和城乡专用建设部

:

施行日期年月日

:201891

人人文库

中国计划出版社

2018北京

中华人民共和国国家标准

石油化工钢制设备抗震设计标专用准

GB/T50761-2018

☆

中国计划出版社出版发行

网址

:

地址北京市西城区木樨地北里甲号国宏大厦座层

:11C3

邮政编码电话发行部

:100038:(010)63906433()

三河富华印刷包装有限公司印刷

印张千字

850mm×1168mm1/324.25106

年月第版年月第次印刷

201881201881

☆

统一书号

人人文库:155182·0310

定价元

:26.00

版权所有侵权必究

侵权举报电话

:(010)63906404

如有印装质量问题请寄本社出版部调换

,

中华人民共和国住房和城乡建设部公告

第1811号

住房城乡建设部关于发布国家标准

石油化工钢制设备抗震设计标准的公告

《》

现批准石油化工钢制设备抗震设计标准为国家标准编号

《》专用,

为自年月日起实施原国家标准

GB/T50761—2018,201891。

石油化工钢制设备抗震设计规范同时废止

《》GB50761—2012。

本标准在住房城乡建设部门户网站

()

公开并由住房城乡建设部标准定额研究所组织中国计划出版社

,

出版发行

。

中华人民共和国住房和城乡建设部

2018年1月16日

人人文库

前言

本标准是根据住房城乡建设部关于印发年工程建设

《<2015

标准规范制订修订计划的通知建标号的要求由

、>》(〔2014〕189),

中国石化工程建设有限公司会同有关单位共同对石油化工钢制

《

设备抗震设计规范进行修订而成

》GB50761—2012。

本标准在修订过程中编制组采纳了近年来完成的专题研究

,

的成果调查总结了国内外大地震的经验教训并在全国范围内广

,,

泛征求了有关勘察设计和施工单位的意见经反复讨论修改和

、,、

试设计最后经审查定稿

,。专用

本标准共分章和个附录主要内容包括总则术语和符

114,:、

号基本规定地震作用和抗震验算卧式设备支腿式直立设备

、、、、、

支耳式直立设备裙座式直立设备球形储罐立式圆筒形储罐和

、、、

加热炉等

。

本次修订的主要内容是

:

调整了抗震设计反应谱在直线下降段的斜率

1.。

完善了设备抗震重要度的分类

2.。

简化了地震作用调整系数

3.。

对安装在构架上设备的水平地震作用的计算方法进行了

4.

补充完善

。

根人人文库据完成的研究课题对立式圆筒形储罐和支腿式直立设

5.,

备的阻尼比进行调整

。

根据本标准征求意见稿的反馈意见和建议对相关条文和

6.,

文字进行修改等

。

本标准由住房城乡建设部负责管理由中国石油化工集团公

,

司负责日常管理由中国石化工程建设有限公司负责具体技术内

,

·1·

容的解释本标准在执行过程中如有意见和建议请寄送至中国

。,

石化工程建设有限公司国家标准石油化工钢制设备抗震设计标

《

准管理组地址北京市朝阳区安慧北里安园号邮政编码

》(:21,:

以便今后修订时参考

100101),。

本标准主编单位参编单位主要起草人和主要审查人

、、:

主编单位:中国石化工程建设有限公司

参编单位:全国锅炉压力容器标准化技术委员会

中国地震灾害防御中心

中石化洛阳工程有限公司

主要起草人:冯清晓寿比南孙恒志杨国义元少昀

武铜柱杨良瑾孙毅厉亚宁赵凤新

胡庆均陈奎显许超洋倪正理张郁山

主要审查人:王亚勇邱正华葛学礼李小军刘晶波

专用

赵勇黄左坚张迎恺李立昌刘福录

杨铁荣李艳明李绍明段新群周蓉

付春辉曹宝刚李涛

人人文库

·2·

目次

总则…………………

1(1)

术语和符号………………

2(2)

术语……………………

2.1(2)

符号……………………

2.2(3)

基本规定…………………

3(6)

设备抗震重要度分类……

3.1(6)

地震影响………………

3.2(6)

设备体系设计……………

3.3(7)

地震作用和抗震验算……

4专用(9)

一般规定………………

4.1(9)

地面设备设计反应谱……

4.2(10)

地面设备水平地震作用…………………

4.3(12)

构架上设备水平地震作用………………

4.4(14)

竖向地震作用……………

4.5(15)

载荷组合………………

4.6(16)

抗震验算………………

4.7(16)

卧式设备…………………

5(19)

一般规定………………

5.1(19)

地震作用和抗震验算……

5.2人人文库(19)

抗震构造措施……………

5.3(20)

支腿式直立设备…………

6(21)

一般规定………………

6.1(21)

自振周期………………

6.2(21)

地震作用和抗震验算……

6.3(23)

抗震构造措施……………

6.4(23)

·1·

支耳式直立设备…………

7(24)

一般规定………………

7.1(24)

自振周期………………

7.2(24)

地震作用和抗震验算……

7.3(25)

抗震构造措施……………

7.4(25)

裙座式直立设备…………

8(26)

一般规定………………

8.1(26)

自振周期………………

8.2(26)

地震作用和抗震验算……

8.3(28)

抗震构造措施……………

8.4(29)

球形储罐…………………

9(30)

一般规定………………

9.1(30)

自振周期………………

9.2专用(30)

地震作用和抗震验算……

9.3(33)

