孫 彬，張雪芳，隋明昊，王景濤，張晉峰

（建研院檢測(cè)中心有限公司，北京 100013）

0 引言

隨著結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震能力的不斷提升，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞成為地震災(zāi)害的主要原因［1］。2006 年夏威夷地震，消防噴淋管線(xiàn)系統(tǒng)破壞造成了大規(guī)模的消防用水泄漏，導(dǎo)致許多建筑功能癱瘓［2］；2010 年智利地震，包括消防管道在內(nèi)的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件損壞導(dǎo)致 4 家醫(yī)院無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)，12 家醫(yī)院超過(guò) 75 % 的功能設(shè)施癱瘓，建筑附屬設(shè)備破壞和消防用水泄露導(dǎo)致兩家機(jī)場(chǎng)關(guān)閉，對(duì)抗震救災(zāi)工作造成了極大的不利影響［3］。相對(duì)于建筑功能的喪失，建筑附屬機(jī)電設(shè)備破壞對(duì)生命財(cái)產(chǎn)安全的影響更為嚴(yán)重，因此，必須加強(qiáng)對(duì)建筑附屬機(jī)電等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震能力的重視。

裝配式支吊架作為連接建筑主體結(jié)構(gòu)與附屬機(jī)電設(shè)備的重要非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，在發(fā)生災(zāi)害時(shí)能有效保護(hù)附屬機(jī)電設(shè)備，避免其使用功能癱瘓或者喪失。1994 年美國(guó)北嶺地震，裝有支吊架的附屬機(jī)電設(shè)施損壞甚微，但未安裝支吊架的水管和消防管損壞較為嚴(yán)重［4，5］；Goodwin 等通過(guò)對(duì)醫(yī)院管道懸掛組件的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)支吊架體系能夠有效地限制管道位移［6］；Tian 等通過(guò)對(duì)三個(gè)足尺自動(dòng)噴淋管道體系進(jìn)行試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在動(dòng)力荷載作用下，裝有支吊架的管道體系受力性能要優(yōu)于未安裝支吊架的管道體系［7］。支吊架體系的受力性能研究對(duì)于確保建筑附屬機(jī)電設(shè)施安全有著重要的工程實(shí)際意義。

本文介紹了裝配式支吊架的概念及其產(chǎn)品分類(lèi)，再?gòu)闹У跫艿臉?biāo)準(zhǔn)規(guī)范情況、應(yīng)用領(lǐng)域及總體質(zhì)量狀況等方面詳細(xì)綜述了支吊架行業(yè)現(xiàn)狀，并分析了抗震支吊架行業(yè)現(xiàn)狀及其存在的問(wèn)題，包括功能誤區(qū)、抗震支吊架設(shè)計(jì)以及連接節(jié)點(diǎn)薄弱等情況，最后介紹了抗震支吊架的性能檢驗(yàn)方法，并對(duì)其存在的問(wèn)題進(jìn)行了探討。

1 裝配式支吊架概念與分類(lèi)

裝配式支吊架不同于現(xiàn)場(chǎng)焊接安裝的傳統(tǒng)支吊架，是將工廠(chǎng)預(yù)制的連接件與槽鋼在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝，并與建筑主體結(jié)構(gòu)可靠連接，能夠承受荷載并限制管道位移，廣泛應(yīng)用于建筑給排水、消防、供暖、通風(fēng)、空調(diào)、燃?xì)狻崃?、電力及通訊等管線(xiàn)設(shè)施領(lǐng)域。裝配式支吊架包括承重支吊架和抗震支吊架，承重支吊架主要承受管道重力荷載，抗震支吊架主要承受地震作用，工程實(shí)際安裝照片如圖 1 所示。

