抗震支架的應用及布置范圍

抗震支架的應用及布置范圍現(xiàn)代建筑的機電系統(tǒng)中各種機電線路的數(shù)量十分巨大、規(guī)格型號非常復雜、使用功能也各有不同。機電系統(tǒng)在日常的工作時，機電管道在重力滿負荷運轉(zhuǎn)時是否有足夠的強度將管道固定在結(jié)構(gòu)上是整個機電系統(tǒng)能否正常運轉(zhuǎn)的關鍵；當突發(fā)地震時，機電系統(tǒng)管道在設防烈度的地震作用下能否保證不損壞，以及有些生命線系統(tǒng)能否保證正常運轉(zhuǎn)，也是關乎到保障人們生命財產(chǎn)的重要因素。機電抗震支撐系統(tǒng)是牢固連接于已做抗震設計的建筑結(jié)構(gòu)體的管路、槽系統(tǒng)及設備，

以地震力為主要荷載的支撐系統(tǒng)，原有一般意義的支吊架系統(tǒng)是以重力為主要荷載的支撐系統(tǒng)，這兩種支撐系統(tǒng)的設置并不重復而是相輔相成的。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出的結(jié)論是：加裝抗震支撐系統(tǒng)管路的各點位移較未安裝抗震支撐者降低5~10

倍，有效的提高了管路系統(tǒng)的抗震性能?！?/p>

抗震支吊架在建筑機電工程中的應用范圍（1）大于DN65mm

的所有管道（2）所有防排煙系統(tǒng)管道（3）所有直徑大于

0.70m

的圓形風管（4）所有截面積大于

0.38

㎡的矩形風管（5）重量在

15kg/m

及以上的電線橋架（6）所有門形吊架●

抗震支吊架分類及布置原則抗震支吊架可在地震中給予機電各系統(tǒng)充分保護，可用于抵抗來自水平及垂直方向的地震力的破壞。根據(jù)所保護機電系統(tǒng)的不同，抗震支吊架可分為管道抗震系統(tǒng)、風管抗震系統(tǒng)和電氣(包括電氣線管、線槽

及橋架

)抗震系統(tǒng)?！?/p>

管道抗震支撐系統(tǒng)的布置原則（1）管道抗震加固側(cè)向間距要求為：溝槽連接管道、焊接鋼管、過

12m；HDPE等非剛性材質(zhì)的管線，橫向吊架間距最大不得超過釬焊銅管等剛性材質(zhì)的管線

.橫向吊架間距最大不得超6m。（2）管道抗震加固縱向間距要求為：溝槽連接管道、焊接鋼管、釬焊銅管等剛性材質(zhì)的管線，縱向吊架間距最大不得超

24m;HDPE等非剛性材質(zhì)的管線，橫向吊架間距最大不得超過12m?！?/p>

風管抗震支撐系統(tǒng)的布置原則（1）普通剛性風管側(cè)向抗震吊架的最大間距為9m,普通剛性風管縱向抗震吊架的最大間距為18m。（2）玻璃纖維、塑料和其他非剛性材質(zhì)風管的側(cè)向抗震吊架，最大間距為4.5m.

縱向最大間距為

9m?！?/p>

電氣抗震支撐系統(tǒng)的布置原則（1）剛性電氣線管、線槽及橋架側(cè)向抗震最大間距不得超過（2）非剛性材質(zhì)電氣線管、線槽及橋架橫向抗震最大間距不得超過12m，縱向抗震最大間距不得超過6m，縱向最大間距不得超過24m。12m?！?/p>

抗震支撐系統(tǒng)計算原則抗震支吊架的安裝形式及布置原則都是依據(jù)嚴格的力學計算結(jié)果確定的，地震力的計算必須滿足規(guī)范要求?！?/p>

抗震支撐系統(tǒng)計算實例管道支吊架設計計算書項目名稱

____________工程編號

_____________日期_____________設

計____________校

對_____________審核_____________說

明：1、標準與規(guī)范：《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》(GB50009-2012)(GB50017-2003)(GB50010-2010)《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》2、本軟件計算所采用的型鋼庫為：熱軋等邊角鋼熱軋不等邊角鋼熱軋普通工字鋼熱軋普通槽鋼GB9787-88GB9797-88GB706-88GB707-883、支吊架的支座應連接在結(jié)構(gòu)的主要受力構(gòu)件上，

