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1、2009年第一次給排水學術會議 機電設備抗震設計研討會,技術總監(jiān)：（主講）,,機電設備抗震設計的必要性 機電設備抗震設計的設計方法,5.12汶川大地震震痛每個人的心靈！,財產損失:,機電設備抗震設計的必要性,如果 5.12地震發(fā)生在大中城市,機電設備抗震設計的必要性,美國模擬7.8級強烈地震,這次的地震模擬試驗小組由300名科學家、政府官員、急救先遣隊和工業(yè)界人員組成。 人員總傷亡5萬: 其中死于建筑物倒塌僅700人; 死于火災1100人; 財產損失2000億美元: 由火災造成的約400-1000億,機電設備抗震設計的必要性,機電設備抗震設計的必要性,,建筑物倒塌,火災水災等,缺乏及時的救助
2、,在大中城市地震次生災害遠超過直接災害!,機電設備抗震設計的必要性,機電設備抗震設計的必要性,以消防系統(tǒng)的震害經驗為例： 1971年2月9日,美國洛杉磯北部圣佛南多地震（6.6級）消防系統(tǒng)管路遭到嚴重破壞,完全喪失自救滅火能力; 1989年11月7日 加州舊金山灣區(qū)地震（7.1級）由于采用NFPA13的抗震加固方法,僅有極少數(shù)接頭受損; 1994年1月17日 加州地震（6.6級 ）由于吸取之前的震害經驗而重新修訂了NFPA13的加固方法,在本次地震中取得了更好的抗震效果.,機電設備抗震設計的必要性,9.21地震后，臺灣成功大學建筑研究所黃喬俊以地震試驗臺振動臺模擬南投縣浦里鎮(zhèn)一停車場噴淋管路得
3、出： 加裝抗震支撐系統(tǒng)管路的各點位移較未安裝抗震支撐的降低5-10倍，有效提高了管路系統(tǒng)的抗震性能。,機電設備抗震設計的必要性,建筑抗震設計規(guī)范GB50011-2001,3.7.1 非結構構件，包括建筑非結構構件和建筑附屬機電設備，自身及其與結構主體的連接，應進行抗震設計。,機電設備抗震設計的必要性,13.1.1 建筑附屬機電設備指為現(xiàn)代建筑使用功能服務的附屬機械、電氣構件、部件和系統(tǒng)，主要包括電梯、照明和應急電源、通信設備，管道系統(tǒng)，采暖和空氣調節(jié)系統(tǒng)，煙火監(jiān)測和消防系統(tǒng)，公用天線等。,機電設備抗震設計的必要性,專家意見：,以鄭大華（全國給排水學會常務理事）為組長，王彥深（建筑抗震設計規(guī)范起
4、草人）為副組長及市質檢站劉鋒鋼等七位專家委員討論一致通過以下意見：,1、抗震設計規(guī)范已對機電設備抗震設計做出明確要求。并且為強制性條文，必須嚴格執(zhí)行； 2、DN65以上所有管路必須進行抗震設計及DN65以下消防管路宜進行抗震設計； 3、室內管道支架與吊架圖集03S402不能替代抗震支撐系統(tǒng)；,機電設備抗震設計的方法,機電設備抗震支撐系統(tǒng)是指牢固連接于已做抗震設計的建筑結構體的，以地震力為主要荷載的支撐系統(tǒng)。,機電設備抗震設計的方法,冷熱水、消防、空調等管道系統(tǒng)抗震設計范圍： 所有工業(yè)氣體，真空管，壓縮空氣管路系統(tǒng)其他有害氣體系統(tǒng)，所有消防系統(tǒng)管道 大于DN32mm的鍋爐房，空調機房，水泵房管路
