時間：2023-06-09 10:03:23
序論：速發(fā)表網(wǎng)結合其深厚的文秘經(jīng)驗，特別為您篩選了11篇電氣抗震設計范文。如果您需要更多原創(chuàng)資料，歡迎隨時與我們的客服老師聯(lián)系，希望您能從中汲取靈感和知識！
中圖分類號：TU3 文獻標識碼：A文章編號：
1 建筑結構抗震概念設計的含義
建筑結構的抗震概念設計是指在進行結構抗震設計時，根據(jù)地震災害和工程經(jīng)驗等所形成的基本設計原則和設計思想，從概念上，特別是從結構總體上考慮抗震的工程決策，即正確地解決總體方案、材料使用和細部構造，以達到合理抗震設計的目的。
2 結構抗震概念設計的重要性
2.1概念設計是解決地震不確定性的好方法
地震給人類社會帶來的破壞是不可抗拒的，人類只能被動防御。然而我們對地震破壞機理還不十分清楚,對地震的破壞現(xiàn)象也只是停留在感性認識階段,建筑物抗震計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反應。概念設計的思想不妨是個解決這個問題的好方法。據(jù)報道北京國家大劇院由安德魯做概念設計，所有的結構設計、施工圖設計都是由北京市建筑設計院完成，安德魯只是提供了一個設計概念，竟然得了總造價的11%(達數(shù)億元)，可見概念設計的重要性。在計算機輔助設計軟件日益傻瓜化的今天，一個普遍存在的狀況是設計人員越來越多地依賴計算軟件，忽略概念設計，缺乏對計算結果的合理分析、判斷，對復雜結構很容易產生設計缺陷，造成結構安全隱患。地震是一種隨機振動，有著難以把握的復雜性和不確定性，要準確地預測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到科學嚴密的今天，單靠計算很難使建筑具備良好的抗震能力。因此，結構工程師必須重視建筑總體抗震能力的概念設計。
2.2概念設計是工程師進行結構設計創(chuàng)新的原則和方法
概念設計是展現(xiàn)先進設計思想的關鍵，一個結構工程師的主要任務就是在特定的建筑空間中用整體的概念來完成結構總體方案的設計，并能有意識地處理構件與結構、結構與結構的關系。一般認為，概念設計做得好的結構工程師，隨著他的不懈追求，其結構概念將隨年齡與實踐的增長而越來越豐富，設計成果也越來越創(chuàng)新、完善。遺憾的是，社會分工的細化，使得部分結構工程師只會依賴規(guī)范、設計手冊、計算機程序做習慣性傳統(tǒng)設計，缺乏創(chuàng)新，更不愿（或不敢）創(chuàng)新，有的甚至拒絕對新技術、新工藝的采納（害怕承擔創(chuàng)新的責任）。部分工程師在一體化計算機結構程序設計全面應用的今天，對計算機結果明顯不合理、甚至錯誤不能及時發(fā)現(xiàn)。隨著年齡的增長，導致他們在學校學的那些孤立的概念被逐漸忘卻，更談不上設計成果的不斷創(chuàng)新。
2.3計算理論與實際受力的差別使得概念設計成為結構抗震的重要途徑
概念設計的重要，主要是因為現(xiàn)行的結構設計理論與計算理論存在許多缺陷或不可計算性，比如對混凝土結構設計，內力計算是基于彈性理論的計算方法，而截面設計卻是基于塑性理論的極限狀態(tài)設計方法，這一矛盾使設計結果與結構的實際受力狀態(tài)差之甚遠，為了彌補這類計算理論的缺陷，或者實現(xiàn)對實際存在的大量無法計算的結構構件的設計，都需要優(yōu)秀的概念設計與結構措施來滿足結構設計的目的。同時計算機計算結果的高精度特點，往往給結構設計人員帶來對結構工作性能的誤解，結構工程師只有加強結構概念的培養(yǎng)，才能比較客觀、真實地理解結構的工作性能。
2.4概念設計在初步設計中的重要性
概念設計之所以重要，還在于在方案設計階段，初步設計過程是不能借助于計算機來實現(xiàn)的。這就需要結構工程師綜合運用其掌握的結構概念，選擇效果最好、造價最低的結構方案，為此，需要工程師不斷地豐富自己的結構概念，深入、深刻了解各類結構的性能，并能有意識地、靈活地運用它們。概念設計在設計人員中提得比較多，但往往被人們片面地理解，認為其主要是用于一些大的原則，如確定結構方案、結構布置等。其實在設計中任何地方都離不開科學的概念作指導。計算機技術的迅猛發(fā)展，為結構設計提供了快速、準確的設計計算工具，但不可迷信電腦，應做電腦的主人。而人的設計，就是概念設計。有很多設計存在諸多缺陷，主要原因就是在總體方案和構造措施上未采用正確的構思，即未進行概念設計所致。
3 抗震概念設計的基本內容
3.1建筑設計應重視建筑結構的規(guī)則性。
建筑結構的規(guī)則性對抗震能力重要影響的認識始自若干現(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?shù)氐卣鹆叶裙烙嫗?度。一幢破壞嚴重，震后拆除；另一幢輕微損壞，稍加修理便恢復使用。研究發(fā)現(xiàn)破壞較輕的建筑平、立、剖均較規(guī)則、對稱；結構側向剛度、材料強度和質量的分布也較均勻、連續(xù)，而另一棟建筑則恰恰相反，導致產生嚴重扭轉、抗剪不足等而破壞嚴重。
3.2合理選擇建筑的結構體系。
抗震結構體系是抗震設計應考慮的關鍵問題，結構方案的選取是否合理，對安全性和經(jīng)濟性起決定性作用。
3.2.1結構體系應具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。要求結構體系受力明確、傳力合理、傳力路線不間斷、抗震分析與實際表現(xiàn)相符合。
3.2.2應避免因部分結構或構件破壞而導致整個結構喪失抗震能力或對重力荷載的承載能力?？拐鹪O計的一個重要原則是結構應有必要的贅余度和內力重分配的功能。諸多震后實例均印證了它的重要性，設計時要引起足夠重視。
3.2.3結構體系應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構，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合便是結構在地震作用下具有的耗能能力。
3.3提高結構構件的延性。
結構的變形能力取決于組成結構的構件及其連接的延性水平。規(guī)范對各類結構采取的抗震措施，基本上是提高各類結構構件的延性水平。這些抗震措施如：采用水平向（圈梁）和豎向（構造柱、芯柱）混凝土構件，加強對砌體結構的約束，或采用配筋砌體；使砌體在發(fā)生裂縫后不致坍塌和散落，地震時不致喪失對重力荷載的承載能力；避免混凝土結構的脆性破壞（包括混凝土壓碎、構件剪切破壞、鋼筋同混凝土粘結破壞）先于鋼筋的屈服；避免鋼結構構件的整體和局部失穩(wěn)，保證節(jié)點焊接部位（焊縫和母材）在地震時不致開裂等等。
3.4抗震設計要注重非結構構件的設計。
非結構構件包括建筑非結構構件和建筑附屬機電設備，自身及其與結構主體的連接，應進行抗震設計。結合相關震后資料，啟示如下：（1）附著于樓、屋面結構上的非結構構件，應與主體結構有可靠的連接或錨固，避免地震時倒塌傷人或砸壞重要設備；（2）圍護墻和隔墻應考慮對結構抗震的不利影響，避免不合理設置而導致主體結構的破壞；（3）幕墻、裝飾貼面與主體結構應有可靠連接，避免地震時脫落傷人；（4）安裝在建筑上的附屬機械、電氣設備系統(tǒng)的支座和連接應符合地震時使用功能的要求，且不應導致相關部件損壞。
4 結語
汶川大地震后，國家對《建筑抗震設計規(guī)范》重新進行了修定，并于2010年12月1日正式實施。不難看出新的規(guī)范對于抗震概念設計提出了更高的要求。概念設計是解決計算近似性的有效途徑，因此必須加強結構設計人員對抗震概念設計重要性的認識，使之成為廣大設計人員在工程設計中自覺遵守的原則。只有時刻把握這個原則才能更加科學、嚴謹?shù)臑榻ㄖ拐鸢押藐P，才能從根本上提高建筑抗震性能。
參考文獻：
底層框架—抗震墻砌體房屋是我國砌體房屋中的一種特殊形式。底部框架砌體房屋是由底部托墻梁框架—抗震墻和上部砌體結構所組成。這種由上下不同材料組成的混合結構，其抗震性能存在明顯的不利因素。事實證明，在歷次地震震害中，這種結構的震害是相對比較重的。結合新規(guī)范，底層框架—抗震墻砌體房屋的抗震設計的基本要點如下：
一、房屋的平、立面布置應規(guī)則、對稱。
歷次震害調查說明，體型復雜或結構構件（墻體、柱網(wǎng)等）布置不合理，將加重房屋的震害．對于底層框架抗震墻磚房，其抗震性能相對于多層鋼筋砼房屋要差一些。因此，這類房屋平、立面布置的規(guī)則要求應更嚴格一些，即房屋體型宜簡單、對稱，結構抗側力構件的 布置也應盡量對稱，這樣可以減少水平地震作用下的扭轉。
二、嚴格限制房屋層數(shù)和高度。
在唐山大地震、汶川大地震中，未經(jīng)抗震設防的底層框架抗震墻磚房的破壞較為嚴重。其主要原因是 底層沒有設置為框架抗震體系。在震害較為嚴重的底層框架磚房中，底層為半框架沿街一 跨為框架另一跨為磚墻承重體系，底層為內框架體系以及底層大部分為框架體系而山墻與樓梯間墻處不設框架梁柱等?；诳偨Y震害經(jīng)驗等，《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011一2010（以下簡稱2010規(guī)范）結合砌體的種類，按設防烈度對房屋的總層數(shù)及高度給予了強制性的限制。2010規(guī)范特別規(guī)定了乙類建筑，以及丙類建筑8度0.30g和9度設防時不推薦采用此類底部托墻梁框架—抗震墻上部砌體結構的房屋。
三、嚴格控制底部框-墻結構和上部砌體結構的側移剛度比。
在地震作用下底層框架抗震墻磚房的彈性層間位移反應均勻和減少在強烈地震作用下的 彈塑性變形集中，能夠能夠提高房屋的整體抗震能力。2010規(guī)范對底層框架抗震墻磚房的彈性和彈塑性位移以及層間極限剪力系數(shù)進行了分析，強制性規(guī)定：第二層計入構造柱影響的砌體剛度與底層托墻梁框架—抗震墻的側移剛度比，6、7度不大于2.5，8度不大于2.0，同時不小于1.0；底部兩層托墻梁框架—抗震墻時，除底部一二層的側移剛度應相互接近外，對第三層計入構造柱影響的砌體剛度與第二層側移剛度比，6、7度不大于2.0，8度不大于1.5，且均不應小于1.0；
四、抗震墻的最大間距限值。
