根據國家標準《建筑抗震設計規范》GB50011-2010 中第13.4.3 條和《建筑機電工程抗震設計規范》GB50981-2014中第3.1.3條均為強制條文，并規定了：抗震設防烈度為 6 度及 6 度以上地區的建筑機電工程設施必須進行抗震設計的要求，進行綜合分析并確定抗震支吊架深化思路。 地震破壞會導致結構的破壞，如房屋的墻、梁、柱等建筑結構；也會導致非結構構件的破壞，如建筑機電設施，水管、風管、電纜橋架等。特別是震后機電系統中管道縱向拉伸斷裂，水管破裂引發水災，帶來群眾的生命和財產的巨大損失。因此，建設領域設計“抗震”是不可或缺的。 非結構構件的抗震是建立于結構抗震基礎上的，抗震支吊架的安裝施工是基于建筑機電系統的。因其設備管線復雜、設計圖紙信息不充分，以及其對建筑物的主體結構依賴性強，則后續安裝時安裝難度大，安裝空間浪費。這就需要在已進行抗震設計的結構體和相關機電系統平面圖紙進行深化，并依據優質產品的力學性能，提供科學嚴謹的力學計算及驗算。以便于安裝，降低造價，美觀可靠。 根據相關規范的要求和現場勘查實際情況后，以下是探討抗震支吊架在實體工程中的實際運用。 1 抗震支架與傳統承重支架的區別 1.1傳統的承重支架系統是以重力為主要荷載的支撐系統，傳統重力支吊架僅承受豎向荷載 存在兩個缺點：一是側向擺動大，破壞臨近設施，甚至脫落；二是水平地震作用缺乏支撐結構。 1.2抗震支吊架主要承擔管線水平方向的載荷 首先布設抗震支吊架，改變管線系統動力特性，由柔變剛，地震作用下響應明顯變小；其次，改變抗震支吊架處的重力吊架的受力，進而改變其設計、選型、加勁、錨固等；再者，抗震支吊架分縱向、橫向支吊架，其受力、布設、錨固等涉及地震工程、結構工程、機械工程、給排水等多學科多領域知識。傳統型支吊架與抗震型支吊架的比較如下表： 
2抗震支吊架的實際運用 2.1抗震支吊架的使用范圍和布置要求 根據抗震支吊架標準和設計圖紙中設計說明的要求，在本項目： （1） 重量超過 1.8KN 的風機等設備，內徑大于等于DN60mm 的電氣配管，150N/m 或以上的電纜橋架、電纜梯架、電纜線盒、母線槽都應設置抗震支吊架。排煙風道、事故通風風道及相關設備采用抗震支架。 （2） 剛性管道側向抗震支撐設計間距不得超過 12m；柔性管道側向抗震支撐最大設計間距不得超過 6m。 （3） 剛性管道縱向抗震支撐最大設計間距不得超過24m；柔性管道縱向抗震支撐最大設計間距不得超過 12m。 （4） 抗震支撐最終間距應根據具體深化設計及現場情況綜合確定。 連接構件和部件的抗震措施，應根據設防烈度、建筑使用功能、房屋高度、結構類型和變形特征、附屬設備所處的位置和運轉要求等，按相關專門標準的要求經綜合分析后確定。建筑附屬機電設備的支架應具有足夠的剛度和強度；其與建筑結構應有可靠的連接和錨固，應使設備在遭遇設防烈度地震影響后能迅速恢復運轉。根據構件性能進行驗算，確定地震力影響值≤構件承載力。 2.2抗震支吊架的施工深化 （1）深化流程 設計依據、初設布點→逐點計算地震力→選擇合適的抗震大樣并驗算→調整間距直至滿足力學要求→施工階段安裝角度及間距調整及驗算 （2）初設布點及抗震支吊架詳圖 根據本工程某消防系統管道和某防排煙等平面布置圖并配合結構專業圖紙布置抗震支架點位，包括雙向和四向支架的平面位置和方向，同時確認每個支架的分相關管道范圍。通過計算調整抗震支架最優的安裝位置。 （3）抗震支吊架的樣式 根據抗震支吊架布點平面布置圖，作出抗震支架大樣圖，以便進行受力核算和施工下料，詳見下圖。 
圖一管道支抗震吊架（給排水、消防管道） 
圖二風管抗震支吊架 
圖三電纜橋架抗震支吊架 
圖四管道組合抗震支吊架 （4）構件抗震驗算 抗震支吊架的所有構件均應采用成品構件，除 C 型槽鋼、全螺紋吊桿可以進行現場切斷外，不得對其它產品進行現場加工。國內抗震設計系數應根據建筑功能系數、構件、部件所屬系統等進行選取。以下是以側向抗震支吊架為例，進行荷載分析，如下圖。 
圖五抗震支吊架受力荷載分析圖 抗震支吊架間距的計算公式 
表一各種類型抗震支架最大間距設置位置(初設間距) 
根據《國家建筑機電工程抗震設計規范》水平地震作用計算公式計算設計荷載，抗震計算（等效側力法）： 
單管荷載的計算，以單管節點為例，管道公稱直徑 DN150管道類型為消防管。支吊架形式如圖六所示。 
