电气设备减震体系抗震设计方法的研究
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ＬＵ Ｚｈｉｃｈｅｎｇ，ＤＡＩ Ｚｅｂｉｎｇ，ＣＡＯ Ｍｅｉｇｅｎ，ＺＨＵ Ｚｈｕｂｉｎｇ
（Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００５５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｃｏｎｃｅｐｔ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ａｓｅｉｓｍｉｃ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｔａｉｌｓ ｏｆ ａｓｅｉｓｍｉｃ ｄｅｓｉｇｎ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｅ－ ｑｕｉｐｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｂｓｏｒｂｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ａｓｅｉｓｍｉｃ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｅｘａｍｐｌｅ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ａｓｅｉｓｍｉｃ ｄｅｓｉｇｎ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｉｔ ｉｓ ｆｅａｓｉｂｌｅ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃａｌ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｂｓｏｒｂｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ；ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ；ｄａｍｐｉｎｇ ｒａｔｉｏ； ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ａｓｅｉｓｍｉｃ ｄｅｓｉｇｎ
通常，电气设备减震 结 构 应 选 择Ｉ、ＩＩ类 场 地， 且宜选择对抗震 有 利 的 地 段，避 开 不 利 地 段；当 无 法 避 开 时 ，应 采 取 有 效 措 施 进 行 处 理 ． ２．１．２ 设 防 目 标 ［１］
１）当 遭 遇 到 多 遇 和 基 本 设 防 烈 度 地 震 影 响 时 ，不 受 损 坏 ，仍 可 继 续 使 用 ．
２ 电 气 设 备 减 震 结 构 的 初 步 设 计 和 抗震计算
对 于 电 气 设 备 减 震 体 系 中 ，良 好 的 初 步 设 计 和 抗震计算是抗震设计的至关重要的环节． ２．１ 电 气 设 备 减 震 结 构 适 用 范 围 和 设 防 目 标 的
减 震 装 置 应 用 于 电 气 设 备 中 ，是 有 适 用 范 围 和 设防目标的． ２．１．１ 适 用 范 围
作 者 简 介 ：卢 智 成 （１９７８－），男 ，高 级 工 程 师 ，主 要 从 事 电 力 设 施 振 动 控 制 研 究 ．
１８８
武 汉 大 学 学 报 （工 学 版 ）
第 ４３ 卷
２）当 遭 遇 到 罕 遇 烈 度 地 震 作 用 时，不 致 严 重 损 坏 ，经 修 理 后 即 可 恢 复 ．
以上设防目标与建筑结构抗震设防目标23是不同的建筑结构抗震设防目标是要达到小震不坏中震可修大震不倒这是由于建筑物通常是由钢筋混凝土钢结构或是钢一混凝土组合等材料组成这些材料构成的构件一般具有较好的延性即构件屈服后有较好的变形耗散掉一部分地震能量因此在中震时就允许结构构件有破损经过修理就可继续正常使用大震时允许有些重要次要构件破坏保证建筑物不倒即可
电气设备减震结构是一种新型的抗震结构形 式，结构在实际地 震 中 的 减 震 效 果 尚 待 检 验．目 前 宜 维 持 电 气 设 备 结 构 的 自 身 抗 震 可 靠 度 不 变 ，而 利 用减震元件的减震作用来进一步提高结构的可靠 度和安全性． ２．２ 减 震 装 置 的 类 型 、数 量 和 布 置 方 式