底層框架抗震墻磚房的抗震墻間距分為底層和上部磚房兩部分，上部磚房備層的橫墻間距要求應和多層磚房的要求一樣；底層框架抗震墻部分，由于上面幾層的地震作用要通過底層的樓蓋傳至底層抗震墻，樓蓋產生的水平變形將比一般框架抗震墻房屋分層傳遞地震作用的樓蓋水平變形要大。因此，在相同變形限制條件下，底層框架抗震墻磚房底層抗震墻的間距要比框架—抗震墻的間距要小一些。
五、合理布置上、下樓層的墻體。
首先應盡量使上層承重墻體落在下層框架梁上，即上部砌體抗震墻與底部框架梁“對齊”。不能落在框架梁上的砌體改為非抗震墻；若確實有困難時，可以部分落在框架次梁上，但是數(shù)量不能過多，以利于荷載傳遞。上部砌體抗震墻與底部框架梁的中心有偏差時，底部框架梁應考慮偏心引起的扭轉。
六、加強拖墻梁及其樓蓋和過渡層的墻體。
承托上層砌體墻的托墻梁，由于所受的荷載比較集中，在靜力作用下可以考慮為墻梁的作用，使墻梁荷載由于內拱作用而有所分散。但是在地震作用下，尤其是抗震設防原則允許墻體裂而不倒，因此，對其墻梁作用的程度和荷載的大小，在計算上和靜載下有不同的假設，可以參考有關資料確定。對于過渡層，作為剛度變化較大的樓層，理應加強處理，如考慮底部框架柱與上層構造柱的連接，樓蓋水平剛度的加強，墻體適當配置水平鋼筋等措施，以利豎向剛度的漸變。
七、提高底部托墻梁框架及抗震墻的抗震等級。
對底部的鋼筋混凝土結構，通過抗震等級來確定其主要抗震措施。對于抗震墻，一般要求采用鋼筋混凝土墻。對于底部框架-抗震墻的鋼筋混凝土部分原則上都要求符合鋼筋混凝土結構的要求。但對于抗震墻可針對低矮墻的特點設計或開設豎縫形成帶縫混凝土墻。托墻梁框架的抗震等級要高于框架—抗震墻結構中框架的等級且接近抗震墻結構的框支層框架的要求。
底層框架—抗震墻砌體房屋除了按上述要點進行抗震設計外，尚需嚴格按照規(guī)范要求采取抗震構造措施。汶川地震震害表明，只要嚴格遵循《建筑抗震設計規(guī)范》，可以大大減輕地震對結構的破壞和倒塌。
參考文獻
一、建筑結構工程的抗震設計理念
我國《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2010）對建筑的抗震設防提出"三水準、兩階段"的要求，"三水準"即"小震不壞，中震可修，大震不倒"。當遭遇第一設防烈度地震即低于本地區(qū)抗震設防烈度的多遇地震時，結構處于彈性變形階段，建筑物處于正常使用狀態(tài)。建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用。因此，要求建筑結構滿足多遇地震作用下的承載力極限狀態(tài)驗算，要求建筑的彈性變形不超過規(guī)定的彈性變形限值。當遭遇第二設防烈度地震即相當于本地區(qū)抗震設防烈度的基本烈度地震時，結構屈服進入非彈性變形階段，建筑物可能出現(xiàn)一定程度的破壞。但經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用。因此，要求結構具有相當?shù)难有阅芰Γㄗ冃文芰Γ┎话l(fā)生不可修復的脆性破壞。
二.建筑結構工程抗震設計的要點
1、建筑形體及構件布置的規(guī)則性。平而不規(guī)則的主要類型有：扭轉不規(guī)則、凹凸不規(guī)則、樓板局部不連續(xù)，具體可以體現(xiàn)到對結構分析軟件的計算結果的分析判斷，如扭轉不規(guī)則，體現(xiàn)在：位移比不宜大于1.2且不應大于1.5，周期比對于A級高度建筑不應大于0.90豎向剛度不規(guī)則的主要類型有：側向剛度不規(guī)則、抗側力構件不連續(xù)、樓層承載力突變等，如側向剛度不規(guī)則就要求本層的側向剛度不小于相鄰上一層的70。及其上相鄰三個樓層側向剛度平均值的80。等。如設計結果不滿足，設計人員應對模型重新進行分析，調整梁柱布置及截而，盡量做到使結構規(guī)則。如確實滿足不了，則應對薄弱部位進行重點加強。如平而規(guī)則而豎向不規(guī)則的建筑，剛度小的樓層的地震剪力，規(guī)范要求乘以不小于1.15的增大系數(shù)。
2、提高抗震設計等級。研究表明，以地震災害分析50年為一個分析周期，而小震的重現(xiàn)世間為50年，小震災害已經(jīng)超過抗震設計安全烈度的概率為62%；中型地震的重現(xiàn)世間為475年，中震災害已經(jīng)超過抗震設計安全烈度的概率為10%；大型地震的重現(xiàn)世間為2000年，大震災害已經(jīng)超過抗震設計安全烈度的概率為2%。因此，一些建筑工程設計專家指出，我國地震多發(fā)地帶應該及時提高建筑工程的抗震等級，嚴格控制建筑工程的抗震設計，確保建筑工程的抗震穩(wěn)定性。
3、控制建筑工程材料的質量。建筑工程抗震性能除了會受到建筑工程體系、抗震防線及建筑施工方案等因素的影響之外在多數(shù)情況下還對建筑的施工材料產生極大地影響。通常，建筑材料強度、建筑材料剛度對建筑工程的抗震性能會產生很大的影響，而且還會受到來自建筑材料連續(xù)性及建筑材料均衡性的影響。所以在選取建筑工程材料過程中，一定要對建筑施工材料的延伸性和剛度進行仔細、認真考查，并且同時最大限度與建筑工程體系相符合建筑施工材料能得到確保。
4、重點部位重點設防。對于建筑中容易出問題的環(huán)節(jié)，重要的環(huán)節(jié)可以人為的對其加強，如煤礦建筑井口房設計中，驅動設置在井口房樓板上的情況，該區(qū)域振動大、拉力大，并且與煤礦生產息息相關，設計中應重點加強。另外，破壞后容易引起大面積倒塌的構件，也應作加強處理。
5、軸壓比和短柱設計。在建筑工程抗震設計中，為了提高結構的抗震性，需要減小柱的軸壓比，增大柱的截面尺寸。減小柱軸壓比的主要目的是為了使柱子處于大偏心受壓狀態(tài)，避免縱向受力鋼筋未達到受拉屈服而混凝土卻被壓碎的情況發(fā)生。由于柱的剛性強度比較高，使得整體結構的延性就差，當發(fā)生地震災害時，結構吸收地震能量和耗散能量就少，使得結構很容易發(fā)生破壞。所以在高層結構設計時，通常采用強柱弱梁設計方法，且梁具有很好的延性，可以發(fā)生適量的變形，就會減少柱子進入屈服強度的可能性，且在設計時可以適當增大軸壓比。此外，許多高層建筑底層的柱子長細比小于4，但不能依據(jù)長細比小于4則判斷是短柱。因為短柱的確定因素是柱的剪跨比，只有柱的剪跨比小于等于2才是短柱。
三.建筑結構工程中抗震設計的作用
1、降低地震對建筑的影響。現(xiàn)最被工程界認可的一個辦法是在建筑基礎與建筑的主體部分之間加設一個隔震層，有的設計師在建筑物的頂端部分加設一個"反擺"。此反擺的作用是能夠在地震時使建筑物的位移方向相反，降低了加速度，降低地震的作用。根據(jù)相關研究分析，如果對"反擺"設置合理，那么對降低地震作用的概率可達65%，也能最大限度地減少建筑物內的物品受損程度。這一方式在國內外正被廣泛地研究，并應用到了實際的工程建筑中，取得了較好的成效。
2、保證建筑的剛度。在建筑結構的設計過程中，合理地設計和確定建筑物的剛度非常重要。因此首先要考慮到的是采用大量的鋼筋混凝土。主要是在已有的鋼筋混凝土之上使用"鋼結構"對其進行進一步加層加固。加固分為兩種情況：a.如果所需要進行加層的建筑結構的體系是鋼結構，而國家規(guī)定：上部是鋼結構、下部是鋼筋混凝土兩種不同的體系結構是不符合抗震規(guī)范的。b.假設屋蓋的部分是采用鋼結構，而鋼筋混凝土仍然是作為整個建筑結構的抗側力的主要體系，則必須根據(jù)相關的規(guī)定進行抗震設計。
3、提高建筑結構的抗震力。出于對建筑結構抗震功能的保證，在建筑結構工程中要特別注意做到以下幾點：a.在建筑結構工程中要考慮地基的穩(wěn)定性因素，挑選對抗震有益的地基，防止地基變形影響抗震功能；b.同一建筑結構單元要設計在性質一樣的地基上，要把地基最大潛力融入建筑的結構設計，有利于發(fā)揮地基的抗震功能；c.建筑結構工程盡量做到規(guī)則、對稱，以降低地震作用導致的建筑變形度以及避免地震作用力集中導致建筑扭曲的狀況發(fā)生；d.建筑的整體結構設計中要多加幾道抵抗防線，以提高建筑結構的抗震力，同時建筑結構受力設計要明確，防止存在建筑結構局部薄弱；e.最大程度的減少建筑結構自身重量，從而減小建筑對地基的壓力，達到緩解地震沖擊作用對建筑體的影響力。
4、設防標準。我國明確規(guī)定，建筑的使用價值被區(qū)分成4個類別：甲乙丙丁。甲類和乙類建筑：當抗震設防的烈度是6度～8度時，應該符合本地的抗震設防再高1度；丙類建筑：丙類建筑的抗震措施以及抗震作用都應該要符合本地的抗震設防要求；丁類建筑：在通常情況之下，地震措施可以相對于本地抗震設防的要求適度降低，但地震作用必須符合本地的抗震設防要求。
結束語
由于地震的不確定性和破壞性特點，因此在建筑結構工程中應用抗震設計體現(xiàn)了設計的安全概念以及對自然災害的預防措施。隨著全球地震不斷頻發(fā)，為了更好的保護群眾的財產生命安全，建筑結構工程的設計尤為重要，建筑物的抗震設計必不可少，因此有必要對抗震設計的作用進行分析，旨在提高建筑工程的質量。
參考文獻：
[1]宋海燕. 談抗震設計在建筑結構工程中的應用[J].山西建筑，2013（27）
[2]吳學榮. 高層建筑結構工程方法與應注意的問題[J]. 建材與裝飾，2012（27）
中圖分類號：TU文獻標識碼：A文章編號：1672-3198（2008）05-0337-02
1 高架電氣防震裝置研究的意義
強烈的地震給世界各國人民造成了巨大的災害，地震中大量建筑物的破壞與倒塌，是造成地震災害的直接原因，結構的抗震設計是結構工程領域的重要課題。在震害調查分析中發(fā)現(xiàn)，建筑物即使按照傳統(tǒng)的抗震設計方法進行設計也有倒塌的現(xiàn)象，因此為了保證重要建筑的安全，結構工程師們轉向對新的抗震設計方法即結構控制的研究。通過在結構上設置控制機構，由控制機構和結構共同控制抵御地震動等動力荷載，使結構的動力反應減小，從而有效地減輕地震災害。同時隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展，變電站工程建筑形式要求越來越復雜-平面上不規(guī)則，立面上也不規(guī)則，而且需要在樓板上豎向布置電纜，對結構局部剛度有所削弱，同時需要較大的內部空間，水平剛度較小。在地震作用下，這些結構將發(fā)生較大的扭轉，加重這些建筑的破壞，因此制約著結構建筑形式的多樣化發(fā)展，對變電站工程中建筑的扭轉響應控制迫在眉睫。
