浅谈抗震支架的实际运用和作用论文_仇爱军

仇爱军

镇江江大工程建设监理有限责任公司 江苏镇江 212014

摘要:本公司在建项目,南京师范大学附属镇江小学及幼儿园是两所高端民办学校,由南京师范大学和镇江新区管理委员会联合创办。工程2017年8月开工,2018年9月正式投入使用。项目位于镇江新区丁卯秋山路东,石淙路北,占地44247.79平方,是一所现代化、生态型、国际范的美丽校园,与相邻的镇江第一外国语学校形成区域优质教育群。学校拥有先进的教育理念,一流的硬件设施,以培养具有国际视野与素养的现代中国公民为目标,努力办成镇江一流、江苏知名的窗口学校。

关键词:规范、验收、技术条件

本工程设计单位为江苏中森建筑设计有限公司,施工单位为太仓金盾消防工程有限公司。根据国家《建筑机电工程抗震设计规范》GB50981-20142015年08月01日之后的新建项目必须设置抗震支架,经建设单位及我项目部同意认可采用苏州洪恩流体科技有限公司生产的成品抗震支架,其产品拥有国家相关检测部门出具的报告,抗震支架检验项目包括1、外观及尺寸公差经验,2、防腐性能试验,3、组件荷载性能试验,4、部件荷载性能试验,5、耐火试验,6、疲劳荷载性能试验,7、管夹用橡胶垫隔声量检验,各项检验指标均符合规范要求。建筑抗震设防烈度为6-9度的建筑机电设备抗震支吊架的安装及验收,设计应符合《建筑机电工程抗震设计规范》GB50981的规定,产品应符合建筑机电设备抗震支吊架通用技术条件CJ/T476的规定。组成抗震支吊架的所有构件应符合以下要求

(1)采用成品构件(注意:是成品,而非现场拼凑);

(2)连接紧固件的构造应便于安装;

(3)抗震支吊架应根据其承受的荷载进行抗震验算。

1安装前准备:

抗震支吊架材料运抵现场后,监理部门、建设单位、施工单位、应对照相关图纸对材料种类、规格、尺寸等进行验收,检查产品出厂合格证、检测报告,对质量有疑义或工程有要求时,检查复测报告。抗震支吊架构件,采用纸箱包装,存储方式为摆放货架或者摆放卡板等。槽钢的储存,环境能防腐的同时还需要防潮处理。

2安装:

2.1、与钢结构连接的抗震支吊架,因不允许现场加工等方式,所以规定了必须采用了专用夹具(如:U型梁夹、钢结构梁夹等)进行连接。

2.2、全螺纹吊杆的安装,主要是与长螺母(六角连接器)连接。长螺母一端连接与混凝土进行锚固的锚栓,另一端连接全螺纹吊杆。故需要保证螺纹的旋入长度以及垂直度在允许的偏差范围内。

2.3、斜撑的安装角度对被支撑管道的受力起到关键作用,同时也会影响到支吊架之间的间距调整。根据要求,斜撑安装角度应≥30°且≤90°,设计中可能存在30°、45°、60°或其它的角度,宜采用为45°。

2.4、抗震支吊架其他主要构件的安装,首先要防止与管道结合处的电化学腐蚀,其次各连接件应按设计的力矩进行锁紧,防止松动。

3验收:

抗震支吊架材质、规格和性能应符合设计要求、现行产品标准和工程技术规范的规定。

检验方法:检查产品合格证书、性能检测报告、材料进场验收记录和复检报告。

3.1、抗震支吊架材料品种、规格应符合设计要求。

检验方法:观察、检查进场验收记录。

3.2、抗震支吊架整体安装间距应符合设计要求,其偏差不应大于0.2m。

检验方法:尺量检查。

3.3、抗震支吊架斜撑与吊架安装距离应符合设计要求,并不得大于0.1m。

检验方法:尺量检查。

3.4、侧向抗震支吊架与纵向抗震支吊架布设位置应符合设计要求。

检验方法:观察、检查。

3.5、抗震支吊架斜撑竖向安装角度应符合设计要求,且不得小于30°。

检验方法:尺量检查。

3.6、抗震支吊架与结构的连接、吊杆与槽钢的连接、槽钢螺母与连接件的扭矩应符合设计要求,安装应牢固。

检验方法:扭矩扳手检查

4支架结构合理化改进建议

4.1支架结构改进思路

固定连接件作为组合构件刚性连接吊架(横担)与斜支撑两个部件,将支架所受的水平荷载完全传导至斜支撑。连接件在极短的时间内需要承受极大的冲击力,这对于材料的耐冲击强度要求很高,无形中增加了制作成本,且整个结构的安全性难以得到有效保障。根据动量定理:Fdτ=mx

相同的一次振动传递给支架的能量相同,即对应动能W=mv2/2相同。改进前后的质量变化可以忽略,故上式右侧始终保持相等,视为常量。减小连接件受力过大的方法就是增加构件接触时间。因此,抗震支架结构的改进可围绕这一思路进行设计。

4.2支架结构改进形式

抗震支架结构在连接件处接触时间延长,初步设想改刚性连接为弹性连接,并保证斜撑在连接处有一定范围内的活动余量。这样,不仅可以大大增加连接件受力传导的接触时间,还能在一定范围内具有自我调节能力。

图2为改进后的水管支架示意图,其具体连接形式为:改固定连接为导轨式连接,于导轨内填充柔性材料,从而起到缓冲作用。

图2改进后的水管支架示意图

其中,冲击力弱化系数可以根据不同楼层的水平荷载变化范围,通过选用不同的卡柄材料与填充材料加以调整,以达到更好的减震效果。经查阅各种性质材料碰撞时间的相关文献,可以确定:刚体碰撞时间大约在10-5s这个数量级上,而弹性体碰撞时间大约在10-2s左右,若加上填充柔性材料所起到的缓冲作用,其延时效果更加显著。针对以上情况,冲击力弱化系数为0.001,则对应:F'=F/1000.说明同等振动情况下,改进后的支架连接件受力只是原抗震支架该处受力的1/1000。

总的来说抗震支架是经抗震加固后的建筑给水排水、消防、供暖、通风、空调、燃气、热力、电力、通讯等机电工程设施,当遭遇到本地区抗震设防烈度的地震发生时,可以达到减轻地震破坏,减少和尽可能防止次生灾害的发生,从而达到减少人员伤亡及财产损失的目的。机电抗震支架是限制附属机电工程设施产生位移,控制设施振动,并将荷载传递至承载结构上的各类组件或装置。简单的说,就是在机电管道设备上安装的抗震措施。安装抗震支架可以避免和减少地震对建筑物内机电设备的损坏。降低地震的危害,保护人民生命和财产安全。

参考文献:

[1]尚庆学,李泽,刘瑞康,王涛.管线系统抗震支架力学试验研究[J].工程力学,2018,35(S1):120-125+133.

[2]乐新宝.机电抗震支架系统在大型民用航站楼工程中的应用[J].安装,2018(05):33-36.

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[4]李伟正,赵世英.核电站就地盘箱柜落地支架抗震分析[J].产业与科技论坛,2017,16(15):75-76.

论文作者:仇爱军

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第21期

论文发表时间:2018/11/27

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