圖1 裝配式支吊架

抗震支吊架是由錨固體、加固吊桿、抗震連接構(gòu)件及抗震斜撐等組成的與建筑結(jié)構(gòu)體牢固連接的抗震支撐設(shè)施，在主體結(jié)構(gòu)遭受地震作用時(shí)，能夠有效保護(hù)附屬機(jī)電設(shè)施。根據(jù)斜撐布置情況，分為側(cè)向抗震支吊架、縱向抗震支吊架以及混合抗震支吊架。抗震斜撐與管道橫截面平行的支吊架稱(chēng)為側(cè)向抗震支吊架，能夠限制管道的側(cè)向位移；抗震斜撐與管道縱向平行的支吊架稱(chēng)為縱向抗震支吊架，能夠限制管道軸向位移；既有側(cè)向抗震斜撐又有縱向抗震斜撐的稱(chēng)為混合抗震支吊架，能夠同時(shí)限制側(cè)向和縱向位移。常見(jiàn)的有單桿抗震支吊架、雙桿抗震支吊架以及雙立柱抗震支吊架［8］，如圖 2 所示。

圖2 不同形式的抗震支吊架

2 裝配式支吊架行業(yè)現(xiàn)狀

2.1 支吊架行業(yè)的興起

國(guó)外對(duì)于抗震支吊架的研究開(kāi)展較早，1947 年美國(guó)在 NFPA13 中首次規(guī)定了自動(dòng)消防噴淋系統(tǒng)抗震支吊架的設(shè)計(jì)方式［9，10］，隨后，F(xiàn)M 1950 規(guī)定了自動(dòng)噴淋管道體系抗震支吊架部件和組件的抗震性能試驗(yàn)方法［11］。此外，F(xiàn)EMA 414 中對(duì)安裝在建筑結(jié)構(gòu)不同部位的風(fēng)管和水管進(jìn)行了規(guī)定，包括承重支吊架和抗震支吊架的排列方式和安裝方法［12］。

在 2008 年以前，國(guó)內(nèi)對(duì)于抗震支吊架的研究接近空白，汶川地震之后，成都地區(qū)震害調(diào)查表明，主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件損壞甚微，但非結(jié)構(gòu)構(gòu)件損害較嚴(yán)重［13］。近十年來(lái)，國(guó)內(nèi)對(duì)建筑機(jī)電工程抗震開(kāi)始逐漸重視起來(lái)，2015 年發(fā)布實(shí)施的 GB 50981—2014《建筑機(jī)電工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“GB 50981—2014”）明確規(guī)定，對(duì)抗震設(shè)防烈度 6 度及以上地區(qū)附屬機(jī)電設(shè)施必須進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)［14］。

隨著規(guī)范 GB 50981—2014 實(shí)施，抗震支吊架行業(yè)步入蓬勃發(fā)展期，抗震支吊架生產(chǎn)企業(yè)雨后春筍般涌現(xiàn)出來(lái)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)抗震支吊架生產(chǎn)企業(yè)約有 7 000 多家，但行業(yè)活躍度高的企業(yè)并不多，企業(yè)規(guī)模呈現(xiàn)大、中、小、微并存的格局，并且以小、微型企業(yè)占絕大多數(shù)，基本屬于小作坊，缺乏技術(shù)能力和研發(fā)能力，抗震支吊架的產(chǎn)品質(zhì)量也是良莠不齊。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范情況

與支吊架相關(guān)的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范匯總?cè)绫?1 所示。GB 50981—2014 是建筑機(jī)電抗震及抗震支吊架的設(shè)計(jì)依據(jù)，也是目前機(jī)電抗震行業(yè)最重要的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)已啟動(dòng)修訂工作，將增加與施工、驗(yàn)收以及運(yùn)維相關(guān)的技術(shù)內(nèi)容；GB/T 38053—2019《裝配式支吊架通用技術(shù)要求》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“GB/T 38053—2019”）是針對(duì)承重支吊架的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了其產(chǎn)品性能及其測(cè)試方法［15］；GB/T 37267—2018《建筑抗震支吊架通用技術(shù)條件》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“GB/T 37267—2018”）［16］和 CJ/T 476—2015《建筑機(jī)電設(shè)備抗震支吊架通用技術(shù)條件》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“CJ/T 476—2015”）［17］是針對(duì)抗震支吊架的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了支吊架部件和組件的性能測(cè)試方法，CJ/T 476—2015 對(duì)產(chǎn)品的性能要求較 GB/T 37267—2018 低，故目前主要執(zhí)行 GB/T 37267—2018；CECS 420—2015《抗震支吊架安裝及驗(yàn)收規(guī)程》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“CECS 420—2015”）規(guī)定了現(xiàn)場(chǎng)施工安裝與質(zhì)量驗(yàn)收方法［18］，該標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行率比較低，條文也不能覆蓋工程實(shí)際需求，目前已啟動(dòng)修訂工作；T/CECS 731—2020《裝配式支吊架系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“T/CECS 731—2020”）對(duì)支吊架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制作與安裝、質(zhì)量驗(yàn)收、維護(hù)管理等進(jìn)行了規(guī)定，是一本實(shí)操性較強(qiáng)的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)。