電力系統(tǒng)是生命線工程的重要組成部分。在地震中，電力系統(tǒng)一旦發(fā)生破壞，可能造成震區(qū)及周邊地區(qū)的大面積停電，嚴重影響救災及震后的重建工作。高壓電氣設備在地震時是應該首要保護的，而其中尤以高架電氣設備最為重要，相比其他電氣設備，高架電氣設備由于位置較高，動力響應較大，容易破壞，一旦震壞則更難修復及更換，也是震后難以通電運行的關鍵所在。而現(xiàn)在對于電氣設備的抗震在實際設計時考慮的較少，主要是由于設計人員認為電氣設備生產廠家已經(jīng)考慮了設備的抗震，故在設計時未考慮設備的抗震。從歷次震害調查發(fā)現(xiàn)，高架電氣設備沒有像設計人員想象的那么安全，很多高架電氣設備遭到嚴重的破壞，因此對于高架電氣設備抗震研究迫在眉睫。
2 新型高架電氣隔震裝置
對于高架電氣設備的隔震不但要使隔震層的水平剛度小，最重要的是隔震裝置要能抵抗大震下的產生的傾覆力矩，然而普通的橡膠隔震裝置不能抵抗大震下在隔震層產生的傾覆力矩，因此普通的橡膠隔震裝置不適合應用于高架電氣設備的隔震控制，必須開發(fā)新的隔震裝置對其進行隔震。由高架電氣設備對隔震裝置的力學性能要求可知，隔震裝置必須能夠承受大震下電氣設備對其產生的拉力，而且必須水平向的剛度較小。裝置在水平向的剛度較小，而豎向的剛度較大，能夠提供較大的拉力。裝置的鋼材主要采用Q235鋼材，以保證水平向剛度較小，而且該裝置材料造價較低，材料可以就地取材，因此比較容易實現(xiàn)。
3 330KV電壓互感器隔震設計
3.1 工程概況
該項目來源于某高烈度地區(qū)的新建330kV變電站工程，根據(jù)《建筑抗震設防分類標準》和《建筑抗震設計規(guī)范》 (GB50011-2001)，設防烈度8度(0.309)。場地類別II類，設計分組第一組，場地特征周期取 Tg=0.35秒，不考慮近場影響。設計目標減小電氣設備的水平向地震加速度及設備頂點與底面的相對位移。隔震支座設置在支架頂部，將330KV電壓互感器與支架隔開，以達到隔離地震能量、減小電壓互感器水平地震作用的目的。330KV電壓互感器隔震設計如圖1所示：
圖1 互感器隔震設計圖
3.2 材料屬性
對于上部結構330KV電壓互感器由瓷套組成，下部支架由鋼材組成，各材料的屬性表1所示：
3.3 隔震裝置剛度確定
采用有限元分析軟件SAP200建立隔震裝置的有限元模型，通過計算分析小震下隔震層x向Y向水平剛度1.61×106N/m，大震下隔震層裝置的部分屈服，故考慮剛度的退化，取小震時剛度的0.2倍。
3.4 計算分析與構造措施
利用時程分析法，對該結構選用三條實際地震記錄和一組人工模擬加速度時程曲線，分別選取El-Centro波、Kobe波、波、Taft和所擬合的人工模擬地震波(蘭州波)。對該工程進行了分析，加速度峰值取為:多遇110.0cm/s2，罕遇510.0 cm/s2，對結構分別進行不隔震、隔震小震、隔震大震情況下計算。
（1）結構基本周期：
（2）隔震支座最大壓力：
考慮豎向地震作用，取構件重力荷載代表值的20%，隔震支座的壓力設計值由1.2×永久荷載標準值+0.2×構件重力荷載代表值求得。計算結果表明，隔震支座最大壓力設計值小于隔震裝置豎向承載壓力。
（3）隔震效率：定義隔震效率為=隔震后設備頂點最大加速度/隔震前設備頂點最大加速度，計算結果見表3
（4）罕遇地震時隔震支座驗算：
①隔震層在罕遇地震作用下隔震層水平剪力標準值平均為8.9lKN，設計值11.58KN。小于4個M18螺栓的剪力承載力設計值。
②隔震支座在罕遇地震作用下隔震層的彎矩標準值平均為25.03KN.m，螺栓的拉力設計值為25.73KN，小于螺栓容許拉力值。
③隔震裝置A構件的拉力設計值為25.73KN，小于豎向容許拉力值為。
④隔震支座在罕遇地震作用下平均最大位移為2.89cm。
（5）隔震支座以上結構設計：
隔震層以上結構應采取不阻礙隔震層在罕遇地震下發(fā)生較大變形的措施。上部結構及隔震層部件應與周圍固定物脫開，與水平方向固定物的脫開距離。
（6）隔震支座以下支架結構設計：
隔震層以下結構的強度、剛度、穩(wěn)定性對上部結構安全至關重要，應務必使該部分結構具有較大的安全儲備。根據(jù)抗震規(guī)范GB500II-2001要求，隔震層以下結構的地震作用和抗震驗算，應按罕遇地震作用下內力組合進行驗算。水平剪力Vi為11.58KN、軸力N為ZI.87KN，彎矩為上部結構在罕遇地震作用下產生的彎矩+Vi H，H為支架柱高。
參考文獻
［1］周錫元，閻維明，楊潤林.建筑結構的減震、減振和振動控制.建筑結構學報，2002，23(2):2-12.
隔震是抗震技術的一種， “隔震”，即隔離地震。在建筑物上部結構與基礎之間以及上部建筑層間設置隔震層，隔離地震能量向上部結構傳遞。降低上部結構的地震作用，達到預期的防震要術，使建筑物的安全得到可靠的保證。它包括上部結構、隔震裝置和下部結構三部分。隔震包括基礎隔震和層間隔震。隔震體系能夠減小結構的水平地震作用，減輕結構和非結構的地震損壞。提高建筑物及其內部設施、人員在地震時的安全性，增加震后建筑物繼續(xù)使用的能力，已被理論和國內外實發(fā)地震所證實?；A隔震技術是用水平力很“柔”的隔震元件將上部建筑與基礎隔離，由于隔震層的剛度很小。當?shù)卣鸢l(fā)生時，隔震層將發(fā)揮“隔”的作用，承受地震動引起的位移運動，而上部結構只作近似平動。它能有效的提高建筑物的抗震能力，目前，作為一個較為成熟的高新技術，在世界各地得到了廣泛的應用。在國內，這項技術的應用目前處于起步階段，筆者最近參與設計的唐山新文化廣場項目是國內首個采用隔震技術的超高層建筑，相信隨著國內建筑市場的發(fā)展，以及人們對于抗震意識認識的提高，會有越來越多的建筑物采用這項技術。
結構設計中典型位置的原理如圖所示：
2 隔震技術對電氣專業(yè)的影響以及電氣專業(yè)在采用隔震設計的建筑物中專門設計的必要
通過對隔震技術的描述可以看出，隔震技術比較獨特的地方在于“隔”，要想隔離地震，首先要將建筑物進行科學的分隔。唐山新文化廣場項目是按照抗震九度進行設防，地震發(fā)生的時候，隔震層上、下兩部分結構會發(fā)生相對位移以達到抗震的作用。這種相對的位移最大可以達到幾十厘米，一般設計中，不用考慮相對位移的影響，建筑物內部的橋架、金屬管、母線等采用的是剛性連接；在采用隔震設計的建筑物中，如果上述構件也采用剛性連接，在地震發(fā)生、產生相對位移時，這些構件本身勢必會遭到破壞，會造成樓內供電中止、信號中斷、設備無法使用，甚至會對建筑物本身的安全產生不良影響。因此，在采用隔震設計的建筑物中，電氣相關設備也必須采用相應的隔震設計，以減少地震造成的損失、降低建筑物的維護費用。
3 電氣專業(yè)隔震技術綜述
目前國內現(xiàn)行的規(guī)范中，對電氣專業(yè)隔震技術進行闡述的相對較少?！督ㄖ拐鹪O計規(guī)范》GB50011-2010對機電設備支架的基本抗震措施進行了基本描述；另外，國家標準圖集《建筑結構隔震構造詳圖 03SG610-1》中也列舉了一些電氣設備的隔震做法。其中，《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011-2010第13.4.3條規(guī)定，對于有隔震裝置的設備，應注意其強烈震動對連接件的影響，并防止設備和建筑結構發(fā)生諧振現(xiàn)象；第13.4.4條規(guī)定，管道和設備與建筑結構的連接，應能允許二者間有一定的相對變位。從一個側面給了電氣專業(yè)做隔震設計的有益提示，那就是，采用隔震設計的建筑物，電氣的相關設計應主要考慮相對位置變動的影響，同時，在此類建筑中，地震時地震作用減小，對電氣設備錨固的要求降低了。不過由于此類建筑中設備與樓板之間的相對位移會比常規(guī)設計的要大，強烈震動對隔震設計中的連接件的影響也會比常規(guī)設計的大很多，那么連接件是否連接牢靠，能否經(jīng)得住強震的影響也就成了一個十分重要的內容。
電氣專業(yè)隔震技術，主要是在隔震層對連接上部建筑與基礎的相關電氣原件進行軟連接處理，通過軟連接，吸收掉地震時建筑物上下兩部分相對位移產生的能量，從而保證電氣相關設備在地震中不被破壞。目前國內相關的規(guī)范、圖集中涉及的相關做法主要有以下幾種：
電纜入戶做法（一）
如圖所示，入戶的位置穿結構墻體預埋入戶管，電纜橋架吊裝在樓板上，入戶管和電纜橋架之間的電纜采用明敷，并且在長度上預留出一定的余量來（一般來說，這個余量不能小于隔震支座在罕見地震下的最大水平位移值的1.2倍，后面所屬的“余量”與此要求相同）。結構專業(yè)的梁做的比較高，影響電纜走線的時候，可與結構專業(yè)協(xié)商，穿梁預埋套管，以方便電纜敷設。
電纜入戶做法（二）
圖示這種做法與第一種做法類似，這種做法與結構梁的高度、電纜橋架的安裝高度都有關系；一般來說，在結構梁不是特別高，同時，與其它專業(yè)綜合以后，電纜橋架可以在梁下安裝的時候才能采用這種方式；這種方式的優(yōu)點是不需要在結構的梁上預留套管，減少了專業(yè)間配合的時間，橋架安裝的位置也相對自由，理論上，兩個柱子之間的空間都可以用于安裝橋架；不過考慮到地震時上下兩部分結構的相對位移，建議采用此種安裝方式時，橋架距離柱邊至少留出1米的空間，并且要保證橋架的固定裝置（吊桿等）均設在上層結構體上。
電纜入戶做法（三）
圖示為室外電纜直接引入室內配電箱的做法，上下結構體中分別做好預埋管以方便管線通過，預埋管之間電纜采用明敷，并預留一定的余量（具體要求參見第一種做法）。
避雷線連接做法
圖示為防雷引下線穿過隔震層的做法。在采取隔震設計的建筑中，由于上下結構體是分離的，那么防雷引下線勢必無法按照常規(guī)的做法引下跟接地體相連。這種情況下，就需要在隔震墊兩側的柱體上各做一個預埋件，導雷體（防雷引下線）通過明敷跨接在兩個預埋件上，兩個預埋件分別與柱子內的主筋做可靠連接。同樣的，明裝的導雷體（防雷引下線）也需要留出一定的余量來。
目前國內相關的規(guī)范、圖集涉及到的關于電氣設備的隔震措施主要有上述幾種，當然了，在實際設計的過程中，可能會遇到更多的設備、元件需要做隔震，比如說密集型母線，建議進行如下處理：
如圖所示，采用密集型母線進行供電的時候，密集型母線在穿過隔震層的時候改成電纜敷設，以防止地震時產生的相對位移帶來的破壞。
