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1 General Provisions 1.0.2 The purpose is to control the earthquake damage to such important mechanical and electrical equipment as fire-fighting system, emergency communication system, power backup system, and gas supply system within the local scale, and to avoid secondary disaster. 1.0.4 This clause is mandatory. In the current national standard GB 50011-2010 Code for Seismic Design of Buildings, Clause 1.0.2 "Seismic design must be carried out for the buildings in regions with the seismic precautionary intensity being 6 or above" and Clause 3.7.1 "The connection of structural components, including the nonstructural components and the auxiliary mechanical and electrical components of buildings, and the connection between the nonstructural component and the main structure shall be subject to seismic design." are mandatory. Therefore, this clause is taken as mandatory requirement, so that the mechanical and electrical equipment of building keeps consistent with the building. The seismic design for mechanical and electrical equipment of building shall include seismic action calculation, seismic checking for sections of the support, connectors or anchors, as well as the corresponding seismic measures employed according to this code, but the seismic design of equipment is not included. 1.0.5 The common Category A and Category B buildings are sorted out according to the current national standard GB 50223 Standard for Classification of Seismic Protection of Buildings, basically, the remaining buildings may be subject to seismic fortification according to Category C buildings. The seismic fortification categories of buildings shall be classified into Category A, Category B, Category C, and Category D, based on the importance of the service functions. Category A buildings are those of great significance and possibly causing severe secondary disasters in earthquake; Category B buildings are those with service functions not interruptible or to be recovered as soon as possible in earthquake; Category C buildings are those not belonging to Category A, Category B or Category D; Category D buildings are secondary earthquake-resistant buildings. Category A buildings causes enormous social impact or economic loss after seismic damage. Severe secondary disasters refer to those possibly causing flood, fire, explosion, leakage of toxic or strongly corrosive substances, or other severe secondary disasters after seismic damage. Category B buildings cause great social impact or economic losses after seismic