表1 與支吊架相關(guān)的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)

近 3 年，中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)立項(xiàng)制訂的標(biāo)準(zhǔn)情況如表 2 所示。標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量逐年增多，并細(xì)分到不同的應(yīng)用領(lǐng)域。實(shí)際上，近年來(lái)其他社團(tuán)組織通過(guò)不同渠道、不同層面立項(xiàng)的支吊架標(biāo)準(zhǔn)也是層出不窮，包括技術(shù)規(guī)程、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、方法標(biāo)準(zhǔn)以及認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)等，門(mén)類(lèi)眾多且以技術(shù)規(guī)程居多。受?chē)?guó)家標(biāo)準(zhǔn)改革的影響，國(guó)標(biāo)和行標(biāo)很難立項(xiàng)，因此支吊架領(lǐng)域國(guó)標(biāo)和行標(biāo)相對(duì)偏少，而團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行力度總體偏低，在某種程度上制約了行業(yè)發(fā)展。

表2 中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)立項(xiàng)與支吊架相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)

2.3 工程應(yīng)用領(lǐng)域

裝配式支吊架因其性能穩(wěn)定、施工方便及工期短等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于新建建筑和既有建筑，包括民用建筑、工業(yè)建筑、居住建筑以及公共建筑等。除此之外，裝配式支吊架還被廣泛地用于地鐵隧道、綜合管廊等市政工程領(lǐng)域。

目前，承重支吊架總體應(yīng)用狀況良好，質(zhì)量性能穩(wěn)定。相比于傳統(tǒng)支吊架，裝配式承重支吊架工程造價(jià)相對(duì)較高，行業(yè)接受度還需要逐步提高，隨著我國(guó)城市化建設(shè)腳步的不斷加快，對(duì)裝配式支吊架的需求也呈現(xiàn)逐年上升的趨勢(shì)，在我國(guó)大力發(fā)展裝配式建筑的工程應(yīng)用背景下，裝配式支吊架市場(chǎng)的未來(lái)發(fā)展空間很大。

3 抗震支吊架行業(yè)現(xiàn)狀

3.1 功能誤區(qū)

目前的工程設(shè)計(jì)往往不考慮承重支吊架的抗震功能，也不考慮抗震支吊架的承重功能。在實(shí)際工程中，先將承重支吊架安裝完畢，再按設(shè)計(jì)要求布置抗震支吊架，在未發(fā)生地震時(shí)，抗震支吊架基本不受力，發(fā)生地震時(shí)，地震作用將根據(jù)支吊架的側(cè)向剛度進(jìn)行分配，門(mén)式承重支吊架本身也具有一定的剛度，一旦承重支吊架因分擔(dān)了地震作用而破壞，原先由承重支吊架承擔(dān)的重力荷載會(huì)傳遞給抗震支吊架，而抗震支吊架又不具備足夠的承載能力，就會(huì)出現(xiàn)抗震支吊架來(lái)不及發(fā)揮其抗震功能而被重力荷載壓垮的情況。

地震屬于小概率事件，抗震設(shè)防烈度的地震重現(xiàn)期約為 475 年，抗震支吊架在其服役期內(nèi)出現(xiàn)質(zhì)量事故的概率極低，抗震支吊架只抗震不承重的功能定位導(dǎo)致抗震支吊架行業(yè)質(zhì)量意識(shí)淡薄，低價(jià)惡性競(jìng)爭(zhēng)，行業(yè)發(fā)展處于無(wú)序狀態(tài)。若要求抗震支吊架在具備承重功能的基礎(chǔ)上再發(fā)揮其抗震能力，可在一定程度上改善目前的行業(yè)亂象。