在唐山新文化廣場的項目中閱讀了一些國外的隔震設計的資料，其中有一些關于電氣設備的隔震設計的內容，下面摘錄日本關于電力進線隔震設計的做法，以供探討、研究。
參考文獻
[1] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部. 《民用建筑電氣設計規(guī)范》JGJ16-2008
[2] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部及中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局. 《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011-2010
一、 建筑結構設計中存在的安全隱患
1、抗震度不夠
前幾年的汶川大地震及玉樹地震造成的損失足以說明我國一些地方的建筑抗震性很差，未達到我國規(guī)定的標準。因此保證建筑物的抗震性能是減少地震發(fā)生時人員傷亡及財產損失的重要問題。在建筑結構設計中提高抗震設計水平是提高建筑結構設計水平的一個重要方面。關于建筑物的抗震性能設計，我國頒布了《建筑抗震設計規(guī)范 》，為我國的建筑抗震設計提供了依據(jù)?！?規(guī)范 》中規(guī)定：“小震(超越概率6 3％)不壞、中震(超越概率10％)可修、大震(超越概率2％)不倒”。而一些建筑公司領導對建筑物的抗震性能的重視程度不夠，導致了公司員工也不重視抗震性，尤其是建筑結構設計人員。有些建筑結構設計人員對抗震設計的認識不透，設計過程中個別忽略抗震性原則，造成了建筑物施工過程僅僅是一個表而工程，而實質是建筑物并不具有真正的抗震性能。這種現(xiàn)象在我國不少地區(qū)屢見不鮮。當然我國地域遼闊，各個地區(qū)的情況不同，地震幾率與地震級別各有不同。不能恪守規(guī)則，不了解實際情況進行設計。建筑結構設計者要根據(jù)地區(qū)的實際狀況，選擇不同的抗震規(guī)范，以免造成不必要的浪費。
2、結構設計中偷工減料，鋼材不足導致功能減弱
一方而在結構設計中，一些建筑公司為節(jié)省開支，獲取高額利潤，過度節(jié)約鋼材等偷工減料，不重視建筑物的質量及安全性，導致建筑物中鋼材等材料的性能減弱，進一步導致建筑物的質量不過關，安全性下降。我國對建筑物鋼筋的配筋率有明確的規(guī)定，建筑物的不同部位，其配筋率是不同的。建筑設計公司的設計人員要高度重視建筑物的配筋率，對施工過程進行實時監(jiān)督另一方面，一些小的建筑公司為節(jié)省開支，使用中小城市現(xiàn)在還任發(fā)展的冷軋變形鋼筋。這種鋼筋強度高，脆性大，韌性小，且對建筑抗震不利，就是因為可以節(jié)省鋼材，進而節(jié)約開支，所以，一些小建筑公司為牟取利益不惜不顧人們的生命安全使用不符合規(guī)定的鋼材。
3、建筑結構設計不合理
由于建筑結構設計者的知識和經(jīng)驗不足，導致其設計的建筑結構不合理，存在安全隱患或其他問題。(1)建筑方面。①布置豎向交通中心，確定樓梯、電梯的數(shù)量和布置方式，不能保證使用效率和防火安全。②內外建筑裝修、構造、用料和做法不適應因風力、地震、溫度變化等所引起的變形和安全問題。(2)結構方面。①沒有考慮高層建筑遇到巨大風力和地震力時所產生的水平側向力。②沒有嚴格控制高層建筑體型的高寬比例，不能保證其穩(wěn)定性。③建筑平面、體型、立面的質量和剛度不能保持對稱和勻稱，使整體結構出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)。④不能妥善處理因風力、地震、溫度變化和基礎沉降帶來的變形節(jié)點構造。(3)設備和電氣方面。①設計供暖和給水排水系統(tǒng)時，沒有考慮因建筑高度增大的壓力，不能保證管道、爐片具有耐壓能力。有些設計者安全意識薄弱，只顧建筑設計的美觀而不顧建筑質量，或者明知道公司要求的設計形式行不通，為了保住自己的飯碗而不提出異議，縱使悲劇上演。因此設計人員要人人自危，不能只考慮公司利益，也要切身為顧客考慮，學會換位思考。
二、建筑結構設計中安全性的措施
2．1 提高建筑結構設計人員對抗震性能的重視意識
結構設計是個系統(tǒng)、全面的工作，需要扎實的理論知識作為基本功，靈活刨新的思維和嚴肅認真負責的工作態(tài)度。設計人員要精益求精，重視每一個基本構件的設計，并做到知其所以然，并深刻理解規(guī)范和章程的含義，密切配合建筑工程，在工作中做到事無巨細，善于反思和總結工作經(jīng)驗和教訓，為以后的工作積累經(jīng)驗。
結構設計人員要轉換自己的陳舊思想，正確對待抗震性能的重要性，為人們的生命財產負責，發(fā)揮自己的主導作用，對工作負責，應用自己的個人才智，控制建筑結構設計的安全性能水平，讓自己設計出來的作品體現(xiàn)自己的人本意識，積極配合國家以人為本的政策。
2.2 嚴格按照國家規(guī)定的建筑規(guī)范設計建筑結構
隨著建筑業(yè)進一步的發(fā)展，建筑結構越來越被重視。國家也出臺了一些相應的規(guī)定。而一個國家的規(guī)定不僅僅是技術性的，還具有很強的政策性。而且這些規(guī)定是與時俱進的，要不斷修改，我們不能僅僅滿足于過去的設計標準。嚴格按照國標設計、用料、施工(1)目前設計者應該熟悉和掌握的與高層建筑消防電氣有關的設計規(guī)范主要有《高層民用建筑設計防火規(guī)范》、《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》、《民用建筑電氣設計規(guī)范》。三部規(guī)范對高層建筑中一、二類建筑的劃分以及對火災報警與消防聯(lián)動控制系統(tǒng)的設置與要求總體來講是一致的，但從各自不同角度三部規(guī)范也各有側重，有所區(qū)別。對設計者來說，國標是帶有強制性的，必需嚴格遵守，部標或行業(yè)標準應服從國標。
2.3開展科研，創(chuàng)新設計軟件
工欲善其事，必先利其器，道理是顯然的。隨著建筑事業(yè)的發(fā)展，特別是現(xiàn)今建筑行業(yè)的快速發(fā)展，建筑結構設計的內容越來越復雜，難度越來越大。從另一個角度來說，我國建筑結構設計對設計人員知識的深度和廣度有了更多的要求。在此種情況下，現(xiàn)有的結構設計程序已不能滿足設計人員的需求。同時計算機程序的內容和功能直接影響結構設計水平。有時為了解決生產問題，配合軟件的能力，只能把計算過程簡化以滿足計算程序的能力。所以，提高結構設計中建筑的安全性，首先耍開發(fā)出一款高精度軟件，這就需要設計者和計算機程序專業(yè)人員合作去完成軟件開發(fā)，推新創(chuàng)新，不安于現(xiàn)狀，勇于承擔起這個任務。
參考文獻：
[關鍵詞]抗震設計、不規(guī)則、單跨框架、樓梯間。
0. 前言
變配電所是石油化工項目中的重要建筑物，對其抗震設計應予以重視?！妒突そǎ嫞┲锟拐鹪O防分類標準》（GB 50453-2008）[1]將其劃分為乙類建筑，即“地震時使用功能不能中斷或需盡快恢復的建（構）筑物和可能發(fā)生較嚴重的次生災害的建構筑物”。
1. 工程概況
1.1. 結構形式及安全等級
本工程為福建中景石化園區(qū)新建化工項目公用工程中的35kV變配電所，為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構，無地下室，地上三層，室內外高差為300mm，室外地面到主要屋面板板頂?shù)母叨葹?5.500m。
設計使用年限為50年，結構安全等級為二級。
1.2. 地震作用參數(shù)
抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度為0.10g，設計地震分組為第三組，場地類別為Ⅱ類[2]，特征周期為0.45s。
2. 建筑形體不規(guī)則性
2.
2.1. 不規(guī)則性的判定
建筑功能劃分及空間布置詳見圖1（圖中的剪力墻及抗震縫為結構專業(yè)要求增設）。
2.1.1. 平面規(guī)則性判斷
建筑平面典型尺寸見圖1，對照《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》（JGJ3-2010）[3]（簡稱《高規(guī)》）圖3.4.3，本工程主要平面尺寸為（不設縫時）：
長度方向尺寸：L=67m，b=7m； 寬度方向尺寸：B=13m，Bmax=21m，l=8m。平面尺寸及突出部位尺寸的比值為：L/B=5.1>4（長寬比偏大），l/Bmax=0.38>0.35（凸出部分比例過大），l/b=1.14>1（凸出部分長寬比較大）。參照《高規(guī)》3.4.3條條文說明：“平面過于狹長的建筑物在地震時由于兩端地震波輸入有位相差而容易產生不規(guī)則振動，產生較大的震害 [3]” ；“平面有較長的外伸時，外伸段容易產生局部振動而引發(fā)凹角處應力集中和破壞[3]”。
根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》（GB 50011-2010）[4]（簡稱《抗規(guī)》）3.4.3條規(guī)定及其條文說明，l/Bmax=0.38>0.30，判定結構屬于“平面凹凸不規(guī)則”類型。
通過PKPM系列軟件的SATWE程序計算，可以發(fā)現(xiàn)，不設縫時，結構的扭轉效應非常明顯。例如：在X向規(guī)定水平力作用下（考慮偶然偏心），水平最大位移比為1.41；在Y向規(guī)定水平力作用下（考慮偶然偏心），最大層間位移比達到1.75。因此，結構屬于典型“平面扭轉不規(guī)則類型”[4]。
不設縫時，結構在9軸處會存在錯層，錯層高度（2100mm）超過結構梁高，且錯層面積較大超過該層樓板總面積的30%，依據(jù)《抗規(guī)》3.4.3條條文說明，判定結構屬于“樓板局部不連續(xù)”[4]。
綜上所述，不設縫時，結構存在三種平面不規(guī)則類型，即：凹凸不規(guī)則、扭轉不規(guī)則、樓板局部不連續(xù)，而且扭轉效應非常明顯。
2.1.2. 豎向規(guī)則性判斷
經(jīng)SATWE程序計算，不設縫時，結構無豎向不規(guī)則情況出現(xiàn)。.