支吊架施工廠家應將支吊架預埋點位以及受力提給設計院，院認可后方可施工！經(jīng)設計4、基本計算參數(shù)設定：荷載放大系數(shù)：

1.00。當單面角焊縫計算不滿足要求時，按照雙面角焊縫計算受拉桿件長細比限值：

300。!受壓桿件長細比限值：

150。橫梁撓度限值：

1/200

。梁構(gòu)件計算：構(gòu)件編號：

2一、設計資料222材質(zhì)：

Q235-B;f

=235.0N/mm

;f=215.0N/mm

;f

=125.0N/mmyv梁跨度：

l0

=0.50m梁截面：

C8強度計算凈截面系數(shù)

:1.00自動計算構(gòu)件自重二、設計依據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》

（GB50009-2001）《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》

（GB50017-2003）三、截面參數(shù)A=10.242647cm2Yc=4.000000cm;Zc=1.424581cmIx=101.298006cm

;Iy=16.625836cm44ix=3.144810cm;iy=1.274048cm33W1x=25.324501cm

;W2x=25.324501cm33W1y=11.670686cm

;W2y=5.782057cm四、單工況作用下截面內(nèi)力：

（軸力拉為正、壓為負）恒載（支吊架自重）

：單位（

kN.m）位置(m)0.000.00-0.02-0.010.00.060.00-0.01-0.010.00.13-0.00-0.01-0.010.00.19-0.00-0.01-0.010.00.25-0.000.00-0.010.00.31-0.000.01-0.010.00.37-0.000.01-0.010.00.440.000.01-0.010.00.500.000.02-0.010.0彎矩(kN.m)剪力(kN)軸力(kN)撓度(mm)恒載（管重）

：單位（

kN.m）位置(m)0.000.000.000.00-0.00.060.000.000.00-0.00.130.000.000.00-0.00.190.000.000.00-0.00.250.000.000.00-0.00.310.000.000.00-0.00.370.000.000.00-0.00.440.000.000.00-0.00.500.000.000.00-0.0彎矩(kN.m)剪力(kN)軸力(kN)撓度(mm)注：支吊架的活荷載取值為五、荷載組合下最大內(nèi)力：組合(1)：1.2x

恒載

+1.4x

活載組合(2)：1.35x

恒載

+0.7x1.4x

活載0。最大彎矩

Mmax=0.00kN.m;

位置：

0.00;組合：

(2)最大彎矩對應的剪力

V=-0.03kN;對應的軸力

N=-0.01kN最大剪力

Vmax=-0.03kN;位置：

0.00;組合：

(2)最大軸力

Nmax=-0.01kN;位置：

0.00;組合：

(2)六、受彎構(gòu)件計算：梁按照受彎構(gòu)件計算，計算長度系數(shù)取值：u

=1.00

u

=1.00，x

y1

強度計算MxMy1)、抗彎強度按照《

GB50017-2003》公式

4.1.1：

σ

=+γx

x

y

yγWnWn2其中：γ

=1.05,

γ

=1.20

；σ

=0.05

＜

215.0N/mm

,

強度滿足要求。xyVS2)

、抗剪強度按照《

GB50017-2003》公式

4.1.2

：

τ

=

；I

w2τ

=0.08

＜

125.0N/mm

,

強度滿足要求。tψF3)

、梁上翼緣受集中荷載按照《GB50017-2003》公式

4.1.3-1

驗算局部承壓強度：σc=wl

zt2σc=0.00

＜

215.0N/mm

,

強度滿足要求。στ4)