此外，門(mén)式承重支吊架抗震性能試驗(yàn)結(jié)果表明，門(mén)式承重支吊架也具備一定的抗震功能。圖 3 給出了高寬為 400 mm×400 mm 的門(mén)式承重支吊架的滯回曲線(xiàn)和骨架曲線(xiàn)?？梢钥闯?，門(mén)式承重支吊架的極限承載力為-8～10 kN，滯回曲線(xiàn)比較飽滿(mǎn)，表明其具有良好的耗能和變形能力。因此，應(yīng)充分考慮抗震支吊架的承重功能和承重支吊架的抗震功能，將建筑機(jī)電設(shè)備的承重和抗震進(jìn)行統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，既能保證機(jī)電系統(tǒng)的安全可靠，同時(shí)又可以節(jié)約成本，行業(yè)的質(zhì)量意識(shí)也會(huì)得到進(jìn)一步的提升。

圖3 門(mén)式承重支吊架滯回曲線(xiàn)及骨架曲線(xiàn)

3.2 設(shè)計(jì)責(zé)任

抗震支吊架不是嚴(yán)格意義上的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，組成抗震支吊架的部件是產(chǎn)品，而抗震支吊架更像是一個(gè)小型的鋼結(jié)構(gòu)，因此，需要針對(duì)具體的建筑機(jī)電工程進(jìn)行抗震支吊架的設(shè)計(jì)?，F(xiàn)階段，設(shè)計(jì)院不負(fù)責(zé)支吊架的設(shè)計(jì)，將該專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)交給支吊架生產(chǎn)企業(yè)，支吊架企業(yè)的設(shè)計(jì)能力差異很大，多數(shù)企業(yè)不具備設(shè)計(jì)能力，即使具備設(shè)計(jì)能力，也不具備出具施工圖的資質(zhì)，目前基本采用套圖簽蓋章的方式出具施工圖?？拐鹬У跫苄袠I(yè)現(xiàn)狀對(duì)設(shè)計(jì)院提出了更高要求，設(shè)計(jì)院應(yīng)對(duì)支吊架設(shè)計(jì)圖紙的質(zhì)量進(jìn)行把關(guān)，最終由設(shè)計(jì)院蓋章出圖并承擔(dān)設(shè)計(jì)責(zé)任。建設(shè)各方對(duì)抗震支吊架設(shè)計(jì)的重視度不夠是造成工程亂象的因素之一。

歐美國(guó)家實(shí)行產(chǎn)品認(rèn)證制度，通過(guò)認(rèn)證手段確定產(chǎn)品的性能指標(biāo)，并將該指標(biāo)作為設(shè)計(jì)的取值依據(jù)；國(guó)內(nèi)實(shí)行產(chǎn)品檢驗(yàn)制度，檢驗(yàn)僅給出合格與否的結(jié)論，設(shè)計(jì)不會(huì)根據(jù)檢測(cè)報(bào)告的數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，產(chǎn)品性能與設(shè)計(jì)緊密度很低，設(shè)計(jì)人員不會(huì)考慮到產(chǎn)品性能的差異。高質(zhì)量的產(chǎn)品在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中不能充分發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，這是導(dǎo)致行業(yè)不能健康發(fā)展的另一個(gè)重要因素。

當(dāng)設(shè)計(jì)缺失時(shí)，抗震支吊架的產(chǎn)品質(zhì)量做得再好，也很難符合工程實(shí)際，因此，需要重視支吊架的設(shè)計(jì)，加強(qiáng)設(shè)計(jì)管理，由設(shè)計(jì)院實(shí)際承擔(dān)支吊架設(shè)計(jì)工作，避免套圖簽走過(guò)場(chǎng)，要從源頭上改善支吊架設(shè)計(jì)質(zhì)量和行業(yè)亂象。

3.3 地震作用取值保守

地震作用屬于慣性力，除了與樓面的地震響應(yīng)有關(guān)外，還取決于振動(dòng)體系的質(zhì)量和剛度，GB 50981—2014 等效側(cè)力法取地震作用為支吊架系統(tǒng)重量與地震影響系數(shù)的乘積。地震影響系數(shù)與振動(dòng)周期密切相關(guān)，而振動(dòng)周期又與體系的質(zhì)量和剛度有關(guān)，GB 50011—2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（2016 年版）［19］給出的相關(guān)關(guān)系如圖 4 所示。標(biāo)準(zhǔn) GB 50981—2014 給出了計(jì)算抗震支吊架水平地震作用的公式，如式（1）所示。水平地震影響系數(shù)最大值如表 3 所示。

