關(guān)于金屬軟管在高層建筑中的應(yīng)用
在多棟塔樓并列，裙樓共用的超高層建筑中，建筑和結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)在塔樓之間留有構(gòu)造縫，給水管穿越構(gòu)造縫時(shí)波紋補(bǔ)償器不能滿足變形的要求，可采用波紋金屬軟管來(lái)替代，起到簡(jiǎn)化系統(tǒng)的目的。
關(guān)鍵詞:波紋金屬軟管 ；橫向位移補(bǔ)償；軸向位移補(bǔ)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。總建筑面積170484平方米。本建筑為一類(lèi)高層建筑，耐火等級(jí)為一級(jí)。A1棟、A2棟、A3棟、B1棟為公寓，B2棟為萬(wàn)豪酒店。公寓、酒店的生活和消防系統(tǒng)分開(kāi)設(shè)置，且公寓各棟塔樓共用一個(gè)系統(tǒng)。
公寓部分給水系統(tǒng)縱向分為五個(gè)區(qū)。公寓供水一區(qū)：39-48層，由公寓一區(qū)冷水供應(yīng)設(shè)備供應(yīng)本區(qū)的生活冷水，下行上給；公寓供水二區(qū)：28-38層，由公寓二區(qū)冷水供應(yīng)設(shè)備供應(yīng)本區(qū)的生活冷水，下行上給；公寓供水三區(qū)：15-27層，由公寓三區(qū)冷水供應(yīng)設(shè)備供應(yīng)本區(qū)的生活冷水，下行上給。公寓供水四區(qū)：5-14層，由公寓四區(qū)冷水供應(yīng)設(shè)備供應(yīng)本區(qū)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(nèi)噴淋系統(tǒng)豎向分成四個(gè)區(qū)，-3層至4層為低區(qū)，5層至14層為中低區(qū)，15層至31層為中高區(qū)，33層至48層為高區(qū)，在每個(gè)分區(qū)的最低樓層集中設(shè)置濕式報(bào)警閥組，濕式報(bào)警閥組前的供水管道成環(huán)管。
公寓部分室內(nèi)消火栓系統(tǒng)，豎向分成四個(gè)消防供水區(qū)，-3層至4層為低區(qū)，5層至14層為中低區(qū)，15層至31層為中高區(qū)，33層至48層為高區(qū)，在每個(gè)分區(qū)的最高和最低樓層設(shè)置水平環(huán)管，水平環(huán)管和立管上下連接形成立體環(huán)管。
公寓生活給水橫干管在15層（避難層）設(shè)置，公寓消活栓、噴淋給水環(huán)管在15層、32（避難層）層設(shè)置。
二、相關(guān)專(zhuān)業(yè)條件
A1棟、A2棟、A3棟、B1棟塔樓之間的構(gòu)造縫間距為450mm（按中震考慮），構(gòu)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(wǎng)套和接頭件組成。在管路和設(shè)備中間起軟連接、補(bǔ)償相對(duì)位移等作用。三、計(jì)算：
1、橫向位移補(bǔ)償：
橫向位移的金屬軟管，長(zhǎng)度取決于其設(shè)計(jì)彎曲半徑和橫向位移量的大小。金屬軟管長(zhǎng)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(bǔ)償量計(jì)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(zhǎng)度
EL：安裝長(zhǎng)度
Rs：設(shè)計(jì)彎曲半徑
θ：工件彎曲角（θ=30°――45°）
K：系數(shù)（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
＝3.14x1000x35/90+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(zhǎng)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(zhǎng)度。軟管過(guò)長(zhǎng)將會(huì)產(chǎn)生失穩(wěn)，增大流阻，以及附加的機(jī)械損傷及振動(dòng)等問(wèn)題，金屬軟管過(guò)短可能達(dá)不到補(bǔ)償、減振消除噪音等目的，還會(huì)造成彎曲應(yīng)力過(guò)大，影響壽命。
確定金屬軟管的長(zhǎng)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(jiàn)廠家資料。
2、軸向位移補(bǔ)償：
金屬軟管本身不能進(jìn)行的軸向伸縮，但若以下圖的方法安裝也能達(dá)到軸向補(bǔ)償?shù)哪康摹?nbsp;
補(bǔ)償量計(jì)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(zhǎng)度；
EL：金屬軟管安裝長(zhǎng)度；
C：最大軸向補(bǔ)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(shù)，通常情況下K取1.15 ― 1.2；
Rs：金屬軟管彎曲半徑（靜態(tài)：Rs≥Rj，動(dòng)態(tài)Rs≥Rd，具體數(shù)值見(jiàn)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）
＝3.14x1000x35/45+2x150x（1-cos35）－4x1000xsin35
＝202.2mm>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(zhǎng)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(zhǎng)度取3472mm。
查金屬軟管的資料可知其公稱(chēng)壓力可達(dá)到2.5MPa，所以可以采用金屬軟管來(lái)連接高壓給水管。
四、總結(jié)
以往我們碰到類(lèi)似的工程實(shí)例，因?yàn)闆](méi)有新的工藝和技術(shù)設(shè)備來(lái)滿足變形的要求，我們通常在每一個(gè)塔樓單獨(dú)設(shè)置消防系統(tǒng)、生活系統(tǒng)，這樣便增加了許多的設(shè)備和轉(zhuǎn)輸水池，減少了建筑的使用面積，而且由于設(shè)備的增加造成管理的不便。
采用金屬軟管來(lái)連接高壓管，可使整個(gè)消防和生活給水系統(tǒng)簡(jiǎn)單，節(jié)約投資。
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