抗震支吊架在機電安裝中的設計和應用

【摘要】我國對抗震支架的研究較晚，據統計地震中60%～70%的損失是由非結構組件設計缺失或安裝不當造成。2014年10月9日《建筑機電工程抗震設計規范》GB0981-2014發布實施。本論文旨在深化理解該設計規范，主要從支架的形式、力學計算、支架構件測試到安裝方法、檢驗驗收等方面進行詳細闡述，建立完善的抗震支吊架應用體系，以期為抗震支架的施工規范、驗收規范、技術標準等文件的出臺提供應用經驗。

【關鍵詞】規范；抗震支吊架；非結構抗震組件

1、抗震支吊架概述

地震從各個方向對管線產生附加荷載，抗震支架是與建筑結構體牢固連接，以地震力為主要荷載的抗震支撐設施。由錨固體、加固吊桿、抗震連接件及抗震斜撐組成。其中（1）側向抗震支吊架由斜撐與管道橫截面平行的抗震支吊架構成；（2）縱向抗震支吊架由斜撐與管道橫截面垂直的抗震支吊架構成；（3）四向抗震之吊架由側向+縱向抗震之吊架組合構成。

2、抗震支吊架的設計及驗算

2.1抗震支吊架應用范圍

國內機電抗震規范GB50981-2014《建筑機電工程抗震設計規范》強制條文規定，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。其中需要抗震設計的機電安裝分部分項工程由（1）防排煙風道、事故通風風道；（2）自重大于1.8kN空調機組、風機設備；（3）管徑大于25mm的燃氣管道；（4）管徑大于DN65的管道系統；（5）截面積大于0.38m2矩形風管；（6）直徑大于0.70m的圓形風管系統；（7）直徑大于60mm的電氣配管；（8）自重大于150N/m的電氣橋架；（9）多根管道共用支吊架或管徑大于等于300mm的鍋爐房、空調機房、水泵房管路。

2.2各系統抗震支吊架布置最大間距

2.3抗震支吊架的設計

《建筑機電工程抗震設計規范》中對抗震支吊架的設置形式進行了詳細設計計算，但并未對抗震支架構進行專門設計，據抗震支吊架供貨市場調查，其中沃雷文、喜利得、優力可、海邁、雅士格、金沃、雅昌等廠家提供的抗震支架配件均有不同。本文以沃雷文的BIS成品支架系統為例闡述抗震支架的設計。

2.4抗震支架的驗算

抗震設計規范中構成抗震斜撐部件的抗震連接構件均為進行設計和單獨命名，第39頁，圖2抗震連接構件示意圖未明確其設計應力性能。在進行設計核算的過程中，需要對每個構件的地震力荷載進行單獨驗算。應由抗震支吊架生產廠商對其進行詳圖設計，如：抗震節點構成圖、抗震構件編碼、抗震構建最大荷載能力等。具體驗算步驟如（1）根據機電管線路由逐點劃分各抗震之家重力荷載范圍，并計算建筑機電管線設備水平地震作用標準值F和抗震之家及其構件內力組合S值。（2）斜撐及抗震連接構件需要經過強度驗算。（3）各錨固體的強度驗算，包括斜撐錨栓、吊桿錨栓等。（4）管線管束的驗算。

2.5抗震支架構件的測試要求

根據實際項目調查情況，目前國內抗震支架設計、生產、測試均未達到統一標準。其中較為成熟的荷蘭企業沃雷文以其BIS支架系統，取得了歐盟認證機構的RAL 質量認證。為國內支吊架生產廠商提供了技術參考。

如上圖，抗震支吊架構件產品需經過技術特征測試，比如最大安全荷載等，經由標準化測試方法計量并公開發布，基于該測試方法，核算最大容許力值，考慮最大的偏差。測試通過并具有RAL標示和證書的支架系統產品，像管束、槽鋼等，客戶非常容易對比和選擇。

3、抗震支架的應用

3.1門型抗震支架

（1）門型抗震支吊架至少應有一個側向抗震斜撐或兩個縱向抗震斜撐；

（2）同一承重吊架懸掛多層門型吊架，應對承重吊架分別獨立加固，并設置斜撐；

（3）門型抗震支吊架側向及縱向斜撐應安裝在上層橫梁或承重吊架連接處；

（4）當管道上的附件大于25kg且與管道采用剛性連接時，或附件質量為9kg～25kg且與管道采用柔性連接時，應設置側向及縱向抗震支撐。

3.2小空間側向抗震支架

沿墻敷設的管道應當設有入墻的托架、支架且管卡能緊固管道四周，可作為一個側向抗震支架。主要應用于空間相對狹小的區間，如地鐵公共區走廊、建筑管廊層。

3.3無需設置抗震支架的情況

對于重力不大于1.8KN的設備或吊桿計算長度不大于300mm的吊桿懸掛管道，可不進行設防。此外，吊桿與結構的連接處必須可以旋轉，不會導致移動，這可以通過附加例如轉環，螺絲圈，或是隔振懸掛連接來實現。

3.4抗震支架的驗收標準

（1）抗震支吊架驗收，應由建設單位和監理單位組織進行。

（2）抗震支吊架竣工驗收時，應具備a.抗震支架設計圖、計算書；b.抗震之家構件產品質量合格證書，由專業檢測機構的性能檢測報告和驗收記錄；c.過程變更資料等。

（3）抗震支吊架安裝工程中的檢驗批劃分，a.同一支架形式的抗震支吊架按100個為一個檢驗批次，不具100個也應劃分為一個獨立檢驗批；b.重要機房的抗震支架1個為一個檢驗批；c.每個檢驗批的檢驗樣本數量不小于3；d.重要設備機房的抗震支架全檢驗。

結語：

鑒于近年來僅出臺了抗震支架的設計規范，且設計規范為明確抗震支架構件的設計和檢測問題，無法判別市場上的抗震構件是否滿足要求。本文進一步研究細化了（1）抗震支吊架在機電安裝中的明確范圍；（2）抗震支吊架力學驗算和抗震構件的力學性能檢測要求；（3）抗震支吊架的幾個基本應用場景；（4）抗震支吊架的驗收標準。希望為各抗震支吊架設計生產廠商提供規范設計思路，也希望為應用方提供可靠全面的技術規程。

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