前言
原国家计委计标[1986]1649 号文《关于请中国工程建设标准化委员会负责组织推荐性工程建设标准试点工作的通知》以及《建筑机电工程抗震设计规范》(GB50981-2014)有相关要求,抗震支吊架是当前建筑机电设备为抵抗地震作用力而额外增设的抗震支撑系统。为了让工程安装人员能更好地了解和掌握该系统的工艺标准,所以特地编制了此标准。
一、编制依据
《建筑机电工程抗震设计规范》是 2014 年发布的标准;该规范的编号为 GB50981;此规范主要针对建筑机电工程的抗震设计方面作出规定。
2.《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)
3.《非结构构件抗震设计规范》(JGJ339-2015)
《建筑机电设备抗震设计规范》是在 2015 年制定的,其标准编号为 CJ/T 476 。
《管道支吊架》分为多个部分,其中第一部分是技术规范,该技术规范为(GB/T17116.1-1997)
6.《装备式管道吊挂支架安装图》(03SR417-2)
7.《室内管道支架及吊架》(03S402)
8.江苏迅杰抗震、成品支吊架安装系统图册
二、适用范围
建筑机电工程在抗震设防烈度为 6 度及 6 度以上的地区必须进行抗震设计,其中包括地下综合管廊;现行行业标准《建筑机电设备抗震支吊架通用技术条件》规定了抗震支吊架产品的质量要求;抗震支吊架的安装及验收,除要符合本规程外,还应符合国家现行的有关标准规定。
为保证建筑机电工程在地震作用下能够正常运行,对于吊杆长度不超过 300mm 的吊杆悬挂管道,建议对其进行抗震支架的补强。
2、抗震设防管线内容:
2.1 国标强条必须严格执行:
防排烟风道、事故通风风道及相关设备应采用抗震支吊架
包含排烟系统、消防补风系统、消防前室正压送风系统,以及管线和风机相关设备。
2.2 国标非强条但应严格执行:
管径大于等于 DN65 的生活给水管道,当采用吊架、支架或托架固定时,应按本规范第 8 章要求设置抗震支吊架;管径大于等于 DN65 的热水管道,当采用吊架、支架或托架固定时,应按本规范第 8 章要求设置抗震支吊架;管径大于等于 DN65 的消防管道,当采用吊架、支架或托架固定时,应按本规范第 8 章要求设置抗震支吊架。
注:国外消防跟防排烟这两个系统严格执行
重力为 1.8KN 及以上的空调机组、风机等设备,若采用吊装方式,就应当设置抗震支吊架。
管径大于或等于 25mm 的燃气管道需要进行抗震设计;
管径为 DN60mm 及以上的电气配管需要进行抗震设防;重力为 15Kg/m 及以上的电缆梯架、电缆槽盒、母线槽也需要进行抗震设防。
矩形截面的风道,其面积大于等于 0.38m²时,可采用抗震支吊架;圆形风道或直径大于等于 0.7m 的风道,也可采用抗震支吊架。
三、基本规定
抗震支吊架的材料应符合规定,其规格也应符合规定,要求同样应符合规定,且均应符合现行行业标准《建筑机电设备抗震支吊架通用技术条件》CJ/T476 的规定,同时还应附有检测报告和出厂合格证。
抗震支吊架的所有构件都得是成品构件。C 型槽钢和全螺纹吊杆可以在现场进行切断,除此之外,其他产品不能在现场进行加工。
抗震连接构件的材料厚度不应小于 5mm,其表面宜进行处理,可采用锌铬涂层或热浸镀锌等方式;管道连接构件的材料厚度也不应小于 5mm,其表面同样宜采用锌铬涂层、热浸镀锌等方式处理。
锚栓性能需符合现行行业标准《混凝土用膨胀型、扩孔型建筑锚栓》JG160的相关规定,并且锚栓的选用也应符合现行行业标准《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ 145的规定。
抗震连接构件与建筑混凝土结构体连接所用的锚栓,需采用具备机械锁键效应的后扩底锚栓,不能使用膨胀锚栓。而抗震连接构件与钢结构连接时,应当采用专用夹具来进行连接。
四、抗震支吊架形式
机电系的管线抗震支吊架包含以下几种:有管道抗震支吊架,包括单管的抗震支吊架;还有门型的抗震支吊架;以及桥架抗震支吊架;另外还有风管抗震支吊架。
