抗震支吊架、建筑物及布置方法与流程

本发明涉及建筑领域，特别是指一种抗震支吊架、具有该支吊架的建筑物及该支吊架的布置方法。

背景技术

依据《中华人民共和国建筑法》和《中华人民共和国防震减灾法》等，建筑应对地震等灾害秉持“预防为主”的方针，有充分的预防措施。《建筑机电工程抗震设计规范》(中华人民共和国国家标准gb50981-2014)明确了建筑机电工程抗震设计的参考规范。建筑给排水、供暖、通风、空调、燃气、热力、电力、通讯、消防等机电工程经抗震设防后，减轻地震破坏，防止次生灾害，避免人员伤亡，减少经济损失，做到安全可靠、技术先进、经济合理、维护管理方便。

抗震支吊架在一般支吊架的基础之上，另外要具备纵向支撑和侧向支撑。其中，纵向支撑承载来自纵向的地震力，侧向支撑则需要承载来自水平方向的地震力。为满足受力的要求，纵向支撑和侧向支撑必须布置在建筑物内的结构构件上，比如：各种梁、各种柱、或承重墙等。另外，为了满足受力要求，纵向及侧向支撑还应满足在一定间距内部署。

诸如地铁车站的大型公共建筑项目，更应充分考虑安全抗震要求。但受城市空间和建设成本等条件限制，建筑内空间有限。在设备区公共走廊等管线通行区域，能够完成各专业管线排布已经非常不易，通常很难保证在每隔适当间距就有可供侧向支撑安装的结构柱或其他结构体。支吊架的侧向抗震斜撑放置成为困扰建设单位的一个突出难题。

根据《规范》，要求提供竖向、纵向、侧向三个方向的支撑。其中，纵向和侧向以一定角度(一般常用45度角)斜撑到建筑顶板。侧向支撑的侧向需求空间随综合支吊架的竖向高度增长而增长，比如：1米高的综合支吊架，侧向支撑需要在侧向有1米的宽度。

以地铁车站的设备区公共走廊为例，其是数十个专业的管线的路由通道。在走廊上方充分布置这些管线往往已经是充分发挥了每一寸空间的价值。设备区公共走廊通常布置超过2米高的综合支吊架，侧向距离砌体内墙则只有100-200mm的宽度。

因此，在类似地铁车站的设备区公共走廊的建筑内，如何安装抗震支吊架目前还是一个普遍的难题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种抗震支吊架、建筑物及布置方法，彻底解决在狭小紧凑空间布置抗震支吊架，特别是其侧向支撑的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

一方面，本发明提供一种抗震支吊架在建筑物中的布置方法，包括：

步骤1：充分利用bim技术手段，在建筑设计阶段进行管线综合设计，实现建筑结构与管线综合支吊的同步协调；

步骤2：开展抗震支吊架计算与设计，确认抗震支吊架的最大布置间距；

步骤3：计算构造柱布置间距，参考规范沿墙高度间隔一定距离布置圈|系梁，形成闭合的构造拉筋网，强化结构受力性能；

步骤4：结合抗震支吊架的布置情况，核验抗震受力性能，适当调整构造柱与抗震支吊架的布置，确保有效承载可能的地震应力；

步骤5：计算抗震支吊架的地震应力在各个方向的分解，根据应力选择合适的纵、竖、侧三向支撑构件，在设备区公共走廊等管线密集、无法布置侧向斜撑的位置，选择能够承载相应应力的紧凑型水平侧向支撑；

步骤6：构造柱截面及配筋验算，根据前述计算所得地震力，适当简化力学模型，进而求得承载侧向支撑传递的地震力的构造柱的截面尺寸和配筋量，选择合适标号的水泥，并确认构造柱配筋。

