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      機電安裝抗震支吊架全面解讀

      • 分類:專業技術
      • 作者:
      • 來源:
      • 發布時間:2020-03-16 08:16
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      機電安裝抗震支吊架全面解讀

      【概要描述】

      • 分類:專業技術
      • 作者:
      • 來源:
      • 發布時間:2020-03-16 08:16
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      詳情

      抗震支架為什么能抵御地震作用力?

      地震是地殼釋放能量的過程中造成的振動,通過地震波對人類的生活造成影響甚至破壞。

      地震波可以分為縱波(P波)、橫波(S波)、和面波(L波)三種形式:

      縱波屬于推進波,使地面發生上下的震動,破壞性相對較弱;

      橫波屬于剪切波,使地面發生前后左右的抖動,破壞性較強;面波屬于縱波和橫波在地表相遇后激發產生的混合波,破壞性最強。

      重力支吊架雖可起到抵抗、緩解垂直地震力(即縱波)的作用,但抗震支吊架,通過其獨特的斜撐結構,大大的抵抗和緩解水平地震力(即橫波)的作用。

       

       

      抗震支吊架的抗震斜撐有什么作用?

      上面我們說到抗震支吊架是通過抗震斜撐的加固,來起到抗震的作用。抗震斜撐的存在,使得本來在水平方向上毫無束縛的管道支吊架系統能夠在地震發生時做到安全可靠,防止管道支吊架系統垮塌掉落,造成嚴重的次生災害。

       

      我們可以通過簡單的圖片來理解:

       

       

      由上圖我們可以很明顯的看出,抗震斜撐對整體支架有一個斜向上的拉力作用,根據的力的分解原則,可以將這個斜向上的拉力分解成一個水平力Fx和一個垂直力Fy,水平力為水平地震作用的荷載效應值,垂直力為重力作用的荷載效應值。

       

      應用到實際中來,抗震斜撐起到“抗震”的功能,也是按照上述原理。假如未設置抗震斜撐,請參考下圖效果:

       

      斜撐與承載重力有否關系?

      由第2點我們可以知道,抗震斜撐在力學上,有一定的重力荷載效應。當然,管道支吊架系統所承載的重力越大,抗震斜撐上承受的重力效應值也越大,所以斜撐的抗震作用與承載重力確實存在一定的關系。

       

      但是,有一點我們需要注意,抗震支吊架的功能性主要是“抗震”,而非“承載”。抗震支吊架安裝的前提是,重力支吊架必須符合條件,能夠滿足垂直方向上所有管道及介質等因素的重力作用,即不考慮抗震支吊架上的重力作用也能滿足功能需求。通俗的說,可以概括成:抗震斜撐上有重力作用,但是我們在進行設計和計算時,暫不考慮抗震支吊架的重力效應,即不考慮重力共架。(特例除外,某些空間狹小的地方可能會出現重力共架的情況。)

       

      抗震連接件有哪些功能?     

      抗震連接件一般有如下幾種形式:

       


       

       

      由以上我們可以知道,抗震連接構件基本都是采用鉸鏈形式,在地震發生時,提供一個類似緩沖的功能,避免純剛性的連接可能會造成的拉斷。

       

      抗震連接構件與混凝土建筑結構連接的地方,一般采用后擴底錨栓,這類錨栓具備很好的錨固作用,比常規的膨脹螺栓連接強度更高。

       

      建筑機電抗震系統的組成包括立管管束、鋼梁及檁條夾鉗、環狀管吊、防震斜撐系統、防震鋼吊件與支撐等等。

       

      抗震支架怎么區分?

      抗震支架、管廊支架、光伏支架、綜合支架...這么多支架類型實在是讓人眼花繚亂。支架的名稱通常由其功能、應用場景等來命名,根據其安裝方式,支架還可分為成品支架與非成品支架。

       

      01

      成品支架

       

      成品支架,就是生產出來的支架已經是完整的,由成品槽鋼、管束、配件三種系統按照設計樣式組合到一起的支撐結構,為工廠批量生產。

       

      成品支架可根據不同外界環境要求,在施工現場無需焊接或打孔即可直接安裝使用,部分情況下需要簡單的切割。

       

      02

      非成品支架

       

      同理,非成品支架即生產出來的支架不是完整的,即可使用的產品。這是我們平常所說的支吊架傳統做法,也是一直以來行業的普遍做法,目前建筑工程中仍然在大量沿用這種做法。

       

      通常非成品支架需要在工地現場對鋼材進行二次加工:剪斷、焊接、沖孔,最后才能安裝,不僅需要耗費人力物力,最要緊的是容易造成安裝時的誤差,甚至造成安全隱患。

       

      那么問題來了

      抗震支架、管廊支架、光伏支架、綜合支架等等...

