管道支吊架设计及计算讲诉

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管道支吊架设计及计算

管道支吊架设计及计算

浅谈管道门字型支吊架的设计及计算文 摘】 用来支撑管道的结构叫管道支吊架,管道在敷设时都必须对管子进行固定或支承, 固定或支承管子的构件是支吊架。

在机电工程里,管道支架是分布广、数量大、种类繁 多的安装工事, 同时管道支吊架的设计和安装对管道及其附件施工质量的好坏取决定性 作用。

如何采用安全适用、经济合理、整齐美观的管道支吊架是机电安装工程的一个重 点。

】 管道布置 管道跨距 管架分析 管架内力计算管道的布置管架跨距管架的跨距的大小直接决定着管架的数量。

跨距太小造成管架过密, 高,故需在保证管道安全和正常运行的前提下,尽可能增大管道的跨距, 架跨距又受管道材质、截面刚度、管道其它作用何载和允许挠度等的影响,不可能无限的扩大。

所以设计管道的支吊架应先确定管架的最大跨距, 管架的最大允许跨距计算应按强度和刚度两个 条件分别计算,取其小值作为推荐的最大允许跨距。

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+附加重 W —— 管道截面抗弯系数(cm3) ①一一管道横向焊缝系数,取0.7[5 ]1钢管许用应力 一一钢管许用应力(N/mm2 )2. 按刚度条件计算的管架最大跨距的计算公式:对管道进行合理的深化和布置是管道支吊架设计的前提条件。

欲设计安全使用、经济合理、 整洁美观的管道支吊架,首先需对管道进行合理的布置,其布置不得不考虑以下参数:1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.9.管道布置设计应符合各种工艺管道及系统流程的要求; 管道布置应统筹规划,做到安全可靠、经济合理、满足施工、操作、维修等方面的要 求,并力求整齐美观; 在确定进出装置(单元)的管道的方位与敷设方式时,应做到内外协调; 管道宜集中成排布置,成排管道之间的净距(保温管为保温之间净距)不应小于。

输送介质对距离、角度、高差等有特殊要求的管道以及大直径管道的布置,应符合设 备布置设计的要求,并力求短而直,切勿交叉; 地上的管道宜敷设在管架或管墩上,在管架、管墩上布置管道时,宜使管架或管墩所 受的垂直荷载、水平荷载均衡; 管道布置应使管道系统具有必要的柔性,在保证管道柔性及管道对设备、机泵管口作 用力和力矩不超出过允许值的惰况下,应使管道最短,组成件最少; 应在管道规划的同时考虑其支承点设置,并尽量将管道布置在距可靠支撑点最近处, 但管道外表面距建筑物的最小净距不应小于,同时应尽量考虑利用管道的自然形状达 到自行补偿;管道布置宜做到 “步步高 ”或 “步步低 ”,减少气袋或液袋。

管道综合支吊架设计计算

管道综合支吊架设计计算

8.5
9.5
大间距
(m)
L2
2.5
3.0
3.5
4.04.5Fra bibliotek5.0
6.0
6.5
6.5
7.5
9.0
9.5
10.5
注: 1、适用于工作压力不大于2.0MPA,不保温或保温材料密度不大于 200kg/m'的管道系统。 2、L1用于保温管道,L2用于不保温管道。
#2 管道支架介绍
用来支撑管道的结构叫管道支吊架,管道在敷设时都必须对管道进行固定或支撑,固定或支撑管子的构件是支 吊架。管道支吊架一般由管座、管架柱或管架吊杆(简称柱或吊杆)、管架梁(简称梁)和支撑节点组成。
#4 4.2 管道水平方向的计算荷载计算
水平方向的载荷:按垂直荷载的0.3倍计算。 1)单根DN150冷水管道的水平推力 F150=0.3×G150=0.3×2326=698N 2)单根DN100冷水管道的水平推力 F100=0.3×G100=0.3×1277=383N 3)单根DN200冷水管道的水平推力 F200=0.3×G200=0.3×4061=1218N
#1 管道支架跨距
管架的跨距的大小直接决定着管架的数量。跨距太小造成管架过密,管架数量增多,费用增高,故需在保证管 道安全和正常运行的前提下,尽可能增大管道的跨距,降低工程费用。
但是管架跨距又受管道材质、截面刚度、管道其它作用何载和允许挠度等的影响,不可能无限的扩大。所以设 计管道的支吊架应先确定管架的最大跨距。
根据相关规范规定的管道支吊架最大间距确定管道最大允许跨度,如《通风与空调工程施工质量验收规范》 GB50243-2002
公称直径 (mm)
15 20 25 32 40 50 70 80 100 150 200 250 300

管道支吊架设计及计算

管道支吊架设计及计算

【文 摘】 用来支撑管道的结构叫管道支吊架,管道在敷设时都必须对管子进行固定或支承,固定或支承管子的构件是支吊架。

在机电工程里,管道支架是分布广、数量大、种类繁多的安装工事,同时管道支吊架的设计和安装对管道及其附件施工质量的好坏取决定性作用。

如何采用安全适用、经济合理、整齐美观的管道支吊架是机电安装工程的一个重点。

【关键词】 管道布置 管道跨距 管架分析 管架内力计算一、 管道的布置对管道进行合理的深化和布置是管道支吊架设计的前提条件。

欲设计安全使用、经济合理、整洁美观的管道支吊架,首先需对管道进行合理的布置,其布置不得不考虑以下参数:1. 管道布置设计应符合各种工艺管道及系统流程的要求;2. 管道布置应统筹规划,做到安全可靠、经济合理、满足施工、操作、维修等方面的要求,并力求整齐美观;3. 在确定进出装置(单元)的管道的方位与敷设方式时,应做到内外协调;4. 管道宜集中成排布置,成排管道之间的净距(保温管为保温之间净距)不应小于50mm 。

5. 输送介质对距离、角度、高差等有特殊要求的管道以及大直径管道的布置,应符合设备布置设计的要求,并力求短而直,切勿交叉;6. 地上的管道宜敷设在管架或管墩上,在管架、管墩上布置管道时,宜使管架或管墩所受的垂直荷载、水平荷载均衡; 7. 管道布置应使管道系统具有必要的柔性,在保证管道柔性及管道对设备、机泵管口作用力和力矩不超出过允许值的惰况下,应使管道最短,组成件最少;8. 应在管道规划的同时考虑其支承点设置,并尽量将管道布置在距可靠支撑点最近处,但管道外表面距建筑物的最小净距不应小于100mm ,同时应尽量考虑利用管道的自然形状达到自行补偿;9. 管道布置宜做到“步步高”或“步步低”,减少气袋或液袋。

不可避免时应根据操作、检修要求设置放空、放净。

二、 管架跨距管架的跨距的大小直接决定着管架的数量。

跨距太小造成管架过密,管架数量增多,费用增高,故需在保证管道安全和正常运行的前提下,尽可能增大管道的跨距,降低工程费用。

【管道支架】设计与计算实例讲解

【管道支架】设计与计算实例讲解

【管道支架】设计与计算实例讲解发现更多精彩对管道进行合理的深化和布置是管道支吊架设计的前提条件。

欲设计安全使用、经济合理、整洁美观的管道支吊架,首先需对管道进行合理的布置,其布置不得不考虑以下参数:1. 管道布置设计应符合各种工艺管道及系统流程的要求;2. 管道布置应统筹规划,做到安全可靠、经济合理、满足施工、操作、维修等方面的要求,并力求整齐美观;3. 在确定进出装置(单元)的管道的方位与敷设方式时,应做到内外协调;4. 管道宜集中成排布置,成排管道之间的净距(保温管为保温之间净距)不应小于50mm。

5. 输送介质对距离、角度、高差等有特殊要求的管道以及大直径管道的布置,应符合设备布置设计的要求,并力求短而直,切勿交叉;6. 地上的管道宜敷设在管架或管墩上,在管架、管墩上布置管道时,宜使管架或管墩所受的垂直荷载、水平荷载均衡;7. 管道布置应使管道系统具有必要的柔性,在保证管道柔性及管道对设备、机泵管口作用力和力矩不超出过允许值的惰况下,应使管道最短,组成件最少;8. 应在管道规划的同时考虑其支承点设置,并尽量将管道布置在距可靠支撑点最近处,但管道外表面距建筑物的最小净距不应小于100mm,同时应尽量考虑利用管道的自然形状达到自行补偿;9. 管道布置宜做到“步步高”或“步步低”,减少气袋或液袋。

不可避免时应根据操作、检修要求设置放空、放净。

管架跨距管架的跨距的大小直接决定着管架的数量。

跨距太小造成管架过密,管架数量增多,费用增高,故需在保证管道安全和正常运行的前提下,尽可能增大管道的跨距,降低工程费用。

但是管架跨距又受管道材质、截面刚度、管道其它作用何载和允许挠度等的影响,不可能无限的扩大。

所以设计管道的支吊架应先确定管架的最大跨距,管架的最大允许跨距计算应按强度和刚度两个条件分别计算,取其小值作为推荐的最大允许跨距。

01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+附加重W——管道截面抗弯系数(cm3)Φ——管道横向焊缝系数,取0.7[δ]t钢管许用应力——钢管许用应力(N/mm2)02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0.002例:采用48K的离心玻璃棉保温,保温厚度为50mm的冷冻水管,其管道规格为φ325×8无缝钢管,其最大允许管道间距为多少?管道长度荷载:q=7850×3.14×0.008×(0.325-0.008)+1000×3.14×(0.325-0.008×2)2/4+48×3.14×0.05×(0.325+0.05)=140.29kg/m=1402.9 0 N/m查相关资料得:管道截面抗弯系数W=616 cm3钢管许用应力[δ]t=112管道截面惯性矩I=10016 cm4刚性弹性模量Et=2.1×105 N/mm2根据以上公式分别计算得强度条件下的Lmax1=13.14m根据以上公式分别计算得刚度条件下的Lmax2=27.40m取最小值,故该管道的最大允许管道间距为13.14m根据相关规范规定的管道支吊架最大间距确定管道最大允许跨度,如《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-2016管架分析01管道支架介绍用来支撑管道的结构叫管道支吊架,管道在敷设时都必须对管道进行固定或支撑,固定或支撑管子的构件是支吊架。

管道支架计算方法以及管道常用计算公式

管道支架计算方法以及管道常用计算公式

管道支架计算方法以及管道常用计算公式管道支架是用来支撑和固定管道的一种装置,它承受着管道自重以及流体压力带来的力和力矩。

管道支架设计需要满足一定的强度和稳定性要求,以保证管道的安全运行。

下面将介绍管道支架的计算方法以及管道常用的计算公式。

一、管道支架的计算方法1.确定管道支架类型:根据管道的特点和要求,确定适合的支架类型,如吊杆支架、立式支座、静脉支座等。

2.确定管道重量:根据管道的材质、尺寸和长度等参数,计算管道的自重。

3.确定管道流体压力:根据管道的设计流量和流体性质,计算管道内部流体压力。

4.计算管道的水平力、垂直力和力矩:根据管道重量和流体压力,计算管道在各个支撑点处的水平力、垂直力和力矩。

水平力是由流体的流动产生的,垂直力是管道自重和流体压力带来的,力矩是由水平力和垂直力共同作用产生的。

5.确定管道支架位置和间距:根据管道的水平力、垂直力和力矩,确定管道支架的位置和间距。

支架位置应尽量分布均匀,并保证管道在运行过程中的稳定性和操作性。

6.设计管道支架强度和稳定性:根据管道支架的位置和间距,计算管道支架的强度和稳定性。

强度设计主要考虑管道支架的抗弯强度和抗滑动强度,稳定性设计主要考虑管道支架的抗倾覆稳定性。

7.选用适合的材料和规格:根据管道支架的设计要求和使用环境,选用合适的材料和规格。

8.绘制管道支架图纸:根据计算结果,绘制管道支架的图纸,包括管道支架的布置和尺寸等信息。

二、管道支架计算公式1.管道重量计算公式:管道重量=π*(外径-内径)*壁厚*长度*密度2.管道流体压力计算公式:管道流体压力=流量*密度*加速度3.管道的水平力计算公式:水平力 = 管道自重 * sin(倾角) + 流体压力 * cos(倾角)4.管道的垂直力计算公式:垂直力 = 管道自重 * cos(倾角) + 流体压力 * sin(倾角)5.管道支架所受的力矩计算公式:力矩=水平力*支撑点至重心的垂直距离+垂直力*支撑点至重心的水平距离6.管道支架的抗弯强度计算公式:抗弯强度=弯矩/截面惯性矩7.管道支架的抗滑动强度计算公式:抗滑动强度=正应力*摩擦系数*支撑面积8.管道支架的抗倾覆稳定性计算公式:抗倾覆稳定性=抗倾矩/倾倒力矩以上是管道支架的计算方法及常用的计算公式,根据具体的管道参数和要求,可以按照这些方法和公式进行计算并设计合适的管道支架。

