工程中机电管线在建筑物内水平敷设的支撑方式有:承重托臂支架和承重支吊架。前者安装在侧墙上,后者吊装在楼板下。但承重托臂支架或承重支吊架只承担管线的自重,不能承受地震力的影响。因此,还需要另外对机电管线进行抗震设计。
利用抗震斜撑作为水平敷设的机电管线抗震措施是现阶段最有效的抗震措施,其原理是通过抗震斜撑给予建筑机电工程设施水平方向的束缚,并利用自身的构造承受来自任意水平方向的地震力作用。如果工程中未设置抗震斜撑,则发生地震时,水平敷设的管线会受到水平地震力的作用,产生不规则的左右摇摆或前后晃动。晃动严重时管线的连接处会在薄弱节点发生断裂脱落,造成经济损失和人员伤亡。
为保证抗震斜撑及连接构件的牢靠,必须与托臂支架或支吊架结合在一起,以装配式抗震托臂支架或装配式抗震支吊架的形式应用于抗震。抗震支架的安装方式与承重支架一样,都是按照一定的间距设置。抗震支吊架一般不作为承重,因此在设计时,抗震支架仅考虑受地震力的作用即可。本文就装配式抗震支吊架在电气专业中的运用为例,探讨总结其在抗震中需考虑的设计条件、安装形式、安装间距、设计要求等。
抗震设防烈度为6度及6度以上地区的建筑机电工程必须进行抗震设计。对于抗震支吊架设计内容,不仅包括抗震支吊架安装形式的选择及安装间距的计算,同时也包括地震作用的计算及抗震支吊架的组成构件(支撑件、连接件、锚固件)的截面承受力的验算。 对位于抗震设防烈度为6度地区且除甲类建筑以外的建筑机电工程,可不进行地震作用计算。即安装在6度甲类及7度~9度的地区的建筑内的机电管线设施,其抗震支吊架按最大设计间距安装即可。 重力≥150N/m的电缆梯架、电缆槽盒、母线槽以及内径≥60mm的电气配管均应进行抗震设计。考虑到即使地震对小于规定范围配管、电缆梯架、电缆槽盒、母线槽造成破坏,也不会引起大范围停电,受到的经济损失相对较小,因此可不进行抗震设计。
图1.电气桥架侧向抗震支吊架
图2.电气桥架侧向纵向抗震支吊架
表1. 抗震支吊架之间最大间距
类 别 |
侧向 |
纵向 |
|
新建工程 |
刚性材质电线导管、电缆桥架(包括梯架、托盘和槽盒) |
12米 |
24米 |
非金属材质电线导管、电缆桥架(包括梯架、托盘和槽盒) |
6米 |
12米 |
|
改建工程 |
刚性材质电线导管、电缆桥架(包括梯架、托盘和槽盒) |
6米 |
12米 |
非金属材质电线导管、电缆桥架(包括梯架、托盘和槽盒) |
3米 |
6米 |
=
其中,
水平管线的纵向及侧向抗震支吊架间距(m);
—抗震支吊架的最大间距(m),按表1取值
水平地震力综合系数。该系数小于1.0时,按1.0取值。
k —抗震斜撑角度调整系数,调整角度系数由斜撑直长度与水平长度比值或斜撑与吊杆的夹角决定,可按表2取值。
表2. 抗震斜撑角度调整系数
-
斜撑与吊杆的夹角
斜撑垂直长度与水平长度比值
调整系数
45°
1.00
1.00
33.7°~45°
≤1.50
1.67
26.6~33.7°
≤2.00
2.33
注1:侧向、纵向抗震支吊架的斜撑安装,垂直角度宜为45°,且不得小于30°;
注2:斜撑角度调整系数k 最小值取1。
(3). 水平地震力综合系数
的计算公式如下:
表3.建筑电气设备构件的类别系数和功能系数
-
构件、部件所属系统 类别系数 功能系数 甲类建筑 乙类建筑 丙类建筑 电缆、桥架、线槽、母线 0.9 1.4 1.0 0.6
表4.不同性能状况下建筑电气设备构件的功能系数选取
-
性能水准 功能描述 变形指标 高要求 外观可能损坏但不影响使用功能和防火能力 可经受相连结构构件出现1.4倍以上设计挠度的变形,其功能系数取≥1.4 中等要求 使用功能基本正常或可很快恢复,耐火时间减少1/4 可经受相连结构构件出现设计挠度的变形,其功能系数取1.0 一般要求 多数构件基本处于原位,但系统可能损坏,需修理才能恢复功能。耐火时间明显降低 只能经受相连结构构件出现0.6倍设计挠度的变形,其功能系数取0.6
表5. 水平地震影晌系数最大值
-
地震影响 6度 7度 8度 9度 设计基本加速度 0.05g 0.1g 0.15g 0.2g 0.3g 0.4g 多遇地震 0.04 0.08 0.12 0.16 0.24 0.32
(4). 计算实例
例如:在一座抗震设防烈度为7度的新建甲类建筑内,一段水平电缆桥架敷设在狭长的地下室走廊里,走廊内同时敷设风管和水管。管综排布后确定电缆桥架的抗震支吊架的斜撑与吊杆的夹角为35°。根据要求,7度的建筑机电工程需进行抗震设计及计算此段电缆桥架的抗震支吊架合适的安装间距。
根据表1可知,电缆桥架的侧向抗震支吊架和纵向抗震支吊架的最大安装间距分别为12米和24米。查得建筑所属地区的地震设计基本加速度为0.15g,桥架位于地下室悬挂敷设。由此得到
图3.抗震支吊架设计间距
4.结语
抗震支吊架遵循设计原则,合理设计安装间距及正确选型,不仅能保证机电管线设施在地震中避免损坏、减少损失,还能控制抗震系统的造价,防止抗震能力不足或浪费材料。因此,在设计人员应充分了解抗震设计前置条件,掌握现场管综安装情况,以确保抗震设计在现场顺利实现。
免责声明:本网站所收集的部分公开资料来源于互联网,转载的目的在于传递更多信息及用于网络分享,并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责,也不构成任何其他建议。本站部分作品是由会员自主发布、编辑整理上传,对此类作品本站仅提供交流平台,不为其版权负责。如果您发现网站上有侵犯您的知识产权的作品,请与我们取得联系,我们会及时修改或删除。