damage, including the significant lifeline engineering in a city, multi-storey large public buildings with thick stream of people, etc. The impact caused by the seismic damage to Category D buildings is inferior to Categories A, B and C buildings, and results in less social impact and economic loss. In general, they are single-storey warehouses storing low-value articles, with less personnel activity frequency, and causing no secondary disasters. All seismic measures and seismic checking must be carried out for the mechanical and electrical equipment of Category A buildings in Intensity 6 region and buildings in Intensity 7~9 region. For the mechanical and electrical equipment of buildings below Category A in Intensity 6 region, the seismic measures specified in corresponding clauses shall be carried out, while the seismic checking may be omitted. 2 Terms and Symbols 2.1 Terms 2.1.6 Seismic bracing is important seismic measure which provides effective protection to the mechanical and electrical equipment and pipes. As shown in Figure 1, it consists of anchor, reinforced hanger rod, structure connecting component (see Figure 2), and bracing component. 1—long screw; 2—equipment or pipe; 3—screw fastener; 4—C-shaped channel steel; 5—rapid structure connecting component; 6—structure connecting component Figure 1 Seismic Bracing 2.1.7 The lateral seismic bracing (see Figure 3) is used to defend against the lateral horizontal seismic force. 2.1.8 Longitudinal seismic bracing (see Figure 4) is used to defend against the longitudinal horizontal seismic force. 2.1.9 Single tube seismic bracing (see Figure 5) consists of a load-bearing hanger and bracing component. 2.1.10 Door-shaped seismic bracing (see Figure 6) consists of two or more load-bearing hangers, cross beam and bracing component. (a) Elevation (b) Plan (c) Isometric view (a) Elevation (b) Plan (c) Isometric view 1—seam; 2—bolt Figure 2 Structure Connecting Component 1—diagonal bracing; 2—structure connecting component; 3—anchor; 4—screw fastener; 5—load-bearing hanger rod; 6—pipe Figure 3 Lateral Seismic Bracing 1—diagonal bracing; 2—structure connecting component; 3—anchor; 4—screw fastener; 5—load-bearing hanger rod; 6—pipe Figure 4 Longitudinal Seismic Bracing 1—screw fastener; 2—dedicated channel steel; 3—pipe or device Figure 5 Single Tube Seismic Bracing 1—structure; 2—long nut; 3—long screw; 4—square gasket; 5—channel steel fastener; 6—expansion bolt; 7—seismic connection component; 8—channel steel; 9—rapid structure connecting component Figure 6 Door-shaped Lateral Seismic Bracing 3 