支吊架详细计算.docx
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支吊架详细计算
管道支吊架设计计算书
项目名称____________工程编号_____________日期_____________
设计____________校对_____________审核_____________
说明:
1、标准与规范:
《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)
《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)
2、本软件计算所采用的型钢库为:
热轧等边角钢GB9787-88
热轧不等边角钢GB9797-88
热轧普通工字钢GB706-88
热轧普通槽钢GB707-88
3、支吊架的支座应连接在结构的主要受力构件上,支吊架施工厂家应将支吊架预埋点位以及受力提给设计院,经设计院认可后方可施工!
4、基本计算参数设定:
荷载放大系数:
1.00。
当单面角焊缝计算不满足要求时,按照双面角焊缝计算!
受拉杆件长细比限值:
300。
受压杆件长细比限值:
150。
横梁挠度限值:
1/200。
梁构件计算:
构件编号:
3
一、设计资料
材质:
Q235-B;fy=235.0N/mm2;f=215.0N/mm2;fv=125.0N/mm2
梁跨度:
l0=2.83m
梁截面:
C5
强度计算净截面系数:
1.00
自动计算构件自重
二、设计依据
《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)
《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
三、截面参数
A=6.924526cm2
Yc=2.500000cm;Zc=1.346291cm
Ix=26.014368cm4;Iy=8.334926cm4
ix=1.938258cm;iy=1.097124cm
W1x=10.405747cm3;W2x=10.405747cm3
W1y=6.191027cm3;W2y=3.541188cm3
四、单工况作用下截面内力:
(轴力拉为正、压为负)
恒载(支吊架自重):
单位(kN.m)
位置(m)
0.00
0.35
0.71
1.06
1.42
1.77
2.13
2.68
2.83
弯矩(kN.m)
0.04
0.01
-0.01
-0.02
-0.02
-0.02
-0.01
0.02
0.04
剪力(kN)
-0.08
-0.06
-0.04
-0.02
0.00
0.02
0.04
0.07
0.08
轴力(kN)
0.14
0.14
0.14
0.14
0.14
0.14
0.14
0.14
0.14
挠度(mm)
0.0
0.0
0.1
0.2
0.2
0.2
0.1
0.0
0.0
恒载(管重):
单位(kN.m)
位置(m)
0.00
0.35
0.71
1.06
1.42
1.77
2.13
2.68
2.83
弯矩(kN.m)
0.13
0.08
0.04
-0.00
-0.04
-0.09
-0.13
0.04
0.39
剪力(kN)
-0.12
-0.12
-0.12
-0.12
-0.12
-0.12
-0.12
2.26
2.26
轴力(kN)
0.85
0.85
0.85
0.85
0.85
0.85
0.85
0.85
0.85
挠度(mm)
0.0
-0.0
0.2
0.4
0.7
0.9
0.9
0.2
0.0
注:
支吊架的活荷载取值为0。
五、荷载组合下最大内力:
组合
(1):
1.2x恒载+1.4x活载
组合
(2):
1.35x恒载+0.7x1.4x活载
最大弯矩Mmax=0.57kN.m;位置:
2.83;组合:
(2)
最大弯矩对应的剪力V=3.16kN;对应的轴力N=1.33kN
最大剪力Vmax=3.16kN;位置:
2.83;组合:
(2)
最大轴力Nmax=1.33kN;位置:
0.00;组合:
(2)
六、受弯构件计算:
梁按照受弯构件计算,计算长度系数取值:
ux=1.00,uy=1.00
强度计算
1)、抗弯强度按照《GB50017-2003》公式4.1.1:
其中:
γx=1.05,γy=1.20
σ=52.02<215.0N/mm2,强度满足要求。
2)、抗剪强度按照《GB50017-2003》公式4.1.2:
τ=16.98<125.0N/mm2,强度满足要求。
3)、梁上翼缘受集中荷载按照《GB50017-2003》公式4.1.3-1验算局部承压强度:
σc=1.77<215.0N/mm2,强度满足要求。
4)、折算应力按照《GB50017-2003》公式4.1.4-1验算:
折算应力=40.02<258.0N/mm2,强度满足要求。
稳定验算
稳定验算按照《GB50017-2003》公式4.2.2验算:
其中:
Mx=0.57kN.m
φb=0.799
Wx=0.000010
面内稳定应力=68.33<215.0N/mm2,平面内稳定满足要求。
挠度验算
挠度按照标准组合:
1.0恒载+1.0活载验算,挠度容许限值取l/200:
计算挠度:
υ=1.1mm<[υ]=14.2mm,挠度满足要求。
3端节点验算:
截面尺寸:
H=50mm,B=37mm,tf=7mm,tw=5mm
节点处组合内力弯矩M=0.217kN.m,剪力V=-0.265kN,轴力N=1.330kN。
采用E43型手工焊。
焊缝的强度设计值ff=160.0N/mm2。
节点焊缝形式:
顶接单面角焊缝。
考虑竖向剪力由腹板角焊缝独立承担。
节点处受力:
弯矩:
0.22kN.m;剪力:
-0.26kN;轴力:
1.33kN。
焊缝最小尺寸hfmin=4.1mm,最大尺寸hfmax=6.0mm
焊缝尺寸hf=5mm
弯矩产生的应力按照如下公式计算:
其中:
M=0.22kN.m,Wx=5780.17mm3
σM=37.60N/mm2<βfff=160.0N/mm2,满足要求。
剪力产生的应力按照如下公式计算:
其中:
V=-0.26kN,he=3.5mm,lw=50mm
τV=1.51N/mm2轴力产生的应力按照如下公式计算:
其中:
N=1.33kN,he=3.5mm,lw=114mm
σN=3.33N/mm2<βfff=160.0N/mm2,满足要求。
折算应力按照如下公式计算:
折算应力=40.96N/mm24端节点验算:
截面尺寸:
H=50mm,B=37mm,tf=7mm,tw=5mm
节点处组合内力弯矩M=0.568kN.m,剪力V=3.156kN,轴力N=1.330kN。
采用E43型手工焊。
焊缝的强度设计值ff=160.0N/mm2。
节点焊缝形式:
顶接单面角焊缝。
考虑竖向剪力由腹板角焊缝独立承担。
节点处受力:
弯矩:
0.57kN.m;剪力:
3.16kN;轴力:
1.33kN。
焊缝最小尺寸hfmin=4.1mm,最大尺寸hfmax=6.0mm
焊缝尺寸hf=5mm
弯矩产生的应力按照如下公式计算:
其中:
M=0.57kN.m,Wx=5780.17mm3
σM=98.33N/mm2<βfff=160.0N/mm2,满足要求。
剪力产生的应力按照如下公式计算:
其中:
V=3.16kN,he=3.5mm,lw=50mm
τV=18.04N/mm2轴力产生的应力按照如下公式计算:
其中:
N=1.33kN,he=3.5mm,lw=114mm
σN=3.33N/mm2<βfff=160.0N/mm2,满足要求。
折算应力按照如下公式计算:
折算应力=103.25N/mm2构件编号:
6
一、设计资料
材质:
Q235-B;fy=235.0N/mm2;f=215.0N/mm2;fv=125.0N/mm2
梁跨度:
l0=2.83m
梁截面:
C5
强度计算净截面系数:
1.00
自动计算构件自重
二、设计依据
《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)
《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
三、截面参数
A=6.924526cm2
Yc=2.500000cm;Zc=1.346291cm
Ix=26.014368cm4;Iy=8.334926cm4
ix=1.938258cm;iy=1.097124cm
W1x=10.405747cm3;W2x=10.405747cm3
W1y=6.191027cm3;W2y=3.541188cm3
四、单工况作用下截面内力:
(轴力拉为正、压为负)
恒载(支吊架自重):
单位(kN.m)
位置(m)
0.00
0.35
0.48
1.06
1.42
1.77
2.13
2.48
2.83
弯矩(kN.m)
0.04
0.01
0.01
-0.01
-0.02
-0.01
-0.01
0.01
0.04
剪力(kN)
-0.08
-0.06
-0.05
-0.02
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
轴力(kN)
-0.13
-0.13
-0.13
-0.13
-0.13
-0.13
-0.13
-0.13
-0.13
挠度(mm)
0.0
0.0
0.1
0.2
0.2
0.2
0.1
0.0
0.0
恒载(管重):
单位(kN.m)
位置(m)
0.00
0.35
0.48
1.06
1.42
1.77
2.13
2.48
2.83
弯矩(kN.m)
0.25
0.02
-0.07
-0.04
-0.03
-0.02
-0.00
0.01
0.03
剪力(kN)
-0.67
-0.67
0.04
0.04
0.04
0.04
0.04
0.04
0.04
轴力(kN)
-0.83
-0.83
-0.83
-0.83
-0.83
-0.83
-0.83
-0.83
-0.83
挠度(mm)
0.0
0.2
0.2
0.5
0.4
0.4
0.2
0.1
0.0
注:
支吊架的活荷载取值为0。
五、荷载组合下最大内力:
组合
(1):
1.2x恒载+1.4x活载
组合
(2):
1.35x恒载+0.7x1.4x活载
最大弯矩Mmax=0.39kN.m;位置:
0.00;组合:
(2)
