GB5026797核电厂抗震设计规范.docx

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GB5026797核电厂抗震设计规范

中华人民共和国国家标准

核电厂抗震设计规范

Codeforseismicdesignofnuclearpowerplants

GB50267-97

主编部门:

国家地震局

批准部门:

中华人民共和国建设部

施行日期:

1998年2月1日

关于发布国家标准《核电厂抗震设计规范》的通知

建标[1997]198号

根据国家计委计综（1986）2630号文的要求，由国家地震局会同有关部门共同制订的《核电厂抗震设计规范》已经有关部门会审，现批准《核电厂抗震设计规范》GB50267-97为强制性国家标准，自1998年2月1日起施行。

本标准由国家地震局负责管理，具体解释等工作由国家地震局工程力学研究所负责，出版发行由建设部标准定额研究所负责组织。

中华人民共和国建设部

一九九七年七月三十一日

1总则

1.0.1为贯彻地震工作以预防为主、民用核设施安全第一的方针，使核电厂安全运行、确保质量、技术先进、经济合理，制订本规范。

1.0.2本规范适用于极限安全地震震动的峰值加速度不大于0.5g地区的压水堆核电厂中与核安全相关物项的抗震设计。

按本规范设计核电厂，当遭受相当于运行安全地震震动的地震影响时，应能正常运行，当遭受相当于极限安全地震震动的影响时，应能确保反应堆冷却剂压力边界完整、反应堆安全停堆并维持安全停堆状态，且放射性物质的外逸不超过国家规定限值。

注：

①本规范所称的物项是指安全壳、建筑物、构筑物、地下结构、管道、设备及有关部件。

②g为重力加速度，取值为9.81m/s2。

1.0.3核电厂的物项应根据其对核安全的重要性划分为下列三类：

（１）Ⅰ类物项：

核电厂中与核安全有关的重要物项，包括损坏后会直接或间接造成事故的物项；保证反应堆安全停堆并维持停堆状态及排出余热所需的物项；地震时和地震后为减轻核事故破坏后果所需的物项以及损坏或丧失功能后会危及上述物项的其他物项。