圖4 地震影響系數(shù)曲線(xiàn)

表3 水平地震影響系數(shù)最大值

式中：F為機(jī)電工程設(shè)施重心處的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值，N；γ為功能系數(shù)；η為類(lèi)別系數(shù)；ζ1為狀態(tài)系數(shù)；ζ2為位置系數(shù)；amax為地震影響系數(shù)最大值，取值見(jiàn)表 3；G為非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重力，N。

由式（1）可見(jiàn)，地震作用計(jì)算直接取地震影響系數(shù)的最大值，不考慮抗震支吊架本身的剛度差異，地震作用的取值偏于保守。在抗震支吊架的設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，標(biāo)準(zhǔn) GB 50981—2014定義了水平地震力綜合系數(shù)aEK=γηζ1ζ2amax，當(dāng)aEK小于 0.5 時(shí)按 0.5 取值，實(shí)際上也是偏于保守的做法。此外，對(duì)于門(mén)式抗震支吊架，其本身也具有一定的抗震能力，而現(xiàn)有的抗震設(shè)計(jì)是完全依靠抗震斜撐來(lái)提供抗震能力，不考慮門(mén)式支吊架對(duì)抗震能力的有利貢獻(xiàn)。

3.4 節(jié)點(diǎn)連接薄弱

我們開(kāi)展的支吊架抗震性能試驗(yàn)研究表明，抗震支吊架連接節(jié)點(diǎn)是其破壞的薄弱環(huán)節(jié)，圖 5 給出了抗震支吊架在低周往復(fù)加載作用下的破壞情況，依次為槽鋼底座節(jié)點(diǎn)處旋翼螺母拔出破壞、直角連接件節(jié)點(diǎn)處旋翼螺母拔出破壞及管箍處旋翼螺母拔出破壞，上述破壞均發(fā)生在支吊架連接節(jié)點(diǎn)處。種種試驗(yàn)破壞現(xiàn)象表明支吊架往往是連接節(jié)點(diǎn)先于構(gòu)件發(fā)生破壞，導(dǎo)致支吊架失效，節(jié)點(diǎn)破壞時(shí)，抗震斜撐及抗震連接件均無(wú)明顯變形或破壞。

圖5 節(jié)點(diǎn)破壞

4 支吊架質(zhì)量檢驗(yàn)

4.1 檢驗(yàn)依據(jù)

支吊架質(zhì)量檢驗(yàn)一般依據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，檢驗(yàn)種類(lèi)分為出廠(chǎng)檢驗(yàn)和型式檢驗(yàn)兩種，出廠(chǎng)檢驗(yàn)由生產(chǎn)企業(yè)自檢，型式檢驗(yàn)一般委托第三方檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)，現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的型式檢驗(yàn)項(xiàng)目如表 4 所示。

表4 型式檢驗(yàn)項(xiàng)目

承重支吊架主要依據(jù) GB/T 38053—2019 進(jìn)行檢驗(yàn)，抗震支吊架依據(jù) GB/T 37267—2018 和 CJ/T 476—2015 進(jìn)行檢驗(yàn)。一般情況下，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，而 CJ/T 476—2015 檢驗(yàn)要求低于 GB/T 37267—2018，這主要因?yàn)樾袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)編制時(shí)間較早，故建議該標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修訂；兩本標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)防腐性能檢驗(yàn)方法規(guī)定也不同，GB/T 37267—2018 要求做中性鹽霧測(cè)試，而 CJ/T 476—2015 要求做酸性鹽霧測(cè)試，兩者的試驗(yàn)結(jié)果也不具可比性，當(dāng)前基本均采用 GB/T 37267—2018 對(duì)抗震支吊架產(chǎn)品進(jìn)行型式檢驗(yàn)。

4.2 關(guān)于檢驗(yàn)方法的探討

1）支吊架組件尺寸對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。

抗震支吊架不屬于定型產(chǎn)品，實(shí)際工程是通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算確定組裝件的形狀和尺寸，因其形狀和尺寸多樣，GB/T 37267—2018 中也未能給出抗震支吊架規(guī)格型號(hào)的相關(guān)規(guī)定。