进一步的，所述步骤2中，抗震支吊架最大布置间距的计算公式如下：

式中：

l——水管管线侧向及纵向抗震支吊架间距；

l0——抗震支吊架的最大间距(m)；

γ——非结构构件的功能系数；

ζ——非结构构件的类别系数；

ξ1——状态系数；

ξ2——位置系数；

αmax——地震影响系数最大值；

k——抗震斜撑角度调整系数。

进一步的，所述步骤5中，地震应力的计算公式如下：

f＝γζξ1ξ2αmaxg

γ——非结构构件的功能系数；

ζ——非结构构件的类别系数；

ξ1——状态系数；

ξ2——位置系数；

αmax——地震影响系数最大值；

g——非结构构件的重力，应包括运行时的有关人员、容器和管道内的介质及储物柜中物品的重力；

其中，侧向支撑承担的地震力计算公式：

fc＝aeklcf

fc——水平侧向支撑承担的地震力；

aek——水平地震力综合系数；

lc——侧向支撑布置间距(m)；

其中，纵向支撑承担的地震力计算公式：

fz＝aeklzf

fz——纵向支撑承担的地震力；

aek——水平地震力综合系数；

lz——纵向支撑布置间距(m)。

进一步的，所述步骤6中，首先应做力学模型的简化，将构造柱上圈|系梁所在高度视为绞支点，构造柱与结构顶板相接部位视为固定点，将构造柱视为一段简支梁，以侧向支撑连接点为受力点，以侧向支撑传递的地震力为力，以此作为简化的力学模型。

进一步的，所述步骤6中，截面抵抗矩的计算公式如下：

∝s——截面抵抗矩值；

mc——最大弯矩点弯矩值；

fc——混凝土强度设计值；

b——结构的宽度；

h0——结构的高度；

其中，内力臂系数的计算公式如下：

γs——内力臂系数；

∝s——内力臂系数；

其中，钢筋截面面积计算公式：

as——钢筋截面面积；

mc——最大弯矩点弯矩值；

γs——内力臂系数；

fy——钢筋强度设计值；

h0——结构的高度。

另一方面，本发明提供一种上述布置方法所使用的抗震支吊架，包括竖向支撑、纵向支撑和侧向支撑，其中所述侧向支撑为适应100-500mm侧向安装空间的水平横向支撑。

进一步的，所述侧向支撑包括用于与所述竖向支撑的槽钢连接的槽钢连接件和用于与构造柱或结构柱连接的柱连接件，所述槽钢连接件和柱连接件通过螺栓直接连接或者两者之间增设连接件并通过螺栓进行连接。

进一步的，所述槽钢连接件包括第一纵向连接板和连接在所述第一纵向连接板端部的第一横向连接板，所述第一纵向连接板和第一横向连接板的两侧设置有第一三角形侧翼板；所述柱连接件包括第二纵向连接板和连接在所述第二纵向连接板中上部的第二横向连接板，所述第二纵向连接板和第二横向连接板的两侧设置有第二三角形侧翼板；所述第一横向连接板和第二横向连接板通过螺栓直接连接；

或者，所述槽钢连接件包括第一纵向连接板和连接在所述第一纵向连接板端部的第一横向连接板，所述第一纵向连接板和第一横向连接板的两侧设置有第一三角形侧翼板；所述柱连接件与所述槽钢连接件结构相同；所述槽钢连接件和柱连接件之间还设置有连接槽钢，所述槽钢连接件与所述连接槽钢的一端通过螺栓连接，所述柱连接件与所述连接槽钢的另一端也通过螺栓连接。

进一步的，所述第一纵向连接板上设置有两个连接孔且间距为35mm；和/或，所述第一横向连接板为舌头状连接板；和/或，所述第一横向连接板上设置有两个长圆孔且间距为35mm。

进一步的，所述第二纵向连接板上设置有三个连接孔且间距为35mm；和/或，所述第二横向连接板为舌头状连接板；和/或，所述第二横向连接板上设置有两个长圆孔且间距为35mm。

再一方面，本发明提供一种利用上述布置方法得到的建筑物，包括上述的抗震支吊架，所述建筑物设置构造柱的墙体中部水平方向上设置有圈|系梁，形成闭合的构造拉筋网；在有结构柱的部位，所述抗震支吊架的侧向支撑固定在所述结构柱上；在没有结构柱的部位，所述抗震支吊架的侧向支撑固定在所述构造柱上。

进一步的，所述建筑物为地铁车站及其他管线布置量较大，且建筑内用于这些管线路由排布的空间相对狭小的建筑物。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

本发明提出一种bim+构造拉筋网放置抗震支吊架的方法，彻底解决在狭小紧凑空间布置抗震综合支吊架，特别是其侧向支撑的问题。

本发明通过bim技术强化建筑物内的构造柱与圈|系梁的整体性设计，形成一个完整的拉筋网。由对应设计成果指导管线施工，不会产生因调整管线路径而对构造柱和圈|系梁的切断，保护了建筑的结构拉筋网完整性。