2.2. 結構布置方案的確定
根據(jù)《抗規(guī)》3.4.1條條文說明的解釋，當結構存在三種不規(guī)則類型時，應判定結構屬于“特別不規(guī)則”[4]類型，說明結構布置（從抗震設計角度來說）很不合理。這種情況很大程度上是建筑方案先天存在的，而建筑空間很多方面又受到電氣專業(yè)（主項專業(yè)）技術要求的約束和局限，調整余地不大。這種情況下，只能通過調整結構布置，盡量改善不規(guī)則程度。
2.2.1. 結構布置一次調整
首先嘗試在9軸位置設置一道抗震縫，將原結構從基礎頂面至屋面完全分開，變?yōu)閮蓚€獨立的單體，以解決錯層問題（該抗震縫同時也將整個建筑的兩大功能區(qū)分開，即變配電區(qū)域和輔助辦公區(qū)域）。但SATWE程序試算表明：分開后的兩個單體仍存在結構不規(guī)則問題。
1） 變配電區(qū)域：
長寬比偏大L/B=48/13=3.69，接近于4。
扭轉位移比仍然偏大。例如：Y最大層間位移比達到1.89。
2） 輔助辦公區(qū)域：
平面凹凸不規(guī)則。
平面扭轉不規(guī)則。在X—偶然偏心地震作用下，平面凸出部分的邊榀角部位置的層
間位移最大，為結構層間位移平均值的1.22倍。
二層層高為5800mm，而三層為4000mm，導致二層的側移剛度（考慮了樓梯剛
度）小于三層側移剛度的70%，按《抗規(guī)》規(guī)定，判定結構為沿豎向的側向剛度不規(guī)則，二層為軟弱層。
2.2.2. 結構方案二次調整
1） 變配電區(qū)域修改
經(jīng)分析，位移比太大主要因為結構長寬比偏大，結構平面為沿X方向的細長形狀，并有平面局部突出。為此，結構在5軸位置再設置一道抗震縫，將變配電區(qū)域分為兩部分。調整后，各部分位移比均明顯減小。
2） 輔助辦公區(qū)域修改
通過減小三層柱截面（從而減小三層側移剛度）后，二層的側移剛度超過了三層側移剛度的70%，二層不再是軟弱層。對于平面凹凸不規(guī)則和扭轉不規(guī)則的問題，只能調整結構內力并加強抗震構造措施。
綜上所述，上部結構方案在兩次修改后，有效減小了結構的扭轉不規(guī)則程度，解決了錯層問題，結構不再是特別不規(guī)則。最終結構分為三個獨立的單體，即“塔1”、“塔2”、“塔3”（見圖1）。
3. 單跨框架問題
“塔1”及“塔2”的頂層在Y向均為單跨框架結構，且跨度較大，達到13m。這一方面造成頂層層間“抗側剛度較小，更嚴重的是該層的結構超靜定次數(shù)少，一旦柱子出現(xiàn)塑性鉸（在強震作用下不可避免），出現(xiàn)連續(xù)倒塌的可能性很大，在汶川地震、臺灣集集地震等歷次地震中均有許多震害實例?！盵5] 《抗規(guī)》第6.1.5條明確規(guī)定：“甲、乙類建筑以及高度大于24m的丙類建筑，不應采用單跨框架結構”?？紤]到“塔1”、“塔2”為乙類建筑，地震時使用功能不能中斷，依據(jù)《抗規(guī)》第6.1.5條、6.1.3條及條文說明，并參考《高規(guī)》6.1.2條條文說明，分別在“塔1”和“塔2”的四角增加剪力墻（保證結構抗扭剛度的合理分布），剪力墻的截面尺寸和數(shù)量以使得底層框架部分所承擔的地震傾覆力矩不超過50%作為控制指標，這樣結構就成為具有兩道抗震防線框架—剪力墻抗側力體系，抗震性能明顯增強。
4. 現(xiàn)澆樓梯對框架結構抗震設計的影響
塔3為框架結構，角部設一樓梯間，一層至二層樓梯為雙跑，二層至三層樓梯為四跑，
梯板平面沿Y向布置。由于樓梯與框架整澆，抗震設計時應考慮樓梯對框架結構抗震設計的影響。
4.1. 規(guī)范規(guī)定
《抗規(guī)》第6.1.15條規(guī)定：“對于框架結構，樓梯間的布置不應導致結構平面特別不規(guī)則；樓梯構件與主體結構整澆時，應計入樓梯構件對地震作用及其效應的影響，應進行樓梯構件的抗震承載力驗算；宜采取構造措施，減少樓梯構件對主體結構剛度的影響”。相應條文說明解釋為：“對于框架結構，樓梯構件與主體結構整澆時，梯板起到斜支撐的作用，對結構剛度、承載力、規(guī)則性的影響比較大，應參與抗震計算；當采取措施，如梯板滑動支承于平臺板，樓梯構件對結構剛度的影響較小，是否參與整體抗震計算差別不大。對于樓梯間設置剛度足夠大的抗震墻的結構，樓梯構件對結構剛度的影響較小，也可不參與整體抗震計算?！?/p>
《高規(guī)》第6.1.4條規(guī)定：“樓梯間的布置應盡量減小其造成的結構平面不規(guī)則；宜采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓梯，樓梯結構應有足夠的抗倒塌能力；宜采取措施減小樓梯對主體結構的影響；當鋼筋混凝土樓梯與主體結構整體連接時，應考慮樓梯對地震作用及其效應的影響，并應對樓梯構件進行抗震承載力驗算?！毕鄳獥l文說明解釋為：“抗震設計時，樓梯間為主要疏散通道，其結構應有足夠的抗倒塌能力，樓梯應作為結構構件進行設計。框架結構中樓梯構件的組合內力設計值應包括與地震作用效應的組合，樓梯梁、柱的抗震等級應與框架結構本身相同?？蚣芙Y構中，鋼筋混凝土樓梯自身的剛度對結構地震作用和地震反應有著較大的影響，若樓梯布置不當會造成結構平面不規(guī)則，抗震設計時應盡量避免出現(xiàn)這種情況。震害調查中發(fā)現(xiàn)框架結構的樓梯梯板破壞嚴重，被拉斷的情況非常普遍，因此應進行抗震設計，并加強構造措施，宜采用雙排配筋。”
4.2. PKPM不同建模方式結果對比
對于樓梯間的考慮，目前在用PKPM的PMCAD程序建模時有兩種不同的建模方式：
第一種建模方式：在模型中不布置樓梯?！斑@種方式將樓梯作為主體結構的附屬構件，對樓梯結構進行簡化計算。在PMCAD中將樓梯間的樓板厚度定義為零，僅僅將樓梯的豎向荷載傳遞到框架梁、柱或墻上，并未將樓梯的構件作為結構的一部分參與整體計算。而在樓梯構件設計中不考慮地震作用。梯板、梯柱、梯梁僅按各自的豎向荷載進行設計，而樓梯的抗震性能僅通過梯柱的箍筋加密等構造措施來保證”[6]。
第二種建模方式：在模型中布置樓梯。PMCAD可以在四邊形房間中進行多種樓梯的布置。程序將樓梯梯板和休息平臺分別轉換成斜向及水平向的扁梁，用梁單元模擬；梯柱用斜桿單元來模擬，斜桿單元與柱單元具有相同的自由度，但布置更為靈活。[6][7]樓梯間的荷載需人工將面荷載轉換成線荷載，然后按梁間荷載輸入。
4.3. 兩種模型計算結果比較
以下結合本工程，對上述兩種建模方式的計算結果進行對比，來粗略考察樓梯對框架結構抗震設計的影響，主要包括對整體結構影響（如層間位移（角）、樓層作用力、各層側移剛度、結構自振周期）、對框架結構構件內力影響（如框架梁、框架柱）及對樓梯構件內力影響（如梯梁、梯柱、梯板）。
1） 對整體結構影響
對比結果詳見表1～表6?？梢钥闯?，計入樓梯影響后：結構自振周期（僅給出前3個）減?。豢蚣芙Y構各層X、Y兩個方向的側移剛度均增大，一、二層增大非常明顯且兩個方向增幅接近，三層增大很有限且Y向增幅相對更大些；一、二層平均層間位移雙向均減小，三層平均層間位移雙向均增大；各層地震反應力及層間剪力雙向均增大，Y向更為明顯。
2） 對框架結構構件內力影響
對比結果詳見表7～表14（限于篇幅，僅給出柱1、柱2、梁1、梁2幾個位置的
對比情況），可以發(fā)現(xiàn)，計入樓梯影響后：
對于樓梯間處框架梁柱（柱1、梁1）：框架柱軸力（正號為拉力）、剪力、彎矩均有明顯增大，且一、二層增幅尤為顯著，三層變化相對較?。豢蚣苤袅?、彎矩變化與地震力方向存在明顯不對應的情況，反映了結構存在明顯扭轉效應；框架梁內出現(xiàn)較大的軸力，梁端彎矩有一定的變化，且梁端彎矩的方向可能改變（梁的方位與地震方向垂直時）。
對于遠離樓梯間的框架梁柱（柱2、梁2）：框架柱一、二層軸力無明顯變化，三層軸力明顯增大；一、二層剪力有增有減，增幅不大，三層剪力可能有較大增幅，且Y向更明顯；一、三層柱彎矩Mx在X向地震工況下增幅非常顯著（直接導致了柱子截面Y向邊長增大，配筋增加明顯），分析其原因，應是由于柱子位于結構平面的邊榀，且該榀屬于L型結構平面的短邊，考慮樓梯剛度影響后，結構剛度中心向樓梯間方向大幅移動，導致遠離樓梯間的邊榀框架存在很大扭轉效應。框架梁內沒有出現(xiàn)軸力，梁端彎矩可能有一定的變化，且某些情況下（梁的方位與地震方向垂直時）梁端彎矩的方向發(fā)生了改變。
3） 對樓梯構件內力影響
限于篇幅，直接給出對比結果：在地震作用工況下，梯板內可能出現(xiàn)較大的拉力，梯柱內可能出現(xiàn)拉力，且雙向受彎；梯梁受力復雜，軸力、彎矩、剪力、扭矩均存在。
5. 全文總結
1） 變配電室建筑由于功能的多樣性和特殊性，建筑形體往往很不規(guī)則，抗震設計時應
注意對不規(guī)則類型的判斷，調整結構布置，盡量減少不規(guī)則程度，擇優(yōu)選擇規(guī)則的形體，使得結構抗側力體系布置合理、傳力明確、性能可靠，并應特別重視抗震概念設計，“不規(guī)則的建筑應按規(guī)定采取加強措施，特別不規(guī)則的建筑應進行研究和論證，采取特別的加強措施，嚴重不規(guī)則的建筑不應采用”[4]。
2） 電氣專業(yè)常要求配電室房間內部做成大空間（房間內不允許有柱），造成單跨框
架結構。這種結構超靜定次數(shù)少，在強震作用下容易出現(xiàn)連續(xù)倒塌，抗震設計時應引起重視，應首先根據(jù)具體情況進行判斷，必要時應采取可靠的加強措施。通過增加一定數(shù)量的剪力墻，使結構變?yōu)榭蚣堋袅w系是一種可行的思路。
3） 樓梯與框架結構整澆時，梯板起到斜支撐的作用，對整體結構剛度、承載力、規(guī)
則性的影響比較大，應參與抗震計算。在地震作用工況下，框架結構構件內力可能會發(fā)生很大的變化；樓梯的梯板內可能出現(xiàn)較大的拉力，梯柱內可能出現(xiàn)拉力，且雙向受彎，梯梁受力復雜，軸力、彎矩、剪力、扭矩均存在。抗震設計時應充分考慮樓梯的影響，合理確定構件內力，加強抗震構造措施。
4） 通過采用梯板滑動支承于平臺板從而忽略樓梯構件對結構剛度的影響的做法，建
議在進行可靠論證、搜集試驗數(shù)據(jù)、積累足夠工程經(jīng)驗后再決定是否采用。
參考文獻
[1] GB 50453-2008石油化工建（構）筑物抗震設防分類標準[S].北京：中國計劃出版社，2008.
[2] 化工部福州地質工程勘察院.中景石化項目35kV變電站工程巖土工程勘察報告[R]，2013.
[3] JGJ 3-2010高層建筑混凝土結構技術規(guī)程[S]，北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.
[4] GB 50011-2010建筑抗震設計規(guī)范[S]，北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.
