机电设备抗震设计研讨会

2009年 第 一 次 给 排 水 学 术 会 议 机 电 设 备 抗 震 设 计 研 讨 会深 圳 置 华 工 程 公 司 技 术 总 监 ： 刘 汉 栋 （ 主 讲 ） 机 电 设 备 抗 震 设 计 的 必 要 性机 电 设 备 抗 震 设 计 的 设 计 方 法 5.12汶 川 大 地 震 震 痛 每 个 人 的 心 灵 ！ 财 产 损 失 : 机 电 设 备 抗 震 设 计 的 必 要 性 如 果5.12地 震 发 生 在 大 中 城 市 机 电 设 备 抗 震 设 计 的 必 要 性 美 国 模 拟 7.8级 强 烈 地 震这 次 的 地 震 模 拟 试 验 小 组 由3 0 0 名 科 学 家 、 政 府 官 员 、 急救 先 遣 队 和 工 业 界 人 员 组 成 。人 员 总 伤 亡 5万 :其 中 死 于 建 筑 物 倒 塌 仅 700人 ;死 于 火 灾 1100人 ;财 产 损 失 2000亿 美 元 :由 火 灾 造 成 的 约 400-1000亿 机 电 设 备 抗 震 设 计 的 必 要 性 机 电 设 备 抗 震 设 计 的 必 要 性建 筑 物 倒 塌 火 灾 水 灾 等 缺 乏 及 时 的 救 助 在 大 中 城 市 地 震 次 生 灾 害 远 超 过 直 接 灾 害 !机 电 设 备 抗 震 设 计 的 必 要 性 机 电 设 备 抗 震 设 计 的 必 要 性 以 消 防 系 统 的 震 害 经 验 为 例 ： 1971年 2月 9日 ,美 国 洛 杉 矶 北 部 圣 佛 南 多 地 震 （ 6.6级 ）消 防 系 统 管 路 遭 到 严 重 破 坏 ,完 全 丧 失 自 救 灭 火 能 力 ; 1989年 11月 7日 加 州 旧 金 山 湾 区 地 震 （ 7.1级 ）由 于 采 用 NFPA13的 抗 震 加 固 方 法 ,仅 有 极 少 数 接 头 受 损 ; 1994年 1月 17日 加 州 地 震 （ 6.6级 ）由 于 吸 取 之 前 的 震 害 经 验 而 重 新 修 订 了 NFPA13的 加 固 方 法 ,在 本 次 地 震 中 取 得 了更 好 的 抗 震 效 果 . 机 电 设 备 抗 震 设 计 的 必 要 性 9.21地 震 后 ， 台 湾 成 功 大 学 建 筑 研 究 所 黄 乔 俊 以 地 震 试 验 台振 动 台 模 拟 南 投 县 浦 里 镇 一 停 车 场 喷 淋 管 路 得 出 ：加 装 抗 震 支 撑 系 统 管 路 的 各 点 位 移 较 未 安 装抗 震 支 撑 的 降 低 5-10倍 ， 有 效 提 高 了 管 路 系统 的 抗 震 性 能 。 机 电 设 备 抗 震 设 计 的 必 要 性 建 筑 抗 震 设 计 规 范 GB50011-20013.7.1 非 结 构 构 件 ， 包 括 建 筑 非 结 构 构 件 和建 筑 附 属 机 电 设 备 ， 自 身 及 其 与 结 构 主 体 的连 接 ， 应 进 行 抗 震 设 计 。机 电 设 备 抗 震 设 计 的 必 要 性13.1.1 建 筑 附 属 机 电 设 备 指 为 现 代 建 筑 使 用 功 能 服 务 的附 属 机 械 、 电 气 构 件 、 部 件 和 系 统 ， 主 要 包 括 电梯 、 照 明 和 应 急 电 源 、 通 信 设 备 ， 管 道 系 统 ， 采暖 和 空 气 调 节 系 统 ， 烟 火 监 测 和 消 防 系 统 ， 公 用天 线 等 。 