建筑机电工程中抗震支吊架应用及验算

发表时间:2020/11/19   来源:《基层建设》2020年第20期   作者:董传波
[导读] 摘要:抗震支吊架通过基座或连接件将设备承受的地震作用全部传递到建筑结构上,与建筑结构体牢固连接,以地震作用力为主要荷载。
        山东儒易建筑工程有限公司  山东省济南市  250000
        摘要:抗震支吊架通过基座或连接件将设备承受的地震作用全部传递到建筑结构上,与建筑结构体牢固连接,以地震作用力为主要荷载。通过等效侧力法计算地震荷载,对抗震支吊架建立力学模型,受力分析,核算水平荷载,验证是否满足工程所需,可使建筑机电工程在遭遇到设防烈度的地震影响后能迅速恢复运转,进而能尽快恢复建筑物使用功能。
        关键词:抗震支吊架;抗震设防;应用与验算
        引言
        在出现地震险情时,建筑机电设备能在抗震支吊架的保障下稳定运行,能够对地震危害进行有效控制,保证机电系统的稳定性。
        1建筑抗震设计中的重要作用
        地震作为一种破坏力极强的自然灾害,一旦发生,不仅影响范围大,造成的伤亡也十分严重。在地震作用下,房屋大面积损毁坍塌,威胁到人们的生命财产安全,还会造成交通网断裂,使得人们无法正常生活。我国历史上发生过几次级数较大的地震,例如汶川大地震、青海地震等。几乎每次发生地震,都会有大量的人员伤亡。当地经济发展遭到极大的打击,对我国全面发展极为不利。尤其是近年来大量人口涌入城市,城市人口密度不断增大。城市建筑物密集,一旦发生地震,相连的建筑物都会互相影响,人员逃脱及其困难。就地震灾害来说,产生破坏的因素主要是建筑的损毁坍塌。作为人们生产生活的场所,一旦建筑受到地震影响而出现变形、坍塌问题,那么对处于其中的人员来说,无疑是巨大的威胁。地震灾害破坏力如此之强,引发了社会的恐慌。虽然近年来科学技术发展极快,地震灾害检测手段层出不穷,但即使能够准确预测地震,但要想阻止地震的发生却是不可能的。因此,只能够采取相关措施,来降低地震造成的不良影响。而强化建筑结构抗震性能,无疑是最有效的方法。如果建筑具有可靠的稳固性,在地震发生时,强大的抗震能力能够使得建筑尽量屹立不倒。只要建筑不受到损毁,地震灾害造成的损失和伤亡就能得到有效控制。随着建筑施工技术水平的优化改良,人们期望在发生地震时,建筑结构不仅能够不倾倒,内部的各种装饰和设备也能维持原样,这就对建筑抗震设计人员提出了更高的要求,也是当今建筑行业迫在眉睫的任务。
        2建筑设计原则
        只有科学、真实、全面地考量影响高层建筑抗震效果的因素,设计师才能够针对性地对高层建筑进行抗震设计,才能保证其稳定的抗震效果。
        2.1规整性原则
        在结构设计初步阶段,建筑设计人员需先计算建筑物抗侧力性能,更合理的结构抗侧力体系,会使建筑结构受力更均匀,建筑物的抗震性能更稳定。同时要保证结构构件强度变化均匀。考虑以上因素,就要保证建筑物造型平面立面尽量对称。此外,建筑结构的抗震设计要符合建筑物所在地区的震级要求。
        2.2刚度原则
        地震等次生灾害来临时,建筑物受到外力的作用,要有合理的刚度来保证建筑结构满足抗震要求。如果建筑物刚度不符合规范要求,建筑会受到严重的损坏。但如果刚度高于规范要求,建筑抗震构件因受到不均匀地震作用而造成结构构件断裂,很容易造成建筑物失稳,因而在设计工作中要做到建筑构件刚柔结合,避免建筑物在地震力的作用下因脆性破坏而瞬间坍塌。
        2.3科学性原则
        建筑物抗震效果很大程度取决于结构抗震设计,建筑物抗震设计必须要遵守科学性和合理性,才能使建筑物抗震性能既经济又可靠。建筑物结构宜简单规整,如果过于复杂,则荷载分布不均匀并且集中荷载相对较大,地震会对建筑结构造成更大的破坏。所以,建筑物在进行平面设计时,要尽量刚度、质量分布均匀,从而提高建筑物的抗震效果。在结构设计时,要考量建筑物的鞭梢效应。建筑物超出屋面的高度不宜过高,要满足设计规范要求。如果平面不规则设计不可避免,则要着重计算离建筑物刚心较远处剪力墙的设计参数。


