关键词：抗震支架；设备管道安装；抗震支撑
引言
本项目由一栋五层的政府行政服务中心和一栋二十三层的商务写字楼构成，抗震设防烈度为6度，机电安装包括建筑电气、建筑给排水（含消防）、暖通、弱电智能化等，各种机电管线数量大、规格型号多、使用功能也各有不同。依据GB50981-2014《建筑机电工程抗震设计规范》，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[1]。当建筑物遭遇到地震时，通过抗震支吊架将建筑物内部的机电设备和管道受到的地震作用力传递到主体结构上，以达到小震不坏、中震可修、大震不倒的目的。
1 抗震支吊架与传统承重支架的区别及抗震支吊架基本原理
抗震支吊架主要在受力分析上与传统承重支吊架有所不同。
1.1 传统承重支架的作用及缺点
（1）传统承重支架主要承受荷载为竖向重力。
（2）传统承重支架由于无侧向支撑，在发生地震时侧向摆动过大，容易破坏临近设施，甚至会造成管道或设备掉落，造成严重的次生灾害。
1.2 抗震支吊架加固和抗震的基本原理
抗震支吊架在加装形式上利用了三角形的稳定性原理，把地震时的横向力和纵向力展开综合支撑，转变管线系统动力特性由柔变刚。通过对机电系统管线、设备受地震力计算，并对管线及设备与建筑结构体的连接进行抗震加固并对其进行抗震验算，使管线和设备与建筑建立可靠连接，将管线及设备所受地震力传递到结构体上，使其在受到设防烈度的地震影响后能迅速恢复运转，达到减少和避免次生灾害的目的。[1]
（1）抗震支吊架主要承担水平方向的荷载。
（2）抗震支吊架把纵向力和横向力综合承载，改变管线系统动力特性由柔变刚。使设备、管道更牢固，减少因地震引起的次生灾害。
2 抗震支吊架应用范围
当建筑收到烈度等级6度以上地震破坏时，因传统支吊架系统主要承受重力荷载，导致在水平力作用下会发生无规则的摆动。当传统支架受力达到极限被破坏时，管线和设备会脱落，造成建筑内的应急救援机电系统无法运行，同时管线和设备脱落会伤害到人员生命，造成巨大的生命与财产损失。
抗震支吊架的应用范围如下：
（1）室内给水、热水以及消防管道管径≥DN65mm的管道。
（2）事故通风和防排烟系统的风道及相关设备。
（3）风管直径≥0.70m的圆形风管和风管截面面积≥0.38㎡矩形风管。
（4）内径不小于60mm的电气配管及重力不小于15N/m电缆梯架、电缆槽盒、母线槽。
（5）所有门形吊架。
（6）内径大于等于25mm的燃气管道。
3 抗震支吊架分类和组成
3.1 抗震支吊架分类
抗震支吊架对建筑中机电设备和管线进行综合受力保护，可以抵抗因发生地震时产生的垂直和水平方向的作用力，防止支吊架系统被破坏，发生管线和设备垮塌掉落，造成严重的次生灾害。 根据其所保护的机电安装专业类别不同，抗震支吊架可分为风管抗震系统、管道抗震系统和电气(包括电气线管、桥架、电缆槽盒、母线槽线槽)抗震系统。根据受力方向的不同，可分为纵向抗震支吊架、侧向抗震支吊架、单管（杆）抗震支吊架、门型抗震支吊架。
3.2 抗震支吊架示意图
3.2.1侧向抗震支吊架
.png)
1-斜撑；2- 连接件；3- 锚固件；4- 螺杆紧固件；5- 承重吊杆；6- 管道
3.2.2纵向抗震支吊架
.png)
1- 斜撑；2- 抗震连接构件；3- 锚固件；4- 螺杆紧固件；5- 承重吊杆；6- 管道
3.2.3单管（杆）抗震支吊架
.png)
1- 螺杆紧固件；2- 专用槽钢；3- 管道或设备
3.2.4门型侧向抗震支吊架
.png)
1- 结构体；2- 长螺母；3- 长螺杆；4- 方垫片；5- 槽钢紧固件；6- 膨胀螺栓；7- 抗震连接构件；8- 槽钢；9- 快速抗震连接构件
4 抗震支吊架的应用
抗震支吊架的布置间距及类别的选择根据力学计算后确定，对地震力的计算必须满足《建筑机电工程抗震设计规范》（GB50981-2014）要求。
4.1节点布置原则
（1）在每段水平直管道应两端均应设置侧向抗震支吊架，当两端侧向抗震支吊架间距大于最大设计间距时，应在两端支吊架中间按照不大于最大设计间距增设侧向抗震支吊架。