管道支吊架设计及计算

管道支吊架设计及计算

管道支吊架设计及计算内部编号:(YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128)浅谈管道门字型支吊架的设计及计算【文摘】用来支撑管道的结构叫管道支吊架,管道在敷设时都必须对管子进行固定或支承,固定或支承管子的构件是支吊架。

在机电工程里,管道支架是分布广、数量大、种类繁多的安装工事,同时管道支吊架的设计和安装对管道及其附件施工质量的好坏取决定性作用。

如何采用安全适用、经济合理、整齐美观的管道支吊架是机电安装工程的一个重点。

【关键词】管道布置管道跨距管架分析管架内力计算一、管道的布置对管道进行合理的深化和布置是管道支吊架设计的前提条件。

欲设计安全使用、经济合理、整洁美观的管道支吊架,首先需对管道进行合理的布置,其布置不得不考虑以下参数:1.管道布置设计应符合各种工艺管道及系统流程的要求;2.管道布置应统筹规划,做到安全可靠、经济合理、满足施工、操作、维修等方面的要求,并力求整齐美观;3.在确定进出装置(单元)的管道的方位与敷设方式时,应做到内外协调;4.管道宜集中成排布置,成排管道之间的净距(保温管为保温之间净距)不应小于50mm。

5.输送介质对距离、角度、高差等有特殊要求的管道以及大直径管道的布置,应符合设备布置设计的要求,并力求短而直,切勿交叉;6.地上的管道宜敷设在管架或管墩上,在管架、管墩上布置管道时,宜使管架或管墩所受的垂直荷载、水平荷载均衡;7.管道布置应使管道系统具有必要的柔性,在保证管道柔性及管道对设备、机泵管口作用力和力矩不超出过允许值的惰况下,应使管道最短,组成件最少;8.应在管道规划的同时考虑其支承点设置,并尽量将管道布置在距可靠支撑点最近处,但管道外表面距建筑物的最小净距不应小于100mm,同时应尽量考虑利用管道的自然形状达到自行补偿;9.管道布置宜做到“步步高”或“步步低”,减少气袋或液袋。

不可避免时应根据操作、检修要求设置放空、放净。

二、管架跨距管架的跨距的大小直接决定着管架的数量。

管道支吊架设计及计算

管道支吊架设计及计算

管道支吊架设计及计算一、管道支吊架设计的基本原则1、保证管道的安全性:支吊架应能正常支持和悬挂管道,防止管道产生振动或者外力作用下发生位移;2、考虑管道的热膨胀和收缩:管道在工作过程中会发生热膨胀和收缩,因此需要在设计支吊架时考虑到这一点,以保证管道不会因为热膨胀而受损;3、确保施工的便利性:在设计管道支吊架时,需要考虑施工的便利性,以方便施工人员安装和维护;4、降低成本:在保证安全的前提下,要尽量降低支吊架的材料和人力成本。

二、管道支吊架的类型1、固定支架:用于安装位置不需要调整的直线管道段,通过固定安装在支架上,可以保证管道的稳固性;2、滑动支吊架:用于安装位置需要调整的管道段,通过滑动支持,以便在管道热膨胀和收缩时进行调整;3、弹性支吊架:用于安装位置需要调整且管道工作温度较高的管道段,通过弹性支持和松紧调节装置,以适应管道的热膨胀;4、吊架:用于悬挂管道,通过杆件和吊索来支撑管道;5、夹具:用于固定和连接管道的附件,如夹管夹、法兰夹等。

三、管道支吊架设计的计算方法1、管道重量计算:根据管道的尺寸、材质和长度,计算出管道的总重量;2、支吊架的定位设计:根据设计要求和施工图纸,确定支吊架的位置和间距;3、支吊架的尺寸计算:根据管道的重量和长度,计算出支吊架的尺寸和材料;4、管道热膨胀计算:根据管道的工作温度和材料的热膨胀系数,计算出管道热膨胀的长度;5、管道热膨胀补偿计算:根据管道的热膨胀长度,计算出热膨胀补偿装置的长度和材料;6、吊架的计算:根据管道的跨度和重量,计算出吊架的尺寸和材料;7、弹性支吊架的计算:根据管道的工作温度和热膨胀系数,计算出弹性支吊架的尺寸和材料。