1、水平管线
1.1 承受的地震力分形式
2、垂直管线:四向抗震支吊架
五、抗震支吊架一般规定
1、抗震支吊架的最大间距 表1
注:改建工程最大抗震加固间距为上表数值的一半。
抗震支吊架设计有一般规定。具体的专业所对应的支架,会在后面各专业分项中进行具体细化分析。
3、侧向抗震支吊架的规定:
3.1 每段水平直管段应在两端应设置有侧向抗震支吊架
两个侧向抗震支吊架的距离如果大于表 1 中规定的最大设计间距钢结构支架安装规范,就需要依次增设侧向抗震支吊架,以满足表 1 中的间距要求。
每段水平直管段的末端,在 1.8 米的范围内,应当设置纵向抗震支吊架。
水平直管段过渡到另一尺寸的管段且不需要抗震支撑时,将过渡点视为终点,需在过渡点安装侧向抗震支吊架。
沿墙敷设的管道若设有入墙的托架、支架,并且管卡能够紧固管道的四周,那么这种情况下可将其作为一个侧向抗震支吊架。
4、纵向抗震支吊架的规定:
4.1 每段水平直管段应至少设置一个纵向抗震支吊架。
两个纵向抗震支吊架的距离如果大于表 1 中规定的最大设计间距,那么就需要依次增设纵向抗震支吊架,以满足表 1 中的间距要求。
每段水平直管段的末端,在 12 米的范围内,应当设置纵向抗震支吊架。
5、立管的抗震支吊架设置规定:
当立管长度超过 1.8m 时,需在其顶部和底部设置四向抗震支吊架。若立管长度大于 7.6m ,则应在中间增设四向抗震支吊架。并且,立管的两个四向抗震支吊架之间的间距不能超过 7.6m 。
连接立管的水平管道需在靠近立管的 0.6m 这个范围内设置第一个抗震支吊架。
与水平管段相连的立管,在靠近接头的位置,其附近的四向抗震支吊架可以被看作是与该水平管段相连接的一个双向抗震支吊架。
当立管通过套管来穿越结构楼层的时候,由于套管能够限制立管在水平方向上的位移,所以套管可以充当立管的一个四向抗震支吊架。
刚性连接的水平管道,两个相邻的抗震支吊架之间存在允许的纵向偏移值。此纵向偏移值应符合以下规定:见表 2
抗震支吊架间允许纵向偏移表2
电线套管不得大于最大侧向支吊架间距的 1/16。
电缆槽盒不得大于其宽度的两倍。
水平单水管抗震支架方面,抗震斜撑直接对管线起作用。如果在转弯处 0.6m 范围内设置了侧向抗震支吊架,那么这个侧向抗震支吊架可以当作另一侧管线的一个纵向抗震支吊架,并且能够承受另一侧 6m 管线的纵向地震力。
5.6 抗震支吊架的构造规定:
抗震支吊架中,承受压力的杆件,其长细比要小于等于 200;而只承受拉力的杆件,其长细比应小于等于 300。
5.6.2 抗震支吊架的斜撑与吊架的距离不得大于0.1m
5.6.3 门型的抗震支吊架的设置应符合下列规定:
门型抗震支吊架需有一个侧向抗震支撑或者两个纵向抗震支撑;对于风管抗震支架而言,若其风管宽度超过 1m,就适宜使用两个侧向支撑。
同一承重吊架用来悬挂多层门型吊架时,需要对承重吊架分别进行独立加固,同时还要设置抗震斜撑。
门型抗震支吊架的侧向斜撑应安装在上层横梁处;门型抗震支吊架的纵向斜撑应安装在承重吊架连接处。
所有抗震支吊架需和结构主体进行可靠连接。安装抗震支架的锚栓,只能固定在剪力墙、梁或钢结构梁、承重柱上。严禁把斜撑安装到砖墙这类建筑结构上,因为砖墙容易因应力集中而被破坏,从而导致锚栓松动。
纵向抗震支吊架的斜撑安装,其垂直角度宜为 45°,并且不得小于 30°。
5.9 抗震支吊架的产品主要技术规定:
抗震支吊架在地震期间要对建筑机电工程设施提供可靠的保护,并且能够承受来自任何水平方向的地震作用力。其所有的构件都应是成品构件,连接紧固件的构造要便于进行安装操作。
锚栓应采用带机械锁键效应的扩孔型机械锚栓,且适用于混凝土开裂区,包括自切底和后扩底两种扩底方式。锚栓钢材至少为 8.8 级,采用热浸镀锌的表面防腐工艺。在裂缝宽度不小于 0.3mm 时能继续使用,锚栓的设计值按开裂混凝土条件取值。能提供权威机构关于开裂混凝土的认证报告,即抗拉和抗剪承载力检测报告,同时能提供权威机构的防火测试报告。