由 于 电 气 设 备 减 震 结 构 具 有 特 殊 性 ，不 能 完 全 按 照 建 筑 物 减 震 结 构 进 行 抗 震 设 计 ，目 前 针 对 电 气 设备减震结构的抗震设计方法的专门研究不多见， 因此本文针对主要电气设备减震体系抗震设计方 法 进 行 研 究 ．减 震 体 系 的 抗 震 设 计 方 法 主 要 包 括 初 步 设 计 、抗 震 计 算 以 及 抗 震 构 造 要 求 ．
以上设防目 标 与 建 筑 结 构 抗 震 设 防 目 标 是 ［２］ 不同的，建筑结构抗 震 设 防 目 标 是 要 达 到 “小 震 不 坏，中震可修，大震 不 倒”，这 是 由 于 建 筑 物 通 常 是 由钢 筋 混 凝 土、钢 结 构 或 是 钢－混 凝 土 组 合 等 材 料 组成，这些材料构 成 的 构 件 一 般 具 有 较 好 的 延 性， 即构件屈服后有较好的变形耗散掉一部分地震能 量 ，因 此 在 中 震 时 就 允 许 结 构 构 件 有 破 损 经 过 修 理 就可继续正常使 用，大 震 时 允 许 有 些 重 要、次 要 构 件 破 坏 保 证 建 筑 物 不 倒 即 可 ．而 电 气 设 备 体 系 中 的 电气设备是由脆 性 材 料 组 成，延 性 较 差，因 此 设 防 目 标 需 要 定 得 高 些 ，即 使 在 大 震 作 用 下 电 气 设 备 体 系 只 允 许 出 现 部 分 部 件 出 现 破 损 ，只 需 要 修 理 就 可 恢复正常工作状态．
第４３卷 增刊 ２０１０ 年 ８ 月
武 汉 大 学 学 报 （工 学 版 ） Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
Ｖｏｌ．４３Ｓｕｐ． Ａｕｇ．２０１０
文 章 编 号 ：１６７１－８８４４（２０１０）Ｓ１－０１８７－０４
电气设备减震体系抗震设计方法的研究
卢 智 成 ，代 泽 兵 ，曹 枚 根 ，朱 祝 兵
图 １ 电 气 设 备 分 析 模 型
１）多 遇 地 震 作 用 下 的 计 算 多遇地震作用下的最大加速度和最大位移响
应 计 算 见 表 １，主 要 部 件 的 最 大 作 用 力 计 算 见 表 ２． 从 表 １ 和 表 ２ 可 以 看 出 ：支 架 的 最 大 位 移 角 为
一 般 只 提 供 刚 度 不 提 供 阻 尼 ；第 ２ 阶 段 是 在 罕 遇 地
震下的变形验算和抗震承载力验算．
１）多遇地震作用下减震结构的抗震强度与 变
形验算
对 电 气 设 备 减 震 结 构 的 地 震 作 用 计 算 时 ，减 震
装置附加给结构的刚度和阻尼估算为
ξ＝ Ｗｈ／（４πＷｊ）
（１）
对 高 耸 电 气 设 备 抗 风 设 计 有 很 高 要 求 ，可 以 选 择粘弹性、粘滞性 减 震 装 置；结 构 增 加 阻 尼 的 同 时 也需要增加刚度，可 以 选 择 金 属 减 震 装 置、摩 擦 型 减震装置；结构若 不 期 望 增 加 刚 度，粘 滞 减 震 装 置 是最好的 选 择；如 果 场 地 所 处 环 境 的 温 度 变 化 较 大，可以选择 金 属 减 震 装 置 和 摩 擦 耗 能 装 置［３］．此 外需要考 虑 减 震 装 置 受 环 境 的 影 响 程 度、施 工 方 便 、造 价 低 廉 等 方 面 ．
关 键 词 ：电 气 设 备 ；减 震 体 系 ；减 震 装 置 ；阻 尼 比 ；抗 震 设 计 方 法 中 图 分 类 号 ：ＴＵ ３９ 文 献 标 志 码 ：Ａ
Ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ａｓｅｉｓｍｉｃ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ ｗｉｔｈ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｂｓｏｒｂｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ
式中：ξ为减震结构的附 加 阻 尼 比；Ｗｈ 为 减 震 装 置
在结构预期位移下 往 复 一 周 所 消 耗 的 能 量；Ｗｊ 为
设置减震装置的结构在预期位移下的总应变能．
求 出 结 构 的 等 效 刚 度 和 等 效 阻 尼 ，并 通 过 静 力
法 、动 力 分 析 法 等 抗 震 分 析 方 法 求 出 结 构 的 地 震 作
足文 献 ［５］《高 压 电 气 设 备 减 震 技 术 规 定 》（ＤＬ－