（２）Ⅱ类物项：

核电厂中除Ⅰ类物项外与核安全有关的物项，以及损坏或丧失功能后会危及上述物项的与核安全无关的物项。

（３）Ⅲ类物项：

核电厂中与核安全无关的物项。

注：

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类物项可按本规范附录A的举例划分。

1.0.4各类物项的抗震设计应采用下列抗震设防标准：

（１）Ⅰ类物项应同时采用运行安全地震震动和极限安全地震震动进行抗震设计；

（２）Ⅱ类物项应采用运行安全地震震动进行抗震设计；

（３）Ⅲ类物项应按国家现行的有关抗震设计规范进行抗震设计。

1.0.5核电厂抗震设计时，除应符合本规范的规定外，尚应符合国家现行的有关标准规范的规定。

2术语和符号

2.1术语

2.1.1地震震动groundmotion

由地震引起的岩土层震动。

2.1.2运行安全地震震动operationalsafetygroundmotion

在设计基准期中年超越概率为2‰的地震震动，其峰值加速度不小于0.075g。

通常为核电厂能正常运行的地震震动。

2.1.3极限安全地震震动ultimatesafetygroundmotion

在设计基准期中年超越概率为0.1‰的地震震动，其峰值加速度不小于0.15g。

通常为核电厂区可能遭遇的最大地震震动。

2.1.4能动断层capablefault

在地表或接近地表很可能产生相对位移的断层。

2.1.5地震活动断层seismo-active（seismotectonic）fault

可能发生破坏性地震的断层。

2.1.6断层活动段faultingsegment

活动断层中活动状态及特性一致的一段。

2.1.7衰减规律attenuationlaw

地区或建设场地的地震震动强度随着震源距离的增大而减小的现象。

2.1.8综合概率法hybirdprobabilisticmethod

综合考虑地质构造因素和地震的时空不均匀性的概率方法。

2.1.9试验反应谱testresponsespectrum

抗震试验中采用的激振加速度时间过程所对应的反应谱。

2.1.10事故工况荷载accidenalload

核电厂运行中对运行工况的严重偏离情况下产生的荷载。

2.2符号

2.2.1地震和地震震动

2.2.2作用和作用效应

2.2.3材料性能和抗力

2.2.4几何参数

2.2.5计算系数

2.2.6其他

3抗震设计的基本要求

3.1计算模型

3.1.1在核电厂的抗震设计中，主体结构可作为主体系；其它被支承的结构、系统和部件可作为子体系，并应符合下列规定：

3.1.1.1通常情况下，主体系和子体系宜进行耦联计算。

3.1.1.2符合下列情况之一时，主体系和子体系可不作耦联计算:

3.1.1.3不进行耦联计算的子体系，其地震输入可由主体系的计算确定，并可利用楼层反应时间过程或楼层反应谱进行。

在进行主体系计算时，当子体系与主体系为刚性连接时，可将其质量包括在主体系质量内；当子体系与主体系为柔性连接时，可不计入子体系的质量和刚度。

3.1.2计算模型的确定应符合下列要求：

（１）对于质量和刚度不对称分布的物项，宜计入平移和扭转的耦联作用；

（２）当采用集中质量模型时，集中质量的个数不宜少于所计入振型数的两倍；

（３）当结构计算模型中，对地基土平均剪切波速不大于1100m/s的地基，应计入地基与结构的相互作用，基础埋深与基础底面等效半径之比小于1/3的浅埋结构宜采用集中参数模型，深埋结构宜采用有限元模型，对于基础底面土层平均剪切波速大于1100m/s的地基，可不计入地基与结构的相互作用；

（４）当物项支承构件的刚度明显影响物项的动力作用效应时，应计入其刚度的作用；

（５）应计入物项内液体以及附属部件等的质量；

（６）对于因地震引起内部液体振荡的物项，应计入液体晃动效应和其他液压效应。

3.2抗震计算

3.2.1Ⅰ、Ⅱ类物项应按两个相互垂直的水平方向和一个竖向的地震作用进行计算；水平地震作用的方向应取对物项最不利的方向。

3.2.2核电厂物项的抗震计算可采用线性计算方法。

物项的弱非线性，可采用较大的阻尼来处理；物项的强非线性，计算时必须计入刚度和阻尼的变化。

土体结构的强非线性，可采用等效线性化法进行计算。

3.2.3通常情况下，Ⅰ、Ⅱ类物项的抗震设计应采用反应谱法和时间过程计算法。

当有充分论据能保证安全时也可采用等效静力计算法。

3.2.4当采用反应谱法时，物项的最大反应值可取各振型最大反应值的平方和的平方根。

当两个振型的频率差的绝对值与其中一个较小的频率之比不大于0.1时，应取此两振型最大反应值的绝对值之和与其他振型的最大反应值按平方之和的平方根（SRSS）进行组合；也可采用完全二次型组合（CQC）进行组合。

地震反应值不超过10％的高阶振型可略去不计。

3.2.5当采用时间过程法时，输入地震震动应采用地面或特定楼层平面处的设计加速度时间过程。

3.2.6地震震动的三个分量引起的反应值，当采用反应谱法时，可取每个分量在物项同一方向引起震动的最大反应值，按平方和的平方根法进行组合。

当采用时间过程法时，可求出作为时间函数的反应分量的代数和，并应取组合反应值的最大值。

3.3地震作用

3.3.1场地的设计地震震动参数和设计反应谱应符合本规范第４章的规定。

3.3.2设备抗震设计时，设计楼层反应谱可根据支承体系对设计地震震动在相应楼层或规定高程处的时间过程计算值确定，并应符合下列要求：

3.3.2.1设计楼层反应谱应包括两个相互垂直的水平向分量和一个竖向分量。

对于质量、刚度对称的支承体系，给定位置处每个方向的楼层反应谱可根据该方向的地震反应直接确定；对于质量或刚度不对称的支承体系，每个方向的楼层反应谱，均应根据在两个水平向和一个竖向三个地震震动分量分别作用下沿该方向地板反应按平方和的平方根法组合的结果确定。

