管道支吊架负荷计算书

1、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：热轧普通梢钢GB707-8812#、10#、8#,采用E43型手工双面焊。3、吊架的支座通过M12,M10彭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6m2根DN150+2艮DN1252根DN150+2艮DN1004根DN1254根DN1002根DN100+2艮DN6512#梢钢间距4m10#梢钢间距4m10#梢钢间距4m8#梢钢间距4m8#梢钢间距4m8#梢钢8颗M12膨

2、胀螺栓6颗M12膨胀螺栓6颗M12膨胀螺栓6颗M10膨胀螺栓6颗M10膨胀螺栓6颗M10膨胀螺栓、管架跨距分析车库采用B1级橡塑保温，DN80DN100呆温层厚度32mmDN125DN150DN200f呆温层厚度36mm管道材质：Q235-B;钢管许用应力St=112,刚性弹性模量曰=2.1*105N/mm；DN65无缝钢管外径73mm壁厚4mm线重7.536kg/mDN100B缝钢管外径108mm壁厚4mm线重10.26kg/m;DN125B缝钢管外径133mm壁厚4mm线重12.73kg/m;DN15CPB缝钢管外径159mm壁厚4.5mm线重17.15kg/m;DN20吮缝钢管外径219

3、mm壁厚6mm线重31.52kg/m;计算管道长度荷载如下：Q5=7.536kg/m+1000*3.14*(0.073-0.004*2)2/4+45*3.14*0.032*(0.065+0.032)=11.29kg/m=11.29*9.8=110.64N/m.Qo0=7850*3.14*0.004*(0.108-0.004+1000*3.14*(0.108-0.004*2)2/4+45*3.14*0.032*(0.108+0.032)=18.74kg/m=18.74*9.8=183.65N/m.Q25=7850*3.14*0.004*(0.133-0.004)+1000*3.14*(0.133

4、-0.004*2)2/4+45*3.14*0.036*(0.133+0.036)=25.84kg/m=25.84*9.8=253.28N/m.Q50=7850*3.14*0.0045*(0.159-0.0045)+1000*3.14*(0.159-0.0045*2)2/4+45*3.14*0.036*(0.159+0.036)=35.86kg/m=35.79*9.8=350.76N/mQ00=7850*3.14*0.006*(0.219-0.006)+1000*3.14*(0.219-0.006*2)2/4+45*3.14*0.036*(0.219+0.036)=66.44kg/m=66.44

5、*9.8=651.06N/m经计算，求得管道截面抗弯系数W下：W5=14.18Wi00=32.753,W25=50.73,Wi5o=82.005,Wfo=207.998;管道截面惯性矩I165=51.74I100=176.86,1125=337.35,1150=651.94,I200=2277.58;1.按强度条件计算的管架最大跨距的计算公式：2.24w-,qLmax-一管架最大允许跨距（项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）一一管道横向焊缝系数，取0.7St钢管许用应力一一钢管许用应力（N/mrn）强度条件下计算得：Lmax（65）=7.09

6、mLmax（100）=8.37m、Lmax（125）=8.87m、Lmax(150)=9.59m、Lmax(200)=11.21m2.按刚度条件计算的管架最大跨距的计算公式：Lmax0.193100EtIi0qLmax钢一管架最大允许跨距（项q一一管道长度计算荷载（N/m）,q=管材重+保温重+附加重Et刚性弹性模量（N/mm）I一一管道截面惯性矩（cM）i0一一管道放水坡度，取0.002刚度条件下Lmax(65)=5.12mLmax(100)=6.52m、Lmax(125)=7.26m、Lmax(150)=8.12m、Lmax（200）=10.02m综合强度与刚度条件下管道最大允许跨距（取最

7、小值）Lmax（65）=5.12m4m,符合要求;Lmax（100）=6.52m4m符合要求；Lmax（125）=7.26m4m符合要求；Lmax（i5o）=8.12m4m,符合要求；Lmax（200）=10.02m6m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4.83KN,抗剪荷载3.14KN;M10抗拉荷载3.17KN,抗剪荷载2.14KN;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#梢钢8颗M12彭胀螺栓2、2根DN150+2艮DN125间距4m10#梢钢6颗M12膨胀螺栓3、4根口25间距4

8、m8#梢钢6颗M10膨胀螺栓情形一：锚栓承受垂直荷载=1.35*（4根DN2001道荷载+支架自重）（考虑35%!变荷载）=1.35*（4*651.06*6+4.2*12.059*9.8）=21764.414N=21.76KN8颗M12能承受的极FM抗剪荷载=3.14*8=25.12KN21.76KN,符合要求；情形二：锚栓承受垂直荷载=1.35*（2根DN150+2艮DN125管道荷载十支架自重）（考虑35%T变荷载）=1.35*（2*350.76*4+2*253.28*4+3.4*10.007*9.8）=6973.77N=6.97KN6颗M12能承受的极FM抗剪荷载=3.14*6=18.8