        3抗震支架的应用
        FEMA中分非结构体系为维持功能、即时使用、生命安全和减轻灾害,新建工程均必须以生命安全为最低标准,非结构构件的设计标准为避免可能产生的后续破坏(生命安全)和期望达到的性能水平(维持功能)。
        碰撞是震害的主要根源,唯一有效的保护方法是对新建工程采取抗震设计并对已建工程进行有效的加固。生命线系统主要包括供电系统、供水系统和排水系统。公共设施如医院、消防大队和应急指挥中心等,其均有独立和备用的生命线系统。抗震设计中为避免碰撞对城市生命线系统设置成品抗震支架,让城市生命工程具备足够的抗震能力、灵活的反应能力和快速的恢复能力。
        抗震支吊架已在商业(商业场馆、数据中心等)、公建(城市地下综合管廊、金融机构、医疗卫生等)、交通(地铁、机场等)、能源(污水处理厂、变电站等)等各类建筑中广泛应用,保护人名群众在地震发生时的生命、财产安全。
        4抗震支吊架验算
        4.1荷载核算
        (1)核算依据
        防排烟风管抗震支架为独立的抗震支架系统;防排烟风管的承重支架的支架间距均为小于等于3.0m,承重核算取3.0m为计算依据;防排烟风管的抗震支架的最大侧向支架间距为9.0m,最大纵向支架间距为18.0m。
        (2)地震荷载
        地震从各个方向对管线产生附加荷载,建筑规范(如EC8,IBC,CBC等)基于等效静力分析提供了计算震动荷载E的简化方法。根据EC8,地震附加的垂直震动荷载Ez可以被忽略,而水平面的荷载(Ex,Ey)对管道支架最为重要。
        4.2材料物理特性参数
        钢材力学性能:碳素结构钢Q235;重力密度ρ=78.5kN/m3;弹性模量E=2.06×105N/mm2;线膨胀系数α=1.2×10-5;泊松比ν=0.3;抗拉/压/弯强度f=215N/mm2;抗剪强度fv=120N/mm2;端面承压强度fce=310N/mm;螺栓力学性能(8.8级);允许拉应力ftb=400N/mm2;允许剪应力fvb=320N/mm2;Q235钢材承压强度fcb=215N/mm2。抗震支吊架选用C型槽钢物理特性参数。BIS-41槽钢所承受的最大弯矩其容许值为0.499kN•m,所承受的最大剪力其容许值分别为28.13kN。
        结语
        综上所述,建筑设计在建筑抗震设计中的重要性不可忽视。在建筑工程设计中要对建筑设计加以重视,从而促进建筑事业的发展。本文对建筑抗震设计原则和加强措施进行分析探讨,希望相关的学者能有更深一步的研究,相信我国建筑设计中抗震设计会有很大的提高。
        参考文献:
        [1]建筑机电工程抗震设计规范:GB50981—2014[S].北京:中国建筑工业出版社,2014.
        [2]张先群,张缘舒.浅谈城市轨道交通(机电)工程抗震支吊架的应用[J].建筑结构,2016,46(6):1-2.
        [3]金属、非金属风管支吊架:19K112[S].北京:中国计划出版社,2018.
        [4]建筑机电工程抗震设计规范:GB50981—2014[S].北京:中国建筑工业出版社,2014.
        [5]张先群,张缘舒.浅谈城市轨道交通(机电)工程抗震支吊架的应用[J].建筑结构,2016,46(6):1-2.
        [6]张向伟.浅析建筑设计在建筑抗震设计中的重要作用[J].城市建设理论研究:电子版,2016(14):138.
        [7]雷小云.浅谈建筑设计在建筑抗震设计中的重要作用[J].新材料新装饰,2014(13):377,379.
        [8]王亚勇.概论汉川地震后我国建筑抗震设计标准的修订[J].土木工程学报,2009(5):1-12.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: