支吊架計(jì)算書

1編制依據(jù)1、施工圖紙、管道綜合排布圖；2、《通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50243-2016）；3、《建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50242-2002）4、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）；5、《熱軋型鋼》（GB/T706-2008）；6、《室內(nèi)管道支吊架》（05R417-1）；7、《低壓流體輸送用焊接鋼管》（GB/T3091-2008）；8、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》；9、《室內(nèi)管道支架及吊架圖集》03S402；10、《動(dòng)力管道設(shè)計(jì)手冊(cè)》（機(jī)械工業(yè)出版社）；11、《膨脹螺栓規(guī)格及性能》（JB-ZQ4763-2006）；2計(jì)算范圍綜合管道支吊架；設(shè)備機(jī)房大型管道；標(biāo)準(zhǔn)圖集無(wú)法查閱參考支架形式；設(shè)計(jì)特殊要求部位；3支架計(jì)算書以3#車庫(kù)綜合水管道共用支架為例計(jì)算；如下圖從左到右以此為給水中水管道DN65、DN65、DN65、DN25和空調(diào)水管道DN100、DN100。序號(hào)名稱規(guī)格1槽鋼【10#2吊桿Φ123槽鋼【8#

L=100mm4膨脹螺栓M121支架設(shè)置說(shuō)明3#樓樣板區(qū)水管綜合支架設(shè)置情況：3根DN65、1根DN25給水管道和2根DN100空調(diào)水管道構(gòu)成，承重支架間距為4m，固定支架橫擔(dān)長(zhǎng)1.185m，豎向吊桿長(zhǎng)度為1.3m。管道采用橡塑保溫，給水管道保溫厚度50mm，空調(diào)水保溫厚度32mm，系統(tǒng)壓力為1.0MPa。查表2（鋼管滿水規(guī)格重量表）可得，考慮管道制作以及安裝等部分因素，取綜合系數(shù)K1＝1.35（數(shù)據(jù)來(lái)源03S402中4.3.1）。每根管道在支架上的荷載計(jì)算如下：DN65：14.11*9.81*4*1.1*1.35=823NDN25：5.24*9.81*4*1.1*1.35=306NDN100：25.25*9.81*4*1.1*1.35=1472N每組支架承受載荷計(jì)算如下：823*3+306+1472*2=5719N其中9.81為重力加速度G，4為支架間距，1.1為管道附加重量，1.35為綜合系數(shù)。2軟件建模及計(jì)算支架靜荷載主要為管道自重、滿水重量及保溫重量，動(dòng)荷載主要考慮水流沖擊時(shí)管道與支架之間的摩擦力。將支架建立為如下圖所示的模型，利用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器軟件可繪制支架的剪力圖、彎矩圖及軸力圖，并求出最大剪力、最大彎矩及最大軸力，如下圖所示。（以下受力圖使用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器繪制）綜合支架軸力圖綜合支架剪力圖綜合支架彎矩圖由圖可知，抗彎、抗拉最不利構(gòu)件，最大彎矩為191.67N·m。由圖8.4可知，抗彎、抗拉最不利構(gòu)件，最大剪力為1653N。由圖8.5可知，抗壓最不利構(gòu)件，最大軸力為57.55N。由于該支架為活動(dòng)支架，所以支架水平方向的受力為管道在支架上滑動(dòng)摩擦力。水平推力：T=G*0.3（公式來(lái)自于圖集03S402中4.3.1）水平方向最大彎矩為191.67*0.3=57.5N·m。3槽鋼大小選型以及抗彎強(qiáng)度校核抗彎強(qiáng)度校核公式：(公式來(lái)源03S402中4.3.4，Mx——所計(jì)算截面繞x軸的最大彎矩，My——所計(jì)算截面繞y軸的最大彎矩，按照0.3Mx計(jì)算，Wnx——x軸方向截面模量，Wny——y軸方向截面模量，f截面塑性系數(shù)取下值：rx=1.05；r由《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表16-5查得各型號(hào)槽鋼的截面塑性模量Wnx、通過(guò)上公式可得：表1角鋼x、y軸最大彎矩極限值角鋼型號(hào)X軸方向截面模量Wnx（cm3）Y軸方向截面模量Wny（cm3）所計(jì)算繞X軸最大彎矩Mx（N·所計(jì)算繞y軸最大彎矩My（N·30.680.51872641.61.19151454.52.051.541945853.132.3129488表2槽鋼x、y軸最大彎矩極限值槽鋼型號(hào)X軸方向截面模量Wnx（cm3）Y軸方向截面模量Wny（cm3）所計(jì)算繞X軸最大彎矩Mx（N·所計(jì)算繞y軸最大彎矩My（N·616.34.61080324825.35.815084521039.77.821746521261.710.330689201487.114.14250127516116.817.65449163418152.221.56811204320191.425.98328249822233.830.19841295225289.632.7111433343由圖可知，抗彎、抗拉最不利構(gòu)件，最大彎矩為Mx=191.67N·m，參照表1，所以選用4.5#角鋼。4抗剪強(qiáng)度校驗(yàn)抗剪強(qiáng)度校驗(yàn)公式：（公式來(lái)源03S402中4.3.4；V——所計(jì)算截面所受的剪力N；S——計(jì)算剪力處以上毛截面對(duì)中和軸的面積矩；Ix——毛截面慣性矩；tw——腹板厚度；fv——鋼材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值）（查槽鋼規(guī)格及截面特性表，注意單位換算）V=1653N；S=6970mm3（表16-1單位為厘米需換算）；Ix=66500mm4（表16-1單位為厘米需換算）；tw=4.0mm（表16-5），=125（數(shù)據(jù)來(lái)源鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)表2-3、表16-1）即1.5VS/≤0.85=65<106.25，滿足要求。由上可知10#槽鋼抗彎強(qiáng)度校核與抗剪強(qiáng)度校核均滿足要求，所以本綜合管道支吊架選用10#槽鋼做為橫擔(dān)。5豎向支架（吊桿/型鋼）荷載分析、選型及校核5.1當(dāng)選擇吊桿受拉時(shí)表1吊桿拉力允許值（表格來(lái)源于圖集03S402）吊桿凈截面面積計(jì)算公式：（公式來(lái)源于圖集03S402；An——吊桿凈截面面積；N——吊桿設(shè)計(jì)拉力值；f——鋼材抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取值于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)表2-3）由圖8.9可知加上橫擔(dān)自重后最大軸力為1653.33N，根據(jù)表1選擇10mm吊桿。即78.5≥1.5*3250/0.85/26.67=滿足要求（吊桿截面積An查鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)表表16-13）即吊桿選用3根直徑為10mm的吊桿即滿足抗拉要求；項(xiàng)目選擇12mm吊桿。表6膨脹螺栓受力性能表（數(shù)據(jù)來(lái)源于JB-ZQ4763-2006膨脹螺栓規(guī)格及性能）由8.4可知，最不利支架立柱受力為1653N，考慮管內(nèi)水的波動(dòng)性，粘滯阻力，壓力傳遞不均勻性對(duì)膨脹螺栓的綜合影響，取綜合系數(shù)冷卻水管K＝1.2，冷凍水管K=1.5（溫差越大，系數(shù)越大）；此支架選用每處埋板設(shè)置4根膨脹螺栓（根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況定）。F=