抗震构造措施……………

9.4(34)

立式圆筒形储罐…………

10(35)

一般规定………………

10.1(35)

自振周期………………

10.2(35)

水平地震作用及效应……

10.3(36)

罐壁竖向稳定许用临界应力……………

10.4(37)

罐壁的抗震验算………

10.5(37)

液面晃动波高…………

10.6(40)

抗震构造措施…………

10.7(40)

加热炉人人文库……………………

11(41)

一般规定………………

11.1(41)

自振周期………………

11.2(41)

地震作用和抗震验算……

11.3(47)

抗震构造措施…………

11.4(48)

附录构架上设备的地震作用……………

A(52)

·2·

附录支腿式直立设备抗震验算…………

B(55)

附录支耳式直立设备抗震验算…………

C(60)

附录柔度矩阵元素………

D(63)

本标准用词说明………………

(66)

引用标准名录…………………

(67)

附条文说明…………………

:(69)

专用

人人文库

·3·

Contents

………

1Generalprovisions(1)

………

2Termsandsymbols(2)

…………………

2.1Terms(2)

………………

2.2Symbols(3)

………

3Basicrequirements(6)

………

3.1Classificationofimportancefactors(6)

………

3.2Seismicinfluences(6)

………………

3.3Euimentsstemdesin专用(7)

qpyg

……

4Seismicactionandseismicchecking(9)

……

4.1Generalrequirements(9)

4.2Seismicdesignresponsespectralofabove-ground

………………

equipment(10)

……

4.3Horizontalseismicactionofabove-groundequipment(12)

……

4.4Horizontalseismicactionofon-frameworkequipment(14)

…………………

4.5Verticalseismicaction(15)

……

4.6Combinationsofloads(16)

………

4.7Seismicchecking(16)

………

5Horizontalvessels(19)

人人文库……

5.1Generalrequirements(19)

………

5.2Seismicactionandseismicchecking(19)

…………………

5.3Detailsofseismicdesign(20)

……

6Verticalvesselssupportedbylegs(21)

……

6.1Generalrequirements(21)

…………………

6.2Naturalvibrationperiod(21)

·4·

………

6.3Seismicactionandseismicchecking(23)

…………………

6.4Detailsofseismicdesign(23)

……

7Verticalvesselssupportedbylugs(24)

……

7.1Generalrequirements(24)

…………………

7.2Naturalvibrationperiod(24)

………

7.3Seismicactionandseismicchecking(25)

…………………

7.4Detailsofseismicdesign(25)

……

8Verticalvesselssupportedbyskirt(26)

……

8.1Generalrequirements(26)

…………………

8.2Naturalvibrationperiod(26)

………

8.3Seismicactionandseismicchecking(28)

…………………

8.4Detailsofseismicdesign(29)

………

专用(30)

9Sphericaltankssupportedbylegs

……

9.1Generalrequirements(30)

…………………

9.2Naturalvibrationperiod(30)

………

9.3Seismicactionandseismicchecking(33)

…………………

9.4Detailsofseismicdesign(34)

……

10Verticalcylindricalstoragetanks(35)

…………………

10.1Generalrequirements(35)

………………

10.2Naturalvibrationperiod(35)

……………

10.3Horizontalseismicactionandseismiceffect(36)

10.4Allowablecompressionlongitudinalstresses

……………

oftankshell(37)

人人文库…………

10.5Seismiccheckingoftankshell(37)

…………………

10.6Liquidsloshingheight(40)

………………

10.7Detailsofseismicdesign(40)

…………

11Tubularheater(41)

…………………

11.1Generalrequirements(41)

………………

11.2Naturalvibrationperiod(41)

·5·

……

11.3Seismicactionandseismicchecking(47)

………………

11.4Detailsofseismicdesign(48)

AppendixAHorizontalseismicactionof

……

on-frameworkequipment(52)

AppendixBSeismiccheckingofvertical

……

vesselssupportedbylegs(55)

AppendixCSeismiccheckingofvertical

…

vesselssupportedbylugs(60)

……

AppendixDCalculationofflexiblematrixelement(63)

…

Explanationofwordinginthisstandard(66)

……

Listofquotedstandards(67)

………

Addition:Explanationofprovisions专用(69)

人人文库

·6·

1总则

1.0.1为贯彻执行国家有关防震减灾的法律法规实行预防为主

,

的方针使石油化工设备经抗震设防后减轻地震破坏减少经济损

,,

失制定本标准

,。

1.0.2本标准适用于设计基本地震加速度不大于g或抗震

0.40,

设防烈度度及以下地区的石油化工卧式设备支腿式直立设备

9、、

支耳式直立设备裙座式直立设备球形储罐立式圆筒形储罐和

、、、

加热炉等钢制设备的抗震设计

。

1.0.3按本标准进行抗震设计的石油化工设备当遭受相当于本

专用,

地区抗震设防烈度的设防地震影响时设备本体支撑构件和锚固

,、

结构不应损坏

。

1.0.4设计地震动参数或抗震设防烈度应按现行国家标准中国

《

地震动参数区划图的有关规定确定对完成地震安全

》GB18306;

