地震载荷

只有重要的设备要求地震情况下不得损坏时，才考虑地震载荷的校核。例如压力容器或塔式容器，地震造成损失大或有有害物质逸出，必须对高于10m以上且高度与直径比大于5的，在地震烈度为7或以上地区时进行校核

对于受地震破坏影响的机械设备钢机架，如其上无重型集中载荷(如塔楼)，基础又不在Ⅲ、Ⅳ类土场地(饱和松砂、淤泥和淤泥质土、充填土、杂填土等)，在地震烈度小于或等于8时，不必校验地震破坏

以下为圆形塔器的地震载荷计算示例

自振周期：

对等厚等直径的塔器

对不等厚等直径的塔器

式中　E——弹性模量，MPa；

m_o——塔的操作质量，kg；

m_i——不等厚等直径塔器的第i段的操作质量，kg；

D_i——塔壳内径，mm；

δ_c——塔壳有效厚度，mm；

I_i——第i段截面惯性矩，mm⁴；

H——圆形设备总高度，mm；

H_i——设备顶至第i段截面的距离，mm，见图2；

h_i——设备第i段集中质量距地面的高度，mm。对某一段，直径和厚度不变时，可处理为集中质量作用于该段中部

水平地震力的计算如下：

在任意高度h_k处的集中质量m_k引起的水平地震力F_k按下式计算：

式中　m_k——距地面高度h_k处的集中质量(见图2a)，kg；

g——重力加速度，g＝9.8m/s²；

C_z——考虑结构的综合影响系数，对圆形设备取0.5；

η_k——振型参与系数，按式(1)计算；

　　　　　　　　　　　　　　　　式(1)

α₁——对应于设备基本自振周期T₁的地震影响系数α值，查图1，曲线部分按式(2)计算，但不得小于0.2α_max，

　　　　　　　　　　　　　　　　式(2)

T_g——各类土的特征周期，见表1；

α_max——地震影响系数α₁的最大值，见表2

图1

表1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　场地土的特征周期T_g　　　　　　　　　　　　　　　　　s

场地土

近  震

远  震

场地土

近  震

远  震

Ⅰ

0.2

0.25

Ⅲ

0.4

0.55

Ⅱ

0.3

0.40

Ⅳ

0.65

0.85

表2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　地震影响系数α的最大值

设计烈度

7

8

9

α_max

0.23

0.45

0.90

计算地震载荷和风载荷的参数见图2及图3

图2

l₁，l₂，…—分段高度；P₁，P₂，…—各段的水平风力

图3

塔底截面处的垂直地震力

式中　α_vmax——垂直地震影响系数最大值，取α_vmax＝0.65α_max；

m_eq——塔器底截面的当量质量，取m_eq＝0.75m_o，kg

对于其他形状设备，计算方法类似，可参阅GB 50135—2006《高耸结构设计规范》及GB 50011—2001《建筑抗震设计规范》。其自振周期的计算还可参阅GB 50009—2001《建筑结构载荷规范》的附录，或GY 5001—2004《钢塔桅结构设计规范》，或按一般工程力学的方法进行计算

场地土详细分类方法可参看JB 4710—2004《钢制塔式容器》的附录