ＧＪ１６０－２００３）要 求 ．
３ 减震结构的构造要求
减震装置与结构的连接和构造： １）根据减震装置的规格尺寸和性能参数以 及 主 体 结 构 设 置 部 位 的 具 体 情 况 ，设 计 减 震 装 置 的 形 式和尺寸． ２）减 震 装 置 与 结 构 节 点 连 接，应 符 合 构 件 连 接 的 构 造 要 求 ，并 能 承 担 减 震 装 置 施 加 给 连 接 节 点 的最大作用力． ３）与 减 震 部 件 相 连 的 结 构 构 件，应 计 入 减 震 装 置 传 递 的 附 加 内 力 ，并 将 其 传 递 到 基 础 ． ４）减震装置及其连接构件应具有良好的耐 久 性能和较好的易维护性． ５）减震装置与主体结构的连接一般通过预 埋 件 或 连 接 件 来 实 现 ．减 震 装 置 与 主 体 结 构 的 连 接 应 考 虑 到 施 工 制 作 的 方 便 和 易 于 更 换 ，一 般 采 用 螺 栓 连 接 ，或 采 用 销 栓 连 接 ．
２）罕遇地震作用下减震结构的抗震强度与 变
形验算
在 罕 遇 地 震 作 用 下 ，减 震 体 系 薄 弱 层 弹 塑 性 位
移 （主 要 针 对 电 气 设 备 支 架 ）应 满 足 下 式 要 求 ，判 断
标准按照《建 筑 抗 震 设 计 规 范》（ＧＢ５００１１－２００１）来
确定，电气设备在 罕 遇 地 震 作 用 下，抗 震 强 度 应 满
用，获得结构的内 力 和 变 形．电 气 设 备 支 架 变 形 应
满 足 《建 筑 抗 震 设 计 规 范 》的 要 求 ，在 多 遇 地 震 作 用
下，减震结 构 的 最 大 层 间 弹 性 位 移 应 满 足 下 列 要
求，电气设备抗震强 度 满 足 《电 力 设 施 抗 震 设 计 规
范 》（ＧＢ５０２６０－９６）的 强 度 要 求 ．
电气设备减震结构的设计与建筑物减震结构 不同，建筑物结构通 常 分 成 ２ 个 阶 段 设 计：第 １ 阶 段 是 在 多 遇 地 震 作 用 下 ，结 构 弹 性 变 形 和 抗 震 承 载 力验算；第２阶段 是 在 罕 遇 地 震 作 用 下，验 算 结 构 的变形即可．
而 电 气 设 备 结 构 由 于 其 特 殊 性 ，也 是 进 行 ２ 个 阶段设计，但是设 计 内 容 有 差 别：第 １ 阶 段 是 在 多 遇地震作用下，结 构 弹 性 变 形 和 抗 震 承 载 力 验 算， 在 这 个 阶 段 减 震 装 置 由 于 没 有 产 生 塑 性 变 形 ，所 以
１ 引言
电 气 设 备 一 旦 遭 遇 强 烈 地 震 作 用 ，不 仅 设 备 自 身 受 到 严 重 损 坏 ，而 且 可 能 导 致 电 网 系 统 功 能 受 到 极 大 的 损 害 乃 至 彻 底 丧 失 ．电 气 设 备 可 以 通 过 加 设 减 震 装 置 ，尤 其 是 在 强 烈 地 震 作 用 且 设 备 发 生 类 共 振时，可以大大衰 减 地 震 输 入 的 能 量，保 护 整 气 设 备 减 震 体 系 抗 震 设 计 方 法 的 研 究
１８９
４ 计算实例
对 于 某 种 型 号 电 气 设 备 ，选 定 减 震 结 构 阻 尼 比 为０．０２（不 含 减 震 附 加 阻 尼 比），瓷 套 截 面 惯 性 矩 为 ２．６９Ｅ × １０７ ｍｍ４，瓷 套 极 限 破 坏 应 力 取 ３０ＭＰａ［５］，根据减震器 附 加 阻 尼 比 为 １５％ ～２５％． 选 定 减 震 器 参 数，减 震 体 系 分 析 有 限 元 模 型 见 图１．按照８度 抗 震 设 防，采 用 共 振 拍 波 进 行 地 震 激 励 ，对 体 系 在 多 遇 地 震 作 用 下 和 罕 遇 地 震 作 用 下 进行动力响应分析．
在初步确定 电 气 设 备 结 构 阻 尼 比 以 ［４］ 及 减 震 装置附加 给 结 构 的 阻 尼 比，并 选 定 合 适 的 耗 能 器 后 ，可 采 用 能 量 法 估 计 结 构 中 需 要 合 理 设 置 减 震 装 置 的 数 量 、布 置 方 式 ． ２．３ 电 气 设 备 减 震 结 构 的 抗 震 计 算
（中 国 电 力 科 学 研 究 院 ，北 京 １０００５５）
摘要：本 文 对 电 气 设 备 减 震 体 系 的 抗 震 设 计 方 法 进 行 研 究 ，从 减 震 体 系 的 概 念 设 计 、抗 震 计 算 以 及 构 造 要 求 这