最大弯矩对应的剪力V=-1.01kN;对应的轴力N=-1.29kN
最大剪力Vmax=-1.01kN;位置:
0.00;组合:
(2)
最大轴力Nmax=-1.29kN;位置:
0.00;组合:
(2)
六、受弯构件计算:
梁按照受弯构件计算,计算长度系数取值:
ux=1.00,uy=1.00
强度计算
1)、抗弯强度按照《GB50017-2003》公式4.1.1:
其中:
γx=1.05,γy=1.20
σ=35.58<215.0N/mm2,强度满足要求。
2)、抗剪强度按照《GB50017-2003》公式4.1.2:
τ=5.43<125.0N/mm2,强度满足要求。
3)、梁上翼缘受集中荷载按照《GB50017-2003》公式4.1.3-1验算局部承压强度:
σc=0.24<215.0N/mm2,强度满足要求。
4)、折算应力按照《GB50017-2003》公式4.1.4-1验算:
折算应力=20.36<258.0N/mm2,强度满足要求。
稳定验算
稳定验算按照《GB50017-2003》公式4.2.2验算:
其中:
Mx=0.39kN.m
φb=0.799
Wx=0.000010
面内稳定应力=46.74<215.0N/mm2,平面内稳定满足要求。
挠度验算
挠度按照标准组合:
1.0恒载+1.0活载验算,挠度容许限值取l/200:
计算挠度:
υ=0.7mm<[υ]=14.2mm,挠度满足要求。
2端节点验算:
截面尺寸:
H=50mm,B=37mm,tf=7mm,tw=5mm
节点处组合内力弯矩M=0.389kN.m,剪力V=-1.010kN,轴力N=-1.289kN。
采用E43型手工焊。
焊缝的强度设计值ff=160.0N/mm2。
节点焊缝形式:
顶接单面角焊缝。
考虑竖向剪力由腹板角焊缝独立承担。
节点处受力:
弯矩:
0.39kN.m;剪力:
-1.01kN;轴力:
-1.29kN。
焊缝最小尺寸hfmin=4.1mm,最大尺寸hfmax=6.0mm
焊缝尺寸hf=5mm
弯矩产生的应力按照如下公式计算:
其中:
M=0.39kN.m,Wx=5780.17mm3
σM=67.26N/mm2<βfff=160.0N/mm2,满足要求。
剪力产生的应力按照如下公式计算:
其中:
V=-1.01kN,he=3.5mm,lw=50mm
τV=5.77N/mm2轴力产生的应力按照如下公式计算:
其中:
N=-1.29kN,he=3.5mm,lw=114mm
σN=3.23N/mm2<βfff=160.0N/mm2,满足要求。
折算应力按照如下公式计算:
折算应力=70.73N/mm25端节点验算:
截面尺寸:
H=50mm,B=37mm,tf=7mm,tw=5mm
节点处组合内力弯矩M=0.081kN.m,剪力V=0.157kN,轴力N=-1.289kN。
采用E43型手工焊。
焊缝的强度设计值ff=160.0N/mm2。
节点焊缝形式:
顶接单面角焊缝。
考虑竖向剪力由腹板角焊缝独立承担。
节点处受力:
弯矩:
0.08kN.m;剪力:
0.16kN;轴力:
-1.29kN。
焊缝最小尺寸hfmin=4.1mm,最大尺寸hfmax=6.0mm
焊缝尺寸hf=5mm
弯矩产生的应力按照如下公式计算:
其中:
M=0.08kN.m,Wx=5780.17mm3
σM=14.01N/mm2<βfff=160.0N/mm2,满足要求。
剪力产生的应力按照如下公式计算:
其中:
V=0.16kN,he=3.5mm,lw=50mm
τV=0.89N/mm2轴力产生的应力按照如下公式计算:
其中:
N=-1.29kN,he=3.5mm,lw=114mm
σN=3.23N/mm2<βfff=160.0N/mm2,满足要求。
折算应力按照如下公式计算:
折算应力=17.27N/mm2立柱构件计算:
构件编号:
1
一、设计资料
材质:
Q235-B;fy=235.0N/mm2;f=215.0N/mm2;fv=125.0N/mm2
柱长度:
l0=1.22m
柱截面:
C6.3
强度计算净截面系数:
1.00
自动计算构件自重
二、设计依据
《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)
《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
三、截面参数
A=8.446951cm2
Yc=3.150000cm;Zc=1.392081cm
Ix=51.236583cm4;Iy=11.895020cm4
ix=2.462862cm;iy=1.186677cm
W1x=16.265582cm3;W2x=16.265582cm3
W1y=8.544778cm3;W2y=4.561115cm3
四、单工况作用下截面内力:
(轴力拉为正、压为负)
恒载(支吊架自重):
单位(kN.m)
位置(m)
0.00
0.15
0.30
0.46
0.61
0.76
0.91
1.06
1.22
弯矩(kN.m)
-0.01
-0.01
-0.01
-0.00
-0.00
-0.00
0.00
0.00
0.00
剪力(kN)
