淺談電氣設(shè)備抗震設(shè)計要點
來源:
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作者:優(yōu)嘉
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發(fā)布時間: 2020-07-24
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電氣安裝工程是整個建筑工程項目的一個組成部分，和土建施工關(guān)系非常密切，如：電源的進戶，明暗管道的敷設(shè)，防雷和接地裝置的安裝，配電箱（屏、柜）的固定等，都要在土建施工中預(yù)埋構(gòu)件和預(yù)留孔洞。隨著現(xiàn)化設(shè)計和施工技術(shù)的發(fā)展，許多新結(jié)構(gòu)、新工藝的推廣應(yīng)用，施工中的協(xié)調(diào)配合就愈加顯得重要。
電氣安裝工程是整個建筑工程項目的一個組成部分，和土建施工關(guān)系非常密切，如：電源的進戶，明暗管道的敷設(shè)，防雷和接地裝置的安裝，配電箱（屏、柜）的固定等，都要在土建施工中預(yù)埋構(gòu)件和預(yù)留孔洞。隨著現(xiàn)化設(shè)計和施工技術(shù)的發(fā)展，許多新結(jié)構(gòu)、新工藝的推廣應(yīng)用，施工中的協(xié)調(diào)配合就愈加顯得重要。
建筑電氣抗震支撐系統(tǒng)的設(shè)計要求主要有以下幾點：
（1）建筑電氣抗震支撐系統(tǒng)的設(shè)計要根據(jù)建筑的具體情況，如設(shè)防烈度、使用功能、建筑高度、結(jié)構(gòu)類型、設(shè)備的位置及運行要求等具體分析。
（2）建筑電氣抗震系統(tǒng)的配電管道在穿越結(jié)構(gòu)墻體時應(yīng)盡量減少對主要承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件的影響。
（3）建筑電氣抗震支撐系統(tǒng)所設(shè)計的支、吊架應(yīng)具有足夠的剛度和承載力，使設(shè)備在遭遇設(shè)防烈度地震影響時能夠迅速恢復(fù)正常運行。
（4）重要的設(shè)備機房應(yīng)設(shè)置在不會對其使用功能發(fā)生障礙等二次災(zāi)害的部位。
（5）建筑電氣抗震支撐系統(tǒng)的基座或連接件應(yīng)具有將設(shè)備承受的地震作用力全部傳遞到建筑構(gòu)件上的功能。
（6）當線路采用電纜梯（橋）架或電纜槽盒、剛性塑料導(dǎo)管、金屬導(dǎo)管敷設(shè)時，應(yīng)采用剛性托架或支架固定，而不宜采用吊架。當不得不采用吊架時，應(yīng)選擇橫向防晃吊架；在跨越防火分區(qū)時，其縫隙應(yīng)使用柔性防火封堵材料封堵，并應(yīng)在貫穿部位附近設(shè)置抗震支撐。
建筑電氣抗震設(shè)計
1.抗震設(shè)防標準探討。確定各類設(shè)備的抗震設(shè)防標準及設(shè)防范圍是核心問題，但建筑設(shè)計規(guī)范對此的要求有些籠統(tǒng)，前后文也不太一致。電氣設(shè)備應(yīng)按發(fā)生地震時承擔的作用、損毀后的影響大小、經(jīng)濟損失等分別確定設(shè)防標準。電氣設(shè)備大致分為4類:(1)地震發(fā)生時需工作的設(shè)備系統(tǒng)，如應(yīng)急廣播、應(yīng)急照明、應(yīng)急通信系統(tǒng)等;防止發(fā)生次生災(zāi)害的設(shè)備，如火災(zāi)報警系統(tǒng)、燃氣或燃油系統(tǒng)的電控設(shè)備等。(2)地震發(fā)生時不需工作，但損壞會產(chǎn)生嚴重經(jīng)濟損失的設(shè)備，如重要的數(shù)據(jù)機房等。(3)一般性的需設(shè)防的設(shè)備，包括建筑設(shè)計規(guī)范要求的內(nèi)徑不小于60mm的配管及重力不小于150N/m的槽盒或母線槽及其他各類設(shè)備。(4)其他不重要的較小的設(shè)備，如開關(guān)、插座等。