几 个 方 面 加 以 分 析 ．结 合 工 程 计 算 实 例 ，验 证 了 这 种 抗 震 设 计 方 法 的 可 行 性 和 实 用 性 ．
（Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００５５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｃｏｎｃｅｐｔ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ａｓｅｉｓｍｉｃ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｔａｉｌｓ ｏｆ ａｓｅｉｓｍｉｃ ｄｅｓｉｇｎ ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｅ－ ｑｕｉｐｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｂｓｏｒｂｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ａｓｅｉｓｍｉｃ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｅｘａｍｐｌｅ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ａｓｅｉｓｍｉｃ ｄｅｓｉｇｎ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｉｔ ｉｓ ｆｅａｓｉｂｌｅ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃａｌ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｂｓｏｒｂｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ；ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ；ｄａｍｐｉｎｇ ｒａｔｉｏ； ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ａｓｅｉｓｍｉｃ ｄｅｓｉｇｎ
通常，电气设备减震 结 构 应 选 择Ｉ、ＩＩ类 场 地， 且宜选择对抗震 有 利 的 地 段，避 开 不 利 地 段；当 无 法 避 开 时 ，应 采 取 有 效 措 施 进 行 处 理 ． ２．１．２ 设 防 目 标 ［１］
１）当 遭 遇 到 多 遇 和 基 本 设 防 烈 度 地 震 影 响 时 ，不 受 损 坏 ，仍 可 继 续 使 用 ．
２ 电 气 设 备 减 震 结 构 的 初 步 设 计 和 抗震计算
对 于 电 气 设 备 减 震 体 系 中 ，良 好 的 初 步 设 计 和 抗震计算是抗震设计的至关重要的环节． ２．１ 电 气 设 备 减 震 结 构 适 用 范 围 和 设 防 目 标 的
减 震 装 置 应 用 于 电 气 设 备 中 ，是 有 适 用 范 围 和 设防目标的． ２．１．１ 适 用 范 围
作 者 简 介 ：卢 智 成 （１９７８－），男 ，高 级 工 程 师 ，主 要 从 事 电 力 设 施 振 动 控 制 研 究 ．
１８８
武 汉 大 学 学 报 （工 学 版 ）
第 ４３ 卷
２）当 遭 遇 到 罕 遇 烈 度 地 震 作 用 时，不 致 严 重 损 坏 ，经 修 理 后 即 可 恢 复 ．
以上设防目标与建筑结构抗震设防目标23是不同的建筑结构抗震设防目标是要达到小震不坏中震可修大震不倒这是由于建筑物通常是由钢筋混凝土钢结构或是钢一混凝土组合等材料组成这些材料构成的构件一般具有较好的延性即构件屈服后有较好的变形耗散掉一部分地震能量因此在中震时就允许结构构件有破损经过修理就可继续正常使用大震时允许有些重要次要构件破坏保证建筑物不倒即可
电气设备减震结构是一种新型的抗震结构形 式，结构在实际地 震 中 的 减 震 效 果 尚 待 检 验．目 前 宜 维 持 电 气 设 备 结 构 的 自 身 抗 震 可 靠 度 不 变 ，而 利 用减震元件的减震作用来进一步提高结构的可靠 度和安全性． ２．２ 减 震 装 置 的 类 型 、数 量 和 布 置 方 式
