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      2. 關于金屬軟管在高層建筑中的應用

        2018-12-11 8:51:00??????點擊:

        在多棟塔樓并列,裙樓共用的超高層建筑中,建筑和結構專業在塔樓之間留有構造縫,給水管穿越構造縫時波紋補償器不能滿足變形的要求,可采用波紋金屬軟管來替代,起到簡化系統的目的。 
          關鍵詞:波紋金屬軟管 ;橫向位移補償;軸向位移補償 ;金屬軟管
           
          一、工程概述 
           
          廣州市富力盈尊大廈,占地面積131813.6平方米,地上48層,地下三層,其中A1棟、A2棟、A3棟為48層,建筑高度為165.3米,B1棟、B2棟為44層,建筑高度為154.5米??偨ㄖ娣e170484平方米。本建筑為一類高層建筑,耐火等級為一級。A1棟、A2棟、A3棟、B1棟為公寓,B2棟為萬豪酒店。公寓、酒店的生活和消防系統分開設置,且公寓各棟塔樓共用一個系統。 
          公寓部分給水系統縱向分為五個區。公寓供水一區:39-48層,由公寓一區冷水供應設備供應本區的生活冷水,下行上給;公寓供水二區:28-38層,由公寓二區冷水供應設備供應本區的生活冷水,下行上給;公寓供水三區:15-27層,由公寓三區冷水供應設備供應本區的生活冷水,下行上給。公寓供水四區:5-14層,由公寓四區冷水供應設備供應本區的生活冷水,下行上給,公寓裙樓地下室:-1至4層,由市政供給。 
          公寓部分室內噴淋系統豎向分成四個區,-3層至4層為低區,5層至14層為中低區,15層至31層為中高區,33層至48層為高區,在每個分區的最低樓層集中設置濕式報警閥組,濕式報警閥組前的供水管道成環管。 
          公寓部分室內消火栓系統,豎向分成四個消防供水區,-3層至4層為低區,5層至14層為中低區,15層至31層為中高區,33層至48層為高區,在每個分區的最高和最低樓層設置水平環管,水平環管和立管上下連接形成立體環管。 
          公寓生活給水橫干管在15層(避難層)設置,公寓消活栓、噴淋給水環管在15層、32(避難層)層設置。 
           
          二、相關專業條件 
           
          A1棟、A2棟、A3棟、B1棟塔樓之間的構造縫間距為450mm(按中震考慮),構造縫的變形條件如下: 
          波紋金屬軟管屬于撓性管路元件,主要由金屬波紋管體、不銹鋼網套和接頭件組成。在管路和設備中間起軟連接、補償相對位移等作用。三、計算: 
          1、橫向位移補償: 
          橫向位移的金屬軟管,長度取決于其設計彎曲半徑和橫向位移量的大小。金屬軟管長度和彎曲半徑一定情況下,θ越大,橫向位移量越大,但θ必須小于45°,一般取θ=30°――45°。 
          補償量計算: 
          L=лRsθ/90+KD+L1+L2 
          EL=2Rssin θ+KDcos θ+L1+L2 
          Y=2Rs(1-cos θ),θ=cos-1(1-Y/2Rs) 
          其中: 
          L:金屬軟管長度 
           EL:安裝長度 
          Rs:設計彎曲半徑 
          θ:工件彎曲角(θ=30°――45°) 
          K:系數(K=1――1.5) 
          D:金屬軟管通徑 
          三十二層: 
          Y=2Rs(1-cos θ) (DN150的給水管最小彎曲半徑為900mm) 
           =2x1000x(1-cos35) 
           =361.6>150mm 
          L=лRsθ/90+KD+L1+L2 
         ?。?.14x1000x35/90+1.2x150+500+500 
           =2401mm 
          十五層: 
          Y=2Rs(1-cos θ) 
           =2x1000x(1-cos30) 
           =267.9mm>60mm 
          L=лRsθ/90+KD+L1+L2 
           =3.14x1000x35/90+1.2x150+500+500 
           =2226.7mm 
          長度的確定 
          金屬軟管的最小彎曲半徑確定以后,要正確選擇金屬軟管長度。軟管過長將會產生失穩,增大流阻,以及附加的機械損傷及振動等問題,金屬軟管過短可能達不到補償、減振消除噪音等目的,還會造成彎曲應力過大,影響壽命。 
          確定金屬軟管的長度需要考慮的因素很多。但首先要考慮的是彎曲半徑和安裝情況。金屬軟管的最小彎曲半徑見廠家資料。 
          2、軸向位移補償: 
          金屬軟管本身不能進行的軸向伸縮,但若以下圖的方法安裝也能達到軸向補償的目的。 
          補償量計算: 
          C=L=EL=лRsθ/45+2D(1 - cosθ)-4Rssin θ 
          L=(лRsθ/45+2L1)K 
          EL=(4Rssinθ+2L1)K 
          式中: 
          L:選用的金屬軟管長度; 
          EL:金屬軟管安裝長度; 
          C:最大軸向補償量; 
          D:金屬軟管通徑; 
          θ:金屬軟管工作彎曲角θ≤30°―45°; 
          K:裕度系數,通常情況下K取1.15 ― 1.2; 
          Rs:金屬軟管彎曲半徑(靜態:Rs≥Rj,動態Rs≥Rd,具體數值見P37表); 
          L1:金屬軟管接頭不參與變形部分。 
          三十二層: 
          C=лRsθ/45+2D(1 - cosθ)-4Rssinθ(DN150的給水管最小彎曲半徑為900mm) 
         ?。?.14x1000x35/45+2x150x(1-cos35)-4x1000xsin35 
         ?。?02.2mm>180mm 
          L=(лRsθ/45+2L1)K 
           =(3.14x1000x35/45+2x400)x1.2 
           =3890mm 
          避難層32層所需金屬軟管的長度取3890mm。 
          十五層: 
          C=лRsθ/45+2D(1 - cosθ)-4Rssin θ 
           =3.14x1000x30/45+2x150x(1-cos30)-4x1000xsin30 
           =133.5mm>60mm 
          L=(лRsθ/45+2L1)K 
           =3472mm 
          避難層15層所需金屬軟管的長度取3472mm。 
          查金屬軟管的資料可知其公稱壓力可達到2.5MPa,所以可以采用金屬軟管來連接高壓給水管。 
           
          四、總結 
           
          以往我們碰到類似的工程實例,因為沒有新的工藝和技術設備來滿足變形的要求,我們通常在每一個塔樓單獨設置消防系統、生活系統,這樣便增加了許多的設備和轉輸水池,減少了建筑的使用面積,而且由于設備的增加造成管理的不便。 
          采用金屬軟管來連接高壓管,可使整個消防和生活給水系統簡單,節約投資。 

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