EJ T 1062-1998 压水堆核电厂核安全有关的钢结构设计规范.pdf

1、ICS 27. 120. 20 77.140.01 F 69 备事号11356-1”8E.J 中华人民共和国核行业标准EJ/T 1062-1998 压水堆核电厂核安全有关的钢结构设计规范c。deof the design of steel safety-related structures for PWR nuclear p。1werplant 06巳5310001291998-03-25发布1998-001实施中国核工业总公司发布EJ /T 1062-1998 前牛回国本标准是为适应我国核电事业的发展而编制的。本标准以GBJ17-88钢结构设计规范为主要参考规范。在荷载和作用方面作了较大修改

2、和补充，使之与国外相应规范具有大致相同的安全度z并对材料一章作了一些补充。本标准还包括了核电厂中水池衬里和钢埋入件的设计。本标准由全国核能标准化技术委员会提出。本标准由核工业标准化研究所归口。本标准起草单位z核工业第二研究设计院。本标准主要起草人z庄纪良。中华人民共和国核行业标准压水堆核电厂核安全有关的钢结构设计规范1 范围Code of the design of steel safety-related structures for PWR nuclear power plant EJ/T 1062-1998 本标准规定了压水堆核电厂核安全有关的钢结构的设计要求和构造要求。本标准适用于压水

3、堆核电厂中与核安全有关的钢结构的设计。不适用于安全壳衬里及其有关零件，也不适用于水池和房间的不锈钢衬里。2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GBJ 17-88 钢结构设计规范GB 50205-95 钢结构工程施工及验收规范GB 50267-97 核电厂抗震设计规范HAF 0400(91) 核电厂质量保证安全规定HAF 0406一1986核电厂设计中的质量保证3 总则3. 1 本标准所指的钢结构为支承、围护或保护核安全系统或部件的钢结构和结构构件，或作为核

4、安全系统组成部分的钢结构，包括核电厂中与核安全有关的主要和次要钢结构、铺固于1昆凝土内的钢构件（水池衬里、钢埋入件）等。3.2 核安全有关的钢结构设计应具有设计质量保证大纲，质量保证大纲的原则和目标，应符合国家核安全法规HAF0400(91)和HAF0406-1986的规定。3.3 在钢结构设计图纸中应注明所采用的钢号、连接材料的型号（钢号）和有附加保证项目要求的钢材的机械性能和化学成分。在设计图纸中应注明特殊的制造和安装要求，对街架和梁必要时应注明起拱度。对于焊接接头应注明所要求的焊缝质量级别。对焊接顺序和焊接方法需要特别加以控制的焊接接头和接头群，必须在设计图纸上注明，尽量减少受约束焊缝和

5、过大的焊接变形。对于采用高强度螺栓组装的接头和要求抗剪的连接接头，设计图纸中应注明所要求的中国撞工业总公司1998-03-25批准1998”01实施EJ/T 1062-1998 连接型式是摩擦型抑或承压型（包括表面处理要求。3.4 钢结构设计必须有设计计算书，包括对适用设计准则的说明。当采用一种经过验证的计算机程序进行计算时，可用设计假定和设计输入、输出数据代替计算书。未经验证的计算机程序不得用于分析和设计。3. s 核安全有关的钢结构设计，除符合本规范的规定外，尚应符合GBJ17-88和GB50267的要求z材料和制造尚应符合GB50205-95及有关的现行国家规范的要求。4 承置钢结构设计

6、4. 1 荷载和荷载效应组合4. 1. 1 荷载和作用所有核安全有关的承重钢结构应按所承受的下列各项荷载和作用进行设计。4. 1. 1. 1 正常荷载正常荷载是核电厂正常启动、运行或停堆期间遇到的荷载和作用，包括za) D一一永久荷载，包括结构自重、液体静水压力以及固定设备荷载等。b) L一一活荷载，包括可移动的设备荷载、吊车荷载、土压力及其它可变荷载（例如人员重量、维修荷载、设备临时拥置等。对于引起动力效应的活荷载，计算活荷载必须有所增加。如无其它规定，增加值应为：一一电梯支承结构100%;一一由驾驶室操作的吊车支承大梁及其连接25%;一一由悬挂机构（在地面）操作的吊车支承大梁及其连接10%

