機電設(shè)備抗震設(shè)計研討會

1、2009年第一次給排水學術(shù)會議 機電設(shè)備抗震設(shè)計研討會深圳置華工程公司技術(shù)總監(jiān)：劉漢棟（主講） 機電設(shè)備抗震設(shè)計的必要性機電設(shè)備抗震設(shè)計的設(shè)計方法5.12汶川大地震震痛每個人的心靈！財產(chǎn)損失: 機電設(shè)備抗震設(shè)計的必要性如果5.12地震發(fā)生在大中城市機電設(shè)備抗震設(shè)計的必要性美國模擬7.8級強烈地震這次的地震模擬試驗小組由300名科學家、政府官員、急救先遣隊和工業(yè)界人員組成。人員總傷亡5萬:其中死于建筑物倒塌僅700人;死于火災(zāi)1100人;財產(chǎn)損失2000億美元:由火災(zāi)造成的約400-1000億機電設(shè)備抗震設(shè)計的必要性機電設(shè)備抗震設(shè)計的必要性建筑物倒塌火災(zāi)水災(zāi)等缺乏及時的救助在大中城市地震次生災(zāi)害

2、遠超過直接災(zāi)害!機電設(shè)備抗震設(shè)計的必要性機電設(shè)備抗震設(shè)計的必要性以消防系統(tǒng)的震害經(jīng)驗為例：1971年2月9日,美國洛杉磯北部圣佛南多地震（6.6級）消防系統(tǒng)管路遭到嚴重破壞,完全喪失自救滅火能力; 1989年11月7日 加州舊金山灣區(qū)地震（7.1級）由于采用NFPA13的抗震加固方法,僅有極少數(shù)接頭受損;1994年1月17日 加州地震（6.6級 ）由于吸取之前的震害經(jīng)驗而重新修訂了NFPA13的加固方法,在本次地震中取得了更好的抗震效果.機電設(shè)備抗震設(shè)計的必要性9.21地震后，臺灣成功大學建筑研究所黃喬俊以地震試驗臺振動臺模擬南投縣浦里鎮(zhèn)一停車場噴淋管路得出：加裝抗震支撐系統(tǒng)管路的各點位移較未

3、安裝抗震支撐的降低5-10倍，有效提高了管路系統(tǒng)的抗震性能。機電設(shè)備抗震設(shè)計的必要性建筑抗震設(shè)計規(guī)范GB50011-20013.7.1 非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，包括建筑非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和建筑附屬機電設(shè)備，自身及其與結(jié)構(gòu)主體的連接，應(yīng)進行抗震設(shè)計。機電設(shè)備抗震設(shè)計的必要性13.1.1 建筑附屬機電設(shè)備指為現(xiàn)代建筑使用功能服務(wù)的附屬機械、電氣構(gòu)件、部件和系統(tǒng)，主要包括電梯、照明和應(yīng)急電源、通信設(shè)備，管道系統(tǒng)，采暖和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，煙火監(jiān)測和消防系統(tǒng)，公用天線等。機電設(shè)備抗震設(shè)計的必要性專家意見：以鄭大華（全國給排水學會常務(wù)理事）為組長，王彥深（建筑抗震設(shè)計規(guī)范起草人）為副組長及市質(zhì)檢站劉鋒鋼等七位專家委員討論一致通過

4、以下意見：1、抗震設(shè)計規(guī)范已對機電設(shè)備抗震設(shè)計做出明確要求。并且為強制性條文，必須嚴格執(zhí)行；2、DN65以上所有管路必須進行抗震設(shè)計及DN65以下消防管路宜進行抗震設(shè)計；3、室內(nèi)管道支架與吊架圖集03S402不能替代抗震支撐系統(tǒng)；機電設(shè)備抗震設(shè)計的方法機電設(shè)備抗震支撐系統(tǒng)是指牢固連接于已做抗震設(shè)計的建筑結(jié)構(gòu)體的，以地震力為主要荷載的支撐系統(tǒng)。機電設(shè)備抗震設(shè)計的方法冷熱水、消防、空調(diào)等管道系統(tǒng)抗震設(shè)計范圍：所有工業(yè)氣體，真空管，壓縮空氣管路系統(tǒng)其他有害氣體系統(tǒng)，所有消防系統(tǒng)管道大于DN32mm的鍋爐房，空調(diào)機房，水泵房管路大于DN65mm的所有管路所有門型吊架（需考慮懸掛管線的滿負荷重量）空調(diào)、