（2）在每段水平直管道应设置不少于一个纵向抗震支吊架，且间距不大于最大设计间距。
（3）水平管线在转弯处的侧向抗震支吊架，距转弯处的距离应不大于0.6m，此侧向抗震支吊架可作为另一侧管线的纵向抗震支吊架。
（4）当水平管线通过垂直管线与地面设备连接时，管线与设备之间应采用柔性连接，水平管线距垂直管线600mm范围内设置侧向支撑，垂直管线底部距地面大于150mm应设置抗震支架。
（5）刚性连接的水平管道，两个相邻的加固点允许纵向偏移，水管及电线套管不得大于最大侧向支吊架间距的1/16，风管、电缆梯架、电缆托盘和电缆槽盒不得大于其宽度的两倍。
4.2支撑系统布置要求
4.2.1风管抗震支撑系统的布置原则
（1）普通刚性材料风管的侧向抗震支架之间的最大距离为9m，纵向抗震支架之间的最大距离为18m。
（2）玻纤复合风管、塑料风管等非刚性材质的风管侧向抗震吊架最大间距为4.5m，纵向抗震支吊架最大间距为9m。
4.2.2消防管道、给水及热水支撑系统布置原则
（1）刚性连接金属管道侧向抗震支吊架之间距离不超过12m，纵向抗震吊架不超过24m。
（2）柔性连接管道，侧向抗震吊架之间距离不超过6m，纵向之间距离不超过12m。
4.2.3电气抗震支撑系统的布置原则
（1）刚性材质电气线管、线槽及桥架侧向抗震支吊架之间距离不超过12m，纵向不得超过24m。
（2）非刚性材质电气线管、线槽及桥架横向抗震支吊架之间距离不超过6m，纵向不得超过12m。
5 抗震支吊架施工要点
5.1 安装工艺流程
准备工作→材料验收→测量及下料→吊点锚栓安装→垂直向吊杆安装→横担（或管卡）安装→侧向、纵向加固件安装。
5.2 操作要点
5.2.1施工准备
管道施工前应进行BIM排布，充分考虑抗震支吊架安装空间，特别是侧向支撑安装角度和需要距离。对于综合管廊部位的复杂管线尽量选择门型抗震支吊架，保证安装空间。
5.2.2材料验收
进场抗震支吊架构件材质、规格、型号必须满足设计和规范要求，验收合格后方可进行下料施工。材料验收时要特别注意螺杆紧固件和专用槽钢的齿牙深度不小于0.9mm，保证部件之间依靠精确的机械咬合实现安全的抗剪、抗滑移性能。
.png)
5.2.3测量、下料
根据已安装好的管道和抗震支吊架安装位置，对支吊架专用槽钢和斜撑长度进行测量后下料。下料时，必须按照材料上所示的刻度准确下料，要求切面垂直，切口平整。
斜撑安装角度尽量控制在45°，当安装空间受限时，可适当进行调整，控制在30°~60°之间。
5.2.3吊点锚栓安装
刚性管道的抗震支吊架支撑必须安装在建筑相同的功能部位或者结构上，防止地震时产生不同的受力位移。共用门型吊架，斜撑偏离中心线不应超过2.5°。
抗震支吊架必须安装在结构主体上面，才能够起到支撑主要力量的作用，否则无法发挥需要的抗震作用。
5.2.4横担及加固件安装
支吊架系统中的紧固件安装时，必须保证扭件达到紧固要求，不得松动、位移明显。
考虑到热胀冷缩的情况由于温差的变化会引起管道的材料发生那张冷缩的反应且也会因此而丧失抗震支吊架产生一定的位移，所以在安装的时候应该要留出一定的位置。
6 总结
总之，抗震支吊架是加固建筑物中的电气、暖通、给排水、消防、燃气、热力、通讯等机电工程设施。地震时尽可能减少和预防二次灾害，从而达到减少人员伤亡和财产损失的目的。抗震支吊架是为了限制所连接的机电工程设备和管道的位移，控制管道和设备的振动，并将载荷传递到结构上的各个组件或装置。简单的说，就是在机电管线和设备上安装的抗震措施。安装抗震支吊架可以避免和减少地震对建筑物内机电设备的损坏。降低地震的危害，保护人民生命和财产安全。
参考文献
[1]GB50981-2014，建筑机电工程抗震设计规范[S]
[2]CECS 420:2015，抗震支吊架安装及验收规程[S]
[3]CJ/T476，建筑机电设备抗震支吊架通用技术条件[S]
论文作者:陈进怀
论文发表刊物:《建筑实践》2020年01期
论文发表时间:2020/4/27
标签：吊架论文; 管线论文; 管道论文; 风管论文; 纵向论文; 设备论文; 系统论文; 《建筑实践》2020年01期论文;