性评价的工程场地应按批准的设计地震动参数或抗震设防烈度

,

进行抗震设防

。

1.0.5石油化工钢制设备的抗震设计除应符合本标准外尚应

,,

符合国家现行有关标准的规定

。

人人文库

·1·

2术语和符号

2.1术语

2.1.1抗震设计

seismicdesign

对需要抗震设防的设备进行的一种专业设计包括抗震计算

,

和抗震措施

。

2.1.2抗震设防烈度

seismicfortificationintensity

按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震

烈度

。

2.1.3地震作用

seismicaction专用

由地震动引起的设备动态作用包括水平地震作用和竖向地

,

震作用

。

2.1.4地震作用效应

seismiceffect

在地震作用下设备产生的内力或变形

。

2.1.5设计地震动参数

designparametersofgroundmotion

抗震设计用的地震加速度时程曲线加速度反应谱和峰值加

、

速度

。

2.1.6设计基本地震加速度

designbasicaccelerationof

groundmotion

年设计基准期超越概率的地震加速度的设计取值

50人人文库,10%。

2.1.7特征周期

characteristicperiodofgroundmotion

抗震设计用的地震影响系数曲线中反映地震震级震中距和

,、

场地类别等因素的下降段起始点对应的周期值

。

2.1.8地震影响系数

seismicinfluencecoefficient

单质点弹性体系在地震作用下的最大加速度反应与重力加速

度比值的统计平均值

。

·2·

2.1.9抗震措施

seismicfortificationmeasures

除地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容包括抗震

,

设计的基本要求抗震构造措施等

、。

2.1.10抗震构造措施

detailsofseismicdesign

根据抗震概念设计原则一般不需计算而对结构和非结构各

,

部分必须采取的各种细部要求

。

2.1.11设备本体

body

设备壳体或加热炉框架结构

。

2.1.12许用应力设计法

allowablestressdesign

按元件在设计载荷作用下截面中计算应力不超过材料许用应

力为原则的设计方法

。

2.1.13极限状态设计法

limitsstatedesign

按结构或构件达到某种预定功能要求的极专用限状态为原则的工

程结构设计方法

。

2.2符号

2.2.1作用和作用效应

:

F设备总水平地震作用设计值

h———;

F设备底部总竖向地震作用设计值

v———;

Fi作用于质点i的水平地震作用设计值

h———;

Fji第j振型i质点的水平地震作用设计值

h———;

Fi设备质点i的竖向地震作用设计值

v———;

F构架上设备的水平地震作用设计值

hk———人人文库;

m设备的等效总质量

eq———;

mimj分别为集中于质点i的质量

、———、j;

m设备的竖向等效质量

eqv———;

mi集中于质点i的质量

———;

mj集中于质点的质量

———j;

Sj由振型水平地震作用产生的效应

———j;

·3·

S水平地震作用效应

h———;

Xji第振型i质点的水平相对位移

———j。

2.2.2材料性能和抗力

:

Et设计温度下材料的弹性模量

———;

R材料屈服强度

el———;

σ载荷组合作用下的应力值

———;

σ材料的抗震许用应力

[]———;

σt设计温度下材料的许用应力

[]———;

σ材料的抗震许用拉应力

[]b———;

σ材料的抗震许用压应力

[]bc———;

τ载荷组合作用下的剪应力值

———;

τ材料的抗震许用剪应力

[]———;

τ材料的抗震许用剪应力

[]b———。专用

2.2.3计算系数

:

α对应于设备或结构基本自振周期的水平地震影响系数

1———;

αj对应于设备第振型自振周期的水平地震影响系数

———j;

α水平地震影响系数最大值

max———;

α竖向地震影响系数最大值

vmax———;

ϕ焊接接头系数

———;

K抗震许用应力调整系数

L———;

K构架上设备的地震作用放大系数

m———;

设备的阻尼比

ζ———;

设备抗震重要度系数

η———人人文库;

R设备地震作用调整系数

E———;

η直线下降段的下降斜率调整系数

1———;

η阻尼调整系数

2———;

γ曲线下降段的衰减指数

———;

γj第振型的振型参与系数

———j;

δ弯曲变形影响指数

———;

·4·

λ等效质量系数

m———;

k计算系数

———。

2.2.4其他

:

hihj分别为质点i的计算高度

、———、j;

TT设备或结构的基本自振周期

、1———;

T特征周期

g———;

n质点数

———;

λ长细比

———;

λ临界长细比

c———;

l计算长度

k———;

~

i惯性半径

———;

δ截面有效厚度

e———。专用

人人文库

·5·

3基本规定

3.1设备抗震重要度分类

3.1.1抗震设计时设备抗震重要度应按设备用途和地震破坏后

,

的危害程度分为以下四类

:

1第一类除第二三四类以外的设备

,、、。

2第二类包括特种设备安全技术规范固定式压力容器安

,《

全技术监察规程中的第类压力容器按现行行业标准

》TSG21Ⅱ,

立式圆筒形钢制焊接储罐安全技术规范划分为第

《》AQ3053Ⅱ

类的储罐以及加热炉和高度为的直专用立设备

,20m~80m。

3第三类包括特种设备安全技术规范固定式压力容器安

,《

全技术监察规程中的第类压力容器按现行行业标准

》TSG21Ⅲ,

立式圆筒形钢制焊接储罐安全技术规范划分为第

《》AQ3053Ⅲ

类的储罐和高度大于的裙座式直立设备

80m。

4第四类消防用途的设备

,。

3.1.2抗震计算时设备抗震重要度系数应根据设备抗震重要度

,

类别按表选用

3.1.2。

表3.1.2重要度系数

设备抗震重要度类别第一类第二类第三类第四类

重要度系数η

人人文库0.901.001.101.20

3.2地震影响

3.2.1设备所在地区遭受的地震影响除加热炉外应采用相应

,,

于抗震设防烈度的设计基本地震加速度和特征周期表征

。

3.2.2设计基本地震加速度与抗震设防烈度的对应关系见

·6·

表

3.2.2。

表3.2.2设计基本地震加速度与抗震设防烈度的对应关系

设计基本地震加速度gggggg

0.050.100.150.200.300.40

抗震设防烈度

6789

注g为重力加速度

:。

3.2.3地震影响的特征周期应根据设备所在地的设计地震分组

和场地类别确定设计地震共分为三组其特征周期应按表

。,

采用

3.2.3。

表3.2.3特征周期(s)

