GB 50267-2019 核电厂抗震设计标准(完整正版、清晰无水印).pdf

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标准编号:GB 50267-2019
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GB 50267-2019 标准规范下载简介

GB 50267-2019 核电厂抗震设计标准(完整正版、清晰无水印).pdf

5.2地基和基础的抗震验算

的地基是相对软弱的地基,为保障核电厂抗震I、Ⅱ类物项日 性,此类地基的抗震稳定分析应做专门研究。

的地基是相对软弱的地基,为保障核电厂抗震1、Ⅱ类物项的安全 性,此类地基的抗震稳定分析应做专门研究。 5.2.3本条为强制性条文,必须严格执行。基础和地基支承上部 结构,地基和基础的稳定性是确保上部结构的抗震安全、发挥其预 期功能的前提。在地震工程实践中,因地基基础丧失稳定导致上 部结构破坏的现象屡见不鲜。对核安全相关的重要结构的地基基 础进行稳定性分析和验算,是核电厂抗震技术标准中必须强制严 格执行的重要内容

5.2.4本条内容参考了美国核管会《标准审查大纲》SPR(NUREG

DB21T 3511-2021 住宿场所卫生监督量化分级.pdf0800)第3.8.5节的规定。

竖向地震作用方向的取向将影响承载力、抗倾覆、抗滑移、抗 上浮验算的结果,荷载组合中应取不利的作用方向,例如,在计算 基底摩擦力、抗倾覆力矩和抗上浮力等时,竖向地震作用应取与重 力相反的方向。 地基、基础和边坡的抗震稳定性分析中,应考虑上部结构向下 传递的地震作用,原则上这一问题可由土结相互作用体系分析解 决。为避免在地基稳定性分析中采用土结相互作用模型引起的 系列困难,可对上部结构传递的地震作用(含竖向作用、水平作用 和弯矩)进行粗略估计。日本《原子力发电所耐震设计指针》JEAC 4.601(2008版)规定,震度法(即等效静力法)是地基抗震验算的 方法之一,采用该方法时,反应堆厂房作用于地基的水平地震系数 (以g为单位的加速度峰值)为3×0.2,竖向地震系数为0.24。参 考上述规定,在不进行土结相互作用分析时或初步分析时,上部结 构传递给基础(或地基)的水平(或竖向)地震作用可分别取上部结 构质量与结构基底水平(或竖向)地震动加速度乘积的3倍,倾覆 力矩可取上述水平地震作用与上部结构重心高度的乘积。

5.2.5本条中天然地基抗震承载力设计值是对现行国家标

筑地基基础设计规范》GB50007中的地基静承载力设计值予以 整提高后确定的。现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB500

规定地基抗震承载力为经深宽修正后的地基承载力特征值与地基 抗震承载力调整系数(取值1.0~1.5)的乘积;对于岩石地基和硬 土地基,调整系数分别为1.5和1.3,国外规范规定可将静承载力 增加1/3后用于核电厂物项地基的抗震设计。总的说来,允许地 基抗震承载力设计值高于静承载力设计值。考虑核电厂抗震I Ⅱ类物项应有比一般建筑更高的安全裕度,本条规定地基抗震承 载力设计值按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011规定 的抗震承载力数值的85%采用,是相当保守的。 综合国外核电厂的设计实践和我国实际情况,规定了不同荷 载组合下的基础底面接地率的容许值,此值相当于矩形基础底面 的偏心距e(=M/N)为基础宽度的1/4或1/3。 5.2.6基础底面接地率β的计算公式是按日本《原子力发电所耐 震设计指针》JEAC4.601中的规定采用的。 5.2.7地基抗震稳定性分析方法有拟静力滑动面法、静力有限元 法和动力有限元法等多种。滑动面法基于地基所在的地质、地形条 件经试算确定最危险滑动面,并进行稳定性验算。对于各向异性和 不均匀地基,还应验算沿软弱层滑动的稳定性。拟静力圆弧滑动法 宜采用条分法,如瑞典条分法或简化的Bishop法。我国的一些工程 设计经验表明,当采用相同的地震动输入时,拟静力滑动面法和静力 有限元法计算得到的安全系数大体相当,后者仅比前者高约2%,故可 不必同时采用上述两种方法进行地基稳定性分析。动力有限元法可 以全面分析地基不同点的应力和变形的时间过程,但计算域、计算单 元和地基岩土物理力学参数的确定与计算结果密切相关。在采用动 力有限元法时,一般可用总应力法进行稳定性分析,若能对地基中的 孔隙水压做出确切估计,也可采用有效应力法进行分析。