不同尺寸的抗震支吊架在相同荷載作用下的響應(yīng)是不同的。本文建立了 A、B、C 三種尺寸門(mén)式抗震支吊架模型，其中，立柱與橫擔(dān)連接為剛節(jié)點(diǎn)，抗震斜撐與槽鋼的連接為鉸節(jié)點(diǎn)，抗震斜撐與結(jié)構(gòu)的連接為鉸節(jié)點(diǎn)，立柱與結(jié)構(gòu)的連接為剛節(jié)點(diǎn)；B 模型尺寸是 A 模型的 2 倍，C 模型僅豎向吊桿高度是 A 模型的 2 倍，其它桿件尺寸相同；所有的截面尺寸、材料屬性均相同，在抗震支吊架橫擔(dān)中部施加一水平荷載，計(jì)算其變形值。圖 6 給出了 A 模型及其位移計(jì)算結(jié)果。通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，B 模型水平位移是 A 模型的 2 倍，C 模型水平位移是 A 模型的 5.84 倍?？梢?jiàn)，抗震支吊架變形隨尺寸不同而差異很大，故標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)限定送檢支吊架組件的尺寸，以確保不同廠(chǎng)家的產(chǎn)品均依據(jù)同一尺寸進(jìn)行測(cè)試，其結(jié)果才具有可比性。另外，送檢的抗震支吊架尺寸和實(shí)際工程應(yīng)用的很少能夠完全一致，故組件檢驗(yàn)只是一種驗(yàn)證性試驗(yàn)，并不能作為支吊架組件產(chǎn)品合格判定的依據(jù)。

圖6 抗震支吊架簡(jiǎn)化模型與計(jì)算結(jié)果

2）支吊架組件抗震性能測(cè)試方法的合理性。

標(biāo)準(zhǔn) GB/T 37267—2018 規(guī)定對(duì) 4 套抗震支吊架組件進(jìn)行循環(huán)加載，加載速率為 0.1 Hz。測(cè)試前預(yù)估組件承載能力，若組件承載能力不大于 2.25 kN，測(cè)試時(shí)施加的初始荷載為 2.25 kN；若組件承載能力大于 2.25 kN，則施加的初始荷載為 9 kN，測(cè)試裝置如圖 7 所示。前 15 次按照初始荷載進(jìn)行等幅往復(fù)循環(huán)加載，之后每次循環(huán)加載的力值均是前次加載幅值的（15/14）1/2 倍，逐漸增大荷載再完成 40 次循環(huán)；累計(jì)完成 55 次循環(huán)加載后，檢查樣品的破損情況和變形值，要求抗震支吊架水平位移不應(yīng)超過(guò) 50 mm。

圖7 抗震支吊架組件循環(huán)荷載試驗(yàn)

該試驗(yàn)方法源自美國(guó) FM 1950，主要針對(duì)單管（桿）抗震支吊架，實(shí)際上是考察抗震斜撐的防晃性能。FM 1950 要求每次測(cè)試采用 2 套抗震支吊架組件，共進(jìn)行 3 次測(cè)試，當(dāng)試件破壞或者達(dá)到規(guī)定的位移限值時(shí)停止加載，并未給出明確的循環(huán)加載次數(shù)規(guī)定，該方法能夠獲取產(chǎn)品的極限承載力。而標(biāo)準(zhǔn) GB/T 37267—2018 規(guī)定達(dá)到 55 次循環(huán)即停止試驗(yàn)，并不能給出所檢產(chǎn)品的極限承載力。

此外，GB/T 37267—2018 僅給出兩種加載值（2.25 kN 和 9 kN），因?yàn)橄拦芤?guī)格種類(lèi)不多，這兩種荷載基本可以覆蓋，而國(guó)內(nèi)綜合支吊架的荷載多樣，這兩個(gè)加載值很難覆蓋工程實(shí)際需求。實(shí)際上，F(xiàn)M 1950 只適用于單管支吊架，國(guó)內(nèi)的門(mén)式支吊架不適合這種加載制度，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)也未明確給出除單管支吊架外其他形式的抗震性能測(cè)試方法。直接照搬 FM 1950 的試驗(yàn)方法測(cè)試國(guó)內(nèi)的綜合支吊架，其合理性存疑。

