建筑機(jī)電抗震設(shè)防關(guān)鍵技術(shù)探討

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1抗震支吊架的規(guī)范體系

建筑機(jī)電抗震設(shè)防主要依賴于抗震支吊架，它基于地震荷載力學(xué)，將機(jī)械和電氣設(shè)施牢固地連接到建筑結(jié)構(gòu)上，限制管道和設(shè)備的位移，控制設(shè)施振動，主要目的就是盡量減小或規(guī)避地震造成的人員生命和財(cái)產(chǎn)的損失。近年來，幾次重大地震造成了嚴(yán)重?fù)p失，建筑機(jī)電抗震設(shè)防得到了行業(yè)主管部門的重視，并誕生了抗震支吊架設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工驗(yàn)收的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，但是目前只有一本設(shè)計(jì)方面的國家標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品和施工都是行業(yè)及協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)，缺少安裝施工的國家標(biāo)準(zhǔn)，因此可以說抗震支吊架屬于新生的事物還未形成了一個完整的體系，有待進(jìn)一步探索和完善。設(shè)計(jì)規(guī)范：《建筑機(jī)電工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50981—2014）。產(chǎn)品規(guī)范：《建筑機(jī)電設(shè)備抗震支吊架通用技術(shù)條件》（CJ/T476—2015）（行業(yè)推薦標(biāo)準(zhǔn)）。施工規(guī)范：《抗震支吊架安裝及驗(yàn)收規(guī)程》（CECS420：2015）（協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)）。

2抗震支吊架的重要性

中國大部分地區(qū)處于地殼活躍的板塊上，大型地震頻發(fā)，給人民群眾造成了無可估量的損失，減輕、規(guī)避地震的危害是一個一直在研究的課題。機(jī)電抗震支架用于建筑水風(fēng)電和機(jī)械設(shè)施的地震水平和縱向波浪特性和抗震要求，例如消防、給水、排水、通風(fēng)管道和電纜，增強(qiáng)建筑物的機(jī)電設(shè)施與建筑結(jié)構(gòu)之間的連接，并通過限制機(jī)電工程設(shè)施的位移來控制設(shè)施的振動，為了抗震設(shè)防的目的，負(fù)載被傳遞到承重結(jié)構(gòu)上的各種部件或裝置上。機(jī)電設(shè)施如給排水、通風(fēng)、消防、電力等抗震加固后，在發(fā)生常規(guī)等級的地震時，可以規(guī)避和減小地震的破壞效果，并預(yù)防二次災(zāi)害，從而保護(hù)人員生命和財(cái)產(chǎn)安全。根據(jù)國內(nèi)外已經(jīng)安裝抗震支吊架的項(xiàng)目的試驗(yàn)結(jié)果，抗震支吊架在減少次生災(zāi)害，保護(hù)人員生命和財(cái)產(chǎn)安全方面效果明顯。

3抗震支吊架與傳統(tǒng)固定支架的區(qū)別

常規(guī)的管道支吊和吊架形式多樣，主要以重力為主要荷載，主要承受的是垂直荷載力，而側(cè)向承受力較弱。所以當(dāng)橫向擺動相對較大的時，很可能損壞與承載支架相鄰的設(shè)備。承重支架在使用中缺乏抵御水平地震作用力，在地震發(fā)生時容易損壞。機(jī)電抗震支架和吊架主要承擔(dān)管線水平方向的負(fù)荷，并改變管線系統(tǒng)動力特性，由柔變剛，可以有效減少地震發(fā)生時的影響，并使縱向和橫向作用力平衡，以這種方式，有效地避免了由不平衡力引起的損壞。由此可以看出，普通支吊架和抗震支吊架發(fā)揮的作用并不對等，在實(shí)際運(yùn)用中同時存在，不存在相互替代的情況。