规定地基抗震承载力为经深宽修正后的地基承载力特征值与地基 抗震承载力调整系数(取值1.0~1.5)的乘积;对于岩石地基和硬 土地基,调整系数分别为1.5和1.3,国外规范规定可将静承载力 增加1/3后用于核电厂物项地基的抗震设计。总的说来,允许地 基抗震承载力设计值高于静承载力设计值。考虑核电厂抗震、 Ⅱ类物项应有比一般建筑更高的安全裕度,本条规定地基抗震承 载力设计值按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011规定 的抗震承载力数值的85%采用,是相当保守的。 综合国外核电厂的设计实践和我国实际情况,规定了不同荷 载组合下的基础底面接地率的容许值,此值相当于矩形基础底面 的偏心距e(=M/N)为基础宽度的1/4或1/3。

法和动力有限元法等多种。滑动面法基于地基所在的地质、地形条 件经试算确定最危险滑动面,并进行稳定性验算。对于各向异性和 不均匀地基,还应验算沿软弱层滑动的稳定性。拟静力圆弧滑动法 宜采用条分法,如瑞典条分法或简化的Bishop法。我国的一些工程 设计经验表明,当采用相同的地震动输入时,拟静力滑动面法和静力 有限元法计算得到的安全系数大体相当,后者仅比前者高约2%,故可 不必同时采用上述两种方法进行地基稳定性分析。动力有限元法可 以全面分析地基不同点的应力和变形的时间过程,但计算域、计算单 元和地基岩土物理力学参数的确定与计算结果密切相关。在采用动 力有限元法时,一般可用总应力法进行稳定性分析,若能对地基中的 孔隙水压做出确切估计,也可采用有效应力法进行分析

5.2.8本条对地基抗震稳定性验算的地震动输入和地基计算域 做出规定。 1与《核电厂抗震设计规范》GB50267一97相比较,本款规 定在采用拟静力法进行地基稳定性验算时,不再采用源自日本《原

本条对地基抗震稳定性验算的地震动输入和地基计算域

1与《核电厂抗震设计规范》GB50267一97相比较,本款规 在采用拟静力法进行地基稳定性验算时,不再采用源自日本《原

子力发电所耐震设计指针》EAC4.601中规定的固定地震系数, 而采用设计基准地震动。我国各地地震活动性及其强度差异甚 大,与日本的地震背景有所不同。拟静力方法是简单易行的方法, 应有适当的保守性,故地基各单元重心处的地震动加速度取地表 面设计地震动加速度,不随深度变化。 2当采用动力有限元法进行较为精细的分析时,地基底面输 入地震动加速度时程应由核电广场址基准点处的设计基准地震动 通过具体场地的地震反应分析得出。地基有限元模型计算域范围 采用本标准统一的规定,与原规范中采用的日本《原子力发电所而耐 震设计指针》JEAC4.601的规定大体一致、更加严格