机 电 设 备 抗 震 设 计 的 必 要 性专 家 意 见 ：以 郑 大 华 （ 全 国 给 排 水 学 会 常 务 理 事 ） 为 组 长 ， 王彦 深 （ 建 筑 抗 震 设 计 规 范 起 草 人 ） 为 副 组 长 及 市 质检 站 刘 锋 钢 等 七 位 专 家 委 员 讨 论 一 致 通 过 以 下 意 见 ：1、 抗 震 设 计 规 范 已 对 机 电 设 备 抗 震 设 计 做 出 明确 要 求 。 并 且 为 强 制 性 条 文 ， 必 须 严 格 执 行 ；2、 DN65以 上 所 有 管 路 必 须 进 行 抗 震 设 计 及 DN65以下 消 防 管 路 宜 进 行 抗 震 设 计 ；3、 室 内 管 道 支 架 与 吊 架 图 集 03S402不 能 替 代 抗 震 支 撑 系 统 ； 机 电 设 备 抗 震 设 计 的 方 法机 电 设 备 抗 震 支 撑 系 统 是 指 牢 固 连 接 于 已 做 抗 震设 计 的 建 筑 结 构 体 的 ， 以 地 震 力 为 主 要 荷 载 的 支撑 系 统 。 机 电 设 备 抗 震 设 计 的 方 法冷 热 水 、 消 防 、 空 调 等 管 道 系 统 抗 震 设 计 范 围 ：l所 有 工 业 气 体 ， 真 空 管 ， 压 缩 空 气 管 路 系 统 其 他 有 害 气 体 系 统 ， 所 有 消 防 系 统 管 道l大 于 DN32mm的 锅 炉 房 ， 空 调 机 房 ， 水 泵 房 管 路l大 于 DN65mm的 所 有 管 路l所 有 门 型 吊 架 （ 需 考 虑 悬 挂 管 线 的 满 负 荷 重 量 ）空 调 、 通 风 、 防 排 烟 管 路 系 统 抗 震 设 计 范 围 ： l所 有 防 排 烟 系 统 管 道l所 有 直 径 大 于 0.7m的 风 管l所 有 截 面 积 大 于 0.38 的 矩 形 风 管 机 电 设 备 抗 震 设 计 的 方 法以 下 情 况 可 以 不 需 抗 震 设 计 ：单 管 吊 架 、 门 型 吊 架 、 圆 形 风 管 、 矩 形 风 管 、 独 立 吊 架 承 重 螺 杆 长 度 小 于 0.3米不 做 抗 震 的 系 统 应 符 合 以 下 要 求 ：1.管 线 的 纵 向 及 侧 向 位 移 不 能 破 坏 其 它 系 统 的 使 用 功 能 或 使 它 们 的 吊 架 失 去 作 用 。2.管 路 系 统 的 管 材 和 接 头 和 必 须 是 刚 性 材 料 制 成 （ 如 焊 接 钢 管 、 钎 焊 铜 管 等 ）3.门 型 吊 架 满 负 荷 重 量 不 得 超 过 15Kg/米 。4.吊 杆 的 顶 部 必 须 是 固 定 支 座 连 接 。电 力 系 统 管 道 及 电 缆 桥 架 系 统 抗 震 设 计 范 围 ：管 径 大 于 DN65mm的 电 线 套 管15Kg/m或 以 上 的 电 线 套 管 ， 电 缆 桥 架 机 电 设 备 抗 震 设 计 的 方 法对 于 标 准 直 管 的 定 义 ：夹 在 两 个 偏 移 量 很 大 的 90度 转 弯 间 的 管 段 。 在 标 准 直 管 上 可 以 有 一 个 或 多个 小 的 偏 移 ， 但 偏 移 的 总 和 不 能 超 过 侧 向 吊 架 最 大 间 距 的 1/16。 