、折算應力按照《

GB50017-2003》公式

4.1.4-1

驗算：2+

c

c-

σ

c+3

2σ

σ

σ2折算應力

=0.14

＜

236.5N/mm

,

強度滿足要求。xM穩(wěn)定驗算——穩(wěn)定驗算按照《GB50017-2003》公式

4.2.2

驗算：φb

xW其中：

M

=0.00kN.m

；φ

=1.000

；W

=0.000025xbx面內(nèi)穩(wěn)定應力

=0.05

＜

215.0N/mm

2,

平面內(nèi)穩(wěn)定滿足要求。撓度驗算——撓度按照標準組合：1.0

恒載+1.0

活載驗算，撓度容許限值取l/200

：計算撓度：υ

=0.0mm<[

υ]=2.5mm

，撓度滿足要求。2

端節(jié)點驗算：截面尺寸：

H=80mm，B=43mm，tf=8mm

，tw=5mm節(jié)點處組合內(nèi)力彎矩

M=0.001kN.m

，剪力

V=-0.027kN

，軸力

N=-0.009kN

。采用

E43

型手工焊。焊縫的強度設計值

f=160.0N/mm

2。節(jié)點焊縫形式：頂接單面角焊縫。考慮豎向剪力由腹板角焊縫獨立承擔。f節(jié)點處受力：彎矩：

0.00kN.m;

剪力：

-0.03kN;

軸力：-0.01kN

。焊縫最小尺寸

hfmin

=4.2mm，最大尺寸

hfmax

=6.0mm焊縫尺寸

h

=5mmfM彎矩產(chǎn)生的應力按照如下公式計算：σM=Wx322其中：

M=0.00kN.m

，W

=12572.74mm

；σ

=0.11N/mm

<

βf

=160.0N/mm

，滿足要求。xMffV剪力產(chǎn)生的應力按照如下公式計算：τV=其中：

V=-0.03kN

，h

=3.5mm

，l

=80mmewhe∑l

w22τV=0.10N/mm

<ff=160.0N/mm

，滿足要求。N軸力產(chǎn)生的應力按照如下公式計算：折算應力按照如下公式計算：σN=其中：

N=-0.01kN

，he=3.5mm

，lw=156mm

；he∑l

w22σ

=0.02N/mm

<

β

f

=160.0N/mm

，滿足要求。Nff[(σM+σN)/βf

]

2+(τV)

222折算應力

=0.16N/mm

<f=160.0N/mm

，滿足要求。f3

端節(jié)點驗算：截面尺寸：

H=80mm，B=43mm，tf=8mm

，tw=5mm節(jié)點處組合內(nèi)力彎矩2M=0.001kN.m

，剪力

V=0.027kN

，軸力

N=-0.009kN

。采用

E43

型手工焊。焊縫的強度設計值f

=160.0N/mm

。f節(jié)點焊縫形式：頂接單面角焊縫?？紤]豎向剪力由腹板角焊縫獨立承擔。節(jié)點處受力：彎矩：

0.00kN.m;

剪力：

0.03kN;

軸力：

-0.01kN

。焊縫最小尺寸

h

=4.2mm，最大尺寸

h

=6.0mm；焊縫尺寸

h

=5mmfminfmaxfM3彎矩產(chǎn)生的應力按照如下公式計算：M=

其中：M=0.00kN.m

，W

=12572.74mmσxxWσM=0.11N/mm

2<

βfff=160.0N/mm

2，滿足要求。V剪力產(chǎn)生的應力按照如下公式計算：τV=其中：

V=0.03kN

，he=3.5mm

，lw=80mmhe∑wlτ

=0.10N/mm

<f

=160.0N/mm

2，滿足要求。2VfN軸力產(chǎn)生的應力按照如下公式計算：σN=其中：

N=-0.01kN

，h

=3.5mm

，l

=156mme

whe∑wl22σN=0.02N/mm

<

βfff=160.0N/mm

，滿足要求。])折算應力按照如下公式計算：[(

M+

N)/

f

2+(

V

2σ

σ

β

τ22折算應力

=0.16N/mm

<f=160.0N/mm

，滿足要求。f立柱構(gòu)件計算：構(gòu)件編號：

1一、設計資料222材質(zhì)：

Q235-B;f

=235.0N/mm

;f=215.0N/mm;f=125.0N/mmy柱長度：

l

0

=0.28m柱截面：

C8v強度計算凈截面系數(shù)

:1.00自動計算構(gòu)件自重二、設計依據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》

（GB50009-2001

）《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》

（GB50017-2003

）三、截面參數(shù)A=10.242647cm2Yc=4.000000cm;Zc=1.424581cm443Ix=101.298006cm

;Iy=16.625836cmix=3.144810cm;iy=1.274048cm33W1x=25.324501cm

;W2x=25.324501cm3W1y=11.670686cm

;W2y=5.782057cm四、單工況作用下截面內(nèi)力：

（軸力拉為正、壓為負）恒載（支吊架自重）

：單位（

kN.m）位置(m)0.00-0.000.01-0.040.03-0.000.01-0.040.07-0.000.01-0.040.100.000.01-0.030.140.000.01-0.030.170.000.01-0.030.210.000.01-0.030.240.000.01-0.020.280.000.01-0.02彎矩(kN.m)剪力(kN)軸力(kN)恒載（管重）

