【其他行业标准】 压水堆核电厂核安全有关的混凝土结构设计要求

ICS27.120.20
备案号：29110-2010
中华人民共和国能源行业标准
NB/T20012——2010
代替EJ/T925—1995
压水堆核电厂核安全有关的混凝土结构设计要求
Design requirements for nuclear safety related concrete structure for pressurewater reactor nuclearpowerplant2010-05-01发布
国家能源局
2010-10-01实施
规范性引用文件，
术语和定义
荷载和荷载效应组合
基本设计规定
承载能力极限状态计算
正常使用极限状态验算，
构造规定
附录A（规范性附录）
坚硬飞射物对钢筋混凝土的穿透，NB/T20012-2010
NB/T20012-2010
本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准代替EJ/T925—1995《压水堆核电厂核安全有关的混凝土结构设计规范》，与EJ/T925—1995相比主要有以下变化：
厂址的基本风压荷载Wo，按100年-遇的3s的平均最大风速确定；补充了混凝土收缩、徐变的计算方法；对于核电厂房中的框架和斜撑构件，其纵向受力钢筋（普通钢筋）也应满足CB50011对抗震等级为一、二、三级的框架和斜撑构件中纵向受力钢筋（普通钢筋）的要求，即对框架和斜撑构件中的纵向受力钢筋（普通钢筋）提出延性要求；限制单筋受弯构件的最大配筋率p不超过0.75pb（pb为界限配筋率），提高了对受弯构件的延性要求：
横向受剪承载力计算中，将剪力设计值增大系数由“1.3”改为“1.15”。对均布荷载作用下的矩形、T形和I形截面的一般受弯构件，取消引用规范GB50010一2002公式（7.5.4-2）中箍筋受剪承载力设计值的系数1.25。对矩形、T形和I形截面的钢筋混凝土偏心受拉构件，可忽略混凝土的受剪承载力，仅由箍筋抗剪：受冲切承载力计算按GB50010—2002中7.7的有关规定进行：-补充正常使用极限状态下裂缝宽度的验算；一对于正常使用极限状态下受弯构件挠度的验算，补充了混凝土构件最小厚度的要求，即满足了最小厚度的要求，可不进行挠度验算：修改了受弯构件的挠度限值；
-为提高耐久性设计要求，增加了混凝土的保护层厚度；对于最小配筋，增加条款“是对所有外露混凝士表面而言的，是为了控制混凝土开裂和拉结结构的所谓构造钢筋。对于各种不同的受力构件，其最小配筋率还应遵循GB50010一2002中的相关规定。”
本标准参考了国内外最新的相关标准和规范，总结了我国目前已建和在建核电厂核安全相关厂房结构设计的工程经验。
本标准由核工业标准化研究所归口。本标准起草单位：中国核电工程有限公司。本标准主要起草人：张卫国、苟在文、张超琦、陈矛、王洪斗、李玉民、王黎丽。EJ/T925于1995年7月首次发布。II
1范围
压水堆核电厂核安全有关的混凝土结构设计要求
NB/T20012-2010
本标准规定了压水堆核电厂核安全有关的混凝土结构的材料、荷载和荷载效应组合、承载力极限状态计算、正常使用极限状态验算以及构造等方面的要求。本标准适用于压水堆核电厂中与核安全有关的混凝土结构（包含地下结构，如管廊）的设计，但不包含混凝土压力容器和安全壳。2
规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB1499.1一2008钢筋混凝土用钢第1部分：热轧光圆钢筋CB 1499.2—2007
GB50009-—2001
GB50010—2002
GB50011
GB50204
GB50267
钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋建筑结构荷载规范（2006年版）混凝土结构设计规范
建筑抗震设计规范
混凝土结构工程施工及质量验收规范核电厂抗震设计规范
JTGD62—2004
3术语和定义
公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范下列术语和定义适用于本文件。3.1
荷载效应
loadeffect
出荷载引起的结构或结构构件的反应，例如内力、变形和裂缝等。3.2
荷载效应组合
loadeffectcombination
按极限状态设计时，为保证结构的可靠性而对同时出现的各种荷载效应设计值规定的组合。3.3免费标准bzxz.net
Load-carryingcapacitylimitstates承载力极限状态
结构或构件达到最大承载能力或者达到不适于继续承载的变形状态。3.4
正常使用极限状态
service ability limit states结构或构件达到正常使用或耐久性能中某项规定限度的状态。NB/T20012-2010
混凝土收缩shrinkageofconcrete在混凝土凝固和硬化的物理化学过程中，构件尺寸随时间推移而缩小的现象。3.6
混凝土徐变creepofconcrete
混凝土结构构件承受的荷载或应力不变，而应变或变形随时间增长的现象。3.7
徐变系数coefficientofcreep
徐变应变与初始弹性应变的比值。3.8
界限配筋率reinforcementratioproducingbalancestrainconditions混凝土结构构件正截面受压边缘混凝上达到弯曲受压的极限压应变，而受拉区纵向钢筋同时达到届服拉应变所对应的平衡配筋率。3.9
