一、情景說明

近年來，我國地震進入活躍期，國家對基礎設施抗震安全日益重視。數據中心是重要的生命線工程，機電設備抗震安裝尤為重要，需更加精細化和規(guī)范化。《通信設備安裝抗震設計規(guī)范》、《建筑機電工程抗震設計規(guī)范》頒布實施至今，裝配式成品抗震支吊架逐步推廣應用于各類工程中。

XXXX數據中心1#數據機房樓位于XX省XX市XX區(qū)，建筑面積20049.5m2，地上4層，鋼筋混凝土框架-剪力墻結構，抗震設防烈度8度。機房走廊內采用綜合抗震支吊架方案。

綜合抗震支吊架方案將空調、暖通、給排水、強電、弱電、消防等十幾類管線的綜合排布，充分利用數據中心機房內有限空間，對于支吊架的設計、施工、安裝提出了巨大的挑戰(zhàn)。如何確定支吊架布置方案，計算確定支吊架規(guī)格，實現支吊架體系的抗震性能，成為設計院結構和機電專業(yè)共同面臨的難題。

二、問題分析

《建筑機電工程抗震設計規(guī)范》（GB 50981-2014）1.0.4 抗震設防烈度為6度及6度以上地區(qū)的建筑機電工程必須進行抗震設計，并于2015年8月作為強制性條文開始執(zhí)行。至此，數據中心項目里對支吊架的抗震設計提出了強制性要求。建筑機電抗震產業(yè)，因國家規(guī)范提出的強制性抗震設計要求，開始出現爆發(fā)量參差不齊，廠家能力千差萬別，提供的深化設計圖也是各式各樣，這便給機電工程抗震支吊架設計的規(guī)范性帶來巨大挑戰(zhàn)。

數據中心項目支吊架有荷載大、管線多、空間小等特點，在有限的空間內，避免碰撞，設置抗震支吊架并與主體進行有效連接是支吊架抗震方案的關鍵。裝配式支吊架是以工廠預制零部件在工地現場進行組裝的支架產品，采用標準連接件與標準槽鋼，具有零部件標準化、材料強度高、施工快速高效的特點，適合工程應用推廣。

三、解決方案

支吊架抗震方案設計步驟如下：

（一）管線排布與支吊架選�。�

由于數據中心機房工藝性要求較高，該階段需要考慮空調、暖通、給排水、強電、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。結合GB50981-2014進行抗震支吊架設置范圍的明確。

1、懸吊管道中重力大于1.8kN的空調機組、風機等設備；

2、DN25以上的燃氣管道；

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

5、對于內徑大于等于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)格的防排煙風道及事故通風風道及其設備。

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

（二）布置支吊架

抗震支吊架設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，當α大于1.0時，支架需加密，且間距與斜撐角度有關，當斜撐豎向夾角小于45度，支架需加密。

支吊架設置還需滿足如下要求:

1、每段水平直管道應在兩端設置側向抗震支吊架。

2、當兩個側向抗震支吊架間距超過最大設計間距時，應在中間增設側向抗震支吊架。每段水平直管道應至少設置一個縱向抗震支吊架，當兩個縱向抗震支吊架距離超過最大設計間距時，應按要求間距依次增設縱向抗震支吊架。

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

a 水管及電線套管不得超過最大側向支吊架間距的1/16；

b 風管、電纜梯架、電纜托盤和電纜槽盒不得超過其寬度的兩倍。

4、水平管道應在離轉彎處0.6m范圍內設置側向抗震支吊架；若斜撐直接作用于管道，其可作為另一側管道的縱向抗震支吊架；距下一縱向抗震支吊架間距應按下式計算：

L=(L1+L2)/2+0.6

5、水平管線通過垂直管線與地面設備連接時，管線與設備之間采用柔性連接。水平管線距垂直管線600mm范圍內設置側向支撐。垂直管線底部距地面大于0.15m應設置抗震支撐。

（三）繪制縱橫向節(jié)點

節(jié)點圖繪制應考慮構造要求。

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電工程管道應采用柔性連接或其他有效措施，并應在隔震層兩側設置抗震支架。

4、沿墻敷設的管道當設有入墻的托架、支架且管卡能緊固管道四周時，可作為一個側向抗震支吊架。

5、單管（桿）抗震支吊架的設置應符合下列要求：

連接立管的水平管道應在靠近立管0.6m范圍內設置第一個抗震吊架；當立管長度超過1.8m時應在其頂部及底部設置四向抗震支吊架，當長度大于7.6m時應在中間加設抗震支吊架；當立管通過套管穿越結構樓層時，套管可限制管道水平移動，可作為水平方向四向抗震支撐使用；當管道中安裝的附件自身質量超過25kg時，應設置側向及縱向抗震支吊架；

6、 抗震吊架斜撐安裝不應偏離其中心線2.5°；

7、不得將抗震支架安裝在非結構主體部位，如輕質隔墻等；

8、門型抗震支吊架的設置應符合下列要求：

門型抗震支吊架應有一個側向抗震支吊架或兩個縱向抗震支吊架；同一承重吊架懸掛多層門型吊架，應對承重吊架分別獨立加固并設置抗震斜撐；門型抗震支吊架側向及縱向斜撐應安裝在上層橫梁或承重吊架連接處；當管道上的附件質量超過25kg且與管道采用剛性連接時，或附件質量為9kg～25kg且與管道采用柔性連接時，應設置側向及縱向抗震支吊架。

（四）受力校核

水平地震作用標準值可按下式計算：F=γηζ1ζ2αG。施加于附屬機電設備部件的豎向地震作用標準值，可采用下式計算：FV=γηζζαG。利用等效側力法，適用于數據中心項目機電設備抗震支吊架設計的計算。

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，對比如下：

1、空間對比

因為空調水系統(tǒng)、空調風系統(tǒng)、消防平層主管、強弱電橋架，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，有效控制標高。

2、受力對比

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管線水平方向的載荷。

3、抗震性能對比

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

五、建議與總結

通過XX數據中心綜合抗震支吊架設計分析可以得到以下結論：

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、綜合抗震支吊架設計需要顧及多個方面：管線布置、支架布置、節(jié)點構造、受力校核。

3、綜合抗震支吊架抗震性能優(yōu)越，為數據中心的正常運行保駕護航。

隨著5G業(yè)務的開展，預計邊緣數據中心節(jié)點規(guī)模將有較大增長，匯聚機房將大量增加。綜合抗震支吊架的應用能夠提高效率，提升安全性，案例的推廣有利于進一步降本增效。