场地类别

设计地震分组

Ⅰ0Ⅰ1ⅡⅢⅣ

第一组

0.200.250.35专用0.450.65

第二组

0.250.300.400.550.75

第三组

0.300.350.450.650.90

3.2.4我国主要城镇中心地区的抗震设防烈度设计基本地震加

、

速度值和设计地震分组可按现行国家标准建筑抗震设计规范

,《》

的有关规定执行

GB50011。

3.3设备体系设计

3.3.1设备体系应满足下列要求

:

1在满足工艺要求的前提下设备宜露天布置

,;

2应具有合理的地震作用传递途径

人人文库;

3应避免因设备零部件或附属构件失效而导致整个设备失

效或抗震能力丧失

;

4对附着在设备本体上的附属设备的薄弱部位应采取提高

,

抗震能力的措施

;

5设备的刚度质量变化宜平缓其内件和整个设备的质量

、,

中心宜低位布置

;

·7·

6高径比大于或高度大于的裙座式直立设备宜采

1010m,

用带螺栓座的结构形式

;

7与设备连接的外部管线在地震过程中应能适应管线与设

,

备连接点的位移

。

3.3.2附属构件材料应符合下列规定

:

1材料的屈服强度与抗拉强度的比值不应大于

0.85;

2支承构件的材料其延伸率不应小于

,15%;

3需要焊接的材料应具有良好的焊接性和满足设计要求的

,

冲击韧性

;

4在低温条件下应计入低温导致材料冲击韧性降低的

,

影响

。

专用

人人文库

·8·

4地震作用和抗震验算

4.1一般规定

4.1.1设备的地震作用和抗震验算应符合下列规定

:

1应计算水平方向的地震作用并进行抗震验算

;

2设计基本地震加速度为gg或抗震设防烈度

0.20~0.40,

为度度时对直径大于且两支座间距大于的卧式设

8、9,4m,20m

备以及高度大于的直立设备和加热炉落地烟囱应计算竖

,20m,

向地震作用并进行抗震验算

;

3安装在构架上的设备应计入设备所在构架的地震放大

,专用

作用

。

4.1.2当设计基本地震加速度等于g或抗震设防烈度为

0.05,6

度时对第一类和第二类设备可不进行设备的地震作用计算但应

,,

满足抗震措施要求

。

4.1.3设备的地震作用计算宜采用下列方法

,:

1下列设备可采用底部剪力法

:

1高度小于或等于的直立设备

)10m;

2高径比小于且质量和刚度沿高度分布比较均匀的直

)5,

立设备

;

3可简化为单质点体系的设备

)人人文库。

2除本条第款外的设备宜采用振型分解反应谱法

1,。

3当设计基本地震加速度大于或等于g时高度大于

0.30,

且高径比大于的直立设备和43以上的立式圆

120m,2515×10m

筒形储罐宜采用时程分析法进行补充计算

,。

4.1.4采用时程分析法时应按设备所在场地类别和设计地震分

,

组选用不少于两组的实际强震加速度记录和一组人工模拟的地震

·9·

加速度时程曲线平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法

,

所采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符加速度时程的最

,

大值可按表采用

4.1.4。

表4.1.4时程分析所用地震加速度时程的最大值(cm/s2)

设计基本地震加速度

地震影响

gggggg

0.050.100.150.200.300.40

多遇地震

18355570110140

设防地震

50100150200300400

罕遇地震

125220310400510620

采用时程分析法时每条时程曲线计算所得设备底部剪力不

,

应小于振型分解反应谱法计算结果的多条时程曲线计算所

65%,

得的底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法计算结果

的专用

80%。

4.2地面设备设计反应谱

4.2.1设备的地震影响系数应根据设计基本地震加速度场地类

、

别设计地震分组设备自振周期和阻尼比确定其水平地震影响

、、。

系数最大值应按表选用特征周期应根据场地类别和设计

4.2.1,

地震分组按本标准表选用

3.2.3。

表4.2.1水平地震影响系数最大值

设计基本地震加速度

地震影响

gggggg

0.050.100.150.200.300.40

多遇地震人人文库

0.040.080.120.160.240.32

设防地震

0.120.230.340.450.680.90

罕遇地震

0.280.500.720.901.201.40

4.2.2设备的地震影响系数曲线图的阻尼调整系数和

(4.2.2)

形状参数应符合下列规定

,:

1地震影响系数曲线的形状分以下几部分

:

·10·

1直线上升段自振周期小于的区段

),0.1s;

2水平段自振周期自至特征周期区段

),0.1s;

3曲线下降段自振周期自特征周期至倍特征周期区段

),5;

