1、XXXXXXXXXXXXXX項目抗震支架力學計算書編制單位：編制時間：目錄第一部分工程設計總則11.1工程概況11.2機電抗震設計依據11.3機電抗震設計應達到的要求21.4機電抗震設計意義31.5機電抗震設計范圍4第二部分抗震支撐施工深化設計42.1抗震支撐施工深化設計主要依據42.2抗震支撐施工深化設計概述42.3抗震支撐的基本設計步驟62.4水平地震作用標準值的計算62.5建筑機電工程設施或構件內力組合設計值S計算82.6管道荷重計算92.7矩形風管荷重計算102.8電纜橋架荷重計算122.9抗震支吊架計算舉例142.9.1管道荷載計算示例：142.9.2風管荷載計算示例152.9.3組

2、合荷載計算示例172.9.4橋架荷載計算示例18第一部分工程設計總則1.1工程概況（1）工程名稱：XXXXXXXXXXXXXX項目（2）建設地點：XXXXXXX（3）抗震設防烈度：8度，設計基本地震加速度值為0.20g?？拐鹪O防烈度和設計基本地震加速度取值的對應關系，應符合表1.1的規定。設計基本地震加速為0.15g和0.30g地區內的建筑機電工程，除建筑機電工程抗震設計規范另有規定外，應分別按7度和8度的要求進行抗震設計。表1.1抗震設防烈度和設計基本地震加速度值的對應關系抗震設防烈度6789設計基本地震加速度值0.05g0.10（0.15）g0.20（0.30）g0.40g1.2機電抗震設

3、計依據該項目相關設計執行國家現行（或即將發行）設計規范、標準、通用圖集的有關規定，主要包括（但不限于）如表1.2所示。表1.2設計依據設計規范、標準、通用圖集序號文件編號文件名稱1GB50981-2014建筑機電工程抗震設計規范2GB50011-2010建筑抗震設計規范3GB50260-2013電力設施抗震設計規范403S402室內管道支架及吊架5IBC2009抗震工程指導綱要6FMGlobalPropertyLossPreventionDataSheets7NFPA-13StandardfortheInstallationofSprinklerSystems1.3機電抗震設計應達到的要求根據

4、GB50981-2014建筑機電工程抗震設計規范的1.0.3條：按本規范進行的建筑機電工程設施抗震設計應達到下列要求：1）當遭受低于本地區抗震設防烈度的多遇地震時，機電工程設施一般不受損壞或不需修理可繼續運行；2）當遭受相當于本地區抗震設防烈度的地震時，機電工程設施可能損壞經一般修理或不需修理仍可繼續運行；3）當遭受高于本地區抗震設防烈度的罕遇地震時，機電工程設施不至于嚴重損壞，危及生命。1.4機電抗震設計意義地震引發的機電系統災害主要體現為：1)系統損壞導致的直接經濟損失；2)系統損壞引發的水災及火災；3)系統損壞引發的人員傷亡；4)火災引發的結構主體安全。我國防震減災法及建筑抗震設計規范明

5、確條紋要求需對機電系統采取抗震措施，且強制條文必須嚴格實施。根據中華人民共和國建筑法和中華人民共和國防震減災法，實行以“預防為主”的方針，經抗震設防后的建筑消防等機電工程設施，當遭遇到本地區抗震設防烈度的地震發生時可以達到減輕地震破壞，減少次生災害，避免人員傷亡，減少經濟損失的目的。采取必要的機電抗震措施可以有效減少機電系統的震害：1)減少機電系統破壞程度，降低經濟損失；2)有效控制水災及火災的發生；3)減少人員傷亡幾率；4)保障主體結構安全不受火災影響。唯有提高機電系統自身的抗震性能，才能有效防止地震引發的次生災害，確保地震后機電系統迅速恢復運轉。地震時，加裝抗震措施的管道及設備相對沒有加裝