Basic Requirements for Design 3.1 General Requirements 3.1.2 This clause specifies the arrangement of important equipment rooms of mechanical and electrical equipment. The important equipment rooms refer to fire pump room, domestic water pump room, boiler room, refrigerator room, heat exchange station, distribution substation, diesel generator room, communication room, fire control room, security monitoring room, etc. 3.1.6 This clause specifies the equipment needing no seismic fortification. The equipment greater than 1.8kN and needing seismic fortification shall include: 1 The equipment with gravity greater than 1.8kN for hanging pipe; 2 Domestic water pipe system and fire-fighting pipe system above DN65; 3 Duct system with rectangular section area greater than or equal to 0.38 m2 and circular diameter greater than or equal to 0.7m . 4 Electrical pipe with inner diameter greater than or equal to 60mm, as well as cable ladder, cable tray, and busway with gravity greater than or equal to 150N/m. 3.1.7 See Figures 7~13 for the root structure of seismic bracing, reinforced concrete structure and steel structure: 1—screw connector ; 2—anchor bolt; 3—C-shaped channel steel; 4—square gasket Figure 7 Root Structure of Hanger Rod (Reinforced Concrete Structure) 1—structure connecting component; 2—anchor bolt; 3—bolt; 4—c-shaped channel steel Figure 8 Root Structure of Structure Connecting Component (Reinforced Concrete Structure) 1—full-weld connection; 2—u-shaped connecting component Figure 9 Root Structure of Hanger Rod for Steel Beam (Steel Structure) 1—welding; 2—screw; 3—reinforced c-shaped channel steel Figure 10 Root Structure of Hanger Rod for C-Shaped Channel Steel (Steel Structure) 1—welding; 2—structure connecting component; 3—reinforced c-shaped channel steel Figure 11 Root Structure of Structure Connecting Component Used for C-shaped Channel Steel (Steel Structure) 1—structure connecting component Figure 12 Root Anchorage Structure of Structure Connecting Component Used for Steel Beam (Steel Structure) 1—structure connecting component Figure 13 Root Welding Structure of Structure Connecting Component Used for Steel Beam (Steel Structure) 3.1.8 Flexible connection or other connection modes (if the gas pipe passes through the seismic isolation layer, the valve and stop valve shall be set outdoors, and earthquake sensor shall be equipped) shall be adopted for mechanical and electrical equipment pipes which pass through the seismic isolation layer, so as to adapt to the horizontal displacement of seismic isolation layer under seismic action; and seismic support shall be arranged on both sides of seismic isolation layer. 