构件短期刚度
shorttermrigidityofmember
混凝土结构构件在荷载短期效应组合下计算所采用的截面刚度。4总则
4.1本标准涉及的结构和结构构件包括支承、围护或保扩核安全系统或部件的混凝土工结构，或作为核安全系统组成部分的混凝土结构。4.2设计中应考虑厂址环境因素对核安全有关结构的影响。需考虑的厂址环境因素主要有：a)
厂区地基及其附近地区斜坡的稳定性：设计基准地震动参数、地基液化等：暴雨、洪水、台风、龙卷风、海啸或湖涌等自然现象；极端环境温度：
白然环境对结构材料的影响，诸如空气中的含氧物和其他有害物质、侵蚀性地下水的腐蚀；飞机坠毁、化学品爆炸等外部人为事件。4.3除本标准的规定外，结构设计尚应符合GB50010--2002、GB50011和GB50267的要求：材料和施工质量应符合GB50204及有关的国家标准要求。当引用标准与本标准不-一致时，应遵循本标准的规定。
5荷载和荷载效应组合
5.1荷载和作用
5.1.1核安全有关结构应按本章规定的荷载和荷载效应组合进行设计。如存在符合特定厂址条件的其他任何荷载和作用，则设计时尚需考患这类荷载和作用。5.1.2正常荷载。正常荷载是核电厂正常运行或停堆期间遇到的荷载和作用，包括：a）D—永久荷载，包括结构自重、液体静压力以及固定设备荷载等；一活荷载，包括可移动的设备荷载、土压力及其他可变荷载（例如人员重量、建造荷载、b)
吊车荷载等）：
c）To
在正常运行或停堆期间的温度作用：NB/T20012-2010
在正常运行或停堆期间管道和设备的反力：不包括重力荷载和地震产生的反力。5.1.3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)
由设计基准事故引起的压力荷载；由包括T。的设计基准事故引起的温度作用：由包括Ro的设计基准事故引起的管道和设备反力；由设计基准事故引起的局部荷载，包括：Rr在设计基准事故工况下由高能管道破裂而产生的反力：R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；R
一在设计基准事故工况下由高能管道破裂而产生的撞击荷载。，严重环境荷载。严重环境荷载指核电厂寿期内偶然遇到的环境荷载和作用，包括：5.1.4
厂址的风荷载标准值，可按GB50009-2001中7.1.1的规定计算。其中基本风压W按100年一遇的3s的平均最大风速V。确定，W。-V2/1600(kN/m)：E
-运行安全地震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的地震作b)
用。计算地震作用所采用的重力荷载代表值仅考虑永久荷载和实有的活荷载。5.1.5
极端环境荷载。极端环境荷载指可信但极少可能发生的坏境荷载和作用，包括：W龙卷风荷载，包括：
1）Wt——龙卷风风压荷载；
W，大气压迅速变化引起的压差荷载：2）
W。一龙卷风引起的飞射物撞击所产生的效应。极限安全地震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E
用。计算地震作用时所考患的荷载同E1。内部飞射物或外部人为事件引起的荷载，包括：A一一内部飞射物所产生的撞击荷载，例如由乏燃料容器坠落而引起的荷载，控制棒或阀门部件等飞出而引起的荷载；
外部爆炸引起的冲击波荷载：
外部飞射物引起的荷载，例如由飞机坠毁、汽轮机部件飞出而引起的荷载。5.2工况及荷载效应组合
核安全有关的混凝土结构应按表1所列各种工况的荷载效应组合进行承载力计算。NB/T20012-2010
正常运行
正常运行加严重环境
正常运行加极端环境
异常运行
异常运行加严重环境
异常运行加极端环境
正常运行加内部飞射物或外部人为事件表1
工况及荷载效应组合
荷载效应组合
1. 4D+1. 71.+1. 7Re
1.05D+1.3L+1.05T。+1.3R。
1. 4D+1. 7L+1. 7E,+1. 7R
1. 4D+1. 7L+1. 7W+1. 7Re
1. 05D+1. 3L+1. 3E,+1. 05T+1. 3R1. 05D+1. 3L+1. 3W+1. 05T。+1. 3R*D+L+T。+R+E
D+L+T+Ro+w.*
D+L+T.+R.+1. 25P. *
D+L+T,+R,+1. 15P.+R.+1. 15E,*D+L+T.+R.+P.+R,+E, *
表中的符号代表与之相对应荷载的荷载效应标准值。D+L+Te+R+A:
\DtL+T+R+As
D+L+Te+R+As
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，如该荷载系经常出现或与其他荷载肯定同时发生，则此项荷裁效应的荷载分项系数应取为0.9，否则为零，即不参与组合组合时P、T、R、R.应取最大效应值，除非经时程分析确认可取较低的值。所列的各种荷载效应组合值即为荷载效应组合设计值。若由差异沉降、徐变、收缩或补偿收缩混凝土的膨胀引起的结构效应显著，则在相应荷载效应组合中应将它们包含在永久荷载D里加以考虑。
”若判定其他极端环境荷载对核安全有关结构有影响，则应考忠附加的荷载效应组合，用该项极端环境荷载效应代替荷载效应组合中的w。
基本设计规定
结构构件应根据承载能力极限状态的要求进行承载力计算。结构构件的承载力设计采用下列极限6.1
状态设计表达式：
式中：
-R(fe, fo, a....
