機(jī)電抗震支架與承重支架的區(qū)別
在現(xiàn)代建筑的機(jī)電系統(tǒng)中機(jī)電管道的數(shù)量十分巨大、規(guī)格型號(hào)非常復(fù)雜、使用功能也各有不同。機(jī)電系統(tǒng)在日常的工作時(shí),管道在重力滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)是否有足夠的強(qiáng)度將管道固定在結(jié)構(gòu)上是整個(gè)機(jī)電系統(tǒng)能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵;當(dāng)突發(fā)地震時(shí),機(jī)電系統(tǒng)管道在設(shè)防烈度的地震作用下能否保證不跌落,以及有些生命線系統(tǒng)(如:消防噴淋和防排煙系統(tǒng))能否保證正常運(yùn)轉(zhuǎn),也是關(guān)乎到保障人們生命財(cái)產(chǎn)的重要因素。如何把這些管道系統(tǒng)合理的、安全的布置在建筑物中,支吊架將起到至關(guān)重要的作用。這其中就主要包括承重支吊架和抗震支吊架等。本文針對(duì)這兩種不同的支吊架就其在概念與作用、工作原理及安裝形式方面進(jìn)行闡述,使大家能夠直觀的了解兩種支吊架的區(qū)別和聯(lián)系.
承重支吊架:
2.1承重支吊架是以重力荷載為主要荷載的管道固定支撐系統(tǒng),針對(duì)的是管道及設(shè)備在重力滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)將管道敷設(shè)在建筑物上的一種固定措施。
2.2承重支吊架的形式有很多,主要有:?jiǎn)螚l管道的承重支吊架、門(mén)型多管的承重支吊架、電氣系統(tǒng)的承重支吊架、風(fēng)管系統(tǒng)的承重支吊架、各種管道組合的承重支吊架、各種設(shè)備的承重支吊架等等。
2.3目前國(guó)內(nèi)在設(shè)計(jì)時(shí)主要參照的是各種標(biāo)準(zhǔn)圖集:《室內(nèi)管道支架及吊架》03S402;《風(fēng)管支吊架》03K132;《電纜橋架安裝》04D701等。
抗震支吊架:
3.1抗震支吊架是以地震力為主要荷載的抗震支撐系統(tǒng),針對(duì)的是遭遇到設(shè)防烈度的地震時(shí)能將管道及設(shè)備產(chǎn)生的地震作用傳到結(jié)構(gòu)體上的一種抗震支撐措施。
3.2抗震支吊架的形式和承重支吊架一樣也有很多種,主要有:?jiǎn)喂芸拐鹬У跫?、門(mén)型多管抗震支吊架、電氣系統(tǒng)管道抗震支吊架、風(fēng)管抗震支吊架、綜合管道抗震支吊架、及設(shè)備抗震支吊架等。
3.3目前國(guó)內(nèi)機(jī)電抗震設(shè)計(jì)主要是參照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2011)第3.7.1強(qiáng)條:“非結(jié)構(gòu)構(gòu)件,包括建筑非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和建筑附屬機(jī)電設(shè)備,自身及其與結(jié)構(gòu)主體的連接應(yīng)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。”和第13章及《建筑機(jī)電工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50981-2014)等規(guī)范內(nèi)容。機(jī)電抗震加固的基本原理是:通過(guò)對(duì)機(jī)電管線及設(shè)備的地震力進(jìn)行計(jì)算,并對(duì)管線及設(shè)備與建筑構(gòu)體的連接進(jìn)行抗震加固并對(duì)其進(jìn)行抗震驗(yàn)算,使機(jī)電管線及設(shè)備與建筑結(jié)構(gòu)體建立可靠連接,可將機(jī)電管線及設(shè)備承受的地震作用全部傳遞到結(jié)構(gòu)體上,使其遭遇到設(shè)防烈度的地震影響后能迅速恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn),進(jìn)而達(dá)到減少和盡量避免次生災(zāi)害、盡快恢復(fù)建筑物使用功能的目的。其主要的設(shè)計(jì)步驟是對(duì)管道及設(shè)備進(jìn)行布點(diǎn)→逐一力學(xué)計(jì)算及選型→逐點(diǎn)驗(yàn)算直至各點(diǎn)均滿足抗震設(shè)防要求。
兩種支吊架的區(qū)別:
4.2兩種支吊架涉及范圍不同:
(1)幾乎所有規(guī)格的管道都要設(shè)置承重支吊架(埋地及埋墻除外)。
(2)抗震支吊架設(shè)置范圍:
冷熱水、消防、空調(diào)水等管道系統(tǒng)抗震支撐設(shè)計(jì)范圍:
DN32mm及以上管徑的鍋爐房,空調(diào)機(jī)房,水泵房管路。
DN65mm及以上管徑的所有管路。
15Kg/m及以上的所有管道門(mén)型吊架(需考慮懸掛管線的滿負(fù)荷重量)。
空調(diào)、通風(fēng)、防排煙管路系統(tǒng)抗震支撐設(shè)計(jì)范圍:
所有防排煙系統(tǒng)管道
直徑大于等于0.70米的風(fēng)管。
截面積大于等于0.38m2的矩形風(fēng)管。
電力系統(tǒng)管道及電纜橋架系統(tǒng)抗震設(shè)計(jì)范圍:
DN65mm及以上管徑的電線套管;
15Kg/米及以上的電線套管,電纜橋架,母線槽。
4.3兩種抗震支吊架分析比較:
承重支吊架主要計(jì)算管道的重力荷載,在水平方向的力主要以防晃及防機(jī)械震動(dòng)為主??拐鹬У跫軇t以地震時(shí)管道所受的地震作用為主要荷載。依據(jù)《建筑機(jī)電工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50981-2014)第1.0.3強(qiáng)條:“抗震設(shè)防烈度6度及6度以上地區(qū)的機(jī)電工程必須進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。”對(duì)于地震作用,一般地區(qū)(地震設(shè)防烈度≤8度)只考慮水平地震作用。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2011)第5.1.1條規(guī)定: 8、9度時(shí)的大跨度和長(zhǎng)懸臂結(jié)構(gòu)及9度時(shí)的高層建筑,應(yīng)計(jì)算豎向地震作用。在《室內(nèi)管道支架及吊架》03S402的第4.3.1條中的表述是:“水平荷載:按垂直荷載的0.3倍計(jì)算。地震荷載:按地震設(shè)防烈度≤8度計(jì)算地震作用,不考慮風(fēng)荷載?!眱烧咴诒硎錾洗嬖谝恍┎町悾趯?shí)際的應(yīng)用中存在一些誤區(qū),我們通過(guò)以下幾個(gè)例子進(jìn)行分析比較:
首先我們假設(shè)在設(shè)防力度為7度的某乙類(lèi)建筑的消防系統(tǒng)管道進(jìn)行抗震計(jì)算,水平地震力為F=γηζ1ζ2αmax G系數(shù)取最大值其計(jì)算結(jié)果為F=0.64G.。即水平地震力數(shù)值相當(dāng)于管道滿負(fù)荷重力數(shù)值的0.64倍,遠(yuǎn)超出該圖集“水平荷載:按垂直荷載的0.3倍計(jì)算”。所以圖集中水平荷載是垂直荷載的0.3倍是考慮到水平方向晃動(dòng)及其他安全因素,而起不到充分的抗震作用。我們更不應(yīng)將4.3.1條解釋為:地震設(shè)防烈度≤8度的情況下可參照?qǐng)D集而無(wú)需抗震設(shè)計(jì)。而是應(yīng)該理解為該圖集所計(jì)算的參數(shù)是在地震設(shè)防烈度≤8度的情況下適用的(不考慮豎向地震作用),而在8、9度時(shí)的大跨度和長(zhǎng)懸臂結(jié)構(gòu)及9度時(shí)的高層建筑,還應(yīng)將根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》要求把豎向地震作用計(jì)算考慮在內(nèi)。
通過(guò)4.1 節(jié)圖示我們可以看出承重支吊架在水平方向上沒(méi)有任何加固措施,能否完全滿足抗震要求,我們通過(guò)以下實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行分析比較:
臺(tái)灣成功大學(xué)的噴淋管道地震臺(tái)模擬地震試驗(yàn):對(duì)加裝了抗震支吊架與普通承重支吊架的噴淋管道進(jìn)行綜合的地震臺(tái)測(cè)試,結(jié)果顯示(如下圖):在加裝了抗震支吊架的噴淋主管其側(cè)向及縱向位移量都能控制在50mm以內(nèi)。未加裝抗震支吊架的承重支吊架其側(cè)向位移量最大峰值達(dá)到450mm以上,縱向位移量也達(dá)到250mm,都遠(yuǎn)超管道安全允許位移量100mm。通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證在沒(méi)有進(jìn)行抗震加固(即設(shè)置抗震支吊架)的情況下承重支吊架是無(wú)法完全滿足抗震要求的;在加裝了抗震支吊架的管路各點(diǎn)位移可降低到50mm以下,較未安裝抗震支吊架系統(tǒng)的位移量降低了5-10倍,可有效降低管路的破壞機(jī)率,提高管路的抗震性能。
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