3.1.9 Where the expansion bolt or bolt is used at the bottom of building mechanical and electrical equipment engineering facilities to fix with the structural slab, the specification and size of the anchor bolt shall be determined through calculation based on the tensile force and shear force it bears. See Figure 14 for the calculation diagram. 1 General Provisions 2 Terms and Symbols 2.1 Terms 3 Basic Requirements for Design 3.1 General Requirements 3.2 Site Influence 3.3 Earthquake Motion Influence 3.4 Calculation for Seismic Action 3.5 Aseismic Requirements for Building Mechanical and Electrical Equipment Engineering Facilities and Bracing 4 Water Supply and Drainage 4.1 Indoor Water Supply and Water Drainage 4.2 Outdoor Water Supply and Drainage of Building Quarters and Individual Buildings 5 HVAC 5.1 Heating, Ventilation and Air Conditioning Systems 5.2 Outdoor Thermal System 6 Gas 6.2 Gas System 7 Building Electricity 7.1 General Requirements 7.2 Settings of System and Equipment 7.4 Equipment Installation 7.5 Conductor Selection and Line Laying 8 Seismic Bracing 8.2 Calculation for Seismic Bracing 8.3 Design for Seismic Bracing 中华人民共和国国家标准 建筑机电工程抗震设计规范 GB 50981—2014 条文说明 制订说明 《建筑机电工程抗震设计规范》GB 50981—2014,经住房和城乡建设部2014年10月9日以公告585号批准、发布。 本规范编制过程中,编制组进行了广泛深入的调查研究,总结了我国建筑机电工程抗震的实践经验,同时参考了国外先进技术法规、技术标准,取得了建筑机电工程抗震的重要技术参数。 为便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用本标准时能够准确理解和执行条文规定,《建筑机电工程抗震设计规范》编制组按章、节、条顺序编制了本规范的条文说明,对条文规定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明。但是,本条文说明不具备与规范正文同等的法律效力,仅供使用者作为理解和把握规范规定的参考。 1 总 则 1.0.2为了保证消防系统、应急通信系统、电力保障系统、燃气供应系统等重要机电工程的震害可控制在局部范围内,避免造成次生灾害。 1.0.4本条文为强制性条文。根据现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011—2010中的第1.0.2条“抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑,必须进行抗震设计。”以及第3.7.1条“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。”此两条内容均为强制性条文。为了使建筑机电工程与建筑相协调一致,故作为强制性要求执行。 建筑机电工程抗震设计内容应包括地震作用计算和建筑机电设备支架、连接件或锚固件的截面承载力抗震验算,同时也包括按本规范采取相应的抗震措施,但不包括设备自身的抗震设计。 1.0.5根据现行国家标准《建筑抗震设防分类标准》GB 50223整理,列出了常见的抗震设防类别为甲类和乙类的建筑,除此之外,基本上可以按抗震设防类别为丙类的建筑进行抗震设防。建筑应根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁类四个抗震设防类别。 甲类建筑应属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑,乙类建筑应属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑,丙类建筑应属于除甲、乙、丁类建筑以外的建筑,丁类建筑应属于抗震次要建筑。甲类建筑在地震破坏后会产生巨大社会影响或造成巨大经济损失。严重次生灾害指地震破坏后可能引发水灾、火灾、爆炸、剧毒或强腐蚀性物质大量泄漏和其他严重次生灾害。乙类建筑属于地震破坏后会产生较大社会影响或造成相当大的经济损失,包括城市的重要生命线工程和人流密集的多层的大型公共建筑等。丁类建筑,其地震破坏不致影响甲、乙、丙类建筑,且社会影响和经济损失轻微。一般为储存物品价值低、人员活动少、无次生灾害的单层仓库等。 