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知识贴 | 对抗震支架领域的部分核心规范理论及计算部分浅谈

发布时间:2020-02-18 17:21:45 118 0

纵观国内抗震支架相关领域的文章,我们不难看出,绝大多数文章都是从GB50981-2014《建筑机电工程抗震设计规范》进行入手的,虽然网络上大大小小的业内厂商对规范进行了细致的解读和很多实用性的概述,但是往往并未触及更加理论化的内容,致使相关行业的从业人员紧盯着规范的某一部分进行研读,其余部分则被忽略,不过我们知道作为一本以GB开头的强制性规范,规范中每句话都不是无用的,但是若要充分理解GB50981-2014《建筑机电工程抗震设计规范》我们必须要对整个抗震领域的规范进行一次通读,这样在多规范的互相解读下,我们才能更加详细的去掌握并理解整个抗震领域设计准则。既然抗震支架是属于建筑非结构构件抗震体系中的,那么首先我们就需要去研读GB50011-2010《建筑抗震设计规范》,个人认为《建筑抗震设计规范》是《建筑机电工程抗震设计规范》的母规范,建筑机电抗震设计源自于建筑抗震设计规范的非结构构件部分,并对非结构构件中的机电管线部分进行了一次更为细致的规定。

那么首先我们来了解一下GB50011-2010《建筑抗震设计规范》,可能这本规范经常被相当多的抗震支架业内人员忽略。因而今天我们就带着大家去了解作为中国抗震领域的核心规范,它上面到底规定了些什么。

GB50011-2001《建筑抗震设计规范》是在2008年之前我国通行的建筑抗震设计规范,但自从我国经历了2008年5·12汶川大地震后,由于原先规范相关设防烈度等考虑不周,相关公式准确性欠佳等因素,造成了汶川地震后,汶川及其周边城镇直接成为了近乎一片废墟。这其中当然8.0级地震放眼全球也都属于罕遇地震的程度了,但是从侧面也直接反映出我国的建筑抗震设计必须要引起人们足够的重视。地震之后,来自全国各地的一批批专家学者亲赴汶川等地调研考察,冒着危房可能会垮塌的风险,对受灾区的房屋进行位移测量,拍照勘察,获取了相当多的宝贵资料。

同时国家相关部门对建筑抗震领域提出了新的要求,并根据汶川地震的实际情况,组织建筑抗震领域的专家学者对原GB50011-2001《建筑抗震设计规范》进行了一次较为全面的修订,主要补充了7度和8度设防的抗震措施规定,调整了设计地震分组,改进了土壤液化判别公式,调整了阻尼调整参数,钢结构的阻尼比和承载力抗震调整系数,隔震结构的水平向减震系数的计算等等内容,是一次较为全面的大版本更新。

更新后的《建筑抗震设计规范》共分为14个大章节,依次为:总则,基本规定,场地、地基和基础,地震作用和结构抗震验算,多层和高层钢筋混凝土房屋,多层砌体房屋和底部框架砌体房屋,多层和高层钢结构房屋,单层工业厂房,空旷房屋和大跨屋盖建筑,土、木、石结构房屋,隔震和消能减震设计,非结构构件,地下建筑。

若要完全掌握《建筑抗震设计规范》则需要充足的时间与足够的专业知识,作为抗震支架领域的业内企业,我们亿德顺科技给出的建议是,通读并了解抗规的第三章3.1节到3.3节,3.5节到3.7节,可以适当了解3.8节,第四章的4.1节,第五章的5.2节,5.3节(此处如果大家认真读并且又对抗震支架领域足够了解,我们就会发现美国人为啥认为我们的马蹄形管夹不能算做抗震构件的原因所在,此处我们先卖个关子,但大家要是仔细研读,一定会明白为何国外认证机构FM Approval 的FM1950规定,不认可我国目前行业内抗震支架中常用的马蹄形管夹了,但是目前根据GB50981中的规定我国仍可使用,若大家想直接了解原因,欢迎大家关注我们的微信公众号“安徽亿德顺”,回复关键词“马蹄形管夹”我们会直接告诉原由),第八章大家可以粗略的了解一下,毕竟抗震支架属于装配式钢结构构件,适当了解准没错,12章的12.3节,可能在部分做了隔震基座的工程中,就如何降低设计中的抗震设防烈度,我们可以以此为依据,接下来就是重点中的重点了,第13章,推荐整个13章都得仔细研读并了解,作为GB50981的直接源头,细读抗规的非结构构件部分会让我们加深对非结构构件抗震设计的理解。同时,抗规的附录部分也是相当有用的,尤其是附录A——我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本加速度和设计地震分组,可是我们在人工校核抗震支架计算书中的重要参数,可以说一旦没有这个表中的数据,我们就无法得出F水平地震作用标准值,其核心程度,可见一斑。

