建筑机电工程抗震支架设计规范GB-50981-2014

1、总则1总则1.0.1为贯彻执行《中华人民共和国建筑法》和《中华人民共和国防震减灾法》，实行以“预防为主”的方针，使建筑给水排水、供暖、通风、空调、燃气、热力、电力、通讯、消防等机电工程经抗震设防后，减轻地震破坏，防止次生灾害，避免人员伤亡，减少经济损失，做到安全可靠、技术先进、经济合理、维护管理方便，制定本规范。1.0.2本规范适用于抗震设防烈度为6度至9度的建筑机电工程抗震设计，不适用于抗震设防烈度大于9度或有特殊要求的建筑机电工程抗震设计。1.0.3按本规范进行的建筑机电工程设施抗震设计应达到下列要求：1当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，机电工程设施一般不受损坏或不需修理可继续运行；2当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时，机电工程设施可能损坏经一般修理或不需修理仍可继续运行；3当遭受高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震影响时，机电工程设施不至于严重损坏，危及生命。1.0.4抗震设防烈度为6度及6度以上地区的建筑机电工程必须进行抗震设计。1.0.5对位于抗震设防烈度为6度地区且除甲类建筑以外的建筑机电工程，可不进行地震作用计算。注：本规范以下条文中，一般略去“抗震设防烈度”表叙字样，对“抗震设防烈度为6度、7度、8度、9度”简称为“6度、7度、8度、9度”。1.0.6建筑机电工程抗震设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。2、术语和符号2.1术语2.1.1抗震设防烈度seismicprecautionaryintensity按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。一般情况，取50年内超越概率10％的地震烈度。2.1.2抗震设防标准seismicprecautionarycriterion衡量抗震设防要求高低的尺度，由抗震设防烈度或设计地震动参数及建筑抗震设防类别确定。2.1.3地震作用earthquakeaction由地震动引起的结构动态作用，包括水平地震作用和竖向地震作用。2.1.4建筑机电工程设施buildingmechanicalandelectricalequipmentengineeringfacilities为建筑使用功能服务的附属机械、电器构件、部件和系统。主要包括电梯，照明系统和应急电源，通信设备，管道系统，供暖和空气调节系统，火灾报警和消防系统，共用天线等。2.1.5抗震支承seismicsupport由锚固体、加固吊杆、斜撑和抗震连接构件组成的构件。2.1.6抗震支吊架seismicbracing与建筑结构体牢固连接，以地震力为主要荷载的抗震支撑设施。由锚固体、加固吊杆、抗震连接构件及抗震斜撑组成。2.1.7侧向抗震支吊架lateralseismicbracing斜撑与管道横截面平行的抗震支吊架。2.1.8纵向抗震支吊架longitudinalseismicbracing斜撑与管道横截面垂直的抗震支吊架。2.1.9单管(杆)抗震支吊架singletubeseismicbracing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door-shapedseismicbracing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。2.1.11设计基本地震加速度designbasicaccelerationofgroundmotion50年设计基准期超越概率10％的地震加速度的设计取值。2.1.12设计特征周期designcharacteristicperiodofgroundmotion抗震设计用的地震影响系数曲线中，反映地震震级、震中距和场地类别等因素的下降段起始点对应的周期值。2.2符号2.2.1作用和作用效应F——沿最不利方向施加于机电工程设施重心处的水平地震作用标准值；G——非结构构件的重力；SGE——重力荷载代表值的效应；SEhk——水平地震作用标准值的效应；S——机电工程设施或构件内力组合的设计值。