机电安装中的抗震设计及应用实践.docx

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1、雌媛中的抗震设计及应用实践1 .机电安装抗震设计的重要性及设计原则地震是地壳运动的结果，地球上每天要发生很多次的地震，但因为绝大多数太小或太远以至于人们很难察觉。可一旦发生大的地震，将发生房倒屋塌、交通和市政设施瘫痪、人员伤亡等严重灾害。唐山大地震、汶川大地震、玉树大地震等近些年发生的大地震对我们的影响和现场的惨烈现象至今仍触目惊心。机电系统作为依附于房屋建筑内部为保证房屋使用功能的必要系统，必须随房屋建筑一起进行抗震设计，这不仅能够减少发生地震时管道、设备脱落造成的房屋结构破坏和人民生命安全的影响，也为震后救援和地震引起的次生灾害的预防提供了极大的便利性2。建筑机电工程抗震设计规范要求，抗震

2、设防烈度为6到9度的建筑机电工程设施抗震设计应达到以下要求：（1）当遭受低于本地区抗震设防烈度的地震影响时，机电工程设施一般不受损坏或不需修理可继续运行；（2）当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，机电工程设施可能损坏进行一般维修或不需维修仍可继续运行；（3）当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时，机电工程设施不至于严重损坏，危及生命1。机电各系统众多，如针对每个系统进行抗震设计，不仅需要花费大量的时间和精力，还大大增加了施工的复杂性，工程投资也随之增加。因此规范要求只需对在设防烈度地震下需要不间断工作的机电工程和设施（如应急配电系统、火灾自动报警及控制系统、建筑电梯、防排烟系统、

3、消防水系统）等进行抗震设计。2 .机电设备基础的抗震设计及应用机电各系统设备均需通过设备基础与主体结构相连接，如果后浇筑的基础与主体结构梁板连接不牢，或者设备固定螺栓强度不足，都将造成设备偏移、设备接口开裂错位、设备基础上倾倒、脱落。2.1 机电设备基础的抗震设计要点如下：（1）重要的机房设备如消防水泵房、生活水泵房、配变电所、消防控制室、冷冻站、柴发机房、数据及通信机房等宜设置在结构地震反应较小的部位（如地下室、首层及较低楼层、靠建筑中心位置等）。（2）混凝土设备基础应与主体结构牢靠固定。（3）设备应与设备基础采用螺栓固定，当无设备基础时，需与结构楼板固定，不得固定在建筑构造层、垫层中。（4

4、）对于无法采用固定螺栓的，应采用L型抗震防滑角铁进行限位。（5）固定设备的螺栓规格和数量，应结合设备尺寸、重量和水平地震作用标准值等，根据计算公式核算其所承受的拉力和剪力确定，其计算简图如图1所示，其中FH为水平地震作用力。图1地脚螺栓计算简图(6)有震动的设备应设置防震基础，并用限位器与主体结构固定，如图2所示为水泵限位器布置图。图2水泵基础限位（7）采用吊装的机电设备，应设置抗震弹簧支吊架。2.2 设备基础施工时的注意事项：（1）施工前应熟悉图纸，针对不同的设备基础分别采取对应的施工措施，必须时进行基础深化设计。（2）重要的混凝土设备基础应与主体结构同时浇筑混凝土，保证其整体性。（3）当无

5、法同时施工时，后施工基础与结构接触面需进行凿毛和刷浆处理，必要时可设置抗剪钢筋。（4）对于无需混凝土设备基础的设备，应在结构楼板隐蔽前预埋连接钢板。（5）当设置钢基础时，钢基础应与主体结构采用螺栓固定或通过预埋钢板焊接。（6）设备与基础的固定的方式、固定螺栓的数量和规格应严格按设备厂家技术要求执行。3 .抗震支架设计及应用因小管道的质量较轻，受地震作用影响得较小，因此建筑机电工程抗震设计规范中只规定针对以下管线采取抗震设计：（1）悬吊管道中重力大于1.8KN的设备。（2） DN65以上的生活给水、消防管道系统。（3）矩形截面面积大于等于0.38m2和圆形直径大于等于0.7m的风管系统。（4）对

6、于内径大于等于60mm的电气配管及重力大于等于150Nm的电缆梯架、电缆槽盒、母线槽。以上管道的抗震设计通常为增加抗震支吊架，用于抵抗管线所承受的任意水平方向的地震作用。抗震支吊架设计前，应确保楼内各机电系统管线综合排布深化图已经过各方确认，这是抗震支吊架设计的基础。抗震支吊架的设计形式和布置应根据其所承受的荷载进行抗震验算，步骤如下：（1）初步确定抗震支吊架的位置和安装形式。如图3所示，为某抗震支架生产厂家的15Omm水管抗震支架形式，按规范取其设计间距为侧向12m,纵向24m,主要构成为M12锚栓、抗震连接件、抗震管夹、杆件型钢。图3某厂家15Omm水管抗震支架形式（2）确定抗震支架所处位

7、置的抗震设防要求、建筑类别等，根据等效侧力法计算公式，计算节点处侧向和纵向的水平地震作用标准值，即：其中：F沿最不利方向施加于机电设施重心处的水平地震作用标准值。EK水平地震力综合系数，当结果小于0.5时，按0.5计。Y构件功能系数，按规范查表。构件类别系数，按规范查表。1状态系数：对支撑点低于质心设备宜取2.0,其余情况取1.0。2位置系数，建筑顶点宜取2.0,底部宜取1.0,沿高度线性分布，通常选择最不利楼层。amax地震影响系数最大值，按多遇地震查表。G非结构构件的重力，包括运行时容器和管道中的介质及储物柜中物品的重力，可按规范计算和查表。如图3所示15Omm的单位管重查表为G=428.

8、75Nmo经查表后得出图3抗震支架的水平地震综合力系数aEK=1.41120.08=0.224值得大家注意的是，当抗震支架斜撑或吊杆长度过长时，往往还需要验算其长细比。以上为大家展示的仅为图3所示类型抗震支架的验算方法，实际工程应用中往往有各种机电系统的管道和抗震支架形式，因此必须按实际情况分别验算校核。除此之外，在抗震支吊架设计和布置时应注意以下要求：（1）水平地震作用应有两个不同方向的抗震支撑承担。（2）抗震支吊架复核时应选取混凝土结构最不利受力位置来核算，如选取较高楼层。（3）抗震支吊架采用的构件应采用成品定型构件，减少现场深加工、拼组。（4）抗震支吊架的设计注意不应阻碍机电管线热胀冷缩

9、产生的变形、位移。（5）水平直管道两端应设置侧向抗震支架，当两个侧向抗震支架间距大于最大设计间距时，应在中间增设。（6）每段水平直管道应至少设置一个纵向抗震支架，当两个纵向抗震支架间距大于最大设计间距时，应在中间增设。（7）所有抗震支架应和主体结构可靠连接。（8）抗震支架的斜撑角度宜为45。且不小于30。结语：机电安装中的抗震设计除设备基础和抗震支吊架之外，还有机房的选择、设备的布置和安装、管材的选择和敷设、穿防震缝或结构要求等，抗震设计时需结合实际工程情况按照规范要求进行详细说明。同时，需严格按设计要求控制机电安装的抗震施工质量，鉴于篇幅限制本文不再论述。文中的错误和疏漏之处在所难免，恳请各位读者谅解，并期待各位专家和设计师的宝贵意见。