7.6 变电站建（构）筑物

7.6.1 变电站或换流站建(构)筑物抗震设防类别及抗震设防标准、钢筋混凝土房屋的抗震等级应分别符合本规范表7.1.1和表7.1.2 的规定。

7.6.2 变电站或换流站建筑物的地震作用和结构抗震验算，应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011 的有关规定。

7.6.3 变电站主控通信楼、配电装置楼(室)以及换流站控制楼、阀厅、户内直流场等建筑物，宜择优选用规则的形体，其抗侧力构件的平面布置宜规则对称、侧向刚度沿竖向宜均匀变化、竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小、避免侧向刚度和承载力的突变。

7.6.4 变电站多层配电装置楼不应采用单跨框架结构。

7.6.5 换流站阀厅及户内直流场单极均为单层工业厂房，宜采用钢排架结构、钢筋混凝土排架结构等质量和刚度分布对称的结构形式。其抗震构造措施应符合下列规定:
    1 当采用钢排架结构时，厂房框架柱的长细比、厂房框架柱及梁的板件宽厚比、厂房的屋盖支撑及柱间支撑布置、柱脚构造等，均应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定。
    当屋盖横梁与柱顶铰接时，宜采用螺栓连接。
    2 采用钢筋混凝土排架结构时，抗震设防烈度8 度时屋架(屋面梁)与柱顶的连接宜采用螺栓，抗震设防烈度9 度时宜采用钢板铰，亦可采用螺栓;屋架(屋面梁)端部支撑垫板的厚度不宜小于16mm。
    3 当内直流场设有桥式起重机时，起重机梁系统的构件与厂房框架柱的连接应能可靠地传递纵向水平地震作用。

7.6.6 构架柱梁应优先采用抗震性能较好的钢结构。构架柱宜采用A字形钢管柱、角钢或钢管格构式柱，220kV及以下电压等级的构架柱也可采用A字形钢筋混凝土环形杆和钢管混凝土柱等结构形式；构架梁宜采用单钢管梁、三角形或矩形断面的格构式钢梁等结构形式。

7.6.7 设备支架宜与构架的结构形式相协调，宜采用钢管支架、角钢或钢管格构式支架、钢筋混凝土环形杆支架和钢管混凝土支架等结构形式。

7.6.8 构架应分段按多质点体系进行地震作用计算。构架地震作用效应计算简图与静力效应计算简图应取得一致，并应分别验算顺导线方向和垂直导线方向的水平地震作用，且应由各自方向的抗侧力构件承担。

7.6.9 设备支架应与其上电气设备联合按多质点进行地震作用计算。当计算结构基本自振周期时，柱重力荷载可按柱自重标准值的1/4作用于柱顶取值；当计算水平地震作用时，柱重力荷载可按柱自重标准值的2/3作用于柱顶取值。

7.6.10 构架、设备支架的地震作用和荷载效应组合应符合下列要求:
    1 当计算地震作用时，构架、设备支架的重力荷载代表值应取结构自重标准值、导线自重标准值、设备自重标准值(包括绝缘子串、金具、阻波器及其他电气设备自重标准值)和正常运行工况各可变荷载组合值之和，应按下式计算：

式中:S_GE——重力荷载代表值;
    S_GK——结构自重标准值、设备自重标准值及导线自重标准值；导线自重标准值可取安装气象条件下非紧线相导线张力标准值的垂直分量；
    Ψ_Ci——可变荷载S_Qik的组合值系数，一般取0.5；
    S_Qik——分别对应表7.6.10正常运行工况时四种气象条件下各可变荷载标准值，对应本条第2款进行地震作用效应组合。

2 正常运行工况四种气象条件下，构架、设备支架地震作用效应和其他荷载效应的基本组合，应按下式计算:

式中：S——结构构件内力组合的设计值，包括组合的弯矩、轴向力和剪力设计值等；
    γ_G——重力荷载分项系数，一般情况应采用1.2； 当重力荷载效应对构件承载能力有利时，不应大于1.0；
    S_GE——重力荷载代表值的效应，可按本条第1 款采用；
    γ_Eh、 γ_EV——水平、竖向地震作用分项系数，按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011 采用；
    γ_Q——正常运行工况导线荷载水平分量分项系数，应采用1.3；
    γ_w——风荷载分项系数，应采用1.4；
    S_Ehk——水平地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数或调整系数；
    S_EVK——竖向地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数或调整系数；
    S_wk——作用于构架、设备支架的风荷载标准值的效应(即结构风压)：顺导线方向风作用时，结构风压作用在构架架平面内；除大风气象条件下取基本风压对应的风速计算结构风压外，其他气象条件应采用10m/s时的风速计算结构风压；
    S_QK——正常运行工况导线荷载水平分量标准值的效应；
    Ψ_Q——正常运行工况导线荷载水平分量组合值系数，应采用1.0；
    Ψ_w——风荷载组合值系数，对于风荷载起控制作用的构支架应采用0.2。

7.6.11 下列构支架、站区独立避雷针可不进行截面抗震验算，而需满足抗震构造要求:
    1 抗震设防烈度6 度，在任何类场地的构支架及其地基基础。
    2 抗震设防烈度小于或等于8度， Ⅰ、Ⅱ类场地的构支架及其地基基础。
    3 抗震设防烈度小于9度的站区独立避雷针。

7.6.12 变压器(高抗)、换流变(平抗)等大型落地设备，应加强设备本体与基础之间的连接，以防止这些质量较大的大型设备在地震时发生滑移、脱轨、转动或倾斜等震害。

条文说明

7.6.1 新增条文。
    变电站或换流站建(构)筑物抗震设防类别应符合现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223-2008的要求，抗震设防类别及抗震设防标准按规范表7.1.1执行；变电站或换流站钢筋混凝土房屋抗震等级应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的要求，并按规范表7. 1. 2执行。

7.6.2 新增条文。
    与一般建筑物相比，变电站或换流站建筑物的地震作用和结构抗震验算没有特殊性，应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011 的相关要求。

7.6.3 新增条文。
    合理的建筑形体及其构件布置的规则性在抗震设计中是至关重要的。本条要求变电站或换流站建筑设计需特别重视其平、立、剖面及构件布置不规则对抗震性能的影响，提倡平、立面简单对称。因为震害表明，简单、对称的建筑在地震时较不容易破坏，简单、对称的结构容易估计其地震时的反应，也容易采取抗震构造措施和进行细部处理。

7.6.4 新增条文。
    现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011相关条文对多层和高层钢筋混凝土房屋规定：“甲、乙类建筑以及高度大于24m的丙类建筑，不应采用单跨框架结构”。变电站配电装置楼(室)为重点设防类(简称乙类)建筑，工艺要求多为单跨布置，对于继电器室、站用电室等高度不高、跨度不大的单层单跨结构应不受此规定限制，但相对于110kV、220kV多层配电装置楼则不应采用单跨框架结构，但可以采用框架-抗震墙结构，框-墙结构中的框架，可以是单跨。

