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我国地震带的活动较为频繁，从而也会产生十分严重的地震灾害，如若地震发生必然会造成巨大的人员和财产伤亡损失。地震有着时空活动不均匀、频度高等特点，近些年来，我国地震局统计，近三年总计发生5级以上地震约60多次，造成经济损失超过150亿元，而其中因为非结构构件损坏所导致的经济损失过半，尤其是我国城市中因此而导致的此生灾害占有更大的损失比例。而抗震支架作为非结构构件抗震设计中重要的组成部分，其抗震性能需要重点研究，基于此，文章就管道抗震支吊架地震动模拟进行探讨。
在本文研究中，针对DN150管道抗震支吊架的地震动模拟进行研究，确定支架关键结构参数与抗震性能的关系，从而对抗震支吊架设计进行优化提供帮助，促使其保证抗震性能的同时，可以实现便捷化、轻量化的设计。
1、侧向抗震支吊架三维模型单元建立
管道系统非常庞大且错综复杂，如此研究管道的系统抗震具有非常高的难度，因此，在尽可能接近实际情况的条件下，降低研究难度，文章设计承重支吊架间距为4m，侧向抗震支吊架间距为6m，纵向抗震支吊架间距为12m，构建管道抗震系统分析单元，其中主要由12m的DN150管道组成，有承重支吊架3套，侧向抗震支吊架2套，三种材料均为Q235B。具体如图1所示。
图1 管道系统分析单元
2、抗震支吊架模态分析
管道系统在地震中如若发生损害，其所受的地震力一般不会超过抗震指导价材料的屈服极限，而对管道系统被破坏的原因进行分析，主要是因为管道系统固有频率，地震传递到地面频率两者的频率非常接近，从而会在两者间产生共振，从而导致管道系统被破坏。而地震波的大小存在明显的随机性，地震波传递到地面所形成的频率与建筑场地类型、地震强度等多方面都有着直接关系，一般来说，会保持在0.1Hz到10Hz之间。一般情况下，地震强度越小，而震中距越远的情况下，所形成的的地震频率也就越低，但如若此时管道系统的固有频率也很低的情况下，必然会有共振的现象产生，继而就会导致管道遭到破坏，从而产生次生灾害。基于此，必须要识别管道系统的固有频率。
2.1 整体抗震支吊架模态分析
在ABAQUS中，将三维模型倒入其中，同时对不同零件接触的关系进行设置，同时需要划分相应的网格，固定约束承重支架、抗震支吊架、屋顶三者的连接位置，抗震支吊架、承重支架材料的参数如表1所示。
表1 抗震支吊架材料参数 |
材料 | 密度/Ton/mm³ | 弹性模量/MPa | 泊松比 |
Q235B | 7.86*e-9 | 207000 | 0.28 |
对整体管道的前八阶固有频率、振型进行仔细观察，其中可以发现6.179Hz的固有频率，其小于10Hz，在地震频率范围内，从而发生共振的可能性更大，管道系统单元固有频率脚下主要有三方面原因，第一，固定位置少且固定点间距较大；第二，支架构件采用的是细长的杆件，从而构件自身就很容易发生振动；第三，管道质量太大，从而没有足够的固定位置。基于此，管道系统单元很像用线吊着的管，从而发生摆动可能性很大，因此，在地震中就容易有共振产生，从而对管道系统产生损坏。
2.2 单个抗震支吊架模态分析结果
在ABAQUS中将单个的抗震支吊架三维模型导入其中，同时需要在屋顶、抗震支吊架、管箍三者的连接位置设定相应的固定约束，具体的材料参数与整体抗震支吊架的三维模型模态分析相同。
总体来说，从提升管道系统固有频率的研究中，对抗震支吊架性能进行研究，从而就可以达到对抗震支吊架性能优化的目标。并且，如若改变抗震支吊架的结构参数整体结构一阶固有频率变化并不明显，但是战队的那个抗震支吊架一阶固有频率就有显著的变化，并且整体分析中修改模型不仅复杂且有较大的工作量，如若要简化计算，在研究的过程中，则主要以侧向抗震支吊架的模态分析结果为主。
在本文研究中构建了抗震支吊架三维模型，将预先元分析模型导入ABAQUS中，以模态分析得到相应的频率、加速度等响应，抗震支吊架可以有效抵抗地震波，对无抗震支吊架与有扛着支吊架两端固定分析可以看出，断电最大应力值为8.7MPa，降低幅度为64.34%，降低了3.1MPa，而中点应力从3.4MPa降低到0.8MPa，整体降低幅度为76.47%；最大加速度从143.69.5mm/s²降低到4627.94mm/s²，降低幅度为67.79%等等，所有的指标都在明显降低，如此就可以证明抗震支吊架可以有效抵抗地震动。
总结：综上所述，随着我国经济的飞速发展，很多人员密集基础设施应用了大量的大型机电设备，如火车站、地铁站等，从而该区域的风管、水管等系统都非常庞大且复杂，同时在地震过程中非常容易出现损害，从而会造成不可挽回的大量人员伤亡。基于此，对于抗震设计进行研究具有必要性。在地震发生的过程中，抗震支吊架可以将管道所受到的地震力传递给建筑结构，以此为基础来有效避免管道发生损坏，继而减少地震所带来的次生灾害。但是在具体建筑施工的过程中，经常性会因为管线系统过于复杂，且安装空间过于狭小、抗震支吊架自身结构占用空间大等多方面问题，导致抗震支吊架无法按照原有设计进行安装操作，因此，对于抗震支吊架的设计有必要进行优化，从而才可以保证实现轻量化、便捷化的需求。
