冷却水管支吊架方案.docx

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冷却水管支吊架方案

冷却水管支吊架方案（审阅）（总9页）

冷却冷冻水管吊架方案

1、吊架制作材料

地下负三层冷却冷冻水主干管采用综合吊架方式进行安装，选用的材料有16#槽钢（材质20优质碳素结构钢）、12mm厚的钢板、M16X120的膨胀螺栓，焊条等

2、支架结构型式

吊架总体结构型式如下图：

管道布置及受力分析图1-1

3、吊架安装方式

根据已批准的综合管线图对吊架安装的水平位置进行放线定位，确定筋板的水平位置，再根据各吊架安装处梁的高度来确定筋板的竖向位置，进行螺栓孔定位，再用配套的钻头进行钻孔，钻孔的深度应与膨胀螺栓的长度相配，钻好孔后，装入M16X120的膨胀螺栓，用开口扳手将螺母收紧，并使膨胀螺栓内部胀开，之后松下螺母，取下垫片及弹介，装上筋板，再依次装上垫片、弹介、螺母，再将螺母收紧。

之后确定吊架的竖向长度，下料后焊接于已安装完毕筋板上，竖向吊架焊接好后，根据综合图的标高确定横亘的位置，下料后焊接，具体方式如下图（管弄布置受力分析图1-1）,采用四颗M16X120的膨胀螺栓将δ=12mm厚的钢板固定于梁侧面,并将槽钢焊接于钢板上（全焊），这种吊架方式各部位均焊接，受力最薄弱部位便是膨胀螺栓，所以受力分析只计算膨胀螺栓的实际受力。

4、吊架的平面布置位置图

5、每米水管对吊架的受力计算：

说明：

每米水管重量为G，产生的重力为Gz；管内注满水的每米重力为Gs，水的密度为ρ水；管和水每米合重力为Gh。

Gz=g×G×1

Gs=g×（d2×π/4）×ρ水×1

Gh=Gz+Gs

分别计算出各种规格管道每米管的自重，水的重量、水和管合重分另列入下表（重量计算表1-1）：

公式

管径

管每米重力Gz

（KN/m）

管内水每米重力Gs

（KN/m）

水和管每米合重力Gh

（KN/m）

①

②

①+②

DN200

DN250

DN300

DN350

DN600

重量计算表1-1

6、综合支架竖向槽钢实际受力计算

⑴、对支架布置图1的计算:

a、根据平面布置图计算出最长管道长度Lmax：

LC1=（a1+b1）/2=（4500+4500）/2=4500mm=

LC2=（b1+c1）/2=（4500+4500）/2=4500mm=

LC3=（c1+d1）/2=（4500+4150）/2=4325mm=

LC4=（d1+e1）/2=（4150+4500）/2=4325mm=

LC5=（e1+f1）/2=（4500+3450）/2=3975mm=

LC6=（f1+g1）/2=（3450+3450）/2=3450mm=3.450m

由上数据得知，支架受力最长管道长度为Lmax=

b、由于支架上的两条管的大小相同，材质相同，且的支架上均匀分布，每米管满水时支架受的管道重力为2Gh，查上表此重力为（KN/m）。

根据平面布置图查出管道长度Lmax，计算此处支架受到总静荷载：

F＝2Gh×Lmax＝×＝KN

c、同理，充滿水的管道在每个支架槽钢立柱受静荷载：

Ft1＝Ft1＇=（KN/m）×Lmax＝×＝KN

⑵、对支架布置图2的计算:

a、根据平面布置图计算出最长管道长度Lmax：

LC1=（a1+b1）/2=（5500+4450）/2=4975mm=

LC2=（b1+c1）/2=（4450+4450）/2=4450mm=

LC3=（c1+d1）/2=（3650+4450）/2=4050mm=

LC4=（d1+e1）/2=（3650+3650）/2=3650mm=

LC5=（e1+f1）/2=（3650+4970）/2=4310mm=

由上数据得知，支架受力最长管道长度为Lmax=LC1＝

b、根据力矩平衡原理，计算出每米管（8条）装满水时的吊架受力：

Ft2（每米）=（G3×L1+G2×L2+G3×L3+G4×L4）/L

=[+×++×++×++×]/

=+++/

=m

c、同理可得：

Ft2＇（每米）=（G3×L11+G2×L21+G31×L3+G4×L41）/L

=[+×++×++×++×]/

=+++/

=m

d、支架布置图2中的左边竖向槽钢受力的最大静载荷为：

Ft2=Ft2（每米）×Lmax=×=

支架布置图2中的右边竖向槽钢受力的最大静载荷为：

Ft2＇=Ft2＇（每米）×Lmax=×=KN

7、受力分析：

⑴、梁承受支架静拉力：

支架布置图1情况下梁承受支架最大静荷载：

Ft1＋Ft1＇＝KN

支架布置图2情况下梁承受支架最大静荷载：

Ft2＋Ft2＇＝KN

⑵、膨胀螺栓受力分析：

根据综合支架结构形式分析得知竖向槽钢受力应由4颗膨胀螺栓同时受力，取膨胀螺栓同时受力系数K1=；根据《实用五金手册》查得M16膨胀螺栓抗剪承载力为（见附表），则4颗膨胀螺栓能承受的载荷总和为：

F总=4××=

⑶、槽钢受力分析：

根据附表查得：

16#a型槽钢截面面积=2195mm2（见附表）；根据《实用五金手册》查得材质20优质碳素结构钢：

抗拉强度为410N/mm2（见附表）。

槽钢允许承受最大拉力为：

410×2195=900KN

⑷、实际可能发生最大受力分析：

考虑到装满水后，系统正常运行时有一个动载荷系数K2=，同时取安全系数S=，则可算出竖向槽钢受力的最大实际值（按槽钢受力的最大静载荷Ft2计算）：

F实=Ft2×K2×S=××

=KN

8、结论：

⑴梁承受的实际静荷载分别为：

和。

其受力点分布如综合吊架平面布置图。

结构是否能承受，请原设计院核定。

⑵槽钢受力：

槽钢允许承受最大拉力为900KN，远远大于最大实际值KN；另外所有焊缝处采取满焊、焊透，能保证等强焊接。

因此槽钢能满足强度要求。

⑶4个膨胀螺栓能承受总力F总=；综合管道实际装满水后，运行过程中，实际最大受力F实=KN；实际受力小于膨胀螺栓能承受总力，膨胀螺栓满足要求。

9、附表：

（1）摘自《钢结构》第二版武汉理工大学出版社

（2）膨胀螺丝剪切力数据表（五金手册）

（3）槽钢抗拉强度表