由 于 电 气 设 备 减 震 结 构 具 有 特 殊 性 ，不 能 完 全 按 照 建 筑 物 减 震 结 构 进 行 抗 震 设 计 ，目 前 针 对 电 气 设备减震结构的抗震设计方法的专门研究不多见， 因此本文针对主要电气设备减震体系抗震设计方 法 进 行 研 究 ．减 震 体 系 的 抗 震 设 计 方 法 主 要 包 括 初 步 设 计 、抗 震 计 算 以 及 抗 震 构 造 要 求 ．
以上设防目 标 与 建 筑 结 构 抗 震 设 防 目 标 是 ［２］ 不同的，建筑结构抗 震 设 防 目 标 是 要 达 到 “小 震 不 坏，中震可修，大震 不 倒”，这 是 由 于 建 筑 物 通 常 是 由钢 筋 混 凝 土、钢 结 构 或 是 钢－混 凝 土 组 合 等 材 料 组成，这些材料构 成 的 构 件 一 般 具 有 较 好 的 延 性， 即构件屈服后有较好的变形耗散掉一部分地震能 量 ，因 此 在 中 震 时 就 允 许 结 构 构 件 有 破 损 经 过 修 理 就可继续正常使 用，大 震 时 允 许 有 些 重 要、次 要 构 件 破 坏 保 证 建 筑 物 不 倒 即 可 ．而 电 气 设 备 体 系 中 的 电气设备是由脆 性 材 料 组 成，延 性 较 差，因 此 设 防 目 标 需 要 定 得 高 些 ，即 使 在 大 震 作 用 下 电 气 设 备 体 系 只 允 许 出 现 部 分 部 件 出 现 破 损 ，只 需 要 修 理 就 可 恢复正常工作状态．
第４３卷 增刊 ２０１０ 年 ８ 月
武 汉 大 学 学 报 （工 学 版 ） Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
Ｖｏｌ．４３Ｓｕｐ． Ａｕｇ．２０１０
文 章 编 号 ：１６７１－８８４４（２０１０）Ｓ１－０１８７－０４
电气设备减震体系抗震设计方法的研究
卢 智 成 ，代 泽 兵 ，曹 枚 根 ，朱 祝 兵
图 １ 电 气 设 备 分 析 模 型
１）多 遇 地 震 作 用 下 的 计 算 多遇地震作用下的最大加速度和最大位移响
应 计 算 见 表 １，主 要 部 件 的 最 大 作 用 力 计 算 见 表 ２． 从 表 １ 和 表 ２ 可 以 看 出 ：支 架 的 最 大 位 移 角 为
一 般 只 提 供 刚 度 不 提 供 阻 尼 ；第 ２ 阶 段 是 在 罕 遇 地
震下的变形验算和抗震承载力验算．
１）多遇地震作用下减震结构的抗震强度与 变
形验算
对 电 气 设 备 减 震 结 构 的 地 震 作 用 计 算 时 ，减 震
装置附加给结构的刚度和阻尼估算为
ξ＝ Ｗｈ／（４πＷｊ）
（１）
对 高 耸 电 气 设 备 抗 风 设 计 有 很 高 要 求 ，可 以 选 择粘弹性、粘滞性 减 震 装 置；结 构 增 加 阻 尼 的 同 时 也需要增加刚度，可 以 选 择 金 属 减 震 装 置、摩 擦 型 减震装置；结构若 不 期 望 增 加 刚 度，粘 滞 减 震 装 置 是最好的 选 择；如 果 场 地 所 处 环 境 的 温 度 变 化 较 大，可以选择 金 属 减 震 装 置 和 摩 擦 耗 能 装 置［３］．此 外需要考 虑 减 震 装 置 受 环 境 的 影 响 程 度、施 工 方 便 、造 价 低 廉 等 方 面 ．
关 键 词 ：电 气 设 备 ；减 震 体 系 ；减 震 装 置 ；阻 尼 比 ；抗 震 设 计 方 法 中 图 分 类 号 ：ＴＵ ３９ 文 献 标 志 码 ：Ａ
Ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ａｓｅｉｓｍｉｃ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ ｗｉｔｈ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｂｓｏｒｂｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ
式中：ξ为减震结构的附 加 阻 尼 比；Ｗｈ 为 减 震 装 置
在结构预期位移下 往 复 一 周 所 消 耗 的 能 量；Ｗｊ 为
设置减震装置的结构在预期位移下的总应变能．
求 出 结 构 的 等 效 刚 度 和 等 效 阻 尼 ，并 通 过 静 力
法 、动 力 分 析 法 等 抗 震 分 析 方 法 求 出 结 构 的 地 震 作
足文 献 ［５］《高 压 电 气 设 备 减 震 技 术 规 定 》（ＤＬ－
ＧＪ１６０－２００３）要 求 ．
３ 减震结构的构造要求
