石油化工構(gòu)筑物抗震設計規(guī)范課件

1、石油化工構(gòu)筑物抗震設計規(guī)石油化工構(gòu)筑物抗震設計規(guī)范范內(nèi)內(nèi) 容容l冷換設備和立式容器基礎l管式爐基礎l管架l排氣筒、火炬塔架l冷卻塔結(jié)構(gòu)l水池l鋼筋混凝土筒倉l煙囪l前言l與建筑抗震設計規(guī)范GB50011-2001的比較l鋼筋混凝土框排架結(jié)構(gòu)l鋼框排架結(jié)構(gòu)l塔形設備基礎l常壓立式圓筒形儲罐基礎l球形儲罐基礎2前前 言言 石油化工裝置中存在很多構(gòu)筑物，處于抗震設防地區(qū)的構(gòu)筑物都應進行抗震設計。而由于構(gòu)筑物具有很多特殊性，建筑抗震設計規(guī)范GB50011-2008不能涵蓋這些結(jié)構(gòu)，因此構(gòu)筑物抗震設計主要應執(zhí)行石油化工構(gòu)筑物抗震設計規(guī)范 SH/T 3147-2004。從目前來看，我室在設計項目中對該規(guī)范

2、的執(zhí)行情況并不好，為了更好的執(zhí)行石油化工構(gòu)筑物抗震設計規(guī)范，特開展本次宣貫。 本次宣貫重點圍繞構(gòu)筑物的特殊性進行，設計中還要按照不同的構(gòu)筑物，對照相關(guān)條文加以執(zhí)行，同時尚應執(zhí)行相關(guān)的專業(yè)規(guī)范。3 石油化工構(gòu)筑物抗震設計規(guī)范（以下簡稱“構(gòu)抗規(guī)”）在基本原則上與建筑抗震設計規(guī)范 （以下簡稱“建抗規(guī)”）是相一致的，但由于結(jié)合了構(gòu)筑物的特點，“構(gòu)抗規(guī)”在許多方面存在差異，如適用范圍、抗震等級確定等。現(xiàn)通過列表形式比較如下：一、一、與建筑抗震設計規(guī)范GB50011-2008的比較4一、一、與建筑抗震設計規(guī)范GB50011-2008的比較項目項目建抗規(guī)建抗規(guī)構(gòu)抗規(guī)構(gòu)抗規(guī)適用范圍6、7、8、9度地區(qū)建筑工程

3、6、7、8、9度地區(qū)石油化工構(gòu)筑物包括：鋼筋混凝土框排架結(jié)構(gòu)，鋼框排架結(jié)構(gòu)、設備基礎、管架、塔架、料倉、水池、煙囪等場地和地基一類場地土，甲、乙類建筑允許按本地區(qū)設防烈度采取抗震措施，丙類允許降低一度采取抗震措施一類場地土，同時基本自振周期大于0.3s的甲、乙類構(gòu)筑物允許按本地區(qū)設防烈度采取抗震措施，丙類允許降低一度采取抗震措施對不均勻沉降敏感的構(gòu)筑物及輸送易燃、易爆、劇毒介質(zhì)的大口徑管道的支承結(jié)構(gòu)應采取減少不均勻沉降措施5一、一、與建筑抗震設計規(guī)范GB50011-2008的比較項目項目建抗規(guī)建抗規(guī)構(gòu)抗規(guī)構(gòu)抗規(guī)結(jié)構(gòu)材料地腳螺栓材料、墊板厚度及埋置深度等有規(guī)定，見5.7款天然地基和基礎不進行抗震

4、驗算范圍見4.2.1款1）6度時的構(gòu)筑物2）7、8、9度時，地基承載力特征值分別大于80、100、120kPa，且高度（含所支承設備的高度）不超過25m的構(gòu)筑物3）規(guī)范規(guī)定可不進行上部結(jié)構(gòu)抗震驗算的構(gòu)筑物天然地基基礎底面零應力區(qū)高寬比大于4的高層建筑不允許出現(xiàn)，其它建筑不大于15%所有構(gòu)筑物不大于15%6一、一、與建筑抗震設計規(guī)范GB50011-2008的比較項目項目建抗規(guī)建抗規(guī)構(gòu)抗規(guī)構(gòu)抗規(guī)天然地基基礎抗滑驗算無要求8度類場地土和9度類場地土，對水平荷載較大的結(jié)構(gòu)和未設置基礎梁的柱間支撐部位的柱基應進行地震抗滑驗算部分消除液化措施見4.3.8款處理后液化指數(shù)及處理深度要求不同，具體見6.3.5

