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浅谈电气设备隔震技术
地震一种自然现象,常常造成严重的人员伤亡和巨大的财产损失。随着人类社会的发展,建筑物的体量越来越大,也越来越高,功能越来越多,建筑物的防震的意义也越来越重大,隔震技术也越来越多的用到了建筑设计中。隔震技术有其卓越的优势,同时,也对电气相关设备的设计有特殊的要求。
1 隔震技术
隔震是抗震技术的一种, “隔震”,即隔离地震。在建筑物上部结构与基础之间以及上部建筑层间设置隔震层,隔离地震能量向上部结构传递。降低上部结构的地震作用,达到预期的防震要术,使建筑物的安全得到可靠的保证。它包括上部结构、隔震装置和下部结构三部分。隔震包括基础隔震和层间隔震。隔震体系能够减小结构的水平地震作用,减轻结构和非结构的地震损坏。提高建筑物及其内部设施、人员在地震时的安全性,增加震后建筑物继续使用的能力,已被理论和力很“柔”的隔震元件将上部建筑与基础隔离,由于隔震层的刚度很小。当地震发生时,隔震层将发挥“隔”的作用,承受地震动引起的位移运动,而上部结构只作近似平动。它能有效的提高建筑物的抗震能力,目前,作为一个较为成熟的高新技术,在世界各地得到了广泛的应用。在国内,这项技术的应用目前处于起步阶段,笔者最近参与设计的唐山新文化广场项目是国内首个采用隔震技术的超高层建筑,相信随着国内建筑市场的发展,以及人们对于抗震意识认识的提高,会有越来越多的建筑物采用这项技术。
结构设计中典型位置的原理如图所示:
2 隔震技术对电气专业的影响以及电气专业在采用隔震设计的建筑物中专门设计的必要
通过对隔震技术的描述可以看出,隔震技术比较独特的地方在于“隔”,要想隔离地震,首先要将建筑物进行科学的分隔。唐山新文化广场项目是按照抗震九度进行设防,地震发生的时候,隔震层上、下两部分结构会发生相对位移以达到抗震的作用。这种相对的位移最大可以达到几十厘米,一般设计中,不用考虑相对位移的影响,建筑物内部的桥架、金属管、母线等采用的是刚性连接;在采用隔震设计的建筑物中,如果上述构件也采用刚性连接,在地震发生、产生相对位移时,这些构件本身势必会遭到破坏,会造成楼内供电中止、信号中断、设备无法使用,甚至会对建筑物本身的安全产生不良影响。因此,在采用隔震设计的建筑物中,电气相关设备也必须采用相应的隔震设计,以减少地震造成的损失、降低建筑物的维护费用。
3 电气专业隔震技术综述
目前国内现行的规范中,对电气专业隔震技术进行阐述的相对较少。《建筑抗震设计规范》GB50011-2010对机电设备支架的基本抗震措施进行了基本描述;另外,国家标准图集《建筑结构隔震构造详图 03SG610-1》中也列举了一些电气设备的隔震做法。其中,《建筑抗震设计规范》GB50011-,对于有隔震装置的设备,应注意其强烈震动对连接件的影响,并防止设备和建筑结构发生谐振现象;,管道和设备与建筑结构的连接,应能允许二者间有一定的相对变位。从一个侧面给了电气专业做隔震设计的有益提示,那就是,采用隔震设计的建筑物,电气的相关设计应主要考虑相对位置变动的影响,同时,在此类建筑中,地震时地震作用减小,对电气设备锚固的要求降低了。不过由于此类建筑中设备与楼板之间的相对位移会比常规设计的要大,强烈震动对隔震设计中