12.2.1  根据冷却塔抗震设防标准，以及其结构本身的抗震性能和计算分析，参照本规范第5章有关规定，冷却塔按多遇地震确定地震影响系数进行地震作用和作用效应计算是适宜的。其水平地震影响系数最大值按第5.1.5条的规定选用，竖向地震影响系数最大值按第5.1.6条的规定，可采用水平地震影响系数最大值的65％。

12.2.2  本条对塔筒可不进行抗震验算的范围作了规定。

    1  双曲线自然通风冷却塔的规模一般以淋水面积计，淋水面积系指淋水填料顶高程处的毛面积。

    2  本条不验算范围是根据下列情况制定的：

        1)已有地震震害。 

        2)根据冷却塔专用程序计算，风荷载引起的环基内的环张力较小。而富氏谐波数等于0、1的竖向地震和水平地震所引起的环张力，在Ⅲ类场地上有可能大于风荷载引起的环张力而成为由地震组合控制。在这种情况下，不验算范围只能在淋水面积小于4000m2的范围内。

12.2.3  本条对地震区建塔的场地条件要求作了具体规定。

    如天然地基为不均匀地基，则要求严格处理成均匀地基；如为倾斜地层，则要求采取专门措施，如采用混凝土垫块等砌至基岩或砂卵石层。

12.2.5  本条推荐的公式是均匀地基上冷却塔塔筒水平、竖向地震作用标准值效应计算公式。对均匀地基的界定和有关要求，见本规范第12.2.3条的条文说明。

    当需考虑不均匀地基时，应考虑竖向与水平地震作用相互耦合，其地震影响系数仍按图5.1.6得到。为简化计算可将不均匀地基简化为不均匀的等效刚度矩阵，按通用或专用有限元分析软件对冷却塔的竖向与水平向联合地震作用下整体结构进行地震响应分析。非均匀地基冷却塔塔筒地震作用标准值效应应按下式计算：

    其中，SEi、SEj分别为水平与竖向联合地震作用下耦联系统第i个振型和第j个振型的标准值效应；ρeij为水平与竖向联合地震作用下第i与j振型的耦联系数。

    本条文说明中的公式及条文第12.2.5条中的公式是考虑各振型相关性时的CQC公式，其中相关性系数都满足－1≤ρhij、ρvij、ρeij≤1，且当i＝j时，有ρvii＝ρhii＝ρeii＝1。当各振型离散性较大可不考虑各振型相关性时，有ρvij＝ρhij＝ρeij＝0(i≠j)，此时式(12.2.5-1)和式(12.2.5-2)及本条文说明中的公式退化为SRSS(平方和开平方)公式。

12.2.6  本条根据冷却塔的结构特点和形式，对冷却塔塔筒的地震作用计算方法作了明确规定。当考虑材料及几何非线性时，宜考虑混凝土材料的软化等效应，并在环基础与基底弹簧间设置裂隙单元以模拟基础上拔力和滑移；但由于计算模型复杂，建议在9度或10000m2及以上特大塔进行非线性分析。

    振型分解反应谱法和时程分析法进行补充计算，应注意以下两点：

    1  振型分解反应谱法。当按冷却塔专用有限元程序计算时，建议每阶谐波宜取不少于5个振型；按通用有限元程序计算时，建议宜取不少于300个振型。

    采用冷却塔专用有限元软件进行算例分析时，每个谐波分别取3、5、7个振型计算结果比较，3个振型与7个振型相差稍大，而5个振型与7个振型相比，斜支柱和环基的内力仅差0.1％～2.53％；壳体底部纬向内力差4.13％，壳顶部子午向内力差6.25％，计算精度满足工程要求。因此建议每阶谐波宜取不少于5个振型。

    采用通用有限元分析软件(如ANSYS，ABAQUS等)进行算例分析时，由于大部分的振型是前几阶谐波的耦合(前几阶振型是以高阶谐波为主，且存在大量的重频)，对冷却塔的地震响应几乎不起作用，为了保证计算精度，需取足够多的振型进行计算才能达到所需的精度要求。根据设计经验，建议取不少于300个振型。

    2  时程分析法进行补充计算。由于输入不同地震波计算的结果相差很大，故本次修订对“选波”原则进行了规定。目前在抗震设计中有关地震波的选择有以下两种方法：

        1)直接利用强震记录。常用的强震记录有埃尔森特罗波、塔夫特波、天津波等。在选择强震记录时除了最大峰值加速度应与建筑地区的设防烈度相应外，场地条件也应尽量接近，也就是该地震波的主要周期应尽量接近建筑场地的卓越周期。当所选择的实际地震记录的加速度峰值与建筑地区设防烈度所对应的加速度峰值不一致时，可将实际地震记录的加速度按比例放大或缩小来加以修正；对于强震持续时间，原则上应采用持续时间较长的波，一般为结构基本自振周期的5倍～10倍。

        2)采用模拟地震波。这是根据随机过程理论产生的符合所需统计特征(如加速度峰值、频谱特性、持续时间)的地震波，又称人工地震波。人工地震波可以通过修改真实地震记录或用随机过程产生。

12.2.7  本条为强制性条文。本条明确了冷却塔地震作用效应和其他荷载效应的组合方式，同时对各分项系数的取值进行了规定，分项系数的取值是参考下列依据制定的：

    1  冷却塔是以风荷载为主的结构，对风荷载反应比较敏感，现行行业标准《火力发电厂水工设计规范》DL/T 5339地震作用偶然组合条款中考虑了0.25×1.4Swk风荷载作用效应值；此外还考虑了0.6Stk温度作用效应值。

    2  1982年德国BTR冷却塔设计规范中，地震荷载组合亦考虑了1/3Swk风载作用效应及Stk温度作用效应。

    3  根据计算，通风筒结构抗震验算中竖向地震作用效应和水平地震效应占总地震作用效应的百分比见表1；从表1可以看出，在总地震效应中水平地震作用效应较大，但是竖向地震作用效应不可忽略，故需考虑水平地震作用效应与竖向地震作用效应的不利组合。

表1  竖向与水平地震作用效应的比例

    以水平地震作用为主时，水平地震作用分项系数宜取1.3，竖向地震作用分项系数宜取0.5。

    当需考虑不均匀地基时，此时荷载效应组合式(12.2.7)也应进行相应调整，将组合式中的水平与竖向地震作用γEhSEk＋γEvSEvk组合项，用非均匀地基冷却塔塔筒地震作用组合项γEhvSEgk替代。其中γEhv为水平与竖向耦合地震作用分项系数，建议取1.3；SEgk为非均匀地基冷却塔塔筒地震作用标准值效应，具体详见第12.2.5条的条文说明。

12.2.8  本条强调了冷却塔地震作用计算时要注意的两点要求：一是考虑结构与土的共同作用，地震与上部结构宜整体计算；二是塔筒的地震反应是竖向振动、水平振动与摇摆振动的耦合振动。因此计算时应考虑地基压缩刚度系数、剪变刚度系数和动弹性模量等一系列土动力学特性指标，这些参数一般要通过现场试验取得。计算结果表明，考虑了上述共同作用后，基础环张力比较接近实际，不致过大。

12.2.10  根据震害经验，7度区中软及以上场地的进风口高程在8m以下时，可不进行淋水构架抗震验算。

12.2.11  震害调查表明，构架与竖井、筒壁连接部分均有不同程度的拉裂、撞坏；竖井、筒壁和构架的自振周期各不相同，地震位移不一致，因而构架梁在筒壁和竖井之间要允许相对位移和转动，以免构件拉裂。