空调水管支架强度计算书1(rev1)061228-070103..doc

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空调水管支架强度计算书1
一.每组支架承载说明：
按水管内盛满水，考虑水的重量，管道自重及保温重量，再按支架间距均分，得出附表之数据(为静载状态)。
二.膨胀螺栓在C13以上混凝土上允许的静荷载为:
M10 : 拉力6860（N）
M12 : 拉力10100（N）
M16 : 拉力19020（N）
M20 : 拉力28000（N）
三.丝杆允许静荷载:
1. 普通螺纹牙外螺纹 小径d1=d-1.08253P
d:公称直径
p:螺距:M10为1.5mm;M12为1.75mm；M16为2mm;M20为2.5mm；
2. M10丝杆的小径为:d1=10-1.08253*1.5=8.00mm;
M12丝杆的小径为:d1=12-1.08253*1.75=10.1mm
M16丝杆的小径为：d1=16-1.08253*2=13.8mm
M20丝杆的小径为：d1=20-1.08253*2.5=17.3mm
3. 取丝杆钢材的屈服极限为允许静载极限,其屈服极限为:
бs=220至240Mpa
取бs=220Mpa=220N/mm².
4. 按丝杆最小截面积计算,丝杆允许拉力为：P=S×бs
M10丝杆：P10=3.14×（8/2）²×220=11052N
M12丝杆：P12=3.14×（10.1/2）²×220=17617N
M16丝杆：P16=3.14×（13.8/2）²×220=32890N
M20丝杆：P20=3.14×（17.3/2）²×220=51687N
10#槽钢：P#=1274×220=280280N
四.两管空调水管支架受力分析:
（一）DN80空调水管支架强度校核:
1. 按附表所示，每组支架承受静载为：99.35Kg＝974N
考虑管内水的波动性，粘滞阻力，压力传递不均匀性对支架的综合影响，取综合系数K1＝1.2;
考虑现场环境之震动及风动的影响，支架本身的不均匀性，取综合系数：K2＝1.2
2. 受力分析：
按附图支架详图，及图1～3中的受力分析：
p=K1*K2*W/2=1.2*1.2*974/2=702N
Fay=Fby=p=702N
3. 膨胀螺栓，丝杆强度校核:
a. M10 膨胀螺栓所受的拉力为:702N，小于M10:6860N
为允许荷载的10%
故：强度满足要求. 。
b. M10丝杆所受的拉力为702N,小于P10:11052N
为允许荷载的7%
故：强度满足要求.
4. L40角钢横担强度校核:
从图3中可以看出，最大弯距
Mmax= pa=702*0.15=105.3N·M
等截面的L40角钢最大正应力发生在Mmax截面的上下边缘处
最大正应力为:бmax=Mmax*Ymax /Iz
Ymax: 11.3mm 为L40×4角钢形心距
Iz: 4.6（cm²）² 为L40×4角钢惯性距
бmax=105.3×10³×11.3/(4.6×10000)=25.9 N/mm²
角钢抗拉强度取较低值为бb=400 N/mm²
бmax<бb,бmax/бb,仅为6.5%
故:横担角钢强度完全满足要求.

（二）DN100空调水管支架强度校核:
1. 按附表所示，每组支架承受静载为：182.34Kg＝1787N
考虑管内水的波动性，粘滞阻力，压力传递不均匀性对支架的综合影响，取综合系数K1＝1.2;
考虑现场环境之震动及风动的影响，支架本身的不均匀性，取综合系数：K2＝1.2
2. 受力分析：
按附图支架详图，及图1～3中的受力分析：
p=K1*K2*W/2=1.2*1.2*1787/2=1287N
Fay=Fby=p=1287N
3. 膨胀螺栓，丝杆强度校核:
a. M10 膨胀螺栓所受的拉力为:1287N，小于M10 : 6860N
为允许荷载的19%
故：强度满足要求. 。
b. M10丝杆所受的拉力为1287N,小于P10:11052N
为允许荷载的12%
故：强度满足要求.
4. L50角钢横担强度校核:
从图3中可以看出，最大弯距
Mmax= pa =1287*0.17=218.79N·M
等截面的L50角钢最大正应力发生在Mmax截面的上下边缘处
最大正应力为:бmax=Mmax*Ymax /Iz
Ymax: 14.2mm 为L50×5角钢形心距
Iz: 11.21（cm²）² 为L50×5角钢惯性距
бmax=218.79×10³×14.2/(11.21×10000)=27.7 N/mm²
角钢抗拉强度取较低值为бb=400 N/mm²
бmax<бb,бmax/бb,仅为7%
故:横担角钢强度完全满足要求.

