支吊架设计.doc

管道支吊架设计
一、应力的选取
1、钢材许用应力：Q235A=83MPa《中华人民共和国国家标准-管道支吊架》GB/T 17116.1-1997 ……P6
2、角焊缝许用应力：[σ]=83x0.8= 66.4MPa《中华人民共和国国家标准-管道支吊架》GB/T 17116.1-1997 ……P30(5.3.2)
二、设计温度
1、常温《中华人民共和国国家标准-管道支吊架》GB/T 17116.1-1997 ……P5(3.3b)。水平力取重力的0.3倍《室内管道支架及吊架》03S402…….P7(4.3.1)
三、荷载计算
1、不保温管道：按设计管架间距内的管道自重、满管水重及以上两项之合10%的附加重量计算。《室内管道支架及吊架》03S402…….P6(4.2.5 b)
2、垂直荷载：考滤制造、安装等因素，采用管架间距的标准荷载乘1.35的荷载分项系数。《室内管道支架及吊架》03S402…….P7(4.3.1 )
四、支架类型
1、悬臂支架

例如：管道公称直径DN150，L=0.32m ，支架间距6m，流动介质水。
解：管道自重 P=210x10x1.1x1.35=3119N
弯矩M=3119x0.32=999NM
假设选用8#槽钢，则Wx=25.3cm3；A=10.2 cm2

假设选用6.3#槽钢，则Wx=16.1cm3；A=8.4 cm2

由水平力引起的磨擦力不予计算《石油化工企业管道支吊架设计规范》SH3073-1995……P53（4.2.2）所以在槽钢的选用上，应选用8#槽钢或选用2型加三角钢板补强。
原则上还要进行焊缝抗弯能力计算，但考滤到实际围焊焊缝面积大于型钢截面面积，这样产生的抗弯能力也比型钢大，所以不进行焊缝抗弯核算。
2、三角支架
（1）受力点刚好在斜撑上。

计算举例：管子DN350，介质水，6m一个支架，L=0.32m，斜撑与墙或住子的夹角。
解：管道自重 P=1100x10x1.1x1.35=16335N
a、横梁
水平弯矩M=16335x0.3x0.32=1569NM
拉力
假设选用10#槽钢，则Wx=39.7cm3；A=12.7cm2

b、斜撑
假设选用6.3#槽钢，则A=8.4 cm2
斜撑所受压力
压杆基本许用应力降低系数《管道支架的设计及计算》TC42B2-94……P237

计算的前提是横梁假设承受全部水平力《石油化工企业管道支吊架设计规范》SH3073-1995……P53（4.2.3）
如果算出来的应力则可考滤选用2型。
一般来说斜撑要比横梁小两号，具体可参照《火力发电厂汽水管道支吊架手册-华东电力院1983》P120
（2）带悬臂段的三角架

计算举例：

管子DN200，介质水，L=0.32m，L0=0.2m
件1选用8#槽钢，件2选用6#槽钢。

（此式根据件1件2在水平方向的位移相等求得）

件1：

此种结构最后一项力太大，而且选用大号槽钢或改变槽钢的放法对它的改变也不是很大。建议不选用！
（3）两根管道并走的三角架

计算举例：
管子两根DN150，L1=L2=0.32，介质水
假设件1件2都选用10#槽钢。

件1：

此时选用10#槽钢，需在根部加两块的三角钢板补强
如果大于83MPa则必须放大槽钢
件2：

所以件2还可以选小一号的槽钢。
注：在悬臂和三角支架的管路上，如有较多的支管引出，建议在原有和计算支架上面放大一号。
3、立柱
位移反弹力（根据扰度公式推得）
磨擦力《管架标准图》HGT 21629-1999第五册P62
结构特征判别：为钢性管架，为揉性管架。
例1：

管子DN100，方通50x50x2.7，方通长1m，支架间距6m，管道轴向位移量5mm。
解：

所以为钢性支架。
所以

其实还有一个应力比较小所以一般不算。

之所以在焊缝许用应力上乘于0.7是因为方通只是外面有焊里面没有，所以焊缝高度取与母才方通相等的话有效高度也只有它的0.7倍。此时可以做大方通也可以在根部上做三角补强。
钢性支架只产生由摩擦力产生的位移，所以适合管道轴向位移大的情况。

例2：
管子DN100，方通50x50x2.7，方通长2m，支架间距6m，管道轴向位移量5mm。

所以为揉性支架。
所以。

其实还有一个应力比较小所以一般不算。

揉性支架位移反弹力起主导作用，位移量等于管道轴向位移，所以不能用在管道位移量大的地方，也不能在同一根管道上连续使用。

4、门架
（1）室内门架