摘要:建筑机电工程抗震支吊架能够有效减少地震灾害对机电管路的破坏,可将震害控制在局部范围内,使机电系统能够尽快恢复功能。
关键词:建筑抗震;支吊架;施工应用
引言
抗震支吊架由锚固体、加固吊杆、斜撑、抗震连接构建共同组成,是基于原支吊架系统的基础上形成的一种新技术。原有一般意义的支吊架系统主要是以重力作为主要的荷载支撑系统,而抗震支吊架则是以地震力作为主要荷载的一种支撑结构体系,这两种支撑系统的设置并不是单纯意义上的重复,而是一个相辅相成的过程。
1抗震支吊架系统的分类和布置要求
1.1抗震支吊架系统的分类
在地震突发时,抗震支吊架系统的应用可以对建筑物内的机电系统和管路进行一定的保护作用,避免地震对这些建筑系统的直接破坏。由于建筑物内的机电系统的种类和结构不同,抗震支吊架也有不同的分类,基本上可以分为管道抗震系统、风管抗震系统和电气抗震系统。
1.2管道抗震系统的布置要求
横向间距要求:管道抗震系统布置时要注意抗震支吊架与管道之间的距离,其侧向距离不得大于12m,HDPE管线等相对较为柔性的管线在横线距离上与支吊架之间的距离不得大于6m。纵向间距要求:管道抗震支吊架的纵向布置上要求相对较宽松,沟槽连接管道和焊接钢管等较硬的管道结构,在纵向结构上距离要求小于24m,HDPF管线等相对较肉香的管线在纵向间距上与支吊架之间的距离要求小于12m。
2机电安装工程抗震支吊架施工技术
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。因此,在施工前应进行详细策划,确定侧向及纵向抗震支吊架的位置及大小规格。
2.1抗震支吊架的组成
抗震支吊架在组成上基本上由四部分组成,分别为锚固体、加固吊杆、斜撑及抗震连接构件。悬吊螺旋与管线节点之间的距离有一定的要求,例如其与管线的节点距离之间的距离不能大于100mm,在进行施工时需要对螺杆进行加固,防止结构的不稳定。如果施工空间足够,也可以在管道的两侧分别构建一个方向相反、形状形同的刚性抗震支撑,由于这两个抗震支撑相互作用使得抗震支吊架结构稳定,可以替代悬吊螺杆。由于刚性管线结构受到地震的影响较大,在抗震支架的构件上应该考虑将其尺寸相对扩大,特别是悬吊螺杆和结构锚固件的设计构建,其承受的地震造成的载荷力应小于自身的承载力。
2.2抗震支吊架的施工依据
抗震支吊架在施工中需要依照一定的安装施工依据进行施工,在不同的建筑结构中所需要依照的施工依据不同,施工后的承受力也不同。抗震支吊架可以对构筑物中的电气系统、排水系统、空调系统进行一定的保护,所以在安装上必须要考虑不同系统中所需求的抗震支架承受的抗震能力,保证在每一抗震支吊架结构中都能较为全面的保护建筑物内系统结构。
在水平方向上,抗震支吊架的结构分布由两个方向的抗震支撑保证,承受侧面的地震强度影响;在竖直方向上,抗震支吊架与水平方向上的抗震结构相结合,起到支撑、稳定的作用承受地震的影响。由于抗震支吊架必须与所保护的结构或管道系统有较为稳定的结构联系,所以在连接上也要有一定的区分。抗震支吊架的柔性连接主要是钢结构等,其刚性连接主要是钢筋混动土等结构性建筑部分,在进行连接之前其硬度和刚度还需要有专业人员进行测试和计算,确定其性能后再进行结构的布置和施工。
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2.3施工技术要点及规范要求
抗震支吊架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,螺杆根据需要做加固处理。如果在同_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。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。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。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。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。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。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。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。管线穿越建筑沉降缝时,应考虑沉降位移设计。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。对水、电、风系统的单管或多管共用门型吊架,无论侧向/纵向斜撑,斜撑偏离中心线2.5°时不会影响其承载力。
3抗震支吊架的应用
抗震支吊架的应用近些年来在我国的建筑施工中得到了一定的发展和应用。我国在建筑相关法律法规中规定抗震设防烈度为Ⅵ度及以上地区的建筑,必须进行抗震设计;非结构构件,包括建筑非结构构建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。根据这类国家法律规定,抗震设施的应用是建筑施工发展中必须的部分。抗震支吊架在国内目前并没有广泛普及,但在国外已经成为一门较为成熟的应用技术,有较长的施工发展历史。
机电抗震支吊架系统的作用是使建筑物结构主体与使用抗震设计的建筑中的各种管路、设备及沟槽相连接,利用地震产生的反作用力提供支撑作用。传统的支吊架系统的支撑作用来源是由重力提供,传统的支吊架系统与利用地震反作用力的支吊架系统是两个相对不同的设计,但可以结合利用,相互辅佐。这种新型的抗震支吊架系统相对于传统的支吊架系统的抗震能力较强,相比没有抗震支吊架系统的建筑物,采用抗震支吊架系统的建筑物受地震影响较小,能够有效减轻地震破坏,防范次生灾害,尽量避免人员伤亡,减轻经济损失,提升建筑物的安全性。
4抗震支吊架设计优化与BIM应用
机电综合管线布置已成为安装专业成败的关键,BIM技术的应用大大提高了管线布置的合理性、前瞻性。因此抗震支吊架在前期的深化设计也可以借助BIM进行优化设计,主要体现在以下方面。弥补原设计的不足,减少因此造成的各种损失。抗震支吊架与普通支吊架的协调布置,同时施工,及满足了抗震设计要求也可以合理节约成本。由于抗震支吊架相比普通支吊架占用空间更大,因此在狭窄和管线密集区域如不提前规划将无法正常安装,返工、杂乱无章、无检修空间的现象不可避免。BIM的应用很好地解决了这一难题。
结束语
总而言之,抗震支吊架的对增强建筑物稳定性、减少地震灾害破坏程度、加快地震灾害灾后重建速度有着较为重要的作用。建筑中抗震支吊架的安装施工相对来说较为繁琐,在实际安装施工过程中需要对施工质量进行监督和强化,注意抗震支吊架在各种管路和结构中的安装条件、安装注意事项,保证抗震能力,使得整个建筑抗震支吊架安装施工有序、高效进行。
参考文献
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[3]孙雪丰.抗震支吊架设计在暖通工程中的应用[J].住宅与房地产.2016(09).
论文作者:高强
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/25
标签:吊架论文; 管线论文; 系统论文; 结构论文; 纵向论文; 建筑论文; 管道论文; 《基层建设》2019年第7期论文;