沟槽管件在高层建筑领域中的应用方案

     沟槽管件在高层建筑领域中的应用方案

       金茂大厦位于上海浦东新区陆家嘴金融贸易区黄  金 地  段，与的外滩风景区隔江相望。金茂大厦由中国金茂（集团）股份有限公司投资建造并经营管理，美国芝加哥som建筑事务所设计。大厦总高度为420.5米，是目前世界第四、中国第  二高楼，占地面积2.3万平方米，地上88层，地下3层，裙房6层，总建筑面积29万平方米。大厦里设有办公楼、金茂君悦大酒店、观光厅等等。金茂大厦既有现代气派，又有民族风格，堪称上海迈向21世纪的一座标志性建筑。登临金茂88层观光厅，ji目远眺，鸟瞰上海日新月异的化大都市景观，俯揽长江口浑然天成的海天浩瀚，欣赏申城动人心弦的璀璨夜景，坐拥金茂举世的中庭奇境，更成为新世纪上海旅游观光的新亮点。

      上海是中国经济的中  心，地处美丽富饶的长江三角洲东部，平均海拔约4米，地质基础比较稳定。近500年来，发生在上海地区较大的地震仅数次，但有感面积却非常广泛，加之上海处于北亚热带季风区，受气流运动特别是台风的影响较大，因此高达420余米的金茂大厦是整个上海易受到地震力和风力破坏的建筑。然而大厦八角型设计，8根340米的支柱和8根圆形支柱，极  好地吸收了地震力和风力带来的震动，使金茂屹立在黄浦江畔巍然不动。

管道连接系统

    金茂大厦不仅在外部设计和主体结构方面面临地震和风摆的挑战，内部管道连接系统也是如此。设计师花费了大量的时间来缜密考虑适应如此高度大厦的管道系统连接方案，来减少地震、台风等运动对管道产生的作用力，保证管道系统的正常连接，使金茂由外而内达到统一。

     设计师在仔细研究了金茂大厦的外形以及内部设计的特点之后，提出在消防、暖通空调的管道系统中采用沟槽式连接的解决方案。方案的设计前提是在不改变原有设计图纸中管道吊装支架位置的同时，用机械螺栓接头配以密封垫圈来连接管道。

    在原有设计中，设计师考虑使用焊接的方式来连接管道。然而焊接所需的高温和焊条的成分严重损害了管道在连接端位置的构造。尽管焊接之后连接端在面对正向力的时候展现出坚韧、不易折断的特性，但是在大厦面对地震和风力的摇摆时，不同方向的扭力会使管道产生一  定角度的偏转，终焊接管道连接处无法承受多方向力的运动，出现渗漏甚至断裂。

沟槽式机械配管系统：高层建筑摇摆的佳解决方案

        金茂大厦：沟槽式机械配管系统佳方案解决高层“摇摆”    

    高层建筑“摇摆”的佳解决方案—挠性沟槽管道连接系统    

    当今世界，诸如上海金茂大厦、台北101大厦等等的高层建筑通常会在风中“摇摆”，或者面临更为严峻的挑战——地震活动。

 而这些建筑墙体内部管道系统如何能够适应这一类型的活动是所有这些建筑需要解决的问题。

    “摇摆”或者地震活动会导致管道系统及其部件遭受异常剧烈的外力和偏斜。防止这些系统遭受类似破坏的方法之一是使用挠性沟槽连接系统，以减少或消除连接点的压力，而不是采用焊缝、螺纹或法兰等刚性连接。非连接点区域，在适当的位置使用抗摇撑构可以使管道与吊顶一起运动，以防止管道来回摇摆。

    研究数据证明，风动或地震运动可以造成刚性接头和配件损坏，尤其是螺纹接头损坏程度尤为严重。相反，世界第三大建筑中国上海的金茂大厦的成功说明，挠性沟槽连接系统可以适应由风力或地震引起的“摇摆”，是被公认的地震条件下为有效的管道系统。

    这种抗“摇摆”性在金茂大厦的消防系统中也适用。消防系统的标准中规定了使用支座或支架以抵御摇摆及地震力。同时也禁止将管道固定在运动明显的结构部件上，如墙壁和天花板或天花板和地板上。在摇摆和地震中的管道运动的幅度和加速度主要取决于地震震级、管道系统固有的频率，以及管道中液体的多少，因此无支架支撑的管道系统的摇摆幅度将是难以估计的。

    而支架还可用于连接系统中同一结构不同部分的构件，如墙壁、天花板和固定设备，或两个不同的结构，如两幢建筑之间。

    挠性沟槽式管道连接系统的自身的偏转力可帮助减小管道上的过渡应力。同时，垫圈消除振动，使管道系统在轻微的摇摆或地震后，仍然可继续使用。

    地震管道系统在设计初期，都需要对管道设备生产商公布的管道构件性能数据进行仔细的研究，包括线性和角度运动公差。沟槽式管道机械连接不能同时出现大的线性和角度运动。但是在公差范围内，如果设计的连接接头足够情况下，沟槽式管道可以同时适应这两种运动。

    由此可见，沟槽管道系统比法兰、焊接、螺纹等连接系统在地震或摇摆的条件中表现的更为出  色，也更加可靠。

    中国曾经遭受过地震带来的巨大灾害，人们对30年前唐山大地震仍然记忆犹新，而2006年7月中下旬河北地区地震，并且北京出现余震，又让诸多设计人员再次对建筑的抗震、抗摇摆提出了更高的要求。而建筑中管道的抗震也成为设计师们首要考虑的问题。

金茂大厦：“摇摆”方案

    在金茂大厦的工程中，成功利用了挠性管道能适应管道的膨胀、收缩、偏转的特性，在设计中利用这些优点，减少或消除了外力对金茂大厦的震动，很好的达到了吸收膨胀和收缩的效果，为中国建筑中管道系统的抗震、抗摇摆做出了很好的示范。

建筑管道系统

    世界第三大建筑金茂大厦对其管道系统有着特殊的要求。

    这一高度的建筑通常会在风中“摇摆”。其墙体内的管道系统必  须能够适应这一类型的运动。焊接系统并不适用，因为它不是挠性的，而螺纹连接系统在这一类型的运动的作用下会损坏。沟槽式产品不但使管道系统能够适应正常的由风引起的摇摆，而且被公认为地震条件下为有效的管道系统。