7、;一一由传动轴驱动或电动机驱动的轻型机械的支承结构，不少于20%;一一往复式机械或动力驱动机组的支承结构，不少于50%;一一支承楼板和阳台的支吊架33%。如无其它规定，吊车横向水平荷载应取横行小车重量与额定起重量之和的20%，并乘以重力加速度z该项荷载作用于轨顶，方向与轨道垂直，并考虑正反两个方向的刹车情况。该项荷载应按支承轨道的结构的横向刚度分配于吊车桥架的两端。如无其它规定。吊车纵向水平荷载应按作用在一边轨道上所有刹车轮的最大轮压之和的10%采用，该项荷载作用于刹车轮与轨道的接触点，方向与轨道一致。对于重级工作制吊车，吊车横向水平荷载的增大系数应符合GBJ17-88第3.1. 8的规定。c

8、) Ro在正常启动、运行或停堆期间，基于最不利瞬态或稳态工况的管道和设备的反力。d)To在正常启动、运行或停堆期间，基于最不利瞬态或稳态工况的温度作用。4. 1. 1. 2 严重环境荷载严重环境荷载指电厂寿期内偶而遇到的环境荷载和作用，包括za) W一一厂址的基本风压荷载，按lOOa一遇的3s平均最大风速确定b) E1一一运行安全地震动产生的地震作用，包括由运行安全地震动引起的管道和设备2 EJ/T 1062-1998 的地震作用。计算地震作用时仅考虑永久荷载和实有的活荷载。4. 1. 1. 3 极端环境荷载极端环境荷载指可信但极少可能发生的环境荷载和作用，包括za) W，一一由规定的设计龙卷

9、风产生的荷载，包括龙卷风风压、龙卷风引起的压差和龙卷风产生的飞射物。b) E2极限安全地震动产生的地震作用，包括由极限安全地震动引起的管道和设备的地震作用。计算地震作用时所考虑的荷载同E1。4. 1. 1. 4 异常荷载异常荷载指设计基准事故引起的荷载和作用，包括：a)P.由设计基准事故引起的压力荷载。b)T.由包括To的设计基准事故引起的温度作用。c) R.由包括Ro的设计基准事故引起的管道和设备的反力。d)R，由设计基准事故引起的荷载和作用，包括：l)R口一一在设计基准事故工况下由高能管道破裂而产生的反力；2)R，；一一在设计基准事故工况下由高能管道破裂而产生的喷射冲击荷载z3)R.m一一

10、在设计基准事故工况下由高能管道破裂而产生的飞射物撞击荷载。4. 1. 1. s 事故作用a) A 内部飞射物或外部人为事件引起的荷载，组合时只考虑其中的一种。b) c一一由反应堆厂房环形吊车两支承牛腿的高差引起的荷载，考虑最大高差为50mm。c) F一一由离环形吊车轴线最近的一个支承牛腿的丧失所引起的荷载。4. 1. 2 工况及荷载效应组合4. 1. 2. 1 正常运行1. 5D+l. 5L . (1) 1. 15D+l. 15L+l.15Ro+l. 15To . (2) 4. 1.2.2 正常运行加严重环境1. 5D+ 1. 5L+ 1. 5日几.(3) 1. 5D+ 1. 5L+ 1. 5

11、E1 . (4) 1. 15D十1.15L十1.15W + 1. 15R。L15To . (5) 1. 15D+ 1. 15L+ 1. 15E1+1. 15R。L15To.(6) 4. 1.2.3 正常运行加极端环境4. 1. 2. 4 正常运行加事故作用D+L+Ro+T。w.(7) D+L+R。To+E2. (8) D+L+R。十A. (9) D+L反。c.(10) D+L+R。十F. (11) 3 ,EJ/T 1062-1998 4. 1. 2. 5 异常运行D+L+R.+T.+P . (12) 4.1. 2. 6 异常运行加严重环境D十L+R.+T.+P.十R,+E1. (13) 4.

