机电工程“抗震”支吊架还要不要设置这个问题已经困扰相关设计人员很久了。
下面从技术的角度来剖析一下,供大家参考。
1、“抗震支吊架”究竟是什么支吊架
什么是“抗震支吊架”?
在GB 50981-2014 建筑机电工程抗震设计规范出来之前,是没有这个词的。
首先,来简单看看该规范的“抗震支吊架”的定义:
GB 50981-2014 建筑机电工程抗震设计规范 第2.1.6条 抗震支吊架与建筑结构体牢固连接,以地震力为主要荷载的抗震支撑设施。由锚固体、加固吊杆、抗震连接构件及抗震斜撑组成。
为什么需要设支吊架?为什么支吊架需要抗震验算?
抗震支吊架结构设计时不但需要机电专业充分了解设置支吊架的目的,根据机电系统的特性初步确定设置的位置和形式,同时也需要结构专业综合考虑支吊架对结构主体的影响以及支吊架所承受的各种作用力以确定支吊架的构造做法,构造形式既包括吊架也包括支架,统称抗震支吊架。
展开剩余85%所以,在进行支吊架设计时,应该综合考虑各种影响因素,以确保结构安全和机电系统的稳定运行,以平时为主,以防火、防震为辅。也就是说有抗震设防需求的建筑物或市政工程,应该进行抗震验算。没有抗震需求的场所,就不需要考虑抗震。这就是支吊架设计的基本逻辑。
反之,如果“以地震力为主”的话,不考虑其他荷载和作用力,也就成了这种所谓的专用“抗震”支吊架。
关于“抗震支吊架”的一些规定,第8.1.2条、第8.1.3条、第8.1.4条。
8.1.2 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。
8.1.3 保温管道的抗震支吊架限位应按管道保温后的尺寸设计,且不应限制管线热胀冷缩产生的位移。
8.1.4 抗震支吊架应根据其承受的荷载进行抗震验算。
什么意思呢?通俗来说,就是:
第8.1.2条 成品才是“抗震支吊架”,现场制作的不是。
第8.1.3条 告诉你“抗震支吊架”不应限制位移。(仅仅是滑动支吊架?组合内力大的需要重点关注的固定支架反而不需要抗震验算!?)
第8.1.4条 “抗震”支吊架能不能抗震,当然必须进行抗震验算。然而,究竟应该如何进行抗震验算呢?
看看后续条文就明白了,这是一种什么样的验算方法!?不用考虑具体工程抗震设防等级、不用考虑具体支吊架的组合内力、不用考虑管道系统特性、也不用考虑热胀冷缩之类的问题了,直接给出支吊架的最大间距,按该规范给你的“表8.2.3 抗震支吊架的最大间距”去“验算”就行了。也不用进行支吊架结构设计,用“抗震支吊架”成品就行。支吊架的位置、间距与构造竟然可以不用根据具体工程来验算!?这就是该规范的关于“抗震”支吊架的“抗震验算”逻辑!完全脱离了实际情况。
对于改建工程“抗震”支吊架用量甚至规定还要加一倍。为什么!?是改建建筑比新建建筑抗震设防标准更高吗!?
至此,“抗震”支吊架有了强条又有了实施细则,“抗震”支吊架可以畅通无阻了。可能对有些人来说,这种“抗震”支吊架究竟是一种什么样的支吊架已经不重要了。
抗震支架是在地震发生时对管线的一种保护措施,抗震支架虽然称之为抗震支架,但实际上抗震支架的主要作用不在于承重,而是当地震发生时起到约束管线整体侧向、水平摇摆,提高管线整体性,布设抗震支吊架,改变管线系统动力特性,由柔变刚,地震作用下响应明显变小。提高管线整体韧性的作用,或者可以理解为在地震来临时,抗震支架可以将管线化为相对统一的整体,并且加强整体的抗剪能力。减少管线破环,避免管线掉落对建筑、设备以及人员的伤害,成为建筑整体抗震措施的一部分。
抗震支架设计基本标准是使建筑给排水、供暖、通风、空调、燃气、热力、通信、消防、防排烟等工程设施要抗震,以防发生二次伤害。
2、采用了“抗震”支吊架就是机电工程抗震设计吗?