本发明将抗震支吊架的侧向支撑与构造柱建立对应连接，由建筑的结构拉筋网承载侧向支撑传递的地震作用力，并经过合理计算验证，确保受力稳定。同时，侧向支撑对水平地震力不再分解竖向力，减少了竖向支撑的压力。同时，侧向支撑结构件和竖向支撑结构件的受力也有了优化。

受力优化后，侧向和竖向支撑结构件，特别是侧向支撑结构件的选择与使用变得更加经济。

本发明提供的水平侧向抗震支撑的方法，充分利用了综合支吊架与走廊两侧墙体的侧向空间，使得在狭窄区域(100-500mm)安装侧向抗震支撑成为可能。

附图说明

图1为本发明的抗震支吊架侧向支撑实施例一的结构示意图；

图2为图1所示抗震支吊架侧向支撑的使用状态示意图；

图3为图1中槽钢连接件的结构示意图，其中(a)为槽钢连接件一个角度的立体结构示意图，(b)为槽钢连接件另一角度的立体结构示意图；

图4为图1中柱连接件的结构示意图；

图5为本发明的抗震支吊架侧向支撑实施例二的结构示意图；

图6为图5所示抗震支吊架侧向支撑的使用状态示意图；

图7为本发明的建筑物中构造拉筋网与抗震支吊架的结构示意图；

图8为图7中固定在构造柱上的抗震支吊架的局部示意图；

图9为本发明的抗震支吊架在建筑物中的布置方法的流程示意图；

图10为采用图9所示布置方法得到的建筑物一个示例中构造拉筋网与抗震支吊架的局部结构示意图；

图11为采用图9所示布置方法得到的建筑物另一示例(设备区公共走廊)的局部结构示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

一方面，本发明提供一种抗震支吊架，包括竖向支撑、纵向支撑和侧向支撑，其中，侧向支撑为适应100-500mm，优选100-200mm侧向安装空间的水平横向支撑。

本发明中，将侧向支撑改为适应100-500mm侧向安装空间的水平横向支撑，由此彻底解决了在狭小紧凑空间布置抗震支吊架，特别是其侧向支撑的问题。

上述侧向支撑的结构可以包括：

槽钢连接件，用于与所述竖向支撑的槽钢连接，实现与抗震支吊架的竖向支撑相互固定的作用；

柱连接件，用于与构造柱或结构柱连接；

所述槽钢连接件和柱连接件通过螺栓直接连接或者两者之间增设连接件并通过螺栓进行连接。

具体的，侧向支撑优选采用以下两种结构形式：

侧向支撑结构形式一：

如图1-4所示，槽钢连接件01用于与竖向支撑的槽钢08连接(具体可以通过螺丝06)，包括第一纵向连接板11和连接在第一纵向连接板11端部的第一横向连接板12，第一横向连接板12优选为延伸的舌头状连接板，以便于与柱连接件直接连接，第一纵向连接板11和第一横向连接板12的两侧设置有第一三角形侧翼板13，三角形能够增加结构的抗压和抗拉力学性能，提高了连接件的稳定性，该三角形优选为直角三角形；

柱连接件02用于与构造柱09或结构柱连接(具体可以通过锚栓07)，包括第二纵向连接板21和连接在第二纵向连接板21中上部的第二横向连接板22，第二横向连接板22优选为舌头状连接板，以便于与槽钢连接件或其他连接件直接连接，第二纵向连接板21和第二横向连接板22的两侧设置有第二三角形侧翼板23，三角形能够增加结构的抗压和抗拉力学性能，提高了连接件的稳定性，该三角形优选为钝角三角形；

该结构形式一适用于侧向空间特别小(100-120mm)的情况，此时第一横向连接板12和第二横向连接板22通过螺栓03(如铰接螺栓)直接连接。

进一步的，对于槽钢连接件01，其第一纵向连接板11上可以设置有两个连接孔14且间距为35mm，以便与竖向支撑的槽钢08的两个孔对应连接，同时，这两个孔孔径与槽钢上开孔孔径大小接近，以增加安装的方便和灵活性。