抗震支吊架系统由 C 型成品槽钢、专用抗震连接件、抗震管卡、扩底锚栓或钢结构梁夹构成。抗震连接件与槽钢通过机械连接,能够随意调节抗震支吊架的尺寸、高度和角度。抗震支吊架在现场施工时不进行焊接。并且专用抗震连接件的板材厚度不小于 6mm,需要一次冷弯成型,不宜进行焊接操作。
抗震支吊架和 U 型槽钢内缘要有齿牙,齿牙深度不少于 0.9 毫米。所有配件的安装是依靠机械咬合来实现的,严禁用配件的摩擦作用来承担受力进行安装。这样能保证整个系统可靠连接。槽钢与槽钢锁扣的连接要能抵抗 200 万次的疲劳荷载,并且要提供相应的疲劳检测报告以及槽钢抗卷边拉力、抗滑移报告。
抗震支吊架系统需要提供整体抗震支吊架的防火测试报告。同时,抗震支吊架系统(包含水管、风管、桥架这三个系统)要提供地震模拟测试报告,并且模拟实验的烈度不得低于 8 度(0.3g)的罕遇地震工况。
抗震支吊架的槽钢需采用热浸镀锌防腐措施,且锌层厚度不低于 55um,这样才能满足抗震支吊架的耐久性。
全压螺杆的材质采用国家标准《碳素结构》GB/T 700 所规定的 Q235 钢。其螺杆强度不低于 8.8 级。螺杆表面进行电镀锌以起到防腐作用钢结构支架安装规范,锌层厚度不低于 5um。并且根据实际的工况情况,可以提供热浸镀锌材质,这种镀锌层的厚度不低于 55um。
外六角螺母的材质应是国家标准《碳素结构》GB/T 700 所规定的 Q235 钢。螺母的强度不低于 8.8 级。振幅为 0.1d,频率为 10HZ,要进行 1200 次振动。紧固 1 次以及进行 5 次拆装后,参与轴力与初始轴力的比值不低于 70%。并且要有国家级的防松测试报告。为避免因人为因素而使紧固力过小或过大,需要采用拧断双头螺栓的方式。当达到固定的扭矩时,扭力头会自动断裂,而保留下来的四方头能够保证螺栓的正常拆装。
5.10 抗震支吊架的力学受力计算说明
5.10.1 水平地震标准值的采用等效侧力法计算
αek=γηξ1ξ2αmax
F=αek G
式中:水平地震作用标准值 F 是沿最不利方向施加于机电工程设施重心处的。
G-为非结构构件的重力;
αek-为水平地震力综合系数;
γ-非结构构件功能系数(见表1)
η -非结构构件类别系数(见表2)
ξ1-状态系数:对支撑点低于质心的设备和柔性体系
宜取2.0,其余情况取1.0
建筑顶点的位置系数宜取 2.0 ;建筑底点的位置系数取 1.0 ;位置系数沿建筑高度呈线性分布
αmax :地震影响系数最大值(见表3)
当αek计算值小于0.5时,按0.5取值;
在这些计算中,抗震支撑节点的验算必须包含以下内容。
划分各抗震支吊架影响区内满水管路的重力荷载范围,需逐点进行(支撑点影响区包含该支撑点载荷分配计算所涉及的所有管路,并且是以所有不同支撑点的对称式布局为基础的),同时要计算建筑机电工程设施的水平地震作用标准值 F。
2) 斜撑及抗震连接构件的强度验算;
3) 吊杆的强度验算;
4 )斜撑及吊杆的长细比验算;
5)各锚固体的强度验算,包括斜撑的锚栓、吊杆的锚栓等;
6) 管束的强度验算。
并出具抗震支吊架节点计算书
5.11 针对特殊项目的特殊抗震支吊架的补充说明:
5.11.1 钢结构建筑里的抗震支吊架
5.11.2 其他特殊抗震支吊架形式
六、抗震支吊架的安装要求
1、给排水系统
管径为 DN65 及以上的生活给水管道、热水管道以及消防管道,在采用吊架、支架或者托架进行固定时,应当按照本规范第 8 章的要求来设置抗震支吊架;
1.2 给排水系统的抗震支架构件规格
大于 2 米的斜撑采用柔性钢丝绳。
2、通风空调系统
2.1 通风系统管道抗震支吊架构件规格
D 为双倍杆件。对于吊高 2 米以内的斜撑,采用 41*41*2.0。当吊高大于 2 米时,采用柔性钢丝绳。其他非注明抗震连接件形式均可采用抗震铰链。
3、建筑电气系统管道桥架
3.1 电气桥架等抗震支吊架构件规格
大于 2 米的斜撑采用柔性钢丝绳
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