5、通風、防排煙管路系統(tǒng)抗震設(shè)計范圍：所有防排煙系統(tǒng)管道所有直徑大于0.7m的風管所有截面積大于0.38的矩形風管機電設(shè)備抗震設(shè)計的方法以下情況可以不需抗震設(shè)計：單管吊架、門型吊架、圓形風管、矩形風管、獨立吊架承重螺桿長度小于 0.3米不做抗震的系統(tǒng)應(yīng)符合以下要求：1.管線的縱向及側(cè)向位移不能破壞其它系統(tǒng)的使用功能或使它們的吊架失去 作用。2.管路系統(tǒng)的管材和接頭和必須是剛性材料制成（如焊接鋼管、釬焊銅管等）3.門型吊架滿負荷重量不得超過15Kg/米。4.吊桿的頂部必須是固定支座連接。電力系統(tǒng)管道及電纜橋架系統(tǒng)抗震設(shè)計范圍：管徑大于DN65mm的電線套管15Kg/m或以上的電線套管，電纜橋架機電設(shè)

6、備抗震設(shè)計的方法對于標準直管的定義：夾在兩個偏移量很大的90度轉(zhuǎn)彎間的管段。在標準直管上可以有一個或多個小的偏移，但偏移的總和不能超過側(cè)向吊架最大間距的1/16。 例如（圖例1）與（圖例2）：管長不超過12米，最大允許側(cè)向間距12米，則允許最大偏移量為1216=0.75米，對于非鋼性材質(zhì)的，包括絲扣連接鋼管、絲扣連接銅管，舊建筑改造系統(tǒng)，最大允許偏移量則為以上數(shù)值的一半。機電設(shè)備抗震設(shè)計的方法每段標準直管需在兩端加側(cè)向支撐。 如果兩個側(cè)向支撐距離超過12米，則需于中間增設(shè)側(cè)向支撐。（如圖4）例標準管長為24米，首先于兩端加設(shè)側(cè)向支撐，再依次按12米設(shè)置側(cè)向支撐。 機電設(shè)備抗震設(shè)計的方法每條標準

7、管線必須設(shè)置至少有一個縱向支撐（如圖例5）。如果間距大于容許間距，則需加設(shè)縱向支撐直到滿足最大間距要求。如果管長為36米，按最大24米的間距依次設(shè)置縱向支撐，直至所有支撐間距均滿足要求。 機電設(shè)備抗震設(shè)計的方法為了提高抗震支撐的使用效率，應(yīng)于90度彎頭處0.6米以內(nèi)設(shè)置抗震支撐盡可能達到“雙作用”的效果?！半p作用”支撐必須滿足：1、承載力大于側(cè)向與縱向荷載的總和2、“雙作用”支撐應(yīng)由直接與管線或線纜套管連接（雙作用不適用于門型吊架）。3、“雙作用”支撐間距要求： 如（圖例6）：如果管線為36米，雙用支撐（側(cè)向支撐，可視為直管線的一個縱向支撐）與下一個縱向支撐的間距，是縱向支撐間距的一半加側(cè)向支

8、撐間距的一半加0.6，即12+6+0.6=18.6米。機電設(shè)備抗震設(shè)計的方法在某些案例中，直管段較短，未達到直管段的最大允許間距，但此管段仍需設(shè)置側(cè)向和縱向抗震支撐，如（圖例7）。通常在拐彎處的設(shè)置側(cè)向支撐對另一方向管段具有縱向支撐的作用。但間距必須滿足雙作用要求。 例如：以下管段分三個標準管段考慮，因為第二垂直段管大于0.75米，故作一獨立分段。機電設(shè)備抗震設(shè)計的方法水平管線通過一垂直管線與地面設(shè)備連接，（如圖例8），管線與設(shè)備之間采用避震軟連接，距離垂直管段0.75米內(nèi)，設(shè)置管線系統(tǒng)的側(cè)向支撐。 機電設(shè)備抗震設(shè)計的方法注意：考慮到地震力的荷載，抗震支撐的懸吊螺桿和結(jié)構(gòu)錨固件均需加大尺寸，螺

