文章摘要:在建筑抗震领域,抗震支架作为一种关键的抗震手段应运而生。它虽看似不起眼,却在地震发生时默默承担起保护建筑机电系统的重任,为减少灾害损失发挥着不可或缺的作用。那么,抗震支架究竟是如何发挥功效的呢?让我们一同深入探究。
一、地震频发,如何保障建筑安全?
近年来,地震灾害频发,给人类社会带来了巨大的伤痛与损失。据相关数据显示,在过去的若干年里,全球每年都会发生众多大小不一的地震。就拿我国来说,2019 年共发生 30 次 5 级以上地震,地震灾害造成 19 人死亡,427 人受伤,直接经济损失超 59 亿元;2018 年发生地震次数为 11 次,造成直接经济损失达 302716 万元。而历史上的一些特大地震,如 2008 年的汶川地震,更是造成了难以估量的人员伤亡和财产损失,大量建筑瞬间倒塌,无数家庭支离破碎。
这些惨痛的教训时刻警示着我们,建筑抗震安全至关重要。当地震来袭,地面剧烈摇晃,建筑物承受着来自各个方向的巨大冲击力。如果建筑缺乏有效的抗震措施,很容易在短时间内遭受严重破坏,甚至轰然倒塌,危及人们的生命安全,同时也会带来巨额的经济损失。
在建筑抗震领域,抗震支架作为一种关键的抗震手段应运而生。它虽看似不起眼,却在地震发生时默默承担起保护建筑机电系统的重任,为减少灾害损失发挥着不可或缺的作用。那么,抗震支架究竟是如何发挥功效的呢?让我们一同深入探究。
二、揭秘抗震支架:小身板,大作用
(一)什么是抗震支架?
抗震支架,作为建筑抗震领域的重要一员,它可不是普通的支架。依据 GB50981 - 2014《建筑机电工程抗震设计规范》,抗震支架是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。简单来说,它就像是建筑机电系统的 “保镖”,紧紧守护着各类机电管线设备。
从构成上看,抗震支架主要由锚固体、加固吊杆、抗震连接构件及抗震斜撑等部分组成。锚固体如同 “根基”,稳稳扎入建筑结构体,确保整个支架的稳固;加固吊杆承担着竖向的拉力,为支架提供坚实的支撑;抗震连接构件则像 “关节” 一样,灵活连接各个部件,使其协同工作;抗震斜撑更是关键,它独特的倾斜结构,能有效抵抗水平方向的地震力,在抗震中发挥着举足轻重的作用。这些构件各司其职,又紧密配合,共同组成了抗震支架这个强大的 “防护网”。
(二)抗震支架的工作原理
当地震来袭,地面剧烈晃动,建筑主体结构承受着巨大的地震力。此时,抗震支架开始发挥它的神奇功效。它通过巧妙的设计,将机电设备所承受的地震力传递到建筑主体结构上,利用建筑自身的稳固性来分散这些力量。
比如,当横向地震波作用时,抗震支架的斜撑结构会产生一个斜向上的拉力,依据力的分解原理,这个拉力可以分解成水平和垂直两个分力。水平分力与地震力相互抵消,极大地减轻了机电设备所受的横向冲击;垂直分力则有助于维持支架的稳定性,防止支架倾倒。就像是拔河比赛中,两边的力量相互抗衡,使得中间的 “绳子”(机电设备)保持相对稳定。
在竖向地震力作用下,加固吊杆和锚固体紧密协作,它们如同坚韧的 “绳索”,牢牢抓住机电设备,避免其因竖向震动而发生位移、掉落,从而确保机电系统在地震中的安全,为建筑在震后的快速恢复使用提供有力保障。
三、抗震支架在各领域的卓越表现
(一)守护生命之源:给排水与消防系统
在地震灾害中,给排水与消防系统的稳定运行至关重要,直接关系到人员的生命安全。想象一下,强烈的地震袭来,建筑物剧烈摇晃,若没有抗震支架的保护,给排水管道极易破裂,导致大量的水喷涌而出,不仅会淹没重要设备、冲毁电气线路,引发短路、漏电等危险,还可能使地面湿滑,阻碍人员逃生。据统计,在一些地震灾区,因水管破裂造成的积水问题,使得救援行动困难重重,许多被困人员错失最佳救援时机。
同样,消防系统若在地震中失效,后果不堪设想。消防管道的断裂、喷头的损坏,会让火灾发生时无法及时喷水灭火,火势一旦蔓延,将给人们带来灭顶之灾。而抗震支架的存在,就像是给这些管道系统穿上了一层坚固的 “铠甲”。它通过紧密的固定和合理的支撑,确保给排水管道在地震中保持稳定,不发生位移、破裂;使消防设施随时处于可用状态,一旦发生火灾,能够迅速发挥作用,为人员的安全疏散和灭火救灾争取宝贵的时间。