4抗震支吊架系統(tǒng)的應(yīng)用范圍

《建筑機(jī)電工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50981—2014）第1.0.4條規(guī)定抗震設(shè)計(jì)烈度為6度及6度以上地區(qū)的建筑機(jī)電工程必須進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。6度抗震設(shè)計(jì)烈度地區(qū)包括武漢、長沙、三亞、畢節(jié)、貴陽等；7度抗震設(shè)計(jì)烈度地區(qū)包括上海、廣州、成都、鄭州、濮陽、臺前、漢中等；8度抗震設(shè)計(jì)烈度地區(qū)包括北京、西安、蘭州、海口、拉薩、安陽等。由以上規(guī)定可知，大部分一線和二線城市都需要增加抗震支吊架的安裝。以中交第四公路工程局有限公司某項(xiàng)目為例，設(shè)計(jì)圖紙都明確了要安裝機(jī)電抗震支吊架。在檢查的過程中，項(xiàng)目部也發(fā)現(xiàn)了部分安裝機(jī)電抗震支吊架的實(shí)例，比如漢中高鐵站地下停車場，一個三線城市都已經(jīng)普及抗震支吊架的安裝，說明國家對建筑抗震支吊架的要求越來越高，越來越重視，這就要求項(xiàng)目部要與時俱進(jìn)，了解學(xué)習(xí)這方面的知識。

5抗震支吊架的造價(jià)

《建筑機(jī)電工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50981—2014）是2015年開始實(shí)行的規(guī)范，但是各省份組價(jià)實(shí)行的是2012年的定額，里面沒有抗震支吊架的子目，招投標(biāo)的工程量清單中往往會遺漏這部分工作內(nèi)容，加之施工單位技術(shù)人員對抗震支吊架的了解不多，因此往往造成漏項(xiàng)，給公司造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。以中交第四公路工程局有限公司承建的某劇院為例，根據(jù)專業(yè)公司深化出來的機(jī)電抗震支吊架圖紙，抗震支吊架數(shù)量如下：水管321個、風(fēng)管176個、橋架269個、多管共用支架80個，工程造價(jià)計(jì)算如下：水管：321個×（831+200）元/個=330951元風(fēng)管：176個×（1047+200）元/個=219472元橋架：269個×（1206+200）元/個=378214元共用：80個×（1385+400）元/個=142800元水管+風(fēng)管+橋架+共用=330951+219472+378214+142800=1071437元劇院機(jī)電總造價(jià)約2100萬元，機(jī)電抗震支吊架約占機(jī)電總造價(jià)的4.85%。投標(biāo)報(bào)價(jià)漏項(xiàng)將給公司帶來較嚴(yán)重的損失。6抗震支吊架的設(shè)置原則按照規(guī)范規(guī)定必須在下列系統(tǒng)中安裝抗震支吊架。（1）大于DN50的生活和生產(chǎn)供水、消防供水、供暖及空調(diào)循環(huán)水等管道系統(tǒng)。（2）懸吊管道中重力大于1.8kN的設(shè)備。（3）內(nèi)徑大于60mm的電氣配管。（4）重力大于149N/m的電纜橋架和母線槽。（5）通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)中截面積0.38m2以上和圓形直徑0.7m以上的管道。（6）所有防煙排煙風(fēng)道、事故通風(fēng)風(fēng)道及相關(guān)風(fēng)機(jī)設(shè)備。從規(guī)范中可以看出，不是所有管道都必須安裝抗震支吊架。截面積和重量越大的管道及設(shè)備發(fā)生地震時墜落造成人員及財(cái)產(chǎn)損失越大，這部分管道及設(shè)備必須安裝抗震支吊架。

7抗震支吊架的設(shè)置方法

（1）根據(jù)抗震支吊架限制管道位移的方向，分為側(cè)向支撐和縱向支撐。側(cè)向支撐主要用來抵御側(cè)向水平地震力的作用，縱向支撐則是用來抵御縱向的作用力。設(shè)置距離不應(yīng)超過規(guī)范的規(guī)定。（2）抗震支吊架設(shè)置的其他要求：①不應(yīng)設(shè)置在可能發(fā)生使用功能障礙的部位；②水平管道兩端應(yīng)設(shè)置水平和縱向抗震支架和吊架，以便安裝柔性補(bǔ)償器和伸縮縫補(bǔ)償裝置；③當(dāng)水平管道通過垂直管道與地面設(shè)備連接時，管道與設(shè)備之間應(yīng)采用柔性金屬連接；④抗震支吊架與砼結(jié)構(gòu)應(yīng)采用地腳螺栓連接，與鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)采用焊接或螺栓連接，用于將設(shè)備連接到地面的膨脹螺栓或螺栓應(yīng)固定在墊層下的結(jié)構(gòu)樓板上。