7.6.5 新增条文。
    就单极而言，换流站阀厅及户内直流场均为单层工业厂房。
    户内直流场一般与同极阀厅毗邻脱开布置，与防火(墙)无关，工艺要求也不高，其结构形式的选择受到的制约条件较少，应根据工程所在地气象条件优先采用建筑平面刚度均匀、抗震性能好和施工便捷、投资节省的钢排架结构或钢筋混凝土排架结构。
    对于阀厅而言，其工艺要求相对比较复杂，对密闭性、空气洁净度、微正压运行、通风和空气调节、防电磁干扰、防火、防排烟、地面清洁度等都有严格的使用要求。阀厅结构形式的选择不仅要满足工艺功能使用要求，还必须综合考虑抗震要求、气象条件、施工和维护方便等因素。总结国内已建各电压等级换流站阀厅的设计和施工经验，实际工程中也应优先采用建筑平面刚度均匀、抗震性能好和施工便捷、投资节省的钢排架结构、钢筋混凝土排架结构、钢-混凝土排架混合结构等三种结构形式。需要指出的是，此三种排架结构中的纵向平面框架一般都需要设置柱间支撑。
    1 阀厅采用钢排架结构时，阀厅与纵(横)向防火墙脱开布置，阀厅与纵(横)向防火墙为两个独立的结构单元，纵向防火墙兼作阀厅的外围护墙。钢排架结构虽有利于抗震，但整片钢筋混凝土防火墙严重制约工期的缺陷并没有克服。为此，建议纵向防火墙采用短肢剪力墙＋框架填充墙，横向防火墙采用框架填充墙。
    2 阀厅采用钢筋混凝土排架结构或钢-混凝土排架混合结构时，阀厅和纵(横)向防火墙为一个结构单元。此时，纵(横)向防火墙均为钢筋混凝土框架填充墙，同时也兼做阀厅的外围护墙。
    3 阀厅采用钢排架-抗震墙混合结构(即原先ABB 或SIEMENS设计模式)时，阀厅和抗震墙为一个结构单元，抗震墙兼作阀厅承重结构、换流变防火墙和阀厅的外围护墙。此种结构形式建筑平面刚度很不均匀，不利于抗震，混凝土抗震墙(防火墙)严重制约工期，在寒冷和严寒地区此缺点表现得尤为突出。国内已建和在建的换流站阀厅及防火墙结构类型见表4。

注：输送容量仅供参考;阀厅结构形式各设计院表述不尽统一。
    本条还针对阀厅及户内直流场等单层工业厂房提出了主要的抗震构造措施，与现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011 中的相关规定保持一致。

7.6.6 原标准第6.5.1条的修改条文。
    根据我国国情和实际工程实践中对构架柱梁结构形式的实际应用，结合抗震要求，本条罗列了常用的构架柱、构架梁结构形式，他们都具备较好的抗震能力。具体工程可以根据不同的电压等级、结构受力、抗震性能、工程造价、材料来源(或地区习惯)、加工运输条件以及美观等方面综合考虑后选用。
    同时，在满足抗震要求的前提下，本标准也鼓励设计人员在经过充分的计算论证、技术经济比较和真型试验后对构架的结构形式及材料选用进行技术创新。

7.6.7 新增条文。
    设备支架宜与站内构架的结构型式尽量保持协调一致，是从整个变电站的美观角度考虑的。同时，本条所列设备支架结构形式也都具备相当的抗震能力。
    国家电网公司科技部科研课题《输变电工程抗震设计研究报告》的分析计算和在振动台上的真型试验结果表明，支柱型、细长类高压电气设备，支架顶部动力放大系数较大，在地震作用下容易发生共振。因此，设备支架宜尽量采用钢结构，以提高地震阻尼作用。有条件时，可采用减震器或阻尼器，改变设备体系的频率和阻尼比，从而降低设备的地震动反应。

7.6.8 原标准第6.5.2条的修改条文。
    不管是人字柱构架、还是格构式构架，梁柱各杆件的地震作用分段按多质点体系计算更为精确。构架一般只考虑两个主轴方向的水平地震作用，可不考虑竖向地震作用。
    构架应优先采用空间杆系分析与设计软件进行空间分析计算。
    传统的平面分析方法，由于无法精确反映构件的真实受力状态，造成某些构件受力不足安全度过于富裕，而另一些构件则接近于满应力甚至超应力工作状态，结构安全性较差；当采用空间分析程序计算时，由于可以对所有的构件依照设定的应力控制指标进行满应力设计，所有的构件的安全度都是接近的，构架的整体可靠度指标也就等同于任一构件的可靠度指标。在结构可靠度方面，由于结构本身不存在余度特别大或设计应力比较紧张的构件，从整体上讲，构架的安全度反而提高了。

7.6.9 原标准第6.5.3条的修改条文。
    传统上将设备支架简化为单质点体系计算与实际情况相差较远，不够合理和安全。支架上安装有电气设备时，应将支架与其上电气设备及其连接作为一个整体按多质点进行地震动力分析。