6度甲类及7度~9度的地区的建筑机电工程必须采取所有抗震措施并进行抗震验算,6度地区甲类以下的建筑机电工程也应按相应章节采取抗震措施,但可不进行抗震验算。 2术语和符号 2.1术 语 2.1.6抗震支吊架是对机电设备及管线进行有效保护的重要抗震措施,其构成(如图1)由锚固件、加固吊杆、抗震连接构件(如图2)及抗震斜撑组成。 图1抗震支吊架示意图 1—长螺杆;2—设备或管道等;3—螺杆紧固件;4—C形槽钢; 5—快速抗震连接构件;6—抗震连接构件 2.1.7侧向抗震支吊架(如图3)用以抵御侧向水平地震力作用。 2.1.8纵向抗震支吊架(如图4)用以抵御纵向水平地震力作用。 2.1.9单管(杆)抗震支吊架(如图5)是由一根承重吊架和抗震斜撑组成的抗震支吊架。 2.1.10 门型抗震支吊架(如图6)由两根及以上承重吊架和横梁、抗震斜撑组成的抗震支吊架。 (a)立面图 (b)平面图 (c)轴侧图 (a)立面图 (b)平面图 (c)轴侧图 图2抗震连接构件示意图 1—缝隙;2—螺栓 图3侧向抗震支吊架示意图 1—斜撑;2—抗震连接构件;3—锚固件;4—螺杆紧固件; 5—承重吊杆;6—管道 图4纵向抗震支吊架示意图 1—斜撑;2—抗震连接构件; 3—锚固件;4—螺杆紧固件; 5—承重吊杆;6—管道 图5单管(杆)抗震支吊架示意图 1—螺杆紧固件;2—专用槽钢; 3—管道或设备 图6 门型侧向抗震支吊架示意图 1—结构体;2—长螺母;3—长螺杆;4—方垫片;5—槽钢紧固件; 6—膨胀螺栓;7—抗震连接构件;8—槽钢;9—快速抗震连接构件 3设计基本要求 3.1一般规定 3.1.2本条对机电工程重要机房的设置要求作出了规定。所谓机电工程重要机房,如消防水泵房、生活水泵房、锅炉房、制冷机房、热交换站、配变电所、柴油发电机房、通信机房、消防控制室、安防监控室等。 3.1.6本条对不需抗震设防的设备作出了规定,对于需进行抗震设防的大于1.8kN的设备应主要包含以下内容: 1悬吊管道中重力大于1.8kN的设备; 2 DN65以上的生活给水、消防管道系统; 3矩形截面面积大于等于0.38m2和圆形直径大于等于0.7m的风管系统; 4对于内径大于等于60mm的电气配管及重力大于等于150N/m的电缆梯架、电缆槽盒、母线槽。 3.1.7抗震支吊架与钢筋混凝土结构和钢结构的根部构造如图7~图13所示: 最小 图7 吊杆根部构造示意图(钢筋混凝土结构) 1—螺杆连接件;2—锚栓;3—C形槽钢;4—方垫片 最小 图8抗震连接构件根部构造示意图(钢筋混凝土结构) 1—抗震连接件;2—锚栓;3—螺栓;4—C形槽钢 图9作用于钢梁的吊杆根部构造示意图(钢结构) 1—满焊连接;2—U形连接构件 图10作用C形槽钢的吊杆根部构造示意图(钢结构) 1—焊接连接;2—螺杆;3—加强型C形槽钢 图11作用C形槽钢抗震连接构件根部构造示意图(钢结构) 1—焊接连接;2—抗震连接构件;3—加强型C形槽钢 图12作用于钢梁的抗震连接构件根部锚固连接构造示意图(钢结构) 1—抗震连接构件 图13作用于钢梁的抗震连接构件根部焊接连接构造示意图(钢结构) 1—抗震连接构件 3.1.8穿过隔震层的建筑机电工程管道,应采用柔性连接或其他方式(如燃气管道穿越隔震层时应在室外设置阀门和切断阀并应设置地震感应器),以适应隔震层在地震作用下的水平位移,并应在隔震层两侧设置抗震支架。 3.1.9建筑机电工程设施底部采用膨胀螺栓或螺栓固定结构楼板上时,地脚螺栓的规格尺寸应根据其所承受的拉力和剪力计算确定,计算简图如图14。 图14设备顶部无连接结构件支撑加固的地脚螺栓计算简图 1—地脚螺栓 1 地脚螺栓的拉力,应按下式计算: (1) 式中:N1——地脚螺栓的拉力(N); γEh——地震作用分项系数,取1.3; FH——水平地震作用标准值(N); hG——设备重心高度(mm); G——非结构构件的重力(N); nt——设备倾倒时,承受拉力一侧的锚固螺栓总数; L——螺栓间距(mm); Ntb——每个螺栓的受拉承载力设计值(N/mm2)。 2地脚螺栓的剪力,应按下式计算: (2) 式中:Nv——地脚螺栓的剪力(N); n——地脚螺栓的数量。 根据上式计算出的Nv和Nt值,还应满足下列公式的要求: Nv≤Nvb (3) Nv≤Ncb (4) (5) 式中:Nvb——每个螺栓的受剪承载力设计值(N/mm2); Ncb——每个螺栓的承压承载力设计值(N/mm2)。 对于无法用螺栓与地面连接的建筑机电工程设施,应用L形抗震防滑角铁进行限位。防滑铁件板厚和螺栓直径的计算简图如图15所示。 图15 L形抗震防滑铁件计算简图 1)防滑铁件的板厚,应按下式计算: (6) 式中:t——防滑铁件的板厚(mm); l1——防滑铁件的长度(mm); l2——防滑铁件受力点到底面的高度(mm),在设备底部以下的部位有线形(指轮廓线)的突出部分时,l2可从突出部分的底部算起; d0——螺栓孔直径(mm); Ns——设备一侧的防滑铁件的数量; f——钢材的抗弯强度设计值(N/mm2); m——每个防滑铁件上的锚固螺栓数量。 2)螺栓的剪力应按下式计算: Nv=γEh·FH/(m·Ns) (7) 3)螺栓的拉力应按下式计算: Nt=γEh·FH·l2/(l4·m·Ns) (8) 式中:l4——防滑铁件螺栓孔中心至外边的距离。 根据上式计算出的Nv和Nt值,还应满足公式(3)~(5)的要求。 3.2场地影响 3.2.1、3.2.2建筑的场地类别,应该根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度划分为四类,具体由岩土工程勘察单位进行工程勘察后确定。 抗震构造措施不同于抗震措施,二者的区别见现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011—2010第2.1.10条和第2.1.11条。本规范对I类场地,仅降低抗震构造措施,不降低抗震措施中的其他要求。对Ⅲ类、Ⅳ类场地仅提高抗震构造措施,不提高抗震措施中的其他要求。 历次大地震的经验表明,同样或相近的建筑,建造于I类场地时震害相对较轻,建造于Ⅲ类、Ⅳ类场地震害较重。