2.抗震計算方法主要有等效側(cè)力法和樓面反應(yīng)譜法。等效側(cè)力法將機電設(shè)施的設(shè)備或構(gòu)件簡化為側(cè)向地震力與重力成正比且作用于重心的單自由度系統(tǒng)，水平地震作用標準值按簡化公式進行計算，是廣泛采用的方法。樓面反應(yīng)譜法把主體結(jié)構(gòu)與機電設(shè)施連接處主體結(jié)構(gòu)的反應(yīng)以譜的形式(樓板反應(yīng)譜)作為機電設(shè)施的輸入，描述在樓板運動作用下不同頻率的振子所產(chǎn)生的最大反應(yīng)特性。對于單點支撐的設(shè)備或構(gòu)件，樓面反應(yīng)譜法可以形成合理、有效的樓板譜，比等效側(cè)力法更準確地計算地震響應(yīng)，克服了等效側(cè)力法系數(shù)取值不準確、地震力計算準確度不高等缺點。樓面反應(yīng)譜法需要計算每個建筑相應(yīng)的樓面反應(yīng)譜，造成極大的重復(fù)性勞動，給實際工程運用帶來不便，因此應(yīng)用范圍有限。
3.抗震設(shè)計具體做法。電氣設(shè)備抗震的具體設(shè)計涉及以下方面:
(1)地震時需工作的各應(yīng)急系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計預(yù)置的應(yīng)急工作模式，如啟動地震廣播，保證應(yīng)急照明，關(guān)閉燃氣管閥門等。
(2)重要的強(弱)電機房、質(zhì)量大的設(shè)備(如變壓器、發(fā)電機組等)、主要的電氣豎井應(yīng)布置在地震作用或結(jié)構(gòu)位移較小的部位，如建筑較低的樓層(地震產(chǎn)生的慣性力、位移作用較小)，靠近核心筒或在核心筒內(nèi)部(結(jié)構(gòu)剛度較大和位移較小)，結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)較小的區(qū)域(結(jié)構(gòu)剛度較大，豎向變形較小)等。同一設(shè)備應(yīng)避免跨越抗震縫，線路跨越抗震縫時需要采取軟連接措施，以減少地震對設(shè)備的影響。
(3)對具體設(shè)備按照建筑電氣規(guī)范要求及上述抗震設(shè)防標準進行抗震設(shè)防設(shè)計。當需設(shè)置抗震支、吊架時，抗震支、吊架的承載力不應(yīng)小于地震作用效應(yīng)，安裝間距不應(yīng)大于規(guī)定值;設(shè)備安裝、導(dǎo)體敷設(shè)，按建筑電氣規(guī)范要求采用抗震措施。
(4)為了提高電氣設(shè)備的抗震水平，可采用隔震和消能減震設(shè)計。隔震設(shè)計是指在房屋基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)之間或機電設(shè)備與主體結(jié)構(gòu)之間設(shè)置隔震層，通過延長結(jié)構(gòu)的自振周期而減小地震作用;消能減震設(shè)計是指在房屋結(jié)構(gòu)或機電設(shè)備中設(shè)置消能器，通過消能器的相對變形和相對速度而增加結(jié)構(gòu)阻尼，減小地震作用。由于隔震和消能減震需要增加相當?shù)耐顿Y并進行復(fù)雜的專門設(shè)計，故僅在對使用功能有較高或?qū)ｉT要求等特殊情況下采用。
建筑電氣抗震支撐系統(tǒng)的設(shè)計要求主要有以下幾點：
（2）建筑電氣抗震系統(tǒng)的配電管道在穿越結(jié)構(gòu)墻體時應(yīng)盡量減少對主要承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件的影響。
（3）建筑電氣抗震支撐系統(tǒng)所設(shè)計的支、吊架應(yīng)具有足夠的剛度和承載力，使設(shè)備在遭遇設(shè)防烈度地震影響時能夠迅速恢復(fù)正常運行。
（4）重要的設(shè)備機房應(yīng)設(shè)置在不會對其使用功能發(fā)生障礙等二次災(zāi)害的部位。
（5）建筑電氣抗震支撐系統(tǒng)的基座或連接件應(yīng)具有將設(shè)備承受的地震作用力全部傳遞到建筑構(gòu)件上的功能。
（6）當線路采用電纜梯（橋）架或電纜槽盒、剛性塑料導(dǎo)管、金屬導(dǎo)管敷設(shè)時，應(yīng)采用剛性托架或支架固定，而不宜采用吊架。當不得不采用吊架時，應(yīng)選擇橫向防晃吊架；在跨越防火分區(qū)時，其縫隙應(yīng)使用柔性防火封堵材料封堵，并應(yīng)在貫穿部位附近設(shè)置抗震支撐。