9、桿和錨固件的最大承載力需大于計算出的地震力。例：DN150水平滿水鋼管承重吊架間距為4.5米，縱向抗震加固間距為24米G重力=50*4.5*9.8=2205N縱向地震力荷載以0.5G計算：50*24*9.8*0.5=5880N 總荷載=8085N 抗震構(gòu)件允許荷載：M20混凝土錨栓的承載力為9090N20mm螺桿承載力為14000NFIG.1吊碼承載力為8600NFIG.980通用抗震構(gòu)件最大設(shè)計荷載12300N 45度時的最大水平地震力荷載 ：8700N 而本抗震設(shè)計總荷載是8085N，而最弱部件承載力為8600N，故不需要加大任何部件型號。機電設(shè)備抗震設(shè)計的方法管道抗震加固側(cè)向間距要求新建

10、工程溝槽連接管道,焊接鋼管，釬焊銅管，其側(cè)向吊架間距最大不得超過12m；舊樓改造溝槽連接管道，絲扣鋼管、絲扣銅管的側(cè)向抗震吊架間距最大不得超過6米非鋼性材質(zhì)的管線（例如塑料管，柔性接口鑄鐵管或其它管線）抗震吊架間距則為上述參數(shù)的一半）管道抗震加固縱向間距要求新建工程的溝槽連接管道,焊接鋼管，釬焊銅管，其縱向吊架間距最大不得超過24m；舊樓改造的溝槽連接管道，絲扣鋼管、絲扣銅管的縱向抗震吊架間最大距不得超過12米非鋼性材質(zhì)的管線（例如塑料管，柔性接口鑄鐵管或其它管線）抗震吊架間距則為上述參數(shù)的一半） 機電設(shè)備抗震設(shè)計的方法特殊管道抗震間距要求燃氣，燃油，醫(yī)用氣體，真空管，壓縮空氣管的側(cè)向抗震吊架

11、最大間距為6m，縱向抗震吊架最大間距是12m對于柔性接口的鑄鐵管，每一個接口處需設(shè)置側(cè)向抗震支撐。 門型吊架抗震設(shè)置間距要求多個管道共用一個門型吊架，該吊架的荷載計算應(yīng)計入所載的所有管重。每個門型吊架至少需要一個側(cè)向支撐或兩個縱向支撐。同一螺桿懸掛多層門型吊架，根據(jù)需要對螺桿分別獨立加固并設(shè)置斜撐。 機電設(shè)備抗震設(shè)計的方法機電設(shè)備抗震設(shè)計的方法風管抗震間距要求普通剛性風管的側(cè)向抗震吊架的最大間距是9米普通剛性風管的縱向抗震吊架的最大間距是18米玻璃纖維，塑料和其它非鋼性材質(zhì)風管的側(cè)向抗震吊架的最大間距是4.5米、縱向最大間距為9米。風管門型吊架抗震加固要求所有圓形，矩形風管采用兩根吊桿懸掛于門

12、型吊架支撐時，風管頂部與底部必須打10#自攻螺釘予以固定，螺釘間距小于0.3米，吊桿則根據(jù)需要予以加固。側(cè)向和縱向斜撐安裝于上層橫梁的吊桿連接部位。如有入墻的托架并緊固風管的四周，則可將之視為一個側(cè)向抗震支撐。多個風管可以共用一個門型吊架，該吊架的荷載計算應(yīng)計入所載的所有管重。當風管上的設(shè)備超過22.5kg，且與風管采用剛性連接時，或設(shè)備在922Kg，且與風管采用柔性連接時，設(shè)備與風管做獨立抗震加固。當風管做90度水平轉(zhuǎn)彎時，在轉(zhuǎn)彎處不大于2倍管徑做抗震加固。 機電設(shè)備抗震設(shè)計的方法機電設(shè)備抗震設(shè)計的方法電線管抗震間距要求剛性電線管側(cè)向抗震最大間距不得超過12米剛性電線管縱向抗震最大間距不得超過24米非鋼性材質(zhì)電力線管的側(cè)、縱向最大間距分別為6米和12米?？拐鸺庸膛c管的連接點，需安置在吊桿與管連接點的0.1米范圍內(nèi)機電設(shè)備抗震設(shè)計的方法承重吊架吊桿加固方案：管頂?shù)浇Y(jié)構(gòu)采用螺桿懸吊，螺桿尺寸超過下列數(shù)據(jù)的螺桿本身需要再加固。各種型號螺桿的安全尺寸如下：10：500mm12：600mm16：750mm20：900mm 22：1000mm25：1270mm30：1500