目前,机电专业设计图纸上都会抄上几条规范条文。比如:暖通专业最常见的“抗震设计”就是在设计说明中都会抄上这样一句规范条文,“防排烟风道、事故通风风道及相关设备应采用抗震支吊架”这句话(依据无非就是GB 50981-2014 建筑机电工程抗震设计规范 第5.1.4条,通规颁布之前这是强条,即使有不同的意见,也不得不抄上这句话。实在是无奈之举。),然后呢!?究竟能不能抗震!?要不要进行抗震验算?要不要根据具体工程情况来确定抗震支吊架的位置、型式和构造?
那是不是意味着采用了“抗震”支吊架就完成了机电工程抗震设计呢?显然不是。其实,机电专业设计人员根本就不懂抗震设计。该规范随意作出规定,机电图纸照葫芦画瓢,盲目地抄写某些规范条文。结果是,“抗震”支吊架产品满天飞,工地上各种操作,甲方成冤大头,“抗震”支吊架被滥用的现象比比皆是。到头来,工地上谁也说不清楚这个“抗震”支吊架到底是干什么使的。
3、抗震支吊架设计的主要内容
新近颁布执行的GB 55002-2021 建筑与市政工程抗震通用规范 明确废止了GB 50981-2014 建筑机电工程抗震设计规范 第1.0.4条、第5.1.4条、第7.4.6条。
那是不是机电系统就不要抗震设计了呢,当然也不是。机电系统属于建筑与市政工程的重要组成部分之一,应该认真贯彻执行通规相关条文,比如:建筑工程相关的第5.1.12条、第5.1.16条、第5.1.17条、以及第5.1.18条等。
根据抗震通规(GB 55002-2021 建筑与市政工程抗震通用规范),建筑附属机电工程抗震设计与主体结构是密不可分的,不是孤立的。主要体现在同一结构单元的完整性、以及采用延性良好的管材、柔性连接等方面。建筑附属机电系统的抗震设防是建筑工程抗震设计内容之一。
支吊架作为连接机电管道/管线与结构主体的主要连接件,应具有足够的刚度和强度。支吊架应该确保结构安全以及机电系统运行的稳定性,支吊架设计应进行组合内力计算,必要时尚应进行防火和抗震验算。
可见,设置了“抗震支吊架”不一定满足抗震要求。但是,有抗震要求时支吊架设计一定要进行抗震验算。机电专业在进行支吊架设计时,应与结构专业密切配合,提供支吊架初步的位置、型式、以及日常受力情况等设计资料,由结构专业根据建筑物抗震设防要求进行必要的抗震验算和结构设计。
抗震支架系统设计主要包括内容:
给排水及采暖水管系统:管道采用衬塑热镀锌钢管、热镀锌港股及焊接无缝钢管,≥DN65管道均应设抗震支架;
消防(包括喷淋)系统:≥DN65管均应设抗震支架;
电气(包括消防报警)系统:采用电缆桥架及母线槽,重力大于150N/m,均应设抗震支吊架;
通风及防排烟系统:管道材质为镀锌钢板,通风管道截面积≥0.38㎡及所有的的排烟管道均应设置抗震支架,和圆形风管直径大于等于0.7米的风管系统。
4、结束语
机电系统的支吊架设计,虽然只是一件“小事”,但是,却是一件跨多专业的事,处理不好就容易走向形式主义,脱离实际。
抗震支吊架设计应该严格遵守相关规范的强制性要求,以力学为基础,结合具体工程,重点关注固定支吊架兼顾滑动支吊架,重点保障结构安全和机电系统的稳定运行、兼顾防火和抗震的需求。应力求做到既安全可靠、又适用经济。
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