一、情景說明

近年來，我國地震進(jìn)入活躍期，國家對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施抗震安全日益重視。數(shù)據(jù)中心是重要的生命線工程，機(jī)電設(shè)備抗震安裝尤為重要，需更加精細(xì)化和規(guī)范化�！锻ㄐ旁O(shè)備安裝抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》、《建筑機(jī)電工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》頒布實(shí)施至今，裝配式成品抗震支吊架逐步推廣應(yīng)用于各類工程中。

XXXX數(shù)據(jù)中心1#數(shù)據(jù)機(jī)房樓位于XX省XX市XX區(qū)，建筑面積20049.5m2，地上4層，鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防烈度8度。機(jī)房走廊內(nèi)采用綜合抗震支吊架方案。

綜合抗震支吊架方案將空調(diào)、暖通、給排水、強(qiáng)電、弱電、消防等十幾類管線的綜合排布，充分利用數(shù)據(jù)中心機(jī)房內(nèi)有限空間，對(duì)于支吊架的設(shè)計(jì)、施工、安裝提出了巨大的挑戰(zhàn)。如何確定支吊架布置方案，計(jì)算確定支吊架規(guī)格，實(shí)現(xiàn)支吊架體系的抗震性能，成為設(shè)計(jì)院結(jié)構(gòu)和機(jī)電專業(yè)共同面臨的難題。

二、問題分析

《建筑機(jī)電工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50981-2014）1.0.4 抗震設(shè)防烈度為6度及6度以上地區(qū)的建筑機(jī)電工程必須進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，并于2015年8月作為強(qiáng)制性條文開始執(zhí)行。至此，數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目里對(duì)支吊架的抗震設(shè)計(jì)提出了強(qiáng)制性要求。建筑機(jī)電抗震產(chǎn)業(yè)，因國家規(guī)范提出的強(qiáng)制性抗震設(shè)計(jì)要求，開始出現(xiàn)爆發(fā)量參差不齊，廠家能力千差萬別，提供的深化設(shè)計(jì)圖也是各式各樣，這便給機(jī)電工程抗震支吊架設(shè)計(jì)的規(guī)范性帶來巨大挑戰(zhàn)。

數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目支吊架有荷載大、管線多、空間小等特點(diǎn)，在有限的空間內(nèi)，避免碰撞，設(shè)置抗震支吊架并與主體進(jìn)行有效連接是支吊架抗震方案的關(guān)鍵。裝配式支吊架是以工廠預(yù)制零部件在工地現(xiàn)場進(jìn)行組裝的支架產(chǎn)品，采用標(biāo)準(zhǔn)連接件與標(biāo)準(zhǔn)槽鋼，具有零部件標(biāo)準(zhǔn)化、材料強(qiáng)度高、施工快速高效的特點(diǎn)，適合工程應(yīng)用推廣。

三、解決方案

支吊架抗震方案設(shè)計(jì)步驟如下：

（一）管線排布與支吊架選取：

由于數(shù)據(jù)中心機(jī)房工藝性要求較高，該階段需要考慮空調(diào)、暖通、給排水、強(qiáng)電、弱電、消防等十幾類管線的綜合排布，通過專業(yè)間的緊密配合，排布出符合各專業(yè)要求的，無碰撞易安裝的管線布置。結(jié)合GB50981-2014進(jìn)行抗震支吊架設(shè)置范圍的明確。

1、懸吊管道中重力大于1.8kN的空調(diào)機(jī)組、風(fēng)機(jī)等設(shè)備；

2、DN25以上的燃?xì)夤艿溃?/p>

3、DN65以上的生活給水、消防管道、柔性連接的質(zhì)量為9kg~25kg的管道附件以及剛性連接的質(zhì)量大于25kg以上管道附件；

4、矩形截面面積大于等于0.38m2和圓形直徑大于等于0.7m的風(fēng)管系統(tǒng)；

5、對(duì)于內(nèi)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；

6、所有規(guī)格的防排煙風(fēng)道及事故通風(fēng)風(fēng)道及其設(shè)備。

按不同系統(tǒng)管道規(guī)格或重量進(jìn)行考慮支吊方案；可單管設(shè)置，也可設(shè)置多管共架綜合抗震支架；

（二）布置支吊架

抗震支吊架設(shè)置間距不一定是管線種類的最大間距，間距與地震作用大小有關(guān)，當(dāng)α大于1.0時(shí)，支架需加密，且間距與斜撐角度有關(guān)，當(dāng)斜撐豎向夾角小于45度，支架需加密。

支吊架設(shè)置還需滿足如下要求:

1、每段水平直管道應(yīng)在兩端設(shè)置側(cè)向抗震支吊架。

2、當(dāng)兩個(gè)側(cè)向抗震支吊架間距超過最大設(shè)計(jì)間距時(shí)，應(yīng)在中間增設(shè)側(cè)向抗震支吊架。每段水平直管道應(yīng)至少設(shè)置一個(gè)縱向抗震支吊架，當(dāng)兩個(gè)縱向抗震支吊架距離超過最大設(shè)計(jì)間距時(shí)，應(yīng)按要求間距依次增設(shè)縱向抗震支吊架。

3、剛性連接的水平管道，兩個(gè)相鄰的抗震支吊架間允許縱向偏移值。應(yīng)符合下列規(guī)定：

a 水管及電線套管不得超過最大側(cè)向支吊架間距的1/16；

b 風(fēng)管、電纜梯架、電纜托盤和電纜槽盒不得超過其寬度的兩倍。

4、水平管道應(yīng)在離轉(zhuǎn)彎處0.6m范圍內(nèi)設(shè)置側(cè)向抗震支吊架；若斜撐直接作用于管道，其可作為另一側(cè)管道的縱向抗震支吊架；距下一縱向抗震支吊架間距應(yīng)按下式計(jì)算：