5、款液化地基需要另行考慮1）地下或半地下結(jié)構(gòu)底面或側(cè)面有液化土層時，宜考慮液化后側(cè)壓力和浮力增大的影響2）大面積液化土層下界面傾斜度超過2或有臨空面時應考慮土體流動的可能性7一、一、與建筑抗震設計規(guī)范GB50011-2008的比較項目項目建抗規(guī)建抗規(guī)構(gòu)抗規(guī)構(gòu)抗規(guī)天然地基消除軟土地基震陷按具體情況綜合考慮存在淤泥、淤泥質(zhì)土且承載力特征值8度小于100kPa、9度小于120kPa，除丁類以外的構(gòu)筑物應考慮消除地基震陷，具體見6.4.1和6.4.2款不進行樁基抗震驗算的范圍見4.4.1款要求更嚴，不但是結(jié)構(gòu)高度等限制，還有樁基及承臺周圍土層的限制，見6.5.1款液化土層樁基需按規(guī)定進行抗震驗算，見4.

6、4.3款驗算規(guī)定相同，但增加樁進入穩(wěn)定土層深度要求，見6.5.4款。此要求寬于JGJ94-2008第3.4.6款要求，應執(zhí)行JGJ94-20088一、一、與建筑抗震設計規(guī)范GB50011-2008的比較項目項目建抗規(guī)建抗規(guī)構(gòu)抗規(guī)構(gòu)抗規(guī)豎向地震作用計算范圍8、9度時的大跨度和長懸臂結(jié)構(gòu)及9度的高層建筑8、9度時的大跨度和長懸臂結(jié)構(gòu)及箱（筒）型井塔、管式爐、塔式容器和煙囪等高聳構(gòu)筑物底部剪力法適用條件高度不超過40m、以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻高度（含所支承設備）不超過65m、以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻計算地震作用時重力荷載代表值結(jié)構(gòu)和構(gòu)配件自重標準值和可變荷載

7、組合值之和結(jié)構(gòu)構(gòu)件、內(nèi)襯、防火層、所支承設備的自重標準值和可變荷載組合值之和。操作介質(zhì)重量組合值系數(shù)1.0，等效均布荷載組合值系數(shù)0.59一、一、與建筑抗震設計規(guī)范GB50011-2008的比較項目項目建抗規(guī)建抗規(guī)構(gòu)抗規(guī)構(gòu)抗規(guī)水平地震影響系數(shù)增大系數(shù)無相關(guān)規(guī)定多質(zhì)點體系采用底部剪力法時，地震影響系數(shù)應增大，見7.1.6款c）項，與結(jié)構(gòu)類型（剪切型、彎剪型、彎曲性）有關(guān)抗震驗算規(guī)定見5.1.6款1）規(guī)定不需驗算時，應符合抗震措施要求。2）驗算時進行多遇地震作用下截面驗算。3）平面尺寸較小的高聳構(gòu)筑物，應進行整體抗傾覆驗算豎向地震作用計算各樓層豎向地震作用按重力代表值與高度的積的比例分配，且宜乘以

8、增大系數(shù)1.5，見5.3.1款分配方法不同，見7.3.1款10一、一、與建筑抗震設計規(guī)范GB50011-2008的比較項目項目建抗規(guī)建抗規(guī)構(gòu)抗規(guī)構(gòu)抗規(guī)抗震變形驗算范圍1）各類結(jié)構(gòu)應進行多遇地震下彈性位移驗算2）部分結(jié)構(gòu)應進行罕遇地震下彈塑性位移驗算，見5.5.2款對進行罕遇地震下彈塑性位移驗算的結(jié)構(gòu)提出規(guī)定：1）8度、類場地和9度的框排架結(jié)構(gòu)2）9度的柱承式儲倉3）其它規(guī)定驗算結(jié)構(gòu)彈塑性位移計算方法見7.5.37.5.5款111.鋼筋混凝土框排架結(jié)構(gòu)是指：鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)或框架抗震墻結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)的組合結(jié)構(gòu)。2.鋼筋混凝土框排架結(jié)構(gòu)的抗震等級按框架部分的高度和設防烈度確定，與GB5

9、0011-2008相比除6度時高度界限為25m外，其余相同。3.抗震計算與GB50011-2008基本一致。4.有別于GB50011-2008的規(guī)定： 1）梁縱筋一排多于4根時，每隔一根宜用箍筋或拉筋固定； 2）柱截面尺寸不宜小于400（GB為300），長短邊之比不宜大于4 （GB為3）； 3）柱凈高和截面高度之比不大于3的短柱： a）除一級外，箍筋應按高一級抗震等級配置； b）應配置對角斜筋，具體見8.3.17款。二、鋼筋混凝土框排架結(jié)構(gòu)二、鋼筋混凝土框排架結(jié)構(gòu)121.承重的鋼框架、鋼排架及其組合結(jié)構(gòu)構(gòu)筑物最大高寬比，高度算至框架頂，有設備時算至設備頂。2.鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)筑物，應優(yōu)先采用框架支撐結(jié)

