管道支吊架負(fù)荷計(jì)算書

1、道支吊架負(fù)荷計(jì)算書說明:1、標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn):?室內(nèi)管道支架及吊架?圖集03S402)?鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?(GB50017-2003)?壓力管道標(biāo)準(zhǔn)?(GBT20801-2006)2、工程支架計(jì)算所采用的型鋼庫(kù)為：熱軋普通梢鋼GB707-8812#、10#、8#,采用E43型手工雙面焊.3、吊架的支座通過M12,M10彭脹螺栓固定在地下室樓板或梁上4、所采用管支架組合如下：4根DN200間距6m2根DN150+2艮D(zhuǎn)N1252根DN150+2艮D(zhuǎn)N1004根DN1254根DN1002根DN100+2艮D(zhuǎn)N6512#梢鋼間距4m10#梢鋼間距4m10#梢鋼間距4m8#梢鋼間距4m8#梢鋼間距4m8#梢鋼

2、8顆M12膨脹螺栓6顆M12膨脹螺栓6顆M12膨脹螺栓6顆M10膨脹螺栓6顆M10膨脹螺栓6顆M10膨脹螺栓、管架跨距分析車庫(kù)采用B1級(jí)橡塑保溫,DN80DN100呆溫層厚度32mmDN125DN150DN200f呆溫層厚度36mm管道材質(zhì)：Q235-B;鋼管許用應(yīng)力St=112,剛性彈性模量曰=2.1*105N/mm；DN65無(wú)縫鋼管外徑73mm壁厚4mm線重7.536kg/mDN100B縫鋼管外徑108mm壁厚4mm線重10.26kg/m;DN125B縫鋼管外徑133mm壁厚4mm線重12.73kg/m;DN15CPB縫鋼管外徑159mm壁厚4.5mm線重17.15kg/m;DN20吮縫鋼

3、管外徑219mm壁厚6mm線重31.52kg/m;計(jì)算管道長(zhǎng)度荷載如下：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*

4、(0.133-0.004*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

5、=66.44*9.8=651.06N/m經(jīng)計(jì)算,求得管道截面抗彎系數(shù)W®下：W5=14.18Wi00=32.753,W25=50.73,Wi5o=82.005,Wfo=207.998;管道截面慣性矩I165=51.74I100=176.86,1125=337.35,1150=651.94,I200=2277.58;1.按強(qiáng)度條件計(jì)算的管架最大跨距的計(jì)算公式：2.24w-,qLmax-一管架最大允許跨距項(xiàng)q管道長(zhǎng)度計(jì)算荷載N/m,q=管材重+保溫重+附加重W-管道截面抗彎系數(shù)cm3一一管道橫向焊縫系數(shù),取0.7St鋼管許用應(yīng)力一一鋼管許用應(yīng)力N/mrn強(qiáng)度條件下計(jì)算得：Lmax65=7

6、.09m>Lmax100=8.37m、Lmax125=8.87m、Lmax(150)=9.59m、Lmax(200)=11.21m2.按剛度條件計(jì)算的管架最大跨距的計(jì)算公式：Lmax0.193100EtIi0qLmax鋼一管架最大允許跨距項(xiàng)q一一管道長(zhǎng)度計(jì)算荷載N/m,q=管材重+保溫重+附加重Et剛性彈性模量N/mmI一一管道截面慣性矩cMi0一一管道放水坡度,取0.002剛度條件下Lmax(65)=5.12m>Lmax(100)=6.52m、Lmax(125)=7.26m、Lmax(150)=8.12m、Lmax200=10.02m綜合強(qiáng)度與剛度條件下管道最大允許跨距取最小值L

