管道支吊架负荷计算书Word文件下载.docx
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2、项目支架计算所采用的型钢库为:
热轧普通槽钢GB707-8812#、10#、8#,采用E43型手工双面焊。
3、吊架的支座通过M12,M10膨胀螺栓固定在地下室楼板或梁上。
4、所采用管支架组合如下:
4根DN200间距6m12#槽钢8颗M12膨胀螺栓
2根DN150+2根DN125间距4m10#槽钢6颗M12膨胀螺栓
2根DN150+2根DN100间距4m10#槽钢6颗M12膨胀螺栓
4根DN125间距4m8#槽钢6颗M10膨胀螺栓
4根DN100间距4m8#槽钢6颗M10膨胀螺栓
2根DN100+2根DN65间距4m8#槽钢6颗M10膨胀螺栓
一、管架跨距分析
车库采用B1级橡塑保温,DN80、DN100保温层厚度32mm,DN125、DN150、DN200保温层厚度36mm;
管道材质:
Q235-B;
钢管许用应力[δ]t=112,刚性弹性模量Et=*105N/mm2;
DN65无缝钢管外径73mm,壁厚4mm,线重m
DN100无缝钢管外径108mm,壁厚4mm,线重m;
DN125无缝钢管外径133mm,壁厚4mm,线重m;
DN150无缝钢管外径159mm,壁厚,线重m;
DN200无缝钢管外径219mm,壁厚6mm,线重m;
计算管道长度荷载如下:
Q65=kg/m+1000**kg/m=*=N/m.
Q100=7850***(()+1000**()+1000**
*2)2/4+45***+=m=*=N/m
Q200=7850***()+1000**kg/m=*
=m
经计算,求得管道截面抗弯系数W如下:
W65=W100=,W125=,W150=,W200=;
管道截面惯性矩I
I65=I100=,I125=,I150=,I200=;
1.按强度条件计算的管架最大跨距的计算公式:
Lmax——管架最大允许跨距(m)
q——管道长度计算荷载(N/m),q=管材重+保温重+附加重
W——管道截面抗弯系数(cm3)
Φ——管道横向焊缝系数,取
[δ]t钢管许用应力——钢管许用应力(N/mm2)
强度条件下计算得:
Lmax(65)=、Lmax(100)=、Lmax(125)=、Lmax(150)=、Lmax(200)=
2.按刚度条件计算的管架最大跨距的计算公式:
Et——刚性弹性模量(N/mm2)
I——管道截面惯性矩(cm4)
i0——管道放水坡度,取
刚度条件下Lmax(65)=、Lmax(100)=、Lmax(125)=、Lmax(150)=、Lmax(200)=
综合强度与刚度条件下管道最大允许跨距(取最小值):
Lmax(65)=>
4m,符合要求;
Lmax(100)=>
4m,符合要求;
Lmax(125)=>
Lmax(150)=>
Lmax(200)=>
6m,符合要求。
综上:
支架间距符合管道强度和刚度允许最大跨度要求。
二、支架锚固分析
锚栓极限荷载:
M12抗拉荷载,抗剪荷载;
M10抗拉荷载,抗剪荷载;
在多种组合情况下对锚栓进行最不利分析情形如下:
1、4根DN200间距6m12#槽钢8颗M12膨胀螺栓
2、2根DN150+2根DN125间距4m10#槽钢6颗M12膨胀螺栓
3、4根DN125间距4m8#槽钢6颗M10膨胀螺栓
情形一:
锚栓承受垂直荷载=*(4根DN200管道荷载+支架自重)(考虑35%可变荷载)
=*(4**6+**)==
8颗M12能承受的极限抗剪荷载=*8=>
,符合要求;
情形二:
锚栓承受垂直荷载=*(2根DN150+2根DN125管道荷载+支架自重)(考虑35%可变荷载)
=*(2**4+2**4+**)==
6颗M12能承受的极限抗剪荷载=*6=>