于力发电所耐震设计指针》EAC4.601中规定的固定地震系数, 而采用设计基准地震动。我国各地地震活动性及其强度差异其 大,与日本的地震背景有所不同。拟静力方法是简单易行的方法 应有适当的保守性,故地基各单元重心处的地震动加速度取地表 面设计地震动加速度,不随深度变化。 2当采用动力有限元法进行较为精细的分析时,地基底面输 入地震动加速度时程应由核电厂场址基准点处的设计基准地震动 通过具体场地的地震反应分析得出。地基有限元模型计算域范围 采用本标准统一的规定,与原规范中采用的日本《原子力发电所耐 震设计指针》JEAC4.601的规定大体一致、更加严格。 5.2.9地基稳定性验算的作用效应组合和最小安全系数参考了 美国核管会《标准审查大纲》SRP(NUREG一0800)第3.8.5节、日 本《原子力发电所耐震设计指针》JEAC4.601和美国核安全指南 1.00号《评价核电站场址土壤抗震稳定性的方法及准则》的规定 符合我国的设计经验。 地基抗震稳定性验算可采用多种方法,如先采用较为简单的 拟静力滑动面法,后采用更为复杂的动力有限元方法。由于拟静 力法通常更为保守,故一般情况下,当由拟静力法得出的安全系数 满足本标准的要求时,可不再进行更复杂的分析;当拟静力法验算 结果不满足稳定性要求时,可再采用动力有限元法进行验算,并据 后者结果确定是否满足稳定性要求。对于抗震I类物项地基和较 为复杂的地基,亦可综合多种计算方法的结果判断其稳定性

1.00号《评价核电站场址土壤抗震稳定性的方法及准则》的规定 符合我国的设计经验。 地基抗震稳定性验算可采用多种方法,如先采用较为简单的 拟静力滑动面法,后采用更为复杂的动力有限元方法。由于拟静 力法通常更为保守,故一般情况下,当由拟静力法得出的安全系数 满足本标准的要求时,可不再进行更复杂的分析;当拟静力法验算 结果不满足稳定性要求时,可再采用动力有限元法进行验算,并据 后者结果确定是否满足稳定性要求。对于抗震I类物项地基和较 为复杂的地其,亦可综合多种让算方法的结果判断其稳定性

5.3边坡的抗震稳定性验算

5.3.1本条为强制性条文,必须严格执行。边坡失稳危及临近建 筑在地震灾害中屡有发生。核安全相关重要结构附近的边坡对其 抗震安全构成重大威胁,必须进行稳定性分析和验算,这是核电厂 抗震技术标准中必须强制严格执行的重要内容。

他与抗震1、Ⅱ类物项安全有关的边坡可参考本节的有关规定,或 按相关行业标准进行抗震稳定性验算

法。节理裂隙发育的岩质边坡属于不连续介质,可采用能模拟节 理裂隙及岩块体不连续性的数值分析方法,如离散元法(DEM)、 块体理论(DDA)等。连续介质分析除采用有限单元法外,亦可使 用有限差分等方法。

5.3.4考虑边坡可能存在对地面地震动的放大效应,故

静力法进行边坡稳定性分析时,边坡各单元重心处的地震动加速 度取地表面设计地震动加速度的1.5倍,不随深度变化,这有利于 实现简单算法的保守性。当采用动力有限元法进行较为精细的分 析时,地基底面输入地震动加速度时程应由核电厂场址基准点处 的设计基准地震动通过具体场地的地震反应分析得出。

的拟静力滑动面法,后采用更为复杂的方法,由于拟静力法通常更 为保守,故一般情况下,当由拟静力法得出的安全系数满足标准规 定的要求时,可不再进行更复杂的分析;当拟静力法验算结果不满 足稳定性要求时,可再采用其他方法进行验算,并据后者结果确定 是否满足稳定性要求。对于抗震I类物项附近的边坡和较为复杂 的边坡,亦可综合多种计算方法的结果判断其稳定性

5.4.1本条为强制性条文,必须严格执行。饱和砂土和饱和粉土 在地基中的存在较为普遍,其液化机理研究和液化判别方法的应 用较为成熟。饱和黄土也可能液化,饱和砾砂也有液化现象,但目 前相关研究尚不够充分,其液化判别方法缺乏充分震例的检验,故 未列入本标准。