10、構(gòu)。3.頂層及有設備層宜設置水平支撐。當各榀框架側(cè)向剛度相差較大、豎向支撐布置又不規(guī)則時應設置水平支撐。水平支撐構(gòu)造要求同“建抗規(guī)”附錄G。三、鋼框排架結(jié)構(gòu)三、鋼框排架結(jié)構(gòu)設防烈度設防烈度6、7度度8度度9度度最大高寬比7.576.5GB6.565.5134.鋼結(jié)構(gòu)阻尼比取值、柱長細比限值、框架梁柱板材寬厚比限值等以高度界限確定，高度界限均為35m。而“建抗規(guī)”以層數(shù)界限確定，層數(shù)界限為12層。5.高度超過35m的鋼框架剛接柱腳宜采用插入式或埋入式。實腹式鋼柱插入式柱腳的埋入深度不得小于鋼柱截面高度的2倍，且同時不小于按9.3.7款計算的深度。6.采用外露式剛接柱腳時，柱腳螺栓的組合彎矩設計值

11、應乘以1.2倍。三、鋼框排架結(jié)構(gòu)三、鋼框排架結(jié)構(gòu)141.鋼筋混凝土框架式塔基礎的框架結(jié)構(gòu)抗震等級可（宜）提高一級。2.6度及7度、類場地的圓筒式、圓柱式塔基礎可不進行抗震驗算，但應滿足抗震措施要求。3.抗震設防烈度為7度時，僅考慮水平地震作用；8度、9度時應同時考慮豎向和水平地震作用。4.框架式塔基礎及總高度大于或等于65m的圓筒式或圓柱式塔基礎，宜采用振型分解反應譜法進行水平地震作用計算。5.計算地震作用時，重力荷載代表值按正常生產(chǎn)工況計算。四、塔形設備基礎四、塔形設備基礎151.場地為、類時，儲罐基礎宜采用鋼筋混凝土環(huán)墻式基礎，不宜采用外環(huán)墻式和護坡式基礎。2.不設置地腳螺栓的的非樁基儲罐

12、基礎可不進行抗震驗算，但應滿足抗震措施要求。3.儲罐結(jié)構(gòu)的基本自振周期、水平地震作用等計算見12.2條，阻尼比取0.035。五、常壓立式圓筒形儲罐基礎五、常壓立式圓筒形儲罐基礎161. 球罐基礎采用鋼筋混凝土獨立基礎時，應加連系梁。2.球罐結(jié)構(gòu)的基本自振周期計算見13.2.3款，水平地震作用可按單質(zhì)點體系計算，阻尼比取0.035。3.設防烈度為6度時可不進行地震作用計算，但應滿足抗震措施要求?？拐鹪O防類別為乙類。球罐基礎抗震驗算應按兩個方向進行：六、球形儲罐基礎六、球形儲罐基礎171.臥式冷換設備的基礎可不進行抗震驗算，但應滿足抗震措施要求。2.臥式容器的基礎，水平地震作用按下式計算： FEK

13、=max(GBK+0.5Gjk) 式中：max水平地震影響系數(shù)最大值 GBK 正常操作狀態(tài)下容器、保溫、平臺等及介質(zhì)重力標準值 Gjk 基礎底板以上構(gòu)件自重標準值七、冷換設備和臥式容器基礎七、冷換設備和臥式容器基礎181.管式爐基礎僅考慮水平地震作用?？刹捎玫撞考袅Ψǎ卣鹩绊懴禂?shù)取最大值。2.6度及7度、類場地的管式爐基礎可不進行抗震驗算，但應滿足抗震措施要求。八、管式爐基礎八、管式爐基礎191. 8度和9度時，活動管架不應采用半鉸管架，宜采用剛性管架。2.鋼筋混凝土管架的抗震等級，固定管架和活動管架可分別按三、四級采用。3. 7度9度時，下列管架應考慮橫向水平地震作用： a）管道中有三根及

14、以上的直徑大于500的管道，單根煙氣管道，高溫高壓油氣管道、劇毒介質(zhì)管道； b）帶重型頂蓋的管架，帶空冷器或換熱器的管架。4. 7度9度時，下列管架應考慮縱向水平地震作用： a）獨立管架中的固定管架，計算見17.2.3款； b）縱梁式管架的柱間支撐。 九、管架九、管架205. 8度和9度時，跨度大于等于24m的支撐管道的桁架應進行水平和豎向地震作用和作用效應計算。6. 7度9度時，除3、4、5條所列需要進行抗震驗算外，其它結(jié)構(gòu)或構(gòu)件可不進行抗震驗算，但應滿足抗震措施要求。7.水平地震作用可不與管道溫度膨脹水平推力同時考慮。 九、管架九、管架211. 6度及7度、類場地的塔架結(jié)構(gòu)可不進行抗震驗算