（三）DN150空调水管支架强度校核:
1. 按附表所示，每组支架承受静载为：360.2Kg＝3530N
考虑管内水的波动性，粘滞阻力，压力传递不均匀性对支架的综合影响，取综合系数K1＝1.2;
考虑现场环境之震动及风动的影响，支架本身的不均匀性，取综合系数：K2＝1.2
2. 受力分析：
按附图支架详图，及图1～3中的受力分析：
p=K1*K2*W/2=1.2*1.2*3530/2=2542N
Fay=Fby=p=2542N
3. 膨胀螺栓，吊杆强度校核:
a. M10膨胀螺栓所受的拉力为:2542/2N=1271N，小于M10：6860N
为允许荷载的18.5%
故：强度满足要求.
b. L40角钢吊杆所受的拉力为2542N，小于P10:11052N
为允许荷载的23%
故：强度满足要求.
4. 10＃槽钢横担强度校核:
从图3中可以看出，最大弯距
Mmax= pa =2542*0.2=490.4N·M
等截面的10＃槽钢最大正应力发生在Mmax截面的上下边缘处
最大正应力为:бmax=Mmax*ix /Ix
ix: 39.5mm 为10＃槽钢对x－x的回转半径
Ix: 198.3（cm²）² 为10＃槽钢对x－x惯性距
бmax=490.4×10³×39.5/(198.3×10000)=9.8N/mm²
槽钢抗拉强度取较低值为бb=430N/mm²
бmax<бb,бmax/бb,仅为2%
故:横担槽钢强度完全满足要求.

（四）DN200空调水管支架强度校核:
1. 按附表所示，每组支架承受静载为：838.69Kg＝8220N
考虑管内水的波动性，粘滞阻力，压力传递不均匀性对支架的综合影响，取综合系数K1＝1.2;
考虑现场环境之震动及风动的影响，支架本身的不均匀性，取综合系数：K2＝1.2
2. 受力分析：
按附图支架详图，及图1～3中的受力分析：
p=K1*K2*W/2=1.2*1.2*8220/2=5919N
Fay=Fby=p=5919N
3. 膨胀螺栓，吊杆强度校核:
a. M10 膨胀螺栓所受的拉力为:5919N/2=2960N 小于M10：6860N
为允许荷载的43%
故：强度满足要求.
b. M12丝杆所受的拉力为5919N 小于P12:17617N
为允许荷载的34%
故：强度满足要求.
4. 10＃槽钢横担强度校核:
从图3中可以看出，最大弯距
Mmax= pa =5919*0.22=1302.18N·M
等截面的10＃槽钢最大正应力发生在Mmax截面的上下边缘处
最大正应力为:бmax=Mmax*ix /Ix
ix: 39.5mm 为10＃槽钢对x－x的回转半径
Ix: 198.3（cm²）² 为10＃槽钢对x－x惯性距
бmax=1302.18×10³×39.5/(198.3×10000)=25.9N/mm²
槽钢抗拉强度取较低值为бb=440N/mm²
бmax<бb,бmax/бb,仅为6%
故:横担槽钢强度完全满足要求.

