管道支吊架负荷计算书.docx

1、管道支吊架负荷计算书管道支吊架负荷计算书管道支吊架负荷计算书说 明：1、标准与规范： 室内管道支架及吊架 (图集03S402) 钢结构设计规范 (GB50017-2003) 压力管道规范 (GBT20801-2006)2、项目支架计算所采用的型钢库为：热轧普通槽钢 GB707-88 12#、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6m 12#槽钢 8颗M12膨胀螺栓2根DN150+2根DN125 间距4m 10#槽钢 6颗M12膨胀螺栓2根DN150+2根DN100 间距4m 10#

2、槽钢 6颗M12膨胀螺栓4根DN125 间距4m 8#槽钢 6颗M10膨胀螺栓4根DN100 间距4m 8#槽钢 6颗M10膨胀螺栓2根DN100+2根DN65 间距4m 8#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t=112，刚性弹性模量Et=*105N/mm2；DN65无缝钢管外径73mm，壁厚4mm,线重mDN100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1

3、59mm，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/mQ200=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II65= 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

4、重W管道截面抗弯系数（cm3）管道横向焊缝系数，取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： 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）：Lma

5、x(65)= 4m，符合要求；Lmax(100)=4m，符合要求；Lmax(125)=4m，符合要求；Lmax(150)= 4m，符合要求；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6m 12#槽钢 8颗M12膨胀螺栓2、2根DN150+2根DN125 间距4m 10#槽钢 6颗M12膨胀螺栓3、4根DN125 间距4m 8#槽钢 6颗M10膨胀螺栓情形一：锚栓承受垂直荷载=*（4根DN200

6、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=，符合要求；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=，符合要求；综上：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

7、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

8、状况分析如下：a)4根DN200 间距6m 12#槽钢b)2根DN150+2根DN125 间距4m 10#槽钢c)4根DN125 间距4m 8#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m;管支吊架梁垂直方向最大剪力为，最大弯矩为m。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m;管支吊架梁垂直方向最大剪力为，最大弯矩为m。(二)支吊架梁验算（1）支吊架梁抗弯强度验算 得出管支吊架

9、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（Nm）Wnx、Wny所验算梁截面对X轴和对Y轴的截面系数（cm3）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。式中：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）v钢材的抗拉强度，一般型钢钢材取160MPa12#槽钢=*107Pav=136Mpa,满足抗剪要求10#槽钢=*

10、106Pav=136Mpa,满足抗剪要求8#槽钢=*106Pav=136Mpa,满足抗剪要求（三）支吊架柱验算（1）支吊架住的横截面积验算：S=)，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，为钢材的抗拉强度，一般型钢钢材取210MPa12#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：S=*210)=（2）支吊架住弯曲验算：式中：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）钢材的抗拉强度，一般型钢钢材取210MPa12#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：S=*210)=（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。