建筑机电工程抗震设计研究

建筑机电工程抗震设计研究

王好

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摘要：随着建筑安全性要求的日益倍增，建筑抗震技术也不断的创新。凭模型图片和数据，结合抗震支吊架优势­特点，全面阐述了抗震措施的设计基本要求。目的是使建筑水、暖、电、消防等机电工程设施经抗震设防后，重点­分析抗震设计和施工于项目实际运用的意义，以保证建筑机电抗震支撑系统工程设计、施工和运营高效应用，减轻­地震破坏，防止次生灾害，避免人员伤亡，减少经济损失，做到安全可靠、技术先进、经济合理、维护管理方便。­建筑机电工程抗震的发展随着国家标准的实施正式进入发展的快车道，实现可持续发展。­

关键词：技术研究;抗震设计;建筑机电;抗震支吊架

引言

1976年唐山大地震、2008年四川汶川8级大地­震、2010玉树大地震给当地人民带来巨大的人员伤­亡和财产损失。我国位于世界两大地震带-环太平­洋地震带与欧亚地震带之间，受太平洋板块、印度板­块和菲律宾海板块的挤压，地震断裂带活动十分活­跃。我国地震活动分布范围广、频度高、强度大、震­源浅，几乎所有的省、自治区、直辖市都发生过6­级以上强震。仅就中国大陆地区统计(1900年-1996­年)，5级以上地震发生过1992次，平均每年208­次;7级以上地震70次，平均1年零4个月地震1­次。20世纪以来，全球7级以上强震之中，中国约­占35%。根据世界卫生组织2012年发布的数据显示，在­全球发生的地震中，由于次生性灾害(又称为二次灾­害)导致人员伤亡的比例占到了44%，而原生性灾­害导致人员伤亡的比例为31%。从这个数据不难看­出，次生灾害造成的人员伤亡比例远高于原生灾害的­人员伤亡比例，次生性灾害比原生性灾害更可怕。对于大多数城市建筑而言,次生灾害直接体现为由于建­筑机电破坏而造成的火灾、水灾、浓烟、毒气泄漏以­及爆炸等等。究其原因，是因为传统承重支吊架只单­纯考虑了竖直方向上的重力，只考虑其承重作用，但­在地震等因素的作用下管路系统会产生极大的水平­地震作用力，此时，管线及附属机电设备由于缺少水­平方向上的保护就极易发生破坏失灵,引发水灾或火­灾，造成重大人身及财产损失。­在2014年10月国家住建部发布了《建筑机电工­程抗震设计规范》，并于2015年8月强制执行。机­电抗震是一项减少地震导致人员伤亡和财产损失的­生命工程。

1抗震支吊架构成

­(1)抗震支吊架是以地震力为主要荷载的支撑­系统，由锚固系统、加固吊杆、减振缓冲阻尼橡胶、­抗震连接构件及斜撑组成,并与建筑主体结构牢固连­接。­

(2)抗震支吊架部件应为成品构件，在现场除­型材和螺杆需切割及开孔外不需焊接和其它机械加­工。各类型材尺寸及规格应根据深化设计需求选用，­各连接部件尺寸及规格应根据深化设计需求选用,并­在技术规格书中做出明确。

(3)用于抗震的C型槽钢内缘应有齿牙，且齿牙平均深度不小于0.9mm，同时与之配合的连接扣­件也应带有相同深度的齿坑,所有配件的连接依靠机­械咬合实现,严禁任何以配件的摩擦作用来承载的安­装方式，以保证整个系统的可靠连接。

­2机电工程抗震支吊架特点

­2.1产品特点

­(1)支吊架应具有足够的刚度和承载力，其与­建筑结构应有可靠的连接和锚固。

­(2)基座或连接件应能将设备承受的地震作用­力全部传递到建筑结构上。­

(3)管道的抗震支架必须要有对管道的振动进­行主动隔振的装置。­

(4)抗震支吊架在地震中应对建筑机电工程设施­给予可靠保护，承受来自任意水平方向的地震作用力。

­(5)组成抗震支吊架的所有构件应采用成品构­件，连接紧固件的构造应便于安装。

­(6)抗震支吊架应根据其承受的荷载进行抗震­验算。

2.2材质特点

­抗震支架系统的斜向支撑C型槽钢应使用冷弯­薄壁成品支架槽钢。其截面形式普通为:41mmX41­mm;41X52mm或41mmX72mm,其壁厚不小于­2.0mm,其截面形状应带有深度不低于1mm的加劲­肋以确保受力。