6、的可減少510倍的位移量，可有效提高系統的抗震性能。綜合根據GB50981-2014建筑機電工程抗震設計規范的強制要求及本項目實際需要分析，必須在重點部位機電系統進行抗震設防以符合規范要求、使用要求及驗收要求。1.5機電抗震設計范圍為了減少和盡可能防止地震時次生災害的發生，同時也本著節約成本的方針，本方案設計范圍主要為：1）所有防排煙風道、事故通風風道；2）DN65以上的生活給水、消防管道系統；3）矩形截面面積大于等于0.38和圓形直徑大于等于0.7m的風管系統；4）對于內徑大于等于60mm的電氣配管及重力大于等于150N/m的電纜梯架、電纜槽盒、母線槽。第二部分抗震支撐施工深化設計2.1抗震

7、支撐施工深化設計主要依據1.建筑機電工程抗震設計規范GB50981-20142.建筑抗震設計規范GB50011-20103.FMGlobalPropertyLossPreventionDataSheets4.NFPA-13StandardfortheInstallationofSprinklerSystems2.2抗震支撐施工深化設計概述1）根據設計院提供的管線平面圖的基礎上進行抗震支撐二次深化設計，根據項目的基礎信息、設防要求，輸入基本數據，采用相應的建筑機電抗震深化軟件進行設計計算，可分析得出不同安裝角度和形式的各種力學信息，準確判斷不同狀態下抗震系統的受力情況。2）深化設計可計算得出每個

8、節點的支吊架綜合信息，包括各個節點的支架信息、荷載計算信息，安裝模型示意圖等，利于后期的核查和驗收。3）在滿足設計要求的情況下，抗震深化設計可最大限度的減少支吊架的數量，準確得出每個節點、每個樓層、每個建筑、每個項目的材料清單，利于最大化的節約成本和后期的安裝指導。4）可向客戶提供二次深化設計后詳細的施工圖紙、支架布局圖、支架詳圖，以便施工的開展和后期驗收的開展。5）基于深化設計，向客戶提供支吊架材料清單、供貨計劃及技術服務計劃，以保證施工進度和施工質量。6）風管荷載取值依據國家標準通風與空調工程施工質量驗收標準（GB50243-2002）；水管自重取值標準依據國家標準低壓流體輸送用焊接鋼管(

9、GB/T3091-2008)；電纜荷載取值依據國家標準建筑電氣工程施工質量驗收規范（GB50303-2002）等。7）具備專業的抗震支吊架設計軟件和專業的工程師，并具備方案設計的能力和經驗，以保證支吊架的安全性。在施工階段可根據需要進行現場的深化設計。安裝方式多樣化，可根據不同情況有不同的合理安裝方式。有專業的售后技術服務人員進行現場服務。8）在滿足規范要求的前提下，盡量壓縮抗震支吊架占用空間，以確保機電管線的整體美觀和保證甲方要求。2.3抗震支撐的基本設計步驟步驟一:初步確定抗震支吊架的位置和安裝形式。步驟二：確定抗震支撐所處位置的抗震設防要求、建筑類別等，最終確定此處地震作用大小。步驟三：

10、基于抗震支吊架與結構的連接布置、架桿與垂直方向的夾角、以及計算出的設計荷載，選擇正確的抗震支吊架安裝形式、尺寸以及最大長度。步驟四：根據步驟二的設計載荷和架桿與垂直方向的夾角，選擇合適的緊固件類型和規格將抗震支吊架固定在建筑物結構上。2.4水平地震作用標準值的計算1）水平地震力綜合系數按下列公式計算：EK=12max················（2.4.1）式中EK水平地震力綜合系數；非結構構件功能系數（見表2.1）；非結構構件類別

11、系數（見表2.1）；1狀態系數；對支撐點低于質心的任何設備和柔性體系宜取2.0，其余情況可取1.0；2位置系數，建筑的頂點宜取2.0，底部宜取1.0，沿高度線性分布；max地震影響系數最大值（見表2.2）。根據上述公式計算出水平地震力綜合系數EK，當計算值小于0.5時，按0.5取值。表2.1建筑機電設備構件的類別系數和功能系數構件、部件所屬系統類別系數功能系數甲類建筑乙類建筑丙類建筑消防系統、燃氣及其他氣體系統；應急電源的主控系統、發電機、冷凍機等1.02.01.41.4電梯的支承結構，導軌、支架，轎箱導向構件等1.01.41.01.0懸掛式或搖擺式燈具，給排水管道、通風空調管道及電纜橋架0.

