室内管道综合支吊架计算书

1、室内管道支吊架计算书 参考文献 设计规范 GB50017-2017钢结构设计标准 05R417-1室内管道支吊架 GB50009-2012建筑结构荷载规范 JGJ145-2013 混凝土结构后锚固技术规程 型钢规范 GB/T706-2016 热轧型钢 GB50018-2002冷湾薄壁型钢结构技术规范 GB/T702-2004热轧圆钢和方钢尺寸、外形、重量及允许偏差 案例:如图所示下层为5根消防管道，上层为4根给排水管道，不考虑保温，管道材质均参考国标镀锌管，支吊架材质选择Q235，试分析管道受力情况，设计管道综合支吊架型号。 1、支吊架选型 图示成排管道分两层，故应采用水平多管道支吊架，而管道

2、周边并无结构墙，只能选择A、B、C型，大样分别如图1图3，此处选择A型水平多管道支吊架，实际效果如图4-5所示: 图1 图2 图3 图4 图5 2、下层管道负荷分析 本次验算，下层管道共五根管道，钢管密度取7.851g/cm?，水密度取1g/cm?，则: 管道自重(kg/m)=*壁厚*(外径-壁厚)*密度; 满管水重自重计算方法可参照管道自重; 最终管道重力=(管道自重+满管水重)*(1+10%); 室内管道支架及吊架图集(03S402)规定: 垂直荷载(即下表中的重力参数):考虑制作安装等因素，采用管架间距的标准荷载乘1.35的荷载分项系数。 水平荷载:按垂直荷载的0.3倍计算。 查询相关规

3、范标准后经计算，参数如下表: 支架间公称直外径壁厚管重水重灌水灌水重力N 距m 径 mm mm kg/m kg/m kg/m kg DN150 165 5 19.73 18.87 42.46 3 127.38 1685.28 DN150 165 5 19.73 18.87 42.46 3 127.38 1685.28 DN150 165 5 19.73 18.87 42.46 3 127.38 1685.28 DN150 165 5 19.73 18.87 42.46 3 127.38 1685.28 DN100 114 4 10.85 8.82 21.64 3 64.93 859.09 计算

4、式简化后如下图: 其中，L2=L3=L4=270mm，L5=240mm，设定管壁离吊架边距离为50mm，则L1=50+165/2?135mm，L6=50+114/2?110mm。 3、支架计算原则:先求梁的支座反力，再求截面上的剪力和弯矩。假想截面将梁截开，研究左段梁(或右段梁)的平衡，画出其受力图，和的方向均按正号方向标出。利用静力平衡条件计算Fs(剪力)和M(弯矩)。若和为正，表明和的实际方向与所设方向相同，按梁内力的符号规定应为正值。如果和为负值，表明和的实际方向与所设方向相反，按梁内力的符号规定应为负值。用截面法计算时只需计算在截面计算方向侧的力与弯矩。 4、垂直应力分析:FAy+FB

5、y=G1+G2+G3+G4+G5, ?当对FBy受力点进行分析时，则力矩应满足: FAy*(L1+L2+L3+L4+L5+L6)+FBy*0=G1*(L2+L3+L4+L5+L6)+G2*(L3+L4+L5+L6)+G3*(L4+L5+L6)+G4*(L5+L6)+G5*L6， 即FAy*(135+270+270+270+240+110)=1685.28*(270+270+270+240+110)+1685.28*(270+270+240+110)+1685.28*(270+240+110)+1685.28*(240+110)+859.09*110， 可得出FAy?4003.12N; ?当对F

6、Ay受力点进行分析时，则力矩应满足:、 FAy*0+FBy*(L1+L2+L3+L4+L5+L6)=G1*L1+G2*(L1+L2)+G3*(L1+L2+L3)+G4*(L1+L2+L3+L4)+G5*L1+L2+L3+L4+L5， 即FBy*(135+270+270+270+240+110)=1685.28*135+1685.28*(135+270)+1685.28*(135+270+270)+1685.28*(135+270+270+270)+859.09*(135+270+270+270+240)， 可得出FBy?3597.09N; 由于FAy,FBy，则第二层吊架拉力Fmax=FAy=