7、max65=5.12m>4m,符合要求;Lmax100=6.52m>4m符合要求；Lmax125=7.26m>4m符合要求；Lmaxi5o=8.12m>4m,符合要求；Lmax200=10.02m>6m符合要求.綜上：支架間距符合管道強(qiáng)度和剛度允許最大跨度要求.二、支架錨固分析錨栓極限荷載：M12抗拉荷載4.83KN,抗剪荷載3.14KN;M10抗拉荷載3.17KN,抗剪荷載2.14KN;在多種組合情況下對(duì)錨栓進(jìn)行最不利分析情形如下：1、4根DN200間距6m12#梢鋼8顆M12彭脹螺栓2、2根DN150+2艮D(zhuǎn)N125間距4m10#梢鋼6顆M12膨脹螺栓3、4根

8、口25間距4m8#梢鋼6顆M10膨脹螺栓情形一：錨栓承受垂直荷載=1.35*4根DN2001道荷載+支架自重考慮35%!變荷載=1.35*4*651.06*6+4.2*12.059*9.8=21764.414N=21.76KN8顆M12能承受的極FM抗剪荷載=3.14*8=25.12KN>21.76KN,符合要求；情形二：錨栓承受垂直荷載=1.35*2根DN150+2艮D(zhuǎn)N125管道荷載十支架自重考慮35%T變荷載=1.35*2*350.76*4+2*253.28*4+3.4*10.007*9.8=6973.77N=6.97KN6顆M12能承受的極FM抗剪荷載=3.14*6=18.84K

9、N>6.97KN,符合要求；情形三：錨栓承受垂直荷載=1.35*4根DN125管道荷載+支架自重考慮35%!變荷載=1.35*4*253.28*4+3.4*8.046*9.8=5832.77N=5.83KN6顆M10能承受的極FM抗剪荷載=2.14*6=12.84KN>5.83KN,符合要求；綜上：方案設(shè)計(jì)的錨栓數(shù)量和規(guī)格符合管道滿荷載要求.三、支架受力分析單根管道垂直方向計(jì)算荷載=鋼管重量+保溫重量+介質(zhì)重量*支吊架間距*1.35考慮35%!變荷載DN6彈根管道垂直方向計(jì)算荷載=110.64*4*1.35=597.456NDN10彈根管道垂直方向計(jì)算荷載=183.65*4*1.3

10、5=991.71NDN12彈根管道垂直方向計(jì)算荷載=253.28*4*1.35=1367.712NDN15彈根管道垂直方向計(jì)算荷載=350.76*4*1.35=1894.104NDN20彈根管道垂直方向計(jì)算荷載=651.06*6*1.35=5273.586N管道水平方向的計(jì)算荷載=垂直方向計(jì)算荷載*0.3見圖集03S402)DN6彈根管道水平方向計(jì)算荷載=597.456*0.3=179.24NDN10彈根管道水平方向計(jì)算荷載=991.71*0.3=297.51NDN12彈根管道水平方向計(jì)算荷載=1367.712*0.3=410.31NDN15彈根管道水平方向計(jì)算荷載=1894.104*0.3=

11、568.23NDN20彈根管道水平方向計(jì)算荷載=5273.586*0.3=1582.08N(一)支吊架梁內(nèi)力分析支吊架梁使用三種型號(hào)梢鋼為12#,10#和8#,對(duì)此三種進(jìn)行最不利受力狀況分析如下：a)4根DN200間距6m12#梢鋼b)2根DN150+2艮D(zhuǎn)N125間距4m10#梢鋼c)4根DN125間距4m8#梢鋼眄271州胴蹈IMt:SZrl«K2CT鬻1510M7.2璃93ME,岫】方得到12號(hào)梢鋼管支吊架梁垂直方向最大剪力為10547.2N,最大彎矩為5273.6N-m;管支吊架梁垂直方向最大剪力為878.93N,最大彎矩為210.9NmF塞父應(yīng)mFjHCUIKFlh_568