12、91.41.00.6其他燈具0.61.41.00.6柜式設備支座0.61.41.00.6冰箱、冷卻塔支座1.21.41.01.0鍋爐、壓力容器支座1.01.41.01.0公用天線支座1.21.41.01.0表2.2水平地震影響系數最大值地震影響6度7度8度9度多遇地震0.040.08（0.12）0.16（0.24）0.32罕遇地震0.280.50（0.72）0.90（1.20）1.402）當采用等效測力法時，水平地震作用標準值宜按下式計算：F=12maxG=EKG···········

13、····（2.4.2）式中F沿最不利方向施加于非結構構件重心處的水平地震作用標準值；G非結構構件的重力，應包括運行時有關的人員、容器和管道中的介質及儲物柜中物品的重力。2.5建筑機電工程設施或構件內力組合設計值S計算建筑機電工程設施的地震作用效應（包括自身重力產生的效應和支座相對位移產生的效應）和其他荷載效應的基本組合，應按下式計算：S=GSGE+EhSEhk················

14、83;···（2.5.1）式中S機電工程設施或構件內力組合的設計值，包括組合的彎矩、軸向力和剪力設計值；G重力荷載分項系數，一般情況應采用1.2；Eh為水平地震作用分項系數，取1.3；SGE重力荷載代表值的效應；SEhk水平地震作用標準值的效應。建筑機電工程設施構件抗震驗算時，摩擦力不得作為抵抗地震作用的抗力；承載力抗震調整系數，可采用1.0，應滿足下式要求：SR·················

15、·······（2.5.2）式中R構件承載力設計值。2.6管道荷重計算鋼管鍍鋅后，單位滿水管道重量見表2.3。表2.3單位滿水管道重量公稱口徑DN外徑(mm)加厚鋼管壁厚（mm）管重量（N/米）水重量（N/米）滿水重量(N/米)2533.704.029.605.1034.73242.404.038.329.1147.434048.304.549.0011.8660.865060.304.562.4320.2982.726576.104.580.0734.59114.668088.905.0103.8847.92151.810

16、0114.305.0135.3483.69219.03125139.705.5182.48127.40309.88150168.306.0240.79187.96428.75200219.106.5340.33326.73667.062502737.0458.11516.05974.163003258.0622.71734.531357.2460063010.01517.912862.574380.4870072010.01738.253769.575507.822.7矩形風管荷重計算風管荷重計算公式：P=0.21195（a+b）×····&#

17、183;·············（2.7）式中P荷重（N）；a矩形風管寬度（mm）；b矩形風管高度（mm）；風管壁厚（mm）。不同規格的風管管道重量見表2.4。表2.4風管管道重量底邊寬（m）寬（mm）高（mm）壁厚（mm）密度（g/cm³）理論每米質量(kg)每米質量(kg）0.55002000.757.88.1911.060.55003200.757.89.5912.950.636304000.757.812.0516.270.880032017.8

18、17.4723.590.880063017.822.3130.121100032017.820.5927.801100045017.822.6230.541100050017.823.4031.591100080017.828.0837.9111000100017.831.2042.121.251250125017.839.0052.651.25125050017.827.3036.861.25125063017.829.3339.591.25125080017.831.9843.171.251250100017.835.1047.391.515005001.27.837.4450.541.6

19、16005001.27.839.3153.071.616007001.27.843.0658.131.616008001.27.844.9360.651.616008501.27.845.8661.921.6160010001.27.848.6765.711.8518508001.27.849.6166.97220005001.27.846.8063.182200010001.27.856.1675.822200012501.27.860.8482.132200014001.27.863.6585.922.222006501.57.866.6990.032.525006001.57.872.5