3.3.2.2计算楼层反应谱时，其频率增量宜按表3.3.2采用。

3.3.2.3确定设计楼层反应谱时，应按下列要求对计算得到的楼层反应谱进行调整。

（１）应按结构和地基的材料性质、阻尼比值、地基与结构相互作用等技术参数不确定性以及地震计算方法的近似性而产生的结构频率不确定性，对计算确定的楼层反应谱予以修正；

（２）应拓宽与结构频率相关的每一峰值，拓宽量可取该结构频率的0.15倍；拓宽峰值由平行于原谱峰值直线段的直线确定。

3.3.3Ⅰ、Ⅱ类物项的阻尼比应符合下列要求：

3.3.3.1物项阻尼比可按表3.3.3采用。

3.3.3.2对不同材料组成的混合结构，阻尼比宜按能量加权的方法确定。

3.4作用效应组合和截面抗震验算

3.4.1地震作用效应应与核电厂中各种工况下的使用荷载效应进行最不利的组合。

3.4.2混凝土结构的安全壳、建筑物、构筑物、地下结构、地下管道的截面抗震验算应符合下式要求：

3.4.4设备、部件和工艺管道的作用效应取值及其截面抗震验算，应分别符合本规范第8章、第9章的有关规定。

3.5抗震构造措施

3.5.1核电厂的安全壳、建筑物、构筑物，宜坐落在基岩或剪切波速大于400m/s的岩土上。

3.5.2混凝土安全壳、混凝土建筑结构构件的抗震构造措施，应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》对抗震等级为一级的混凝土结构构件的有关要求；其他混凝土结构构件和各种钢结构构件的抗震构造措施，应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》对9度抗震设防时的有关要求。

3.5.3设备、部件和工艺管道的抗震构造措施，应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》对9度抗震设防时的有关要求。

4设计地震震动

4.1一般规定

4.1.1核电厂抗震设计，其物项的地震作用应根据设计地震震动参数确定。

4.1.2核电厂的设计地震震动参数的确定应符合下列要求：

4.1.2.1设计地震震动参数应包括两个水平向和一个竖向的设计加速度峰值、两个水平向和一个竖向的设计反应谱以及不少于三组的三个分量的设计加速度时间过程。

4.1.2.2两个水平向的设计加速度峰值应采用相同数值，竖向设计加速度峰值应采用水平向设计加速度峰值的2/3。

4.1.2.3设计地震震动的加速度时间过程应按本规范第4.4节的方法确定。

4.1.3设计地震震动参数宜采用自由地面的数值；计算覆盖土层的地震震动参数时，应计入土层的刚度和阻尼；计算基岩面可采用剪切波速大于700m/s的土层的顶面，其下应无更低波速的土层。

4.1.4地震震动的加速度峰值应符合下列规定：

4.1.4.1极限安全地震震动的加速度峰值应按本规范第4.2.1条的规定采用。

4.1.4.2运行安全地震震动的加速度峰值的取值不得小于对应的极限安全地震震动加速度峰值的1/2。

4.1.5地震震动资料的搜集、调查和分析应符合下列要求：

4.1.5.1地震震动的资料应包括工作区内的全部地震资料和地震地质资料。

4.1.5.2地震震动现场调查的内容应符合《核电厂厂址选择安全规定》HAF100的要求。

4.1.5.3地震震动分析报告应包括地震活动断层的判定、地震构造图和工作区内发生强震的地震构造条件。

4.2极限安全地震震动的加速度峰值

4.2.1极限安全地震震动应取地震构造法、最大历史地震法和综合概率法确定结果中的最大值，其水平加速度峰值不得低于0.15g。

4.2.2当采用地震构造法确定极限安全地震震动时，应符合下列要求：

4.2.2.1根据工作区内的地震资