12、1.2.7 异常运行加极端环境D+L+R.+T.+P.+R,+E2 . 04) 注1以上各式中的符号代表与之相对应的荷载的荷载效应。符号前的系数为荷载分项系数2本条所列的各种荷载效应组合中任何一种荷载足以减小其他荷载的效应时，如该荷载经常出现或与其他荷载肯定同时发生，则此项荷载效应的荷载分项系数应取为0.9，否则为零，即不参与组合。3组合时P,.R,.R，应取最大效应值并包括一适当的动力系数，除非经时程分析确认可取较低的值。4.2 材料4.2. 1 承重钢结构材料承重钢结构材料的选用应符合GBJ17-88第二章2.0. 1、2.0.2、2.0. 3的规定，并作如下补充za）对于可能承受冲击荷载

13、的结构，如射流护屏、管道约束支承、管道甩击屏障等，对材料的技术要求必须增加如表1所示的V形缺口冲击试验的要求。试验时的温度必须比结构构件材料使用温度低17或更多。其验收准则示于表1。表1V形缺口试验能量值钢材最小屈服点儿三个试件平均值单个试件最小值N/mmz J J 245二月5.5 二注16.5 245f,295 二月3.5二月5.5 二二295二月0.0二注42.0b）一些结构构件，由于所采用的焊接方式和构造型式，在某些部位可能存在焊接引起的高温和受高度约束，从而发生层状撕裂。对这类构件的材料技术要求中必须包括对材料进行超声检验的要求，并附加要求进行在厚度方向的抗拉试验。验收准则应为z厚度

14、方向的断面收缩率不得低于材料在轧制方向作抗拉试验时材料轧制方向断面收缩率的90%。c）如无其它规定，钢材使用温度在38以下时可不考虑E、儿和儿的折减，当钢材温度超过38时，每增加56，则f，和J.应折减5%。4.2.2 铜铸件材料钢铸件材料的选用应符合GBJ17-88第2章2.0. 4的规定。4.2.3 连接材料钢结构的连接材料应符合GBJ17-88第2章2.0. 5的规定4.3 设计指标4 EJ /T 1062-1998 4.3. 1 钢材、钢铸件和连接材料的强度设计值应按GBJ17-88第3章3.2. 1的规定采用，并按第3.2. 2的规定进行强度设计值的折减。4. 3. 2 钢材和钢铸件

15、的物理性能指标应按GBJ17-88第3章3.2. 3的规定采用。4.4 设计原则4. 4.1 本规范除疲劳计算外，采用极限状态设计方法。承重结构应按下列承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计za）承载能力极限状态为结构或构件达到最大承载能力或达到不适于继续承载的变形时的极限状态；b）正常使用极限状态为结构或构件达到正常使用的某项规定限值时的极限状态。4.4.2 核安全有关的钢结构或构件必须按本规范4.1. 2. 1 4. 1. 2. 7所列的荷载效应组合进行承载能力的计算。如存在符合特定厂址条件的其它任何荷载和作用，则设计时尚需考虑这类荷载和作用。不属于核安全有关的结构，若其破坏会导致核安

16、全有关的结构或部件丧失安全功能，则必须按极端环境工况评定其不致发生严重破坏。4.4.3 计算疲劳和计算正常使用极限状态的变形时，4.1. 2. 1 4. 1. 2. 7中所列的各种工况的荷载效应组合中的荷载分项系数均应为1.0 4.4.4 按异常运行加极端环境工况的荷载效应组合进行承载能力计算时，钢材强度可采用强度标准值，但留有适当的安全裕度。4.4.5 对于极端和异常荷载工况，如果进行变形评价，其总变形不超过以下规定的容许延性系数），则不必考虑次应力飞a）轴心受拉钢构件=O. 25e:,:o. 1/e:, 式中：E一一破坏（断裂时的伸长率；y一一对应于钢材屈服时的应变。b）受弯构件1)对工字

