抗震支吊架設計

    建筑機電工程抗震設計規范GB50981-2104發布后，建筑機電工程抗震受到相關部門的重視。如何進行設計呢？簡要介紹一下，希望對大家有所幫助。

抗震支架設計流程遵循以下步驟：

1、管線選取
2、支架布置和相關要求
3、抗震節點型式及配件選用
4、支架地震水平力計算及受力校核
5、支架構造規定

 

一、管線選取

給水排水及消防、供暖、通風、空調、燃氣、熱力、電力、通訊；按不同系統管道規格或重量進行選??；可單管設置，也可設置多管共架綜合抗震支架；

在規范41頁的條文說明：

1、懸吊管道中重力大于1.8KN的設備；
2、DN65以上的生活給水、消防管道系統；
3、矩形截面面積大于等于0.38平米和圓形直徑大于等于0.7m的風管系統；
4、對于內徑大于等于60mm的電氣配管；
5、重力大于等于150N/m的電纜梯架、電纜槽盒、母線槽；
6、內徑大于等于25mm燃氣管道；

二、支架布置和相關要求

一般來講，抗震支吊架分為側向抗震、側向+縱向抗震兩種。

規范中規定了抗震支吊架的最大間距  表8.2.3 

管道類別		抗震支吊架最大間距（m）
		側向	縱向
給水、熱水及消防管道	新建工程剛性連接金屬管道	12	24
	新建工程柔性連接金屬管道；非金屬管道及復合管道	6	12
燃氣、熱力管道	新建燃油、燃氣、醫用氣體、真空管、壓縮空氣管、蒸汽管、高溫熱水管及其它有害氣體管道	6	12
通風及排煙管道	新建工程普通剛性材質風管	9	18
	新建工程普通非金屬材質風管	4.5	9
電線套管及電纜梯架、電纜托 盤和電纜盒	新建工程剛性材質電線套管、電纜梯架、電纜托盤和電纜槽盒	12	24
	新建工程非金屬材質電線套管、電纜梯架、電纜托盤和電纜槽盒	6	12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

改建工程最大抗震加固間距為上表數值的一半；

注：這個表格是抗震支架平面布置圖的設計基本依據，也是規范中關于抗震支架設計的核心內容。

抗震支吊架的間距計算

含義有3層：
抗震支架設置間距不一定是管線種類的最大間距；
間距與地震作用大小有關，當αEK大于1.0時，支架需加密；
與斜撐角度有關，當斜撐豎向夾角小于45度，支架需加密；

因此采用雙向支架和橫向支架交替布置的形式比較合理。

三、抗震節點型式

抗震支架立桿可使用C型鋼或螺桿結合C型鋼加強，斜撐使用C型鋼，依托成品支吊架系統，可完成單管或綜合抗震連接需求

適應規范的桿件長細比要求（加固立桿）

 