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
轴力(kN)
0.18
0.19
0.20
0.21
0.22
0.23
0.24
0.25
0.26
恒载(管重):
单位(kN.m)
位置(m)
0.00
0.15
0.30
0.46
0.61
0.76
0.91
1.06
1.22
弯矩(kN.m)
0.00
0.00
0.01
0.01
0.01
0.02
0.02
0.02
0.03
剪力(kN)
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
0.02
轴力(kN)
0.79
0.79
0.79
0.79
0.79
0.79
0.79
0.79
0.79
注:
支吊架的活荷载取值为0。
五、荷载组合下最大内力:
组合
(1):
1.2x恒载+1.4x活载
组合
(2):
1.35x恒载+0.7x1.4x活载
最大弯矩Mmax=0.04kN.m;位置:
1.22;组合:
(2)
最大弯矩对应的剪力V=0.04kN;对应的轴力N=1.42kN
最大剪力Vmax=0.04kN;位置:
0.00;组合:
(2)
最大轴力Nmax=1.42kN;位置:
1.22;组合:
(2)
六、压弯、拉弯构件计算:
立柱构件按照压弯、拉弯构件计算,计算长度系数按照《GB50017-2003》附录D表D-2有侧移框架柱计算。
计算长度系数取值:
ux=6.02,uy=1.00
截面分类X轴:
b类
截面分类Y轴:
b类
强度计算
1)、压弯、拉弯强度按照《GB50017-2003》公式5.2.1:
其中:
γx=1.05,γy=1.20
σ=3.98<215.0N/mm2,强度满足要求。
长细比验算:
构件绕x轴长细比λx=296.969,绕y轴长细比λy=102.387,换算长细比λyz=299.586。
构件的最大长细比λmax=297.0<容许长细比[λ]=300.0,长细比满足要求。
构件为拉弯构件,不需要计算平面内、平面外稳定
支座反力
支座节点编号:
(1),弯矩(kN/m):
0.04,轴力(kN):
1.42,剪力(kN):
0.04
截面尺寸:
H=63mm,B=40mm,tf=8mm,tw=5mm
节点处组合内力弯矩M=0.039kN.m,剪力V=0.041kN,轴力N=1.422kN。
采用E43型手工焊。
焊缝的强度设计值ff=160.0N/mm2。
节点焊缝形式:
顶接单面角焊缝。
考虑竖向剪力由腹板角焊缝独立承担。
节点处受力:
弯矩:
0.04kN.m;剪力:
0.04kN;轴力:
1.42kN。
焊缝最小尺寸hfmin=4.2mm,最大尺寸hfmax=6.0mm
焊缝尺寸hf=5mm
弯矩产生的应力按照如下公式计算:
其中:
M=0.04kN.m,Wx=8517.83mm3
σM=4.60N/mm2<βfff=160.0N/mm2,满足要求。
剪力产生的应力按照如下公式计算:
其中:
V=0.04kN,he=3.5mm,lw=63mm
τV=0.18N/mm2轴力产生的应力按照如下公式计算:
其中:
N=1.42kN,he=3.5mm,lw=133mm
σN=3.05N/mm2<βfff=160.0N/mm2,满足要求。
折算应力按照如下公式计算:
折算应力=7.65N/mm2构件编号:
2
一、设计资料
材质:
Q235-B;fy=235.0N/mm2;f=215.0N/mm2;fv=125.0N/mm2
柱长度:
l0=0.45m
柱截面:
C6.3
强度计算净截面系数:
1.00
自动计算构件自重
二、设计依据
《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)
《钢结构设计规范》(GB50017-2003)
三、截面参数
A=8.446951cm2
Yc=3.150000cm;Zc=1.392081cm
Ix=51.236583cm4;Iy=11.895020cm4
ix=2.462862cm;iy=1.186677cm
W1x=16.265582cm3;W2x=16.265582cm3
W1y=8.544778cm3;W2y=4.561115cm3
四、单工况作用下截面内力:
(轴力拉为正、压为负)
恒载(支吊架自重):
单位(kN.m)
位置(m)
0.00
0.06
0.11
0.17
0.23
0.28
0.34
0.39
0.45
弯矩(kN.m)
-0.04
-0.03
-0.02
-0.01
-0.00
0.00
0.01
0.02
0.03
剪力(kN)
0.14
0.14
0.14
0.14
0.14
0.14
0.14
0.14
0.14
轴力(kN)
0.08
0.08
0.08
0.09
0.09
0.10
0.10
0.10
0.11
恒载(管重):
单位(kN.m)
位置(m)
0.00
0.06
0.11
0.17
0.23
0.28
0.34
0.39
0.45
弯矩(kN.m)
-0.13
-0.08
-0.03
0.02
0.06
0.11
0.16
0.21
0.25
剪力(kN)
0.85
0.85
0.85
0.85
0.85