第一横向连接板12上可以设置有两个长圆孔15，具体可以为组合形状的开孔，该组合形状可以由两个半径为6mm的半圆，以及连接这两个半圆的长度为8mm的矩形形状拼接而成，这个组合形状的开孔为适应不同的安装间距提供了一定的灵活性。并且，两个长圆孔15的中间距离可以为35mm，以便于与其他连接件或槽钢进行灵活连接，同时，两个长圆孔15能在与其他连接件连接时提供更好地连接稳定性。

同样的，对于柱连接件02，其第一纵向连接板21上可以设置有三个连接孔24(例如上部1个，下部2个)，间距可以均为35mm，以便与柱上的孔对应连接；第二横向连接板22上可以设置有两个长圆孔25，具体可以为组合形状的开孔，该组合形状可以由两个半径为6mm的半圆，以及连接这两个半圆的长度为8mm的矩形形状拼接而成，这个组合形状的开孔为适应不同的安装间距提供了一定的灵活性。并且，两个长圆孔25的中间距离可以为35mm，以便于与其他连接件或槽钢进行灵活连接，同时，两个长圆孔25能在与其他连接件连接时提供更好地连接稳定性。

上述第一横向连接板12和第二横向连接板22上的长圆孔15、25可以适当调整对齐区域，提供16mm的安装空间的灵活性。

侧向支撑结构形式二：

如图5-6所示，槽钢连接件01与上结构相同，包括第一纵向连接板11和连接在第一纵向连接板11端部的第一横向连接板12，第一纵向连接板11和第一横向连接板12的两侧设置有第一三角形侧翼板13；

柱连接件04与槽钢连接件01结构相同；

该结构形式二适用于侧向空间略大(120-500mm)的情况，此时槽钢连接件01和柱连接件04之间还设置有连接槽钢05，以增加侧向支撑的长度，槽钢连接件01与连接槽钢05的一端通过螺栓03连接，柱连接件04与连接槽钢05的另一端也通过螺栓03连接。这种连接方式借助于连接槽钢05能够提供更广的侧向支撑安装宽度范围。

综上，本发明提供了一种紧凑型侧向支撑抗震连接件组合结构，其结构简单，可以在狭小空间内为管线综合支吊架提供抗震侧向支撑，结合bim设计技术，能有效的为地铁车站及其他管线布置量较大，且建筑内用于这些管线路由排布的空间相对狭小的建筑物提供抗震侧向支撑；且所耗材料少，经济性好；安装方便，在安装时可以有效提高工人的安装效率；另外，所述抗震连接件组合结构可以为整个抗震支吊架结构提供侧向的支撑力，整个组合结构结构稳固，抗震性能大为提高，应用后安全性好；水平侧向支撑在承载水平地震力时，将力水平传递到结构体上，避免了倾斜侧向支撑时，因力的分解原因，将受力扩大；因降低了材料的受力，也就降低了材料的力学要求，进而降低了材料的造价。该种抗震连接件组合结构解决了现有技术存在的排布密集、无法安装倾斜连接到结构顶板的侧向抗震支撑的环境下无法采用抗震支吊架的难题；并且降低了侧向支撑结构的复杂性、降低了其成本，提高了其安装效率、增强了其抗震性能。

另一方面，本发明提供一种建筑物，包括上述的抗震支吊架。

本发明的建筑物中，由于抗震支吊架的侧向支撑改为适应100-500mm侧向安装空间的水平横向支撑，由此彻底解决了在狭小紧凑空间布置抗震支吊架，特别是其侧向支撑的问题。

为了进一步提高建筑承受侧向抗震剪切力的性能，建筑物设置构造柱的墙体中部水平方向上设置有圈|系梁，形成闭合的构造拉筋网；在有结构柱的部位，所述抗震支吊架的侧向支撑固定在所述结构柱上；在没有结构柱的部位，所述抗震支吊架的侧向支撑固定在所述构造柱上。

本发明中，如图7-8所示，构造柱503与圈|系梁502，以及梁504等形成闭合的网状结构501(即构造拉筋网)，抗震支吊架的水平侧向支撑固定在构造柱上，发生地震时，传递到抗震支吊架侧向支撑的水平地震力被传递给构造柱，通过构造柱承载这部分地震力。