Ⅱ类场地不用调整。 关于场地分类可参照现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011—2010第4.1.6条的规定。 3.3地震影响 3.3.3建筑设备支架(或连接件)的基本自震周期可按下式计算: (9) 式中:T——体系(结构)自震周期; Geq——等效总重力荷载代表值(包括质点处的重力荷载代表值和折算的支架或连接件结构的自重); g——重力加速度; K——支架(连接件)结构的侧移刚度,取施加于质点上的水平力与它产生的侧移之比。除考虑自身材料性质外,应根据其支承点的实际连接状态,分别采用刚接、铰接、弹性连接或滑动连接等简化的力学模型计算。 3.4地震作用计算 3.4.1建筑附属机电设备进行抗震验算时采用的功能系数可按表1和表2选用: 表1建筑非结构构件的功能系数 构件、部件名称 功能系数 乙类 丙类 非承重外墙: 围护墙 玻璃幕墙等 1.4 1.4 1.0 1.4 连接: 墙体连接件 饰面连接件 防火顶棚连接件 非防火顶棚连接件 1.4 1.0 1.0 1.0 1.0 0.6 1.0 0.6 附属构件: 标志或广告牌等 1.0 1.0 高于2.4m储物柜支架: 货架(柜)文件柜 文物柜 1.0 1.4 0.6 1.0 表2不同性能状况下建筑非结构构件功能系数选取建议 性能水准 功能描述 变形指标 高要求 外观可能损坏,不影响使用和防火能力,安全玻璃开裂;使用、应急系统可照常运行 可经受相连结构构件出现1.4倍的建筑构件、设备支架设计挠度。功能系数≥1.4 中等要求 可基本正常使用或很快恢复,耐火时间减少1/4,强化玻璃破碎;使用系统检修后运行,应急系统可照常运行 可经受相连结构构件出现1.0倍的建筑构件、设备支架设计挠度。功能系数取1.0 一般要求 耐火时间明显减少,玻璃掉落,出口受碎片阻碍;使用系统明显损坏,需要修理才能恢复功能,应急系统仍可基本运行 只能经受相连结构构件出现0.6倍的建筑构件、设备支架设计挠度。功能系数取0.6 3.4.3本条对于大于1.8kN的设备参照本规范第3.1.6条的规定执行。 3.4.4计算建筑附属机电设备自振周期时,一般采用单质点模型。对于支承条件复杂的机电设备,其计算模型应符合相关设备标准的要求。条文中建筑机电设备的重力大于所在楼层重力的10%时一般是指高位水箱、出屋面的大型塔架等。 3.4.5位置系数:凡采用时程分析法补充计算的建筑,应按时程分析法计算结果调整顶点的取值(取顶部与底部地震绝对加速度反应的比值)。 对特别不规则的建筑、甲类建筑和表3所列高度范围的高层建筑,结构的抗震设计应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算。 表3采用时程分析法的房屋高度范围 烈度、场地类别 房屋高度范围(m) 8度I类、Ⅱ类场地和7度 >100 8度Ⅲ类、Ⅳ类场地 >80 9度 >60 3.4.7楼面反应谱计算的基本方法是随机振动法和时程分析法,当非结构构件的材料与主体结构体系相同时,可直接利用一般的时程分析软件得到;当非结构构件的重力很大,或其材料阻尼特性与主体结构明显不同,或在不同楼层上有支点,需采用能考虑这些因素的技术软件进行计算。通常将建筑机电工程设施或构件简化为支承于结构的单质点体系,对支座间有相对位移的建筑机电工程设施或构件则采用多支点体系,按相应方法计算。 建筑机电工程设施或构件的楼面反应谱值,取决于设防烈度、场地条件、建筑机电工程设施或构件与结构体系之间的周期比、质量比和阻尼,以及建筑机电工程设施或构件在结构的支承位置、数量和连接性质。 3.5 建筑机电工程设施和支吊架抗震要求 建筑机电工程设施与结构体系的连接构件和部件,在地震时造成破坏的原因主要是:①电梯配重脱离导轨;②支架间相对位移导致管道接头损坏;③后浇基础与主体结构连接不牢或固定螺栓强度不足造成设备移位或从支架上脱落;④悬挂构件强度不足导致电气灯具坠落;⑤不必要的隔振装置,加大了设备的振动或发生共振,反而降低了抗震性能等。 3.5.4在设防烈度地震下需要连续工作的建筑机电工程设施包括应急配电系统、消防报警及控制系统、防排烟系统、消防灭火系统、通信系统等。 3.5.5侧向支撑保护管线不会产生侧向位移,纵向支撑则保护管线不会产生纵向位移。 4给水排水 4.1室内给水排水 4.1.1本条对多层、高层建筑及不同设防烈度的建筑的室内给水、排水用管材及其连接方式的选择分别作出了规定。除高层建筑及设防烈度为9度的建筑的给水、热水、污废水排水干管、立管的管材有特殊要求外,其他建筑的所有给水、排水用管材均按现行国家标准《建筑给水排水设计标准》GB 50015的要求选用。 高层建筑及9度地区建筑采用的排水管是适用于建筑排水柔性抗震接口铸铁管及管件,其产品标准为国家现行标准《建筑排水柔性接口承插式铸铁管及管件》CJ/T 178—2013。 4.1.2本条的第1款、第4款、第5款、第6款规定了给水、排水立管,穿越抗震缝、内墙、楼板、地下室外墙、基础的管段应采取相应的抗震措施,这些措施中的大部分内容在常规设计中也需采用。 第1款中抗震动措施可采用设波纹管伸缩节等方式。 第2款规定8度、9度的高层建筑给水系统不宜采用减压阀串联分区供水的方式,以免供水总立管故障时同时影响几个分区的供水。 第3款明确了给水、热水和消防管道设置抗震支承的条件及设置要求。对于要求设置防晃支架的高压消防管道,由于抗震支承与防晃支架功能类似,为了避免重复设置又保证使用安全,本款规定了在重复处可只设抗震支承。 第6款规定管道穿地下室外墙或基础处的室外部位宜设置波纹管伸缩节,是为防止地震时管道断裂。但埋地的波纹管伸缩节应加设套管保护或采用直埋地专用产品。 4.1.3本条对室内给水排水设备、构筑物、设施的选型及抗震固定作了下列规定: 第1款规定金属、玻璃钢制品的生活、消防给水箱宜用圆形或方形水箱,这两种水箱应力分布较均匀,整体性好,即抗震性能较好。 第2款规定低位生活贮水池(箱)、消防水池、低区水泵房等设施、构筑物及设备间等宜布置在地下室或底层。