15、，但應滿足抗震措施要求。2. 7度、類場地和8度、類場地的塔架結(jié)構(gòu)，可僅考慮水平地震作用， 8度、類場地和9度時，應同時考慮水平和豎向地震作用。3.塔架結(jié)構(gòu)可不進行罕遇地震下彈塑性變形驗算。4.塔架結(jié)構(gòu)計算地震作用時裹冰荷載取值為63%。裹冰對增大桿件截面，風荷載也應增大。5.塔架結(jié)構(gòu)受壓構(gòu)件長細比、構(gòu)件板件的寬厚比限值，與設防烈度和場地土類別有關(guān)，見18.3.2和18.3.3款。6.塔柱、受壓斜腹桿等在地震效應組合下承載力要求見18.3.518.3.8款。十、排氣筒和火炬塔架十、排氣筒和火炬塔架221. 6度及7度、類場地的冷卻塔結(jié)構(gòu)可不進行抗震驗算，但應滿足抗震措施要求。2. 7度和8度時

16、，塔下水池池深小于2.5m時，可不進行抗震截面驗算，但應滿足抗震措施要求。 3.冷卻塔結(jié)構(gòu)可不進行抗震變形驗算，且可不考慮豎向地震作用。十一、冷卻塔結(jié)構(gòu)十一、冷卻塔結(jié)構(gòu)231. 下列水池結(jié)構(gòu)可不進行抗震驗算，但應滿足抗震措施要求。 a）地下式水池； b）6度、7度時的半地下和地面式水池； c）8度時的半地下式水池和地面式圓形水池。2.水池側(cè)壁水平地震作用、動水側(cè)壓力、動土側(cè)壓力等計算見20.2.220.2.4款。3.水池頂部水平加強筋不宜小于16，每側(cè)不少于3根，間距不大于100。十二、水池十二、水池241.柱承式筒倉的支承結(jié)構(gòu)，應符合下列規(guī)定： a）矩形筒倉的支柱應延伸至倉頂； b）柱間宜設

17、置橫梁； c）9度時，應采取抗側(cè)力措施。2.柱承式的支承結(jié)構(gòu)框架抗震等級：7、8度時為二級，9度時為一級。3.筒倉的框架結(jié)構(gòu)抗震等級根據(jù)設防烈度和框架高度確定，見21.1.4款。4.筒倉倉體可不進行抗震驗算，但應滿足抗震措施要求。5.筒倉支承結(jié)構(gòu)符合下列條件時，可不進行抗震驗算，但應滿足抗震措施要求： a）7度時，筒承式同一截面的孔洞圓心角總和不大于100，且最大圓心角不大于50。十三、鋼筋混凝土筒倉十三、鋼筋混凝土筒倉25 b）7度、類場地時，柱承式結(jié)構(gòu)或柱底至倉頂高度不大于15m，且單格儲料荷載標準值不大于5000kN的柱承式方倉。6.計算地震作用時，筒承式和柱承式儲料荷載組合值可分別取滿

18、倉儲料荷載標準值的80%和90%。7.采用底部剪力法時，突出倉頂建筑物的地震作用效應宜乘以增大系數(shù)4，但增大部分不往下傳遞；采用振型分解法時，突出部分作為質(zhì)點。8.柱承式結(jié)構(gòu)采用底部剪力法時，可采用單質(zhì)點體系模型，且： a）質(zhì)點位置可設于柱頂； b）支承結(jié)構(gòu)自重標準值可按30%采用。 c）水平地震作用作用點，應置于倉體與儲料的質(zhì)心處。十三、鋼筋混凝土筒倉十三、鋼筋混凝土筒倉269. 8度、類場地和9度時，柱承式筒倉應計算重力偏心引起的附加地震作用，計算見21.2.10款。10.單排多座（3座以上）柱承式結(jié)構(gòu)，采用底部剪力法且采用單質(zhì)點體系計算時，支柱的水平地震作用效應應乘以扭轉(zhuǎn)效應系數(shù)：11.采用筒與柱聯(lián)合的支承結(jié)構(gòu)，支筒與支柱的地震剪力可按剛度進行分配，但支柱地震剪力應乘以增大系數(shù)1.5，且不應小于支承結(jié)構(gòu)底部總地震剪力的10%。十三、鋼筋混凝土筒倉十三、鋼筋混凝土筒倉2712.柱承式筒倉，支柱與基礎和倉體連