构造柱起根于本层的结构底板，顶部连接到梁和/或结构顶板中，构造柱中部，通过圈|系梁(在民用建筑中一般常称系梁，地铁等建筑物中一般常称圈梁，本发明中统一称为圈|系梁)连接成网状，一般设置一道圈|系梁，在门的高度，如2.3米的高度。当墙高(或层高)超过7米，应设置两道圈|系梁。

在图8中，601为抗震支吊架的竖向支撑，602为本发明中前述的侧向支撑，603为纵向支撑。需要说明的是，在图7中，构造柱503之间通常设置有砌墙，以形成不同的房间，圈|系梁502通常设置在砌墙上，而非悬空突兀设置在两构造柱之间，图7中为方便理解圈|系梁的设置，故省去了砌墙。

这样，将地震效应通过构造柱与圈|系梁形成的构造拉筋网承受，确保建筑与其支吊架形成整体，提高整体的抗震性。

本发明中，建筑物优选为地铁车站及其他管线布置量较大，且建筑内用于这些管线路由排布的空间相对狭小的建筑物。

现有技术的实际项目中，如果考虑抗震综合支吊，则选择厂商提供的单独打工字钢来承载力等方式。这种方式的特点是：成本高，影响设备安装，同时有结构整体性不足的先天缺陷。直至现在，地铁车站及其他管线布置量较大，且建筑内用于这些管线路由排布的空间相对狭小的建筑物，抗震支吊架采用不多，多数还是采用了普通的支吊架。

总体而言，现有的抗震技术还没有致力于解决管线的综合支吊架与建筑形成整体，并提高其整体抗震性：

1、管线综合支吊与整体抗震性计算不足。

施工阶段一般根据实际情况布置管线综合支吊架。原则上，综合支吊架应固定在结构柱、承重墙等能够承受侧向剪切力的部位；同时，原则上，相应部位及建筑整体应可确认能承受符合抗震标准的相应荷载。

实际工程实践中，由于管线的路由设计大多数情况下都是示意性的，在施工阶段会大幅调整，设计阶段的管线支吊抗震计算或者没有，或者因管线施工变化大而失去作用。

2、综合支吊架与建筑物的结构整体性不足。

现有建筑设计时，并不会在设计阶段给出管线的综合支吊架的设计。一般管线的综合支吊是在施工阶段完成的。在没有前期的设计和受力分析的情况下，无法在其他结构部位，如梁、柱等部位布置抗震支吊架。

同时，在实际施工过程中，因为管线的穿孔过墙等问题，还会对建筑的构造柱及圈|系梁造成一定切割等破坏影响。从而进一步影响了管线综合支吊架与结构的整体性。

3、无法解决管线与侧向墙壁或柱之间距离有限，侧向支吊架难以安装布置的难题。

为此，再一方面，本发明提供一种抗震支吊架在建筑物中的布置方法，包括以下步骤：

s1：充分利用bim技术手段，在建筑设计阶段进行管线综合设计，实现建筑结构与管线综合支吊的同步协调；

本步骤中，充分利用bim技术手段，在设计阶段完成管线综合设计，实现建筑结构与管线综合支吊的同步协调。这个工作相当于在设计阶段就完成了机电管线的虚拟搭建，可以预先实现有效的管线综合布置设计。这是开展管线抗震综合支吊设计的基础。

s2：开展抗震支吊架计算与设计，确认抗震支吊架的最大布置间距；

本步骤中，开展抗震支吊架计算与设计。在完成管线综合设计后，即可根据gb50981-2014建筑机电工程抗震设计规范等，根据重力荷载，对应地区和对应建筑的抗震设防烈度(即：抗震设防烈度为6度及6度以上且不超过9度的地区的建筑，以及包括在抗震设防烈度在6度以下地区的甲级建筑)进行抗震支吊架的计算。这将确保抗震支吊架的纵向、侧向等各向部署间距符合抗震需要。

优选的，本步骤中，在完成管线综合设计后，即可根据gb50981-2014建筑机电工程抗震设计规范等，根据重力荷载，对应地区和对应建筑的抗震设防烈度(即：抗震设防烈度为6度及6度以上且不超过9度的地区的建筑，以及包括在抗震设防烈度在6度以下地区的甲级建筑)进行抗震支吊架最大间距的计算。