      屬于成品支架還是非成品支架呢

      只要是“完整即可安裝的支架產品”

      就可以稱之為“成品支架”

       

      長期以來支架名稱出現了大量衍生和不同的命名組合,比如消防支架、電纜支架、光纖支架等等,是因其用途衍生出來的,又由于行業發展和使用需要就習慣性地沿用了。

       

      支架行業支架名稱眼花繚亂的情況,是行業發展路上的常見問題。目前還未有統一,因此個人認為這沒有明確的對錯之分,區之有理分之有據即可。

       

      抗震支架是如何被認可的?

      曾經有一段時間,抗震支架行業處于比較尷尬的位置。銷售出去跑業務,很多人根本不知道抗震支架是什么,或者根本不把抗震支架當回事。


      常常聽到別人這么說:抗震支架并沒有多大的意義。地震來臨時,房子都倒了,還要抗震支架干嘛?就算房子不倒,抗震支架能保證機電系統的功能性不會喪失?

       

      讓我們好好認識一下抗震支架

       

      在現代建筑施工中,通過加入建筑抗震技術,使得建筑本體的抗震性能提高,在地震力作用下,也依舊可以保持穩固不倒。

       

      當地震來臨時,由于電線,管道,消防系統等機電設備墜落引發的二次傷害(如火災,墜落物,泄露等)造成的二次人員傷亡比例占了傷亡一半以上,并且由于地震力,導致我們的消防系統,給水系統、以及報警系統失效或墜落,造成更大的人員傷亡。

       

      因此,在現有抗震技術中加入抗震支架,不僅能夠加強建筑本體的抗震性能,也能夠對機電設備起到保護作用,避免因意外導致設備墜落而造成二次傷亡。

       

      可見建筑本體具有高性能抗震的基礎上,機電設備的抗震必須配套施行,抗震支架的使用就是對機電設備的抗震性能的可靠保證。

       

       

      如今,有不少業主單位主動來了解抗震支架,并要求項目合作。短短的幾年里如此的轉變,得益于各位抗震支架同仁的堅守,更有國家對于抗震減災事業的決心。

       

      目前,抗震支架在建筑工程中的作用已受到廣泛認可,抗震支架已可應用于建筑給排水工程、建筑電氣工程、建筑暖通工程、太陽能光伏系統、地鐵支架系統等系統中。

       

       



      建筑抗震





      建筑抗震包含二個部分,即建筑結構抗震、建筑非結構構件抗震、建筑機電設備抗震。

       

      建筑結構抗震和建筑非結構構件抗震起步較早,目前都有了比較成熟的設計及施工驗收規范,而建筑機電設備的抗震設防正處于方興未艾階段。

       

      如今抗震支吊架正廣泛應用于機電抗震,抗震支吊架由錨固體、加固吊桿、抗震連接構件及抗震斜撐組成,起到限制機電設備位移,減少震動,將荷載傳遞到承重部位的作用。

       


      如何鑒定建筑物是否要進行建筑抗震?

      對于工程建設來說,建筑抗震性問題是一個既復雜又繁瑣的問題,如果忽視抗震規劃、設計以及施工等任何一個施工環節,都有可能會降低建筑的抗震能力,導致無法挽回的后果。因此建筑抗震是必須關注的問題。

       

      1、建設工程達到設計使用年限需要繼續使用的,或者改變原設計使用功能,可能對抗震性能有影響的,應進行抗震性能鑒定。

       

      2、已經建成的下列建設工程,未采取抗震設防措施或者未達到現行抗震設防標準,且未列入拆除、改造計劃的,應進行抗震性能鑒定:

      (1)重大建設工程;

      (2)可能發生嚴重次生災害或者可能影響抗震救災、避難疏散的建設工程;

      (3)地震時使用功能不能中斷或需盡快恢復的建設工程;

      (4)具有重大歷史、科學、藝術價值或者重要紀念意義的建設工程;

      (5)學校、醫院、幼兒園、體育館、劇場、展覽館、百貨商場、辦公樓等人員密集的公共建筑。

       

      3、建設工程所有權人應當委托具有相應資質等級的設計單位進行抗震鑒定。需要進行檢測的,設計單位應當委托具有資質的工程質量檢測機構。

       

