6.2 城乡给水排水和燃气热力工程
6.2.1 本条重点强调城乡给水排水和燃气热力工程中关键建(构)筑物的材料性能指标要求和非结构构件的抗震设防要求。结构材料是影响工程抗震质量的重要因素,为保证工程具备必要的抗震防灾能力,必须对材料的最低性能要求作出强制性规定。另外,各类构筑物的非结构构件,如给水排水厂站中污水处理池、净水厂中清水池的导流墙、泵房内的布水墙、设备支承墙、托架、吊架等,此类构件虽不参与构筑物的结构抗震,但其地震破坏的后果非常严重,直接关系到相关系统的使用功能能否继续,因此,对此类构件根据其具体功能提出抗震设计的强制性要求。
6.2.2 实际工程设计中盛水构筑物变形缝宽度一般为30mm。经过几次大的地震实际检验,可以认为目前的变形缝构造对常规的地下或半地下盛水构筑物能够满足性能要求。但对一些超常规的地上式盛水构筑物,尤其池深较大或变形缝两侧结构抗侧刚度存在较大差异的,当其遭遇大震情况时,有个别案例出现防震缝两侧混凝土有局部挤压的情况,这说明防震缝宽度可能偏小。盛水构筑物变形缝宽度的改变是一个系统问题,涉及材料、止水带产品以及工程设计与施工等多个方面,不可能只靠工程标准解决问题。故规定防震缝的宽度,并对超常规盛水构筑物的防震缝设计增加变形分析,以此作为附加措施。对于两池或多池并行贴建情况,即所谓双挡水墙结构形式,本条是针对双墙等高的情况,当两侧池墙不同高时,可取较低一侧池墙顶部的计算位移值。因水池结构抗震只考虑第一振型影响,故双墙在地震时并不产生相向位移,此规定旨在双墙结构处于各种工况条件下均不发生触碰;若采用双墙有条件共构设计即协同受力时,其变形缝构造不在此规定的范围内。
6.2.3 给水排水、燃气热力场站工程中的附属单层建筑,如输配水泵房、设备机房、配电室、备品备件仓库等,常采用单层单跨的框架结构、框排架结构、排架结构。在以往的工程设计中,设计人员基本是套用多层对应结构的抗震构造及措施。由于给水排水、燃气热力场站工程中的单层框架绝大部分框架柱的轴压比都很低,几乎没有超过0.15的情况(从实际工程设计调查看,绝大多数在0.1附近且结构自振周期也较短),导致这种对相关规范抗震措施“简单借用”的设计做法存在明显的不合理,这种不合理,在汶川地震中有很明确的体现,这显然有悖于延性抗震的基本理念和三阶段抗震设防准则;另外,在施工图设计审查中,由于没有准确的依据,审图单位往往也难以把握,经常为某些具体条款的执行,设计方与审查方产生意见分歧。为此,北京市市政工程设计研究总院有限公司与北京工业大学合作,自2016年初开始历经约10个月的时间,对此进行专项研究。课题组通过有限元模拟分析及2:1缩尺混凝土框架实体模型的推覆实验得出相应结论,即在同等地震效应作用工况下,作为上述单层结构的抗震构造和抗震措施可以在同类型多层建筑结构的抗震构造和抗震措施的基础上适当降低。
6.2.4 本条明确给水排水、燃气热力场站工程结构构件抗震验算的基本规定。抗震验算是工程结构抗震设计的关键环节,本条在本规范第4章通用规定的基础上,针对市政工程的特点,专门补充各类管道结构抗震验算的强制性要求。
6.2.5 本条明确燃气工程中储气柜的基本抗震要求。实际地震震害及试验研究表明,储气柜的高径比是影响其抗震性能的关键指标,本条对此提出强制性要求是必要的,也是可行的。
6.2.6 本条明确给水排水和燃气热力工程中管道及其连接材料的基本要求。
热力管道输送介质为高温高压热水或蒸汽,正常运行期间材料可能进入塑性状态,因此,对材料延性同样有严格要求。
根据震害资料,直埋热力管道保温层的地震破坏主要发生在老旧管网,主要是早些年受条件限制,采用的是预制保温块直接包裹管道并缠绕固定方式,保温结构的整体性很差,在地震中容易发生破坏。而直埋管道保温结构的震后修复,必然涉及长距离、大范围开槽施工,其实施难度和工作量都很大,因此,对外保温的整体性作出强制性要求是必要的。管道附件,主要包括阀门、管道三通、变径、弯头等。其中热力管道三通、变径、弯头早已采用钢制;原专业规范里面所述的球墨铸铁、铸钢材料,主要是针对阀门。《压力管道规范 公用管道》GB 38942-2020及相关标准已经明确,蒸汽管道及热水管道均应采用钢制阀门,且不限于干、支线,不限于是否为地震区,因此,本条对此提出强制性要求,是合适可行的。
6.2.7 本条明确矩形管道的基本抗震要求。
6.2.8~6.2.12 这几条明确给水排水和燃气热力工程中各类管道的基本构造措施。
6.2.13 作为滑动支座的侧向挡板,除在正常运行时可以间接或直接起到导向作用外,在地震时还具有防止架空管道坠落的功能,因此对其受力有一定要求,具体设计可参照本规范有关非结构构件抗震设计的规定执行。