具体计算公式如下：

公式2.1-1抗震支吊架间距计算

式中：

l——水管管线侧向及纵向抗震支吊架间距；

l0——抗震支吊架的最大间距(m)，具体可根据规范中的相应表格取值；

γ——非结构构件的功能系数。根据对应建筑属于甲类、乙类、丙类建筑，对应系数分别为1.4，1.0，0.6。

ζ——非结构构件的类别系数。对应给排水管道、通风空调管道及电缆桥架等，取0.9即可。

ξ1——状态系数；对支撑点低于知心的任何设备和柔性体系宜取2.0，其余情况可取1.0。

ξ2——位置系数；建筑的顶点宜取2.0，底部宜取1.0，沿高度线性分布；对结构要求采用时程分析法补充计算的建筑，应按期计算结果调整。地铁车站等地下建筑取1.0。

αmax——地震影响系数最大值；具体可根据规范中的相应表格取值。

k——抗震斜撑角度调整系数。当斜撑垂直长度与水平长度比为1.00时，调整系数取为1.00；当斜撑垂直长度与水平长度比介于1.00-1.50之间时，调整系数取为1.67；当斜撑垂直长度与水平长度比介于1.50-2.00之间时，调整系数取为2.33；

通过以上计算，可以得出抗震支吊架布置的最大间距。在本发明中，我们关注的是侧向支撑的问题，因此，我们对支吊架间距的计算也主要基于侧向间距考虑。得到侧向间距后，每两个侧向支撑布置一个纵向支撑即可。

s3：计算构造柱布置间距，参考规范沿墙高度间隔一定距离布置圈|系梁，形成闭合的构造拉筋网，强化结构受力性能；

本步骤中，基于增强建筑内构造拉筋，强化结构受力网的方法，同步开展构造柱与圈|系梁的设计调整。

优选的，本步骤中，首先进行荷载的计算，荷载包含两部分，一部分为自重力，一部分为地震作用。

3.1自重力

自重力分三类：

3.1.1管线本身自重

可以根据各设备管线的选型确定自重。本发明中以ggx来表示。

3.1.2管线内承载的线缆、水、冷媒等液体的自重

线槽、桥架应计入正常工作时的各类线缆的重量；各类水管应计入正常工作时充入最大工作水流的重量；各类风管不计管内气体的质量。本发明中以gcz来表示。

3.1.3支吊架的自重

本发明中以gdj来表示。

根据以上三项，得出每延米抗震支吊架的自重

g＝ggx+gcz+gdj

公式3.1-1每延米抗震支吊架的自重计算公式

3.2地震作用力

f＝γζξ1ξ2αmaxg

公式3.2-1抗震支吊架地震作用计算公式

γ——非结构构件的功能系数。根据对应建筑属于甲类、乙类、丙类建筑，对应系数分别为1.4，1.0，0.6。

ζ——非结构构件的类别系数。对应给排水管道、通风空调管道及电缆桥架等，取0.9即可。

ξ1——状态系数；对支撑点低于知心的任何设备和柔性体系宜取2.0，其余情况可取1.0。

ξ2——位置系数；建筑的顶点宜取2.0，底部宜取1.0，沿高度线性分布；对结构要求采用时程分析法补充计算的建筑，应按期计算结果调整。地铁车站等地下建筑取1.0。

αmax——地震影响系数最大值；具体可根据规范中的相应表格取值。

g——非结构构件的重力，应包括运行时的有关人员、容器和管道内的介质及储物柜中物品的重力；

3.3地震作用效应总和

根据建筑机电工程抗震设计规范：建筑机电工程设施的地震作用效应(包括自身重力产生的效应和制作相对位移产生的效应)和其他荷载效应的基本组合。

s＝γgsge+γehsehk

公式3.3-1抗震支吊架的地震作用效应

s——机电工程设施或构件内力组合的设计值，包括组合的弯矩、轴向力和剪力设计值；

γg——重力荷载分项系数，一般情况下取1.2；

sge——重力荷载代表值的效应；

γeh——水平地震作用分项系数，取1.3；

sehk——水平地震作用标准值的效应。

根据以上计算所得值，得出抗震支吊架的地震作用。

3.4选择构造柱的高度、厚度间距，并以地震作用验算

根据内墙厚度，选择构造柱的厚度与宽度，其中，构造柱的厚度与内墙厚度相同。通常情况下这个厚度为200mm。宽度的常用尺寸为200，240，300，400mm。一般情况下宽度选择200mm；在负荷特别大或者在拐角连接门等情况下视具体情况可选择400mm或更高尺寸，具体在第四步验算时调整确认。