在进行管道支吊架的设计和计算时,需要根据具体的工程要求和管道的实际情况来进行,同时,还需要遵循相关国家和地方的建设规范和标准,以确保管道的安全和可靠性。

此外,工程项目中还需要注重施工的现场管理,以确保支吊架的质量和安装的正确性。

配管支吊架计算公式

配管支吊架计算公式

配管支吊架计算公式在工业生产中,配管支吊架是一种重要的设备,用于支撑和固定管道系统。

它们可以确保管道系统的稳定性和安全性,避免因为管道振动或外部力量而引起的损坏。

配管支吊架的设计和计算是非常重要的,它需要考虑到管道的重量、长度、材料、工作环境等多种因素。

下面将介绍配管支吊架计算公式的相关内容。

1. 配管支吊架的基本原理。

配管支吊架的设计原理是根据管道的重量和工作环境来确定支吊架的尺寸和数量。

一般来说,配管支吊架的设计需要考虑以下几个因素:管道的重量,管道的重量是决定支吊架尺寸的主要因素之一。

一般来说,管道的重量越大,需要的支吊架数量和尺寸就越大。

管道的长度,管道的长度也是影响支吊架设计的因素之一。

长管道需要更多的支吊架来支撑,以确保管道系统的稳定性。

工作环境,工作环境也是影响支吊架设计的重要因素之一。

在高温、高湿度、腐蚀等恶劣环境下,需要选择耐腐蚀、耐高温的支吊架材料。

2. 配管支吊架计算公式。

配管支吊架的计算公式是根据上述基本原理来确定的。

一般来说,配管支吊架的计算公式包括以下几个方面:支吊架数量的计算:支吊架的数量取决于管道的重量和长度。

一般来说,可以使用以下公式来计算支吊架的数量:支吊架数量 = 管道重量 / 单个支吊架的承载能力。

支吊架尺寸的计算:支吊架的尺寸取决于管道的重量和工作环境。

一般来说,可以使用以下公式来计算支吊架的尺寸:支吊架尺寸 = 管道重量管道长度 / 支吊架数量。

支吊架材料的选择,根据工作环境的不同,需要选择不同材质的支吊架。

在腐蚀环境下,需要选择耐腐蚀的支吊架材料;在高温环境下,需要选择耐高温的支吊架材料。

3. 配管支吊架的设计注意事项。

在进行配管支吊架的设计时,需要注意以下几个方面:管道的重量和长度,需要准确测量管道的重量和长度,以确保支吊架的数量和尺寸计算准确。

工作环境的考虑,需要根据工作环境的不同选择合适的支吊架材料,以确保支吊架的耐久性和稳定性。

安全性考虑,在进行支吊架设计时,需要考虑到管道系统的安全性,确保支吊架的承载能力能够满足管道系统的需要。

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浅谈管道门字型支吊架的设计及计算【文 摘】 用来支撑管道的结构叫管道支吊架,管道在敷设时都必须对管子进行固定或支承,固定或支承管子的构件是支吊架。

在机电工程里,管道支架是分布广、数量大、种类繁多的安装工事,同时管道支吊架的设计和安装对管道及其附件施工质量的好坏取决定性作用。

如何采用安全适用、经济合理、整齐美观的管道支吊架是机电安装工程的一个重点。

【关键词】 管道布置 管道跨距 管架分析 管架内力计算一、 管道的布置对管道进行合理的深化和布置是管道支吊架设计的前提条件。

欲设计安全使用、经济合理、整洁美观的管道支吊架,首先需对管道进行合理的布置,其布置不得不考虑以下参数:1. 管道布置设计应符合各种工艺管道及系统流程的要求;2. 管道布置应统筹规划,做到安全可靠、经济合理、满足施工、操作、维修等方面的要求,并力求整齐美观;3. 在确定进出装置(单元)的管道的方位与敷设方式时,应做到内外协调;4. 管道宜集中成排布置,成排管道之间的净距(保温管为保温之间净距)不应小于50mm 。