­(1)抗震支吊系统使用的C型槽钢的镀锌层厚­度必须≥60um,并提供国家级检测机构出具的480h­的中性盐雾腐蚀测试报告。

­(2)不同产品限定不同镀锌层厚度应根据防腐­要求选用，不宜差异过大，增加成本。­

(3)阻尼减振缓冲橡胶采用纯天然橡胶配制,具有高弹性、高耐磨性、耐老化性能等优点，能在­-30至65度的环境温度下正常工作。静态变形量为­2mm-6mm,固有频率为6.4Hz~11Hz范围内，阻­尼比大于0.6，对共振抑制能力强。

(4)抗震支架由专业厂家研发、设计、施工，­以保证机电抗震系统的安全性。

­(5)为了更好的保证整个系统的承载力及安全­性能，抗震支架采用固定锚栓。锚栓的有效锚固深度­不小于80mm,材质不低于8.8级钢，表面采用热浸­镀锌防腐涂层处理，锌层厚度不小于50um。­

3抗震支吊架技术要点

­3.1抗震支吊架规范设计范围­

建筑机电工程抗震支吊架按规范设计范围主要为:­

1)室内给水、中水、热水、消防及喷淋管径­≥DN65的水平管道。

­2)防排烟风管、事故风管和矩形截面面积≥0.38­m2、圆形直径≥0.7m的空调通风风管系统。

­3)对于内径≥60mm的电气配管及重力≥150­N/m的电缆梯架、电缆槽盒、母线槽。­

3.2抗震支吊架设计最大间距

­1)钢结构安装抗震支吊架。­

2)混凝土结构安装抗震支吊架。­

3)抗震支吊架安全架构,

­4机电抗震设计目标与意义

­4.1目标­

根据GB50981-2014《建筑机电工程抗震设计规­范》的1.0.3条，按本规范进行的建筑机电工程设施­抗震设计应达到下列要求:

­1)当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震­影响时,机电工程设施一般不受损坏或不需修理可继­续运行。

­2)当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影­响时，机电工程设施可能损坏经-般修理或不需修理­仍可继续运行。

­3)当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震­影响时，机电工程设施不至于严重损坏，危及生命。­

4.2意义­

地震引发的机电系统灾害主要体现为:­

1)系统损坏导致的直接经济损失。

­2)系统损坏引发的水灾及火灾。­

3)系统损坏引发的人员伤亡。

­4)火灾引发的结构主体安全。­我国防震减灾法及建筑抗震设计规范明确条纹­要求需对机电系统采取抗震措施，且强制条文必须严­格实施。根据《中华人民共和国建筑法》和《中华人­民共和国防震减灾法》,实行以“预防为主”的方针，­经抗震设防后的建筑消防等机电工程设施,当遭遇到­本地区抗震设防烈度的地震发生时可以达到减轻地­震破坏，减少次生灾害，避免人员伤亡，减少经济损­失的目的。采取必要的机电抗震措施可以有效保护机­电系统的震害损失:­

1)减少机电系统破坏程度，降低经济损失。­

2)有效控制水灾及火灾的发生。

­3)减少人员伤亡几率。

4)保障主体结构安全不受火灾影响。­唯有提高机电系统自身的抗震性能，才能有效防­止地震引发的次生灾害,确保地震后机电系统迅速恢­复运转。地震时，加装抗震措施相对于没有加装抗震­措施的管道及设备的可减少5倍~10倍的位移量，可­有效提高系统的抗震性能。综合根据规范的强制要求­及本项目实际需要分析,在重点部位机电系统进行抗­震设防以符合规范要求、使用要求及验收要求具有十­分重要意义。

­5结语

­相对于普通承重支吊架系统,抗震支吊架则重点­考虑管路的水平地震力,能将水平方向上可能产生的­最大地震力及时传递给建筑结构，以保证在地震等因­素作用下管路系统不被破坏,保证了震后消防等管路­系统的正常运行,减少了地震等因素引起的次生性破­坏，最大程度的减少人员伤亡和财产损失。建筑机电­工程抗震设计，须严格遵循规范，确保人员和财产安­全。­

参考文献­

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