20、497.932.626006501.57.876.05102.672.8電纜橋架荷重計算P=SdL+G·····················（2.8）Sd=S·/K式中P電纜橋架重量；S電纜橋架截面面積；Sd電纜總截面面積；電纜的密度；填充率（%）；L電纜的長度；g重量加速度，取9.8N/Kg；K裕量系數，取1.101.25；G橋架本身的重量。由上述的公式，即可算得到單位（

21、每米）電纜橋架的重量，不同規格電纜橋架的重量見表2.5。表2.5電纜橋架質量序號規格單位橋架重量(kg/m)梯級式托盤式槽合式組合式1100×50m6.002.002150×75m5.006.008.003.003200×60m6.007.503.504200×100m7.509.0012.005300×60m6.5010.006300×100m8.0011.507300×150m10.5013.0017.008400×60m9.0012.509400×100m10.5014.5010400×1

22、50m13.0017.0011400×200m25.0012500×60m11.0015.0013500×100m12.5017.00-14500×150m14.5020.00-15500×200m-30.00-16600×60m12.5018.00-17600×100m14.0020.00-18600×150m16.0023.00-19600×200m-35.00-20800×100m16.0026.00-21800×150m18.0029.00-22800×200m-43

23、.00-2.9抗震支吊架計算舉例2.9.1管道荷載計算示例：以消防單管為例，管道公稱直徑DN150。該點布置的抗震類型為雙向支架，支架安裝形式如圖1所示。圖1單管節點抗震支架設計形式示意圖圖中各構件的設計荷載：DN150-168的馬蹄形管夾設計荷載：9000NM12全牙螺桿設計荷載N：4750NM12抗震連接件設計荷載Ft：9000N單位長度管重Wunit：428.75N/m側向管長l1：12m縱向管長l2：24m計算該樓層水平地震力綜合系數EK（見2.4.1）：EK=12max=0.224EK0.5當EK計算值小于0.5時，按0.5取值，故水平地震力綜合系數為0.5。側向荷載=單位長度的管重

24、×側向管長×數量×水平地震力綜合系數：F1=Wunitl1naEk=2572.5NS1=GSGE+EhSEhk=1.3F1=3344.25NFt；縱向荷載=單位長度的管重×縱向管長×數量×水平地震力綜合系數：F2=Wunitl2naEk=5145NS2=GSGE+EhSEhk=1.3F2=6688.5NFt；由此可知滿足抗震要求。2.9.2風管荷載計算示例以防排煙風管為例，風管規格：1000×1000，風管壁厚假設為1mm，該點布置的抗震類型為雙向支架，支架安裝形式如圖2所示。圖2風管節點抗震支架設計形式示意圖圖中各部件的荷

25、載：M12全牙螺桿設計荷載N：4750NM12抗震連接件設計荷載Ft：9000N側向管長l1：9m縱向管長l2：18m計算該樓層水平地震力綜合系數EK（見2.4.1）：EK=12max=0.448EK0.5當EK計算值小于0.5時，按0.5取值，故水平地震力綜合系數為0.5。風管單位長度管重Wunit:Wunit=P=0.21195（1000+1000）×1=423.9N側向荷載=單位長度的管重×側向管長×數量×水平地震力綜合系數：F1=Wunitl1naEk=1907.55NS1=GSGE+EhSEhk=1.3F1=2479.82NFt；縱向荷載=單位長度的管重×縱向管長×數量×水平地震力綜合系數：F2=Wunitl2naEk=3815.1NS2=GSGE+EhSEhk=1.3F2=4959.63N2Ft；由此可知滿足抗震要求。2.9.3組合荷載計算示例以消防管道二管DN150組合水管為例，該點布置的抗震類型為雙向支架，組合水管支架安裝形式如圖3所示。圖3組合水管節點抗