（五）DN400空调水管支架强度校核:
1. 按附表所示，每组支架承受静载为：2617.78Kg＝25655N
考虑管内水的波动性，粘滞阻力，压力传递不均匀性对支架的综合影响，取综合系数K1＝1.2;
考虑现场环境之震动及风动的影响，支架本身的不均匀性，取综合系数：K2＝1.2
2. 受力分析：
按附图支架详图，及图1～3中的受力分析：
p=K1*K2*W/2=1.2*1.2*25655/2=18472N
Fay=Fby=p=18472N
3. 膨胀螺栓，吊杆强度校核:
a. M16 膨胀螺栓所受的拉力为:18472N/2=9236N,小于M16：19020N
为允许荷载的49%
故：强度满足要求.
b. 10#槽钢吊杆所受的拉力为18472N 小于P#=280280N
为允许荷载的7%
故：强度满足要求.
4. 12＃槽钢横担强度校核:
从图3中可以看出，最大弯距
Mmax= pa =18472*0.32=5911N·M
等截面的12＃槽钢最大正应力发生在Mmax截面的上下边缘处
最大正应力为:бmax=Mmax*ix /Ix
ix: 47.5mm 为12＃槽钢对x－x的回转半径
Ix: 346.3（cm²）² 为12＃槽钢对x－x惯性距
бmax=5911×10³×47.5/(346.3×10000)=81 N/mm²
槽钢抗拉强度取较低值为бb=435 N/mm²
бmax<бb,бmax/бb,仅为19%
故:横担槽钢强度完全满足要求.

（六）DN450空调水管支架强度校核:
1. 按附表所示，每组支架承受静载为：3326.07Kg＝32595N
考虑管内水的波动性，粘滞阻力，压力传递不均匀性对支架的综合影响，取综合系数K1＝1.2;
考虑现场环境之震动及风动的影响，支架本身的不均匀性，取综合系数：K2＝1.2
2. 受力分析：
按附图支架详图，及图1～3中的受力分析：
p=K1*K2*W/2=1.2*1.2*32595/2=23468N
Fay=Fby=p=23468N
3. 膨胀螺栓，吊杆强度校核:
a. M20膨胀螺栓所受的拉力为:23468N/2=11734N，小于M20：28000N
为允许荷载的42%
故：强度满足要求.
b. 10#槽钢吊杆所受的拉力为23468N 小于P#=280280N
为允许荷载的8%
故：强度满足要求.
4. 16＃槽钢横担强度校核:
从图3中可以看出，最大弯距
Mmax= pa =23468*0.36=8448.48N·M
等截面的16＃槽钢最大正应力发生在Mmax截面的上下边缘处
最大正应力为:бmax=Mmax*ix /Ix
ix: 62.8mm 为16＃槽钢对x－x的回转半径
Ix: 866（cm²）² 为16＃槽钢对x－x惯性距
бmax=8448.48×10³×62.8/(866×10000)=61 N/mm²
槽钢抗拉强度取较低值为бb=435 N/mm²
бmax<бb,бmax/бb,仅为14%
故:横担槽钢强度完全满足要求.
（七）DN600空调水管支架强度校核:
1. 按附表所示，每组支架承受静载为：5261.9Kg＝51567N
考虑管内水的波动性，粘滞阻力，压力传递不均匀性对支架的综合影响，取综合系数K1＝1.2;
考虑现场环境之震动及风动的影响，支架本身的不均匀性，取综合系数：K2＝1.2
2. 受力分析：
按附图支架详图，及图1～3中的受力分析：
p=K1*K2*W/2=1.2*1.2*51567/2=37129N
Fay=Fby=p=37129N
3. 膨胀螺栓，吊杆强度校核:
a. M20 膨胀螺栓所受的拉力为:37129N/2=18565N,小于M20：28000N
为允许荷载的67%
故：强度满足要求.
b. 10#槽钢吊杆所受的拉力为37129N 小于P#=280280N
为允许荷载的14%
故：强度满足要求.
4. 20＃槽钢横担强度校核:
从图3中可以看出，最大弯距
Mmax= pa =37129*0.42=15594.18N·M
等截面的20＃槽钢最大正应力发生在Mmax截面的上下边缘处
最大正应力为:бmax=Mmax*ix /Ix
ix: 78.6mm 为20＃槽钢对x－x的回转半径
Ix: 1780.4（cm²）² 为20＃槽钢对x－x惯性距
бmax=15594.18×10³×78.6/(1780.4×10000)=68.8N/mm²
槽钢抗拉强度取较低值为бb=400 N/mm²
бmax<бb,бmax/бb,仅为17.2%
故:20＃槽钢横担槽钢强度完全满足要求.

