抗震支架的应用及布置范围

抗震支架的应用及布置范围现代建筑的机电系统中各种机电线路的数量十分巨大、规格型号非常复杂、使用功能也各有不同。机电系统在日常的工作时，机电管道在重力满负荷运转时是否有足够的强度将管道固定在结构上是整个机电系统能否正常运转的关键；当突发地震时，机电系统管道在设防烈度的地震作用下能否保证不损坏，以及有些生命线系统能否保证正常运转，也是关乎到保障人们生命财产的重要因素。机电抗震支撑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，有效的提高了管路系统的抗震性能。●抗震支吊架在建筑机电工程中的应用范围（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0.38㎡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●抗震支吊架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。●管道抗震支撑系统的布置原则（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。●风管抗震支撑系统的布置原则（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。●电气抗震支撑系统的布置原则（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。●抗震支撑系统计算原则抗震支吊架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。●抗震支撑系统计算实例管道支吊架设计计算书项目名称____________工程编号_____________日期_____________设计____________校对_____________审核_____________说明：1、标准与规范：《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)《钢结构设计规范》(GB50017-2003)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)2、本软件计算所采用的型钢库为：热轧等边角钢GB9787-88热轧不等边角钢GB9797-88热轧普通工字钢GB706-88热轧普通槽钢GB707-883、支吊架的支座应连接在结构的主要受力构件上，支吊架施工厂家应将支吊架预埋点位以及受力提给设计院，经设计院认可后方可施工！4、基本计算参数设定：荷载放大系数：1.00。当单面角焊缝计算不满足要求时，按照双面角焊缝计算!受拉杆件长细比限值：300。受压杆件长细比限值：150。横梁挠度限值：1/200。梁构件计算：构件编号：2一、设计资料材质：Q235-B;fy=235.0N/mm2;f=215.0N/mm2;fv=125.0N/mm2梁跨度：l0=0.50m梁截面：C8强度计算净截面系数:1.00自动计算构件自重二、设计依据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）三、截面参数A=10.242647cm2Yc=4.000000cm;Zc=1.424581cmIx=101.298006cm4;Iy=16.625836cm4ix=3.144810cm;iy=1.274048cmW1x=25.324501cm3;W2x=25.324501cm3W1y=11.670686cm3;W2y=5.782057cm3四、单工况作用下截面内力：（轴力拉为正、压为负）恒载（支吊架自重）：单位（kN.m）位置(m)0.000.060.130.190.250.310.370.440.50弯矩(kN.m)0.000.00-0.00-0.00-0.00-0.00-0.000.000.00剪力(kN)-0.02-0.01-0.01-0.010.000.010.010.010.02轴力(kN)-0.01-0.01-0.01-0.01-0.01-0.01-0.01-0.01-0.01挠度(mm)0.00.00.00.00.00.00.00.00.0恒载（管重）：单位（kN.m）位置(m)0.000.060.130.190.250.310.370.440.50弯矩(kN.m)0.000.000.000.000.000.000.000.000.00剪力(kN)0.000.000.000.000.000.000.000.000.00轴力(kN)0.000.000.000.000.000.000.000.000.00挠度(mm)-0.0-0.0-0.0-0.0-0.0-0.0-0.0-0.0-0.0注：支吊架的活荷载取值为0。五、荷载组合下最大内力：组合(1)：1.2x恒载+1.4x活载组合(2)：1.35x恒载+0.7x1.4x活载最大弯矩Mmax=0.00kN.m;位置：0.00;组合：(2)最大弯矩对应的剪力V=-0.03kN;对应的轴力N=-0.01kN最大剪力Vmax=-0.03kN;位置：0.00;组合：(2)最大轴力Nmax=-0.01kN;位置：0.00;组合：(2)六、受弯构件计算：梁按照受弯构件计算，计算长度系数取值：ux=1.00，uy=1.001强度计算1)、抗弯强度按照《GB50017-2003》公式4.1.1：σ=MxγxWnx+MyγyWny其中：γx=1.05,γy=1.20；σ=0.05＜215.0N/mm2,强度满足要求。