3）疲勞性能測(cè)試方法的合理性。

標(biāo)準(zhǔn) GB/T 37267—2018 要求在管道連接構(gòu)件處施加幅值 20.4 kg、頻率 3 Hz 的正弦波進(jìn)行 200 萬(wàn)次疲勞試驗(yàn)，試驗(yàn)后檢查抗震支吊架的破損和變形情況。自標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施以來(lái)，尚未出現(xiàn)因疲勞試驗(yàn)不合格的抗震支吊架，現(xiàn)有的疲勞加載制度能否反映支吊架實(shí)際工作情況還值得進(jìn)一步商榷。實(shí)際工程中，各類(lèi)機(jī)電設(shè)施的疲勞荷載幅值和頻率缺乏研究資料和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，尚不具備制訂疲勞試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)。另外，目前抗震支吊架主要是抵抗地震作用，屬于抵御偶然作用，對(duì)于日常頻遇的重力荷載都不承擔(dān)，要求其承擔(dān)疲勞荷載作用的合理性也值得探討。

4）振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的必要性。

抗震支吊架的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)無(wú)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)，試驗(yàn)的必要性值得探討?？拐鹬У跫芤栏接诮ㄖ黧w，而對(duì)普通建筑一般均不需要做振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，僅對(duì)超過(guò)規(guī)范要求的建筑結(jié)構(gòu)做振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)。振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)報(bào)告不能作為一個(gè)支吊架產(chǎn)品銷(xiāo)售的必備證書(shū)，更何況目前尚無(wú)標(biāo)準(zhǔn)支持，即使做了振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)也不能給出有價(jià)值的檢驗(yàn)結(jié)論。在產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中或者標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制訂過(guò)程中，若需要系統(tǒng)深入研究抗震支吊架在地震中的響應(yīng)，可以考慮做振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，但應(yīng)注重模型設(shè)計(jì)。抗震支吊架的布設(shè)間距較大，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的振動(dòng)臺(tái)尺寸不具備做足尺模型試驗(yàn)的能力，一般需要做縮尺模型試驗(yàn)，故模型比設(shè)計(jì)非常重要。根據(jù)結(jié)構(gòu)模型尺寸，研究確定支吊架的布設(shè)間距、系統(tǒng)配重以及地震動(dòng)輸入?yún)?shù)等設(shè)計(jì)因素，以確保支吊架的地震作用效應(yīng)達(dá)到預(yù)期，尚需要做深入的研究和驗(yàn)證工作。若盲目使用一個(gè)結(jié)構(gòu)模型，不考慮模型比設(shè)計(jì)進(jìn)行振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有參考意義。

5）施工階段質(zhì)量檢驗(yàn)的迫切性。

抗震支吊架產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，檢測(cè)報(bào)告層出不窮，部分企業(yè)根本沒(méi)有研發(fā)和生產(chǎn)能力，同時(shí)也存在送檢樣品與供貨產(chǎn)品不一致的情況，故應(yīng)加強(qiáng)產(chǎn)品進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)和驗(yàn)收，確保實(shí)際工程中使用的是合格產(chǎn)品。CECS 420—2015 對(duì)支吊架的安裝間距、布設(shè)位置、斜撐安裝角度、連接、外觀(guān)質(zhì)量等提出了檢測(cè)與驗(yàn)收要求，并提出產(chǎn)品進(jìn)場(chǎng)應(yīng)進(jìn)行抽檢，但對(duì)抽檢數(shù)量和檢驗(yàn)項(xiàng)目的規(guī)定并不完善。工程進(jìn)場(chǎng)抽檢和安裝質(zhì)量檢驗(yàn)委托較少，整個(gè)行業(yè)對(duì)支吊架在施工階段的檢驗(yàn)與驗(yàn)收的重視程度還不夠。支吊架是通過(guò)錨栓與建筑主體結(jié)構(gòu)連接，錨栓錨固性能的好壞直接影響支吊架能否正常發(fā)揮作用，為避免出現(xiàn)因錨栓錨固性能問(wèn)題導(dǎo)致的支吊架功能失效，還應(yīng)加強(qiáng)支吊架與結(jié)構(gòu)連接錨固性能的現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)要求。