5、 大于DN65mm的所有管路 所有門型吊架（需考慮懸掛管線的滿負荷重量）,空調、通風、防排煙管路系統(tǒng)抗震設計范圍： 所有防排煙系統(tǒng)管道 所有直徑大于0.7m的風管 所有截面積大于0.38的矩形風管,機電設備抗震設計的方法,以下情況可以不需抗震設計： 單管吊架、門型吊架、圓形風管、矩形風管、獨立吊架承重螺桿長度小于 0.3米 不做抗震的系統(tǒng)應符合以下要求： 1.管線的縱向及側向位移不能破壞其它系統(tǒng)的使用功能或使它們的吊架失去 作用。 2.管路系統(tǒng)的管材和接頭和必須是剛性材料制成（如焊接鋼管、釬焊銅管等） 3.門型吊架滿負荷重量不得超過15Kg/米。 4.吊桿的頂部必須是固定支座連接。,電力系統(tǒng)管
6、道及電纜橋架系統(tǒng)抗震設計范圍： 管徑大于DN65mm的電線套管 15Kg/m或以上的電線套管，電纜橋架,機電設備抗震設計的方法,對于標準直管的定義： 夾在兩個偏移量很大的90度轉彎間的管段。在標準直管上可以有一個或多個小的偏移，但偏移的總和不能超過側向吊架最大間距的1/16。,例如（圖例1）與（圖例2）：管長不超過12米，最大允許側向間距12米，則允許最大偏移量為1216=0.75米，對于非鋼性材質的，包括絲扣連接鋼管、絲扣連接銅管，舊建筑改造系統(tǒng)，最大允許偏移量則為以上數(shù)值的一半。,機電設備抗震設計的方法,每段標準直管需在兩端加側向支撐。,如果兩個側向支撐距離超過12米，則需于中間增設側向支
7、撐。（如圖4）例標準管長為24米，首先于兩端加設側向支撐，再依次按12米設置側向支撐。,機電設備抗震設計的方法,每條標準管線必須設置至少有一個縱向支撐（如圖例5）。如果間距大于容許間距，則需加設縱向支撐直到滿足最大間距要求。如果管長為36米，按最大24米的間距依次設置縱向支撐，直至所有支撐間距均滿足要求。,機電設備抗震設計的方法,為了提高抗震支撐的使用效率，應于90度彎頭處0.6米以內設置抗震支撐盡可能達到“雙作用”的效果。“雙作用”支撐必須滿足： 1、承載力大于側向與縱向荷載的總和 2、“雙作用”支撐應由直接與管線或線纜套管連接（雙作用不適用于門型吊架）。 3、“雙作用”支撐間距要求：,如（
8、圖例6）：如果管線為36米，雙用支撐（側向支撐，可視為直管線的一個縱向支撐）與下一個縱向支撐的間距，是縱向支撐間距的一半加側向支撐間距的一半加0.6，即12+6+0.6=18.6米。,機電設備抗震設計的方法,在某些案例中，直管段較短，未達到直管段的最大允許間距，但此管段仍需設置側向和縱向抗震支撐，如（圖例7）。通常在拐彎處的設置側向支撐對另一方向管段具有縱向支撐的作用。但間距必須滿足雙作用要求。,例如：以下管段分三個標準管段考慮，因為第二垂直段管大于0.75米，故作一獨立分段。,機電設備抗震設計的方法,水平管線通過一垂直管線與地面設備連接，（如圖例8），管線與設備之間采用避震軟連接，距離垂直管
9、段0.75米內，設置管線系統(tǒng)的側向支撐。,機電設備抗震設計的方法,注意：考慮到地震力的荷載，抗震支撐的懸吊螺桿和結構錨固件均需加大尺寸，螺桿和錨固件的最大承載力需大于計算出的地震力。 例：DN150水平滿水鋼管承重吊架間距為4.5米，縱向抗震加固間距為24米 G重力=50*4.5*9.8=2205N 縱向地震力荷載以0.5G計算：50*24*9.8*0.5=5880N 總荷載=8085N 抗震構件允許荷載： M20混凝土錨栓的承載力為9090N 20mm螺桿承載力為14000N FIG.1吊碼承載力為8600N FIG.980通用抗震構件最大設計荷載12300N 45度時的最大水平地震
