一、情景说明

近年来，我国地震进入活跃期，国家对基础设施抗震安全日益重视。数据中心是重要的生命线工程，机电设备抗震安装尤为重要，需更加精细化和规范化。《通信设备安装抗震设计规范》、《建筑机电工程抗震设计规范》颁布实施至今，装配式成品抗震支吊架逐步推广应用于各类工程中。

XXXX数据中心1#数据机房楼位于XX省XX市XX区，建筑面积20049.5m2，地上4层，钢筋混凝土框架-剪力墙结构，抗震设防烈度8度。机房走廊内采用综合抗震支吊架方案。

综合抗震支吊架方案将空调、暖通、给排水、强电、弱电、消防等十几类管线的综合排布，充分利用数据中心机房内有限空间，对于支吊架的设计、施工、安装提出了巨大的挑战。如何确定支吊架布置方案，计算确定支吊架规格，实现支吊架体系的抗震性能，成为设计院结构和机电专业共同面临的难题。

二、问题分析

《建筑机电工程抗震设计规范》（GB 50981-2014）1.0.4 抗震设防烈度为6度及6度以上地区的建筑机电工程必须进行抗震设计，并于2015年8月作为强制性条文开始执行。至此，数据中心项目里对支吊架的抗震设计提出了强制性要求。建筑机电抗震产业，因国家规范提出的强制性抗震设计要求，开始出现爆发量参差不齐，厂家能力千差万别，提供的深化设计图也是各式各样，这便给机电工程抗震支吊架设计的规范性带来巨大挑战。

数据中心项目支吊架有荷载大、管线多、空间小等特点，在有限的空间内，避免碰撞，设置抗震支吊架并与主体进行有效连接是支吊架抗震方案的关键。装配式支吊架是以工厂预制零部件在工地现场进行组装的支架产品，采用标准连接件与标准槽钢，具有零部件标准化、材料强度高、施工快速高效的特点，适合工程应用推广。

三、解决方案

支吊架抗震方案设计步骤如下：

（一）管线排布与支吊架选取：

由于数据中心机房工艺性要求较高，该阶段需要考虑空调、暖通、给排水、强电、弱电、消防等十几类管线的综合排布，通过专业间的紧密配合，排布出符合各专业要求的，无碰撞易安装的管线布置。结合GB50981-2014进行抗震支吊架设置范围的明确。

1、悬吊管道中重力大于1.8kN的空调机组、风机等设备；

2、DN25以上的燃气管道；

3、DN65以上的生活给水、消防管道、柔性连接的质量为9kg~25kg的管道附件以及刚性连接的质量大于25kg以上管道附件；

4、矩形截面面积大于等于0.38m2和圆形直径大于等于0.7m的风管系统；

5、对于内径大于等于60mm的电气配管及重力大于等于150N/m的电缆梯架电缆槽盒、母线槽；

6、所有规格的防排烟风道及事故通风风道及其设备。

按不同系统管道规格或重量进行考虑支吊方案；可单管设置，也可设置多管共架综合抗震支架；

（二）布置支吊架

抗震支吊架设置间距不一定是管线种类的最大间距，间距与地震作用大小有关，当α大于1.0时，支架需加密，且间距与斜撑角度有关，当斜撑竖向夹角小于45度，支架需加密。

支吊架设置还需满足如下要求:

1、每段水平直管道应在两端设置侧向抗震支吊架。

2、当两个侧向抗震支吊架间距超过最大设计间距时，应在中间增设侧向抗震支吊架。每段水平直管道应至少设置一个纵向抗震支吊架，当两个纵向抗震支吊架距离超过最大设计间距时，应按要求间距依次增设纵向抗震支吊架。