7、4003.12N。 5、水平应力分析 室内管道支架及吊架图集(03S402)规定:水平荷载:按垂直荷载的0.3倍计算，故水平方向拉应力:FAy=0.3FAy=1200.94N,FBy=0.3FBy=1079.13N。 6、抗弯强度、抗剪强度计算与验算 ?横梁抗弯强度计算 室内管道支架及吊架(03S402)规定: 1.5Mx1.5My，,0.85frWryWxnxny 式中:rx，ry 截面塑性发展系数; Mx，My所验算截面绕X轴和绕Y轴的弯矩; Wnx，Wny所验算截面对X轴和对Y轴的净截面抵抗矩; f钢材的抗弯强度设计值(N?mm?) 对正中央DN150管道的截面(G3)进行分析，其受力情

8、况如下图: 则:FAy=G1+G2+G3+FS，即FAy*(L1+L2+L3)=G1*(L2+L3)+G2*L3+G3*0+M，其中FS为支吊架横梁所受剪力，M为弯矩，代入数据:4003.12*(135+270+270)=1685.28*(270+270)+1685.28*270+M，M=1337029.2N.mm，同理，水平方向弯矩M=0.3M=0.3*1337029.2=401108.76N.mm,M合=?(M?+M?)=1422787.02N.mm。 经查询，热轧普通槽钢截面特性参数如下表所示: 不同截面其截面塑性发展系数表如下: 经计算，不同规格槽钢条件下抗弯强度如下表: 槽钢 mm?

9、 N/mm? 热轧普通槽钢 截面模量Wx =M合/Wx 5# 10400 137 6.3# 16300 87 8# 25300 56 10# 39700 36 12.6# 61700 23 14a 80500 18 14b 87100 16 16a 108300 13 16b 116800 12 钢材的强度设计表值如下表: 由于选用Q235材质的槽钢，在槽钢腹板厚度小于16mm时，抗弯强度为215N/mm?，为安全计，实际抗弯强度参数选择理论值的50%-65%，即100-140N/mm?，两相比较，底层横梁规格拟选用6.3#槽钢。 ?横梁抗弯强度验算 6.3#槽钢相关参数代入公式可得: 1.5

10、*1422787.02/1.05/16.3/1000/0.85=146.70N/mm?,215N/mm?，满足抗弯要求。 ?横梁抗剪强度计算 1.5VS,0.85fvIXtw 式中:抗剪强度(N?mm?); V计算截面沿腹板平面作用的剪力; S计算剪力处以上毛截面对中和轴的面积矩(mm?); Ix毛截面惯性矩(mm4); tw腹板厚度(mm); fv钢材的抗剪强度设计值(N/mm?) 6.3#槽钢相关参数代入公式可得=1.5*4003.12*9.8*1000/51.2/10000/4.8/0.85=28.17N/mm?,125N/mm?，满足抗剪要求。 7、上层管道横梁选型分析 按下层管道横梁

11、分析方法对上层管道横梁进行受力分析，选型结果如下:FAy=3227.41N，FBy=3513.71N，FAy'=968.22N，FBy'=1054.11N，选用6.3#热轧普通槽钢作为横梁，与吊架两腰相焊。 8、竖梁抗弯强度验算 Mx=1200.94*880+968.22*520=1560301.6N.mm，Wnx? 1.5Mx/0.85/rx/f/1000=1.5*1560301.6/0.85/1.05/215/1000=12.20cm?，查表可得，可选用6.3#槽钢(16.3cm?)，满足抗弯要求。 9、竖梁抗拉强度验算 FAy总=4003.12+3227.41=7230.53N， FBy总=3597.09+3513.71=7110.80N， 厚度小于等于16mm的Q235钢抗拉强度为215N/mm?。 6.3#槽钢抗拉强度=7230.53/8.45/100=8.56N/mm?,215N/mm?，满足抗拉要求。 10、胀锚螺栓计算 胀锚螺栓若打在横梁上或侧墙上，则需计算抗剪强度 胀锚螺栓若打在楼板上，则需计算抗拉强度，本次案例属于后者，故应计算抗拉强度，胀锚螺栓受力性能表如下图所示: FAy总=4003.1