【關鍵詞】變電站 移動 車載變電站
車載移動變電站屬于電力系統(tǒng)中的特殊變電站，是一種有效的應急供電設計，是“電力系統(tǒng)突發(fā)事件應急預案”的重要組成部分。主要由平板拖車、抗震型高壓側組合電器、抗震型低高度變壓器、抗震型中開關系統(tǒng)以及相應的自動化控制保護系統(tǒng)等構成，具備運輸方便、靈活可靠等特點，能在數(shù)小時內投入運行，可在事故、搶修和自然災害等情況下，迅速替代常規(guī)變電站，發(fā)揮應急供電的作用。車載移動變電站具有非常好的靈活性、使用方便、操作簡單，選址靈活、運輸方便，投資成本少，見效快，可提供不間斷的送電，快速性。并且具有極其重要的特殊應急意義。
1 車載移動變電站定義
車載移動變電站屬于電力系統(tǒng)特殊變電站的制造技術領域，根據(jù)需要，車載移動變電站由兩個以上車載設備組成，其中包括高壓車載變電站設備、中壓車載成套設備、車載電容器設備、車載自動化通信設備、移動值班車等，主要由半掛車活平板拖車、抗震型高壓組合電器、抗震型低高度變壓器、站用電源系統(tǒng)等互相連接構成。
2 車載移動變電站設計
車載移動變電站是一個集一、二次設備于一體的組合設備，他首先應當安全，可靠，其次應當使用快捷，方便，還應當便于運輸和遷移。其中技術指標就是抗震，防腐，抗干擾性能。車載移動變電站的電氣設備都與通常的固定設備有較大區(qū)別。很多實例證明，使用常規(guī)電氣設備拼湊起來的車載移動變電站的性能遠不能適應“車載”和“移動”的使用要求。
目前，我國還沒有頒布車載移動變電站電氣設備抗震標準規(guī)范和具體要求。因此，專業(yè)設計中對抗震的要求缺乏有力的依據(jù)。車載移動變電站設備除電站底盤和變壓器在剛度計算和應力復核時考慮震動作用力外，其他設備考慮的很少，甚至根本沒有考慮。經(jīng)與輔機設備制造廠交流，震動設防烈度要求與設備本身設計是基本一樣，重點考慮的是設備的布置，連接和防雷，抗腐蝕等方面的技術要求，特別是在車載移動變電站行駛時的震動力的影響。特別注意的是如何確保車載移動變電站運行地點更換后的立即投入電網(wǎng)的要求，這也是移動變電站特殊運行環(huán)境的要求。
3 車載移動變電站的抗震設計原則
車載移動變電站的制造應根據(jù)在特定的地區(qū)環(huán)境、經(jīng)常行駛的道路等級和最長的運輸距離作為設計條件，分為市區(qū)用車載移動變電站和野外用車車載移動變電站。所有設備保持完好狀態(tài)，可以使車載移動變電站到達目的地后迅速投入電網(wǎng)運行。
（1）為提高車載移動變電站的整天抗震能力，變電站中所有的電氣設備都需要明確相應的抗震參數(shù)。
（2）各個主設備支撐架設計應牢固，每個整體設備應盡量采用同一個支撐架，并且要與車體鋼構件形成可靠的連接方式，避免采用無支撐架的安裝方式。
（3）車載移動變電站中斷路器的可靠動作受自動化設備的影響很大，為保證斷路器的正確動作，必須使自動化裝置結構、布置配線、柜體選料等方面有足夠的抗震能力，從而保證經(jīng)常性震動后在整提結構和機柜間連接不發(fā)生松動才能保證開關的正確動作。
（4）金屬材料的力學特性決定了其有較強的抗沖擊、震動等動荷載的能力，依據(jù)所采用設計規(guī)范，材料屈服強度極限和容許應力之間尚有1.5～2.0的安全系數(shù)，超設計載荷的能力較強。
（5）在車載移動變電站行駛過程中，因道路狀況而受到震動時，電氣設備安裝的金屬構架及相關的加固點不應發(fā)生變形和損壞。
（6）車載移動變電站變壓器選型和布置方面，應設法降低高度，盡量減輕車輛承受載重。固定變壓器的基礎應當與車體連接應牢固可靠，防止震動移位。變壓器、高壓組合電器、中壓保護控制小室于車體間均設置可靠基礎的連接螺栓，并有防震脫離裝置，確保在震動時不發(fā)生松動。
（7）多于高壓開關設備、避雷器等，要盡量降低他們的安裝位置和重心位置，改變細長比。為了防止斷路器各相間及操動機構發(fā)生移動，多于斷路器及其操動機構的基礎，要盡量設置在同一個底板上面。
4 移動變電站的電氣設備設計原則
車載移動變電站電氣設備要遵循“確保安全、留有裕度”的原則，確保車載移動變電站電氣設備及輔助設備子啊設計工況下滿足“到達目的地時，基本完好，短時間可以投入電網(wǎng)”的要求。最大限度減少故障的幾率。車載移動變電站長距離運輸承受大震動后電氣設備應具備幾種情況：
（1）通過運輸震動記錄儀測定的實際運輸承受震動大于校核震工況時，必須對所有電氣設備進行全面的檢查和必要的機械和電氣實驗，實驗合格并對發(fā)現(xiàn)的缺陷進行處理后方可投入運行。
（2）通過運輸震動記錄儀測定的實際運輸承受震動達到校核震工況時：車載移動變電站電氣設備可以運行；但必須事先仔細對相關設備進行外觀檢查和安排簡單的實驗，確認無問題后方可將設備投入運行。
（3）通過運輸震動記錄儀測定的實際運輸承受震動小于校核震工況時，也應該進行外觀檢查和必要的試驗，根據(jù)檢查試驗情況進行必要的維護后即可恢復使用，通常情況下車載移動變電站的運輸路面條件差得多，很難預料到路口環(huán)境。
（4）通過運輸震動記錄儀測定的實際運輸承受震動小于校核震工況時，車載移動變電站電氣設備自身狀態(tài)基本保持完好，可以迅速投入電網(wǎng)。
5 結束語
近年來，車載移動變電站在國外供電系統(tǒng)得到了廣泛應用，在我國，隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，社會各界對供電質量和不間斷供電的要求日益強烈，需要電力企業(yè)進一步提高供電可靠性、減少停電時間，對車載移動變電站的需求逐漸顯現(xiàn)。
參考文獻
[1]岳保良，包紅旗.電氣運行[M].北京：中國水利水電出版社，1998.
[2]陳化鋼.電力設備一次運行及事故處理手冊[M].北京：中國水利水電出版社，2009.
作者簡介
劉永耀（1983-），男，河南省平頂山市人?，F(xiàn)為許繼電氣股份有限公司工程師，從事營N管理工作。
龍勇（1983-），男，四川省瀘州市人?，F(xiàn)為許繼電氣股份有限公司工程師，從事服務管理工作。
關鍵詞：建筑抗震設計；結構設計；結構圈梁和構造柱；剛度
唐山大地震、汶川大震動、921臺灣大地震、2011年3月的日本大地震，讓人們一次次感受著大自然的威力與無情。我國位于環(huán)太平洋地震帶與歐亞地震帶之間，地震活動頻度高、強度大、震源淺、分布也很廣。據(jù)有關機構的調查統(tǒng)計，地震災害中人員傷亡的90%是因為房屋的倒塌造成的。所以在建筑物建設過程中應該要重視建筑物的抗震設計，避免和減少地震發(fā)生時大量人員傷亡和財產損失。
一、我國建筑工程中設計和施工中存在的問題
（一）建筑工程中出現(xiàn)的設計問題
1.結構設計
城市住宅建筑中，房屋超高或超層情況常常出現(xiàn)，特別是底層為店面，上層為住房的建筑，高度很多都超過限值，片面追求室內大空間的需求。不論農村還是城市，建筑的底層或頂層采用混雜結構體系的情況時有出現(xiàn)，即鋼筋砼內框架結構只在在底層或頂層部分采用，有些建筑是將構造柱和圈梁局部加大當作框架結構。有的設計者為追求房屋布局，設計時出現(xiàn)了縱、橫墻沿平面布置不能對齊或墻體沿豎向布置上下不連續(xù)等等情況。
2.抗震計算
在建筑抗震設計中，很多設計者沒有做抗震承載力計算，加上某些設計者工程經(jīng)驗比較缺乏，使相近的建筑采用的砌體強度等級差距比較大。我國現(xiàn)在是以設計烈度7度為防震設計的設防起點。其中高層建筑抗震設防規(guī)定應符合：甲類建筑應按高于本地區(qū)抗震設防烈度計算，其值應按批準的地震安全性評價結果確定。乙、丙類建筑應按照地區(qū)抗震設防烈度計算。
3. 設計人員的設計理念
我國建筑設計人員對抗震設計的設計理念較為滯后。日本在建筑設計和施工中對抗震有三種構造概念：耐震、制震和免震。耐震為最普通級別，主要用在低層建筑中。制震則是讓建筑物在地震晃動中，集中在一個地方造成損害，但其他地方不會發(fā)生損毀。耐震其中一種做法是在建筑物中放置阻尼器，讓這個部分吸收地震能量，從而保護建筑物本身。免震成本過高，在實際運用上不是很多。
（二）建筑工程的施工問題
1.人員施工技藝差異
施工過程中施工人員技術參差不齊，易造成施工方法不當；施工單位偷工減料，澆筑砼強度不夠，梁柱配筋不夠。例如框架柱的砼強度和配筋不足，導致實際軸壓比會超限，柱子的抗彎抗剪能力下降，使房屋出現(xiàn)整幢傾倒，柱子折斷和壓饋的情況。施工工藝上出現(xiàn)不完善，例如箍筋錨固差，無加密區(qū)等，對構造柱砼約束很不好，使構造柱在受到地震能量沖擊時出現(xiàn)壓屈、壓饋等情況。構造柱施工是先砌墻后澆筑，在砌墻過程中，由于砂漿和碎磚常掉入構造柱底部，而構造柱內的施工垃圾又不宜清理，如果不打掃干凈就會造成柱子澆筑后連接不好。在構造柱澆筑過程中，施工人員有時振動捧插入不到位，振搗不夠，混凝土不密實，就會出現(xiàn)蜂窩和露筋現(xiàn)象。
2.施工過程中各專業(yè)、設計者與施工者缺乏溝通
建筑設計中各專業(yè)的設計者之間、設計者與施工者之間溝通和協(xié)調情況較差。造成各專業(yè)之間的“撞車”，例如：因為要滿足墻體表面的美觀要求，強弱電設計通常采用暗敷管線，施工方會鑿墻開槽用于在預埋管線，特別是管線比較密集的地方，對墻體更是損傷較大。豎向管線會使墻體形成通縫，橫向管線會造成墻體截面尺寸不足，其對房屋的抗震效果影響不言而喻。
二、建筑工程中抗震設計和施工中問題的改進
（一）設計環(huán)節(jié)中的改進
1.選擇合理的修建地址。選擇對抗震有利的地段，如堅硬土，質地均勻的中硬土。避開軟土，滲水土，非巖質的陡坡，河岸邊坡的邊緣地帶等。嚴禁在危險的地段修建。
2.設計人員應提高設計水平，正確選擇用抗震設防烈度，強調概念設計，結構體系合理。還要重視抗震計算，建筑設計除了要進行結構計算、建筑節(jié)能計算外，同樣要重視抗震計算。通過計算數(shù)據(jù)來判斷抗震薄弱環(huán)節(jié)，使抗震計算和概念設計相統(tǒng)一。