例 如 （ 图 例 1） 与 （ 图 例 2） ： 管 长 不 超 过 12米 ， 最 大 允 许 侧 向 间 距 12米 ， 则 允 许 最 大 偏移 量 为 12 16=0.75米 ， 对 于 非 钢 性 材 质 的 ， 包 括 丝 扣 连 接 钢 管 、 丝 扣 连 接 铜 管 ， 旧 建 筑改 造 系 统 ， 最 大 允 许 偏 移 量 则 为 以 上 数 值 的 一 半 。 机 电 设 备 抗 震 设 计 的 方 法每 段 标 准 直 管 需 在 两 端 加 侧 向 支 撑 。 如 果 两 个 侧 向 支 撑 距 离 超 过 12米 ， 则 需 于 中 间 增 设 侧 向 支 撑 。 （ 如 图 4） 例标 准 管 长 为 24米 ， 首 先 于 两 端 加 设 侧 向 支 撑 ， 再 依 次 按 12米 设 置 侧 向 支 撑 。 机 电 设 备 抗 震 设 计 的 方 法每 条 标 准 管 线 必 须 设 置 至 少 有 一 个 纵 向 支 撑 （ 如 图 例 5） 。 如 果 间 距 大 于 容许 间 距 ， 则 需 加 设 纵 向 支 撑 直 到 满 足 最 大 间 距 要 求 。 如 果 管 长 为 36米 ， 按最 大 24米 的 间 距 依 次 设 置 纵 向 支 撑 ， 直 至 所 有 支 撑 间 距 均 满 足 要 求 。 机 电 设 备 抗 震 设 计 的 方 法为 了 提 高 抗 震 支 撑 的 使 用 效 率 ， 应 于 90度 弯 头 处 0.6米 以 内 设 置 抗 震 支 撑 尽可 能 达 到 “ 双 作 用 ” 的 效 果 。 “ 双 作 用 ” 支 撑 必 须 满 足 ：1、 承 载 力 大 于 侧 向 与 纵 向 荷 载 的 总 和2、 “ 双 作 用 ” 支 撑 应 由 直 接 与 管 线 或 线 缆 套 管 连 接 （ 双 作 用 不 适 用 于 门 型吊 架 ） 。3、 “ 双 作 用 ” 支 撑 间 距 要 求 ： 如 （ 图 例 6） ： 如 果 管 线 为 36米 ， 双 用 支 撑 （ 侧 向 支 撑 ， 可 视 为 直 管 线 的 一 个 纵 向 支撑 ） 与 下 一 个 纵 向 支 撑 的 间 距 ， 是 纵 向 支 撑 间 距 的 一 半 加 侧 向 支 撑 间 距 的 一 半 加 0.6，即 12+6+0.6=18.6米 。 机 电 设 备 抗 震 设 计 的 方 法在 某 些 案 例 中 ， 直 管 段 较 短 ， 未 达 到 直 管 段 的 最 大 允 许 间 距 ， 但 此 管 段 仍需 设 置 侧 向 和 纵 向 抗 震 支 撑 ， 如 （ 图 例 7） 。 通 常 在 拐 弯 处 的 设 置 侧 向 支 撑对 另 一 方 向 管 段 具 有 纵 向 支 撑 的 作 用 。 但 间 距 必 须 满 足 双 作 用 要 求 。 例 如 ： 以 下 管 段 分 三 个 标 准 管 段 考 虑 ， 因 为 第 二 垂 直 段 管 大 于 0.75米 ， 故 作 一 独 立 分段 。 机 电 设 备 抗 震 设 计 的 方 法水 平 管 线 通 过 一 垂 直 管 线 与 地 面 设 备 连 接 ， （ 如 图 例 8） ， 管 线 与 设 备 之 间采 用 避 震 软 连 接 ， 距 离 垂 直 管 段 0.75米 内 ， 设 置 管 线 系 统 的 侧 向 支 撑 。 