四、支架地震水平力計算及受力校核

3.4.4 建筑機電工程的地震作用計算方法，應符合下列要求：

各構件和部件的地震力應施加于其重心，水平地震力應沿任一水平方向；

建筑機電工程自身重力產生的地震作用可采用等效側力法計算；

對支承于不同樓層或防震縫兩側的建筑機電工程，除自身重力產生的地震作用外，尚應同時計算地震時支承點之間相對位移產生的作用效應；

建筑機電設備（含支架）的體系自振周期大于0.1s且其重力超過所在樓層重力的1%，或建筑機電設備的重力超過所在樓層重力的10%時，

宜進入整體結構模型進行抗震計算，也可采用樓面反應譜方法計算。其中，與樓蓋非彈性連接的設備，可直接將設備與樓蓋作為一個質點

計入整個結構的分析中得到設備所受的地震作用。

采用等效側力法計算是一種簡單可行的方法

采用等效側力法時，水平地震作用標準值按下列公式計算：         
 F=γηζ1ζ2αmaxG                  （3.4.5）
F：沿最不利方向施加于機電工程設施重心處的水平地震作用標準值；
γ：非結構構件功能系數，按本規范3.4.1 條執行；
η：非結構構件類別系數，按本規范3.4.1 條執行；
ζ1：狀態系數；對支承點低于質心的任何設備和柔性體系宜取2.0，其余情況可取1.0；
       此處：吊架應該都取1.0
ζ2：位置系數，建筑的頂點宜取2.0，底部宜取1.0，沿高度線性分布；
       建筑地下室應該取1.0
αmax：地震影響系數最大值；可按本規范第3.3.5條中多遇地震的規定采用；
G：區段管線重量：1）應包括管道及其中額定負載介質的重力，2）計入支管重量；

水平地震力綜合系數     αEk=γηζ1ζ2αmax 
注：抗震支吊架要求計算的αEk不小于0.5

受力校核

3.5.1  建筑機電工程設施工程的地震作用效應（包括自身重力產生的效應和支座相對位移產生的效應）和其他荷載效應的基本組合，應按下列計算            S=γGSGE+γEhSEhk              （3.5.1）
S：機電工程設施或構件內力組合的設計值，包括組合的彎矩、軸向力和剪力設計值；
γG：重力荷載分項系數，一般情況應采用1.2；
γEh：為水平地震作用分項系數，取1.3；
Senk：水平地震作用標準值的效應。
注：在抗震支架計算時一般只需考慮水平地震作用。
10.2.2 機電工程設施構件抗震驗算時，磨擦力不得作為抵抗地震作用的抗力；承載力抗震調整系數，可采用1.0，并應滿足下式要求：
                    S≤R        （R為構件承載力設計值）   
注：抗震支架承載力大于管線的地震作用。

水平力方向造成的兩種桿件受力狀態

桿件受力由連接配件，立桿及斜撐，錨栓共同傳遞給結構；

支架設計應確保連接（配件及支撐等）

地震力作用下的強度驗算：

1、斜撐及抗震連接構件的強度驗算（受壓校核和配件強度）；

2、吊桿的強度驗算；

3、各錨固體的強度驗算，包括斜撐錨栓、吊桿錨栓等；

4、管束的強度驗算；

五、支架構造規定

8.3.4 抗震支吊架的斜撐與吊架的距離不得超過0.1m；

8.3.11 側向、縱向抗震支吊架的斜撐安裝，垂直角度宜為45°，且不得小于30°；

8.1.3  保溫管道的抗震支吊架限位應按管道保溫后的尺寸設計，且不應限制管線熱脹冷縮產生的位移；

8.1.8 穿過隔震層的建筑機電工程管道應采用柔性連接或其他有效措施  ，并應在隔震層兩側設置抗震支架。

8.3.13 沿墻敷設的管道當設有入墻的托架、支架且管卡能緊固管道四周時，可作為一個側向抗震支吊架。

8.3.14單管（桿）抗震支吊架的設置應符合下列要求：

1）連接立管的水平管道應在靠近立管0.6m范圍內設置第一個抗震吊架；
2）當立管長度超過1.8m時應在其頂部及底部設置四向抗震支吊架，當
     長度大于7.6m時應在中間加設抗震支吊架；
3）當立管通過套管穿越結構樓層時，套管可限制管道水平移動，可作為水平
     方向四向抗震支撐使用； 
4）當管道中安裝的附件自身質量超過25kg時，應設置側向及縱向抗震支吊架；

8.3.12 抗震吊架斜撐安裝不應偏離其中心線2.5°；

8.3.9 不得將抗震支架安裝在非結構主體部位，如輕質隔墻等；8.3.15門型抗震支吊架的設置應符合下列要求：

1）門型抗震支吊架應有一個側向抗震支吊架或兩個縱向抗震支吊架；

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抗震斜撐；

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）當管道上的附件質量超過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吊架；