4.3 產(chǎn)品過(guò)度檢測(cè)

支吊架行業(yè)存在過(guò)度檢測(cè)的情況，競(jìng)標(biāo)活動(dòng)中過(guò)分注重報(bào)告的數(shù)量，具體體現(xiàn)在對(duì)耐火性能檢測(cè)、防腐性能檢測(cè)、疲勞性能檢測(cè)以及振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)等四個(gè)方面。GB/T 37267—2018 中要求對(duì)抗震支吊架進(jìn)行 180 min 的耐火性能檢測(cè)，該要求已高于建筑本身的耐火性能要求，但有些項(xiàng)目要求做更長(zhǎng)時(shí)間的耐火性能試驗(yàn)；GB/T 37267—2018 規(guī)定抗震支吊架應(yīng)進(jìn)行 200 萬(wàn)次疲勞性能試驗(yàn)，企業(yè)為了在競(jìng)標(biāo)中獲勝，送檢要求做 300 萬(wàn)次甚至更高；GB/T 37267—2018 要求根據(jù)表面不同處理工藝對(duì)抗震支吊架進(jìn)行不同時(shí)長(zhǎng)的中性鹽霧試驗(yàn)，而招標(biāo)文件規(guī)定的時(shí)間更長(zhǎng)；振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的必要性正如前文所言，抗震支吊架作為主體結(jié)構(gòu)的附屬非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，主體結(jié)構(gòu)尚不需要振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，將振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)報(bào)告作為競(jìng)標(biāo)文件的要求顯然不合適。

5 結(jié)語(yǔ)

本文分析了國(guó)內(nèi)支吊架行業(yè)現(xiàn)狀以及存在的問(wèn)題，重點(diǎn)分析了抗震支吊架質(zhì)量檢驗(yàn)現(xiàn)狀，探討了測(cè)試方法的合理性和必要性。為促進(jìn)裝配式支吊架行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)健康發(fā)展，提出以下意見(jiàn)和建議。

1）加強(qiáng)支吊架的設(shè)計(jì)管理，要求應(yīng)由具有設(shè)計(jì)資質(zhì)的單位進(jìn)行設(shè)計(jì)，并應(yīng)考慮機(jī)電設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，充分利用承重支吊架的抗震性能，充分發(fā)揮抗震支吊架的承重功能，確保機(jī)電工程的安全可靠與經(jīng)濟(jì)合理，并在一定程度上改善目前的行業(yè)亂象。

2）積極推廣產(chǎn)品認(rèn)證制度，通過(guò)認(rèn)證確定各產(chǎn)品的性能指標(biāo)，并建議加強(qiáng)支吊架設(shè)計(jì)與產(chǎn)品認(rèn)證之間的聯(lián)系，讓高質(zhì)量的產(chǎn)品在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中充分發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。

3）應(yīng)加強(qiáng)抗震支吊架連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)，促進(jìn)支吊架由“強(qiáng)構(gòu)件，弱節(jié)點(diǎn)”向“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)，弱構(gòu)件”轉(zhuǎn)換，充分發(fā)揮構(gòu)件性能，提高支吊架性能的同時(shí)又節(jié)約成本。

4）支吊架組件性能檢測(cè)屬于驗(yàn)證性試驗(yàn)，實(shí)際工程中支吊架形式與尺寸多樣，故應(yīng)重視部件和連接件的性能測(cè)試，組件性能主要通過(guò)計(jì)算手段確定。

5）單管（桿）抗震支吊架可沿用 FM 1950 規(guī)定的抗震性能試驗(yàn)方法，其他形式支吊架組件抗震性能的測(cè)試方法還需要深入研究。

6）盡快完善抗震支吊架相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，尤其是施工與驗(yàn)收方面的標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)是提升抗震支吊架產(chǎn)品質(zhì)量和工程安裝質(zhì)量的重要基礎(chǔ)。要以標(biāo)準(zhǔn)促發(fā)展，加強(qiáng)行業(yè)自律，提升產(chǎn)品質(zhì)量，避免不必要的過(guò)度檢測(cè)，引導(dǎo)行業(yè)向健康方向發(fā)展。Q