室內(nèi)管道綜合支吊架計(jì)算書(shū)

1、室內(nèi)管道支吊架計(jì)算書(shū) 參考文獻(xiàn) 設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50017-2017鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 05R417-1室內(nèi)管道支吊架 GB50009-2012建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 JGJ145-2013 混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程 型鋼規(guī)范 GB/T706-2016 熱軋型鋼 GB50018-2002冷灣薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范 GB/T702-2004熱軋圓鋼和方鋼尺寸、外形、重量及允許偏差 案例:如圖所示下層為5根消防管道，上層為4根給排水管道，不考慮保溫，管道材質(zhì)均參考國(guó)標(biāo)鍍鋅管，支吊架材質(zhì)選擇Q235，試分析管道受力情況，設(shè)計(jì)管道綜合支吊架型號(hào)。 1、支吊架選型 圖示成排管道分兩層，故應(yīng)采用水平多管道支吊架，而管道

2、周邊并無(wú)結(jié)構(gòu)墻，只能選擇A、B、C型，大樣分別如圖1圖3，此處選擇A型水平多管道支吊架，實(shí)際效果如圖4-5所示: 圖1 圖2 圖3 圖4 圖5 2、下層管道負(fù)荷分析 本次驗(yàn)算，下層管道共五根管道，鋼管密度取7.851g/cm?，水密度取1g/cm?，則: 管道自重(kg/m)=*壁厚*(外徑-壁厚)*密度; 滿(mǎn)管水重自重計(jì)算方法可參照管道自重; 最終管道重力=(管道自重+滿(mǎn)管水重)*(1+10%); 室內(nèi)管道支架及吊架圖集(03S402)規(guī)定: 垂直荷載(即下表中的重力參數(shù)):考慮制作安裝等因素，采用管架間距的標(biāo)準(zhǔn)荷載乘1.35的荷載分項(xiàng)系數(shù)。 水平荷載:按垂直荷載的0.3倍計(jì)算。 查詢(xún)相關(guān)規(guī)

3、范標(biāo)準(zhǔn)后經(jīng)計(jì)算，參數(shù)如下表: 支架間公稱(chēng)直外徑壁厚管重水重灌水灌水重力N 距m 徑 mm mm kg/m kg/m kg/m kg DN150 165 5 19.73 18.87 42.46 3 127.38 1685.28 DN150 165 5 19.73 18.87 42.46 3 127.38 1685.28 DN150 165 5 19.73 18.87 42.46 3 127.38 1685.28 DN150 165 5 19.73 18.87 42.46 3 127.38 1685.28 DN100 114 4 10.85 8.82 21.64 3 64.93 859.09 計(jì)算

4、式簡(jiǎn)化后如下圖: 其中，L2=L3=L4=270mm，L5=240mm，設(shè)定管壁離吊架邊距離為50mm，則L1=50+165/2?135mm，L6=50+114/2?110mm。 3、支架計(jì)算原則:先求梁的支座反力，再求截面上的剪力和彎矩。假想截面將梁截開(kāi)，研究左段梁(或右段梁)的平衡，畫(huà)出其受力圖，和的方向均按正號(hào)方向標(biāo)出。利用靜力平衡條件計(jì)算Fs(剪力)和M(彎矩)。若和為正，表明和的實(shí)際方向與所設(shè)方向相同，按梁內(nèi)力的符號(hào)規(guī)定應(yīng)為正值。如果和為負(fù)值，表明和的實(shí)際方向與所設(shè)方向相反，按梁內(nèi)力的符號(hào)規(guī)定應(yīng)為負(fù)值。用截面法計(jì)算時(shí)只需計(jì)算在截面計(jì)算方向側(cè)的力與彎矩。 4、垂直應(yīng)力分析:FAy+FB

5、y=G1+G2+G3+G4+G5, ?當(dāng)對(duì)FBy受力點(diǎn)進(jìn)行分析時(shí)，則力矩應(yīng)滿(mǎn)足: FAy*(L1+L2+L3+L4+L5+L6)+FBy*0=G1*(L2+L3+L4+L5+L6)+G2*(L3+L4+L5+L6)+G3*(L4+L5+L6)+G4*(L5+L6)+G5*L6， 即FAy*(135+270+270+270+240+110)=1685.28*(270+270+270+240+110)+1685.28*(270+270+240+110)+1685.28*(270+240+110)+1685.28*(240+110)+859.09*110， 可得出FAy?4003.12N; ?當(dāng)對(duì)F

6、Ay受力點(diǎn)進(jìn)行分析時(shí)，則力矩應(yīng)滿(mǎn)足:、 FAy*0+FBy*(L1+L2+L3+L4+L5+L6)=G1*L1+G2*(L1+L2)+G3*(L1+L2+L3)+G4*(L1+L2+L3+L4)+G5*L1+L2+L3+L4+L5， 即FBy*(135+270+270+270+240+110)=1685.28*135+1685.28*(135+270)+1685.28*(135+270+270)+1685.28*(135+270+270+270)+859.09*(135+270+270+270+240)， 可得出FBy?3597.09N; 由于FAy,FBy，則第二層吊架拉力Fmax=FAy=