情形三:
锚栓承受垂直荷载=*(4根DN125管道荷载+支架自重)(考虑35%可变荷载)
=*(4**4+**)==
6颗M10能承受的极限抗剪荷载=*6=>
方案设计的锚栓数量和规格符合管道满荷载要求。
三、支架受力分析
单根管道垂直方向计算荷载=(钢管重量+保温重量+介质重量)*支吊架间距*(考虑35%可变荷载)
DN65单根管道垂直方向计算荷载=*4*=
DN100单根管道垂直方向计算荷载=*4*=
DN125单根管道垂直方向计算荷载=*4*=
DN150单根管道垂直方向计算荷载=*4*=
DN200单根管道垂直方向计算荷载=*6*=
管道水平方向的计算荷载=垂直方向计算荷载*(见图集03S402)
DN65单根管道水平方向计算荷载=*=
DN100单根管道水平方向计算荷载=*=
DN125单根管道水平方向计算荷载=*=
DN150单根管道水平方向计算荷载=*=
DN200单根管道水平方向计算荷载=*=
(一)支吊架梁内力分析
支吊架梁使用三种型号槽钢为12#,10#和8#,对此三种进行最不利受力状况分析如下:
a)4根DN200间距6m12#槽钢
b)2根DN150+2根DN125间距4m10#槽钢
c)4根DN125间距4m8#槽钢
a情形下支吊架梁受力分析图:
得到12号槽钢管支吊架梁垂直方向最大剪力为,最大弯矩为·
m;
管支吊架梁垂直方向最大剪力为,最大弯矩为·
m。
b情形下支吊架梁受力分析图
得到10#槽钢管支吊架梁垂直方向最大剪力为3525N,最大弯矩为·
c情形下支吊架梁受力分析图
得到8#槽钢管支吊架梁垂直方向最大剪力为,最大弯矩为·
(二)支吊架梁验算
(1)支吊架梁抗弯强度验算
得出管支吊架梁的最大弯矩后,根据选用的支吊架材料规格代入以下公式进行抗弯强度验算。
式中:
rx、ry——截面塑性发展系数,一般型钢取
Mx、My——所验算梁截面绕X轴和绕Y轴的最大弯矩(N·
m)
Wnx、Wny——所验算梁截面对X轴和对Y轴的截面系数(cm3)
σ——钢材的抗拉强度,一般型钢钢材取210MPa
支吊架梁验算表
(2)支吊架梁抗剪强度验算
得出管支吊架梁的最大剪切力后,根据选用的支吊架材料规格代入以下公式进行抗剪强度验算。
τ——抗剪强度
Vx、Vy——梁所承受的X轴方向、Y轴方向的最大剪力(N)
S——梁截面面积(m2)
σv——钢材的抗拉强度,一般型钢钢材取160MPa
12#槽钢
=*107Pa<
σv=136Mpa,满足抗剪要求
10#槽钢
=*106Pa<
8#槽钢
(三)支吊架柱验算
(1)支吊架住的横截面积验算:
S=σ),式中S为管架柱的最小截面积,R为支架柱竖直方向的拉力或压力,σ为钢材的抗拉强度,一般型钢钢材取210MPa
12#槽钢支架柱最小截面面积:
S=**210)=
10#槽钢支架柱最小截面面积:
S=*3525/*210)=
8#槽钢支架柱最小截面面积:
(2)支吊架住弯曲验算:
r——截面塑性发展系数,一般型钢取
F——支架梁作用给管架柱的水平支座反力N
h——支架梁距离支撑点的高度
W——支架柱的最小截面系数(cm3)
12#槽钢支架柱最小截面系数:
S=****210)=
10#槽钢支架柱最小截面系数:
S=**1/**210)=
8#槽钢支架柱最小截面系数:
(3)查槽钢规格表,得:
型号
截面面积(cm2)
截面系数Wx(cm3)
截面系数Wy(cm3)
8#
10#
12#
对比经计算得出的最小截面积和最小截面系数,所选择的12#、10#和8#槽钢可作为支吊架的柱,满足所承受管道和支吊架自身重对强度的要求。
四、结论
结合相关规范数据,通过以上对管道允许最大间距的计算,以及12#、10#、8#槽钢支架的锚固受力验算,槽钢管架梁的强度和柱的截面计算,该方案的支吊架设计及使用安全性符合要求。