時間：2023-05-15 17:08:02
序論：在您撰寫電氣抗震設計時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導您走向新的創(chuàng)作高度。
1.1設計原則電站所處的地理位置地震烈度為7度，屬中高等烈度，重要一次設備及設施包括發(fā)電機、變壓器、封閉母線、220kV設備和GIS出線設備及廠用電設備等，其設計及選型均按7度及以上要求進行，以確保地震災害發(fā)生過程中設備的安全以及運行值守人員的人身安全。動力電纜均選用金屬鎧裝型電纜，電纜及電線均穿管敷設以防止地震時被切斷。對于重要一次設備及設施的布置，除滿足相關規(guī)程規(guī)范要求外，還按滿足地震災害發(fā)生情況下人員安全撤離通道的通暢、緊急情況下對相關設施及設備的現(xiàn)場控制操作與處理，以避免、避開二次災害的發(fā)生。對于有防震、隔振要求的設施及設備，應注意地震強烈震動對連接件、電氣構(gòu)件的影響及損毀；對于可能發(fā)生諧振的設施及設備，應研究在地震災害發(fā)生情況下，如何避免并防止設備、連接件和建筑結(jié)構(gòu)之間發(fā)生諧振現(xiàn)象。
1.2設備布置電站廠房為地面式廠房，分主廠房和上副廠房。主要電氣設備布置在上副廠房：隔離變、發(fā)電機出口斷路器、負荷開關柜及10．5kV高壓開關柜布置在EL2482．80m高程；0．4kV低壓配電盤及10／0．4kV廠用變布置在EL2490．70m高程；3臺主變及中性點設備布置在上游副2502．00m層的主變室，220kVGIS布置在GIS室（2515．50m）；壩區(qū)變電所布置于生態(tài)廠房附臺。
1.3安裝工藝質(zhì)量主要包括設備的就位與固定（如主變壓器的安裝取消鋼輪并固定在基礎上）；型材、板材、鋼結(jié)構(gòu)件、支吊架及管道等的裝配、連接與焊接；設備基礎、電纜橋架、出線構(gòu)架及桿塔的安裝；電線電纜的敷設與配線連接等；均按滿足地震抗震烈度要求考慮，GIS設備按8度設防。設備的支架、吊架均要求具有足夠的剛度和強度，其與建筑結(jié)構(gòu)有可靠的連接和錨固，使設備在遭遇設防烈度地震影響時不致跌落及損壞。管道、設備、建筑結(jié)構(gòu)間的連接允許二者間有一定的相對變位。如封閉母線每隔25～30m加裝伸縮節(jié)，GIS每個間隔主母線加裝波紋管，主變儲油柜采用內(nèi)置式波紋儲油柜，高壓電纜采用蛇形布置，埋管過混凝土伸縮縫采用套管，接地扁鋼過混凝土伸縮縫處作“Ω”形處理等。主要電氣設施及設備的設計、制造、安裝工藝質(zhì)量等，均要求確保在地震基本烈度小于7度的地震災害發(fā)生過程中，不得發(fā)生危及設備本身安全以及危及人身安全的有害變形。
2應急設備的配置及其管理要求
2.1電源
2.1.1交流電源廠用電采用兩級電壓供電，設置10．5kV高壓廠用變壓器作為一級電壓供電設備，設置10．5／0．4kV低壓變壓器作為二級電壓供電設備。受電負荷主要分為：廠房部分負荷、大壩部分負荷和生活區(qū)負荷。廠用電源分別從1、3號機發(fā)電機母線上引接，設置2臺三相干式廠用變壓器，用共箱母線聯(lián)接；另設1臺柴油發(fā)電機作為廠房應急電源。從主廠房2號機發(fā)電機母線上引接一回電源至壩區(qū)用電，另由施工變電站引接一回電源作為壩區(qū)及生態(tài)廠房的備用電源。從生態(tài)機組發(fā)電機電壓母線上引出兩回電源，一回至壩區(qū)備用、一回至生態(tài)廠房廠用電；在1、3號機發(fā)電機電壓母線上分別留有引接辦公區(qū)及生活區(qū)配電變壓器的10．5kV間隔。為防止220kV母線故障引起全廠失電，從施工變電站引接10kV電源接至廠房作為廠用備用電源。綜上，電站廠房與壩區(qū)均設置有3個應急電源，在發(fā)生全廠性失電或發(fā)生地震災害的過程中可隨時向重要設施或設備提供應急電源。
2.1.2直流電源對電站正常情況下的控制操作電源、各類事故情況下的操作應急電源以及全廠流失電時的事故照明應急電源，將進行統(tǒng)籌考慮、統(tǒng)一設置，在發(fā)生地震災害時，即使全廠流失電，亦能確保相關設備的應急控制操作及事故照明用電。（1）主廠區(qū)重要機電設備的正常控制操作以及各類事故情況下的應急控制操作（含全廠流失電、地震災害等）均采用DC220V工作電源，計算機采用逆變電源供電。廠區(qū)在主廠房及開關站內(nèi)分別各設置1套DC220V／600Ah閥控式鉛酸蓄電池組，容量按事故負荷持續(xù)1h計算，滿足設備的操作控制、事故照明、一般事故負荷以及計算機逆變電源的需要；充電浮充電裝置均采用微機型智能高頻開關電源。2套直流電源系統(tǒng)設備互為熱備用。（2）生態(tài)小機組廠房重要機電設備的正?？刂撇僮饕约案黝愂鹿是闆r下的應急控制操作（含全廠流失電、地震災害等）均采用DC220V工作電源，計算機采用逆變電源供電。在生態(tài)小機組廠房內(nèi)設置1套DC220V／300Ah閥控式鉛酸蓄電池組，容量按事故負荷持續(xù)1h計算，滿足生態(tài)小機組廠房及壩區(qū)設備的操作控制、通信、事故照明、一般事故負荷的需要；充電浮充電裝置均采用微機型智能高頻開關電源。
2.1.3通信應急電源（1）本電站廠內(nèi)通信設備采用直流－48V電源供電，在通信機房內(nèi)設置2套微機型智能高頻開關通信電源裝置，2套閥控式鉛酸蓄電池組，雙重化配置設計，互為熱備運行，以提高通信設備供電電源的可靠性，確保地震災害發(fā)生過程中向相關通信設備提供應急工作電源、保障有關通信信息的正常發(fā)送，全廠流失電情況下可獨立運行4h以上。（2）本電站廠內(nèi)通信設備計算機維護管理終端工作電源采用逆變器（旁路加逆變，可避免選用UPS而增加投資和維護工作量）輸出的AC220V50Hz不間斷電源供電，由通信機房內(nèi)的－48V蓄電池提供直流備用電源逆變?yōu)锳C220V50Hz交流電供電。（3）壩區(qū)、生態(tài)小機組通信設備采用直流－48供電，由二次直流電源系統(tǒng)經(jīng)DC／DC轉(zhuǎn)換后提供，作為事故情況下壩區(qū)及生態(tài)小機組通信設備的應急工作電源。（4）在生活營地配置1套－48V／100A高頻開關電源和1組－48V／200Ah閥控式密封鉛酸蓄電池。（5）電站綜合信息系統(tǒng)和衛(wèi)星地面站通信電源由廠家配套提供，并可使用通信逆變電源。