L=(L1+L2)/2+0.6

5、水平管線通過垂直管線與地面設(shè)備連接時(shí)，管線與設(shè)備之間采用柔性連接。水平管線距垂直管線600mm范圍內(nèi)設(shè)置側(cè)向支撐。垂直管線底部距地面大于0.15m應(yīng)設(shè)置抗震支撐。

（三）繪制縱橫向節(jié)點(diǎn)

節(jié)點(diǎn)圖繪制應(yīng)考慮構(gòu)造要求。

1、抗震支吊架的斜撐與吊架的距離不得超過0.1m；

2、側(cè)向、縱向抗震支吊架的斜撐安裝，垂直角度宜為45°，且不得小于30°；

3、穿過隔震層的建筑機(jī)電工程管道應(yīng)采用柔性連接或其他有效措施，并應(yīng)在隔震層兩側(cè)設(shè)置抗震支架。

4、沿墻敷設(shè)的管道當(dāng)設(shè)有入墻的托架、支架且管卡能緊固管道四周時(shí)，可作為一個(gè)側(cè)向抗震支吊架。

5、單管（桿）抗震支吊架的設(shè)置應(yīng)符合下列要求：

連接立管的水平管道應(yīng)在靠近立管0.6m范圍內(nèi)設(shè)置第一個(gè)抗震吊架；當(dāng)立管長度超過1.8m時(shí)應(yīng)在其頂部及底部設(shè)置四向抗震支吊架，當(dāng)長度大于7.6m時(shí)應(yīng)在中間加設(shè)抗震支吊架；當(dāng)立管通過套管穿越結(jié)構(gòu)樓層時(shí)，套管可限制管道水平移動(dòng)，可作為水平方向四向抗震支撐使用；當(dāng)管道中安裝的附件自身質(zhì)量超過25kg時(shí)，應(yīng)設(shè)置側(cè)向及縱向抗震支吊架；

6、 抗震吊架斜撐安裝不應(yīng)偏離其中心線2.5°；

7、不得將抗震支架安裝在非結(jié)構(gòu)主體部位，如輕質(zhì)隔墻等；

8、門型抗震支吊架的設(shè)置應(yīng)符合下列要求：

門型抗震支吊架應(yīng)有一個(gè)側(cè)向抗震支吊架或兩個(gè)縱向抗震支吊架；同一承重吊架懸掛多層門型吊架，應(yīng)對(duì)承重吊架分別獨(dú)立加固并設(shè)置抗震斜撐；門型抗震支吊架側(cè)向及縱向斜撐應(yīng)安裝在上層橫梁或承重吊架連接處；當(dāng)管道上的附件質(zhì)量超過25kg且與管道采用剛性連接時(shí)，或附件質(zhì)量為9kg～25kg且與管道采用柔性連接時(shí)，應(yīng)設(shè)置側(cè)向及縱向抗震支吊架。

（四）受力校核

水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值可按下式計(jì)算：F=γηζ1ζ2αG。施加于附屬機(jī)電設(shè)備部件的豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值，可采用下式計(jì)算：FV=γηζζαG。利用等效側(cè)力法，適用于數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目機(jī)電設(shè)備抗震支吊架設(shè)計(jì)的計(jì)算。

四、前后分析

采用綜合抗震支吊架方案和采用普通支吊架方案，對(duì)比如下：

1、空間對(duì)比

因?yàn)榭照{(diào)水系統(tǒng)、空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)、消防平層主管、強(qiáng)弱電橋架，可以采用同一抗震支吊架，綜合抗震支吊架方案能綜合各種專業(yè)的管線，布置規(guī)整，有效占用空間，避免管線碰撞。節(jié)省空間，有效控制標(biāo)高。

2、受力對(duì)比

傳統(tǒng)支架主要是以重力為荷載的支撐系統(tǒng)；而抗震支架主要承擔(dān)管線水平方向的載荷。

3、抗震性能對(duì)比

傳統(tǒng)支架發(fā)生地震時(shí)側(cè)向擺動(dòng)過大，極易破壞臨近設(shè)施，造成建筑機(jī)電工程系統(tǒng)遭受損壞，加大后期維護(hù)難度；而抗震支架在安裝形式上使用了三角形的穩(wěn)定性原理，把地震時(shí)的縱向力和橫向力進(jìn)行綜合承載，改變管線系統(tǒng)動(dòng)力特性由柔變剛，不僅能使設(shè)備、管道更牢固，減少因地震引起的次生災(zāi)害。

五、建議與總結(jié)

通過XX數(shù)據(jù)中心綜合抗震支吊架設(shè)計(jì)分析可以得到以下結(jié)論：

1、綜合抗震支吊架安裝簡易、施工安全、受力可靠、循環(huán)使用、成本低、組合安裝使用、效果更美觀、節(jié)省空間。

2、綜合抗震支吊架設(shè)計(jì)需要顧及多個(gè)方面：管線布置、支架布置、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造、受力校核。

3、綜合抗震支吊架抗震性能優(yōu)越，為數(shù)據(jù)中心的正常運(yùn)行保駕護(hù)航。

隨著5G業(yè)務(wù)的開展，預(yù)計(jì)邊緣數(shù)據(jù)中心節(jié)點(diǎn)規(guī)模將有較大增長，匯聚機(jī)房將大量增加。綜合抗震支吊架的應(yīng)用能夠提高效率，提升安全性，案例的推廣有利于進(jìn)一步降本增效。