浅谈电气设备抗震设计要点
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作者:优嘉
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发布时间: 2020-07-24
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电气安装工程是整个建筑工程项目的一个组成部分，和土建施工关系非常密切，如：电源的进户，明暗管道的敷设，防雷和接地装置的安装，配电箱（屏、柜）的固定等，都要在土建施工中预埋构件和预留孔洞。随着现化设计和施工技术的发展，许多新结构、新工艺的推广应用，施工中的协调配合就愈加显得重要。
电气安装工程是整个建筑工程项目的一个组成部分，和土建施工关系非常密切，如：电源的进户，明暗管道的敷设，防雷和接地装置的安装，配电箱（屏、柜）的固定等，都要在土建施工中预埋构件和预留孔洞。随着现化设计和施工技术的发展，许多新结构、新工艺的推广应用，施工中的协调配合就愈加显得重要。
建筑电气抗震支撑系统的设计要求主要有以下几点：
（1）建筑电气抗震支撑系统的设计要根据建筑的具体情况，如设防烈度、使用功能、建筑高度、结构类型、设备的位置及运行要求等具体分析。
（2）建筑电气抗震系统的配电管道在穿越结构墙体时应尽量减少对主要承重结构构件的影响。
（3）建筑电气抗震支撑系统所设计的支、吊架应具有足够的刚度和承载力，使设备在遭遇设防烈度地震影响时能够迅速恢复正常运行。
（4）重要的设备机房应设置在不会对其使用功能发生障碍等二次灾害的部位。
（5）建筑电气抗震支撑系统的基座或连接件应具有将设备承受的地震作用力全部传递到建筑构件上的功能。
（6）当线路采用电缆梯（桥）架或电缆槽盒、刚性塑料导管、金属导管敷设时，应采用刚性托架或支架固定，而不宜采用吊架。当不得不采用吊架时，应选择横向防晃吊架；在跨越防火分区时，其缝隙应使用柔性防火封堵材料封堵，并应在贯穿部位附近设置抗震支撑。
建筑电气抗震设计
1.抗震设防标准探讨。确定各类设备的抗震设防标准及设防范围是核心问题，但建筑设计规范对此的要求有些笼统，前后文也不太一致。电气设备应按发生地震时承担的作用、损毁后的影响大小、经济损失等分别确定设防标准。电气设备大致分为4类:(1)地震发生时需工作的设备系统，如应急广播、应急照明、应急通信系统等;防止发生次生灾害的设备，如火灾报警系统、燃气或燃油系统的电控设备等。(2)地震发生时不需工作，但损坏会产生严重经济损失的设备，如重要的数据机房等。(3)一般性的需设防的设备，包括建筑设计规范要求的内径不小于60mm的配管及重力不小于150N/m的槽盒或母线槽及其他各类设备。(4)其他不重要的较小的设备，如开关、插座等。
2.抗震计算方法主要有等效侧力法和楼面反应谱法。等效侧力法将机电设施的设备或构件简化为侧向地震力与重力成正比且作用于重心的单自由度系统，水平地震作用标准值按简化公式进行计算，是广泛采用的方法。楼面反应谱法把主体结构与机电设施连接处主体结构的反应以谱的形式(楼板反应谱)作为机电设施的输入，描述在楼板运动作用下不同频率的振子所产生的最大反应特性。对于单点支撑的设备或构件，楼面反应谱法可以形成合理、有效的楼板谱，比等效侧力法更准确地计算地震响应，克服了等效侧力法系数取值不准确、地震力计算准确度不高等缺点。楼面反应谱法需要计算每个建筑相应的楼面反应谱，造成极大的重复性劳动，给实际工程运用带来不便，因此应用范围有限。
3.抗震设计具体做法。电气设备抗震的具体设计涉及以下方面:
(1)地震时需工作的各应急系统应设计预置的应急工作模式，如启动地震广播，保证应急照明，关闭燃气管阀门等。
(2)重要的强(弱)电机房、质量大的设备(如变压器、发电机组等)、主要的电气竖井应布置在地震作用或结构位移较小的部位，如建筑较低的楼层(地震产生的惯性力、位移作用较小)，靠近核心筒或在核心筒内部(结构刚度较大和位移较小)，结构柱网较小的区域(结构刚度较大，竖向变形较小)等。同一设备应避免跨越抗震缝，线路跨越抗震缝时需要采取软连接措施，以减少地震对设备的影响。
(3)对具体设备按照建筑电气规范要求及上述抗震设防标准进行抗震设防设计。当需设置抗震支、吊架时，抗震支、吊架的承载力不应小于地震作用效应，安装间距不应大于规定值;设备安装、导体敷设，按建筑电气规范要求采用抗震措施。
(4)为了提高电气设备的抗震水平，可采用隔震和消能减震设计。隔震设计是指在房屋基础与上部结构之间或机电设备与主体结构之间设置隔震层，通过延长结构的自振周期而减小地震作用;消能减震设计是指在房屋结构或机电设备中设置消能器，通过消能器的相对变形和相对速度而增加结构阻尼，减小地震作用。由于隔震和消能减震需要增加相当的投资并进行复杂的专门设计，故仅在对使用功能有较高或专门要求等特殊情况下采用。