3.5计算构造柱的最大布置间距

按照《建筑抗震设计规范gb50111-2010》：墙长超过8m或层高2倍时，宜设置钢筋混凝土构造柱；墙高超过4m时，墙体半高宜设置与柱连接且沿墙全长贯通的钢筋混凝土圈|系梁。

地下建筑的内墙一般采用砌块砌筑。按照《砌体结构设计规范gb50003-2011》墙长超过5m或大于2倍层高时，墙体中部应加设构造柱；墙高超过4m时宜在墙高中部设置与柱连接的圈|系梁，墙高超过6m时，宜沿墙高每2m设置与柱连接的圈|系梁。

当层数和房屋高度接近或者达到砌体结构限定高度时，横墙内的构造柱间距不宜大于层高的2倍，即一般不宜超过5.4米；纵墙内的构造柱一般不超过3.9米(外纵墙)和4.2米(内纵墙)，即大致每开间均应设置一根构造柱如此要求是十分必要的，实验证明墙段的宽高比超过2时，构造柱的约束作用降低。

在开间较大的多层数和房屋高度接近和达到砌体高度是对构造柱的设置间距要求更高。在横墙内的柱间距不宜大于层高，在纵墙内的柱间距不宜大于4.2米；同时在所有纵横墙交接处及横墙的中部也均应设有构造柱以约束相应墙段的砌体。

同时，根据墙体高度，自底部开始，每隔2.3-2.5米左右，设置一道圈|系梁。圈|系梁的截面尺寸与墙体厚度相同，一般截面尺寸为200mm*240mm或200mm*200mm。

s4：结合抗震支吊架的布置情况，核验抗震受力性能，适当调整构造拉筋网与抗震支吊架的布置，确保有效承载可能的地震应力；

本步骤中，计算确认抗震构造拉筋网的抗震受力，并调整构造拉筋网与抗震支吊架的布置。只有这样，才能确保管线与建筑形成整体的抗震能力。

优选的，本步骤可以包括：

4.1确认构造柱和支吊架的布置间隔

根据s2和s3的分析计算，确定抗震综合支吊架侧向支撑以及承载侧向支撑的构造柱的布置位置。根据计算结果，假设构造柱的最大间距为x，假设支吊架的最大布置间距为y。

如果x＞＝y，则抗震支吊架侧向支撑和构造柱均按照y数值的间距开展布置。

如果x＜y，进一步的，如果y是x的整倍数，则构造柱按照x布置，抗震支吊架侧向支撑按照y布置；如果y不是x的整数倍，则需要参考成本因素，相应调整。比如，构造柱的造价低，则略微减少构造柱间距，以便能够确保每一个斜撑的位置都有构造柱对应。

4.2布置圈|系梁与构造柱等结合形成强化拉筋构造柱、圈|系梁网

沿水平方向，自底部开始每间隔2.3-2.5米布置一道圈|系梁。圈|系梁与构造柱等形成闭合的结构网络，用以承载地震效应。

从结构计算的角度，圈|系梁的位置可以作为不动绞支点。

4.3门、窗、及墙上开孔处的处理

圈|系梁宜连续地设在同一水平面上，并形成封闭状；当圈|系梁被门窗洞口阶段时，应在洞口上部增设相同截面的附加圈|系梁。附加圈|系梁与圈|系梁的搭接长度不应小于其中到中垂直间距的2倍，且不得小于1m。

4.4提取结构构件与受力情况，进行验算

计算确认管综设备综合支吊的抗震受力，如若验算结果无法承担地震受力，调整构造柱拉筋网，确保可承载受力。计算方法如下：

验算，应确保通过公式1.3-1建筑机电工程设施的地震作用效应计算所得值，小于构建承载力设计值。

根据《建筑机电工程抗震设计规范》(gb50981-2014)技术条款要求进行支架的布置和设计，并进行受力校核计算。

根据《混凝土结构设计规范》(gb50010-2010)等，对构造柱开展截面及配筋验算。

具体验算过程可参考上述规范，为本领域公知常识，此处不再赘述。

s5：计算抗震支吊架的地震应力在各个方向的分解，根据应力选择合适的纵、竖、侧三向支撑构件，在设备区公共走廊等管线密集、无法布置侧向斜撑的位置，选择能够承载相应应力的紧凑型水平侧向支撑，即采用本发明前述的抗震支吊架；

