管道支吊架设计及计算样本

浅谈管道门字型支吊架设计及计算

【文摘】用来支撑管道构造叫管道支吊架，管道在敷设时都必要对管子进行固定或支承，固定或支承管子构件是支吊架。在机电工程里，管道支架

是分布广、数量大、种类繁多安装工事，同步管道支吊架设计和安装对

管道及其附件施工质量好坏取决定性作用。如何采用安全合用、经济合

理、整洁美观管道支吊架是机电安装工程一种重点。

【核心词】管道布置管道跨距管架分析管架内力计算

一、管道布置

对管道进行合理深化和布置是管道支吊架设计前提条件。欲设计安全使用、经济合理、整洁美观管道支吊架，一方面需对管道进行合理布置，其布置不得不考虑如下参数：

1.管道布置设计应符合各种工艺管道及系统流程规定；

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

修等方面规定，并力求整洁美观；

3.在拟定进出装置（单元）管道方位与敷设方式时，应做到内外协调；

4.管道宜集中成排布置，成排管道之间净距（保温管为保温之间净距）不

应不大于50mm。

5.输送介质对距离、角度、高差等有特殊规定管道以及大直径管道布置，

应符合设备布置设计规定，并力求短而直，切勿交叉；

6.地上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

架或管墩所受垂直荷载、水平荷载均衡；

7.管道布置应使管道系统具备必要柔性，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过过容许值惰况下，应使管道最短，构成件

至少；

8. 应在管道规划同步考虑其支承点设立，并尽量将管道布置在距可靠支撑

点近来处，但管道外表面距建筑物最小净距不应不大于100mm ，同步应尽量考虑运用管道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

时应依照操作、检修规定设立放空、放净。

二、 管架跨距

管架跨距大小直接决定着管架数量。跨距太小导致管架过密，管架数量增多，费用增高，故需在保证管道安全和正常运营前提下，尽量增大管道跨距，减少工程费用。但是管架跨距又受管道材质、截面刚度、管道其他作用何载和容许挠度等影响，不也许无限扩大。因此设计管道支吊架应先拟定管架最大跨距，管架最大容许跨距计算应按强度和刚度两个条件分别计算，取其小值作为推荐最大容许跨距。

1. 按强度条件计算管架最大跨距计算公式：

[]t

W q

L δφ124

.2max = L max ——管架最大容许跨距（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. 按刚度条件计算管架最大跨距计算公式：

3

0max 100

19.0L Ii E q

t = L max ——管架最大容许跨距（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（cm4）

——管道放水坡度，取0.002

i

3.例：采用48K离心玻璃棉保温，保温厚度为50mm冷冻水管，其管道规格

为φ325×8无缝钢管，其最大容许管道间距为多少？

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

查有关资料得：

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

=2.1×105 N/mm2

刚性弹性模量E

t

依照以上公式分别计算得强度条件下L

=13.14m

max1

=27.40m

依照以上公式分别计算得刚度条件下L

max2

取最小值，故该管道最大容许管道间距为13.14m

4.依照有关规范规定管道支吊架最大间距拟定管道最大容许跨度，如《通

风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-

表9.3.8 钢管道支、吊架最大间距

三、管架分析

1.管道支吊架简介

用来支撑管道构造叫管道支吊架，管道在敷设时都必要对管道进行固定或支撑，固定或支撑管子构件是支吊架。管道支吊架普通由管座、管架柱或管架吊杆（简称柱或吊杆）、管架梁（简称梁）和支撑节点构成。

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依照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管道重力、介质重力、保温层等附件重力等永久性荷载。可变垂直荷载指管道所承受活荷载、沉积物重力和发生地震时所应当承受特殊变化荷载。因可变垂直荷载是无法精准计算，为此咱们将管道支吊架基本垂直荷载乘以一种经验系数（普通为1.2~1.4）作为管架垂直方向计算荷载。

C

B A

管道支吊架基本垂直荷载计算，可先将复杂管道支架体系近似看作简支梁，依照受力分析，管架B 所承受基本垂直荷载为G B ‘=(G L1+ G L1)/2

因管道支吊架在一种工程里数量种类繁多，不也许一一计算，为此咱们只需考虑同类型支架最不利受力状况即可，依照管道支吊架最大容许跨度来