GB 50260-2013 电力设施抗震设计规范 (完整版)
1 总 则
1.0.1 为贯彻执行《中华人民共和国防震减灾法》,实行“以预防为主、防御与救助结合”的方针,使电力设施经抗震设防后,减轻电力设施的地震破坏,避免人员伤亡,减少经济损失,制定本规范。
1.0.2 本规范适用于抗震设防烈度6度至9度地区的新建、扩建、改建的下列电力设施的抗震设计:
1 单机容量为12MW~1000MW 火力发电厂的电力设施。
2 单机容量为10MW 及以上水力发电厂的有关电气设施。
3 电压等级为110kV~750kV 交流输变电工程中的电力设施。
4 电压等级为±660kV及以下直流输变电工程中的电力设施。
5 电力通信微波塔及其基础。
1.0.3 新建、改建和扩建的电力设施必须达到抗震设防要求。
1.0.4 按本规范设计的电力设施中的电气设施,当遭受到相当于本地区抗震设防烈度及以下的地震影响时,不应损坏,仍可继续使用;当遭受到高于本地区抗震设防烈度相应的罕遇地震影响时,不应严重损坏,经修理后即可恢复使用。
1.0.5 按本规范设计的电力设施的建(构)筑物,当遭受到低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时,主体结构不受损坏或不需修理仍可继续使用;当遭受到相当于本地区抗震设防烈度的设防地震影响时,可能发生损坏,但经一般修理或不需修理仍可继续使用;当遭受到高于本地区抗震设防烈度相应的罕遇地震影响时,不应倒塌或发生危及生命的严重破坏。
1.0.6 电力设施应根据其抗震的重要性和特点分为重要电力设施和一般电力设施,并应符合下列规定:
1 符合下列条款之一者为重要电力设施:
1) 单机容量为300MW及以上或规划容量为800MW 及以上的火力发电厂;
2) 停电会造成重要设备严重破坏或危及人身安全的工矿企业的自备电厂;
3) 设计容量为750MW 及以上的水力发电厂;
4)220kV 枢纽变电站,330kV~750kV变电站,330kV及以上换流站,500kV~750kV线路大跨越塔,±400kV及以上线路大跨越塔;
5) 不得中断的电力系统的通信设施;
6) 经主管部(委)批准的,在地震时必须保障正常供电的其他重要电力设施。
2 除重要电力设施以外的其他电力设施为一般电力设施。
1.0.7 电力设施中的建(构)筑物根据其重要性分为三类,并应符合下列规定:
1 重要电力设施中发电厂的主要建(构)筑物和输变电工程供电建(构)筑物为重点设防类,简称为乙类。
2 一般电力设施中的主要建(构)筑物和有连续生产运行设备的建(构)筑物以及公用建(构)筑物、重要材料库为标准设防类,简称为丙类。
3 乙、丙类以外的次要建(构)筑物为适度设防类,简称为丁类。
1.0.8 电力设施的抗震设防地震动参数或烈度必须按国家规定的权限审批、颁发的文件(图件)确定。
1.0.9 电力设施的抗震设防烈度或地震动参数应根据现行国家标准《中国地震动参数区划图》GB 18306的有关规定确定。对按有关规定做过地震安全性评价的工程场地,应按批准的抗震设防设计地震动参数或相应烈度进行抗震设防。重要电力设施中的电气设施可按抗震设防烈度提高1度设防,但抗震设防烈度为9度及以上时不再提高。
1.0.10 各抗震设防类别的建(构)筑物的抗震设防标准,均应符合现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223的有关规定。
1.0.11 当架空送电线路的重要大跨越杆塔和基础需提高1度设防时,应组织专家审查,并报主管单位核准。
1.0.12 电力设施中的电气设施和建(构)筑物的抗震设计除应符合本规范的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语和符号
3 场地
3.0.1 工程场地按照现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011可分为有利、一般、不利和危险地段。
3.0.2 工程场地的类别划分,应以土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度为准。
3.0.3 场地土层剪切波速的测量,应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定。
3.0.4 工程场地覆盖层厚度的确定,应符合下列要求:
1 一般情况下,应按地面至剪切波速大于500m/s 且其下卧各层岩土的剪切波速均不小于500m/s 的土层顶面的距离确定。
2 当地面5m以下存在剪切波速大于上部各土层的剪切波速2.5倍的土层,且该层及其下卧各层岩土的剪切波速均不小于400m/s时,可按地面至该土层顶面的距离确定。
3 剪切波速大于500m/s的孤石、透镜体,应视同周围土层。
4 土层中的火山岩硬夹层,应视为刚体,其厚度应从覆盖土层中扣除。
3.0.5 土层的等效剪切波速,应按下列公式计算:

式中: vse——土层等效剪切波速(m/s);
d0——计算深度(m),取覆盖层厚度和20m两者的较小值;
t——剪切波在地面至计算深度之间的传播时间(s);
di——计算深度范围内第i土层的厚度(m);
vsi——计算深度范围内第i土层的剪切波速(m/s);
n——计算深度范围内土层的分层数。
3.0.6 工程场地类别,应根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度按表3.0.6划分为四类,其中Ⅰ类分为Ⅰ0 、Ⅰ1 两个亚类。当有可靠的剪切波速和覆盖层厚度且其值处于表3.0.6所列场地类别的分界线附近时,应允许按插值方法确定地震作用计算所用的设计特征周期。
表3.0.6 场地覆盖层厚度

注:Vs为场地岩石剪切波速;Vse为场地土层等效剪切波速;d为覆盖层厚度(单位:m)。
3.0.7 场地内存在发震断裂时,应对断裂的工程影响进行评价,并应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定。
3.0.8 当需要在条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘 、非岩石和强风化岩石的陡坡、河岸和边坡边缘等不利地段进行建设时,除保证地震作用下的稳定性外,尚应估计不利地段对设计地震动参数可能产生的影响,应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011规定的方法对设计地震动参数进行修正。
3.0.9 场地地质勘察应划分对电力设施有利、一般、不利和危险的地段,并应提供电力设施的场地覆盖层厚度、土层剪切波速和岩土地震稳定性(滑坡、崩塌等)评价结果,以及对液化地基提供液化判别、液化等级、液化深度等数据。
3.0.10 输电线路勘察范围和勘察项目可按有关规定执行。
4 选址与总体布置
4.0.1 发电厂、变电站应选择在对抗震有利的地段,并应避开对抗震不利地段;当无法避开时,应采取有效措施。不得在危险地段选址。
4.0.2 发电厂不宜建在抗震设防烈度为9 度的地区。当必须在9度抗震设防烈度地区建厂时,重要电力设施应建在坚硬(坚硬土或岩石)场地。
4.0.3 发电厂的铁路、公路或变电站的进站道路应避开地震时可能发生崩塌、大面积滑坡、泥石流、地裂和错位的危险地段。
4.0.4 电力设施的主要生产建(构)筑物、设备,根据其所处场地的地质和地形,应选择对抗震有利的地段进行布置,并应避开不利地段。
4.0.5 当在8m以上高挡土墙、高边坡的上、下平台布置电力设施时,应根据其重要性适当增加电力设施至挡土墙或边坡的距离。
4.0.6 发电厂的燃油库、酸碱库、液氨脱硝剂制备及存储车间宜布置在厂区边缘较低处。燃油罐、酸碱罐、液氨罐四周应设防护围堤。
4.0.7 发电厂厂区的地下管、沟,宜简化和分散布置,并不宜平行布置在道路行车道下面,但抗震设防烈度为7 度~9 度地震区不应布置在主要道路行车道内。地下管、沟主干线应在地面上设置标志。
4.0.8 发电厂厂外的管、沟、栈桥不宜布置在遭受地震时可能发生崩塌、大面积滑坡、泥石流、地裂和错位等危险地段,宜避开洞穴和欠固结填土区。
4.0.9 发电厂的主厂房、办公楼、试验楼、食堂等人员密集的建筑物,主要出入口应设置安全通道,附近应有疏散场地。
4.0.10 发电厂道路边缘至建(构)筑物的距离应满足地震时消防通道不致被散落物阻塞的要求。
4.0.11 发电厂、变电站水准基点的布置应避开对抗震不利地段。
5 电气设施地震作用
5.0.1 电气设施的地震作用应接下列原则确定:
1 电气设施抗震验算应至少在两个水平轴方向分别计算水平地震作用,各方向的水平地震作用应由该方向抗侧力构件承担。
2 对质量和刚度不对称的结构,应计入水平地震作用下的扭转影晌。
3 抗震设防烈度为8度、9度时,大跨度设施和长悬臂结构应验算竖向地震作用。
5.0.2 电气设施可采用静力法、底部剪力法、振型分解反应谱法或时程分析法等进行抗震分析。
5.0.3 地震作用的地震影响系数应根据现行国家标准《中国地震动参数区划图》GB 18306的有关规定、场地类别、结构自振周期、阻尼比及本规范第1. O. 9条确定,并应符合下列要求:
1 水平地震影响系数最大值应根据设计基本地震加速度应按表5.0.3-1 采用,设计基本地震加速度应根据现行国家标准《中国地震动参数区划图》GB 18306取电气设施所在地的地震动峰值加速度。
2 水平地震影响系数特征周期应根据现行国家标准《中国地震动参数区划图》GB 18306取电气设施所在地反应谱特征周期,并根据场地类别调整确定;或根据国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011按电气设施所在地的设计地震分组和场地类别按表5.0.3-2采用。如按罕遇地震计算时特征周期增加0.05s。
注:周期大于6.0s的结构所采用的地震影响系数应专门研究。
表5.0.3-1 水平地震影响系数最大值