3、刚性连接的水平管道，两个相邻的抗震支吊架间允许纵向偏移值。应符合下列规定：

a 水管及电线套管不得超过最大侧向支吊架间距的1/16；

b 风管、电缆梯架、电缆托盘和电缆槽盒不得超过其宽度的两倍。

4、水平管道应在离转弯处0.6m范围内设置侧向抗震支吊架；若斜撑直接作用于管道，其可作为另一侧管道的纵向抗震支吊架；距下一纵向抗震支吊架间距应按下式计算：

L=(L1+L2)/2+0.6

5、水平管线通过垂直管线与地面设备连接时，管线与设备之间采用柔性连接。水平管线距垂直管线600mm范围内设置侧向支撑。垂直管线底部距地面大于0.15m应设置抗震支撑。

（三）绘制纵横向节点

节点图绘制应考虑构造要求。

1、抗震支吊架的斜撑与吊架的距离不得超过0.1m；

2、侧向、纵向抗震支吊架的斜撑安装，垂直角度宜为45°，且不得小于30°；

3、穿过隔震层的建筑机电工程管道应采用柔性连接或其他有效措施，并应在隔震层两侧设置抗震支架。

4、沿墙敷设的管道当设有入墙的托架、支架且管卡能紧固管道四周时，可作为一个侧向抗震支吊架。

5、单管（杆）抗震支吊架的设置应符合下列要求：

连接立管的水平管道应在靠近立管0.6m范围内设置第一个抗震吊架；当立管长度超过1.8m时应在其顶部及底部设置四向抗震支吊架，当长度大于7.6m时应在中间加设抗震支吊架；当立管通过套管穿越结构楼层时，套管可限制管道水平移动，可作为水平方向四向抗震支撑使用；当管道中安装的附件自身质量超过25kg时，应设置侧向及纵向抗震支吊架；

6、 抗震吊架斜撑安装不应偏离其中心线2.5°；

7、不得将抗震支架安装在非结构主体部位，如轻质隔墙等；

8、门型抗震支吊架的设置应符合下列要求：

门型抗震支吊架应有一个侧向抗震支吊架或两个纵向抗震支吊架；同一承重吊架悬挂多层门型吊架，应对承重吊架分别独立加固并设置抗震斜撑；门型抗震支吊架侧向及纵向斜撑应安装在上层横梁或承重吊架连接处；当管道上的附件质量超过25kg且与管道采用刚性连接时，或附件质量为9kg～25kg且与管道采用柔性连接时，应设置侧向及纵向抗震支吊架。

（四）受力校核

水平地震作用标准值可按下式计算：F=γηζ1ζ2αG。施加于附属机电设备部件的竖向地震作用标准值，可采用下式计算：FV=γηζζαG。利用等效侧力法，适用于数据中心项目机电设备抗震支吊架设计的计算。

四、前后分析

采用综合抗震支吊架方案和采用普通支吊架方案，对比如下：

1、空间对比

因为空调水系统、空调风系统、消防平层主管、强弱电桥架，可以采用同一抗震支吊架，综合抗震支吊架方案能综合各种专业的管线，布置规整，有效占用空间，避免管线碰撞。节省空间，有效控制标高。

2、受力对比

传统支架主要是以重力为荷载的支撑系统；而抗震支架主要承担管线水平方向的载荷。

3、抗震性能对比

传统支架发生地震时侧向摆动过大，极易破坏临近设施，造成建筑机电工程系统遭受损坏，加大后期维护难度；而抗震支架在安装形式上使用了三角形的稳定性原理，把地震时的纵向力和横向力进行综合承载，改变管线系统动力特性由柔变刚，不仅能使设备、管道更牢固，减少因地震引起的次生灾害。

五、建议与总结

通过XX数据中心综合抗震支吊架设计分析可以得到以下结论：

1、综合抗震支吊架安装简易、施工安全、受力可靠、循环使用、成本低、组合安装使用、效果更美观、节省空间。

2、综合抗震支吊架设计需要顾及多个方面：管线布置、支架布置、节点构造、受力校核。

3、综合抗震支吊架抗震性能优越，为数据中心的正常运行保驾护航。

随着5G业务的开展，预计边缘数据中心节点规模将有较大增长，汇聚机房将大量增加。综合抗震支吊架的应用能够提高效率，提升安全性，案例的推广有利于进一步降本增效。