：單位（

kN.m）位置(m)0.000.000.000.000.030.000.000.000.070.000.000.000.100.000.000.000.140.000.000.000.170.000.000.000.210.000.000.000.240.000.000.000.280.000.000.00彎矩(kN.m)剪力(kN)軸力(kN)注：支吊架的活荷載取值為0。五、荷載組合下最大內(nèi)力：組合(1)

：1.2x

恒載

+1.4x

活載組合(2)

：1.35x

恒載

+0.7x1.4x

活載最大彎矩

Mmax=-0.00kN.m;

位置：

0.00;

組合：

(2)最大彎矩對應的剪力

V=0.01kN;

對應的軸力

N=-0.06kN最大剪力

Vmax=0.01kN;

位置：

0.00;

組合：

(2)最大軸力

Nmax=-0.06kN;

位置：

0.00;

組合：

(2)六、壓彎、拉彎構(gòu)件計算：立柱構(gòu)件按照壓彎、拉彎構(gòu)件計算，計算長度系數(shù)按照《GB50017-2003》附錄

D表

D-2

有側(cè)移框架柱計算。計算長度系數(shù)取值：截面分類

X

軸：

b

類截面分類

Y

軸：

b

類強度計算u

=1.28

，u

=1.00x

yNxyMM1)

、壓彎、拉彎強度按照《GB50017-2003》公式

5.2.1

：

σ

=

±

±其中：γ

=1.05,

γ

=1.20xyAnγxWnxγ

Wny

y2σ

=0.11

＜

215.0N/mm

,

強度滿足要求。長細比驗算：構(gòu)件繞

x

軸長細比λ

=11.167,

繞

y

軸長細比λ

=21.585,

換算長細比λ=29.701

。yzxy構(gòu)件的最大長細比λ穩(wěn)定驗算=29.7<

容許長細比

[

λ]=150.0

，長細比滿足要求。maxNx

xβmM平面內(nèi)穩(wěn)定驗算按照《

GB50017-2003

》公式

5.2.2-1

驗算：+其中：

N=-0.06kN

；Mx

=φxAγxW

1x（1-0.8N/

NEx）-0.00kN.m

；NEx

=15.18kNφ

=0.991

；β

=1.000

；γ

=1.050

；

W

=0.000025xmxx1x2面內(nèi)穩(wěn)定應力

=0.11

＜

215.0N/mm

,

平面內(nèi)穩(wěn)定滿足要求。Nx

xMβt平面外穩(wěn)定驗算按照《支座反力GB50017-2003》公式

5.2.2-3

驗算：+η其中：N=-0.06kN

；M

=-0.00kN.m

；xφyAφb

xW1φ

=

0.937；β

=1.000

；φ

=1.000

；

W

=0.000025面外穩(wěn)定應力

=0.11

＜

215.0N/mm

2,

平面外穩(wěn)定滿足要求。ytxb1x支座節(jié)點編號：

(1)

，彎矩（

kN/m）：-0.00

，軸力（

kN）：-0.06

，剪力（kN）：0.01截面尺寸：

H=80mm，B=43mm，tf=8mm

，tw=5mm節(jié)點處組合內(nèi)力彎矩M=-0.001kN.m

，剪力

V=0.009kN

，軸力

N=-0.057kN

。采用

E43

型手工焊。焊縫的強2度設計值

f

=160.0N/mm

。f節(jié)點焊縫形式：頂接單面角焊縫?？紤]豎向剪力由腹板角焊縫獨立承擔。節(jié)點處受力：彎矩：

-0.00kN.m;

剪力：

0.01kN;

