防震防灾刻不容缓,尤其在地震多发地区,更应重视建筑的抗震防灾。2014年10月9日,《建筑机电工程抗震设计规范》正式获批成为国家标准,发布实施,填补了建筑机电抗震方面的空白,成为我国建筑机电行业在抗震领域的里程碑,促使建筑及其附属结构积极增设抗震体系,也推动了国内抗震支护行业的快速发展。
有关专家表示:对建筑物布设抗震支吊架,一方面改变了管道系统的动力特性,由软性变为刚性,在地震作用下其反应明显减小;另一方面改变了抗震支吊架处的重力支吊架受力,进而改变其设计、选型、加固、锚固等措施,减轻地震造成的破坏。这大大降低了地震中机电设备造成的次生危害和二次灾害。
建筑抗震是建筑抗震的必然要求,是建筑施工的必然选择,不可或缺,在主体结构进入相应的施工期后,建筑幕墙也更加强调建筑的抗震性,在施工过程中支撑的使用是必不可少的,如何合理使用抗震支撑吊架
关键问题一:抗震支吊架的优势及施工注意事项
地震破坏可造成结构破坏,如建筑物墙体、梁、柱等结构;也可造成非结构构件、建筑机械及电气设备、管线、管道、电缆架等的破坏,特别是机电系统中的管道在地震后发生纵向拉伸断裂、水管爆裂,可引发洪涝灾害,造成生命、产业的巨大损失。因此,在建筑领域进行“抗震”设计十分必要。
减少地震灾害!建筑抗震设计、产品、施工都很重要
给水管道抗震支吊架系统
重型水管抗震支吊架系统
多管抗震支吊架系统
管道抗震支吊架系统
电缆桥架抗震支吊架系统
多专业综合抗震支吊架体系
非结构构件的抗震性能以结构抗震性能为基础,抗震支吊架的安装施工以建筑机电系统为基础,由于设备管线复杂,设计图纸资料不足,且其对建筑主体结构的依赖性强,若厚度过大,将造成后续安装困难,浪费安装空间。
这就需要深化抗震结构设计和相关机电系统平面布置图,并根据产品的力学性能进行科学、审慎的力学计算和校核,以方便安装、降低成本、美观可靠。
下面根据相关标准的要求及现场勘察,就抗震支吊架在实体工程中的实际应用进行探讨。如今的建筑形式越来越多样化,抗震支吊架的形式也是多种多样的。
标准规定抗震支吊架与钢筋混凝土结构采用锚栓连接,与钢结构应采用焊接或螺栓连接。对于大跨度网架结构建设,采用钢索作斜撑可有效解决网架结构的抗震问题。支吊架在满足标准要求的同时,安装难度较大。
进入21世纪,建筑结构由原来的木结构、砖混结构发展到现在的钢筋混凝土结构、钢结构,从目前建筑业的发展来看,钢结构是建筑结构发展的一大趋势,是建筑结构的主流方向!钢结构之所以能成为建筑结构的重要形式,是因为钢结构强度高,塑性韧性好,材质均匀,重量轻,耐热,气密性好,符合力学计算的假设,结构还具有制造方便,施工周期短等优点。
目前钢结构主要应用于公共建筑、工业厂房、大跨度结构、高层结构、多高层建筑以及承受较大振动荷载的结构等。
当地震发生时,建筑物内部的机电系统会遭受严重的破坏,机电系统本身的功能就是为了提高建筑物的使用性能,一个损坏的机电系统不仅不能为建筑物内的住户提供保护和救助,而且成为地震时人们逃生的阻碍,还会引发次生灾害(二次灾害),如火灾、水灾、有毒气体泄漏等,二次灾害是地震中给人们生命财产造成重大损失的罪魁祸首。
对于钢结构建筑而言,虽然钢结构本身具有良好的抗震性能,但并不能完全保护建筑内部安装的机电系统。设计安装连接方式有多种,具体应根据《建筑机电工程抗震设计规范》中相应的标准以及实际工程中的案例进行。
对于钢结构中的网架结构,管道有时安装在网架下方,与檩条的距离较大,吊架较长。地震发生时,管道会摆动较大,会损坏其承重支架。将管道悬挂在网架下方以抵抗地震是非常必要的。但在网架结构中,网架不能承受除自身重力以外的过大载荷,因此管道抗震支吊架不能直接与杆件连接。
网架结构主要支撑点在螺栓球和檩条上,而抗震支吊架的斜撑支撑点很难找到,所以抗震支吊架的斜撑一般都连接在檩条上,杆件长度必须很长,此时采用C型槽钢或钢管做斜撑不易满足标准长细比要求,从受力方面也可以计算出槽钢受压达不到标准要求。
针对以上情况,应采用其他连接方式来满足抗震要求。钢缆能长距离传递荷载;能承受多种荷载和变荷载的作用;有较高的抗拉强度、疲劳强度和冲击韧性;耐磨、耐冲击,工作稳定性好。
经国家建筑机电工程抗震技术研究发展中心试验研究,采用6根钢索作为抗震支吊架斜撑符合规范要求,钢索安装时应紧固钢结构 抗震等级,钢索应保持关于管道中心对称,因此抗震支吊架有2个侧向支撑,4个纵向支撑,支撑间距由设计确定。
关键问题2:抗震支吊架应用在哪些地方?