2)、抗剪强度按照《GB50017-2003》公式4.1.2：τ=VSItw；τ=0.08＜125.0N/mm2,强度满足要求。3)、梁上翼缘受集中荷载按照《GB50017-2003》公式4.1.3-1验算局部承压强度：σc=ψFtwlzσc=0.00＜215.0N/mm2,强度满足要求。4)、折算应力按照《GB50017-2003》公式4.1.4-1验算：σ2+σcσc-σσc+3τ2折算应力=0.14＜236.5N/mm2,强度满足要求。稳定验算——稳定验算按照《GB50017-2003》公式4.2.2验算：MxφbWx其中：Mx=0.00kN.m；φb=1.000；Wx=0.000025面内稳定应力=0.05＜215.0N/mm2,平面内稳定满足要求。挠度验算——挠度按照标准组合：1.0恒载+1.0活载验算，挠度容许限值取l/200：计算挠度：υ=0.0mm[υ]=2.5mm，挠度满足要求。2端节点验算：截面尺寸：H=80mm，B=43mm，tf=8mm，tw=5mm节点处组合内力弯矩M=0.001kN.m，剪力V=-0.027kN，轴力N=-0.009kN。采用E43型手工焊。焊缝的强度设计值ff=160.0N/mm2。节点焊缝形式：顶接单面角焊缝。考虑竖向剪力由腹板角焊缝独立承担。节点处受力：弯矩：0.00kN.m;剪力：-0.03kN;轴力：-0.01kN。焊缝最小尺寸hfmin=4.2mm，最大尺寸hfmax=6.0mm焊缝尺寸hf=5mm弯矩产生的应力按照如下公式计算：σM=MWx其中：M=0.00kN.m，Wx=12572.74mm3；σM=0.11N/mm2βfff=160.0N/mm2，满足要求。剪力产生的应力按照如下公式计算：τV=Vhe∑lw其中：V=-0.03kN，he=3.5mm，lw=80mmτV=0.10N/mm2ff=160.0N/mm2，满足要求。轴力产生的应力按照如下公式计算：σN=Nhe∑lw其中：N=-0.01kN，he=3.5mm，lw=156mm；σN=0.02N/mm2βfff=160.0N/mm2，满足要求。折算应力按照如下公式计算：[(σM+σN)/βf]2+(τV)2折算应力=0.16N/mm2ff=160.0N/mm2，满足要求。3端节点验算：截面尺寸：H=80mm，B=43mm，tf=8mm，tw=5mm节点处组合内力弯矩M=0.001kN.m，剪力V=0.027kN，轴力N=-0.009kN。采用E43型手工焊。焊缝的强度设计值ff=160.0N/mm2。节点焊缝形式：顶接单面角焊缝。考虑竖向剪力由腹板角焊缝独立承担。节点处受力：弯矩：0.00kN.m;剪力：0.03kN;轴力：-0.01kN。焊缝最小尺寸hfmin=4.2mm，最大尺寸hfmax=6.0mm；焊缝尺寸hf=5mm弯矩产生的应力按照如下公式计算：σM=MWx其中：M=0.00kN.m，Wx=12572.74mm3σM=0.11N/mm2βfff=160.0N/mm2，满足要求。剪力产生的应力按照如下公式计算：τV=Vhe∑lw其中：V=0.03kN，he=3.5mm，lw=80mmτV=0.10N/mm2ff=160.0N/mm2，满足要求。轴力产生的应力按照如下公式计算：σN=Nhe∑lw其中：N=-0.01kN，he=3.5mm，lw=156mmσN=0.02N/mm2βfff=160.0N/mm2，满足要求。折算应力按照如下公式计算：[(σM+σN)/βf]2+(τV)2折算应力=0.16N/mm2ff=160.0N/mm2，满足要求。立柱构件计算：构件编号：1一、设计资料材质：Q235-B;fy=235.0N/mm2;f=215.0N/mm2;fv=125.0N/mm2柱长度：l0=0.28m柱截面：C8强度计算净截面系数:1.00自动计算构件自重二、设计依据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）三、截面参数A=10.242647cm2Yc=4.000000cm;Zc=1.424581cmIx=101.298006cm4;Iy=16.625836cm4ix=3.144810cm;iy=1.274048cmW1x=25.324501cm3;W2x=25.324501cm3W1y=11.670686cm3;W2y=5.782057cm3四、单工况作用下截面内力：（轴力拉为正、压为负）恒载（支吊架自重）：单位（kN.m）位置(m)0.000.030.070.100.140.170.210.240.28弯矩(kN.m)-0.00-0.00-0.000.000.000.000.000.000.00剪力(kN)0.010.010.010.010.010.010.010.010.01轴力(kN)-0.04-0.04-0.04-0.03-0.03-0.03-0.03-0.02-0.02恒载（管重）：单位（kN.m）位置(m)0.000.030.070.100.140.170.210.240.28弯矩(kN.m)0.000.000.000.000.000.000.000.000.00剪力(kN)0.000.000.000.000.000.000.000.000.00轴力(kN)0.000.000.000.000.000.000.000.000.00注：支吊架的活荷载取值为0。五、荷载组合下最大内力：组合(1)：1.2x恒载+1.4x活载组合(2)：1.35x恒载+0.7x1.4x活载最大弯矩Mmax=-0.00kN.m;位置：0.