1.抗震設(shè)防標準探討。確定各類設(shè)備的抗震設(shè)防標準及設(shè)防范圍是核心問題，但建筑設(shè)計規(guī)范對此的要求有些籠統(tǒng)，前后文也不太一致。電氣設(shè)備應(yīng)按發(fā)生地震時承擔的作用、損毀后的影響大小、經(jīng)濟損失等分別確定設(shè)防標準。電氣設(shè)備大致分為4類:(1)地震發(fā)生時需工作的設(shè)備系統(tǒng)，如應(yīng)急廣播、應(yīng)急照明、應(yīng)急通信系統(tǒng)等;防止發(fā)生次生災(zāi)害的設(shè)備，如火災(zāi)報警系統(tǒng)、燃氣或燃油系統(tǒng)的電控設(shè)備等。(2)地震發(fā)生時不需工作，但損壞會產(chǎn)生嚴重經(jīng)濟損失的設(shè)備，如重要的數(shù)據(jù)機房等。(3)一般性的需設(shè)防的設(shè)備，包括建筑設(shè)計規(guī)范要求的內(nèi)徑不小于60mm的配管及重力不小于150N/m的槽盒或母線槽及其他各類設(shè)備。(4)其他不重要的較小的設(shè)備，如開關(guān)、插座等。
2.抗震計算方法主要有等效側(cè)力法和樓面反應(yīng)譜法。等效側(cè)力法將機電設(shè)施的設(shè)備或構(gòu)件簡化為側(cè)向地震力與重力成正比且作用于重心的單自由度系統(tǒng)，水平地震作用標準值按簡化公式進行計算，是廣泛采用的方法。樓面反應(yīng)譜法把主體結(jié)構(gòu)與機電設(shè)施連接處主體結(jié)構(gòu)的反應(yīng)以譜的形式(樓板反應(yīng)譜)作為機電設(shè)施的輸入，描述在樓板運動作用下不同頻率的振子所產(chǎn)生的最大反應(yīng)特性。對于單點支撐的設(shè)備或構(gòu)件，樓面反應(yīng)譜法可以形成合理、有效的樓板譜，比等效側(cè)力法更準確地計算地震響應(yīng)，克服了等效側(cè)力法系數(shù)取值不準確、地震力計算準確度不高等缺點。樓面反應(yīng)譜法需要計算每個建筑相應(yīng)的樓面反應(yīng)譜，造成極大的重復(fù)性勞動，給實際工程運用帶來不便，因此應(yīng)用范圍有限。
3.抗震設(shè)計具體做法。電氣設(shè)備抗震的具體設(shè)計涉及以下方面:
(1)地震時需工作的各應(yīng)急系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計預(yù)置的應(yīng)急工作模式，如啟動地震廣播，保證應(yīng)急照明，關(guān)閉燃氣管閥門等。
(2)重要的強(弱)電機房、質(zhì)量大的設(shè)備(如變壓器、發(fā)電機組等)、主要的電氣豎井應(yīng)布置在地震作用或結(jié)構(gòu)位移較小的部位，如建筑較低的樓層(地震產(chǎn)生的慣性力、位移作用較小)，靠近核心筒或在核心筒內(nèi)部(結(jié)構(gòu)剛度較大和位移較小)，結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)較小的區(qū)域(結(jié)構(gòu)剛度較大，豎向變形較小)等。同一設(shè)備應(yīng)避免跨越抗震縫，線路跨越抗震縫時需要采取軟連接措施，以減少地震對設(shè)備的影響。
(3)對具體設(shè)備按照建筑電氣規(guī)范要求及上述抗震設(shè)防標準進行抗震設(shè)防設(shè)計。當需設(shè)置抗震支、吊架時，抗震支、吊架的承載力不應(yīng)小于地震作用效應(yīng)，安裝間距不應(yīng)大于規(guī)定值;設(shè)備安裝、導(dǎo)體敷設(shè)，按建筑電氣規(guī)范要求采用抗震措施。
(4)為了提高電氣設(shè)備的抗震水平，可采用隔震和消能減震設(shè)計。隔震設(shè)計是指在房屋基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)之間或機電設(shè)備與主體結(jié)構(gòu)之間設(shè)置隔震層，通過延長結(jié)構(gòu)的自振周期而減小地震作用;消能減震設(shè)計是指在房屋結(jié)構(gòu)或機電設(shè)備中設(shè)置消能器，通過消能器的相對變形和相對速度而增加結(jié)構(gòu)阻尼，減小地震作用。由于隔震和消能減震需要增加相當?shù)耐顿Y并進行復(fù)雜的專門設(shè)計，故僅在對使用功能有較高或?qū)ｉT要求等特殊情況下采用。
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