北京時(shí)間（UTC+8）2008年5月12日（星期一）14時(shí)28分04秒，我國(guó)四川省阿壩藏族羌族自治州汶川縣發(fā)生8.0級(jí)地震，地震烈度達(dá)11度，地震中69227人遇難，374643人受傷，17923人失蹤，是中華人民共和國(guó)成立以來(lái)破壞力更大的地震，也是唐山大地震后傷亡朂慘重的一次地震。汶川地震造成直接經(jīng)濟(jì)損失8452億元人民幣，其中房屋的損失很大，民房和城市居民住房的損失占總損失的27.4%，包括學(xué)校、醫(yī)院和其他非住宅用房的損失占總損失的20.4%。

地震引發(fā)的次生災(zāi)害，如水災(zāi)、火災(zāi)、爆炸、毒氣泄漏及放射性物質(zhì)擴(kuò)散等災(zāi)害，對(duì)人類的生命與財(cái)產(chǎn)安全的破壞是巨大的。

民用建筑中，與次生災(zāi)害朂直接關(guān)聯(lián)的就是建筑機(jī)電系統(tǒng)，其中包括：建筑給水排水、消防、供暖、通風(fēng)、空調(diào)、燃?xì)?、熱力、電力、通訊等機(jī)電工程設(shè)施。故而，加強(qiáng)建筑機(jī)電系統(tǒng)抗震保護(hù)，有效在地震中更好的保護(hù)人民生命和財(cái)產(chǎn)的安全，是建筑抗震領(lǐng)域的重中之重。

《建筑機(jī)電工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50981-2014）以“預(yù)防為主”為方針，以使建筑給水排水、供暖、通風(fēng)、空調(diào)、燃?xì)狻崃?、電力、通訊、消防等機(jī)電工程經(jīng)抗震設(shè)防后，減輕地震破壞，防止次生災(zāi)害，避免人員傷亡，減少經(jīng)濟(jì)損失，做到安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、維護(hù)管理方便為目標(biāo)。《規(guī)范》要求，抗震設(shè)防烈度為6到9度的建筑機(jī)電工程設(shè)施抗震設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到以下要求：

1.  當(dāng)遭受低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的地震影響時(shí)，機(jī)電工程設(shè)施一般不受損壞或不需修理可繼續(xù)運(yùn)行；

2.  當(dāng)遭受相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的地震影響時(shí)，機(jī)電工程設(shè)施可能損壞景一般維修或不需維修仍可繼續(xù)運(yùn)行；

3.  當(dāng)遭受高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的罕遇地震影響是，機(jī)電工程設(shè)施不至于嚴(yán)重?fù)p壞，危及生命。

在《規(guī)范》實(shí)施之前，我國(guó)建筑機(jī)電工程抗震設(shè)計(jì)主要依照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2011中的相關(guān)條例：

1.0.2  抗震設(shè)防烈度為6度及以上地區(qū)的建筑，必須進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。

3.7.1  非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，包括建筑非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和建筑附屬機(jī)電設(shè)備，自身及其與結(jié)構(gòu)主體的連接，應(yīng)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。

3.7.2 非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震設(shè)計(jì)，應(yīng)由相關(guān)專業(yè)人員分別負(fù)責(zé)進(jìn)行。

13.1.1 建筑附屬機(jī)電設(shè)備指為現(xiàn)代建筑使用功能服務(wù)的附屬機(jī)械、電氣構(gòu)件、部件和系統(tǒng)，主要包括電梯、照明和應(yīng)急電源，通信設(shè)備，管道系統(tǒng)，采暖和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，煙火監(jiān)測(cè)和消防系統(tǒng)，公用天線等。進(jìn)行設(shè)計(jì)，但《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2011并未對(duì)建筑機(jī)電工程抗震設(shè)計(jì)方法進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)定與說(shuō)明。

一、序論

住建部為貫徹執(zhí)行《中華人民共和國(guó)建筑法》和《中華人民共和國(guó)防震減災(zāi)法》，實(shí)行以“預(yù)防為主”的方針，使建筑給水排水、供暖、通風(fēng)、空調(diào)、燃?xì)?、熱力、電力、通訊、消防等機(jī)電工程設(shè)施經(jīng)抗震設(shè)防后，減輕地震破壞，防止次生災(zāi)害，避免人員傷亡，減少經(jīng)濟(jì)損失，做到安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、維護(hù)管理方便，制定了《建筑機(jī)電工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50981-2014。