關鍵詞:變電站;電氣設備;抗震設防;設防標準;分級原則
引言
盡管當前變電站電氣設備分級抗震設防成為趨勢，還得到了我國政府有關部門在政策和資金方面的支持，但是大部分電力企業(yè)的經(jīng)營管理者并不了解電氣設備分級抗震設防的重要性，而國內(nèi)電氣設備抗震考核水平偏低，從而導致變電站電氣設備的運行出現(xiàn)問題。所以，本文從變電站電氣設備分級抗震研究的現(xiàn)狀入手，對變電站電氣設備的抗震設計和分級抗震設防原則進行分析和研究。
1變電站電氣設備分級抗震設防原則研究的概況
雖然變電站電氣設備分級抗震設防原則的研究狀況良好，其研究成果和應用表現(xiàn)也得到了工作人員和設計人員的認可和重視，但還是會受到傳統(tǒng)觀念和管理模式的限制，使得變電站電氣設備分級抗震設防的發(fā)展陷入遲滯，影響了電力系統(tǒng)的正常和安全運行，長此以往不利于變電站電氣設備抗震能力的提高。為了更好地落實變電站電氣設備分級抗震設防原則，首先需要對研究概況進行了解，特別是要分析電氣設備的抗震現(xiàn)狀、抗震級別的標準、研究意義等，才能為變電站電氣設備分級抗震設防原則的應用奠定良好的基礎。
1．1國內(nèi)外變電站電氣設備抗震研究的現(xiàn)狀
目前國內(nèi)外變電站電氣設備受到地震危害的狀況較多，其主要原因和具體表現(xiàn)如下。第一，變電站電氣設備震害與瓷套管主要材料有關，這種整體呈長細狀、重心較高、強度不足的材料容易產(chǎn)生不協(xié)調(diào)變形，從而導致脆性斷裂;高壓電瓷型電氣設備的固有頻率與地震波的卓越頻率相近，發(fā)生共振時會加大設備破壞率。第二，電氣設備震害表現(xiàn)多為斷路器瓷套管根部斷裂、避雷器瓷套管底部斷裂、隔離開關瓷套管根部發(fā)生脆性折斷等。國內(nèi)外研究人員還結(jié)合實際情況對電氣設備抗震、減隔震技術(shù)和設備進行研究，但是我國相關研究還處于起步階段，與國外研究成果相比還有較大的差距。
1．2國內(nèi)外變電站電氣設備抗震級別的相關標準
目前許多國家都對電氣設備進行了抗震規(guī)范，規(guī)定了抗震等級和設防目標，但是國內(nèi)外的規(guī)定和標準有所不同，具體的差別包括以下幾個方面的內(nèi)容。一方面，國外電氣設備分級抗震設防一般按照設立等級的方式進行，并且結(jié)合國家實際情況而有所差別，比如日本只設立一個等級就與國土面積狹小和地震類型單一的情況有關;美國IEE693規(guī)范設立了高、中、低三個等級，這是在50年超越概率2%的抗震設防水準上進行分級的;另一方面，我國大部分規(guī)范中以50年超越概率10%為設防水準，但是抗震級別的規(guī)定不統(tǒng)一的情況比較嚴重，使得簡化設計程序，節(jié)約生產(chǎn)成本，改善設備調(diào)用的時間性的優(yōu)點無法體現(xiàn)，所以變電站電氣設備分級抗震設防是非常重要的。
1．3變電站電氣設備抗震研究的意義
人們的生產(chǎn)生活對于電力的依賴性越來越強，對保證生活質(zhì)量和提高生活水平有著重要意義。一旦強烈的地震對電力系統(tǒng)的運行產(chǎn)生消極影響，那么變電站電氣設備損壞占據(jù)的比例就比較大，威脅到人們的生命和財產(chǎn)安全，所以提高變電站電氣設備抗震能力是必要的，也是電力系統(tǒng)正常運行的可靠保障。由于破壞電力體系會引發(fā)停水、停電、火災、通信中斷等次生問題，出現(xiàn)不可避免的經(jīng)濟損失，提高城市電網(wǎng)體系生命線工程的抗震能力成為研究的重點，也對我國城市現(xiàn)代化建設有著重要的現(xiàn)實意義。
2變電站電氣設備分級抗震設防原則的應用
根據(jù)變電站電氣設備分級抗震設防原則研究概況，可以得知國內(nèi)外電氣設備抗震水平有差距，相關的抗震標準和規(guī)范也不同，那么就需要結(jié)合實際情況來應用變電站電氣設備分級抗震設防原則。基對變電站電氣設備分級抗震設防原則研究的了解，嘗試從變電站電氣設備抗震設防分級的設計與應用，變電站電氣設備抗震可靠度，分級抗震原理與技術(shù)等方面進行分析是切實可行的，總結(jié)出有用的經(jīng)驗和教訓，才能發(fā)揮分級抗震設防的重要作用，提高變電站電氣設備的抗震能力與水平，逐步完成電力系統(tǒng)安全運行的任務。
2．1變電站電氣設備抗震設防分級的設計與應用
為了更好地落實和應用變電站電氣設備分級抗震設防原則，首先需要設立并確定好電氣設備抗震設防分級，才能有效保證變電站電氣設備分級設防抗震效果。根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》的要求，結(jié)合《電力設施抗震設立規(guī)范》的規(guī)定，再通過對典型電氣設備可靠度進行分析，可以將電氣設備的抗震能力分為三級:0．1g及以下為第一級低等抗震考核水平，對于220kV及以下電氣設備在Ⅷ度及以上時應進行抗震設計;0．1～0．4g為第二級中等抗震考核水平，0．4g以上為第三級高等抗震考核水平。
2．2變電站電氣設備抗震可靠度的分析