4直线下降段自振周期自倍特征周期至区段

),515s。

专用

图地震影响系数曲线

4.2.2

α水平地震影响系数α水平地震影响系数最大值

—;max—;

η直线下降段的下降斜率调整系数γ曲线下降段的衰减指数

1—;—;

T特征周期η阻尼调整系数T设备自振周期

g—;2—;—

2曲线下降段的衰减指数应按下式确定

:

-

γ=+0.05ζ-

0.9+(4.2.21)

0.36ζ

式中γ曲线下降段的衰减指数

:———;

设备的阻尼比

ζ———。

3直线下降段的下降斜率调整系数应按下式确定

:

人人文库γ

η-

η=20.20.03-

1(4.2.22)

14

式中η直线下降段的下降斜率调整系数小于时取

:1———,00。

4阻尼调整系数应按下式确定

:

-

η=+0.05ζ-

21+(4.2.23)

0.081.6ζ

·11·

式中η阻尼调整系数小于时取

:2———,0.550.55。

5当水平地震影响系数的计算值小于ηα时取

0.052max

ηα

0.052max。

4.3地面设备水平地震作用

4.3.1当采用底部剪力法时设备总水平地震作用设计值图

,(

应按下列公式计算

4.3.1):

专用

图设备总水平地震作用计算

人人文库4.3.1

F=ηRαmg-

hE1eq(4.3.11)

n

m=λmi-

eqm

i=(4.3.12)

∑1

δ

mihi

Fi=F-

hnh(4.3.13)

δ

mjhj

j=

∑1

·12·

式中F设备总水平地震作用设计值

:h———(N);

η设备抗震重要度系数按本标准表选用

———,3.1.2;

R设备地震作用调整系数按本标准表选用

E———,4.3.1-1;

α相应于设备基本自振周期的水平地震影响系数按

1———,

本标准第节的规定确定

4.2;

m设备的等效总质量

eq———(kg);

λ等效质量系数单质点取多质点体系取

m———,1,0.85;

mimj分别为集中于质点ij的质量

、———、(kg);

Fi作用于质点i的水平地震作用设计值

h———(N);

hihj分别为质点ij的计算高度

、———、(mm);

δ弯曲变形影响指数按表选用

———,4.3.1-2;

n质点数

———。

表4.3.1-1水平地震作用调整系数

专用

设备类型R

E

卧式设备

0.45

支腿式直立设备

0.45

支耳式直立设备

0.45

裙座式直立设备

0.45

球形储罐

0.45

立式圆筒形储罐

0.40

表4.3.1-2弯曲变形影响指数

设备基本自振周期T

1(s)<0.50.5~2.5>2.5

δT

人人文库1

1.00.75+0.52

4.3.2采用振型分解反应谱法时设备的地震作用设计值和作用

,

效应的计算应符合下列规定

:

1设备j振型i质点的水平地震作用设计值应按下列公式

,

确定

:

Fji=ηRαjγjXjimig-

hE(4.3.21)

·13·

n

Xjimi

i=

1

γj=∑n-

(4.3.22)

Xj2imi

j=

∑1

式中Fji第j振型i质点的水平地震作用设计值

:h———(N);

αj相应于设备第振型自振周期的水平地震影响系

———j

数按本标准第节的规定确定

,4.2;

γj第振型的振型参与系数

———j;

Xji第振型i质点的水平相对位移

———j。

2水平地震作用效应应按下式确定

:

SSj2

h=∑(4.3.2-3)

式中S水平地震作用效应

:h———;

由振型水平地震作用产生的效应取前阶阶振

Sjj专用

———,2~3

型当基本自振周期大于时振型数不少于阶

,1.5s,3。

4.4构架上设备水平地震作用

4.4.1构架与设备的质量比大于或等于时设备的水平地震作

2,

用宜按本节规定计算

。

4.4.2安装在构架上设备的水平地震作用设计值可按下式计算

:

F=KηRαmg

hkmE1eq(4.4.2)

式中F构架上设备的水平地震作用设计值

:hk———(N);

K构架上设备的地震作用放大系数按表选用

m———,4.4.2。

表4.4.2构架上设备的地震作用放大系数

人人文库

构架层数第一层第二层第三层第四层第五层及以上

放大系数

1.21.41.61.82.0

注每层构架高度可按确定

:4m~5m。

4.4.3当已知构架结构参数时安装在构架上设备的水平地震作

,

用设计值可按本标准附录的规定计算

A。

·14·

4.5竖向地震作用

4.5.1直立式设备的竖向地震作用设计值图应按下列

(4.5.1),

规定计算

:

专用

图设备竖向地震作用计算

4.5.1

1设备底部总竖向地震作用设计值应按下式计算

:

F=ηRαmg-

vEvmaxeqv(4.5.11)

式中F设备底部总竖向地震作用设计值

:v———(N)。

α竖向地震影响系数最大值取水平地震影响系数最

vmax——人人文库—,

大值的

65%;

m设备的竖向等效质量取设备总质量的

eqv———(kg),75%。

2设备任意质点i处的竖向地震作用可按下式计算

,:

mihi

Fi=F-

vnv(4.5.12)

mjhj

j=

∑1

·15·

式中Fi设备质点i的竖向地震作用设计值

:v———(N)。

4.5.2卧式设备的竖向地震作用设计值当设计基本地震加速度

,

为gg和g时可分别取该设备总重力荷载的

0.20、0.300.40,

和

10%、15%20%。

4.6载荷组合

4.6.1采用极限状态法设计时地震作用与其他载荷作用的组合

,,

应按现行国家标准建筑抗震设计规范的有关规定执行

《》GB50011。

4.6.2采用许用应力法设计时地震作用与其他载荷作用的组

,

合应按下列原则进行组合

,:

1设备的重力载荷包括设备的自重包括内件和填料等

,(),

正常工作条件下内装物料的重力载荷以及附属设备及隔热材料

,、

衬里管道扶梯平台等的重力载荷

、、、;专用

2压力载荷包括内压外压或最大压差

,、;

3液柱静压力

;

4水平风载荷作用对直立设备和球形储罐水平风载荷组

,,

合系数取其他设备取

0.25,0;

5水平竖向地震作用设计值

、;

6雪载荷考虑组合系数高温部位以及设备承载面较

,0.5,

小时取

0;

7其他载荷包括支座底座圈支耳及其他型式支撑件的反

,、、

作用力连接管道和其他部件的作用力温度梯度或热膨胀量不同

,,

引起的作用力等

人人文库;

8活载荷包括人工具维修冲击振动等主要可移动载荷

,、、、、。

4.7抗震验算

4.7.1采用极限状态设计法时应按现行国家标准建筑抗震设

,《

计规范的有关规定进行抗震验算

》GB50011。

4.7.2采用许用应力设计法时应按下列规定进行抗震验算

,:

·16·

1设备进行抗震验算时载荷组合作用下验算部位的应力值

,

应满足下列公式的要求

:

σϕσ-

≤[](4.7.21)

ττ-

≤[](4.7.22)

式中σ载荷组合作用下的应力值

:———(MPa);

ϕ焊接接头系数受压时取

———,1.0;

σ材料的抗震许用应力

[]———(MPa);

τ载荷组合作用下的剪应力值

———(MPa);

τ材料的抗震许用剪应力

[]———(MPa)。

2设备抗震验算的许用应力应按下列规定确定

,:

1设备本体及支承构件可按下式计算

):

σ=Kσt-

[]L[](4.7.23)

式中σ材料的抗震许用应力

:[]———(MPa);专用

K抗震许用应力调整系数设备本体取支承构

L———,1.2,

件取

1.33;

σt设计温度下材料的许用应力

[]———(MPa)。

2锚栓可按下列公式计算

):

碳素钢σR

[]b=0.75eL(4.7.2-4)

低合金钢σR

[]b=0.6eL(4.7.2-5)

碳素钢低合金钢τσ

、[]b=0.8[]b(4.7.2-6)

式中σ材料的抗震许用拉应力

:[]b———(MPa);

R材料屈服强度

eL———(MPa);

τ材料的抗震许用剪应力

[]b———(MPa)。

锚人人文库固附件可按下式计算

3

):

σ=Kσt-

[]bL[](4.7.27)

式中K抗震许用应力调整系数可取

:L———,1.33;

σt设计温度下材料的许用应力

[]———(MPa)。

4锚固附件及支承构件的许用压应力可按下列规定计算

),:

当λλ时

≤c:

·17·

λ2

-

10.4λ

σ=cσt-

[]bcλ2[](4.7.28)

+

32λ

23c

当λλ时

>c:

σ=0.277σt-

[]bcλ2[](4.7.29)

λ

c

kl

k

λ=~-

i(4.7.210)

2Et

λ=π-

cσt(4.7.211)

0.6[]

式中λ长细比

:———;

λ临界长细比

c———;专用

σ材料的抗震许用压应力

[]bc———(MPa);

k计算系数按表取值

———,4.7.2;

l计算长度

k———();

~mm

i惯性半径对长方形截面取δ其中δ为

———(mm),0.289e,e

截面有效厚度

;

Et设计温度下材料的弹性模量

———(MPa)。

表4.7.2计算系数k

边界条件两端简支一端固支一端自由两端固支一端固支一端简支

、、

k

120.50.7

5支承构件与设备本体连接处焊缝的许用应力可按下列

),

公人人文库式计算

:

σ=Kσt-

[]L[](4.7.212)

τ=σ-

[]0.8[](4.7.213)

式中K抗震许用应力调整系数取

:L———,1.2;

σt设计温度下材料的许用应力取附属构件与

[]———(MPa),

本体材料许用应力的较小值

。

·18·

5卧式设备

5.1一般规定

5.1.1卧式设备的抗震设计应符合本章规定

。

5.1.2卧式设备的基本自振周期可取当多台重叠时基

0.10s;,

本自振周期可取

0.15s。

5.2地震作用和抗震验算

5.2.1卧式设备的水平地震作用计算地震影响系数可按本标准

,

第条设防地震的规定取最大值

4.2.1。

5.2.2安装在地面上的卧式设备应按本标准第节的要求分

,专用4.3

别计算其轴向横向水平地震作用安装在构架上的卧式设备可

、;,

按本标准第节的规定分别计算轴向横向水平地震作用

4.4、。

5.2.3卧式设备的阻尼比可取

0.05。

5.2.4对重叠式卧式设备在轴向和横向均可视为一个多自由度

,

体系图对安装在地面上的重叠式卧式设备的地震作用

(5.2.4),,

人人文库

图重叠式卧式设备计算

5.2.4

HHiHn分别为设备支座底板距地面或构架表面高度

1、、—;

hhihn分别为设备质心距地面或构架表面高度

1、、—;

mmimn分别为设备集中于质点in的质量

1、、—1、、

·19·

可按本标准第节计算地震影响系数可取水平地震影响系数

4.3,

的最大值对安装在构架上的重叠式卧式设备的总地震作用和各

;