即有地下室时宜布置在地下室,无地下室时宜布置在底层,这样,地震时,对其造成的破坏相对轻,次生灾害小,且易于修复。 第3款规定了高层建筑的中间水箱(池)、高位水箱(池)及机房应(或宜)靠建筑物中心布置。目的是地震时减少水箱等偏离中心造成的偏心力矩,减少水箱等的位移,以及减少因此造成的次生灾害。 第4款规定设备、设施、构筑物周围应有足够的检修空间,尤其是与其连接的进、出水管等部位应有一定的空间,以保证地震时连接管件等破坏能及时修复。 第5款规定给水水箱、水加热器等运行时不产生振动的设备、设施的基础底座或本体应与结构底板、楼板牢固固定,以防地震时倾斜、倾倒,做法参见图16、图17。 图16给水水箱、水箱基础与楼板或底板连接示意 1—给水水箱;2—固定角钢;3—地脚螺栓;4—基础;5—底板或楼板;6—连接钢筋 图17水加热器、基础与楼板或地板连接示意 1—地脚螺栓;2—水加热器;3—设备基础;4—连接钢筋;5—底板或楼板 第6款规定了设防烈度为8度、9度时,水泵等运行中有振动的设备应设防振基础及限位器固定,如图18所示。 图18水泵限位器布置 1—电机;2—水泵;3—钢筋混凝土基座;4—限位器;5—橡胶隔振垫;6—楼(地)板;7—固定螺栓;8—底钢板(焊于角钢上);9—顶钢板(焊于角钢上) 4.2建筑小区、单体建筑室外给水排水 4.2.1现行国家标准《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》GB 50032中对室外给排水管道构筑物等的抗震设计有详细规定,建筑小区及单体建筑的室外给排水管道的管道系统、敷设方式及室外水池、水塔、水泵房等设置与市政室外给水排水系统基本一致,因此,除本节另有规定的条款外,其他抗震设计内容均可按该规范执行。 4.2.2本条对室外给水排水管材作出了规定。其中第1款~第3款分别规定给水、热水、消防给水管管材,选材的原则一是选择强度高、防腐并具有一定延性的金属管或塑料与金属复合管,二是当给水管选用球墨铸铁管时,因其延性较差,应该采用橡胶圈密封之类的柔性接口连接。 第4款规定了排水管用管材及应采用柔性接口的连接方式,禁止采用陶土管、石棉水泥管等刚度差、延性差的管材。 第5款规定了7度、8度且地基土为可液化地段的室外埋地给水、排水管道不得采用塑料管,因这种地段地震时饱和水可能液化,温度很高,塑料管易熔化或破坏。9度的地区,因其地震时破坏力大也作同类规定。 4.2.3本条对管道的布置与敷设作出了具体规定: 第1款规定室外生活给水、消防给水管宜采用埋地敷设或管沟敷设,并应避开高坎、深坑和崩塌滑坡地段,这样可以减少地震力引起的管道破坏。本款还对建筑小区、建筑室外给水干管的环状布置及引入管的根数等提出了具体要求,以尽量保证地震时的生活与消防供水。 第2款规定室外热水管的敷设与布置除有部分同室外给水管外,还规定了当设防烈度为9度时,宜采取管沟敷设,结合管道防伸缩采取抗震防变形措施(如设伸缩节)、保温材料应具有柔性等,这些特殊要求都是依据热水管自身的特点而提出的。 第3款规定大型建筑小区,即建筑面积大、占地面大的建筑小区的排出管宜采用两条或多条,并在有条件时,(如具有两条排出管相距不远,且管底标高相近等条件)应增设连通管。对于雨水排水管,如出口处有小河或水体时亦应设置事故排出口。 4.2.4~4.2.6对建筑小区室外设置的水池、水塔、水泵房等主要构筑物的形式、布置及配管作出了规定。 规定了水池、水塔应采用钢筋混凝土结构和相应的几何形状,水池、水塔的进、出水不应共管,所有连接管不应采用塑料管材,配管与水池、水塔之连接均应采用柔性连接管件。还规定了水塔距其他建筑物的最小距离,以防其倒塌时破坏附近建筑物及人身安全。 对室外水泵房作了毗邻水池、缩短连接管道的规定,并要求泵房内的管道应有牢靠的横向支撑,沿墙敷设管道应作支架和托架,避免晃动。 5 暖通空调 5.1供暖、通风与空气调节系统 5.1.1 供暖、通风与空气调节管材选用按现行国家规范标准《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB 50242和《通风与空调工程施工规范》GB 50738的规定执行。 5.1.2抗震缝两侧主体结构位移不一致,对管道产生应力破坏,管道柔性接头门型弯头和伸缩节,可以吸纳应力变形。 5.1.4本条为强制性条文。地震灾害极易伴随火灾发生,防排烟系统是为了保障人员安全疏散的措施之一,要求防排烟设备和管道与建筑主体紧固固定,避免因地震晃动等造成的脱落等破坏。 地震也容易导致建筑内使用有危害气体的场所发生泄漏事故,对人员产生危害,要求事故通风系统在建筑主体未发生坍塌时,能够迅速恢复运转把有害气体排出室外,避免二次危害。 防排烟风道、事故通风风道及其设备的支吊架严格采用具有抗震功能的支吊架,按技术要求采购及安装。 5.1.5本条对供暖、通风与空气调节设备、构筑物、设施的选型、布置与固定提出了具体要求。 第1款燃料自身发生泄漏对建筑内人员带来危险,有压锅炉及连接管道等破坏也会导致二次危害,锅炉房宜在主体之外独立建设。当布置在非独立建筑物内应满足现行国家标准《锅炉房设计规范》GB 50041、《建筑设计防火规范》GB 50016、《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045的有关规定。 第3款制冷机房、换热站等站房中的设备质量较大,重心越低,地震位移越小,导致的破坏也越低。 第5款运转时不产生振动的设备、设施,与主体结构应采用刚性连接,地震时与主体不产生位移,连接管道用柔性接头,可减少因管道位移产生的应力破坏。 第6款运转时产生振动的设备、设施,在防震基础的四周及上侧,设刚性限位设施,对位移加以约束。连接管道用柔性接头,可减少因管道和设备、设施相对位移产生的应力破坏。 5.2室外热力系统 5.2.3第4款建筑物内热力系统在地震导致破坏后,在室外能方便地切断热力供应,减少对室外热力管网上其他用户的影响。 第8款要求在断裂带两侧的管道上,距断裂带有一定的距离应设置紧急关断阀。 6燃 气 6.2燃气系统 6.2.2本条规定了引入管阀门布置的要求。