《規(guī)范》適用于抗震設(shè)防烈度為6度至9度的建筑機(jī)電工程設(shè)施抗震設(shè)計(jì)，不適用于抗震設(shè)防烈度大于9度或有特殊要求的建筑機(jī)電工程設(shè)施的抗震設(shè)計(jì)。       《規(guī)范》要求抗震設(shè)防烈度為6度及6度以上地區(qū)的建筑機(jī)電工程設(shè)施必須進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。（注：抗震設(shè)防烈度是指，按******規(guī)定的權(quán)限批準(zhǔn)作為一個(gè)地區(qū)抗震設(shè)防依據(jù)的地震烈度，一般情況，取50年內(nèi)超越概率10%的地震烈度。地震烈度與震級(jí)不同，震級(jí)是地震大小的一種度量，根據(jù)地震釋放能量的多少來(lái)劃分，用“級(jí)”來(lái)表示。同樣大小的地震，造成的破壞不一定相同；同一次地震，在不同的地方造成的破壞也不同。為衡量地震破壞程度，科學(xué)家又“制作”了另一把“尺子”一一地震烈度。地震烈度表示地震對(duì)地表及工程建筑物影響的強(qiáng)弱程度，其不僅跟震級(jí)有關(guān)，還跟震源深度、地表地質(zhì)特征有關(guān)。為了在實(shí)際工作中評(píng)定烈度的高低，有必要制訂一個(gè)統(tǒng)一的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)按12烈度等級(jí)劃分烈度表）

表1.  1~12級(jí)烈度表

烈度                          表現(xiàn)

1  無(wú)損壞，無(wú)感覺(jué)。

2  無(wú)損壞，基本無(wú)感覺(jué)。

3  無(wú)損壞，有載重車駛過(guò)的感覺(jué)，懸掛物微搖。

4   無(wú)損壞，多數(shù)人有感覺(jué)，懸掛物輕搖。

5   無(wú)損壞，所有人有感覺(jué)，懸掛物明顯搖擺。

6   房屋有損壞，很差的房子破壞。人行動(dòng)不穩(wěn)，物品墜落，家具移動(dòng)。

7   房屋大多損壞，少數(shù)破壞，也有傾倒。發(fā)生陡坎滑坡。人從室內(nèi)倉(cāng)皇逃出，懸掛物強(qiáng)烈搖擺。

8   房屋許多破壞，少數(shù)傾倒；地上有裂縫，常發(fā)生相當(dāng)大的土石散落、滑坡和山崩，人很難站得?。患揖咭苿?dòng)，部分翻到。

9   房屋許多傾倒，道路有裂縫。有時(shí)路基毀壞。上裂縫很多，寬達(dá)10cm以上，很多滑坡和土石散落、山崩；房屋倒塌，造成人畜傷亡。

10  大多數(shù)房屋傾倒，地上裂縫寬幾十厘米，個(gè)別情況下達(dá)1m以上，山區(qū)和岸邊的懸崖崩塌，造成人畜死傷。

11  房屋普遍損壞，路基和土堤等大段損壞，大段鐵軌彎曲；地下管道完全不能使用，地面形成許多寬大裂縫，大規(guī)模的滑坡、裂縫和崩塌，地表產(chǎn)生大量垂直和水平斷裂；地表水和地下水位劇烈變化。由于房屋倒塌，壓死大量人畜。

12  廣大地區(qū)內(nèi)房屋建筑設(shè)施普遍損壞，廣大地區(qū)內(nèi)地形有劇烈變化；由于江河湖海涌浪及山區(qū)內(nèi)崩塌和土石散落的影響，動(dòng)、植物遭到毀滅性破壞。

1 、當(dāng)遭受低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震影響時(shí)，機(jī)電工程設(shè)施一般不受損壞或不需修理可繼續(xù)運(yùn)行；

2、 當(dāng)遭受相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的地震影響時(shí)，機(jī)電工程設(shè)施可能損壞經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)運(yùn)行；