五.四管空调水管支架受力分析:
DN250四管空调水管支架强度校核:
1. 按附表所示，每组支架承受静载为：1185.72*2Kg＝23240.112N
考虑管内水的波动性，粘滞阻力，压力传递不均匀性对支架的综合影响，取综合系数K1＝1.2;
考虑现场环境之震动及风动的影响，支架本身的不均匀性，取综合系数：K2＝1.2
2. 受力分析：
按附图支架详图，及图1～3中的受力分析：
p=K1*K2*W/4=1.2*1.2*23240.112/4=8366N
Fay=Fby=2p=16732N
3. 膨胀螺栓，吊杆强度校核:
a. M12 膨胀螺栓所受的拉力为:16732N/4=4183N,小于M12：10100N
为允许荷载的41%
故：强度满足要求.
b. 10#槽钢吊杆所受的拉力为16732N 小于P#=280280N
为允许荷载的6%
故：强度满足要求.
4. 12＃槽钢横担强度校核:
从图3中可以看出，最大弯距
Mmax= 2pa+pb =2*8366*0.28+8366*0.48=12047.04N·M
等截面的12＃槽钢最大正应力发生在Mmax截面的上下边缘处
最大正应力为:бmax=Mmax*ix /Ix
ix: 47.5mm 为12＃槽钢对x－x的回转半径
Ix: 346.3（cm²）² 为12＃槽钢对x－x惯性距
бmax=12047.04×10³×47.5/(346.3×10000)=165N/mm²
槽钢抗拉强度取较低值为бb=435 N/mm²
бmax<бb,бmax/бb,为38%
故:12＃槽钢横担槽钢强度满足要求.

六.两根冷却水管支架受力分析:
两根DN700冷却水管支架强度校核:
1. 按附表所示，每组支架承受静载为：7286.4Kg＝71406.72N
考虑管内水的波动性，粘滞阻力，压力传递不均匀性对支架的综合影响，取综合系数K1＝1.2;
考虑现场环境之震动及风动的影响，支架本身的不均匀性，取综合系数：K2＝1.2
2. 受力分析：
按附图支架详图，及图1～3中的受力分析：
p=K1*K2*W/2=1.2*1.2*71406.72/2=51413N
取p1max=p=51413N
3. 膨胀螺栓，吊杆强度校核:
a. M20 膨胀螺栓所受的拉力为: 51413N/4=12853N,小于M20：28000N 为允许荷载的46%
故：强度满足要求.
b. 10#槽钢吊杆所受的拉力为51413N 小于P#=280280N
为允许荷载的18%
故：强度满足要求.
4. 20＃槽钢横担强度校核:
从图3中可以看出，最大弯距
Mmax= p1a =51413*0.43=22107.59N·M
等截面的20＃槽钢最大正应力发生在Mmax截面的上下边缘处
最大正应力为:бmax=Mmax*ix /Ix
ix: 78.6mm 为20＃槽钢对x－x的回转半径
Ix: 1780.4（cm²）² 为20＃槽钢对x－x惯性距
бmax=22107.59×10³×78.6/(1780.4×10000)=97.6N/mm²
槽钢抗拉强度取较低值为бb=400 N/mm²
бmax<бb,бmax/бb,仅为24.4%
故:20＃槽钢横担槽钢强度完全满足要求.

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