8抗震支吊架的選型

抗震支吊架的選型要經(jīng)過嚴(yán)格的機(jī)械計(jì)算，根據(jù)相關(guān)特殊標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行綜合分析確定。一般要經(jīng)過下列步驟進(jìn)行選型：確定抗震支架的位置和取向→確定設(shè)計(jì)荷載要求→基于抗震支架與結(jié)構(gòu)的連接布置、架桿與垂直方向的夾角以及計(jì)算出的設(shè)計(jì)荷載，選擇抗震支吊架的規(guī)格型號及關(guān)鍵參數(shù)。由于抗震支吊架選型方面的資料比較缺乏，設(shè)計(jì)單位在施工圖紙上一般只標(biāo)示出抗震支吊架的設(shè)置距離，對于材質(zhì)、結(jié)構(gòu)形式等信息要求施工單位進(jìn)行深化。對于施工單位來說，選型有一定的難度，因此建議由專業(yè)公司依據(jù)自身產(chǎn)品的力學(xué)性能提供科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牧W(xué)計(jì)算及驗(yàn)算選型等，最后由業(yè)主和設(shè)計(jì)單位進(jìn)行確認(rèn)。

9抗震支吊架制作要求

（1）組成抗震支吊架的所有構(gòu)件應(yīng)采用成品構(gòu)件，連接緊固件的構(gòu)造應(yīng)便于安裝和拆卸，混凝土、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)等需采取可靠的固定形式。（2）抗震支吊架應(yīng)符合下列要求：①切口端面不垂直度小于等于工件厚度的10%，且≤2mm；②支吊架的螺栓孔應(yīng)用鉆床或者手電鉆加工，不得使用氣焊火焰割孔，孔的加工偏差不得超過其自由公差；③滑動或滾動抗震支架的滑道加工后，應(yīng)該采取保護(hù)措施，防止劃傷或者碰損；④管道支吊架的角焊縫應(yīng)該焊肉飽滿，過度圓滑，焊腳高度不低于薄件厚度的1.5倍，焊接變形必須進(jìn)行矯正；⑤制作合格的抗震支吊架，應(yīng)做好標(biāo)識和成品保護(hù)。10抗震支吊架安裝要求（1）抗震支吊架的施工步驟：測量→下料→吊點(diǎn)脹栓（或擰爆）安裝→垂直向吊桿安裝→橫擔(dān)（或管卡）安裝→側(cè)向、縱向加固件安裝。（2）對大面積使用的一些支吊架宜先做樣板，以點(diǎn)帶面。（3）安裝要求：加工應(yīng)規(guī)整，位置應(yīng)正確，埋設(shè)平整牢固；支架與管道連接緊密、牢固；當(dāng)各種管材為綜合支架時，綜合支架間距取大管設(shè)置間距，小管再補(bǔ)充單獨(dú)的支吊架；吊桿的絲扣伸出螺母的長度應(yīng)是螺母直徑的1/2為宜。11抗震支吊架安裝關(guān)鍵點(diǎn)部分項(xiàng)目機(jī)電安裝進(jìn)場后，抗震支吊架的圖紙深化或者產(chǎn)品還沒有生產(chǎn)出來，這種情況對整個項(xiàng)目進(jìn)展影響不大。這是因?yàn)槠胀ㄖУ跫芎涂拐鹬У跫苁莾蓚€完全不同的系統(tǒng)，普通支吊架要隨著管道和設(shè)備安裝同步進(jìn)行，抗震支吊架的安裝可以放在最后，等管道安裝完畢后再按照規(guī)范規(guī)定的距離和選定的型號進(jìn)行安裝即可。

文章通過對機(jī)電抗震支吊架關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行闡述，將零散的知識點(diǎn)系統(tǒng)化，提煉出機(jī)電抗震支吊架的選型安裝關(guān)鍵技術(shù)質(zhì)量控制點(diǎn)，以供同行參考，幫助大家規(guī)避技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、少走彎路，最終實(shí)現(xiàn)工程順利交工。

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[5]CECS420:2015,抗震支吊架安裝及驗(yàn)收規(guī)程[S].

作者:宋穎召 單位:中交第四公路工程局有限公司