10、力荷載 ：8700N 而本抗震設計總荷載是8085N，而最弱部件承載力為8600N，故不需要加大任何部件型號。,機電設備抗震設計的方法,管道抗震加固側向間距要求 新建工程溝槽連接管道,焊接鋼管，釬焊銅管，其側向吊架間距最大不得超過12m； 舊樓改造溝槽連接管道，絲扣鋼管、絲扣銅管的側向抗震吊架間距最大不得超過6米 非鋼性材質的管線（例如塑料管，柔性接口鑄鐵管或其它管線）抗震吊架間距則為上述參數(shù)的一半）,管道抗震加固縱向間距要求 新建工程的溝槽連接管道,焊接鋼管，釬焊銅管，其縱向吊架間距最大不得超過24m； 舊樓改造的溝槽連接管道，絲扣鋼管、絲扣銅管的縱向抗震吊架間最大距不得超過12米 非鋼性材
11、質的管線（例如塑料管，柔性接口鑄鐵管或其它管線）抗震吊架間距則為上述參數(shù)的一半）,機電設備抗震設計的方法,特殊管道抗震間距要求 燃氣，燃油，醫(yī)用氣體，真空管，壓縮空氣管的側向抗震吊架最大間距為6m，縱向抗震吊架最大間距是12m 對于柔性接口的鑄鐵管，每一個接口處需設置側向抗震支撐。,門型吊架抗震設置間距要求 多個管道共用一個門型吊架，該吊架的荷載計算應計入所載的所有管重。 每個門型吊架至少需要一個側向支撐或兩個縱向支撐。 同一螺桿懸掛多層門型吊架，根據(jù)需要對螺桿分別獨立加固并設置斜撐。,機電設備抗震設計的方法,機電設備抗震設計的方法,風管抗震間距要求 普通剛性風管的側向抗震吊架的最大間距是9米
12、 普通剛性風管的縱向抗震吊架的最大間距是18米 玻璃纖維，塑料和其它非鋼性材質風管的側向抗震吊架的最大間距是4.5米、縱向最大間距為9米。,風管門型吊架抗震加固要求 所有圓形，矩形風管采用兩根吊桿懸掛于門型吊架支撐時，風管頂部與底部必須打10#自攻螺釘予以固定，螺釘間距小于0.3米，吊桿則根據(jù)需要予以加固。側向和縱向斜撐安裝于上層橫梁的吊桿連接部位。 如有入墻的托架并緊固風管的四周，則可將之視為一個側向抗震支撐。 多個風管可以共用一個門型吊架，該吊架的荷載計算應計入所載的所有管重。 當風管上的設備超過22.5kg，且與風管采用剛性連接時，或設備在922Kg，且與風管采用柔性連接時，設備與風管做
13、獨立抗震加固。 當風管做90度水平轉彎時，在轉彎處不大于2倍管徑做抗震加固。,機電設備抗震設計的方法,機電設備抗震設計的方法,電線管抗震間距要求 剛性電線管側向抗震最大間距不得超過12米 剛性電線管縱向抗震最大間距不得超過24米 非鋼性材質電力線管的側、縱向最大間距分別為6米和12米。 抗震加固與管的連接點，需安置在吊桿與管連接點的0.1米范圍內,機電設備抗震設計的方法,承重吊架吊桿加固方案： 管頂?shù)浇Y構采用螺桿懸吊，螺桿尺寸超過下列數(shù)據(jù)的螺桿本身需要再加固。 各種型號螺桿的安全尺寸如下： 10：500mm 12：600mm 16：750mm 20：900mm 22：1000mm 25：1270mm 30：1500mm,機電設備抗震設計的方法,門型吊架抗震加固要求 門型吊架至少需要一個側向支撐或至少兩個縱向支撐 同一螺桿懸掛多層門型吊架，根據(jù)需要對螺桿分別獨立加固并設置斜撐。,電線立管抗震加固要求 對于電線立管而言，底部和頂部需設置側向支撐，中間設置間距不超過9米的側向支撐。樓層大于等于6m的電線立管須分別設置側向和縱向的支撐。,機電設備抗震設計的方法,承重吊架與抗震支撐,承重吊架,抗震支撐,承重吊架,抗震支撐,抗震支撐系統(tǒng),END,
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