热力管道保温及固定支架轴向推力计算表
热力工程中固定支架的受力状况分析
ARCHITECTURE
VDoecl . (2002) 1220028202
热力工程中固定支架的受力状况分析
夏志方
摘 要 :对热力管道工程中固定支架的受力进行了分析 ,并对在不同情况下的受力状况提出了应注意的要点 ,解决了固
改变后 C 点固定支架推力 : PX3 = PK3 + P0 A =ΔX·KX + P0 A
= 5 750 + 1. 6 ×10 ×3 167 = 56 422 kg , 式中 : P0 ———管线设计压力 1. 6 MPa ;
A ———波纹补偿器的有效面积 3 167 cm2 。 由此可见 ,改变前后 C 点固定支架所承受的推力与原设计固 定支架的力相差 50 t 左右 ,后者相当于前者的 32 倍 ,这种分期 、分 阶段施工和供热的管线在实际工作中经常遇到 。在这种情况下 , 采取一般的支撑和简单的对固定支架加固 ,可能满足不了要求 。
P = ∑1. 2 ( qz + qw) L + ∑qyL , 式中 : P ———作用与一个支架上的总垂直荷载 ,kg ;
qz ———管道自重 ,kg/ m ; qw ———管道保温层重量 ,kg/ m ; qy ———液体重量 ,kg/ m ;
112 水平荷载
沿管道轴向的水平荷载 。 1) 补偿器的弹性反力 PK 当管道膨胀时 ,补偿器被压缩变形 ,由于补偿器的刚度 (对于 套筒补偿器 ,则由于填料的摩擦力作用) 将产生一个抵抗压缩的 力量 ,这个力是通过管道反作用于固定支架 ,这就是补偿器的弹 性反力 ,轴向型波纹补偿器的弹性反力 PK :
卷 第 12 2年12
期 月
SHANXI
ARCHITECTURE
VDoecl ..2 8 2N0o0.212
支吊架计算方案
中国建筑股份CHINA STATE CONSTRUCTION ENGRG.CORP.LTD十里铺城中村二期改造K5地块机电管道支吊架体系计算方案编制人：审核人：审批人：中建二局第三建筑工程XX2019年4月目录一、编制目的3二、编制原则3三、编制依据4四、管道布置分析4五、管道载荷分析及支架计算5六、管道承重支架受力分析及计算实例13K5商业地下室机电管道较多，为达到整体安装效果简洁美观、节省空间，根据设计要求及项目的实际情况选取适当的支吊架形式。
局部位置需要综合支架，为保证系统运行安全可靠，需从管线的具体布置及荷载要求方面进行分析，对机电支吊架的强度进行校核。
二、编制原则1、适用性：根据设计要求及工程的实际情况选用适合工程的支吊架形式，地下室商业局部位置需要设置综合支架，BIM图纸中已经有所体现，根据管道规格设计合理支架方案；2、安全性：计算选用的支架需合理，现场应严格按照方案实施，支架固定牢固，现场试验数据需准确；若管道型号过大，根据现场情况需请设计对结构承载力进行验证符合并签字；3、经济型：在考虑竖向支架时，首先考虑使用圆钢吊杆，在圆钢吊杆不满足承重要求时再考虑使用角钢、槽钢；4、美观性：保证所使用的支吊架成排成线，横平竖直，简单明了。
5、适用于综合排布的成排管道支吊架,其它形式支吊架参考图集《室管道支架及吊架图集》03S402以及各地方标准图集。
机电管道支吊架选用除尊照本计算书外，还应满足国家现行有关规、标准的规定。
1、施工图纸2、《通风与空调工程施工质量验收规》（GB50243-2016）3、五金手册（电子版）4、《热轧型钢》（GB/T706-2008）5、《室管道支吊架》（05R417-1）6、《低压流体输送用焊接钢管》（GB/T3091-2008）7、《室管道支架及吊架图集》03S4028、《动力管道设计手册》（机械工业）9、《膨胀螺栓规格及性能》（-ZQ4763-2006）四、管道布置分析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。
固定支架计算书
热膨胀伸长量：ΔLT＝0.0125×（T1-T2）×L
内压伸长量：ΔLP＝L×P×A1/（E×A2）= L×P×（D-δ）/（4×E×δ）
地震力＝两固定支架间管道全重×0.1
对于采用L(Z)形自然补偿的管道支架的管道轴向推力（Z形简化为一端固定的悬臂梁考虑）：
故支架型钢立柱可选用L63×6等边角钢，其截面积为7.288×10-4m2。
支架型钢横档计算：
支架型钢横档计算：
支架横档在垂直重力方向的受力分析。
如图，将支架近似的看作简支梁，根据剪力图和弯矩图，其在B点的弯距最大。
其每根支架横档的弯距是：Mmax=（0.504×2977+0.172×7346）/2=1382N*m
2．保温1重量＝60×(0.159+0.028）×0.028×6×3.14×9.8=58N
保温2重量＝60×(0.159+0.028）×0.028×6×3.14×9.8=58N
保温3重量＝60×(0.219+0.032)×0.032×6×3.14×9.8=89N
保温4重量＝60×(0.219+0.032)×0.032×6×3.14×9.8=89N
二、管道荷重（支吊架间距不大于6米，按6米考虑）
1．钢管1重量＝7850×0.159×0.0045×6×3.14×9.8=1037N
钢管2重量＝7850×0.159×0.0045×6×3.14×9.8=1037N
钢管3重量＝7850×0.219×0.006×6×3.14×9.8=1905N
钢管4重量＝7850×0.219×0.006×6×3.14×9.8=1905N
内压推力＝A1×P
热力管道保温及固定支架轴向推力计算表
一、通用技术要求1.采用波纹管补偿器，本计算按沈阳波纹管制造公司产品编制2.波纹补偿器均采用1.6MPa 二、计算简图三、计算条件1. 弹性力Pd1=刚度（kgf/mm)*轴向补偿量(mm)2. 摩擦力F 摩=摩擦系数*单位管长的重量(kgf/m)*管长(m)3. 盲板力F 盲=管内介质的工作压力（kgf/cm2)*波纹管的有效面积（cm2)4. 蒸汽的摩擦力以水为介质考虑其最大值,保温材料为硅酸铝管壳，容重300-380，取380kg/m 3。
5. 波纹管有效面积A1、A2以沈阳波纹管制造公司的1.6MPa 的WY 型无约束膨胀节为准。
补偿量计算值摩擦系数单位管重摩擦力1摩擦力2盲板力压力P 温度T △L1△L2△L1△L2μq μqL1μqL2A1A2P(A1-0.7A2)mm mm mm MPa ℃℃mmmm mm mmmmkgf/mm kgf kgf kgf/m kgf kgf mm cm 2cm 2kgf kgf k N 101894350.65110-7008.36000.310.30.00.0500.00.00.010********.4151-7008.46000.314.90.00.01000.00.00.010********.4151-70016.92000.320.50.00.01000.00.00.010438 2.5350.4151-700 3.364000.3 3.90.00.000.00.00.00.010545 2.5350.4151-700 3.364000.3 4.60.00.000.00.00.00.010*******.65110-73650.5440608.3650200.310.3111.60.050119.0773.51386.713.6107894350.4151-73668.2560608.3650200.310.3111.60.050119.0476.01089.210.710876 3.5400.65110-73650.54404610.648800.39.3100.20.05084.0546.01133.811.110900000.30.00.00.000.00.00.00.0110322.5300.65110-71825.2020000.3 2.815.00.000.00.015.00.11110000 1.30.00.00.000.00.00.00.01122.30.00.00.00.00.00.00.0轴向推力摩擦力介质参数热 力 管 道 固 定 支 架 轴 向 推 力 计 算 表盲板力管道公称直径弹性力Pd1Pd2刚度K (查表）波纹管有效面积壁厚δ环境温度F基础数据补偿量确认值保温厚度δ固定支架编号管外径L1L2。
管道应力计算
G1
2
G2
3
G3
判断
1.7E+09
固定墩设计 1 固定墩后背土压力折减系数 2 被动土压力 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 综合抵消系数 推力系数
固定墩底面与土壤产生的摩擦力 固定墩侧面与土壤产生的摩擦力 固定墩顶面与土壤产生的摩擦力
K Ep f1 f2 f3 Ea T Kp
与土壤特性和管道刚度有关的参数
Ip Ib C К Cm Z 按4.1.6选取 (DcC/(4EIp106))0.25 l1≥2.3/К 1/(1+KК Rcφ (Ip/Ib)) Atg (φ /2)/(2К 3Ip(1+Cm)) ［α E(t1-t2)-ν σ t］A10 (Z2+(2Z/Fmin)Na)0.5-Z
给定
0.6
主动土压力
供热管道对固定墩作用力
抗滑移系数
(KEp+f1+f2+f3)/(Ea+T)
1.4
满足要求
Kp≥1.3 判断 等径等壁厚管道各种布置方式的固定墩推力 l1 长管长度 给定 短管长度 过渡段最大长度 过渡段最小长度 l2 Lmax Lmin ψ η 给定 ［α E(t1-t0)-ν σ t］A10 /Fmin ［α E(t1-t0)-ν σ t］A106/Fmax l1/l2 按l1/l2查图E.0.3-1 l1/Lmin 按l1/Lmin查图E.0.3-2 1.l1≥l2≥Lmax,0.1·Na
n ν Di
t
给定 钢材 D0-2t PdDi/(2δ ) 按计算温度查表B.0.2 按计算温度查表B.0.2 按计算温度查表B.0.1 ［nσ s-(1-ν )σ t］/(α E) 热网计算工作温度 安装时当地的最低温度 t1-t0 π /4(D02-Di2) π ρ gμ max(H+Dc/2)Dc π ρ gμ
暖通支吊架做法大全及计算
1.保温管道立管支架1.1 适用范围垂直管道承重支架适用于DN200以上冷冻水系统及其它保温立管；垂直管道固定支架适用于所有型号冷冻水系统及其它保温立管。
1.2 固定支架与承重支架及补偿器安装位置图示（示例管道DN600，管井壁为剪力墙）。
1.3 支架详图1.3.1 支架详图一1.3.1.1 图例1.3.1.2 规格表1）为方便套管安装及管道保温施工，型钢支架框架底部与楼板完成面的距离建议不小于150mm；2）尺寸表（mm）1.3.1.3 采购要求型钢、膨胀螺栓、镀锌螺丝均为国标规格；1.3.1.4 工艺要求1）采用本支架时，需相关结构专业考虑管道运行时的荷载对结构安全的影响；2）固定支架的焊缝应进行外观检查，满足焊接工艺的要求（见焊接工艺章节），焊接变形应予以及时矫正；3）如设计要求安装补偿器，则承重定支架必须设置在补偿器的上部；如设计不要求设置补偿器，则承重支架一般位于管井的最下方，设置数量依据设计要求或受力分析决定；4）立管高度在50m以下时不需要考虑因立管伸缩导致的支管补偿，超过50m 按现场实际对支管进行补偿，支管补偿最好采用自然补偿，当自然补偿无法满足要求时采用补偿器补偿；5）只设置一个固定支架时，立管最下方第一个水平支架需要做加固处理或将其支架所用型钢型号放大（具体大小需经过受力分析以后确定，承重支架的受力计算见附录一）；6）制作合格的支、吊架，应进行防腐处理（见除锈防腐刷油章节），妥善保管，在安装完成后进行必要的成品保护措施。
7）支架肋板及支撑板的选用参见HG/T21629-1999管架标准图或室内管道支架及吊架03S402；8）图示仅为单管样式，多管时组合使用；1.3.2 支架详图二1.3.2.1 图例1.3.2.2 规格表，尺寸表（mm）1.3.2.3 采购要求型钢、膨胀螺栓、镀锌螺丝均为国标规格；1.3.2.4 工艺要求1）根据立管管径的不同现场设置立管导向支架（参见建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范GB50242-2002 表3.3.8）；2）镀锌扁钢抱箍不宜拧紧，以防管道伸缩时对木托造成损坏；3）支架掌板安装点应首选结构梁或剪力墙，如管井壁为空心砖墙时，可将支架安装于楼板底，在其上焊接2mm 厚钢板并将套管预先焊接在钢板上，钢板的宽度应能遮住预留洞为宜（钢板紧贴楼板底）见给排水穿楼板支架；4）如管井壁为剪力墙，支架的安装高度，距地面应为1.5～1.8M，2 个以上的支架应匀称安装；5）支架所选用的型钢不得切断，转角处煨弯处理，支架的焊缝应进行外观检查，满足焊接工艺的要求（见焊接工艺章节），焊接变形应予以矫正；6）制作合格的支、吊架，应进行防腐处理（见除锈防腐刷油章节），妥善保管。
采暖管道补偿设计及固定支架推力计算方法
·37·
a
b
B
Py
Px A
H
L
图2 Z形管段示意
固定点 A 的推力按公式（1）、（2）计算。Kx, Ky 为管形系 数，见《动力管道手册》。
（3）管道支架的摩擦力计算。
直管段的摩擦力 ：Fm=q · μ · L
（3）
对拐弯管道支架轴向摩擦力 ：Fm=q · μ · L · cosφ （4）
对拐弯管道支架侧向摩擦力 ：Fm=q · μ · L · sinφ
（2）当水平管道端头转向为立管时，由于立管段穿楼板 处 A 点和 B 点设置的竖向支架限制了管道 x 和 y 方向的位移，
相当于转角处 C 点的 x 和 y 方向的位移也受到限制，等同于
C 点设置了固定支架。因此 CDF 管段同样满足 L 形补偿器原
则，即公式 ：F=Pk+q1 · μ · L3 － 0.8[Px+q2 · μ · cosφ（L2+L1/2）]， DE 管段即为 L2，所产生的摩擦力也作用于 E 点的固定支架。
［Keywords］natural compensation ；pipeline compensator ；compensation design ；fixed support ；thrust calculation
1 管道补偿
2.2 采用自然补偿方式的直管段长度限值
1.1 概念
直管段管长宜小于表内值，则无须考虑补偿措施。当布
第48卷第11期
2021年6月
建筑设计
Architectural Design
建筑技术开发
Building Technology Development
采暖管道补偿设计及固定支架
经典 暖通工程设计计算必备 个excle表
1[软件]管道重量计算56空调水管管径流量对照表2[软件]管材辅助计算57空调通风计算书3[软件]冷却水的最高温度计算58空调消防送排风风管面积及支吊架法兰计算软件4HEPA計算59空压管管径选择表5冷库冷负荷计算表60冷却水冷冻水计算方法及设计6EXCEL常用函数实例61冷风渗透负荷计算表7安装工程常用数据62冷负荷指标表8百米管道保温体积查询表63冷库负荷计算表9表冷器加热器选型计算表 64[软件]冷却数计算程序10表冷器接触系数表65国标、美标、日标常用法兰规格尺寸表11采暖热负荷计算实例 66暖气系统水力计算表12采暖热负荷计算书 67暖气系统水力平衡计算表13[推荐]常用五金手册大全（共65小册）68暖通产品单价计算表14常压湿空气密度表 69暖通空调基础设计资料15常用材料单位重量计算表70暖通空调设计常用资料16常用的几种动态图表71暖通空调设计工具箱17常用各种型钢表面积对照表 72暖通水管保温支架计算表18除尘风管三通阻力计算表73膨胀水箱有效容积计算公式19除尘系统设计参数表 74气站内管道壁厚与设计压力换算 20大气露点换算表 75热负荷及散热器计算软件21低压风管尺寸选择表 76暖通负荷热工计算表22多联机铜管工程量计算模板77热力管道保温及固定支架轴向推力计算表23防腐保温计算表78散流器计算表24防腐材料计算表79室内同程双管水力计算25防排烟快速计算80室外采暖管道保温防腐计算表格 26分、集水器计算B08010781水管保温材料尺寸表27风管、水管支架估算表82水管管径和风管铁皮厚度选定表 28[软件]风机风量相似定理换算工具 83水管管径计算常用数据29风盘散流器尺寸表84水管管径-流速-流量对照表30封头直径展开计算 85水管流量及比摩阻估算表31钢板风管板材厚度及支架间距表86水平串散热器计算32钢材理论重量表（EXCEL）87送风口风量估算33钢管标准 88天然气压缩因子查询及CNG气瓶壁标准体积计算34钢管材料快算表 89天圆地方及四棱锥圆锥展开面积计算式（excel）35给水管径快速计算表90天正室外气象参数表36暖通工程计算手册 91通风防排烟风系统计算模板37工程量计算书模板（空白表） 92铜管重量价格及保温体积价格计算表38共板风管工程量计算表 93围护结构最小传热阻计算表格39固定支架推力计算表 94新风回风混合点计算软件暖通工程设计计算必备110个excle表（含500多个工作表）40管材保温表 95压缩空气管径对照表41管材辅助计算工具 96制冷剂物性参数表42管道保温量计算表97中低压风管面积厚度速算表43管道保温体积、面积计算表 98住宅采暖实用计算表44管道工程常用数据表99最佳的五金数据及计算图式45锅炉房排污率计算表 100三回程结构设计热力计算46锅炉热力计算表 101水管水力计算表47换热面积计算102水管保温系数48家用空调能效等级的计算软件103舒适性空调室内设计参数49建筑物制冷供暖负荷表104商业及公共建筑物室内空调设计参数50洁净空调负荷计算表格 105三回程结构设计热力计算51进度计划Excel表自动生成 106热水箱加热时间速算52空调常用计算表107冷负荷设计计算53空调风管水力计算EXCEL自动生成108空调制冷系统设计技术性资料54空调负荷估算表 109建筑物冷负荷概算指标55空调工程设备计算表格 110管径筛选表。
应用波纹补偿器的热力管道固定支架受力计算
应用波纹补偿器的热力管道固定支架受力计算王振国石家庄市热力煤气规划设计院 石家庄市 050031【摘要】波纹补偿器已在工业和民用的热力管道上被大量采用,为此,在热力管道上安装着诸多的固定支架、导向支架和滑动支架。
本文叙述了固定支架的正确设置和所受轴向水平推力的计算方法并列出了计算公式。
叙词:热力管道 波纹补偿器 固定支架 水平推力 内压力 弹性力 摩擦力一、前 言波纹补偿器比方形补偿器具有占地空间小,比套筒补偿器不渗漏等特点,特别是在城镇集中供热工程中由于受到各种条件的限制,波纹补偿器得到了广泛的应用。
热力管道固定支架,特别是架空热力管道固定支架,其受力的大小影响到土建工程量的大小,影响到整个工程造价,所以正确、准确的热力管道固定支架轴向水平推力计算,有着非常重要的经济意义。
目前,有关的专业书籍,对应用波纹补偿器的固定支架推力计算叙述不详,计算方法也不一样,厂家提供的产品样本使用说明中,对固定支架的推力计算,也存在着同样的问题。
本人根据多年从事热力工程设计工作经验,谈谈如下看法,供同行们参考。
二、设置和计算的前提条件进行热力管道固定支架所受水平推力计算之前,我们必须明确两个问题。
(1)热力管道内介质无论是蒸汽和热水,启动时是逐步升温的(也称为暖管),所以固定支架两端的管道温差很小,可以忽略不计。
(2)任何力都有方向性,固定支架两端的受力方向相反。
但为了有安全裕量,我们设定固定支架受力等于大的一端推力,减去70%小的一端推力。
根据专业书籍和不同厂家提供的固定支架受力计算方法,相同条件下的固定支架,得出的受力大小竟相差几倍乃至十几倍,实际运行后有时按受力小建成的固定支架,也没有遭到破坏,主要原因有:¹受力大的计算公式有误;º固定支架另一端所受到的推力起到了抵消作用。
所以只根据固定支架一端受力大小,而建成的固定支架过于保守,造成原材料的浪费。
根据热力管道固定支架上述特点,合理的设置固定支架间距;确定波纹补偿器位置;管道附件,管道分枝的定位,对安全运行,降低工程造价有着非常重要的意义。
管道补偿器安装工艺标准
管道补偿器安装工艺标准1.适用范围由于热力管道或制冷管道过长，自然补偿无法满足的情况下需要装补偿器。
（一般直管长度超过40m时需要加装补偿器）；2.补偿器样式一般使用到的补偿器有波纹补偿器和方形补偿器。
2.1波形补偿器波形补偿器的特点是：结构紧凑，但制造困难，补偿能力小(每个波只能补偿5～10mm)，轴向推力大，流体阻力比回折弯式补偿器小。
12.2方形补偿器方形补偿器的优点是：制作方便，工作可靠，补偿能力大(通常可达400mm)；作用在固定点上的轴向力甚小。
其缺点是：尺寸大，不能安装在狭窄部位；流体阻力大，变形时，两端的法兰和管道会受力至弯曲。
在管径相同时方形比园形制造方便，成本低，挠性大25～30％。
2、3.1补偿器支架的定位3.1.1方型补偿器固定支架及导向支架的定位见下图1。
方型补偿器一般布置在两固定支架中间，偏离中心不应超过8m。
3.1.2波纹补偿器固定支架及导向支架的定位见下图，波纹补偿器一般靠近其中的一个固定支架安装。
41 234（上图参考暖通动力施工安装图集，第114-116页）3.2补偿器的安装3.2.1 安装前的准备必须前确保管道的导向支架、固定支架已定位安装完成，以确保补偿器的同心不受影响。
3.2.2安装补偿器的热力管道固定支架最大允许跨距Lg 表（m ）（本表摘自《动力管道设计手册》第489页表7-22） 3.2.3计算两固定支架间管道的膨胀量计算公式：X=a ·L ·△Tx 管道膨胀量其中a －线膨胀系数，取0.0126mm/m ·℃12 3 3 463L－补偿管线（所需补偿管道固定支座间的距离）长度△T－为温差（介质温度-安装时环境温度）3.2.4补偿器进行预压缩或预拉伸△X=△L•(0.5-（t-tmin）/(tmax-tmin)其中: △X－预压缩或预拉伸量，当△X＞0时预拉伸，当△X＜0时预压缩；△L－补偿器最大补偿量； t－安装时的环境温度；tmin－管道运行时的最低温度； tmax－管道运行时的最高温度；预压缩或预拉伸应根据补偿器安装时的环境状况决定预压缩或预拉伸的量；最大预压缩或预拉伸量不超过补偿器额定补偿量的40%。