根据住房和城乡建设部2015年发布实施的国家标准GB50981-2014《建筑机电工程抗震设计规范》,对抗震支吊架的设计和使用有明确的规定。此标准自2015年8月1日起开始实施。这意味着从现在开始,建筑机电工程必须考虑抗震支吊架。那么机电工程中哪些地方必须使用抗震支架呢?
1.1.0.4条(强抗震条)规定,抗震设计烈度为6度及以上地区的建筑机电工程必须进行抗震设计。
2.第3.1.6条的解释规定了需要进行抗震保护的内容:悬空管道中重力大于1.8kN的设备;DN为65及以上的生活给水及消防管道系统;矩形截面积大于或者等于0.38及圆形内径大于0.7m的管道系统;内径大于或者等于60mm的电气管道及重力大于或者等于150N/m的电缆梯架、电缆槽、母线槽。
3.3.1.8条规定,穿过隔离层的建筑机电工程管道应采用柔性连接或其他方法,并在隔离层两侧设置抗震支撑。
4.4.1.2.1条规定,8度或9度地区的高层建筑(“高层建筑”一词由行业大全提供)给排水立管直管长度大于50m时,应采取防振措施;当其距离大于100m时,应采取防振措施。
5.第4.1.2.3条规定,需要保护的口径大于或者等于DN65的室内给水、热水及消防管道,在采用吊架、托架或支架固定时,应按规定设置抗震支撑。
6.第5.1.2.4条规定锅炉房、制冷机房、热交换站内的管道应有可靠的横向和纵向抗震支撑,多条管道共用支撑架或单根管道支撑架,管径大于或等于300mm的,宜采用门式抗震支吊架。
7.第5.1.3.3条规定,对于矩形截面积大于或等于0.38、圆形直径大于或等于0.70m的风管,可采用抗震支吊架。
8.5.1.4(必备条款)规定,排烟管道、事故通风管道及其相关设备应采用抗震支吊架。
九、第5.1.5.4条规定,重力大于1.8kN的空调机组、风扇等设备不宜采用吊装方式安装,确需吊装时,应避免在人员活动位置和疏散通道上方吊装,但应设置抗震支吊架。
10、第6.1.1条规定,内径大于或者等于25毫米的燃气管道应进行抗震设计,管道抗震支吊架的安装应符合规定。
11.第6.2.8条规定,建筑高度大于50m的建筑中,燃气管道应根据该建筑的抗震要求,按照适当的间隔设置抗震支撑。
12、第7.1.2条规定内径不小于60mm的电气管道及重力不小于150N/m的电缆梯、电缆槽盒、母线槽应采取抗震保护措施。
抗震支座布置要求
1、排烟风管、事故通风管抗震支撑最大设计间距为9米钢结构 抗震等级,纵向抗震支撑最大设计间距为18米;
2、管道两端设置侧向抗震支撑,当抗震支撑间距超过最大设计间距时,应在中间增设抗震支撑。
3、水平管道在弯道处0.6m范围内必须设置侧向抗震支撑。
4.门式抗震支撑必须至少由一个侧向支撑或两个纵向支撑组成。
5.实际间距需经计算后进行调整。
6、节点分布需考虑管径变化、旁路等因素。
7.荷载和长细比会影响节点分布。