抗震支吊架的应用与施工技术

1/7抗震支吊架的应用与施工技术1抗震支吊架的应用抗震支吊架是根据GB50011－2001《建筑抗震设计规范》（2008年版）中第3.7.1强制性条文：“非结构构件，包括建筑非结构构件和建筑附属机电设备，自身及其与结构主体的连接，应进行抗震设计”的规定而产生的设施。抗震支吊架在国内是新鲜事物，但在国外尤其是地震多发的发达国家已有多年历史。机电抗震支吊架系统是牢固连接于已做抗震设计的建筑结构体的管路、槽系统及设备，以地震力为主要荷载的支撑系统，原有一般意义的支吊架系统是以重力为主要荷载的支撑系统，这两种支撑系统的设置并不重复而是相辅相成的。台湾成功大学建筑研究所黄乔俊以地震试验台振动台模拟南投县浦里镇一停车场喷淋管路得出的结论是：加装抗震支撑系统管路的各点位移较未安装抗震支撑者降低5~10倍，有效地提高了管路系统的抗震性能。1.1抗震支吊架在本工程中的应用范围（1）大于DN65mm的所有管道；（2）所有防排烟系统管道；（3）所有直径大于0.70m的圆形风管；（4）所有截面积大于0.38m2的矩形风管；（5）重量在15kg/m及以上的电线桥架；（6）所有门形吊架。1.2分类及布置原则抗震支吊架可在地震中给予机电各系统充分保护，可用于抵抗来自水平及垂直方向的地震力的破坏。根据所保护机电系统的不同，抗震支吊架可分为管道抗震系统、风管抗震系统和电气（包括电气线管、线槽及桥架）抗震系统。1.2.1管道抗震系统的布置原则（1）管道抗震加固侧向间距要求为：沟槽连接管道、焊接钢管、钎焊铜管等刚性材质的管线，横向吊架间距最大不得超过12m；HDPE等非刚性材质的管线，横向吊架间距最大不得超过6m。（2）管道抗震加固纵向间距要求为：沟槽连接管道、焊接钢管、钎焊铜管等刚性材质的管线，纵向吊架间距最大不得超24m；HDPE等非刚性材质的管线，横向吊架间距最大不得超过12m。1.2.2风管抗震系统的布置原则（1）普通刚性风管侧向抗震吊架的最大间距为9m，普通刚性风管纵向抗2/7震吊架的最大间距为18m。（2）玻璃纤维、塑料和其他非刚性材质风管的侧向抗震吊架，最大间距为4.5m，纵向最大间距为9m。1.2.3电气抗震系统的布置原则（1）刚性电气线管、线槽及桥架侧向抗震最大间距不得超过12m，纵向抗震最大间距不得超过24m。（2）非刚性材质电气线管、线槽及桥架横向抗震最大间距不得超过6m，纵向最大间距不得超过12m。1.3抗震计算原则抗震支吊架系统的安装形式及布置原则都是依据严格的力学计算结果确定的，地震力的计算必须满足规范要求。1.4应用实例图1中管长不超过12m，最大允许侧向间距12m，则允许最大偏移量为12÷16=0.75m。每段标准直管需在两端加侧向支撑。如果两个侧向支撑距离超过12m，则需在中间增设侧向支撑。图2中标准管长为24m，先于两端加设侧向支撑，再依次按12m设置侧向支撑。3/7每条标准管线必须设置至少1个纵向支撑（图3）。若大于容许间距，则需加设纵向支撑至满足最大间距要求。若管长为36m，应按最大24m间距依次设置纵向支撑，直至所有支撑间距均满足要求。为提高抗震支撑的使用效率，应于90°弯头处0.6m以内设置抗震支撑，尽可能达到“双作用”的效果。“双作用”支撑必须满足以下要求：（1）承载力大于侧向与纵向荷载的总和；（2）“双作用”支撑应由直接与管线或线缆套管连接（双作用不适用于门形吊架）；（3）“双作用”支撑的间距要求（图4）：若管线长36m，双作用支撑（侧向支撑，可视为直管线的一个纵向支撑）与下一个纵向支撑的间距，是纵向支撑间距的一半加侧向支撑间距的一半加0.6m，即12+6+0.6=18.6（m）。当直管段较短，未达到直管段的最大允许间距时，此管段仍需设置侧向和纵向抗震支撑，如图5。通常在拐弯处设置侧向支撑对另一方向管段具有纵向支撑的作用，但间距须满足双作用要求。例如上述管段分3个标准管段考虑，因为第二垂直段管大于0.75m，故作一独立分段。4/72抗震支吊架的施工技术2.1抗震支吊架的组成抗震支撑由锚固体、加固吊杆、斜撑和抗震连接构件组成。悬吊螺杆与管线的节点距斜撑与管线的节点距离不得超过0.1m，螺杆根据需要作加固处理。如果在同一位置设立两个反向的刚性抗震支撑，则可省去悬吊螺杆。考虑到地震力的荷载，刚性抗震支撑的悬吊螺杆和结构锚固件均需加大尺寸，螺杆和锚固件的最大承载力需大于算得的地震力。2.2抗震支吊架的施工依据抗震支吊架在地震中可对给排水系统、空调系统、电气管线系统提供充分的保护，所以抗震支吊架在任何时候、任何安装角度都须大于地震力。水平方向的地震负荷可由两个不同方向的抗震支撑承担，即侧向抗震支撑承担侧向负荷，纵向抗震支撑承担纵向负荷。所有抗震支撑须和结构体作可靠连接。与钢筋混凝土框架结构的梁柱板作刚性连接，与钢结构作柔性连接，且须经设计人员验算。2.3抗震支吊架的施工步骤测量→下料→吊点胀栓（或拧爆）安装→垂直向吊→杆安装→横担（或管卡）安装→侧向、纵向加固件安装。2.4抗震支吊架在机电安装工程中的施工技术（1）管道和电线套管允许纵向偏移，但不得超过最大侧向支撑间距的1/16；风管允许偏移，但不得超过风管宽度的2倍。（2）水平管道在90°转弯时，需设抗震支吊架；其他角度转弯长度大于抗震设计间距的1/16时，需设侧向及纵向抗震支吊架。5/7（3）计算水平地震力荷载时，只需考虑满负荷重量而不需要考虑其他因素。（4）抗震吊架不应限制管线热胀冷缩产生的应力，当把热胀冷缩因素考虑在内时，纵向吊架应在构件选型上考虑所选型号应能抵抗管线的热胀冷缩应力。（5）保温管线的抗震吊架管码需按保温后的尺寸考虑，门形吊架用于保温风管，水管亦按此考虑。（6）用于刚性的管道抗震支撑不能安装于建筑的不同结构部位或功能部位，否则会因地震作用而产生不同的位移。（7）单管抗震支撑双向侧向或纵向或具有侧/纵向作用的拐点抗震支撑，应直接与管线或电线套管连接。应注意支管或小一级管线的支撑不能作为主管的抗震支撑，即不能作为另一方向（主管）的支撑。（8）管线穿越建筑沉降缝时，应考虑沉降位移的设计。（9）侧/纵向斜撑安装的最佳垂直角度为45°，可根据现场实际情况适当调整。（10）对水、电、风系统的单管或多管共用门型吊架，无论侧向或纵向斜撑，斜撑偏离中心线2.5°时不会影响其承载力。3抗震支吊架的安装形式几种抗震支吊架的安装形式如图6~10。6/77/7