以上范围是仅仅针对抗震支架领域的,那么我们对抗规划过了范围之后,接下来就轮到了我们熟悉的GB50981-2014《建筑机电工程抗震设计规范》,关于如何布置抗震支架,什么样的情况下要布置抗震支架,相关业内厂商也纷纷做过各式各样的解读,内容大同小异,对此我们不在赘述,但能对理论计算部分的内容进行细致解读的,业内厂商的文章却少之又少,那么今天我们亿德顺科技就针对GB50981的理论计算部分等效侧力法进行一次解读。

GB50981-2014《建筑机电工程抗震设计规范》P9页中详细的介绍了等效侧力法,算出的F为水平地震作用的标准值,算出F值之前,先得计算规范P28页的水平地震力综合系数,公式如下:

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注:

*7度下方括号内的数值是用来在设计基本地震加速度为0.15g时采用的;

*8度下方括号内的数值是用来在设计基本地震加速度为0.30g时采用的;

*设计基本加速度的数值在给我们的图纸/设计说明中会给出。

规定:当αEk计算值小于等于0.5时,按0.5取值;当计算值大于0.5时,按实际计算值取值。

此时我们再回到规范P9页的等效侧力法

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G非结构构件的重力(单位:N)

应包括运行时的容器和管道中介质的全部重力

计算公式:G=mg

m:物体质量(kg)

g:重力加速度≈9.8m/s²(或≈9.8N/Kg)

注:*在要求精度不高或者快速心算估值的时候,g可以近似取10m/s²来计算

带入数据计算,我们就能得到我们想要的水平地震作用标准值,以上就是GB50981中的关于水平地震作用标准值的计算,此外这里有个关于建筑荷载各种值的小tips,大家可以了解一下:

我们在进行结构设计的时候,首先需要确定荷载或其他作用的大小,事实上,任何荷载都具有明显的随机性,是一个随机变量,要想在设计中准确确定荷载的量值需要通过复杂的统计计算,这种做法显然是麻烦和不必要的。因此在设计中,根据设计目的的不同,给出荷载的具体量值,即荷载代表值,荷载代表值包括标准值、频遇值、准永久值和组合值,其中标准值是荷载的基本代表值,是结构设计的主要参数,其他代表值都可以在标准值基础上乘以相应的系数得到。

在结构设计中,对于不同的荷载应该采用不同的代表值,永久荷载只有一个代表值,那就是标准值,但可变荷载应根据设计要求采用标准值、频遇值、准永久值或组合值作为代表值,其中偶然荷载在《荷载规范》中的规定是爆炸和撞击荷载,其代表值为标准值,其他偶然荷载应视具体情况来确定其代表值。

以上就是我们亿德顺科技对GB50011-2010《建筑抗震设计规范》和GB50981-2014《建筑机电工程抗震设计规范》理论计算部分的浅谈,虽然抗震支架产品看起来简单,但是它背后却需要有一个强有力的理论及计算依据来进行支撑,抛开理论和计算谈抗震支架纯属知其然而不知其所以然了,因此我们不仅要知道抗震支架如何在机电管线上布设,而且还要知道什么时候是双侧向什么时候是单侧向,这些唯有经过理论和细则的分析才能得出,同时抗震支架可也不是如GB50981规范表8.2.3中那么简单,这个表格中的布设间距仅仅是国家所给出的下限,举个例子,表中给出给水、热水及消防管道抗震支架最大间距侧向12米。纵向24米,但是至于管线过重时、管线安装角度非45度时,要缩短布设间距,如何缩短布设间距,规范中并未面面俱到的详细说明,其实这些都是需要通过计算得出,而非仅仅凭借工程经验的事情,我们亿德顺科技一直重视在抗震理论这一方面的研究和探索,通过与安徽工业大学等知名高校合作,不断地通过对地震领域的研究,来推动抗震产品不断地结构优化,并通过一批高素质人才来推动理论成果转化与产品升级迭代,在激烈多变的市场竞争中,亿德顺将始终坚守国家规范标准,以质量为本,创新为先,不忘初心,砥砺前行。

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