軸力：

-0.06kN

。焊縫最小尺寸

h

=4.2mm，最大尺寸

h

=6.0mmfminfmax焊縫尺寸

hf=5mmM3彎矩產(chǎn)生的應力按照如下公式計算：σ

xM=

其中：

M=-0.00kN.m

，W

=12572.74mmWx22σ

=0.11N/mm

<

β

f

=160.0N/mm

，滿足要求。MffV剪力產(chǎn)生的應力按照如下公式計算：τV=其中：

V=0.01kN

，h

=3.5mm

，l

=80mme

whe∑wl22τ

=0.03N/mm

<f

=160.0N/mm

，滿足要求。VfN軸力產(chǎn)生的應力按照如下公式計算：σN=其中：N=-0.06kN

，h

=3.5mm

，l

=156mme

whe∑l

w22σN=0.10N/mm

<

β折算應力按照如下公式計算：

[(

M+

N)/

f

2+(

V

2折算應力

=0.21N/mm

<ff

ff

=160.0N/mm

，滿足要求。])σσβτ22=160.0N/mm

，滿足要求。f構(gòu)件編號：

3一、設計資料=235.0N/mm

2;f=215.0N/mm2;fv=125.0N/mm2材質(zhì)：

Q235-B;fy柱長度：

l

0

=0.28m柱截面：

C8強度計算凈截面系數(shù)

:1.00自動計算構(gòu)件自重二、設計依據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》

（GB50009-2001

）《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》

（GB50017-2003

）三、截面參數(shù)A=10.242647cm2Yc=4.000000cm;Zc=1.424581cmIx=101.298006cm

4;Iy=16.625836cm43ix=3.144810cm;iy=1.274048cm33W1x=25.324501cm

;W2x=25.324501cmW1y=11.670686cm

3;W2y=5.782057cm四、單工況作用下截面內(nèi)力：

（軸力拉為正、壓為負）恒載（支吊架自重）

：單位（

kN.m）位置(m)0.000.00-0.01-0.020.030.00-0.01-0.020.070.00-0.01-0.030.100.00-0.01-0.030.140.00-0.01-0.030.170.00-0.01-0.030.210.240.28彎矩(kN.m)剪力(kN)軸力(kN)-0.00-0.01-0.04-0.00-0.01-0.04-0.00-0.01-0.04恒載（管重）

：單位（

kN.m）位置(m)0.000.000.000.000.030.000.000.000.070.000.000.000.100.000.000.000.140.000.000.000.170.000.000.000.210.000.000.000.240.000.000.000.280.000.000.00彎矩(kN.m)剪力(kN)軸力(kN)注：支吊架的活荷載取值為五、荷載組合下最大內(nèi)力：0。組合(1)

：1.2x

恒載

+1.4x

活載組合(2)

：1.35x

恒載

+0.7x1.4x

活載最大彎矩

Mmax=0.00kN.m;

位置：0.00;

組合：(2)最大彎矩對應的剪力

V=-0.01kN;

對應的軸力

N=-0.03kN最大剪力

Vmax=-0.01kN;

位置：

0.00;

組合：

(2)最大軸力

Nmax=-0.06kN;

位置：

0.28;

組合：

(2)六、壓彎、拉彎構(gòu)件計算：立柱構(gòu)件按照壓彎、拉彎構(gòu)件計算，計算長度系數(shù)按照《GB50017-2003》附錄

D表

D-2

有側(cè)移框架柱計算。計算長度系數(shù)取值：截面分類

X軸：

b

類截面分類

Y軸：

b

類強度計算u

=1.28

，u

=1.00x

yNMxMy1)

、壓彎、拉彎強度按照《GB50017-2003

》公式

5.2.1

：

σ

=

±±

其中：γ

=1.05,

γ

=1.20xynAx

xy

yγWnγWn2σ

=0.11

＜

215.0N/mm

,

強度滿足要求。長細比驗算：構(gòu)件繞

x

軸長細比λ

=11.167,

繞

y

軸長細比λ

=21.585,

換算長細比λ=29.701

。yzxy構(gòu)件的最大長細比λ穩(wěn)定驗算=29.7<

容許長細比

[

λ]=150.0

，長細比滿足要求。maxNx

xMβm平面內(nèi)穩(wěn)定驗算按照《

GB50017-2003

》公式

5.2.2-1

驗算：+其中：

N=-0.06kN

；Mx

=φxAx

x（1-0.8N/

x）W1

NEγ0.00kN.m

；NEx

=15.18kNφx=0.991

；βmx

=1.000

；γx=1.050

；W1x

=0.0000252面內(nèi)穩(wěn)定應力

=0.11

＜

215.