(二)保障空气流通:通风与空调系统
通风与空调系统是维持建筑物内空气质量和舒适度的关键。地震发生时,通风管道、空调设备等若缺乏有效的抗震保护,极有可能因剧烈震动而掉落、损坏。大型通风管道从天花板上坠落,不仅会砸坏下方的办公设备、造成财产损失,还可能堵塞通道,阻碍人员逃生;空调机组的移位、零部件散落,会导致其无法正常运行,进而使室内空气无法流通,人员被困在憋闷缺氧的环境中,增加生命危险。
抗震支架为通风与空调系统提供了坚实的保障。它能够将通风管道牢牢固定在建筑结构上,限制其在地震中的位移;对空调设备进行稳固支撑,确保其在震动中保持原位,正常运转。这样,即便在地震期间,建筑物内依然能够保持一定的空气流通,为人员提供相对舒适、安全的环境,也为后续的救援工作创造有利条件。
(三)维系电力供应:电气系统
电气系统堪称现代建筑的 “神经系统”,一旦在地震中受损,整座建筑将陷入瘫痪。地震引发的强烈震动,很容易使电线短路、电缆断裂,导致断电事故频发。在医院,手术台上的病人可能因突然停电而生命垂危,医疗设备停止运行,急救工作无法开展;在通讯基站,断电会使信号中断,外界与灾区的联系受阻,救援指挥陷入混乱。
抗震支架在电气系统中发挥着中流砥柱的作用。它可以将电气配管、电缆梯架、母线槽等稳稳固定,使其在地震力的冲击下依然能够保持完整,确保电力的持续传输。无论是医院、数据中心,还是交通枢纽等关键场所,抗震支架都为维持电气系统的正常运行保驾护航,避免因断电引发的一系列次生灾害,保障社会的正常运转。
(四)稳定信息传输:通讯系统
在信息时代,通讯系统是人们与外界沟通的桥梁,地震发生后,通讯的畅通与否直接关系到救援工作的成败。通讯线路纤细脆弱,通讯设备精密易损,地震的瞬间冲击可能使其遭受重创。电线杆倒塌、光缆断裂,会让灾区瞬间与外界失联,救援人员无法及时了解灾情,被困人员也无法向外界求救,恐惧与无助会在黑暗中蔓延。
抗震支架犹如通讯系统的 “坚强卫士”,它精心呵护着通讯线路和设备。沿着建筑物外墙或内部竖井安装的抗震支架,将通讯光缆紧密固定,防止其因晃动而折断;对交换机、基站设备等提供稳固支撑,确保它们在地震中正常工作。有了抗震支架的守护,地震期间及灾后,通讯得以保持畅通,救援指挥能够有条不紊地进行,信息得以快速传递,为抗震救灾注入强大的信心与力量。
四、国家规范与强制要求
为确保建筑机电工程在地震中的安全性,我国出台了一系列严格的国家规范与标准,其中 GB50981 - 2014《建筑机电工程抗震设计规范》堪称抗震支架领域的核心准则。该规范明确规定,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,这意味着在我国大部分地区,新建建筑项目中的机电工程安装抗震支架已是硬性要求。
具体而言,规范详细界定了各类需安装抗震支架的情形:对于悬吊管道,重力大于 1.8kN 的设备必须配备;DN65 以上的生活给水、消防管道系统不容例外;矩形截面面积大于等于 0.38㎡和圆形直径大于等于 0.7m 的风管系统,也在强制安装之列;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、母线槽同样需设防。这些细致入微的规定,全面覆盖了给排水、暖通、电气等各个机电工程关键领域,确保无安全死角。
不仅如此,规范还对特殊场景下的抗震支架设置给出明确指引。如 8 度、9 度地区的高层建筑,若给水、排水立管直线长度大于 50m,宜采取抗震动措施,超过 100m 则必须采取;锅炉房、制冷机房、热交换站内的管道,要有可靠的侧向和纵向抗震支撑;防排烟风道、事故通风风道及相关设备,更是强制采用抗震支架,为生命通道保驾护航。
这些规范要求具有法律强制性,从设计、施工到验收,每一个环节都必须严格遵循。若违反相关规定,项目将无法通过审图公司审核,质监站验收也将受阻,无法交付使用。这不仅是对工程质量负责,更是对人民生命财产安全的庄严承诺,促使建筑行业全方位提升抗震安全意识,将抗震支架的效用落到实处。
五、如何选择与安装抗震支架?