由于變電站電氣設備經(jīng)常發(fā)生脆性破壞，影響了電力系統(tǒng)的正常運行，所以要選擇典型的電氣設備進行抗震可靠度的分析，為變電站電氣設備分級抗震設防提供理論依據(jù)。結(jié)合相關研究和案例，可以發(fā)現(xiàn)加速度為0．1g時設備可靠率可以達到100%;0．4g時在20%～40%，電氣設備為中等破壞程度;0．6g時降低到10%以下，電氣設備處于嚴重破壞程度。根據(jù)普通瓷和高強瓷材料的避雷器與合理開關抗震度的表現(xiàn)，可以得知高強瓷能夠提高抗震可靠度，保證變電站電氣設備安全運行，對促進變電站電氣設備分級抗震設防有著積極作用。
3變電站電氣設備分級抗震設防的應對策略
基于對變電站電氣設備分級抗震設防原則應用表現(xiàn)的了解，為了減少不必要的風險和損失，就要對變電站電氣設備分級抗震的應對策略進行研究，保證供電企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益。針對變電站電氣設備分級抗震的經(jīng)驗，變電站電氣設備分級抗震設計的建議進行分析，使得相關標準和措施能夠提高電氣設備的抗震水平，降低地震災害對變電站電氣設備的傷害，有效解決了變電站電氣設備抗震的薄弱環(huán)節(jié)。
3．1變電站電氣設備分級抗震設防的經(jīng)驗
我國變電站電氣設備分級抗震設防能力有限，電氣設備抗震能力不足，所以需要總結(jié)出變電站電氣設備分級抗震設防的經(jīng)驗和對策，在調(diào)整和改進下解決并處理好不足之處和薄弱環(huán)節(jié)。第一，建立電力系統(tǒng)抵抗地震災害的數(shù)據(jù)庫，收集國內(nèi)外地震災害的統(tǒng)計資料，評估不同區(qū)域電力系統(tǒng)抗震可靠性和危險性，健全全國各地地震應急響應制度和快速恢復機制。第二，研究各個抗震設計方法對變電站電氣設備的影響和抗震效果，選擇抗震可靠性好的材料進行應用。第三，加強設備瓷套管的強度，采用減震器或者隔震器，保護好電氣設備與支承柱的連接。
3．2變電站電氣設備分級抗震設防設計的建議
除了上述幾個方面的內(nèi)容，研究變電站電氣設備分級抗震設防原則還要注意其抗震設計，針對不同類型的電氣設備進行設計上的調(diào)整和改進，發(fā)揮電氣設備的抗震作用和自身優(yōu)勢。舉例來說，變壓器、開關柜、蓄電池等浮放設備，應利用拉繩來加強設備本體和基礎的連接，才能防止出現(xiàn)滑移，傾倒等震害現(xiàn)象。由此可見，在設計變電站電氣設備分級抗震設立時，研究人員需要對其材料，環(huán)境等影響因素多加注意和重視。
4結(jié)語
研究變電站電氣設備分級抗震設防原則是符合國內(nèi)外電力工程發(fā)展趨勢，在了解電氣設備分級抗震設防原則的同時發(fā)現(xiàn)了相關規(guī)范和標準中的不足之處，并利用有效的抗震設計和策略進行彌補和調(diào)整，使得變電站電氣設備抗震設防分級得以實現(xiàn)，為電力行業(yè)和供電企業(yè)的發(fā)展做出了重要的貢獻。為了配合當前階段分級抗震設防的趨勢，滿足人們對于變電站電氣設備良好運行的要求，才能提高變電站電氣設備抗震考核水平，保證電氣設備運行的經(jīng)濟效益和社會效益。討論變電站電氣設備分級抗震設防原則不僅促進了相關問題的解決，還為變電站電氣設備分級抗震設防未來的發(fā)展和創(chuàng)新提供了新思路。
參考文獻:
［1］燕妮，韓軍鋒．電氣設備抗震措施研究［J］．通訊世界，2016(17)．
［2］朱瑞民，李東亮，齊立忠，等．變電站地震災害分析與抗震設計［J］．電力建設，2013(4)．
【關鍵詞】變電建筑物；抗震設計；次生破壞；雙重保護；預防為主；經(jīng)濟合理；安全可靠；電力安全
0 引言
電力工業(yè)是國民經(jīng)濟的先行工業(yè)，它對于促進國民經(jīng)濟的發(fā)展和提高人民的物質(zhì)文化生活水平起著重要的作用。變電站作為整個電力系統(tǒng)中不可分割的一部分，是實現(xiàn)輸送電力、傳遞能源的關鍵所在。
1 變電建筑物的抗震要求
1.1 變電建筑物的抗震規(guī)定
（1）在《電力抗震規(guī)范》中，對電力設施的設防標準有明確的規(guī)定：
①對于電力設施的電氣設施，當遭受到相當于設防烈度及以下的地震影響時，不受損壞，仍可繼續(xù)使用；當遭受到高于設防烈度預估的罕遇地震影響時，不致嚴重損壞，經(jīng)修理后即可恢復使用。
②對于電力設施的建筑物和構(gòu)筑物，當遭受到低于本地區(qū)設防烈度的多遇地震影響時，不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用；當遭受到相當于本地區(qū)設防烈度的地震影響時，可能損壞，但經(jīng)修理或不需修理仍可繼續(xù)使用；當遭受到高于本地區(qū)設防烈度預估的罕遇地震影響時，不致倒塌或危害生命或造成使電氣設施不可修復的嚴重破壞。
上兩條的設防標準是考慮到我國目前的國民經(jīng)濟條件及實際發(fā)展水平而制定的。在既保證電力設施遭受地震作用時盡量減少設備損壞和人員傷亡，避免造成電力系統(tǒng)大面積、長時間的停止供電給國民經(jīng)濟帶來重大損失，又不能因抗震設防標準過高而增加投資太多。其中的“電力設施”包括電氣設施和建、構(gòu)筑物兩大類。遵照“小震不壞、大震不倒”的指導原則，并考慮到電氣設施的抗震能力和使用要求與建、構(gòu)筑物有所不同，盡量避免因電力系統(tǒng)無法供電造成國民經(jīng)濟的巨大損失，對電氣設施的三個水準的設防要求，與建、構(gòu)筑物的要求配套略有不同。建、構(gòu)筑物在大震下也要求不致造成電氣設施不可修復的嚴重破壞，這一點是《抗震規(guī)范》中沒有的。
（2）電力設施中的建筑物根據(jù)其重要性可分為三類，并應符合下列規(guī)定：
①重要電力設施中的主要建筑物以及國家生命線工程中的供電建筑物為一類建筑物；
②一般電力設施中的主要建筑物和有連續(xù)生產(chǎn)運行設備的建筑物以及公用建筑物、重要材料庫為二類建筑物；
③一類、二類以外的建筑物及次要建筑物等為三類建筑物。