      4、抗震鑒定結果應當對建設工程是否需要進行抗震加固和是否存在嚴重抗震安全隱患作出判定。

       

      建筑機電抗震支架的安裝解析

       

       

      近年來,我國多地陸續出現強震,給人民帶來巨大的損失,老百姓深受災難。如何保障建筑不在地震時發生雪崩式的倒塌,保證地震時結構不發生整體崩潰,盡量減少因地震引起的建筑結構次生災害對人員傷亡和經濟損失,成了當前研究抗震工作的重中之重。而建筑機電抗震在整體的建筑結構抗震中起到至關重要的作用。

       

      在建筑機電工程中,抗震支吊架已開始強制使用,建筑機電行業在抗震領域有了國家標準,明確規定了抗震支架的設置和設計。

       

       

      國家于2014年10月9日發布GB 50981-2014《建筑機電工程抗震設計規范》,并于2015年8月1日開始實施。規范總則1.0.1如下:

       

      為貫徹執行《中華人民共和國建筑法》和《中華人民共和國防震減災法》,實行以“預防為主”的方針,使建筑給水排水、供暖、通風、空調、燃氣、熱力、電力、通訊、消防等機電工程經抗震設防后,減輕地震破壞,防止次生災害,避免人員傷亡,減少經濟損失,做到安全可靠、技術先進、經濟合理、維護管理方便,制定本規范。

       

      建筑機電抗震,指的是管道、風管、電纜橋架等機電設施的抗震,通俗的說就是“水電風”系統的抗震措施。在以上所述的標準頒布之前,國內對于機電設施的保護,主要承重作用,基本上沒有考慮抗震設計,給系統安全帶來很大的隱患。而《建筑機電工程抗震設計規范》所列明應采取的措施、技術,定義為抗震支撐系統。以荷載力學為基礎,地震作用驗算為核心,將管道、風管、電纜橋架等機電設施牢固連接于已做抗震設計的建筑體,限制機電工程設施位移,控制設施振動,并將荷載傳遞至承載結構上的各類組件或裝置。其抗震支撐的主要目的就是安全,即把地震所造成的生命與財產損失減少到最低程度,通俗地來講,這類產品我們又稱之為抗震支吊架。

       

       

       

      當地震發生時,只承受重力荷載作用的懸吊系統會發生無規則的擺動,次數多了可能會對生根點處的錨固強度產生影響,使得懸吊系統松脫掉落,造成次生災害。

       

       

      而一旦給懸吊系統增加了抗震設施,即抗震支吊架,在地震發生時,通過側向和縱向的抗震支承能夠大大減少其無序晃動,在整體建筑抗震性能完好的情況下,能保證懸吊系統不發生掉落,大大減少因次生災害引起的人員傷亡和經濟損失。

       

       

      所以,建筑機電工程抗震設計是建筑結構抗震中必不可少的一個重要環節,而抗震支吊架在地震中對建筑機電工程設施能給予可靠的保護,承受來自任意水平方向的地震作用,大大降低地震對建筑機電工程設施的破壞。

       

      常見的抗震支吊架形式有哪些?

      側向抗震支吊架:用以抵御側向水平地震力作用。

      縱向抗震支吊架:用以抵御縱向水平地震力作用。

      門型抗震支吊架:由兩根及以上承重吊架和橫梁、抗震斜撐組成的抗震支吊架。

      單管(桿)抗震支吊架:是由一根承重吊架和抗震斜撐組成的抗震支吊架。

       

      什么地方需要設置抗震支吊架?

      抗震設防烈度為6度及6度以上地區的建筑機電工程必須進行抗震設計(含地下綜合管廊);抗震支吊架產品的質量應符合現行行業標準《建筑機電設備抗震支吊架通用技術條件》;抗震支吊架安裝及驗收除應符合本規程外,尚應符合國家現行有關標準的規定。

      為保證建筑機電工程在地震作用下,仍能運行,對于吊桿長度不大于300mm的吊桿懸掛管道,建議進行抗震支架的補強;

      防排煙風道、事故通風風道及相關設備應采用抗震支吊架

      管徑大于等于DN65的生活給水、熱水及消防管道,當采用吊架、支架或托架固定時,應按本規范第8章的要求設置抗震支吊架;

      注:國外消防跟防排煙這兩個系統嚴格執行

      重力大于1.8KN的空調機組、風機等設備當采用吊裝時應設置抗震支吊架

      管徑大于或等于25mm的燃氣管道均應進行抗震設計;