机 电 设 备 抗 震 设 计 的 方 法注 意 ： 考 虑 到 地 震 力 的 荷 载 ， 抗 震 支 撑 的 悬 吊 螺 杆 和 结 构 锚 固 件 均需 加 大 尺 寸 ， 螺 杆 和 锚 固 件 的 最 大 承 载 力 需 大 于 计 算 出 的 地 震 力 。例 ： DN150水 平 满 水 钢 管 承 重 吊 架 间 距 为 4.5米 ， 纵 向 抗 震 加 固 间 距 为 24米G重 力 =50*4.5*9.8=2205N纵 向 地 震 力 荷 载 以 0.5G计 算 ： 50*24*9.8*0.5=5880N 总 荷 载 =8085N 抗 震 构 件 允 许 荷 载 ：M20混 凝 土 锚 栓 的 承 载 力 为 9090N20mm螺 杆 承 载 力 为 14000NFIG.1吊 码 承 载 力 为 8600N FIG.980通 用 抗 震 构 件 最 大 设 计 荷 载 12300N 45度 时 的 最 大 水 平 地 震 力 荷 载 ： 8700N 而 本 抗 震 设 计 总 荷 载 是 8085N， 而 最 弱 部 件 承 载 力 为 8600N， 故 不需 要 加 大 任 何 部 件 型 号 。 机 电 设 备 抗 震 设 计 的 方 法u管 道 抗 震 加 固 侧 向 间 距 要 求l新 建 工 程 沟 槽 连 接 管 道 ,焊 接 钢 管 ， 钎 焊 铜 管 ， 其 侧 向 吊 架 间 距 最 大 不 得超 过 12m；l旧 楼 改 造 沟 槽 连 接 管 道 ， 丝 扣 钢 管 、 丝 扣 铜 管 的 侧 向 抗 震 吊 架 间 距 最 大 不得 超 过 6米l非 钢 性 材 质 的 管 线 （ 例 如 塑 料 管 ， 柔 性 接 口 铸 铁 管 或 其 它 管 线 ） 抗 震 吊 架间 距 则 为 上 述 参 数 的 一 半 ）u管 道 抗 震 加 固 纵 向 间 距 要 求l新 建 工 程 的 沟 槽 连 接 管 道 ,焊 接 钢 管 ， 钎 焊 铜 管 ， 其 纵 向 吊 架 间 距 最 大 不 得 超 过 24m；l旧 楼 改 造 的 沟 槽 连 接 管 道 ， 丝 扣 钢 管 、 丝 扣 铜 管 的 纵 向 抗 震 吊 架 间 最 大 距不 得 超 过 12米l非 钢 性 材 质 的 管 线 （ 例 如 塑 料 管 ， 柔 性 接 口 铸 铁 管 或 其 它 管 线 ） 抗 震 吊 架间 距 则 为 上 述 参 数 的 一 半 ） 机 电 设 备 抗 震 设 计 的 方 法u特 殊 管 道 抗 震 间 距 要 求l燃 气 ， 燃 油 ， 医 用 气 体 ， 真 空 管 ， 压 缩 空 气 管 的 侧 向 抗 震 吊 架 最 大 间 距 为6m， 纵 向 抗 震 吊 架 最 大 间 距 是 12ml对 于 柔 性 接 口 的 铸 铁 管 ， 每 一 个 接 口 处 需 设 置 侧 向 抗 震 支 撑 。 u门 型 吊 架 抗 震 设 置 间 距 要 求l多 个 管 道 共 用 一 个 门 型 吊 架 ， 该 吊 架 的 荷 载 计 算 应 计 入 所 载 的 所 有 管 重 。 l每 个 门 型 吊 架 至 少 需 要 一 个 侧 向 支 撑 或 两 个 纵 向 支 撑 。l同 一 螺 杆 悬 挂 多 层 门 型 吊 架 ， 根 据 需 要 对 螺 杆 分 别 独 立 加 固 并 设 置 斜 撑 。 