2.2.2抗力和材料性能R——构件承载力设计值；[θe]——弹性层间位移角限值；βs——建筑机电工程设施或构件的楼面反应谱值。2.2.3几何参数h——计算楼层层高；l——水平管线侧向及纵向抗震支吊架间距；l0——抗震支吊架的最大间距；L——距下一纵向抗震支吊架间距；L1——纵向抗震支吊架间距；L2——侧向抗震支吊架间距。2.2.4计算系数γ——非结构构件功能系数；η——非结构构件类别系数；ξ1——状态系数；ξ2——位置系数；αmax——地震影响系数最大值；γG——重力荷载分项系数；γEh——水平地震作用分项系数；αEk——水平地震力综合系数；k——抗震斜撑角度调整系数。3、设计基本要求3.1一般规定3.1.1建筑机电工程设施与建筑结构的连接构件和部件的抗震措施应根据设防烈度、建筑使用功能、建筑高度、结构类型、变形特征、设备设施所处位置和运行要求及现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的有关规定，经综合分析后确定。3.1.2建筑机电工程重要机房不应设置在抗震性能薄弱的部位；对于有隔振装置的设备，当发生强烈振动时不应破坏连接件，并应防止设备和建筑结构发生谐振现象。3.1.3建筑机电工程设施的支、吊架应具有足够的刚度和承载力，支、吊架与建筑结构应有可靠的连接和锚固。3.1.4建筑机电工程管道穿越结构墙体的洞口设置，应尽量避免穿越主要承重结构构件。管道和设备与建筑结构的连接，应能允许二者间有一定的相对变位。3.1.5建筑机电工程设施的基座或连接件应能将设备承受的地震作用全部传递到建筑结构上。建筑结构中用以固定建筑机电工程设施的预埋件、锚固件，应能承受建筑机电工程设施传给主体结构的地震作用。3.1.6建筑机电工程设施抗震设计应以建筑结构设计为基准，对与建筑结构的连接件应采取措施进行设防。对重力不大于1.8kN的设备或吊杆计算长度不大于300mm的吊杆悬挂管道，可不进行设防。3.1.7抗震支、吊架与钢筋混凝土结构应采用锚栓连接，与钢结构应采用焊接或螺栓连接。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，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应与地面牢固固定。对于8度及8度以上的抗震设防，膨胀螺栓或螺栓应固定在垫层下的结构楼板上。对于无法用螺栓与地面连接的建筑机电工程设施，应用L型抗震防滑角铁进行限位。3.2场地影响3.2.1建筑场地为Ⅰ类时，甲、乙类建筑的建筑机电工程应按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施；丙类建筑的建筑机电工程可按本地区抗震设防烈度降低一度的要求采取抗震构造措施，但6度时仍应按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施。3.2.2建筑场地为Ⅲ、Ⅳ类时，对设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区，各类建筑机电工程宜分别按8度(0.20g)和9度(0.40g)的要求采取抗震构造措施。3.3地震影响3.3.1建筑机电工程所在地区遭受的地震影响，其抗震设防烈度可按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的有关规定选用，并可采用相应于抗震设防烈度的设计基本地震加速度和设计特征周期。对已编制抗震设防区划的城市，可按批准的抗震设防烈度和对应的地震动参数进行抗震设防。3.3.2抗震设防烈度和设计基本地震加速度取值的对应关系，应符合表3.3.2的规定。设计基本地震加速度为0.15g和0.30g地区内的建筑机电工程，除本规范另有规定外，应分别按7度和8度的要求进行抗震设计。注：g为重力加速度。3.3.3建筑结构的设计特征周期应根据其所在地的设计地震分组和场地类别确定，设计特征周期值应按表3.3.3的规定采用。3.3.4我国主要城镇中心地区的抗震设防烈度、设计基本地震加速度值和所属的设计地震分组，可按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的有关规定选用。