规定“对重要用户应在室外另设阀门”,这是为了万一在用气房间发生事故时,能在室外比较安全地迅速切断燃气,有利于保证用户的安全。重要用户系指:国家重要机关、宾馆、大会堂、大型火车站和其他重要建筑物等,具体设计时还应听取当地主管部门的意见予以确定。 6.2.3北京、上海等大城市的部分建筑物设置了隔震层,对燃气管道要求为“地震情况下仍要保证燃气不发生泄漏、地震位移量要求考虑360°的位移量”。 因此,为了使燃气管道在发生地震时能够缓冲防震层与基础构造物之间产生的最大变位量,除了根据管径来设置柔性连接,并在通过防震层的燃气管道前后设置固定支架外,还在室外设置阀门和切断阀,同时设地震感应器,是为了万一在发生地震时,能在室外比较安全地迅速切断燃气,有利于保证用户的安全。 本条主要是根据日本《燃气抗震设计》和国内实际做法规定的。 6.2.5高层建筑物立管的自重和热胀冷缩产生的推力,在管道固定支架和活动支架设计、管道补偿设计上是必须要考虑的,否则燃气管道可能出现变形、折断等安全问题。 6.2.6室内燃气管道在设计时必须考虑工作温度下的极限变形,否则会使管道热胀冷缩造成扭曲、断裂,一般可以采用室内管道的安装条件做自然补偿。当自然条件不能调节时,必须采用补偿器补偿。 6.2.7室内燃气水平干管尽量不穿建筑物的沉降缝,但有时不可避免,故规定为不宜。穿过时应采取保护措施。 6.2.8主要是根据日本《超高层建筑物燃气抗震设计》和国内实际做法规定的。 7 电 气 7.1一般规定 7.1.1 重要的电力设施是指地震时或地震后需要迅速运行的电力保障系统、消防系统和应急通信系统。 7.2 系统和装置的设置 7.2.2本条的规定是为了避免输送线路遭到破坏引起断电。 7.2.3当大楼没有遭倒塌性破坏的情况下,消防系统仍应能正常工作。 7.2.5一旦通信、供电遭到损坏,能短时间内迅速恢复。 7.2.6本条对电梯设计提出了要求。第2款中在电梯高速运行时,如果大楼的晃动大于150mm,电梯的钢缆就会因时紧时松的受力不均受到伤害,并造成危险。 7.4设备安装 7.4.1本条对柴油发电机安装设计提出了具体要求: 第1款震动隔离装置可采用减震器、防震橡胶或弹簧型装置。 第2款隔离震动,对机组或其他设备造成的损坏而采取必要措施。 第3款设备在安装前应验算地脚螺栓承载能力,防止因震动而松动影响机组正常工作。 7.4.4本条对配电箱(柜)、通信设备的安装设计提出了具体要求。设备的安装螺栓或焊接强度应根据不同的楼层验算其螺栓抗震要求。元器件安装之间应留有余量,防止地震时相互碰撞。 7.4.5安装在桌面上的设备应根据设防程度不同而采取相应的 8抗震支吊架 8.2抗震支吊架计算 8.2.5抗震支吊架构件所选节点大样的各构件标称负荷均不得低于该节点设计地震力作用负荷。当抗震连接部件选定后,应绘制安装节点详图。详图包括:抗震节点图纸编号、抗震构件名称或编号、抗震构件数量等内容。 在选择抗震支吊架类型后,应根据抗震支吊架自身荷载进行抗震支撑节点验算,并调整抗震支吊架间距,直至各点均满足抗震荷载要求,验算公式参照本规范第3.4节。当αEk计算值小于0.5时,按0.5取值。如图纸变更必须有设计人员经过验算之后方可变更。具体验算步骤及内容如下: 1逐点划分各抗震支吊架重力荷载范围,并计算建筑机电工程设施水平地震作用标准值F及建筑机电工程设施或构件内力组合设计值S。当计算干管侧向支吊架重力荷载时应将下一级支管同向重力荷载计算在内; 2斜撑及抗震连接构件的强度验算; 3吊杆的强度验算; 4斜撑及吊杆的长细比验算; 5各锚固体的强度验算,包括斜撑锚栓、吊杆锚栓等; 6管束的强度验算。 8.3抗震支吊架设计 8.3.1每段水平直管道应在两端设置侧向抗震支吊架(图19)。 8.3.2当两个侧向抗震支吊架间距大于最大设计间距时,应在中间增设侧向抗震支吊架。例如:刚性连接金属管道长为24m,侧向抗震支吊架最大间距12m。首先于两端加设侧向支撑,再依次按12m设置侧向支撑(图20)。 水平直管道 图19水平直管段抗震支吊架设置 1—抗震支吊架 管道长度24m 图20水平直管段中部增设抗震支吊架示意 1—抗震支吊架 8.3.3每段水平直管道应至少设置一个纵向抗震支吊架,当两个纵向抗震支吊架距离大于最大设计间距时,应按本规范第 8.2.3条要求间距依次增设纵向抗震支吊架。例如:刚性连接金属管道长为36m,按最大24m的间距依次设置纵向支撑,直至所有支撑间距均满足要求(图21)。 最大纵向间距24m 水平直管长36m 图21水平直管段纵向抗震支吊架设置示意 1—抗震支吊架;2—纵向抗震支吊架 8.3.5刚性连接的水平管道,两个相邻的加固点间允许纵向偏移,水管及电线套管不得大于最大侧向支吊架间距的1/16,风管、电缆梯架、电缆托盘和电缆槽盒不得大于其宽度的两倍(图22)。 图22 刚性连接水平管道纵向偏移示意 1—抗震支吊架 8.3.6水平管线在转弯处0.6m范围内设置侧向抗震支吊架。若斜撑直接作用于管线,其可作为另一侧管线的纵向抗震支吊架(图23)。例如:纵向抗震支吊架最大间距24m,侧向抗震支吊架最大间距12m,则双向抗震支吊架距下一纵向抗震支吊架间距为: m。 小于0.6m 最大纵向间距18.6m 图23水平管线转弯时抗震支吊架设置示意 1—侧向抗震支吊架;2—抗震支吊架;3—纵向抗震支吊架 8.3.7当水平管线通过垂直管线与地面设备连接时,管线与设备之间应采用柔性连接,水平管线距垂直管线600mm范围内设置侧向支撑,垂直管线底部距地面大于0.15m应设置抗震支撑(图24)。 8.3.9要求不得将抗震支吊架安装于非结构主体部位,如轻质墙体等。 8.3.14 当立管通过套管穿越结构楼层时,套管可限制立管在水平方向的位移,可作为水平方向的四向抗震支撑使用。管道中的附件如阀门等,当其质量大于25kg时,为保证系统的安全性,应设置侧向及纵向抗震支吊架。 小于0.6m 大于0.15m应在地面上设置抗震支吊架 图24管线与设备连接时抗震支吊架设置示意 1—侧向抗震支吊架;2—柔性连接;3—地面设备;4—抗震支吊架 |
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