17、形、宽翼缘工字形、T形等开口截面运12.52）对圆管、箱形等闭口截面运20.03）当由剪力控制设计时主运5.04）对弯曲时产生均匀受压的板件，应限制其宽厚比工字形截面的受压翼缘zb1/2t毛.1认23飞l/,)1/2 式中：b1一一工字形截面受压翼缘板宽度Ft一一工字形截面受压翼缘板厚度。箱形截面的受压翼缘z1)容许延性系数的定义为构件中的容许应变（容许变形）与屈服时的应变（或变形之比。2）所谓次应力是指结构内部相邻部位或相邻材料间的相互约束作用所引起的各种应力，如局部屈服影响、温度应力等，它不需与外荷载保持平衡5 EJ/T 1062-1998 bo/t运40(235/y)112 式中：bo两

18、腹板间的受压翼缘板宽度zt一一受压翼缘板厚度。c）轴心受压钢柱=O. 225/ .210 且： .，注10式中z, = （，） fr/ E)112 = (,/yE)l/2 EzE/. A一一钢柱的最大长细比；E.，一一开始应变硬化时的应变。对于受弯构件和轴心受压钢柱，为保证其达到规定的延性，其板件的宽厚比限值和必要的侧向支撑的要求。应符合GBJ17-88第9章的有关规定。在对极端和异常工况计算总变形时，T.,R.或R，可用非弹性分析确定，分析时将延性系数限制在开始塑性失稳时的延性系数的一半，且不超过上述规定的值。4.5 构件承载能力的计算4. s.1 受弯构件的计算应按GBJ17-88第4章的

19、规定进行。4.5.2 轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算应按GBJ17-88第5章的规定进行。4.6 疲劳计算承受动力荷载重复作用的钢结构构件及其连接的疲劳计算应按GBJ17-88第6章的规定进行。4.7 连接计算核安全有关的钢结构的连接计算应按GBJ17-88第7章的规定进行，但取正面角焊缝强度增大系数B1=l.0。4.8结构变形的规定在验算结构的正常使用极限状态时，结构变形应符合GBJ17-88第3章的规定。4.9 构造要求核安全有关的承重钢结构的构造要求应符合GBJ17-88第8章的规定。s 水池和房间钢衬里及锚固系统的设计本章适用于覆盖水池内表面的防漏衬里、房间衬里及分隔水池或房间的钢

20、闸门和钢门。s. 1 荷载和荷载效应组合s. 1. 1 荷载和作用核安全有关的水池和房间钢衬里及其锚固系统应按所承受的下列各项荷载和作用进行设计。s. 1. 1. 1 正常荷载D一一永久荷载，包括液体静水压力，棍凝土的永久性变形（特别是收缩和徐变以及固6 EJ/T 1062-1998 定设备荷载等。L一一活荷载，包括可移动的设备荷载、可变的静水压力等。To水的正常温度作用。s. 1. 1. 2 异常荷载T.水的异常温度作用。E1运行安全地震动作用下设备及水的反力。s. 1. 1. 3 事故荷载T.水的事故温度作用。Ez极限安全地震动作用下设备及水的反力。s. 1. 2 工况及荷载效应组合s.

21、1. 2. 1 正常工况1. SD+ 1. SL . (1日l.15D十1.15L十l.15T。”.(16) s. 1. 2. 2 异常工况5. 1. 2. 3 事故工况1. 5D十1.SL十1.5E1 . (17) 1.15D+I. 15L+l. 15E+I. 15T. . (1的D+L+Ez . (19) D+L+T . 注1以上各式中的符号代表与之相对应的荷载的荷载效应。2本条所列的各种荷载效应组合中任何一种椅载是以减小其它荷载的效应时，如该荷载经常出现或与其它荷载肯定同时发生，则此项荷载效应的荷载分项系数应取为0.91否则则为零，即不参与组合5.2 材料5. 2. 1 钢衬里的材料宜采

22、用Q235钢（3号钢或16Mn钢，也可采用优质碳素结构钢如20g）或化学成分和机械性能相当的其它钢号的钢材。5.2.2 钢衬里的焊接材料应采用与母材匹配的焊接材料。5.3 设计要求a）衬里应是防漏的，并便于清除放射性精染的。b）衬里由衬里板和锚固于混凝土中的锚固型钢构成。c）设计支承设备的钢板时要保证荷载的传递，并保持衬里的密封性。d）房间衬里焊缝可不进行X射线探伤，利用棍凝土内的沟槽收集可能的泄漏。e）分隔水池或房间的闸门或门，在压力下必须是密封的，并应具有多道密封接缝。5.4 计算5. 4.1 衬里将静水压力和设备反应传递给混凝土。在水池或房间的结构计算中，衬里不起结构强度作用。根据棍凝土