承载力极限状态的荷载效应组合设计值，按5.2确定；S
R一结构构件的承载力设计值，按第8章确定：fe,f混凝土、钢筋的强度设计值：q
一儿何参数的标准值。
6.2结构构件在必要时应进行抗滑、抗倾覆和抗浮的稳定性验算。抗滑和抗倾覆稳定性验算应采用下列荷载效应组合：
D+L+W;
D+L+E: ;
D+L+W,;
NB/T20012-2010
d)D+L+E2。
抗滑和抗倾覆系数，对于上述a）、h）组荷载效应组合采用1.5：对于上述c）、d）组荷载效应组合采用1.1。抗浮验算时仅考虑永久荷载标准值，抗浮安全系数取1.1。6.3结构构件应根据止常使用极限状念的要求验算正常运行工况下的变形。此时5.2.1中的荷载效应分项系数均取为1.0。
混凝土和钢筋的强度标准值和设计值以及弹性模量按GB50010-2002第4章的有关规定取值。7材料
钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不得低于C25。7.1
7.2普通钢筋宜采用GB1499.2—2007中的HRB400级和HRB335级钢筋，也可采用GB1499.1—2008中的HPB235级钢筋。
对于框架和斜撑构件，其纵向受力钢筋（普通钢筋）应满足下列要求：钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25：a)
钢筋的屈服强度实测值与强度标准值的比值不应大于1.3：钢筋在最大拉力下的总伸长率不应小于9%7.3混凝土温度不得超过下列数值：在正常运行工况下或其他任何长期作用的温度限值为65℃，但局部范围，如高能管道穿管区a)
域，其允许温度可适当提高，但不宜大于95℃；在事故工况下或其他任何短期作用的温度限值为180℃，但由于管道破裂时的喷射作用所影响b)
的局部区域，其允许温度可提高到345℃C；假若通过试验能确定混凝土强度的降低值，且降低后的强度又高于设计值，则混凝土温度允许e）
高于上述a）、b）规定的限值、7.4在结构设计中，允许参照相关标准中的有关规定，考虑高温对钢筋和混凝土的力学性能（强度和弹性模量）的影响。
7.5混凝土的收缩应变和混凝土徐变系数可按JTGD62-—2004附录F中的规定计算。8承载能力极限状态计算
8.1受弯、受压和受拉
正截面受弯、受压和受拉承载力计算，应按GB50010一2002中7.1～7.4的有关规定进行。对于单筋受弯构件，其最大配筋率p不应超过0.75P（p为界限配筋率）。8.2横向受剪
横向受剪承载力计算可按GB50010一2002中7.5的有关规定进行，但需做以下三点修改：将构件斜截面上的最大剪力设计值V乘以增大系数1.15：a)
在计算均布荷载作用下的矩形、T形和I形截面的一般受弯构件时，取消引用规范GB50010b)
一2002公式（7.5.4-2）中箍筋受剪承载力设计值的系数1.25。即此时构件斜截面上混凝土和箍筋的受剪承载力设计值Vs按下式计算：Va=0.7fbho+f
式中：
NB/T20012-2010
f-—混凝土轴心抗拉强度设计值；矩形截面的宽度，T形截面或I形截面的腹板宽度；b
h——截面的有效高度；
一拖筋抗拉强度设计值；
配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积，即As=nA！，此处n为在同一截面内箍筋的肢数，Aol为单肢箍筋的截面面积；沿构件长度方向的箍筋间距。
矩形、T形和I形截面的钢筋混凝土偏心受拉构件，其斜截面受剪承载力可按下式计算：(4)
8.3平面内受剪