圖六 支吊架形式 圖中管徑從 DN65-DN150,各部件的荷載如下： DN150-168 的 U 型管吊架設計荷載：18000N M20 全螺紋吊桿設計荷載：14000N M12 可調式鉸鏈 A 設計荷載：7300N 驗算過程： M12 槽鋼連接件設計荷載：7300N 單位長度管重：428.75N/m 側向管長：11m 縱向管長：22m 側向荷載=單位長度管重×側向管長×數量×最大水平 加速度為： 428.75N/m×11m×1×0.5=2358N 縱向荷載=單位長度管重×縱向管長×數量×最大水平 加速度為： 428.75N/m×22m×1×0.5=4716N 承載量=單位長度管重×數量×6 為： 428.75N/m×1×6m=2572.5N 側撐荷載余量 45°-60°：可調式鉸鏈 A–1.414×側撐荷載為： 7300N-1.414×2358N=3966N 由 3966N＞0 可知符合要求，不用增大各部件型號。 縱撐荷載余量 45°-60°：可調式鉸鏈 A–1.414×縱撐荷載為： 7300N-1.414×4716N=632N 由 632N＞0 可知符合要求，不用增大各部件型號。 吊桿荷載余量 45-60：全螺紋吊桿–1×max(側撐荷載,縱撐荷載)–承載量 14000N-1×4716N-2572.5=11856.5N 由 11856.5N＞0 可知符合要求，不用增大各部件型號。 2.3抗震支吊架荷載測試 向支撐配件加荷載試驗，側向支撐試驗荷載在施加時應垂直于受支撐的管道軸線，縱向支撐試驗荷載在施加時應平行于受支撐的管道軸線。詳見下圖。 
結構固定配件施加試驗荷載應先與建筑結構垂直施加，然后再與建筑結構平行施加。對于多用途支撐座，則在施加第二道試驗荷載時應與該結構固定件相平行。隨后再與上述平行試驗荷載的方向成 90°來施加。如果結構固定配件能夠處于 90°的位置并與前述第二道試驗荷載處在同一平面內，則可沿該方向施加第三道荷載。 
3抗震支吊架的施工技術 3.1抗震支吊架的組成 抗震支撐由錨固體、加固吊桿、斜撐和抗震連接構件組成。懸吊螺桿與管線的節點距離不得超過0.1m，螺桿根據需 要作加固處理。如果在同一位置設立兩個反向的剛性抗震支撐，則可以省去懸吊螺桿。考慮到地震力的荷載，剛性抗震 支撐的懸吊螺桿和結構錨固件均需加大尺寸，螺桿和錨固件 的最大承載力需大于算得的地震力。 3.2抗震支吊的施工依據 抗震支吊架在地震中可對給排水系統、空調系統、電氣管線系統提供充分的保護，所以抗震支吊架在任何時候、任 何安裝角度都須大于地震力。水平方向的地震負荷可由兩個不同方向的抗震支撐承擔，即側向抗震支撐承擔側向負荷，縱向抗震支撐承擔縱向負荷。所有抗震支撐須和結構體作可靠連接。與鋼筋混凝土框架結構的梁柱板作剛性連接，與鋼結構作柔性連接，且須經設計人員驗算。 3.3 抗震支吊架的施工步驟 測量→下料→吊點脹栓(或擰爆）安裝→垂直向吊桿安裝→橫擔（或管卡）安裝→側向、縱向加固件安裝。 3.4抗震支吊架在機電安裝工程中的施工技術 （1）管道和電線套管允許縱向偏移，但不得超過最大側向支撐間距的1/16；風管允許偏移，但不得超過風管寬度的2倍。 （2）水平管道在90?轉彎時，需設抗震支吊架：其他角度轉彎長度大于抗震設計間距的1/16時，需設側向及縱向 抗震支吊架。 （3）計算水平地震力荷載時，只需考慮滿負荷重量而不需要考慮其他因素。 （4）抗震吊架不應限制管線熱脹冷縮產生的應力，當 把熱脹冷縮因素考慮在內時，縱向吊架應在構件選型上考慮所選型號應能抵抗管線的熱脹冷縮應力。 （5）保溫管線的抗震吊架管碼需按保溫后的尺寸考慮，門型吊架用于保溫風管，水管亦按此考慮。 （6）用于剛性的管道抗震支撐不能安裝與建筑的不同 結構部位或功能部位，否則會因地震作用而產生不同的位移。 （7）單管抗震支撐雙向側向或縱向或具有側/縱向作用 的拐點抗震支撐，應直接與管線或電線套管連接。應注意支 管或小一級管線的支撐不能作為主管的抗震支撐，即不能作為另一方向（主管）的支撐 （8）管線穿越建筑沉降縫時，應考慮沉降位移的設計。 （9）側/縱向斜撐安裝的最佳垂直角度為45?，可根據 現場實際情況適當調整。 （10）對水、電、風系統的單管或多管共用門型吊架， 無論側向或縱向斜撐，斜撐偏離中心線2.5?時不會影響其承載力。
|