23、的变形及温度效应计算衬里的应力。5.4.2 温度效应产生的次应力按下述温度进行计算：一一正常状态下的水温：50z7 一一异常状态下的水温：80；一一事故状态下的水温：100。6 钢埋人件设计EJ/T 1062-1998 钢埋入件为混筑在混凝土结构内的钢构件，通过承压、承剪、握裹力、摩擦力或通过它们的联合将外力传递给混凝土结构。埋入件可由钢板、型钢、钢杆、螺栓（不包括膨胀螺栓）、钢管、插铁、剪切连接件或由它们联合制成。6. 1 荷载和荷载效应组合埋入件应考虑4.1. 1所列的各项荷载和作用所引起的效应，并按4.1. 2进行荷载效应组合。6. 2 材料钢埋入件所用的材料及材料的设计指标同4.2和4

24、.3.但是，对于具有明显屈服点和屈服阶段的延性钢材，在承受突然作用荷载时，如果达到屈服的时间少于0.ls，则钢材的强度设计值可增加10%。6.3 设计原则6. 3.1 支承埋入件的混凝土结构必须按安全地承受来自埋入件的荷载进行设计，并具有适当的安全系数，以保证埋入件的设计承载能力不因混凝土支承结构的局部或整体破坏而有所降低。6. 3. 2 当埋入件及其混凝土支承结构的承载能力是受埋入件强度的控制而不是受混凝土支承结构的承载能力控制时，对于极端或异常的撞击或冲击荷载，允许埋入件出现塑性变形，在这种情况下，容许延性系数可采用4.4. 5规定的值。6.3.3 只要根据试验或详细的分析研究，证实埋入件

25、能保持功能的完整性，则可采用较本章规定的安全度为小的设计极限。6.4 设计计算6.4. 1 受拉埋入件6. 4. 1. 1 作为受拉埋入件的螺栓、插铁、钢杆的设计应具有足够的锚固长度和（或）在埋入件的端头设置锚固板，以便通过握裹、承剪、承压或它们的联合将设计拉力传递给混凝土。6. 4. 1. 2 当需要增加能量吸收能力以抵抗动态拉力荷载时，埋入的锚固件可以涂油濡或油脂，以消除握裹力，而受拉埋入件的设计承载能力依赖于锚固件端头设置的不油攘的铺固板。6. 4. 1. 3 带焊接连接件的受拉埋入件的设计，在选择钢材、设计和制造过程中必须审慎，以避免层状撕裂。6.4.2 受剪埋入件剪力荷载应考虑由突缘

26、型或摩剪型埋入件传递给棍凝土。6.4.2. 1 突缘型受剪埋入件的剪力荷载通过埋于1昆凝土并横交于剪力方向的钢板传递。剪力由受剪突缘与混凝土接触面的局部承压传入混凝土6. 4. 2. 2 摩剪型埋入件的剪力荷载通过埋入件与混凝土之间的摩擦来传递。由垂直于剪力8 EJ /T 1062-1998 荷载平面的摩剪型埋入件来抵抗剪力荷载平面内可能的相对位移。摩剪型埋入件所需面积按下式计算：式中：A一一摩剪型埋入件的面积FV一一总的剪力荷载Ff一一埋入件材料的强度设计值pA主”一一混凝土与辘轧钢之间的摩擦系数。当混凝土与辑轧钢的接触面位于混凝土表面下整个板厚处时：O.9；当接触面与福凝土表面重合时：O.7；在灌浆的条件下，砂浆与辑轧钢的接触面在揭凝土表面以外时：0.55。6.4.3 拉剪联合型埋入件对于螺栓、插铁、钢杆的拉剪联合型埋入件，其所需面积可取拉和剪各自所需面积之和。9 属机属机网N唱。时间同国