减震装置与结构的连接和构造： １）根据减震装置的规格尺寸和性能参数以 及 主 体 结 构 设 置 部 位 的 具 体 情 况 ，设 计 减 震 装 置 的 形 式和尺寸． ２）减 震 装 置 与 结 构 节 点 连 接，应 符 合 构 件 连 接 的 构 造 要 求 ，并 能 承 担 减 震 装 置 施 加 给 连 接 节 点 的最大作用力． ３）与 减 震 部 件 相 连 的 结 构 构 件，应 计 入 减 震 装 置 传 递 的 附 加 内 力 ，并 将 其 传 递 到 基 础 ． ４）减震装置及其连接构件应具有良好的耐 久 性能和较好的易维护性． ５）减震装置与主体结构的连接一般通过预 埋 件 或 连 接 件 来 实 现 ．减 震 装 置 与 主 体 结 构 的 连 接 应 考 虑 到 施 工 制 作 的 方 便 和 易 于 更 换 ，一 般 采 用 螺 栓 连 接 ，或 采 用 销 栓 连 接 ．
２）罕遇地震作用下减震结构的抗震强度与 变
形验算
在 罕 遇 地 震 作 用 下 ，减 震 体 系 薄 弱 层 弹 塑 性 位
移 （主 要 针 对 电 气 设 备 支 架 ）应 满 足 下 式 要 求 ，判 断
标准按照《建 筑 抗 震 设 计 规 范》（ＧＢ５００１１－２００１）来
确定，电气设备在 罕 遇 地 震 作 用 下，抗 震 强 度 应 满
用，获得结构的内 力 和 变 形．电 气 设 备 支 架 变 形 应
满 足 《建 筑 抗 震 设 计 规 范 》的 要 求 ，在 多 遇 地 震 作 用
下，减震结 构 的 最 大 层 间 弹 性 位 移 应 满 足 下 列 要
求，电气设备抗震强 度 满 足 《电 力 设 施 抗 震 设 计 规
范 》（ＧＢ５０２６０－９６）的 强 度 要 求 ．
电气设备减震结构的设计与建筑物减震结构 不同，建筑物结构通 常 分 成 ２ 个 阶 段 设 计：第 １ 阶 段 是 在 多 遇 地 震 作 用 下 ，结 构 弹 性 变 形 和 抗 震 承 载 力验算；第２阶段 是 在 罕 遇 地 震 作 用 下，验 算 结 构 的变形即可．
而 电 气 设 备 结 构 由 于 其 特 殊 性 ，也 是 进 行 ２ 个 阶段设计，但是设 计 内 容 有 差 别：第 １ 阶 段 是 在 多 遇地震作用下，结 构 弹 性 变 形 和 抗 震 承 载 力 验 算， 在 这 个 阶 段 减 震 装 置 由 于 没 有 产 生 塑 性 变 形 ，所 以
１ 引言
电 气 设 备 一 旦 遭 遇 强 烈 地 震 作 用 ，不 仅 设 备 自 身 受 到 严 重 损 坏 ，而 且 可 能 导 致 电 网 系 统 功 能 受 到 极 大 的 损 害 乃 至 彻 底 丧 失 ．电 气 设 备 可 以 通 过 加 设 减 震 装 置 ，尤 其 是 在 强 烈 地 震 作 用 且 设 备 发 生 类 共 振时，可以大大衰 减 地 震 输 入 的 能 量，保 护 整 气 设 备 减 震 体 系 抗 震 设 计 方 法 的 研 究
１８９
４ 计算实例
对 于 某 种 型 号 电 气 设 备 ，选 定 减 震 结 构 阻 尼 比 为０．０２（不 含 减 震 附 加 阻 尼 比），瓷 套 截 面 惯 性 矩 为 ２．６９Ｅ × １０７ ｍｍ４，瓷 套 极 限 破 坏 应 力 取 ３０ＭＰａ［５］，根据减震器 附 加 阻 尼 比 为 １５％ ～２５％． 选 定 减 震 器 参 数，减 震 体 系 分 析 有 限 元 模 型 见 图１．按照８度 抗 震 设 防，采 用 共 振 拍 波 进 行 地 震 激 励 ，对 体 系 在 多 遇 地 震 作 用 下 和 罕 遇 地 震 作 用 下 进行动力响应分析．
在初步确定 电 气 设 备 结 构 阻 尼 比 以 ［４］ 及 减 震 装置附加 给 结 构 的 阻 尼 比，并 选 定 合 适 的 耗 能 器 后 ，可 采 用 能 量 法 估 计 结 构 中 需 要 合 理 设 置 减 震 装 置 的 数 量 、布 置 方 式 ． ２．３ 电 气 设 备 减 震 结 构 的 抗 震 计 算
（中 国 电 力 科 学 研 究 院 ，北 京 １０００５５）
摘要：本 文 对 电 气 设 备 减 震 体 系 的 抗 震 设 计 方 法 进 行 研 究 ，从 减 震 体 系 的 概 念 设 计 、抗 震 计 算 以 及 构 造 要 求 这
几 个 方 面 加 以 分 析 ．结 合 工 程 计 算 实 例 ，验 证 了 这 种 抗 震 设 计 方 法 的 可 行 性 和 实 用 性 ．