3、 當(dāng)遭受高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的罕遇地震影響時(shí)，機(jī)電工程設(shè)施不至于嚴(yán)重?fù)p壞，危及生命。

建筑應(yīng)根據(jù)其使用功能的重要性分為甲類、乙類、丙類、丁類四個(gè)抗震設(shè)防類別。

甲類建筑應(yīng)屬于重大建筑工程和地震時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的建筑，乙類建筑應(yīng)屬于地震時(shí)使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)的建筑，丙類建筑應(yīng)屬于除甲、乙、丁類建筑以外的建筑，丁類建筑應(yīng)屬于抗震次要建筑。

甲類建筑在地震破壞后會(huì)產(chǎn)生巨大社會(huì)影響或造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。嚴(yán)重次生災(zāi)害指地震破壞后可能引發(fā)水災(zāi)、火災(zāi)、爆炸、劇毒或強(qiáng)腐蝕性物質(zhì)大量泄漏和其他嚴(yán)重次生災(zāi)害。

乙類建筑屬于地震破壞后會(huì)產(chǎn)生較大社會(huì)影響或造成相當(dāng)大的經(jīng)濟(jì)損失，包括城市的重要生命線工程和人流密集的多層的大型公共建筑等。

丁類建筑，其地震破壞不致影響甲、乙、丙類建筑，且社會(huì)影響和經(jīng)濟(jì)損失輕微。一般為儲(chǔ)存物品價(jià)值低、人員活動(dòng)少、無(wú)次生災(zāi)害的單層倉(cāng)庫(kù)等。

6度甲類及7-9度的地區(qū)的建筑機(jī)電工程必須采取所有抗震措施并進(jìn)行抗震驗(yàn)算，6度地區(qū)甲類以下的建筑機(jī)電工程也應(yīng)按相應(yīng)章節(jié)采取抗震措施，但可不進(jìn)行抗震驗(yàn)算。

二、抗震支撐型式

《規(guī)范》說(shuō)明，抗震支撐由錨固體、加固吊桿、斜撐和抗震連接構(gòu)件組成的構(gòu)件。

 

1—長(zhǎng)螺桿；2—設(shè)備或管道等；3—螺桿緊固件；4—C型槽鋼；5—抗震連接構(gòu)件；6—抗震連接構(gòu)件

圖例中通過(guò)螺桿緊固件連接螺桿與槽鋼的方式，提高螺桿本身的抗彎性能。

相關(guān)術(shù)語(yǔ)解釋：

1.側(cè)向抗震支吊架：斜撐與管道橫截面平行的抗震支吊架；

2.縱向抗震支吊架：斜撐與管道橫截面垂直的抗震支吊架；

3.單管抗震支吊架：由一根承重吊架和抗震斜撐組成的抗震支吊架；

4.門型抗震支吊架：由兩根及以上承重吊架和橫梁、抗震斜撐組成的抗震支架。

《規(guī)范》規(guī)定，抗震支吊架在地震中應(yīng)對(duì)建筑機(jī)電工程設(shè)施給予可靠保護(hù)，承受來(lái)自任意方向的地震作用，其具體支撐方式，通俗的講即在規(guī)定的節(jié)點(diǎn)添加橫向抗震支撐與縱向抗震支撐。

圖2.風(fēng)管抗震支撐

三、設(shè)計(jì)規(guī)范《建筑機(jī)電工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50981）相關(guān)條款

1.0.1 “預(yù)防為主” ：使建筑給水排水、供暖、通風(fēng)、空調(diào)、燃?xì)?、熱力、電力、通訊、消防等機(jī)電工程設(shè)施經(jīng)抗震設(shè)防后，減輕地震破壞，防止次生災(zāi)害，避免人員傷亡，減少經(jīng)濟(jì)損失；

1.0.2 適用于抗震設(shè)防烈度為6 度至9 度的建筑機(jī)電工程設(shè)施抗震設(shè)計(jì)；

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)電工程設(shè)施必須進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。（本規(guī)范******項(xiàng)強(qiáng)條）

4.1.2 管道的布置：需要設(shè)防的室內(nèi)給水、熱水以及消防管道管徑大于或等于DN65 者，當(dāng)其采用吊架固定時(shí)，應(yīng)按本規(guī)范第8 章的要求設(shè)置抗震支承。