3.3.5建筑机电工程设备的水平地震影响系数最大值应按表3.3.5采用，当建筑结构采用隔震设计时，应采用隔震后的水平地震影响系数最大值。注：括号中数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区。3.4地震作用计算3.4.1建筑机电工程设备应根据所属建筑抗震要求、所属部位采用不同功能系数、类别系数进行抗震计算，建筑机电设备构件的类别系数和功能系数可按表3.4.1的规定确定，并应符合下列规定：1高要求时，外观可能损坏但不影响使用功能和防火能力，可经受相连结构构件出现1.4倍以上设计挠度的变形，其功能系数应大于等于1.4；2中等要求时，使用功能基本正常或可很快恢复，耐火时间减少1／4，可经受相连结构构件出现设计挠度的变形，其功能系数应取1.0；3一般要求时，多数构件基本处于原位，但系统可能损坏，需修理才能恢复功能，耐火时间明显降低，只能经受相连结构构件出现0.6倍设计挠度的变形，其功能系数应取0.6。3.4.2当计算两个连接在一起、抗震措施要求不同的建筑机电设备时，应按较高要求进行抗震设计。建筑机电设备连接损坏时，不应引起与之相连的有较高要求的机电设备失效。3.4.3下列建筑机电设备应进行抗震验算：17度～9度时，电梯提升设备的锚固件、高层建筑上的电梯构件及其锚固；27度～9度时，建筑机电设备自重大于1.8kN或其体系自振周期大于0.1s的设备支架、基座及其锚固。3.4.4建筑机电工程的地震作用计算方法，应符合下列规定：1各构件和部件的地震力应施加于其重心，水平地震力应沿任一水平方向；2建筑机电工程自身重力产生的地震作用可采用等效侧力法计算；对支承于不同楼层或防震缝两侧的建筑机电工程，除自身重力产生的地震作用外，尚应同时计算地震时支承点之间相对位移产生的作用效应；3建筑机电设备(含支架)的体系自振周期大于0.1s，且其重力大于所在楼层重力的1％，或建筑机电设备的重力大于所在楼层重力的10％时，宜进入整体结构模型进行抗震计算，也可采用楼面反应谱方法计算。其中，与楼盖非弹性连接的设备，可直接将设备与楼盖作为一个质点计入整个结构的分析中得到设备所受的地震作用。3.4.5当采用等效侧力法时，水平地震作用标准值宜按下式计算：式中：F——沿最不利方向施加于机电工程设施重心处的水平地震作用标准值；γ——非结构构件功能系数，按本规范第3.4.1条执行；η——非结构构件类别系数，按本规范第3.4.1条执行；ξ1——状态系数；对支承点低于质心的任何设备和柔性体系宜取2.0，其余情况可取1.0；ξ2——位置系数，建筑的顶点宜取2.0，底部宜取1.0，沿高度线性分布；对结构要求采用时程分析法补充计算的建筑，应按其计算结果调整；αmax——地震影响系数最大值；可按本规范第3.3.5条中多遇地震的规定采用；G——非结构构件的重力，应包括运行时有关的人员、容器和管道中的介质及储物柜中物品的重力。3.4.6建筑机电工程设施或构件因支承点相对水平位移产生的内力，可按该构件在位移方向的刚度乘以规定的支承点相对弹性水平位移计算，并应符合下列规定：1建筑机电工程设施或构件在位移方向的刚度，应根据其端部的实际连接状态，分别采用刚性连接、铰接、弹性连接或滑动连接等简化的力学模型；2分段防震缝两侧的相对水平位移，宜根据使用要求确定；相邻楼层的相对弹性水平位移△u，应按下式计算：式中：[θe]——弹性层间位移角限值，宜按表3.4.6采用；h——计算楼层层高(m)。3.4.7当采用楼面反应谱法时，建筑机电工程设施或构件的水平地震作用标准值宜按下式计算：式中：βs——建筑机电工程设施或构件的楼面反应谱值。3.5建筑机电工程设施和支吊架抗震要求3.5.1建筑机电工程设施的地震作用效应(包括自身重力产生的效应和支座相对位移产生的效应)和其他荷载效应的基本组合，应按下式计算：式中：S——机电工程设施或构件内力组合的设计值，包括组合的弯矩、轴向力和剪力设计值；γG——重力荷载分项系数，一般情况取1.2；γEh——水平地震作用分项系数，取1.3；SGE——重力荷载代表值的效应；SEhk——水平地震作用标准值的效应。3.5.2建筑机电工程设施构件抗震验算时，摩擦力不得作为抵抗地震作用的抗力；承载力抗震调整系数，可采用1.0，并应满足下式要求：式中：R——构件承载力