表5.0.3-2 特征周期值(s)

5.0.4 对已编制地震小区划的城市或开展工程场地地震安全性评价的场地,应按批准的设计地震动参数采用相应的地震影响系数。
5.0.5 地震作用的地震影响系数曲线的形状参数应符合下列要求:
1 对于Ⅱ类场地,地震作用的地震影响系数曲线(图5. 0. 5)的形状参数计算应符合下列规定:
1) 直线上升段,周期小于O.1s的区段;
2) 水平段,自O.1s至特征周期的区段;
3) 曲线下降段,自特征周期至5倍特征周期的区段;
4) 直线下降段,自5倍特征周期至6s区段;
5) 地震影响系数曲线按下式表达:


式中:α——地震影响系数;
αmax——地震影响系数最大值;
Tg——特征周期;
T——结构自振周期;
ζ——结构阻尼比;
γ——衰减指数;
η1——直线下降段的下降斜率调整系数,当计算值η1<0 时,η1应取为0;
η2——阻尼调整系数,当计算值η2<0.55 时,η2应取为O.55。

图5.0.5 地震影响系数曲线
2 对于其他类场地,计算地震作用的地震影响系数曲线形状参数按下式确定:
αs = η3α (5.0.5-5)
式中:αs的——不同类场地的地震影响系数;
α——按式(5.0.5-1)计算的地震影响系数值;
η3——地震影响系数最大值场地调整系数,应符合表5.0.5的规定。
表5.0.5 地震影响系数最大值场地调整系数

5.0.6 当采用底部剪力法进行结构水平地震作用计算(图5.0.6)时,结构的总水平地震作用标准值及各质点的水平地震作用标准值,应按下列公式计算:

图5.0.6 结构水平地震作用计算简图
1 结构总水平地震作用标准值应按下式计算:
FEK =α1Geq (5.0.6-1)
式中:FEK ——结构总水平地震作用标准值;
α1——对应于结构基本自振周期的水平地震影响系数,应按本规范第5.0.5条采用;
Geq——结构等效总重力荷载,单质点应取总重力荷载代表值,多质点可取总重力荷载代表值的85% 。
2 各质点的水平地震作用标准值应按下式计算:

式中:Fi——i质点的水平地震作用标准值;
Gi、Gj——分别为集中于质点i 、j 的重力荷载代表值;
Hi、Hj——分别为i、j质点的计算高度;
δn——顶部附加地震作用系数,可符合表5. O. 6 的规定。
表5.0.6 顶部附加地震作用系数

注:T1为结构的基本自振周期。
3 顶部附加水平地震作用应按下式计算:

式中:△Fn——顶部附加水平地震作用,应符合表5.0.6的要求。
5.0.7 当采用振型分解反应谱法时,所取振型数应能保证参与质量至少达到总质量的90%或以上。地震作用和作用效应应符合下列规定:
1 结构j振型i质点的水平地震作用标准值,应按下列公式确定:

式中:Fji ——j振型i质点的水平地震作用标准值;
αj ——相应于j 振型自振周期的水平地震影响系数,应按本规范第5. O. 5条采用;
γj ——j 振型的参与系数;
Xji——j振型i质点的水平相对位移;
Gi——i质点的重力荷载代表值,应包括全部恒荷载、固定设备重力荷载和附加在质点上的其他重力荷载。
2 当相邻振型周期比小于O.9时,各振型的水平地震作用效应(弯矩、剪力、轴向力和变形),应按下式进行计算:

式中:SEk——水平地震作用效应;
Sj——j振型水平地震作用效应。
3 当相邻振型周期比大于0.9时,各振型的水平地震作用效应(弯矩、剪力、轴向力和变形),应按下列公式进行计算:

式中:SEk——水平地震作用效应:
Sj 、Sk——分别为j,k振型地震作用效应;
ζj、ζk——分别为j、k振型的阻尼比;
ρjk——j 振型与k振型的藕联系数;
λT——k振型与j振型的自振周期比。