8 度、9 度地區(qū)的高層建筑的給水、排水立管其直線長(zhǎng)度超過(guò)50m 時(shí)宜采取抗震動(dòng)措施，其直線長(zhǎng)度超過(guò)100m 時(shí)，應(yīng)采取抗震動(dòng)措施；

5.1.2 供暖、空氣調(diào)節(jié)、水管道的布置：鍋爐房、制冷機(jī)房、熱交換站內(nèi)的管道應(yīng)有可靠的側(cè)向和縱向抗震支撐，多根管道共用支吊架或管徑≥300mm 的單根管道支吊架宜采用門型抗震支吊架；矩形截面面積大于等于0.38m2 和圓形直徑大于等于0.70m 的風(fēng)道可采用抗震支吊架。

5.1.4 防排煙風(fēng)道、事故通風(fēng)風(fēng)道及其設(shè)備應(yīng)采用抗震支吊架。（強(qiáng)條）

6.1.1 對(duì)于內(nèi)徑不小于25mm 的燃?xì)夤艿缿?yīng)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)

6.2.8在建筑高度大于50m 的建筑內(nèi)，燃?xì)夤艿缿?yīng)根據(jù)建筑抗震要求，在適當(dāng)?shù)拈g隔設(shè)置抗震支撐。

7.1.2 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、母線槽均應(yīng)進(jìn)行抗震設(shè)防。

7.4.6 設(shè)在建筑物屋頂上的共用天線應(yīng)采取防止因地震導(dǎo)致設(shè)備或其部件損壞后墜落傷人的安全防護(hù)措施。（規(guī)范第三條強(qiáng)條）

8.1.1 抗震支吊架在地震中應(yīng)對(duì)建筑機(jī)電工程設(shè)施給予可靠保護(hù)，承受來(lái)自任意水平方向的地震作用。

8.1.2 組成抗震支吊架的所有構(gòu)件應(yīng)采用成品構(gòu)件。連接緊固件的構(gòu)造應(yīng)便于安裝。

8.1.3 保溫管道的抗震支吊架限位應(yīng)按管道保溫后的尺寸設(shè)計(jì)，且不應(yīng)限制管線熱脹冷縮產(chǎn)生的位移。

8.1.4 抗震支吊架應(yīng)根據(jù)其承受的荷載進(jìn)行抗震驗(yàn)算。

8.2.1 水平地震力應(yīng)按額定負(fù)荷時(shí)的重力荷載計(jì)算。

8.2.2 干管的側(cè)向抗震支撐應(yīng)計(jì)入未設(shè)抗震支撐支管道的縱向水平地震力。

8.2.5 抗震支吊架應(yīng)根據(jù)所承受荷載進(jìn)行抗震驗(yàn)算，并調(diào)整抗震支吊架間距，直至各點(diǎn)均滿足抗震荷載要求。

四、抗震支架設(shè)計(jì)

機(jī)電管道的水平地震力應(yīng)按其額定負(fù)荷時(shí)的重力荷載計(jì)算，且管道系統(tǒng)干管的側(cè)向抗震支撐以計(jì)入未設(shè)抗震支撐管道的縱向水平地震力?？拐鹬伍g距超過(guò)更大設(shè)計(jì)間距時(shí)，應(yīng)在中間加設(shè)抗震支架，抗震支撐布點(diǎn)間距需嚴(yán)格按《規(guī)范》中的公式進(jìn)行計(jì)算。

在管道系統(tǒng)的特殊位置必須進(jìn)行抗震支撐，包括但不限于每段水平直管道兩段、管道發(fā)生縱向偏移且超出允許值處、水平管道轉(zhuǎn)彎處、水平管道與豎直管道連接處等。

抗震支撐設(shè)置完成后，需進(jìn)行校核并對(duì)布點(diǎn)位置進(jìn)行調(diào)整。

表2.管道抗震支架更大允許間距

管道類別		抗震支吊架更大間距（m）
		側(cè)向	縱向
給水、熱水及消防管道	新建工程剛性連接金屬管道	12.0	24.0
	新建工程柔性連接金屬管道；非金屬管道及復(fù)合管道	6.0	12.0
燃?xì)?、熱力管?/span>	新建燃油、燃?xì)狻⑨t(yī)用氣體、真空管、壓縮氣體管、蒸汽管、高溫?zé)崴芗捌渌泻怏w管道	6.0	12.0
通風(fēng)及排煙管道	新建工程普通剛性材質(zhì)風(fēng)管	9.0	18.0
	新建工程普通非金屬材質(zhì)風(fēng)管	4.5	9.0
電線套管及電纜梯架、電纜托盤和電纜槽盒	新建工程剛性材質(zhì)電線套管、電纜梯架、電纜托盤和電纜槽盒	12.0	24.0
	新建工程非金屬材質(zhì)電線套管、電纜梯架、電纜托盤和電纜槽盒	6.0	12.0

地震力計(jì)算方法：

1.等效側(cè)立法——適用于一般情況：水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值按下列公式計(jì)算：

 F=γηζ₁ζ₂α_maxG

F—沿朂不利方向施加于機(jī)電工程設(shè)施重心處的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；

γ—非結(jié)構(gòu)構(gòu)件功能系數(shù)，取決于建筑抗震設(shè)防類別和使用要求；

η—非結(jié)構(gòu)構(gòu)件類別系數(shù)；

ζ1—狀態(tài)系數(shù)；對(duì)支承點(diǎn)低于質(zhì)心的任何設(shè)備和柔性體系宜取2.0，其余情況可取1.0；

ζ2—位置系數(shù)，建筑的頂點(diǎn)宜取2.0；底部宜取1.0，沿高度線性分布；

αmax—地震影響系數(shù)更大值；

G—非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重力，應(yīng)包括運(yùn)行時(shí)有關(guān)的人員、容器和管道中的介質(zhì)及儲(chǔ)物柜中物品的重力。

2.樓面反應(yīng)譜法——適用于自振周期長(zhǎng)的設(shè)備及管道：

水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值按下列公式計(jì)算：

F=γηβG 

F—沿朂不利方向施加于機(jī)電工程設(shè)施重心處的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；

γ—非結(jié)構(gòu)構(gòu)件功能系數(shù)，取決于建筑抗震設(shè)防類別和使用要求；

η—非結(jié)構(gòu)構(gòu)件類別系數(shù)；

β—建筑機(jī)電工程設(shè)施樓面反應(yīng)譜值

G—非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重力，應(yīng)包括運(yùn)行時(shí)有關(guān)的人員、容器和管道中的介質(zhì)及儲(chǔ)物柜中物品的重力。

3.豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值按下列公式計(jì)算：

Fv=γηζ1ζ2αvmaxG  

Fv—施加于機(jī)電設(shè)備部件重心處的豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；

γ—非結(jié)構(gòu)構(gòu)件功能系數(shù)，取決于建筑抗震設(shè)防類別和使用要求；

η—非結(jié)構(gòu)構(gòu)件類別系數(shù)；

ζ1—狀態(tài)系數(shù)；對(duì)支承點(diǎn)低于質(zhì)心的任何設(shè)備和柔性體系宜取2.0，其余情況可取1.0；

ζ2—位置系數(shù)，建筑的頂點(diǎn)宜取2.0；底部宜取1.0，沿高度線性分布；

αvmax—豎向地震影響系數(shù)更大值；

G—非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重力，應(yīng)包括運(yùn)行時(shí)有關(guān)的人員、容器和管道中的介質(zhì)及儲(chǔ)物柜中物品的重力。

抗震實(shí)施流程：

1.  初步布點(diǎn)（初步布點(diǎn)方案、節(jié)點(diǎn)大樣、節(jié)點(diǎn)數(shù)量及初步預(yù)算）

2.  地震力計(jì)算

3.節(jié)點(diǎn)深化設(shè)計(jì)（依據(jù)地震力大小及建筑結(jié)構(gòu)情況，對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)）

4.布點(diǎn)調(diào)節(jié)（根據(jù)深化設(shè)計(jì)方案，對(duì)個(gè)別節(jié)點(diǎn)平面位置進(jìn)行調(diào)節(jié)）

5.現(xiàn)場(chǎng)施工調(diào)節(jié)及二次驗(yàn)算（根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)管線改動(dòng)情況，對(duì)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)節(jié)驗(yàn)算）