5. 输送介质对距离、角度、高差等有特殊要求的管道以及大直径管道的布置,应符合设备布置设计的要求,并力求短而直,切勿交叉;6. 地上的管道宜敷设在管架或管墩上,在管架、管墩上布置管道时,宜使管架或管墩所受的垂直荷载、水平荷载均衡; 7. 管道布置应使管道系统具有必要的柔性,在保证管道柔性及管道对设备、机泵管口作用力和力矩不超出过允许值的惰况下,应使管道最短,组成件最少;8. 应在管道规划的同时考虑其支承点设置,并尽量将管道布置在距可靠支撑点最近处,但管道外表面距建筑物的最小净距不应小于100mm ,同时应尽量考虑利用管道的自然形状达到自行补偿;9. 管道布置宜做到“步步高”或“步步低”,减少气袋或液袋。

不可避免时应根据操作、检修要求设置放空、放净。

二、 管架跨距管架的跨距的大小直接决定着管架的数量。

跨距太小造成管架过密,管架数量增多,费用增高,故需在保证管道安全和正常运行的前提下,尽可能增大管道的跨距,降低工程费用。

但是管架跨距又受管道材质、截面刚度、管道其它作用何载和允许挠度等的影响,不可能无限的扩大。

所以设计管道的支吊架应先确定管架的最大跨距,管架的最大允许跨距计算应按强度和刚度两个条件分别计算,取其小值作为推荐的最大允许跨距。

1. 按强度条件计算的管架最大跨距的计算公式:[]t W qL δφ124.2max =L max ——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 W ——管道截面抗弯系数(cm 3) Φ——管道横向焊缝系数,取0.7[δ]t 钢管许用应力——钢管许用应力(N/mm 2) 2. 按刚度条件计算的管架最大跨距的计算公式:30max 10019.0L Ii E qt L max ——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 E t ——刚性弹性模量(N/mm 2)I ——管道截面惯性矩(cm 4) i 0——管道放水坡度,取0.0023. 例:采用48K 的离心玻璃棉保温,保温厚度为50mm 的冷冻水管,其管道规格为φ325×8无缝钢管,其最大允许管道间距为多少? 管道长度荷载q=7850×3.14×0.008×(0.325-0.008) +1000×3.14×(0.325-0.008×2)2/4+48×3.14×0.05×(0.325+0.05)=140.29kg/m=1402.90 N/m 查相关资料得:管道截面抗弯系数W=616 cm 3 钢管许用应力[δ]t =112 管道截面惯性矩I=10016 cm 4 刚性弹性模量E t =2.1×105 N/mm 2根据以上公式分别计算得强度条件下的L max1=13.14m 根据以上公式分别计算得刚度条件下的L max2=27.40m 取最小值,故该管道的最大允许管道间距为13.14m4. 根据相关规范规定的管道支吊架最大间距确定管道最大允许跨度,如《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-2002三、 管架分析1. 管道支吊架介绍用来支撑管道的结构叫管道支吊架,管道在敷设时都必须对管道进行固定或支撑,固定或支撑管子的构件是支吊架。

管道支吊架一般由管座、管架柱或管架吊杆(简称柱或吊杆)、管架梁(简称梁)和支撑节点组成。

管架梁管座支撑点管架吊杆管道管道支吊架示意图管道管架柱支撑点管座管架梁2. 管架荷载分析 (1) 垂直荷载管道支吊架垂直荷载根据性质可分为基本垂直荷载和可变垂直荷载,其中基本垂直荷载指管道支吊架所承受的管道重力、介质重力、保温层等附件的重力等永久性荷载。

可变垂直荷载指管道所承受的活荷载、沉积物重力和发生地震时所应该承受的特殊变化的荷载。

因可变垂直荷载是无法精确计算的,为此我们将管道支吊架的基本垂直荷载乘以一个经验系数(一般为1.2~1.4)作为管架垂直方向的计算荷载。

CB A管道支吊架基本垂直荷载计算,可先将复杂的管道支架体系近似的看作简支梁,根据受力分析,管架B 所承受的基本垂直荷载为G B ‘=(G L1+ G L1)/2因管道支吊架在一个工程里数量种类繁多,不可能一一计算,为此我们只需考虑同类型支架的最不利受力状况即可,根据管道支吊架的最大允许跨度来计算最不利支架,此时就只需计算长度为最大允许跨度L 的管道、介质、保温层的重力G B 即可。