由此可知，對于330kV及以上電壓等級的變電建筑物應劃分為一類建筑物，因而在之后的結(jié)構(gòu)設計中應按照一類建筑物的標準進行結(jié)構(gòu)計算和設計。這一點有別于《抗震規(guī)范》中的規(guī)定。在《抗震規(guī)范》中是根據(jù)建筑物使用功能的重要性，把建筑物劃分為甲類、乙類、丙類、丁類四個抗震設防類別。
（3）《電力抗震規(guī)范》中，對地震影響系數(shù)的規(guī)定與《抗震規(guī)范》中亦不同：
計算地震作用的地震影響系數(shù)，應根據(jù)場地指數(shù)、場地特征周期和結(jié)構(gòu)自振周期確定。
（4）場地分類根據(jù)場地指數(shù)劃分為硬場地、中硬場地、中軟場地和軟場地四類，并符合相應規(guī)范的規(guī)定。
1.2 電力設施的抗震規(guī)定
《電力抗震規(guī)范》與《抗震規(guī)范》還有一點很大的不同，體現(xiàn)在對電、氣設備的抗震要求上。
由于變電站的功能要求，它不同于普通建筑物的是，當遭受地震時，首要保護的是建筑物內(nèi)的電氣設備而不是建筑物本體，因此電氣設備的抗震就顯得尤為重要。
電力設施的抗震設計方法分為動力設計法和靜力設計法，并應符合下列規(guī)定：
（1）對高壓電器、高壓電瓷、管型母線、封閉母線及串聯(lián)補償裝置等構(gòu)成的電氣設施，應采用動力設計法；
（2）對變壓器、電抗器、旋轉(zhuǎn)電機、開關柜、控制保護屏、通信設備、蓄電池等構(gòu)成的電氣設施，可采用靜力設計法。
2 《抗震規(guī)范》中有關電氣設備的規(guī)定
在《抗震規(guī)范》中，沒有對電氣設備進行專門的論述，只是在介紹“非結(jié)構(gòu)構(gòu)件”時，以“建筑附屬機電設備”的形式進行闡述。建筑結(jié)構(gòu)抗震計算及非結(jié)構(gòu)構(gòu)件地震作用計算方法，應滿足下列要求：
（1）地震作用計算時，應計入支承于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的建筑構(gòu)件和建筑附屬機電設備的重力。
（2）對需要采用樓面譜計算的建筑附屬機電設備，宜采用合適的簡化計算模型計入設備和結(jié)構(gòu)的相互作用。
（3）建筑附屬機電設備的體系自振周期大于0.15且其重力超過所在樓層重力的1%，或建筑附屬機電設備的重力超過所在樓層重力的10%時，宜采用樓面反應譜法。其中，與樓板非彈性連接的設備，可直接將設備與樓板作為一個質(zhì)點計入整個結(jié)構(gòu)的分析中得到設備所受的地震作用。
對于電氣設備常用的計算方法是做出對應于“地面反應譜”的“樓面譜”，即反映支承電氣設備的主體結(jié)構(gòu)體系自身動力特性、電氣設備所在樓層位置和支點數(shù)量、結(jié)構(gòu)和電氣設備阻尼特性對地面地震運動的放大作用。當電氣設備的質(zhì)量較大時或電氣設備的自振特性和主結(jié)構(gòu)體系的某一振型的振動特性相近時，電氣設備還將與主結(jié)構(gòu)的地震反應產(chǎn)生相互影響。一般情況下，可采用簡化方法，即等效側(cè)力法計算：同時計入支座間相對位移產(chǎn)生的附加內(nèi)力。對剛性連接于樓板上的設備，當與樓層并為一個質(zhì)點參與整個結(jié)構(gòu)的計算分析時，則不必另外用樓面譜進行其地震作用計算。
3 規(guī)范中存在的問題
由前面關于兩個規(guī)范的敘述內(nèi)容可知，《抗震規(guī)范》和《電力抗震規(guī)范》分別對建筑物和電氣設備的抗震設計作了較詳細的規(guī)定，《抗震規(guī)范》主要側(cè)重的是建筑物的抗震問題，而《電力抗震規(guī)范》側(cè)重的是建筑物內(nèi)的電氣設備。如果單獨對建筑物或電氣設備進行抗震設計，分別參照相應的規(guī)范即可；如果要同時考慮二者的抗震設計，則這兩個規(guī)范均未給出有效的方法。
針對這種情況，由于研究目標是建筑物和電氣設備的雙重保護，而上兩個規(guī)范均未有這方面的規(guī)定，因此在保證滿足規(guī)范規(guī)定的前提下，筆者認為把二者有機結(jié)合起來的新方法更有價值。
4 筆者建議的綜合設計方法
由于隔震技術(shù)還未在變電建筑物中有所應用，考慮到隔震方法在電力設施中的應用還不成熟、它的可操作性不強，因此在計算假定時，把隔震層設在底層樓面與地下室柱頂之間，對整個上部結(jié)構(gòu)（包括其內(nèi)部的電氣設備）進行隔震計算；地下室仍按傳統(tǒng)的抗震方法設計。
由于戶內(nèi)式變電建筑物中電氣設備的自重較大，超過了所在樓層重力的10%（有時甚至更多）。并且電氣設備與樓板的連接采用螺栓連接，非常牢固，可看作剛性連接。因此，把底層樓面上放置的電氣設備荷載按靜力等效的原則進行簡化是切實可行的，這種簡化之后得到的近似解可以滿足計算精度的要求。
為防止電氣設備在隔震后與結(jié)構(gòu)主體發(fā)生共振，把主要設備層的樓面反應譜與結(jié)構(gòu)的地震反應譜相比較，只要設備層樓面反應譜的峰值與結(jié)構(gòu)地震反應譜的峰值錯開，盡可能避免兩者發(fā)生共振，則可有效的實現(xiàn)既保護了建筑物又保護了電氣設備，達到雙重保護的目的。
5 結(jié)束語
總之，在現(xiàn)代社會中，電力關系到人類社會的各個方面，是現(xiàn)代社會最重要的能源支持。一旦失去了電力，不僅會給人們的日常生活造成各種不便，給社會生活造成很大的影響，給人們造成嚴重的經(jīng)濟損失，影響整個社會和國民經(jīng)濟的發(fā)展。因此，對于電力系統(tǒng)的安全正常運行是各個國家都非常關注的問題。
【參考文獻】
[1]郭英民.常規(guī)110kV變電站的抗震設計[J].河北電力技術(shù)，19（3），2000：49-52.
關鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；計算機輔助設計；概念設計；抗震；延性
中圖分類號：TU3 文獻標識碼：A文章編號：
1 建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設計的含義
建筑結(jié)構(gòu)的抗震概念設計是指在進行結(jié)構(gòu)抗震設計時，根據(jù)地震災害和工程經(jīng)驗等所形成的基本設計原則和設計思想，從概念上，特別是從結(jié)構(gòu)總體上考慮抗震的工程決策，即正確地解決總體方案、材料使用和細部構(gòu)造，以達到合理抗震設計的目的。
2 結(jié)構(gòu)抗震概念設計的重要性
2.1概念設計是解決地震不確定性的好方法
地震給人類社會帶來的破壞是不可抗拒的，人類只能被動防御。然而我們對地震破壞機理還不十分清楚,對地震的破壞現(xiàn)象也只是停留在感性認識階段,建筑物抗震計算的原理只是一種近似方法，卻不能代表建筑本身在地震中的真實反應。概念設計的思想不妨是個解決這個問題的好方法。據(jù)報道北京國家大劇院由安德魯做概念設計，所有的結(jié)構(gòu)設計、施工圖設計都是由北京市建筑設計院完成，安德魯只是提供了一個設計概念，竟然得了總造價的11%(達數(shù)億元)，可見概念設計的重要性。在計算機輔助設計軟件日益傻瓜化的今天，一個普遍存在的狀況是設計人員越來越多地依賴計算軟件，忽略概念設計，缺乏對計算結(jié)果的合理分析、判斷，對復雜結(jié)構(gòu)很容易產(chǎn)生設計缺陷，造成結(jié)構(gòu)安全隱患。地震是一種隨機振動，有著難以把握的復雜性和不確定性，要準確地預測建筑物遭遇地震的特性和參數(shù)，尚難以做到。在建筑抗震理論未達到科學嚴密的今天，單靠計算很難使建筑具備良好的抗震能力。因此，結(jié)構(gòu)工程師必須重視建筑總體抗震能力的概念設計。
2.2概念設計是工程師進行結(jié)構(gòu)設計創(chuàng)新的原則和方法
概念設計是展現(xiàn)先進設計思想的關鍵，一個結(jié)構(gòu)工程師的主要任務就是在特定的建筑空間中用整體的概念來完成結(jié)構(gòu)總體方案的設計，并能有意識地處理構(gòu)件與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)的關系。一般認為，概念設計做得好的結(jié)構(gòu)工程師，隨著他的不懈追求，其結(jié)構(gòu)概念將隨年齡與實踐的增長而越來越豐富，設計成果也越來越創(chuàng)新、完善。遺憾的是，社會分工的細化，使得部分結(jié)構(gòu)工程師只會依賴規(guī)范、設計手冊、計算機程序做習慣性傳統(tǒng)設計，缺乏創(chuàng)新，更不愿（或不敢）創(chuàng)新，有的甚至拒絕對新技術(shù)、新工藝的采納（害怕承擔創(chuàng)新的責任）。部分工程師在一體化計算機結(jié)構(gòu)程序設計全面應用的今天，對計算機結(jié)果明顯不合理、甚至錯誤不能及時發(fā)現(xiàn)。隨著年齡的增長，導致他們在學校學的那些孤立的概念被逐漸忘卻，更談不上設計成果的不斷創(chuàng)新。
2.3計算理論與實際受力的差別使得概念設計成為結(jié)構(gòu)抗震的重要途徑
概念設計的重要，主要是因為現(xiàn)行的結(jié)構(gòu)設計理論與計算理論存在許多缺陷或不可計算性，比如對混凝土結(jié)構(gòu)設計，內(nèi)力計算是基于彈性理論的計算方法，而截面設計卻是基于塑性理論的極限狀態(tài)設計方法，這一矛盾使設計結(jié)果與結(jié)構(gòu)的實際受力狀態(tài)差之甚遠，為了彌補這類計算理論的缺陷，或者實現(xiàn)對實際存在的大量無法計算的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設計，都需要優(yōu)秀的概念設計與結(jié)構(gòu)措施來滿足結(jié)構(gòu)設計的目的。同時計算機計算結(jié)果的高精度特點，往往給結(jié)構(gòu)設計人員帶來對結(jié)構(gòu)工作性能的誤解，結(jié)構(gòu)工程師只有加強結(jié)構(gòu)概念的培養(yǎng)，才能比較客觀、真實地理解結(jié)構(gòu)的工作性能。
2.4概念設計在初步設計中的重要性
概念設計之所以重要，還在于在方案設計階段，初步設計過程是不能借助于計算機來實現(xiàn)的。這就需要結(jié)構(gòu)工程師綜合運用其掌握的結(jié)構(gòu)概念，選擇效果最好、造價最低的結(jié)構(gòu)方案，為此，需要工程師不斷地豐富自己的結(jié)構(gòu)概念，深入、深刻了解各類結(jié)構(gòu)的性能，并能有意識地、靈活地運用它們。概念設計在設計人員中提得比較多，但往往被人們片面地理解，認為其主要是用于一些大的原則，如確定結(jié)構(gòu)方案、結(jié)構(gòu)布置等。其實在設計中任何地方都離不開科學的概念作指導。計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，為結(jié)構(gòu)設計提供了快速、準確的設計計算工具，但不可迷信電腦，應做電腦的主人。而人的設計，就是概念設計。有很多設計存在諸多缺陷，主要原因就是在總體方案和構(gòu)造措施上未采用正確的構(gòu)思，即未進行概念設計所致。
3 抗震概念設計的基本內(nèi)容
3.1建筑設計應重視建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性。
建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性對抗震能力重要影響的認識始自若干現(xiàn)代建筑在地震中的表現(xiàn)。最為典型的例子是1972年2月23日南美洲的馬那瓜地震。馬那瓜有相距不遠的兩幢高層建筑，一幢為十五層高的中央銀行大廈，另一幢為18層高的美洲銀行大廈。當?shù)氐卣鹆叶裙烙嫗?度。一幢破壞嚴重，震后拆除；另一幢輕微損壞，稍加修理便恢復使用。研究發(fā)現(xiàn)破壞較輕的建筑平、立、剖均較規(guī)則、對稱；結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度、材料強度和質(zhì)量的分布也較均勻、連續(xù)，而另一棟建筑則恰恰相反，導致產(chǎn)生嚴重扭轉(zhuǎn)、抗剪不足等而破壞嚴重。
3.2合理選擇建筑的結(jié)構(gòu)體系。
抗震結(jié)構(gòu)體系是抗震設計應考慮的關鍵問題，結(jié)構(gòu)方案的選取是否合理，對安全性和經(jīng)濟性起決定性作用。
3.2.1結(jié)構(gòu)體系應具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。要求結(jié)構(gòu)體系受力明確、傳力合理、傳力路線不間斷、抗震分析與實際表現(xiàn)相符合。
3.2.2應避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導致整個結(jié)構(gòu)喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承載能力?？拐鹪O計的一個重要原則是結(jié)構(gòu)應有必要的贅余度和內(nèi)力重分配的功能。諸多震后實例均印證了它的重要性，設計時要引起足夠重視。
3.2.3結(jié)構(gòu)體系應具備必要的承載能力，良好的變形能力和消耗地震能量的能力。足夠的承載力和變形能力是需要同時滿足的。有較高的承載能力而缺少較大變形能力，如不加約束的砌體結(jié)構(gòu)，很容易引起脆性破壞而倒塌。必要的承載能力和良好的變形能力的結(jié)合便是結(jié)構(gòu)在地震作用下具有的耗能能力。
3.3提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性。
結(jié)構(gòu)的變形能力取決于組成結(jié)構(gòu)的構(gòu)件及其連接的延性水平。規(guī)范對各類結(jié)構(gòu)采取的抗震措施，基本上是提高各類結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性水平。這些抗震措施如：采用水平向（圈梁）和豎向（構(gòu)造柱、芯柱）混凝土構(gòu)件，加強對砌體結(jié)構(gòu)的約束，或采用配筋砌體；使砌體在發(fā)生裂縫后不致坍塌和散落，地震時不致喪失對重力荷載的承載能力；避免混凝土結(jié)構(gòu)的脆性破壞（包括混凝土壓碎、構(gòu)件剪切破壞、鋼筋同混凝土粘結(jié)破壞）先于鋼筋的屈服；避免鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的整體和局部失穩(wěn)，保證節(jié)點焊接部位（焊縫和母材）在地震時不致開裂等等。
3.4抗震設計要注重非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設計。
非結(jié)構(gòu)構(gòu)件包括建筑非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和建筑附屬機電設備，自身及其與結(jié)構(gòu)主體的連接，應進行抗震設計。結(jié)合相關震后資料，啟示如下：（1）附著于樓、屋面結(jié)構(gòu)上的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，應與主體結(jié)構(gòu)有可靠的連接或錨固，避免地震時倒塌傷人或砸壞重要設備；（2）圍護墻和隔墻應考慮對結(jié)構(gòu)抗震的不利影響，避免不合理設置而導致主體結(jié)構(gòu)的破壞；（3）幕墻、裝飾貼面與主體結(jié)構(gòu)應有可靠連接，避免地震時脫落傷人；（4）安裝在建筑上的附屬機械、電氣設備系統(tǒng)的支座和連接應符合地震時使用功能的要求，且不應導致相關部件損壞。
4 結(jié)語
汶川大地震后，國家對《建筑抗震設計規(guī)范》重新進行了修定，并于2010年12月1日正式實施。不難看出新的規(guī)范對于抗震概念設計提出了更高的要求。概念設計是解決計算近似性的有效途徑，因此必須加強結(jié)構(gòu)設計人員對抗震概念設計重要性的認識，使之成為廣大設計人員在工程設計中自覺遵守的原則。只有時刻把握這個原則才能更加科學、嚴謹?shù)臑榻ㄖ拐鸢押藐P，才能從根本上提高建筑抗震性能。
參考文獻：
[1]GB50011-2010，建筑抗震設計規(guī)范[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.