3.建筑的平面布置、立面外觀造型設計和抗側力結構的平面布置宜規(guī)則、對稱。對體型復雜、平面不規(guī)整的建筑，要在適當?shù)牟糠衷O置防震縫。例如設防烈度為8度和9度時，在房屋的立面高差、錯層較大、質量及剛度不同時，應該利用防震縫把建筑結構分割成平面和體形規(guī)整的多個獨立部份。這樣就能減少地震時附加扭轉效應。
4.設計中應該增強多層結構房屋的剛度和整體性。例如建筑結構的側向剛度宜均勻變化，墻體沿豎向面罩上下應連接；豎向抗側力結構的截面和材料強度等級自下而上要逐漸減少，避免抗側力構件的承載力的突變。增加樓板對縱向和橫向墻體的約束作用。這樣構造柱，縱向橫向墻體、樓板就構起了一個整體，增強了建筑的空間整體剛度，從而提高房屋的抗震性能。
5.合理設置結構圈梁和構造柱。對橫墻較多的多層建筑，要設置構造柱；對橫墻較少的多層建筑應根據(jù)房屋增加一層或兩層后的層數(shù)，設置構造柱。對橫墻承重或縱橫墻共同承重的裝配式鋼筋砼樓或屋蓋的多層建筑，應該要設置圈梁；對于隔開間或每開間設置構造多層建筑，應沿設有構造柱的橫墻及內、外縱墻在每層樓蓋和屋蓋處都設置閉合的圈梁。這樣就使圈梁在平面內形成連通閉合的網(wǎng)絡與構造柱連接在一起對墻體及平面進行約束，提高墻體的抗剪能力和堅向剛度，是有效的抗倒塌措施。
6.提高砌筑砂漿的強度等級。底層砂漿等級相對于頂層的等級要有所提高，承重墻等級相對于非隨重墻的有所提高，樓梯間墻體等級相對于其它墻體要有所提高。
7.與相關專業(yè)設計人員有效溝通把暗敷管線設計做到盡可能周全。不要二次開鑿對墻體造成傷害，使砌體的剛性強度有突變，從而讓建筑的整體抗震性受到影響。
（二）建筑工程施工環(huán)節(jié)問題的改進
中圖分類號：S611文獻標識碼： A
0.前言
地震是威脅人類安全的主要自然災害之一，根據(jù)中國地震局的預測，目前我國大陸已進入了第五個地震活躍期。近幾年來，一些國家和我國部分地區(qū)相繼發(fā)生了強烈地震，造成很大的損失。地震具有突發(fā)性強、破壞性大和比較難預測的特點，目前地震的監(jiān)測預報還是世界性的難題，很難做出準確的臨震預報，而且即使做到了震前預報，如果工程設施的抗震性能薄弱，也難以避免經(jīng)濟損失。因此，實施有效的抗震設防仍然是當前防震減災的關鍵性工作，必須繼續(xù)執(zhí)行預防為主、平震結合方針。貫徹執(zhí)行新修訂的建筑抗震設計規(guī)范就是執(zhí)行這一方針的重要手段。
國內外的地震經(jīng)驗教訓表明，嚴格執(zhí)行工程建設強制性標準，搞好新建工程的抗震設計，對原有未經(jīng)抗震設計工程進行抗震加固等，是減輕地震災害的最直接、有效的途徑和方法。這方面有很多成功的經(jīng)驗，在我國新疆伽師地區(qū)，嚴格按抗震規(guī)范設計建造的工程，經(jīng)歷了近幾年多次地震均未發(fā)生損壞；云南麗江地區(qū)經(jīng)過抗震加固的房屋，美國、日本等發(fā)達國家，一直把提高工程結構的抗震能力作為最大限度地減輕地震災害的基本手段。許多震害分析表明，雖然人類目前尚無法避免地震的發(fā)生，但切實可行的抗震措施使人類可以有效地避免或減輕地震造成的災害。新修訂的《建筑抗震設計規(guī)范》GB50010-2010就是將一系列的抗震技術措施以技術標準的形式確定下來，作為結構工程師進行建筑工程抗震設計和抗震防災部門進行抗震設防管理的依據(jù)。
1 現(xiàn)行抗震設計規(guī)范的主要特點
我國現(xiàn)行《建筑抗震設計規(guī)范》GB50010-2010是對近年來我國在建筑物抗震防災領域的研究成果和經(jīng)驗教訓的基礎上制定的，和GB50011-2001相比在抗震理論和設計方法的主要變化如下：（1）2010規(guī)范對抗震設防依據(jù)、場地劃分和地基基礎設計的規(guī)定做了調整和改進。
（2）2010規(guī)范對地震作用和抗震驗算方法做了較為具體的規(guī)定，提出了長周期和不同阻尼比的設計反應譜，并對建筑結構分析適用模型作出了較明確的規(guī)定，增加了彈性分析和彈塑性分析的要求，當側移附加彎矩大于水平力作用下構件彎矩的110時，應考慮重力二階效應；明確了按樓蓋剛度、扭轉效應等的區(qū)別對待劃分平面結構和空間結構分析的要求；對結構分析計算軟件的選擇和對電算結果的分析判斷提出明確要求。
（3）對建筑結構地震作用的取值，從特征周期、最小地震力、偶然偏心和雙向水平地震等四個方面來控制建筑結構地震作用。
（4）增加了結構彈塑性變形驗算的規(guī)定，層間變形可采用靜力的彈塑性計算方法，即所謂推覆（push-over）方法予以簡化計算。
（5）提出增加各類建筑結構延性的設計和構造要求。
（6）新增了若干類結構的抗震設計原則，如配筋混凝土小砌塊房屋、鋼筋混凝土筒體結構、高強混凝土和預應力混凝土結構、高層和多層鋼結構等。
（7）規(guī)定了隔震結構設計的具體要求和技術措
施。
（8）規(guī)定了消能減震結構的具體措施。在建筑結構中設置消能器以吸收和耗散地震能量是實現(xiàn)基于性能要求的抗震設計的一種技術措施。
（9）明確了非結構構件抗震設計的要求。
從以上幾點可以看出，現(xiàn)行新規(guī)范GB50010-2010比GB50011-2001在抗震設計理論和計算方法以及抗震構造等方面做了更詳細的規(guī)定，并對減震消能設計等均做了規(guī)定，使得這些新技術能夠得到有依據(jù)的推廣。
2 新抗震規(guī)范對抗震設計的影響
目前各國抗震設計規(guī)范中普遍采用的是“小震不壞，中震可修，大震不倒”三水準設防的抗震設計方法，是以保證生命安全為單一設防目標。盡管它可以做到在大震時主體結構可以避免倒塌以保證生命的安全，但是對一些現(xiàn)代建筑，內部設備的價值遠遠超出結構自身的價值，且由于建筑物功能的不同重要性，如醫(yī)院、核電站等重要建筑，建筑物破壞所導致的直接經(jīng)濟損失、間接經(jīng)濟損失以及人員傷亡等方面的損失將是巨大的。因而現(xiàn)代建筑不僅要防止結構倒塌還要考慮控制經(jīng)濟損失、保證結構使用功能的延續(xù)等問題。正是基于這種情況，美國學者率先提出了基于性能的抗震設計概念(performance-based Design)，引起整個地震工程界極大的興趣?；谛阅茉O計的理念在于根據(jù)災害荷載的不確定性（發(fā)生時間、強度、作用歷時等的變化）以及抗力的不確定性的特點對不同風險度水平的災害荷載作用（地震等），將建筑物設計成滿足不同功能要求，保障建筑物在整個運行期充分發(fā)揮功能，方便維護和改建，符合經(jīng)濟目的。
結構構件在地震作用下的破壞程度與結構的位移響應和構件的變形能力有關，用位移控制結構在地震作用下的性能更為合理。因此在提出基于性能的結構抗震設計概念時，將地震作用下結構位移（變形）反應作為衡量結構性能的重要指標。
基于性能抗震設計制定的設計規(guī)范與基于性能進行工程抗震設計的主要區(qū)別是：基于性能制定抗震設計規(guī)范，確定其目標性能水平時要充分考慮全社會的經(jīng)濟發(fā)展狀況，以及所有可能涉及到的結構形式，建筑物的用途，最后綜合確定規(guī)范抗震性能水平，這也是抗震設計必須達到的最低要求，且在實現(xiàn)基于性能抗震設計時，規(guī)范必須要做到明確且簡單實用。而基于性能抗震工程為某一工程項目從開始提出，一直到最后包括使用期間維護在內的整個使用壽命的全過程。它包括選擇設計標準，恰當?shù)慕Y構形式和布局，結構細部設計和非結構構件的設計，保證和控制施工質量和長時間的維護，使之在使用期間，在可能遭受的不同水平地震作用下，能達到預先確定的不同性能水平。在這里，結構目標性能水平需要業(yè)主根據(jù)建筑功能、用途和經(jīng)濟條件，以及和結構工程師相互討論決定。而結構工程師也應該提供初始造價、維護造價、以及在地震后可能的損壞以及修復費用，使結構在整個生命周期內費用達到最小。
3新抗震規(guī)范的精髓歸納為以下幾點
3.1 建筑選地
選擇對建筑抗震有利的場地，宜避開對建筑抗震不利的地段，不應在危險地段建造甲、乙、丙類建筑。對于不利地段，結構工程師應提出避開要求，當無法避開時，應采取有效措施，這就考慮了地震因場地條件間接引起結構破壞的原因，諸如地基土的不均勻沉陷、地震引起的地表錯動與地裂。
3.2 建筑的平立面布置
建筑的平立面布置應符合概念設計的要求，不應采用嚴重不規(guī)則的方案。不規(guī)則的建筑，在結構設計時要進行水平地震作用計算和內力調整，并應對薄弱部位采取有效的抗震構造措施。借鑒國際的通行做法，參考外國規(guī)范，使我們的設計更加完善合理。
3.3 結構材料選擇與結構體系的確定應符合抗震結構的要求
采用哪一種結構材料，什么樣的結構體系，經(jīng)技術經(jīng)濟條件比較綜合確定。同時力求結構的延性好、強度與重力比值大、勻質性好、正交各向同性，盡量降低房屋重心，充分發(fā)揮材料的強度，并提出了結構兩個主軸方向的動力特性(周期和振型)相近的抗震概念。
3.4 盡可能設置多道抗震防線
地震有一定的持續(xù)時間，而且可能多次往復作用，根據(jù)地震后倒塌的建筑物的分析，我們知道地震的往復作用使結構遭到嚴重破壞，而最后倒塌則是結構因破壞而喪失了承受重力荷載的能力。適當處理構件的強弱關系，使其形成多道防線，是增加結構抗震能力的重要措施。例如單一的框架結構，框架就成為唯一的抗側力構件，那么采用“強柱弱梁”型延性框架，在水平地震作用下，梁的屈服先于柱的屈服，就可以做到利用梁的變形消耗地震能量，使框架柱退居到第二道防線的位置。
3.5 具有合理的剛度和承載力分布以及與之匹配的延性