增、板和壳体平面内受剪的单位长度的混凝土名义剪应力V/6不得超过0.25f，此处6为墙、板或壳体的厚度；f为混凝土轴心抗压强度设计值。受剪承载力应由竖向和水平向正交钢筋网体系提供，混凝土只承受压力，不承受拉力。正交钢筋网体系的钢筋截面面积应按下列公式计算（见图1）：Asy
当按公式（5）算得的钢筋面积符合下列条件：AyAk
图1正交钢筋网体系的单元体
甚至为负值时，则A按最小配筋面积An设置，同时取A=
Asminf,-1
当按公式（6）算得的钢筋面积符合下列条件：As甚至为负值时，则A按最小配筋面积As.n设置，同时取Aar
As.minf,-N
NB/T 20012-2010
当按公式（5）和（6）算得的钢筋面积均小于A，甚至为负值时，则两个方向的钢筋均按构造规定设置。
以上各式中：
N一-增、板或壳体单位长度内的竖向薄膜力设计值，拉力为正，压力为负；N一一墙、板或壳体单位长度内的水平向薄膜力设计值，拉力为正，压力为负；--墙、板或壳体单位长度平面内的剪力设计值：A,—墙、板或壳体单位长度内的竖向钢筋截面面积；A—一墙、板或壳体单位长度内的水平向钢筋截面面积；A sin
一墙、板或壳体单位长度内的最小钢筋截面面积，可取混凝土毛面积的0.25%：f普通钢筋抗拉强度设计值。
8.4受冲切
墙、板和壳体受冲切承载力计算应按GB50010—2002中7.7的有关规定进行。8.5受扭曲
结构构件扭曲截面承载力计算应按GB50010一2002中7.6的有关规定进行。局部受压
局部受压承载力计算按GB50010—2002中7.8的有关规定进行。8.7坚硬飞射物对钢筋混凝土构件的穿透详见附录A。
9正常使用极限状态验算
9.1裂缝控制验算
钢筋混凝土结构构件在不同暴露条件下的最大裂缝宽度不应超过表2中规定的允许裂缝宽度。表2
钢筋混凝土构件的允许裂缝宽度暴露条件
允许裂缝宽度
干燥空气或有保护膜
潮湿、湿空气、土
海水及海水飞溅、干湿循环
挡水结构
NB/T20012-2010
最大裂缝宽度服.可按下式计算：h
w=0.011×10*×0.4f.
式中：
h——为从受拉钢筋形心到中和轴的距离，单位为毫米（mm）；h—为从边缘受拉纤维到中和轴的距离，单位为毫米（mm）；d一一为从边缘受拉纤维到相邻钢筋形心的距离，单位为毫米（mm）：fs一一普通钢筋抗拉强度标准值，单位为牛顿每平方毫米（N/mm）。(11)
A一一为一根钢筋的混凝土有效受拉面积，单位为平方毫米（mm），等于单位长度或宽度上，包围钢筋、且与这些钢筋具有相同形心的混凝土有效受拉总面积除以所含钢筋的根数。当钢筋直径不同时，由钢筋总面积除以最大直径的钢筋面积作为钢筋根数。对于一般受弯构件，可取\=1.2。h,
对暴露在严重腐蚀性环境中，经受腐蚀的结构或要求设计成不透水的结构，需要采取特殊的保护措施。
9.2受弯构件挠度验算
9.2.1钢筋混凝土受弯构件应设计成具有足够的刚度，以限制对结构及与之相连的非结构构件的强度或使用性能有不利影响的挠度或任何其他变形。对于一般钢筋混凝土受弯构件应满足表3和表4规定的最小厚度要求。不满足最小厚度要求的钢筋混凝土构件应按9.2.2的要求进行挠度计算，并需满足表5规定的允许挠度的限值。表3可不进行挠度计算的非预应力梁或单向板的最小厚度构件类型
实心单向板
梁或带肋单向板
1。/12
1。/10
一端连续
1。/15
1。/13
1。为梁板的计算跨度，对于悬臂构件取净挑出长度。-两端连续
1。/16
1。/5
本表适用于f，为400N/m的钢筋。对于f小于400N/mm的钢筋，本表所列数值应乘以（0.4+0.0015fa）8
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