【關鍵詞】底層框架—抗震墻砌體房屋；抗震設計；托墻梁框架
底層框架—抗震墻砌體房屋是我國砌體房屋中的一種特殊形式。底部框架砌體房屋是由底部托墻梁框架—抗震墻和上部砌體結(jié)構(gòu)所組成。這種由上下不同材料組成的混合結(jié)構(gòu)，其抗震性能存在明顯的不利因素。事實證明，在歷次地震震害中，這種結(jié)構(gòu)的震害是相對比較重的。結(jié)合新規(guī)范，底層框架—抗震墻砌體房屋的抗震設計的基本要點如下：
一、房屋的平、立面布置應規(guī)則、對稱。
歷次震害調(diào)查說明，體型復雜或結(jié)構(gòu)構(gòu)件（墻體、柱網(wǎng)等）布置不合理，將加重房屋的震害．對于底層框架抗震墻磚房，其抗震性能相對于多層鋼筋砼房屋要差一些。因此，這類房屋平、立面布置的規(guī)則要求應更嚴格一些，即房屋體型宜簡單、對稱，結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件的 布置也應盡量對稱，這樣可以減少水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)。
二、嚴格限制房屋層數(shù)和高度。
在唐山大地震、汶川大地震中，未經(jīng)抗震設防的底層框架抗震墻磚房的破壞較為嚴重。其主要原因是 底層沒有設置為框架抗震體系。在震害較為嚴重的底層框架磚房中，底層為半框架沿街一 跨為框架另一跨為磚墻承重體系，底層為內(nèi)框架體系以及底層大部分為框架體系而山墻與樓梯間墻處不設框架梁柱等?；诳偨Y(jié)震害經(jīng)驗等，《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011一2010（以下簡稱2010規(guī)范）結(jié)合砌體的種類，按設防烈度對房屋的總層數(shù)及高度給予了強制性的限制。2010規(guī)范特別規(guī)定了乙類建筑，以及丙類建筑8度0.30g和9度設防時不推薦采用此類底部托墻梁框架—抗震墻上部砌體結(jié)構(gòu)的房屋。
三、嚴格控制底部框-墻結(jié)構(gòu)和上部砌體結(jié)構(gòu)的側(cè)移剛度比。
在地震作用下底層框架抗震墻磚房的彈性層間位移反應均勻和減少在強烈地震作用下的 彈塑性變形集中，能夠能夠提高房屋的整體抗震能力。2010規(guī)范對底層框架抗震墻磚房的彈性和彈塑性位移以及層間極限剪力系數(shù)進行了分析，強制性規(guī)定：第二層計入構(gòu)造柱影響的砌體剛度與底層托墻梁框架—抗震墻的側(cè)移剛度比，6、7度不大于2.5，8度不大于2.0，同時不小于1.0；底部兩層托墻梁框架—抗震墻時，除底部一二層的側(cè)移剛度應相互接近外，對第三層計入構(gòu)造柱影響的砌體剛度與第二層側(cè)移剛度比，6、7度不大于2.0，8度不大于1.5，且均不應小于1.0；
四、抗震墻的最大間距限值。
底層框架抗震墻磚房的抗震墻間距分為底層和上部磚房兩部分，上部磚房備層的橫墻間距要求應和多層磚房的要求一樣；底層框架抗震墻部分，由于上面幾層的地震作用要通過底層的樓蓋傳至底層抗震墻，樓蓋產(chǎn)生的水平變形將比一般框架抗震墻房屋分層傳遞地震作用的樓蓋水平變形要大。因此，在相同變形限制條件下，底層框架抗震墻磚房底層抗震墻的間距要比框架—抗震墻的間距要小一些。
五、合理布置上、下樓層的墻體。
首先應盡量使上層承重墻體落在下層框架梁上，即上部砌體抗震墻與底部框架梁“對齊”。不能落在框架梁上的砌體改為非抗震墻；若確實有困難時，可以部分落在框架次梁上，但是數(shù)量不能過多，以利于荷載傳遞。上部砌體抗震墻與底部框架梁的中心有偏差時，底部框架梁應考慮偏心引起的扭轉(zhuǎn)。
六、加強拖墻梁及其樓蓋和過渡層的墻體。
承托上層砌體墻的托墻梁，由于所受的荷載比較集中，在靜力作用下可以考慮為墻梁的作用，使墻梁荷載由于內(nèi)拱作用而有所分散。但是在地震作用下，尤其是抗震設防原則允許墻體裂而不倒，因此，對其墻梁作用的程度和荷載的大小，在計算上和靜載下有不同的假設，可以參考有關資料確定。對于過渡層，作為剛度變化較大的樓層，理應加強處理，如考慮底部框架柱與上層構(gòu)造柱的連接，樓蓋水平剛度的加強，墻體適當配置水平鋼筋等措施，以利豎向剛度的漸變。
七、提高底部托墻梁框架及抗震墻的抗震等級。
對底部的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，通過抗震等級來確定其主要抗震措施。對于抗震墻，一般要求采用鋼筋混凝土墻。對于底部框架-抗震墻的鋼筋混凝土部分原則上都要求符合鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的要求。但對于抗震墻可針對低矮墻的特點設計或開設豎縫形成帶縫混凝土墻。托墻梁框架的抗震等級要高于框架—抗震墻結(jié)構(gòu)中框架的等級且接近抗震墻結(jié)構(gòu)的框支層框架的要求。
底層框架—抗震墻砌體房屋除了按上述要點進行抗震設計外，尚需嚴格按照規(guī)范要求采取抗震構(gòu)造措施。汶川地震震害表明，只要嚴格遵循《建筑抗震設計規(guī)范》，可以大大減輕地震對結(jié)構(gòu)的破壞和倒塌。
參考文獻
[1] 建筑抗震設計規(guī)范 GB50011-20 10.