12、,現(xiàn)Fjm-558,23X得到10#曹鋼管支吊架梁垂直方向最大剪力為3525N最大彎矩為323.6N,最大彎矩為1018.02N-m;管支吊架梁垂直方向最大剪力為Fm-4La31«FuHUHlN3曲G=l»Lffl6=幽.IK1367-IM聆閡制貓4通3MFa4UL3LN融41311阮劇03N得到8#曹鋼管支吊架梁垂直方向最大剪力為2735.4N,最大彎矩為205.16N,最大彎矩為683.86N-m;管支吊架梁垂直方向最大剪力為25.65Nm(二)支吊架梁驗(yàn)算(1)支吊架梁抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算得出管支吊架梁的最大彎矩后,根據(jù)選用的支吊架材料規(guī)格代入以下公式進(jìn)行抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算.1.5

13、M1.5MyW0.85式中：rx、ry截面塑性開展系數(shù),一般型鋼取1.05Mx、M所驗(yàn)算梁截面繞期由和繞YS的最大彎矩(Nn)wx、wy所驗(yàn)算梁截面對(duì)期由和對(duì)"由的截面系數(shù)(cm3)鋼材的抗拉強(qiáng)度,一般型鋼鋼材取210MPa支吊架梁驗(yàn)算表序號(hào)材料名稱規(guī)格游由方向最大彎矩Mx(N?n解方向截面系數(shù)Wnx(cm3)冷由萬(wàn)可最大彎矩Mx(N?m聘由方向截面系數(shù)Wnx(cm3)1比擬0.85a結(jié)論112牖鋼5273.657.7210.910.2130.629.5160.1175.5滿足要求210#曹鋼1018.0239.760.47.836.611.147.7175.5滿足要求38#曹鋼68

14、3.8625.325.655.7938.66.344.9175.5滿足要求(2)支吊架梁抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算得出管支吊架梁的最大剪切力后,根據(jù)選用的支吊架材料規(guī)格代入以下公式進(jìn)行抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算.15V2V2:0.85vS式中：T抗剪強(qiáng)度Vx、vy梁所承受的X軸方向、Y$由方向的最大剪力(N)S梁截面面積(m2)一一鋼材的抗拉強(qiáng)度,一般型鋼鋼材取160MPa12#梢鋼5'10547.2878.932=1.03*107Pa<0.85(rv=136Mpa滿15.362104足抗剪要求2210#梢鋼1.53525駕與=4.17*106Pa<0.85(Tv=136Mpa滿足抗12.74810剪

15、要求228#梢鋼5'27355205.16=4.02*106Pa<0.85gv=136Mpa,滿足10.248104抗剪要求(三)支吊架柱驗(yàn)算(1)支吊架住的橫截面積驗(yàn)算：S=1.5R/(0.85°),式中S為管架柱的最小截面積,R為支架柱豎直方向的拉力或壓力,0為鋼材的抗拉強(qiáng)度,一般型鋼鋼材取210MPa12#梢鋼支架柱最小截面面積：S=1.5*10547.2/(0.85*210)=88.64mm210#梢鋼支架柱最小截面面積：S=1.5*3525/(0.85*210)=29.62mm28#梢鋼支架柱最小截面面積：S=1.5*2735.4/(0.85*210)=22.99mm2(2)支吊架住彎曲驗(yàn)算:1.5Fh0.85r式中：r截面塑性開展系數(shù),一般型鋼取1.05F支架梁作用給管架柱的水平支座反力Nh支架梁距離支撐點(diǎn)的高度W支架柱的最小截面系數(shù)(cm3)鋼材的抗拉強(qiáng)度,一般型鋼鋼材取210MPa12#梢鋼支架柱最小截面系數(shù):S=1.5*878.93*1.2/(0.85*1.05*210)=8.44cm10#梢鋼支架柱最小截面系數(shù)：S=1.5*323.6*1/(0.85*1.05*210)=2.59cm38#梢鋼支架柱最小截面系數(shù):S=1.5*205.16*1.3/(0.85*1.05*210)=2.13cm(3)查梢