随着社会的进步与发展,建筑功能日趋复杂,非结构构件震后造成的损失越来越高,远超社会和业主的承受范围.所以如何保护非结构构件的安全,成为建筑抗震设计中的又一个新的课题.传统支吊架系统是以重力为主要荷载的支撑系统,本文提出的机电抗震支吊架系统是以地震力为主要荷载的支撑系统,通过抗震支吊架可在地震中给予机电工程各个系统充分保护,可用于抵抗来自水平及垂直方向的地震力的破坏.目前机电管线抗震支架已经逐渐应用于机场,地铁,商住,工业等各种项目.国内外学者对机电支吊架的静力性能进行了一些研究,但在支架抗震性能方面的研究还处于空白阶段,需要对抗震支架的抗震性能进行分析.

为研究抗震支吊架的抗震性能,本文提出单水管,电缆桥架和风管抗震支吊架的布置方法,同时采用ABAQUS有限元软件进行竖向荷载作用下的静力模拟分析和水平方向低周往复荷载作用下的拟静力分析,分析抗震支吊架的有限元结果,得出抗震支吊架各构件的滞回曲线,骨架曲线,刚度退化曲线,耗能系数,等反映其耗能能力的性能指标.在阻尼比分别为ξ=0.02和ξ=0.05情况下,在振动台上对抗震支吊架系统组件,管廊支吊架系统组件,综合成品支吊架系统组件,预埋槽道及配套紧固件,后扩底锚栓进行了抗震设防烈度9度(设计地震基本加速度0.4g,建筑结构地震影响系数曲线对应的地震反应谱加速度峰值大于1.4g)的人工地震波抗震试验,验证抗震支架的有效性.

分析结果表明:侧向或纵向斜撑槽钢的布置能明显提高支吊架的承载能力和耗能能力,其中,“侧向+纵向”斜撑槽钢的布置的抗震支吊架承载能力和耗能能力明显优于"侧向"斜撑槽钢的抗震支吊架.对抗震支吊架的斜撑槽钢布置角度和刚度等参数进行有限元模拟分析,得出:当斜撑槽钢沿45度及槽钢截面厚度为2.5mm时,耗能效果最好.分别在阻尼比ξ=0.02和ξ=0.05情况下,在振动台上进行人工地震波抗震实验,抗震试验后,检验样品,结构牢固无裂痕,无部件松动,脱落,无渗漏,也无任何损伤及变形,证明抗震支架能够在地震的时候保护机电管线不被破坏,有一定防护能力.本文对抗震支吊架的静力及拟静力性能进行了全面系统地研究,并提出抗震支吊架参数分析方法,同时通过振动台实验,验证了抗震支架的有效性,为后续抗震支吊架深一步理论研究提供了基础,同时也对工程应用起到了重要的参考作用.