中圖分類號：U452.2+8 文獻標識碼：A 文章編號：
引言
磚混結(jié)構(gòu)由于選材方便、施工簡單、工期短、造價低等特點，多年來磚混房屋是我國當前建筑中使用最廣范的一種建筑形式。磚混結(jié)構(gòu)多采用粘土磚和混合砂漿砌筑，通過內(nèi)外磚墻的咬砌達到具有一定整體連接性的目的。在地震設防地區(qū)，多層磚混砌體房屋由于組成的基本材料和連接方式?jīng)Q定了其脆性性質(zhì)，變形能力小，導致房屋的抗震性能較差；因此改善砌體結(jié)構(gòu)延性，提高房屋的抗震性能具有極其重要意義。
1.地震震害情況
房屋倒塌：當房屋墻體特別是底層墻體整體抗震強度不足時易造成房屋整體倒塌 當房屋局部或上層墻體抗震強度不足時或當個別部位構(gòu)件間連接強度不足時易造成局部倒塌
墻體開裂破壞，墻角破壞：墻體裂縫形式主要是水平裂縫，斜裂縫，交叉裂縫和豎向裂縫。墻體出現(xiàn)斜裂縫主要是抗剪強度不足。墻角為縱橫墻的交匯點，地震作用下其應力狀態(tài)復雜，因而其破壞形態(tài)多種多樣。
縱橫墻連接破壞：一般是因為施工時縱橫墻沒有很好地咬槎，加之地震時兩個方向的地震作用造成破壞。
樓梯間破壞：主要是墻體破壞，而樓梯本身很少破壞
樓蓋與屋蓋破壞：主要是由于樓板支承長度不足，引起局部倒塌或是其下部的支承墻體破壞倒塌引起樓屋蓋倒塌
附屬構(gòu)件的破壞：主要是由于這些構(gòu)件與建筑物本身連接較差等原因在地震時造成大量破壞。
在抗震設計時體現(xiàn)以預防為主的設計思想，達到“小震不壞，中震可修，大震不倒”的設防目標。對于建設工程只有在抗震設防，抗震設計和施工質(zhì)量這三方面都符合要求，才能確保建筑工程具備合理的抗御地震的能力?，F(xiàn)在就多層磚混房屋抗震設計方面，簡要提出幾點建議：
科學布局建筑平面和立面及合理防震縫的設置
建筑平面和立面的規(guī)整性是整個結(jié)構(gòu)設計中一個十分基礎、重要的內(nèi)容?？拐鹪O計中，建筑平面、立面宜盡可能簡潔、規(guī)則，結(jié)構(gòu)質(zhì)量中心與剛度中心相一致。房屋的平立面布置宜規(guī)則，對稱。房屋的質(zhì)量分布和剛度變化宜均勻，樓層不宜錯層。房屋的防震縫可按實際需要設置。當房屋體型復雜不設防震縫時，應選用符合實際的結(jié)構(gòu)計算模型進行較精細的抗震分析。采取措施提高抗震能力 當設置防震縫時，應將房屋分成規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元。留有足夠的寬度，使兩側(cè)的上部結(jié)構(gòu)完全分開。將體型復雜，平面特別不規(guī)則的建筑布局分割成幾個相對規(guī)則的獨立單元。
3、砌體房屋的總層數(shù)及總高度，房屋高寬比的限制
隨著房屋高度的增加，地震作用也將增大，因而房屋的破壞將加重。震害調(diào)查表明，房屋的破壞程度隨層數(shù)的增多而加重。基于砌體材料的脆性性能和震害經(jīng)驗，限制其層數(shù)和高度。現(xiàn)行建筑抗震設計規(guī)范（GB50011—2011）對多層砌體房屋的總高度和總層數(shù)有了強制性規(guī)定。多層砌體房屋總高度與總寬度的最大比值,即高寬比，不應超過《建筑抗震設計規(guī)范》的要求。隨著房屋高寬比的增大 地震作用效應將增大 由整體彎曲在墻體中產(chǎn)生的附加應力也將增大 房屋的破壞將加重。
4、增強砌體房屋的剛度及整體性
房屋是縱、橫向承重構(gòu)件和樓蓋組成的一個具有空間剛度的結(jié)構(gòu)體系，其抗震能力的強弱取決于結(jié)構(gòu)的空間整體剛度和整體穩(wěn)定性。剛性樓蓋是各抗側(cè)力構(gòu)件按各自側(cè)移剛度分配地震作用的保證。現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板及屋蓋具有整體性好、水平剛度大的優(yōu)點，是較理想的抗震構(gòu)件，不但可消除滑移、散落問題，增加房屋的整體性，增大樓板的剛度，而且對平面上墻體對齊的要求也可予以適當放寬，因作為以剪切變形為主的砌體結(jié)構(gòu)，層間變形是可控制的。因此，采現(xiàn)澆樓、屋蓋是一種較好的增強樓房結(jié)構(gòu)空間剛度和整體穩(wěn)定性的方法，在適當?shù)牟课辉鲈O構(gòu)造柱，并配置些構(gòu)造鋼筋，也能達到增強結(jié)構(gòu)整體性的作用；另外，設置配筋圈梁可限制散落問題，增強空間剛度，提高結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性，從而提高房屋的抗震性能。
5、合理布置縱墻和橫墻，控制墻段局部尺寸，確定墻體的主要承重體系
多層磚混房屋的主要承重構(gòu)件是縱、橫墻體，結(jié)構(gòu)布置應優(yōu)先選用橫墻承重和縱橫墻共同承重的方案?？v橫墻的布置應均勻?qū)ΨQ，沿平面內(nèi)宜對齊，沿豎向應上下連續(xù)，同一軸線上的窗間墻寬度宜均勻。房屋的空間整體剛度和整體穩(wěn)定性決定著房屋抗震能力的高低。墻體布置時，應盡量采用縱墻貫通的平面布置，當縱墻不能貫通布置時，可在縱橫墻交接處采取加強措施，也可在縱、橫墻交接處增設鋼筋混凝土構(gòu)造柱，并適當加強構(gòu)造配筋；必要時還可以每隔一定高度放置水平拉結(jié)構(gòu)筋以加強房屋整體性，防止縱、橫墻交接處被拉開。當墻體的局部尺寸不當，有時僅造成局部破壞。雖然不影響房屋的整體安全，但事實上它往往降低了房屋總的承載能力。因此，不但應從結(jié)構(gòu)布置上要求墻均勻分布，而且個別墻垛也不能過小。
6、適當增加墻體面積與合理提高砂漿強度
歷次震害表明，多層磚混房屋的抗震能力與墻體面積大小及砂漿強度等級高低成正比，提高墻體面積、砂漿強度等級能有效地提高房屋的抗震能力，是減輕震害的有效途徑之一。
7、有效設置房屋圈梁和構(gòu)造柱，在合理位置的墻段內(nèi)設置水平鋼筋
