6.3 抗震计算

6.3.1 电气设施按静力法进行抗震计算时，应包括下列内容：
    1 地震作用计算。
    2 电气设备、电气装置的根部和其他危险断面处，由地震作用效应与按规定组合的其他荷载效应所共同产生的弯矩、应力的计算。
    3 抗震强度验算。

6.3.2 电气设施按振型分解反应谱法或时程分析法进行抗震计算时，应包括下列内容：
    1 体系自振频率和振型计算。
    2 地震作用计算。
    3 在地震作用下，各质点的位移、加速度和各断面的弯矩、应力等动力反应值计算。
    4 电气设备、电气装置的根部和其他危险断面处，由地震作用效应及与按规定组合的其他荷载效应所共同产生的弯矩、应力的计算。
    5 抗震强度验算。

6.3.3 电气设施抗震设计应根据体系的特点、计算精度的要求及不同的计算方法，可采用质量-弹簧体系力学模型或有限元力学模型。

6.3.4 质量-弹簧体系力学模型应按下列原则建立：
    1 单柱式、多柱式和带拉线结构的体系可采用悬臂多质点体系或质量—弹簧体系。
    2 装设减震阻尼装置的体系，应计入减震阻尼装置的剪切刚度、弯曲刚度和阻尼比。
    3 高压管型母线、大电流封闭母线等长跨结构的电气装置，可简化为多质点弹簧体系。
    4 变压器类的套管可简化为悬臂多质点体系。
    5 计算时应计入设备法兰连接的弯曲刚度。

6.3.5 直接建立质量-弹簧体系力学模型时，主要力学参数应按下列原则确定：
    1 把连续分布的质量简化为若干个集中质量，并应合理地确定质点数量。
    2 刚度应包括悬臂或弹簧体系的刚度和连接部分的集中刚度，并应符合下列规定：
    1) 悬臂或弹簧体系的刚度可根据构建的弹性模量和外形尺寸计算求得。
    2) 当法兰与瓷套管胶装时，弯曲刚度K_c可按下式计算：

式中：K_c——弯曲刚度(N·m/rad)；
    d_c——瓷套管胶装部位外径(m)；
    h_c——瓷套管与法兰胶装高度(m)；
    t_e——法兰与瓷套管之间的间隙距离(m)。
    3) 当法兰与瓷套管用弹簧卡式连接时，其弯曲刚度可按下式计算：

式中：h_c＇——弹簧卡式连接中心至法兰底部的高度(m)。
    4）减震阻尼装置的弯曲刚度可按制造厂规定的性能要求确定。

6.3.6 按有限单元分析建立力学模型时，应合理确定有限单元类型和数目，并应符合下列规定：
    1 有限单元的力学参数可由电气设备体系和电气装置的结构直接确定。
    2 当电气设备法兰与瓷套管连接的弯曲刚度用一个等效梁单元代替时，该梁单元的截面惯性矩I_c可按下式计算：

式中：I_c——截面惯性矩(m⁴)；
    L_c——梁单元长度(m)，取单根瓷套管长度的1/20 左右；
    E_c——瓷套管的弹性模量(Pa)。

6.3.7 在对电气设施进行地震作用计算时，应采用结构的实际阻尼比。对于电瓷类设备，若实际阻尼比未知，建议取值最大不超过2%，并应符合本规范第5章的有关规定。

6.3.8 电气设施的结构抗震强度验算，应保证设备和装置的根部或其他危险断面处产生的应力值小于设备或材料的容许应力值。
    当采用破坏应力或破坏弯矩进行验算时，瓷套管和瓷绝缘子的应力及弯矩应分别满足下列公式的要求：
    1 地震作用和其他荷载作用产生的瓷套管和瓷绝缘子总应力应按下式计算：

式中：σ_tot——地震作用和其他荷载产生的总应力(Pa）；
    σ_v——设备或材料的破坏应力值(Pa) 。
    2 地震作用和其他荷载产生的在瓷套管和瓷绝缘子总弯矩应按下式计算：

式中： M_tot——地震作用和其他荷载产生的总弯矩(N·m)；
    M_v——设备或材料的破坏弯矩(N·m)。