      管徑不小于DN60mm的電氣配管及重力不小于15N/m的電纜梯架、電纜槽盒、母線槽均應進行抗震設防;

      矩形截面面積大于等于0.38m2和圓形或直徑大于等于0.7m的風道可采用抗震支吊架;

       

       

      機電抗震支架設計說明及大樣

       

      建筑機電抗震系統的組成包括立管管束、鋼梁及檁條夾鉗、環狀管吊、防震斜撐系統、防震鋼吊件與支撐等等。

       

       

       

      矩形風管抗震支架示意圖

      矩形橋架抗震支架示意圖

      水管抗震支架示意圖

      參考規范:GB50981-2014《建筑機電工程抗震設計規范》。

      參考圖集:16D707-1《 建筑電氣設施抗震安裝》。

       

      暖通專業

       

       

      為防止地震時風管系統及空調管道系統失效及跌落造成人員傷亡及財產損失,根據根據《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)第1.0.2條、第3.7.1條及《建筑機電工程抗震設計規范》(GB50981-2014)第1.0.4及5.1.4條為強制性條文,應對機電管線系統進行抗震加固。本項目所有直徑大于0.7m的圓形風管系統;所有截面積大于0.38m2的矩形風管;大于DN65的所有空調水管都應設置抗震支吊架,且此項目抗震支吊架產品需通過FM認證,與混凝土、鋼結構、木結構等須采取可靠的錨固形式。

       

      抗震支吊架的設置原則為:風管的側向支撐最大間距9米,縱向支撐最大間距18米,(為保證抗震系統的整體安全性,對長度低于300mm的吊桿,也建議進行適當的補強),具體深化設計由專業公司完成,最終間距根據現場實際情況在深化設計階段確定。所有產品需滿足《建筑機電設備抗震支吊架通用技術條件》CJ/T476-2015。

       

      給排水專業

       

       

      為防止地震時給排水管道系統及消防管道系統失效或跌落造成人員傷亡及財產損失,根據《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)第1.0.2條、第3.7.1條及《建筑機電工程抗震設計規范》(GB50981-2014)第1.0.4條等強制性條文,應對機電管線系統進行抗震加固。本項目對直徑≥DN65的管道設置抗震支吊架,且此項目抗震支吊架產品需通過FM認證,與混凝土、鋼結構、木結構等須采取可靠的錨固形式,具體深化設計由專業公司完成。

       

      抗震支吊架的設置原則為:新建工程剛性管道側向抗震支撐最大設計間距12米,縱向抗震支撐最大設計間距24米,柔性管道上述參數減半;(為保證抗震系統的整體安全性,對長度低于300mm的吊桿,也建議進行適當的補強);最終間距根據現場實際情況在深化設計階段確定。所有產品需滿足《建筑機電設備抗震支吊架通用技術條件》CJ/T476-2015。

       

      電氣專業

       

       

      為防止地震時電力系統失效、短路及起火造成人員傷亡及財產損失,根據《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)第1.0.2條、第3.7.1條及《建筑機電工程抗震設計規范》(GB50981-2014)1.0.4及7.4.6條為強制性條文,應對機電管線系統進行抗震加固。本項目重力超過1.8kN的設備;內徑大于等于DN60mm的電氣配管;15Kg/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,且此項目抗震支吊架產品需通過FM認證,與混凝土、鋼結構、木結構等須采取可靠的錨固形式。

       

      抗震支吊架的設置原則為:剛性電力線管側向支撐最大間距為12m,非剛性電力線管側向支撐最大間距為6m,剛性電力線管縱向支撐最大間距為24m,非剛性電力線管縱向支撐最大間距為12m。(為保證抗震系統的整體安全性,對長度低于300mm的吊桿,也建議進行適當的補強)。具體深化設計由專業公司完成,最終間距根據現場實際情況在深化設計階段確定。所有產品需滿足《建筑機電設備抗震支吊架通用技術條件》CJ/T476-2015。

       

      抗震支架是限制附屬機電工程設施產生位移,控制設施振動,并將荷載傳遞至承載結構上的各類組件或裝置。

       

      經抗震加固后的建筑給水排水、消防、供暖、通風、空調、燃氣、熱力、電力、通訊等機電工程設施,當遭遇到本地區抗震設防烈度的地震發生時,可以達到減輕地震破壞,減少和盡可能防止次生災害的發生,從而達到減少人員傷亡及財產損失的目的。

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