多次震害調(diào)查表明，圈梁是多層磚房的一種經(jīng)濟有效的措施，可提高房屋的抗震能力，減輕震害。其加強房屋的整體性：由于圈梁的約束作用，減小了墻體出平面倒塌的危險性，使縱橫墻能保持為一個整體的箱形結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮各片墻體的平面內(nèi)抗剪強度，有效抵御來自任何方向的水平地震作用。圈梁作為樓蓋的邊緣構(gòu)件，提高了樓蓋的水平剛度，同時箍住樓屋蓋。圈梁增強樓蓋的整體性限制墻體斜裂縫的開展和延伸，使墻體裂縫僅在兩道圈梁之間的墻段發(fā)生，墻體抗剪強度得以充分發(fā)揮。為了提高墻體的抗震能力，可在抗震力不夠的承重墻段內(nèi)配置水平鋼筋，使地震力由砌體及水平鋼筋共同承擔。
8、對地基和基礎設計的要求
同一結(jié)構(gòu)單元不宜設置在性質(zhì)截然不同的地基土上，同一結(jié)構(gòu)單元宜采用同一類型的基礎。基礎底面宜埋置在同一標高上，否則應設置基礎圈梁，并應按臺階逐步放坡。高差不宜有過大的突變在軟弱地基上的房屋。應在外墻及所有承重墻下增設基礎圈梁，以加強抵抗不均勻沉陷和增強房屋基礎部分的整體性。
9、樓梯間抗震性能的加強
關鍵詞：元器件；電子設備；抗振加固；設計
1 引言
為確保電子設備的可靠性，在進行力學環(huán)境試驗前，一般應用有限元仿真手段對結(jié)構(gòu)進行設計驗證。通過有限元分析驗證的電子設備，其結(jié)構(gòu)及PCB在環(huán)境試驗驗證一般均不會出現(xiàn)強度破壞及剛度不夠等問題。振動試驗表明當前最易出現(xiàn)問題的是設備中的電子元器件。如DIP雙列直插式封裝、BGA球陣列封裝、鉭電容器件管腳由于疲勞而斷裂、焊點脫落等[1]。綜合考慮振動失效模式和產(chǎn)品特點、可靠性和成本等因素，電子設備中往往采用振動被動控制技術(shù)。其應用的振動控制的主要技術(shù)有隔振、去諧與去耦、振減振、結(jié)構(gòu)剛化設計等[2]。而隨著新型粘彈性（寬溫域、寬頻段、高阻尼）材料的研制成功，用粘彈性高阻尼材料制成的高阻尼減振器在電子設備上廣泛使用[3]。
文章將以某印制板組件為對象提出減振措施，從結(jié)構(gòu)剛化設計和阻尼減振兩個方面提出兩個抗振加固方案；通過力學實驗比較措施的有效性，驗證器件級抗振加固的效果，以達到元器件在電子設備中能夠得到可靠應用的目的。
2 研究對象介紹
某印制板組件經(jīng)簡化后，由鋁合金框架、印制板以及4個螺裝器件組成，如圖1。各零件之間連接均為螺釘緊固連接，印制板的外形尺寸為237mm×160mm×2mm。
圖1 印制板組件示意圖
2.1 方案一（結(jié)構(gòu)剛化設計方案）
結(jié)構(gòu)剛化設計，是通過提高結(jié)構(gòu)剛度，達到提高設備諧振頻率和提高機械強度的目的。方案一通過改變原有鋁合金框架樣式，將螺裝器件從原有的安裝在印制電路板上改為安裝在鋁合金框架上，實現(xiàn)提高結(jié)構(gòu)剛度的目的。
圖2 結(jié)構(gòu)剛化設計組件示意圖
2.2 方案二（阻尼減振設計方案）
T型阻尼減振器結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，已廣泛應用于多種設備中。方案二將螺裝器件加裝該減振系統(tǒng)后固定在印制板上，詳圖3。其中阻尼減振器主體部分選用某系列粘彈性阻尼材料制成。該材料是一種高分子聚合物，既有彈性固體性質(zhì)，又表現(xiàn)出粘性流體特性。由于粘彈性材料兼具二者特性，在力的往復作用下既可以儲存能量又可以耗散能量，起到阻尼減振的作用[4]。
3 減振措施有效性研究
3.1 隨機振動試驗
測點位置的確定及傳感器的安裝：將各方案中螺裝器件頂面中心位置和印制板上表面中心位置定義為測點，并在每個測點安裝一個加速度傳感器，用于測量該點的加速度響應，如圖4所示。對三種印制板組件方案進行相同條件的隨機振動試驗，得到頻響曲線如圖5。
圖4 測點安裝示意圖及實物圖
圖5 螺裝器件測點頻響曲線圖
圖6 PCB中心區(qū)域測點頻響曲線圖
3.2 實驗結(jié)果分析
通過綜合分析頻響曲線和響應數(shù)據(jù)，可以得到以下結(jié)論：
表1 試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計
3.2.1 從表1可以看出方案二與原方案組件的諧振頻率相同，均在118Hz附近，方案一的的諧振頻率在在178Hz附近，這說改變鋁合金框架樣式對于提高組件諧振頻率比較明顯。而方案二采取的阻尼減振結(jié)構(gòu)措施，僅在螺裝器件處88Hz有尖峰出現(xiàn)，但響應峰值仍在118Hz處，并未影響整個組件的固有頻率。
3.2.2 與原方案相比，方案一器件處均方根加速度降低8%，功率譜密度降低16.4%；PCB中心區(qū)域均方根加速度提高了25.4%，功率譜密度峰值降低9.9%。方案二器件處均方根加速度降低73.5%，功率譜密度降低80.1%；PCB中心區(qū)域均方根加速度提高了6.5%，功率譜密度降低41.3%。
4 結(jié)束語
綜上所述，結(jié)構(gòu)剛性化設計能夠提高一階諧振頻率以及響應峰值下降，對于器件處抗振加固能夠起到一定作用。但在寬帶隨機振動中，其它頻段響應卻因為結(jié)構(gòu)動態(tài)特性變化而升高，因此整體效果并不明顯。而采用阻尼結(jié)構(gòu)抗振加固措施，器件處均方根加速度下降明顯，其對功率譜密度峰值也起到了抑制作用，尤其是對高頻部分作用非常明顯。因此阻尼減振方案可以作為更為有效的抗振加固措施，提高電子設備中元器件及其組件的抗振性能。
參考文獻
[1]葉松林.航天計算機的振動分析與減振技術(shù)研究[D].西安電子科技大學.
[2]張?zhí)炝?電子設備硬振設計的模態(tài)與分析成都電子科技大學碩士論文2007.
[3]李曉顏，等.某電子設備的阻尼減振設計[J].宇航材料工藝，2013年第1期.
