扫二维码关注
掌握行业一手资讯

【行业资讯】日本地震背后的抗灾英雄

2016-04-18

 
    现如今建筑形式变得越来越多元化,抗震支吊架的形式也多种多样。根据规范《建筑机电工程抗震设计规范》GB50981-2014,抗震支、吊架与钢筋混凝土结构采用锚栓连接,与钢结构应采用焊接或螺栓连接。对于大跨度的网架结构建筑,采用钢缆为斜撑能够很好的解决网架结构中抗震支吊架在符合规范下难以安装的问题。
前言
    跨入21世纪,建筑结构从原来的木结构、砖混结构,已发展到如今的钢筋混凝土结构、钢结构。如今的建筑行业发展来看,钢结构是建筑结构发展的一大趋势,是很多建筑结构的主流方向!钢结构之所以能成为建筑结构的重要形式,在于钢结构具有强度高,塑性、韧性好,材质均匀,质量轻,耐热,密闭性好,符合力学计算的假定,钢结构还具有制造方便,施工工期短等优点。目前,钢结构主要应用于公共建筑、工业厂房、大跨结构、高耸结构、多层和高层建筑、承受振动荷载影响大的结构等。
 
    近年来中国遭遇的一些特大地震,2008年5月12日14时28分04秒,四川汶川、北川发生8.0级地震,地震造成69227人遇难,374643人受伤,17923人失踪。2010年4月14日7时49分,青海省玉树藏族自治州玉树县发生7.1级地震。涉及玉树州6个县19个乡镇。此次地震造成2698人遇难、270人失踪。2013年4月20日8时02分,四川省雅安市芦山县发生7.0级地震,震源深度13公里。地震共计造成196人死亡,1万余人受伤,给人们生命和财产造成了重大损失。
 
    在遭遇地震时,建筑内部的机电系统会遭受到相当严重的破坏。机电系统本身的功用是完善建筑物使用功能,被破坏的机电系统不但不能为建筑物内居民提供保护和帮助,还会成为地震时人员逃生的障碍,而且会造成次生灾害(二次灾害),如火灾、水灾、毒气泄漏等。次生灾害才是地震中使人民生命财产遭受重大损失的元凶。
抗震支吊架与工字钢的连接方式
近年来,国家对机电系统的抗震也越来越重视。随着《建筑机电工程抗震设计规范》GB50981-2014的发布与实施。机电系统抗震已经成为中国建筑中安全中的重要一环。
 
    对于钢结构建筑,虽然钢结构自身的抗震性能很好,但是钢结构却不能对安装于建筑内部的机电系统起到完全的保护作用。在常见的钢结构建筑中,机电系统抗震支吊架的设计与安装根据《建筑机电工程抗震设计规范》GB50981-2014中相应规范及实际工程中的案例,有很多连接方式。
 
    以下是抗震支吊架与工字钢的一些连接方式:
图1-1、1-2采用双拼槽钢与工字钢焊接的方式,再将抗震支吊架的连接构件连接于槽钢上。

 
图1-3直接在工字钢上穿孔的方式安装抗震支吊架。图1-4采用梁夹将槽钢固定于工字钢下,再连接抗震支吊架。

 
    对于钢结构中的网架结构,管道有时会安装于网架之下,与檩条的距离非常大,吊杆长度很长。发生地震时,管道摆动大,会对其承重支架造成破坏。所以对网架下悬吊管道的抗震非常有必要。而在网架结构中,网架不能承担自身重力以外过重的负荷,所以管道抗震支吊架不能直接连接于杆件上。网架结构的着力点主要在螺栓球和檩条上,而抗震支吊架斜撑的着力点不好找,所以,抗震支吊架斜撑一般连接到檩条上。这时候抗震支吊架的吊杆长度必定十分长。此时采用C型槽钢或钢管作为斜撑,不容易满足规范长细比要求。从受力方面也能算出槽钢受压也不满足规范要求。
 
    在这里,我们可以以一根DN150消防管道为例,此管道位于抗震设防属重点类建筑的上部,建筑位于抗震设防烈度7度地,地震加速度为0.15g。其管道离工字钢有6m,每米管道重约40.6kg,支架槽钢采用41*41*2mm规格,其抗震支吊架与受力分析如下图:
 
    设计侧向、纵向间距分别为9m、18m。根据《建筑机电工程抗震设计规范》GB50981-2014。按等效测力法计算水平地震作用力标准值,在根据水平地震力综合系数约为0.64。经过计算可得(不考虑重力因素):

 
    根据市场常见产品相关资料,槽钢轴向受压容许承载力为3.5m时,其承载能力为5170N,远小于8429N。而槽钢越长其受压承载力就越小,所以当地震发生时,该斜撑会被压弯,采用槽钢做斜撑不符合规范要求。
 
    鉴于以上情况,必须采用其他的连接方式来满足抗震需求。钢缆能够传递长距离的负载;承受多种载荷及变载荷的作用;具有较高的抗拉强度、抗疲劳强度和抗冲击韧性;耐磨、抗震、运转稳定性好。根据“中国建筑学会建筑给水排水研究分会”辖下深圳市置华机电设备有限公司运营管理“全国建筑机电工程抗震技术研发中心”测试研究表明,采用6钢缆作为抗震支吊架的斜撑符合规范要求。钢缆安装时应该拉紧,并保持钢缆对于管件中心对称。所以,抗震支吊架的钢缆侧向支撑2根,钢缆纵向支撑4根,支架间隔由设计确定。以下是钢缆的连接方式:

 
小结
    随着《建筑机电工程抗震设计规范》GB50981-2014的正式实施,建筑机电工程的抗震设计及施工越来越得到重视。但由于建筑结构类型的多样化,不同类型的建筑结构内建筑机电工程的抗震设计和施工也不同。根据相关研究测试,在钢结构中的网架结构采用钢缆是切实可行的。
 
    机电抗震技术要在实事求是中积极探索、务实创新,才能更好的完善建筑安全,为人民生命财产提供更好的保护。
 

新 闻