机 电 设 备 抗 震 设 计 的 方 法 机 电 设 备 抗 震 设 计 的 方 法u风 管 抗 震 间 距 要 求l普 通 刚 性 风 管 的 侧 向 抗 震 吊 架 的 最 大 间 距 是 9米l普 通 刚 性 风 管 的 纵 向 抗 震 吊 架 的 最 大 间 距 是 18米l玻 璃 纤 维 ， 塑 料 和 其 它 非 钢 性 材 质 风 管 的 侧 向 抗 震 吊 架 的 最 大 间 距 是 4.5米 、 纵 向 最 大 间 距 为 9米 。u风 管 门 型 吊 架 抗 震 加 固 要 求l所 有 圆 形 ， 矩 形 风 管 采 用 两 根 吊 杆 悬 挂 于 门 型 吊 架 支 撑 时 ， 风 管 顶 部 与 底 部必 须 打 10#自 攻 螺 钉 予 以 固 定 ， 螺 钉 间 距 小 于 0.3米 ， 吊 杆 则 根 据 需 要 予 以 加 固 。侧 向 和 纵 向 斜 撑 安 装 于 上 层 横 梁 的 吊 杆 连 接 部 位 。l如 有 入 墙 的 托 架 并 紧 固 风 管 的 四 周 ， 则 可 将 之 视 为 一 个 侧 向 抗 震 支 撑 。 l多 个 风 管 可 以 共 用 一 个 门 型 吊 架 ， 该 吊 架 的 荷 载 计 算 应 计 入 所 载 的 所 有 管 重 。l当 风 管 上 的 设 备 超 过 22.5kg， 且 与 风 管 采 用 刚 性 连 接 时 ， 或 设 备 在 9 22Kg，且 与 风 管 采 用 柔 性 连 接 时 ， 设 备 与 风 管 做 独 立 抗 震 加 固 。l当 风 管 做 90度 水 平 转 弯 时 ， 在 转 弯 处 不 大 于 2倍 管 径 做 抗 震 加 固 。 机 电 设 备 抗 震 设 计 的 方 法 机 电 设 备 抗 震 设 计 的 方 法u电 线 管 抗 震 间 距 要 求l刚 性 电 线 管 侧 向 抗 震 最 大 间 距 不 得 超过 12米l刚 性 电 线 管 纵 向 抗 震 最 大 间 距 不 得 超过 24米l非 钢 性 材 质 电 力 线 管 的 侧 、 纵 向 最 大间 距 分 别 为 6米 和 12米 。l抗 震 加 固 与 管 的 连 接 点 ， 需 安 置 在 吊杆 与 管 连 接 点 的 0.1米 范 围 内 机 电 设 备 抗 震 设 计 的 方 法l承 重 吊 架 吊 杆 加 固 方 案 ：管 顶 到 结 构 采 用 螺 杆 悬 吊 ， 螺 杆 尺 寸超 过 下 列 数 据 的 螺 杆 本 身 需 要 再 加 固 。各 种 型 号 螺 杆 的 安 全 尺 寸 如 下 ： 10： 500mm 12： 600mm 16： 750mm 20： 900mm 22： 1000mm 25： 1270mm 30： 1500mm 机 电 设 备 抗 震 设 计 的 方 法u门 型 吊 架 抗 震 加 固 要 求l门 型 吊 架 至 少 需 要 一 个 侧 向 支 撑 或 至 少 两 个 纵 向 支 撑l同 一 螺 杆 悬 挂 多 层 门 型 吊 架 ， 根 据 需 要 对 螺 杆 分 别 独 立 加 固 并 设 置 斜 撑 。u电 线 立 管 抗 震 加 固 要 求l对 于 电 线 立 管 而 言 ， 底 部 和 顶 部 需 设 置 侧 向 支 撑 ， 中 间 设 置 间 距 不 超 过 9米 的 侧 向 支 撑 。 楼 层 大 于 等 于 6m的 电 线 立 管 须 分 别 设 置 侧 向 和 纵 向 的 支 撑 。 机 电 设 备 抗 震 设 计 的 方 法 承 重 吊 架 与 抗 震 支 撑 承 重 吊 架 抗 震 支 撑 承 重 吊 架 抗 震 支 撑 抗 震 支 撑 系 统 END