| 立管防震设计原理 |
| 立管防震设计 |
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为使立管防震系统能有效隔绝噪音与振动，同时考虑地震来袭时所引起的水平与垂直方向外力及共振所可能引起的破坏，因此立管配管的长度、支撑点的间隔距离、防振橡胶 避震器的选择及伸缩软管的安装，应依照下列要点来设计立管防震系统。 |
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立式配管的长度 h 必须考虑满水时的总重量，不可超过管件的最大容许压缩应力 s 范围，又基于地震时铅直方向可承受外力的安全考量，将安全系数fs定为 2 使系统可承1G的加速度，即得式 (1)。 |
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h <= ( s * S ) / ( fs* W2 ) --------------------------------------------(1) |
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地震水平方向的力若引起楼层间的位移 d (d<=20mm)，所产生的弯曲距 M 必需在最大容许应力 s 范围内，所以支撑点的最小间距应如式(4)。 |
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M = ( 12 * E * I * d ) / l 2 ----------------------------------------(2) |
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s >= M * r / I -------------------------------------------------------(3) |
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=> l >= ( 12 * E * r * d / s ) 1/2 -----------------------------(4) |
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r ：平均半径 |
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l ：支撑间距 |
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一般地震的振动频率约 1~2 Hz，为必免发生共振所以支撑间距要使配管的第一自然频率 fn1 大于 5Hz 以上如式(6)。 |
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fn1 = ( l2 / 2 p l 2 ) * ( E I g / W2 ) 1/2 ---------------------------(5) |
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=> l <= [ ( l2 / 2 p * 5 ) * ( E I g / W2 )1/2 ] 1/2 ----------------(6) |
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g：980 cm/s2 |
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r ：平均半径 |
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l ：支撑间距 |
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为了能有效隔绝固体噪音与振动的传递，防振橡胶避震器的选择，要使配管系统铅直方向的自然频率低于20Hz，再依前述的地震考量自然频率 fn 设计应在 5 < fn < 20 的范围内如式(7)。 (通常是以实际重量乘上1.5倍后的值来选择避震器即可) |
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| fn = ( 1 / 2 p ) * ( k * g / W ) 1/2 ------------------------------------(7) |
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为消除因温度变化所产生的压缩或拉伸应力，应在各支撑点间应安装一合适的伸缩接头，以吸收因热胀冷缩所引起的轴向变位，一般钢管在0~100℃间之线膨胀系数平均值a=0.011 mm/M* ℃。 |
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例：试计算配管长度15米，由5℃升温至35℃时之轴向变位量。 |
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△=0.011*15*(35-5)=4.95mm |
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防振支撑点可分为水平活动式及轴向固定式两种，其安装必需依照下列几点进行。
1.不论是水平活动式或轴向固定式每点的间距必需符合(6)、(7)两式所得之值。
2.每隔2~3 处水平活动式必需设一轴向固定式支撑点以承载立管的重量。
3.配管的起、终两端必需各设置一轴向固定式支撑点。 |
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