7、4003.12N。 5、水平應(yīng)力分析 室內(nèi)管道支架及吊架圖集(03S402)規(guī)定:水平荷載:按垂直荷載的0.3倍計(jì)算，故水平方向拉應(yīng)力:FAy=0.3FAy=1200.94N,FBy=0.3FBy=1079.13N。 6、抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度計(jì)算與驗(yàn)算 ?橫梁抗彎強(qiáng)度計(jì)算 室內(nèi)管道支架及吊架(03S402)規(guī)定: 1.5Mx1.5My，,0.85frWryWxnxny 式中:rx，ry 截面塑性發(fā)展系數(shù); Mx，My所驗(yàn)算截面繞X軸和繞Y軸的彎矩; Wnx，Wny所驗(yàn)算截面對(duì)X軸和對(duì)Y軸的凈截面抵抗矩; f鋼材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N?mm?) 對(duì)正中央DN150管道的截面(G3)進(jìn)行分析，其受力情

8、況如下圖: 則:FAy=G1+G2+G3+FS，即FAy*(L1+L2+L3)=G1*(L2+L3)+G2*L3+G3*0+M，其中FS為支吊架橫梁所受剪力，M為彎矩，代入數(shù)據(jù):4003.12*(135+270+270)=1685.28*(270+270)+1685.28*270+M，M=1337029.2N.mm，同理，水平方向彎矩M=0.3M=0.3*1337029.2=401108.76N.mm,M合=?(M?+M?)=1422787.02N.mm。 經(jīng)查詢(xún)，熱軋普通槽鋼截面特性參數(shù)如下表所示: 不同截面其截面塑性發(fā)展系數(shù)表如下: 經(jīng)計(jì)算，不同規(guī)格槽鋼條件下抗彎強(qiáng)度如下表: 槽鋼 mm?

9、 N/mm? 熱軋普通槽鋼 截面模量Wx =M合/Wx 5# 10400 137 6.3# 16300 87 8# 25300 56 10# 39700 36 12.6# 61700 23 14a 80500 18 14b 87100 16 16a 108300 13 16b 116800 12 鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)表值如下表: 由于選用Q235材質(zhì)的槽鋼，在槽鋼腹板厚度小于16mm時(shí)，抗彎強(qiáng)度為215N/mm?，為安全計(jì)，實(shí)際抗彎強(qiáng)度參數(shù)選擇理論值的50%-65%，即100-140N/mm?，兩相比較，底層橫梁規(guī)格擬選用6.3#槽鋼。 ?橫梁抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算 6.3#槽鋼相關(guān)參數(shù)代入公式可得: 1.5

10、*1422787.02/1.05/16.3/1000/0.85=146.70N/mm?,215N/mm?，滿(mǎn)足抗彎要求。 ?橫梁抗剪強(qiáng)度計(jì)算 1.5VS,0.85fvIXtw 式中:抗剪強(qiáng)度(N?mm?); V計(jì)算截面沿腹板平面作用的剪力; S計(jì)算剪力處以上毛截面對(duì)中和軸的面積矩(mm?); Ix毛截面慣性矩(mm4); tw腹板厚度(mm); fv鋼材的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm?) 6.3#槽鋼相關(guān)參數(shù)代入公式可得=1.5*4003.12*9.8*1000/51.2/10000/4.8/0.85=28.17N/mm?,125N/mm?，滿(mǎn)足抗剪要求。 7、上層管道橫梁選型分析 按下層管道橫梁

11、分析方法對(duì)上層管道橫梁進(jìn)行受力分析，選型結(jié)果如下:FAy=3227.41N，F(xiàn)By=3513.71N，F(xiàn)Ay'=968.22N，F(xiàn)By'=1054.11N，選用6.3#熱軋普通槽鋼作為橫梁，與吊架兩腰相焊。 8、豎梁抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算 Mx=1200.94*880+968.22*520=1560301.6N.mm，Wnx? 1.5Mx/0.85/rx/f/1000=1.5*1560301.6/0.85/1.05/215/1000=12.20cm?，查表可得，可選用6.3#槽鋼(16.3cm?)，滿(mǎn)足抗彎要求。 9、豎梁抗拉強(qiáng)度驗(yàn)算 FAy總=4003.12+3227.41=7230.53N， FBy總=3597.09+3513.71=7110.80N， 厚度小于等于16mm的Q235鋼抗拉強(qiáng)度為215N/mm?。 6.3#槽鋼抗拉強(qiáng)度=7230.53/8.45/100=8.56N/mm?,215N/mm?，滿(mǎn)足抗拉要求。 10、脹錨螺栓計(jì)算 脹錨螺栓若打在橫梁上或側(cè)墻上，則需計(jì)算抗剪強(qiáng)度 脹錨螺栓若打在樓板上，則需計(jì)算抗拉強(qiáng)度，本次案例屬于后者，故應(yīng)計(jì)算抗拉強(qiáng)度，脹錨螺栓受力性能表如下圖所示: FAy總=4003.1