质点的水平地震作用可按本标准第节计算

,4.4。

5.2.5卧式设备的本体支座地脚螺栓等应进行抗震验算并应

、、,

符合本标准第节的规定

4.7。

5.3抗震构造措施

5.3.1设备每个支座的地脚螺栓数量不应少于个螺栓直径不

2,

宜小于螺母应设有防松动措施

M16,。

5.3.2滑动支座上的地脚螺栓应具有限制设备横向位移的功能

。

5.3.3抗震设防烈度大于或等于度时支座应与设备本体进行

7,

焊接

。专用

人人文库

·20·

6支腿式直立设备

6.1一般规定

6.1.1高度H不大于含支腿高度且高径比不大于的

10m(),5

支腿式直立设备的抗震设计图应符合本章规定

(6.1.1)。

专用

图支腿式直立设备

6.1.1

6.1.2对安装在地面上直径小于高度小于含支腿高

,1.2m、3m(

度且支腿高度低于的支腿式直立设备当抗震设防烈度为

),人人文库0.5m,

度或度时可不进行抗震验算但应满足抗震构造措施要求

67,,。

6.2自振周期

6.2.1支腿式直立设备的基本自振周期可按下式计算

:

m

T=e

12πK(6.2.1)

1000

·21·

式中T设备的基本自振周期

:1———(s);

m设备的质量

e———(kg);

K支承结构的侧移刚度按本标准第

———(N/mm),6.2.2

条计算

。

6.2.2支腿式直立设备支承结构的侧移刚度应按下列公式

,

计算

:

K=1-

λ(6.2.21)

c+

KK1

12

nEAD2

K=3Zb-

1L3(6.2.22)

2

nK

K=c-

2LK(6.2.23)

+c

1GA

Z专用

EI+I

K=4(12)-

cL3(6.2.24)

h2h

λ=-+-

cLL4(6.2.25)

式中K支承结构的侧移刚度

:———(N/mm);

K支承结构的弯曲刚度

1———(N/mm);

K支承结构的剪变刚度

2———(N/mm);

K单根支腿的弯曲刚度

c———(N/mm);

λ质心高度修正系数

c———;

n支腿的数量

———;

E人人文库支腿材料的弹性模量

———(MPa);

A单根支腿的横截面面积2

Z———(mm);

D支腿中心圆直径

b———(mm);

L支腿的高度

———(mm);

G支腿材料的弹性剪变模量

———(MPa);

I单根支腿的切向水平截面惯性矩4

1———(mm);

·22·

I单根支腿的径向水平截面惯性矩4

2———(mm);

h基础顶面至设备质心的高度

———(mm)。

6.3地震作用和抗震验算

6.3.1支腿式直立设备的水平地震作用计算地震影响系数应符

,

合本标准第节设防地震的规定

4.2。

6.3.2安装在地面上的支腿式直立设备的地震作用应按本标准

,

第条计算安装在构架上的支腿式直立设备的地震作用应

4.3.1;,

按本标准第节的规定计算

4.4。

6.3.3支腿式直立设备的阻尼比可取

0.05。

6.3.4支腿式直立设备壳体支腿支腿与筒体连接焊缝地脚螺

、、、

栓等的抗震验算应符合本标准第节的规定

,4.7。

6.3.5支腿式直立设备的抗震验算方法可按本标准附录的规

专用B

定执行

。

6.4抗震构造措施

6.4.1支腿数量不应少于个设防烈度为度度设备直径

3,8、9,

大于时支腿数量不宜少于个

800mm,4。

6.4.2每个支腿均应设置地脚螺栓螺栓直径不宜小于螺

,M16,

母应设有防松动措施

。

人人文库

·23·

7支耳式直立设备

7.1一般规定

7.1.1支耳式直立设备的抗震设计图应符合本章规定

(7.1.1)。

专用

图支耳式直立设备

7.1.1

7.1.2对于直径小于切线长度小于的支耳式直立设备

2m、5m,

当抗震设防烈度为度或度时可不进行抗震验算但应满足抗

67,,

震构造措施要求

。

人人文库7.2自振周期

7.2.1支耳式直立设备的基本自振周期可按下式计算

,:

-H2

T=+×60

1D()

0.560.410o7.2.1

式中T支耳式直立设备的基本自振周期

:1———(s);

H设备顶部到地面的距离

0———(mm);

·24·

D设备外直径

o———(mm)。

7.2.2当切线长度小于时T可取

3m,10.3s。

7.3地震作用和抗震验算

7.3.1支耳式直立设备的水平地震作用计算地震影响系数应符

,

合本标准第节设防地震的规定

4.2。

7.3.2支耳式直立设备的水平地震作用应按本标准第条

,4.3.1

计算

。

7.3.3支耳式直立设备的阻尼比可取

0.03。

7.3.4支耳式直立设备壳体支耳支耳与筒体连接焊缝地脚螺

、、、

栓等的抗震验算应符合本标准第节的规定

,4.7。

7.3.5支耳式直立设备的抗震验算方法可按本标准附录的规

C

定执行

。专用

7.4抗震构造措施

7.4.1支耳宜设置在设备重心高度以上

。

7.4.2支耳数量不宜少于个且应为偶数当设备直径小于

4,。

时支耳数量不应少于个

1000mm,2。

7.4.3每个支耳均应设置地脚螺栓螺母应设有防松动措施

,。

人人文库

·25·

8裙座式直立设备

8.1一般规定

8.1.1裙座式直立设备的抗震设计应符合本章规定

。

8.1.2高度大于设计基本地震加速度大于或等于g

20m,0.20

或抗震设防烈度为度度时应计入竖向地震作用的影响

8、9,。

8.2自振周期

8.2.1裙座式直立设备可简化为多质点体系计算自振周期

,。

8.2.2等直径等厚度的安装在地面基础上的专用裙座式直立设备

、,

其基本自振周期可按下式计算

:

mH-

T=H0×3

190.33EtD3δ10(8.2.2)

ie

式中T设备的基本自振周期

:1———(s);

H从基础顶面到设备顶部的高度

———(mm);

m设备的总质量

0———(kg);

Et材料的弹性模量

———(MPa);

D设备圆筒体的内直径

i———(mm);

δ设备筒体的有效厚度

e———(mm)。

8.2.3不人人文库等直径或不等厚度的落地式直立设备可将直径厚度

,、、

材料沿高度变化的设备视为一个多质点体系图其基本

(8.2.3),

自振周期可按下列公式计算

:

nnn

hi3Hi3Hi3-

T=mi-×3

1tt

114.8i=Hi=EiIii=Ei-Ii-10

∑1∑1∑211

-

(8.2.31)

·26·

圆筒段Ii=πDi+δi3δi-

:(e)e(8.2.32)

8

D2D2δi

圆锥段Ii=πieife-

:D+D(8.2.33)

4(ieif)

式中T设备的基本自振周期

:1———(s);

mi设备第i计算段的质量

———(kg);

hi第i段设备质量距基础底板顶面的高度

———(mm);

H从基础底板顶面至设备顶面的总高度

———(mm);

Hi从设备顶面至第i段底截面的距离

———(mm);

EitEit-第i段第i段壳体材料的弹性模量

、1———、-1(MPa);

IiIi-第i段第i段壳体的截面惯性矩4

、1———、-1(mm);

Di第i段圆筒体的内直径

———(mm);

δi各计算截面的圆筒或锥壳的有效厚度

e———专用(mm);

D锥壳大端内直径

ie———(mm);

D锥壳小端内直径

if———(mm)。

人人文库

图裙座式直立设备多质点体系计算

8.2.3

·27·

8.2.4安装在构架上的裙座式直立设备其自振周期可按下列规

,

定计算

:

1支承构架应视为设备的一部分每层构架可简化为一个质

,

点构架的层间刚度折算可按位移等效原理确定设备的自振周期

,,

可采用振型分解法计算

。

2高径比小于或等于且壁厚小于或等于的裙座式

5,30mm

直立设备其基本自振周期可按本标准公式近似计算

,(7.2.1)。

8.3地震作用和抗震验算

8.3.1裙座式直立设备的水平地震影响系数应符合本标准第

节的规定最大值应按本标准表设防地震取值

4.2,4.2.1。

8.3.2裙座式直立设备的水平地震作用计算应符合本标准第

节的规定

4.3。专用

8.3.3高度小于或等于或高径比小于或等于的裙座式直

10m5

立设备可采用底部剪力法进行水平地震作用计算其地震影响系

,,

数可取设防地震的水平地震影响系数的最大值

。

8.3.4高度大于且高径比大于的裙座式直立设备可采

10m5,

用振型分解法进行计算

。

8.3.5裙座式直立设备的阻尼比可按下列规定取值

:

1当设备的基本自振周期小于或等于时可取

1.5s,0.035。

2当设备的基本自振周期大于且小于或等于时

1.5s,2.0s,

可按下式计算

:

=-T

人人文库ζ0.110.051(8.3.5)

3当设备的基本自振周期大于时可取

2.0s,0.01。

8.3.6裙座式直立设备的竖向地震作用应按本标准第节的

,4.5

规定计算

。

8.3.7裙座式直立设备的壳体裙座筒体基础环地脚螺栓座

、、、、

裙座与壳体连接焊缝螺栓座与裙座筒体连接焊缝地脚螺栓等应

、、

进行抗震验算并应符合本标准第节的规定

,4.7。

·28·

8.4抗震构造措施

8.4.1设备的平台不宜与其他设备或构筑物直接连接

。

8.4.2设备外部较重的附属设备宜另设支承结构不宜由设备直

,

接支承

。

8.4.3设备的内部承重构件应与壳体牢固连接

。

8.4.4设备的高径比大于且抗震设防烈度大于度时设备

5,7,

筒体与裙座不宜采用搭接连接

。

8.4.5设备的直径大于或等于时地脚螺栓不应小于

800mm,

其数量不宜少于个螺母应设有防松动措施

M24,8,。

专用

人人文库

·29·

9球形储罐

9.1一般规定

9.1.1赤道正切或相割以支柱支撑的可调式和固定式拉杆结构

的球形储罐以下简称球罐的抗震设计应符合本章规定

()。

9.1.2球罐地震作用计算应计入储液的影响

。

9.2自振周期

9.2.1球罐在操作状态下的等效质量应按下列公式计算

:

m=m+m+m+m+专用m-

eq1250.567(9.2.11)

m=mφ-

2L(9.2.12)

式中m球罐在操作状态下的等效质量

:eq———(kg);