优选的，本步骤中，地震应力的计算公式如下：

f＝γζξ1ξ2αmaxg

γ——非结构构件的功能系数；

ζ——非结构构件的类别系数；

ξ1——状态系数；

ξ2——位置系数；

αmax——地震影响系数最大值；

g——非结构构件的重力，应包括运行时的有关人员、容器和管道内的介质及储物柜中物品的重力；

其中，侧向支撑承担的地震力计算公式：

fc＝aeklcf

fc——水平侧向支撑承担的地震力；

aek——水平地震力综合系数；

lc——侧向支撑布置间距(m)；

其中，纵向支撑承担的地震力计算公式：

fz＝aeklzf

fz——纵向支撑承担的地震力；

aek——水平地震力综合系数；

lz——纵向支撑布置间距(m)。

s6：构造柱截面及配筋验算，根据前述计算所得地震力，适当简化力学模型，进而求得承载侧向支撑传递的地震力的构造柱的截面尺寸和配筋量，选择合适标号的水泥，并确认构造柱配筋。

优选的，本步骤中，首先应做力学模型的简化，将构造柱上圈|系梁所在高度视为绞支点，构造柱与结构顶板相接部位视为固定点，将构造柱视为一段简支梁，以侧向支撑连接点为受力点，以侧向支撑传递的地震力为力，以此作为简化的力学模型。

优选的，本步骤中，截面抵抗矩的计算公式如下：

∝s——截面抵抗矩值；

mc——最大弯矩点弯矩值；

fc——混凝土强度设计值；

b——结构的宽度；

h0——结构的高度；

其中，内力臂系数的计算公式如下：

γs——内力臂系数；

∝s——内力臂系数；

其中，钢筋截面面积计算公式：

as——钢筋截面面积；

mc——最大弯矩点弯矩值；

γs——内力臂系数；

fy——钢筋强度设计值；

h0——结构的高度。

这样，通过上述步骤，确保抗震综合支吊架侧、纵、竖三向，特别是侧向有效支撑；侧、纵、竖三向受力合理；侧向支撑对应的构造柱可以承载其传递的地震力。

图10为采用图9所示布置方法得到的建筑物一个示例中构造拉筋网与抗震支吊架的局部结构示意图，其中，41为抗震支吊架的紧凑型侧向支撑，42为抗震支吊架的竖向支撑，43为抗震支吊架的纵向支撑；51为构造柱，另外，图中树立的柱体，除31和32外，均为构造柱；52为圈|系梁，另外，图中水平连接构造柱、结构柱和承重外墙的，均为圈|系梁；31为结构柱，32为承重外墙。

图11为采用图9所示布置方法得到的建筑物另一示例(设备区公共走廊)的局部结构示意图。

综上，本发明的布置方法具有以下有益效果：

本发明提出一种bim+构造拉筋网放置抗震支吊架的方法，彻底解决在狭小紧凑空间布置抗震综合支吊架，特别是其侧向支撑的问题。

本发明通过bim技术强化建筑物内的构造柱与圈|系梁的整体性设计，形成一个完整的拉筋网。由对应设计成果指导土建和各专业管线施工，不会产生因调整管线路径而对构造柱和圈|系梁的切断，保护了建筑的结构拉筋网完整性。

本发明将抗震支吊架的侧向支撑与构造柱建立对应连接，由建筑的结构拉筋网承载侧向支撑传递的地震作用力，并经过合理计算验证，确保受力稳定。同时，侧向支撑对水平地震力不再分解竖向力，减少了竖向支撑的压力。同时，侧向支撑结构件和竖向支撑结构件的受力也有了优化。

受力优化后，侧向和竖向支撑结构件，特别是侧向支撑结构件的选择与使用变得更加经济。

本发明提供的水平侧向抗震支撑的方法，充分利用了综合支吊架与走廊两侧墙体的侧向空间，使得在狭窄区域(100-500mm)安装侧向抗震支撑成为可能。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。