(一)选型要点
在选择抗震支架时,绝非随意之举,诸多关键因素需纳入考量范畴。首先,建筑结构类型起着决定性作用,不同结构的建筑,如框架结构、剪力墙结构、钢结构等,在地震中的受力特性各异,对抗震支架的承载要求与安装方式也不尽相同。例如,钢结构建筑具有良好的延性,抗震支架的连接节点设计可相对灵活,以充分发挥钢结构的变形能力;而剪力墙结构建筑墙体刚度大,抗震支架需着重考虑如何有效分散地震力,避免应力集中。
机电系统的布局复杂程度同样不容忽视。各类管道、线路纵横交错,不同管径、材质的管线承载的地震荷载有别,所需抗震支架的规格与承载能力自然也大相径庭。大型通风管道因截面大、迎风面积广,地震时受力显著,需配备高强度、大规格的支架;而小型电气配管则侧重精细固定,防止位移导致线路拉扯断裂。
再者,地震设防烈度是核心指标。高烈度地区,如 9 度设防区,地震破坏力惊人,对抗震支架的强度、稳定性要求极高,需选用优质钢材、优化结构设计,确保在极端地震工况下仍能坚守防线;低烈度地区则可依据具体情况适度调整选型标准,在保障安全前提下兼顾成本效益。只有全方位权衡这些要素,精心挑选适配的抗震支架类型、规格与材质,方能为建筑机电系统铸就坚不可摧的抗震防线。
(二)安装注意事项
抗震支架的安装,是一项专业性极强的工作,堪称建筑抗震体系中的关键 “拼图”,务必交由专业的施工团队操刀。这些经验丰富的专业人员熟悉各类建筑结构与机电系统,能精准解读设计图纸,严格遵循安装规范,确保每一个环节都不出差错。
在安装过程中,设计方案如同 “作战蓝图”,必须被奉为圭臬,从支架的间距、位置到角度的设定,一丝一毫都不容偏差。安装位置的精准度直接关乎抗震效果,稍有错位,在地震来袭时,支架可能无法有效发挥其承载与缓冲作用,致使机电设备遭受严重损毁。同时,安装的牢固程度更是重中之重,每一个锚栓、连接件都要拧紧拧实,确保支架与建筑主体结构紧密融合,形成一个坚如磐石的整体,能在地震的狂暴冲击下稳如泰山。
安装完成后,切莫以为大功告成,后续的成品保护不可或缺。要防止支架在后续施工过程中遭受碰撞、损坏,以免影响其抗震性能。而且,定期的检查与维护也是必要之举,如同为建筑机电系统安排 “体检”,及时发现并修复支架的松动、变形等问题,确保其始终处于最佳工作状态,在关键时刻能为建筑安全保驾护航。
六、总结
在地震灾害随时可能威胁人类生命财产安全的当下,抗震支架的重要性不言而喻。它如同建筑的 “安全卫士”,在给排水、消防、通风空调、电气、通讯等各个关键领域,默默守护着机电系统的稳定运行,为人员逃生、救灾抢险、灾后恢复等诸多环节提供坚实保障。
国家规范的强制要求,彰显了对抗震安全的高度重视,促使建筑行业严格落实抗震支架的应用,从根本上提升建筑整体抗震性能。而在选型与安装环节,精准把握要点、严守专业流程,方能确保抗震支架发挥最大效能。
展望未来,随着科技的不断进步,抗震支架技术必将持续革新,向着更高效、智能、环保的方向迈进。我们也应时刻保持警惕,重视建筑抗震安全,让抗震支架在每一栋建筑中生根发芽,为社会筑牢抵御地震灾害的坚固防线,守护万家安宁。
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