9、4KN6.97KN,符合要求；情形三：锚栓承受垂直荷载=1.35*（4根DN125管道荷载+支架自重）（考虑35%!变荷载）=1.35*（4*253.28*4+3.4*8.046*9.8）=5832.77N=5.83KN6颗M10能承受的极FM抗剪荷载=2.14*6=12.84KN5.83KN,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）*支吊架间距*1.35（考虑35%!变荷载）DN6弹根管道垂直方向计算荷载=110.64*4*1.35=597.456NDN10弹根管道垂直方向计算荷载=183.65*4

10、*1.35=991.71NDN12弹根管道垂直方向计算荷载=253.28*4*1.35=1367.712NDN15弹根管道垂直方向计算荷载=350.76*4*1.35=1894.104NDN20弹根管道垂直方向计算荷载=651.06*6*1.35=5273.586N管道水平方向的计算荷载=垂直方向计算荷载*0.3（见图集03S402)DN6弹根管道水平方向计算荷载=597.456*0.3=179.24NDN10弹根管道水平方向计算荷载=991.71*0.3=297.51NDN12弹根管道水平方向计算荷载=1367.712*0.3=410.31NDN15弹根管道水平方向计算荷载=1894.104

11、*0.3=568.23NDN20弹根管道水平方向计算荷载=5273.586*0.3=1582.08N(一)支吊架梁内力分析支吊架梁使用三种型号梢钢为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#梢钢b)2根DN150+2艮DN125间距4m10#梢钢c)4根DN125间距4m8#梢钢眄271州胴蹈IMt:SZrlK2CT鬻1510M7.2璃93ME，岫】方得到12号梢钢管支吊架梁垂直方向最大剪力为10547.2N,最大弯矩为5273.6N-m;管支吊架梁垂直方向最大剪力为878.93N,最大弯矩为210.9NmF塞父应mFjHCUIKFlh_568,

12、现Fjm-558,23X得到10#曹钢管支吊架梁垂直方向最大剪力为3525N最大弯矩为323.6N,最大弯矩为1018.02N-m;管支吊架梁垂直方向最大剪力为Fm-4La31FuHUHlN3曲G=lLffl6=幽.IK1367-IM聆阂制猫4通3MFa4UL3LN融41311阮剧03N得到8#曹钢管支吊架梁垂直方向最大剪力为2735.4N,最大弯矩为205.16N,最大弯矩为683.86N-m;管支吊架梁垂直方向最大剪力为25.65Nm(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。1.5M1.5MyW0.85式中

13、：rx、ry截面塑性发展系数，一般型钢取1.05Mx、M所验算梁截面绕期由和绕YS的最大弯矩(Nn)wx、wy所验算梁截面对期由和对由的截面系数(cm3)钢材的抗拉强度，一般型钢钢材取210MPa支吊架梁验算表序号材料名称规格游由方向最大弯矩Mx(N?n解方向截面系数Wnx(cm3)冷由万可最大弯矩Mx(N?m聘由方向截面系数Wnx(cm3)1比较0.85a结论112牖钢5273.657.7210.910.2130.629.5160.1175.5满足要求210#曹钢1018.0239.760.47.836.611.147.7175.5满足要求38#曹钢683.8625.325.655.7938

14、.66.344.9175.5满足要求(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。15V2V2:0.85vS式中：T抗剪强度Vx、vy梁所承受的X轴方向、Y$由方向的最大剪力(N)S梁截面面积(m2)一一钢材的抗拉强度，一般型钢钢材取160MPa12#梢钢510547.2878.932=1.03*107Pa0.85(rv=136Mpa满15.362104足抗剪要求2210#梢钢1.53525驾与=4.17*106Pa0.85(Tv=136Mpa满足抗12.74810剪要求228#梢钢527355205.16=4.02*106Pa0

15、.85gv=136Mpa,满足10.248104抗剪要求(三)支吊架柱验算(1)支吊架住的横截面积验算：S=1.5R/(0.85),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，0为钢材的抗拉强度，一般型钢钢材取210MPa12#梢钢支架柱最小截面面积：S=1.5*10547.2/(0.85*210)=88.64mm210#梢钢支架柱最小截面面积：S=1.5*3525/(0.85*210)=29.62mm28#梢钢支架柱最小截面面积：S=1.5*2735.4/(0.85*210)=22.99mm2(2)支吊架住弯曲验算:1.5Fh0.85r式中：r截面塑性发展系数，一般型钢取1.05F支架梁作用给管架柱的水平支座反力Nh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#梢钢支架柱最小截面系数:S=1.5*878.93*1.2/(0.85*1.05*210)=8.44cm10#梢钢支架柱最小截面系数：S=1.5*323.6*1/(0.85*1.05*210)=2.59cm38#梢钢支架柱最小截面系数:S=1.5*205.16*1.3/(0.85*1.05*210)=2.13cm(3)查梢钢规