提高結構的抗側移剛度，往往是以提高工程造價及降低結構延性指標為代價的。要使建筑物在遭受強烈地震時，具有很強的抗倒塌能力，最理想的是使結構中的所有構件及構件中的所有桿件都具有較高的延性，然而實際工程中很難做到。有選擇地提高結構中的重要構件以及關鍵桿作的延性是比較經(jīng)濟有效的辦法。例如上剛下柔的框支墻結構，應重點提高轉換層以下的各層的構件延性。對于框架和框架簡體，應優(yōu)先提高柱的延性。在工程設計中另一種提高結構延性的辦法是結構承載力無明顯降低的前提下，控制構件的破壞形態(tài)，減小受壓構件的軸壓比(同時還應注意適當降低剪壓比)，提高柱的延性。
3.6 確保結構的整體性
各構件之間的連接必須可靠，符合下列要求：① 構件節(jié)點的承載力不應低于其連接構件的承載力，當構件屈服、剛度退化時，節(jié)點應保持承載力和剛度不變。② 預埋件的錨固承載力不應低于連接件的承載力。③ 裝配式的連接應保證結構的整體性，各抗側力構件必須有可靠的措施以確保空問協(xié)同工作。④ 結構應具有連續(xù)性，注重施工質量，避免施工不當使結構的連續(xù)性遭到削弱甚至破壞。
3.7 規(guī)范與設計新抗震規(guī)范已將設計中常出現(xiàn)的問題做出了具體規(guī)定
① 體形復雜的建筑不一概提倡設防震縫。②對規(guī)則結構與不規(guī)則結構做出了定量的劃分。并用強制性條文對建筑師的建筑設計方案提出了限制。如規(guī)范規(guī)定，“建筑設計應符合抗震概念設計的要求，不應采用嚴重不規(guī)則的方案”。③ 預應力混凝土的抗側力構件，應配有足夠的非予應力鋼筋。④非結構構件與其結構主體的連接，應進行抗震設計，如幕墻、附屬機械、電氣設備系統(tǒng)支座和連接等需符合地震時對使用功能的要求。⑤ 投資方愿意通過增加投資來提高安全要求的抗震建筑，采用隔震和消能減震設計。⑥ 結構材料的選用應減少材料的脆性，優(yōu)先采用延性、韌性和可焊性較好的鋼筋和規(guī)定強度等級范圍內的混凝土。通過執(zhí)行新抗震規(guī)范中的各項規(guī)定，來保證抗震概念設計的完成通過遵循抗震概念設計的原則，使建筑物具有可靠的抗震性能。概念設計決定建筑物的抗震性能，如果概念設計不適宜于抗震 那么不管多“精密”的計算也無濟于事。當然，在做好概念設計的基礎上也要認真計算做好定量分析。新抗震規(guī)范對于各構件在抗震計算中的作用及各項參數(shù)的選取作了詳盡的規(guī)定，并且提出了在建筑物內設置地震反應觀測系統(tǒng)的要求，這標志我國建筑工程抗震科學的發(fā)展進步。
3.8 鋼筋混凝土結構是常用的結構形式
引言
汶川地震發(fā)生后,根據(jù)建設部落實國務院《汶川地震災后恢復重建條例》的要求，相關部門在2008 年7 月底推出了針對GB 50011-2001《建筑抗震設計規(guī)范》的修訂2008 版(以下簡稱新“抗規(guī)”)，變電站是電網(wǎng)的重要組成部分，變電站的抗震設計十分重要，筆者就近兩年來新“抗規(guī)”在變電工程中的應用做經(jīng)驗總結并提出設計建議，以供同類工程參考。
1.更加重視山區(qū)變電站的選址工作
變電站的選址是建設變電工程的首要步驟，對工程建設的投資和建設速度有重大影響，是工程經(jīng)濟效益和社會效益的決定性因素之一。
新“抗規(guī)”的3.3.5 條是本次修訂新增的條款，針對山區(qū)房屋選址和地基基礎設計，提出明確的抗震要求：“1.山區(qū)建筑場地應根據(jù)地質、地形條件和使用要求，因地制宜設置符合抗震設防要求的邊坡工程；邊坡應避免深挖高填，坡高大且穩(wěn)定性差的邊坡應采用后仰放坡或分階放坡。2. 建筑基礎與土質、強風化巖質邊坡的邊緣應留有足夠的距離，其值應根據(jù)抗震設防烈度的高低確定，并采取措施避免地震時地基基礎破壞。”
在兼顧出線規(guī)劃及工藝布局的前提下，山區(qū)變電站應結合自然地形布置，高差較大區(qū)根據(jù)配電裝置區(qū)分成臺階式布置，邊坡較多的采用了分階放坡的方式。主控樓、配電間及構支架靠近邊坡布置時，其基礎距坡頂和坡腳的安全距離應據(jù)抗震設防烈度確定。新“抗規(guī)”的4.1.8條也更加明確了不利地段的地震影響系數(shù)最大值應乘以增大系數(shù)，其值“在1.1~1.6范圍內采用”。山區(qū)變電站選址時若無法避開、非巖石的陡坡、河岸和邊坡邊緣等不利地段不利地段時，必須按增大系數(shù)認真核算地震作用的影響。
2.變電站內建筑物要考慮樓梯間對整體結構的影響
地震中出現(xiàn)的樓梯破壞形態(tài)，以樓梯的扭轉破壞、梯板的剪拉破壞以及梯梁、梯柱的破壞這幾種形式為主?？梢?，樓梯的抗震設計是關乎生命的重要內容。傳統(tǒng)的計算在軟件建模時，多數(shù)情況下是將樓梯間開洞或者設板厚為零，將樓梯的豎向荷載傳遞到相應框架梁、柱或墻上，并未將樓梯的構件作為結構的一部分來考慮，然后再使用其他軟件對樓梯構件進行補充計算。經(jīng)過這樣的處理，雖然是簡化了計算，但是卻忽略了樓梯間對整體結構的影響，與實際受力情況有很大出入。事實上，整個樓梯在地震荷載作用下起到了一個K形支撐的作用，樓梯平臺板的平面面內剛度相當大，地震時會將較大的水平力傳遞到樓梯的平臺梁以及梯段板，導致平臺梁發(fā)生剪扭破壞，梯段板則會發(fā)生拉彎破壞、壓彎破壞。若是把平臺梁和梯段板僅作為受彎構件來考慮，顯然偏于不安全。
新“抗規(guī)”對建筑方案的各種不規(guī)則性，分別給出處理對策，以提高建筑設計和結構設計的協(xié)調性。今后的變電站建筑物設計中，盡量避免不規(guī)則的平、立面。同時，樓梯間不宜布設在主控樓、配電裝置樓的端部或拐角處。新“抗規(guī)”3.6.6條中明確要求“計算中應考慮樓梯構件的影響”；7.3.8條也對樓梯間提出了幾項具體要求提高樓梯間的構造措施“1.頂層樓梯間橫墻和外墻應沿墻高每隔500mm設2φ6通長鋼筋；7~9度時其它各層樓梯間墻體應在休息平臺或樓層半高處設置60mm厚的鋼筋混凝土帶或配筋磚帶，其砂漿強度等級不應低于M7.5, 縱向鋼筋不應少于2φ10。2.樓梯間及門廳內墻陽角處的大梁支承長度不應小于500mm, 并應與圈梁連接。3.裝配式樓梯段應與平臺板的梁可靠連接；不應采用墻中懸挑式踏步或踏步豎肋插入墻體的樓梯，不應采用無筋磚砌欄板。4.突出屋頂?shù)臉?、電梯間，構造柱應伸到頂部，并與頂部圈梁連接，內外墻交接處應沿墻高每隔500mm設2φ6通長拉結鋼筋?！备倪M計算方法的關鍵就是要建立樓梯間正確的計算模型，將樓梯參與整體計算，以考慮地震作用。此外，建議適當加厚梯板,并將負筋拉通,使其剛度均勻；梯板和平臺板均采用雙面雙向配筋，以提高延性；平臺梁受扭較明顯，也要適當加大截面, 并加強其上、下的縱筋和箍筋；梯柱的體積配箍率也可以相應加大，箍筋沿柱全高加密，控制剪壓比，避免梯柱過早產生脆性破壞；在梯板轉角處要局部加強構造措施。
3.注意材料性能指標的修改
在新“抗規(guī)”中，3.9.2條及3.9.3條分別對結構材料性能指標應符合的最低要求及宜符合的要求進行了修改。3.9.2條中把“普通粘土磚”改成了“普通磚”，“多孔粘土磚”改成了“多孔磚”，今后在選擇變電站建構筑物的砌體結構材料時，適用范圍更寬了些；由于鋼筋伸長率是控制鋼筋延性的重要性能指標，對抗震等級為一、二級的框架結構的鋼筋性能增加了新的要求：“鋼筋在最大拉力下的總伸長率實測值不應小于9%”；結構鋼材的性能指標，也將分子、分母對換，改為“屈服強度實測值與抗拉強度實測值的比值”。3.9.3 條對普通鋼筋的性能更明確了縱向受力鋼筋宜選用“符合抗震性能指標”的要求，而箍筋宜選用的型號中不再將HPB235 級鋼筋列入其中。變電站中鋼筋及鋼材的應用很廣，其材料性能指標必須引起重視，以保證建構筑物的質量。
4.認真執(zhí)行新增的強制性條文
新“抗規(guī)”的3.7.4條、3.9.4條、3.9.6條、5.4.3條、7.3.6條等，是將原來的一般性條文修訂為新的強制性條文。
設計過程中，變電站的主控樓及配電裝置樓多采用框架結構，其圍護墻和隔墻即使是屬于建筑非結構構件，也應根據(jù)新“抗規(guī)”3.7.4條考慮其設置對結構抗震的不利影響，以加強這些構件的抗震安全性。當僅考慮豎向地震作用時，新“抗規(guī)”5.4.3條也明確了“各類結構構件的承載力抗震調整系數(shù)均應采用1.0”，建模計算時要注意相關參數(shù)的取值。
有的變電站在施工過程中，由于采購原因或現(xiàn)場具體情況，有時施工或監(jiān)理會提出以強度等級較高的鋼筋替代原設計中的縱向受力鋼筋，此時，必須嚴格按照新“抗規(guī)”3.9.4條的規(guī)定“按照鋼筋承載力設計值相等的原則換算，并應滿足最小配筋率、抗裂驗算等要求。”只有滿足了這些要求，才可以同意進行鋼筋替換。還有新“抗規(guī)”3.9.6條的要求“鋼筋混凝土構造柱、芯柱和底部框架-抗震墻磚房中磚抗震墻的施工，應先砌墻后澆構造柱、芯柱和框架梁柱?！边@些都是為了實現(xiàn)預期的抗震設防目標，將構造要求和施工順序具體化，從而加強了對施工質量的監(jiān)督和控制。
根據(jù)電氣設備的需要，有的大型設備如筑變壓器、GIS設備等有時要布置在室內，因此結構常常要布設跨度不小于6m大梁。新“抗規(guī)”補充規(guī)定了大跨混凝土梁支承構件的構造和承載力要求，不允許采用一般的磚柱或磚墻，要嚴格按照7.3.6條對相應構件進行可靠連接，并采用一定的加強措施。
結語
隨著變電技術的不斷發(fā)展，變電站內建構筑物的高度越來越高、體型變化更為復雜，各種新型結構體系也在不斷出現(xiàn)，我們在認真執(zhí)行新“新抗規(guī)”設計的同時，為保證變電站的安全運行，還需要進一步去探討抗震設計理念。
參考文獻:
【1】建筑抗震設計規(guī)范（2008版）（GB50011-2001）
【2】建筑抗震設計規(guī)范（GB50011-2001）
【3】王亞勇. 概論汶川地震后我國建筑抗震設計標準的修訂. 土木工程學報, 2009
【4】王亞勇、戴國瑩. 《建筑抗震設計規(guī)范》的發(fā)展沿革和最新修訂.建筑結構學報，2010