其重力方向的计算荷载为G=αG B (α=1.2~1.4) (2) 水平荷载管道水平方向的荷载是作用在管架上的水平推力,根据支架类型可分为活动管架上的水平推力和固定管架上的水平推力。

a.活动管架水平推力主要来自管道摩擦力,吊杆水平推力可忽略; 水平推力即为管道摩擦力f=μG (μ为摩擦系数,G 为管道垂直荷载)b.固定支架的水平推力主要来自补偿器的弹性变形力。

采用补偿器补偿的管道,其作用在固定管架上的水平推力为补偿器被压缩或拉伸所产生的反弹力。

水平推力=补偿器反弹力T=ηΔL (η为补偿器的弹性模量,ΔL 为补偿器发生的变形长度)采用自然补偿的管道,是利用管道的自然弯曲形状所具有的柔性以补偿管道的热胀和冷缩位移,如图所示。

反弹力T固定支架变形前的管道反弹力T补偿器补偿工作示意图固定支架变形管道长度为L ,补偿臂管道长为L b 管道安装温度按t 1℃考虑,管道工作温度为t 2℃,故钢管材质的管道会在温度变化下缩短ΔL=α×ΔT ×L (式中α为钢管的线膨胀系数,ΔT 为温差,L 为固定支架变形管道长度)故作用在管道补偿上的推力为T=3ΔLEI/L b 3 (E 为管道的弹性模量,I 为管道的惯性矩)四、 管架受力计算示例根据以上管架的受力分析,现以上海环球金融中心低区空调水主干管进行分析计算如下图所示,现有2根DN400冷水管,管材为无缝钢管φ426×9,工作温度为7-14℃;2根DN200热水管,管材为无缝钢管φ219×6,工作温度为50-55℃,1根DN100蒸汽管道,管材为无缝钢管φ108×5,工作温度为108℃,请对该管组的防晃支架进行受力分析。

根据规范,因DN100的管架最大跨距为5m ,故该管组设置的共用支架最大跨距为5m ,由此根据最不利情况支架间距为5m 分析管架的受力。

1. 管道垂直方向的计算荷载计算(1)DN400单根管道作用在管架上的计算荷载DN400单根管道垂直方向的基本荷载(支吊架间距为5米)钢管重量=7850×(0.426-0.008)×0.008×5×3.14×9.8=4039N保温重量=48×(0.426+0.05)×0.05×5×3.14×9.8=176N介质重量=1000×(0.426-0.008×2)2×5×3.14×9.8/4=6466N单根管段计算荷载=(钢管重量+保温重量+介质重量)×1.35 (考虑35%可变荷载。

)单根DN400冷水管道计算荷载G400=(4039+176+6466)×1.35=14420N(2)DN200单根管道作用在管架上的计算荷载DN200单根管道垂直方向的基本荷载(支吊架间距为5米)钢管重量=7850×(0.219-0.006)×0.006×5×3.14×9.8=1544N保温重量=48×(0.219+0.05)×0.05×5×3.14×9.8=100N介质重量=1000×(0.219-0.006×2)2×5×3.14×9.8/4=1649N单根管段计算荷载=(钢管重量+保温重量+介质重量)×1.35 (考虑35%可变荷载。

)单根DN200热水管道计算荷载G200=(1544+100+1649)×1.35=4446N(3)DN100单根管道作用在管架上的计算荷载DN100单根管道垂直方向的基本荷载(支吊架间距为5米)钢管重量=7850×(0.108-0.005)×0.005×5×3.14×9.8=623N保温重量=48×(0.108+0.05)×0.05×5×3.14×9.8=59N介质重量=1000×(0.108-0.005×2)2×5×3.14×9.8/4=370N (考虑蒸汽管道水压试验时管道内介质的重量。

)单根管段计算荷载=(钢管重量+保温重量+介质重量)×1.35 (考虑35%可变荷载。

)单根DN100蒸汽管道计算荷载G100=(623+59+370)×1.35=1421N2.管道水平方向的计算荷载由于该管架为活动支架,所以管架水平方向的受力为管道在管架上滑动摩擦力。

DN400管道的水平推力 T400=f400=μG400=0.3×14420=4326NDN200管道的水平推力 T200=f200=μG200=0.3×4446=1334NDN400管道的水平推力 T100=0 3.管架受力平面图五、 管架梁选型根据管架梁的受力分析,管架梁在管道重力下或在管道推力作用下,有可能出现2种现象,一是管架梁会沿着受力方向被剪断,另一种是管架梁会沿着受力方向发生过大弯曲变形,严重的会发生弯曲折断。

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