7.6.10 原标准第6.5.4条的修改条文。
    根据现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011补充了重力荷载代表值表达式、地震作用效应与风荷载效应的基本组合表达式，方便设计人员直接引用。地震作用只需与正常运行工况时四种气象条件下的荷载效应进行组合，安装、检修工况时可不考虑同时发生地震。
    重力荷载代表值是垂直向下的力，规范中式(7.6.10-1)的S_Gk除应计及结构自重标准值、构支架上设备(如阻波器、悬垂串等设备)自重标准值外，还应计及悬挂在构支架上的导线自重标准值，将安装气象条件下非紧线相导线荷载标准值的垂直分量作为导线自重标准值是比较适宜的。重力荷载代表值中考虑了电气提供的导线荷载标准值的垂直分量扣除导线自重标准值后的可变荷载标准值参与组合，参照现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定，该可变荷载标准值组合值系数一般取Ψ_ci＝0.5。
    与现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011中建筑物地震作用效应和其他荷载效应的基本组合表达式不同，对于有导线荷载作用的构支架，规范中式(7.6.10-2)多出的Ψ_Qγ_QS_QK 一项考虑了正常运行工况电气提供的导线荷载水平分量标准值的效应，它与作用在结构上的风荷载标准值的效应S_wk同属水平荷载类型、荷载也都作用在结构节点上，同属一种作用方式。应分别按顺导线方向和垂直导线方向的风引起的导线荷载标准值的水平分量效应与对应的结构风压效应进行组合，因为两个方向的风不可能同时存在。
    现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011规定风荷载起控制作用的高层建筑，风荷载组合值系数Ψ_w应采用0.2，构支架也属于风荷载起控制作用的构筑物。
    构支架地震作用效应和风荷载效应的基本组合，工程经验表明可不考虑竖向地震作用，仅考虑水平地震作用。

7.6.11 新增条文。
    实际工程中，通过对不同场地、不同抗震设防烈度下的构支架在地震作用效应和其他荷载效应组合计算表明，地震作用工况下构支架杆件的应力大多小于其他荷载效应组合工况(如大风、覆冰有风)下产生的应力，地震作用组合大多不起控制作用，即在发生地震灾害时的构支架所承受的荷载工况并非最不利状态，尤其对于钢结构构支架，具有强度高、重量轻、延性和韧性好等特点，在2008年“5·12”四川汶川地震中几乎没有损失。但对于钢筋混凝土构支架，除次生灾害的破坏外，也存在少量的直接地震力破坏情况。应该说钢筋混凝土构架本身的结构形式在地震力的作用下不易破坏。少量破坏的原因，一是水泥杆暴露在空气中，长期风吹日晒，导致混凝土风化、碳化；二是水泥杆开裂、碳化使钢筋失去表面钝化膜的保护，部分钢筋锈蚀、膨胀，导致混凝土保护层剥落，两者均直接导致构件截面承载力降低，存在结构缺陷，从而使结构薄弱处在地震力产生破坏。
    本条引用现行国家标准《高耸结构设计规范》GB 50135有关条文，并针对变电站实际情况给出的具体规定，便于设计人员直接引用。所谓“高耸结构”是指相对高而细的结构，如变电站构支架、独立避雷针等。

7.6.12 新增条文。
    从2008年“5·12”四川汶川地震灾害调查看，变压器基础震后未见破坏，但变压器存在移位、转动、倾斜甚至脱轨等破坏现象。变压器脱轨损坏了附属构件后产生漏油，喷油甚至烧毁，其余设备基础均未见明显破坏情况。
    可见落地变压器、高抗等大型设备由于未采取固定措施或虽采取了固定措施，但方式不当或强度不足，地震时将固定螺栓剪断、拉脱或将焊缝拉开使固定措施失效，导致变压器滑移甚至掉台，因此应加强大型落地电力设备与基础之间的连接。
    除设备厂家有专门的安装要求外，根据国家电网公司科技部《输变电工程抗震设计研究报告》在7度～9 度抗震设防烈度下对750kV单相变压器与基础连接焊缝的地震作用计算结果，建议焊脚尺寸h_f取12mm。按照现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017有关角焊缝的要求，角焊缝表面应做成直线型或凹型，焊脚尺寸的比例取1: 1.5。
    同时，本标准也鼓励设计人员对大型电力设备采取行之有效的其他隔震和消能减震措施。