5.4.2根据地基的标准贯入试验结果进行液化判别是国

动加速度峰值的对应关系与现行国家标准《建筑抗震设计规范》G 50011的规定基本相同,但是,由于本标准中的地震动加速度是极限安 全地震动加速度DB62/T 4125-2020标准下载,其发生概率低于现行国家标准《建筑抗震设计规范》 GB50011中对应抗震设防烈度的设计基本地震加速度的发生概率, 故核电厂抗震类物项地基的液化判别相比常规建筑更为严格。 值得注意的是,当液化土层较薄时,采用上述方法可能低估液 化危害;在液化土层埋深超过10m时,判别结果则偏于保守,且在 地震烈度较高时更为显著。因此,对于埋深超过15m的液化土层 的判别宜做专门研究。液化判别亦可采用其他成熟方法。 饱和土层的液化概率计算有助于了解液化判别的可靠度,且 可支持核电厂抗震概率安全分析。饱和砂土和饱和粉土在确定的 极限安全地震动作用下的条件液化概率P计算公式如下:

0.005d.)+2.84ln(9+10 T

5.4.3 鉴于核电厂抗震 I、I类物项在安全上的重要性,Z

定的液化地基处理措施相比现行国家标准《建筑抗震设计规范》 GB50011的规定更加严格。液化等级为中等或严重的场地,采取 措施完全消除液化导致的沉陷并加强上部结构和基础,不但在技 术上存在困难,也将耗费大量资金,故抗震I、Ⅱ类物项不应建于 此类场地。液化等级为轻微的场地,可在采取消除液化危害的措 施后用作抗震I、Ⅱ类物项的地基。

6.1.1压水堆的安全壳一般采用预应力钢筋混凝土结构。AP1000 核电厂采用非能动冷却系统设计,采用钢安全壳结构。本章对混 凝土安全壳和钢安全壳两者及其他抗震I、Ⅱ类建筑物和构筑物 的抗震设计做出规定。 6.1.5是否设置防震缝可考虑计算及施工等要求决定,设缝时应 满足本条要求。

6.2作用效应及其组合

(1)正常运行作用效应与严重环境作用效应的组合N十E。; (2)正常运行作用效应与严重环境作用效应以及事故工况 用效应的组合N十E。十A;

(3)止常运行作用效应与严重环境作用效应以及事故工况后 的水淹作用效应的组合N十E。十H和(或)正常运行作用与极端 环境作用以及事故后水淹作用的效应组合N十E。十H,具体计算 需根据结构类型和工艺布置、事故工况进行判断,由设计人员 确定; (4)正常运行作用效应与极端环境作用效应的组合N十E。; (5)正常运行作用效应与极端环境作用效应以及事故工况下 作用效应的组合N十E十A。 混凝土安全壳取以上五种组合。钢安全壳取五种组合之外, 再考虑流体压力荷载的D级使用限制(LevelD)工况和局部作用 效应的D级使用限制(LevelD)工况,构成六种组合。安全壳之外 的抗震1类建筑物和构筑物取(3)、(4)、(5)或(1)、(2)、(3)、(4)、 (5)类组合。抗震Ⅱ类建筑物和构筑物取(1)、(2)、(3)或(3)、 (4)、(5)类组合。具体作用效应组合的取舍应符合适用的技术规 范的规定。

1在需要考虑不均匀沉降、徐变和收缩作用的部位应考虑这 些作用的影响。 2当运行荷载造成冲击时,应考虑冲击荷载的作用。 4作为管道破坏的结果,P、T.、R.和Y不一定同时出现住宅工程产品质量标准化手册(初装交房标准)2017版(中国铁建房地产集团2017年11月).pdf,故 容许进行时程计算,并在计入这些荷载的滞后影响后适当降低作 用效应。

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