热力管道保温及固定支架轴向推力计算表
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116 45 2.5 30 0.65 110 -7
117 57 3.5 30 0.65 110 -7
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123
热力管道固定支架轴向推力计算
弹性力
摩擦力
补偿量 L2 计算值
补偿量确认值 刚度K(查 Pd1
△L1 △L2 △L1 △L2 表）
m mm mm mm mm kgf/mm kgf
cm2)* 波纹 管的 有效 面 4. 积蒸 汽的 摩擦 力以 水为 介质 考虑 其最 大值, 保温 材料 为硅 酸铝 管 壳， 容重
3005. 波 纹管 有效 面积 A1、 A2以 沈阳 波纹 管制 造公 司的
1.6MP a的 WY型 无约
基础数据
固定 管外 壁厚 保温厚 介质参数 支架 径 δ 度δ
3.9
0.0 595.9
488 7.3
5.1
0.0 889.5
0
8.3
0.0
0.0
空调立水管固定支架受力分析
2021 年第05期Vesse丨& pipingn傷m容肖与管道)空调立水管固定支架雙力分析李波(上海一建安装工程有限公司上海200437)摘要：本文通过对上海徐汇区某大度四期地库和裙房工程中自然补偿及波纹补偿固定支架的受力分析，为正确合理的选择和制作空调冷热以及冷却水立管固定支架提供参考方法及数据支持，防止因为固定支架位置设置错误和受力计算不准而造成结构失稳。
同时提供典型的支架做法及选型计算，为准确选择支架型号提供依据.关键词：空调立水管固定支架受力分析型钢选择中图分类号：TU81 文献标识码：B文章编号：1002-3607(2021)05-0048-041【:程槪况上海徐汇区某大厦办公塔楼二(T2 )为甲级办公楼（楼高71层，总 高约370m ),属超高层建筑，建筑面 积216,060m2;裙楼商场（楼高7层，总高约56m),建筑面积133,826m2。
地下商业及停车库（6层，埋深约32m ),地下总建筑面积248,294m2,其中地下商业建筑面积92,457m2。
办 公塔楼二（T2)、裙楼商场、地下商 业及停车库冷热水及冷却水均由B6F 中央制冷机房机组和7F裙房冷却塔以 及7F锅炉房负担；布置在地下B6F冷 却水供回水管立管D N1200X4由B6 层制冷机房到7层裙房屋面；锅炉一 次水立管DN400 x4由裙房屋面锅炉房 (7F )下到B6F中央换热机房。
冷却 水和热水运行时因温度变化而造成管 道伸缩，由于冷却水管道相对较大，热水一次水温度过高，对固定支架的 选型和布置提出了更高的要求，计算 结果需接近实际运行的数据，避免过 大或过小，使固定支架的布置和受力 结构能够易于接受和趋于合理.并在合理适用的前提下减少初投资。
本文 对冷却水主立管采用自然补偿，锅炉一次水立管采用波纹补偿方案下固定支架的受力进行分析及支架选型，以保证空调水系统核心立管安全、可靠的长期运行。
2竖向水管固定支架受力分析2.1 L型自然补偿方案的受力分析2.1.1 L型自然补偿短臂的验算L型自然补偿短臂受力分析见图1。
管道热应力计算.xls
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。
【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。
固定支座推力计算
设计压力（MPa） 2.2 2 1972 补偿器有效面积（cm ） 补偿器轴向刚度（N/mm） 900 轴向补偿量（mm） 260 摩擦系数 0.3 工作管管径（mm） 406.4 3 0 介质密度（kg/m ） 管道壁厚（mm） 8 保温层厚度（mm） 210 3 50 保温层密度（kg/m ） 补偿段长度（m） 50 摩擦力（N） 14832.6 试压压力（MPa） 4.92 固定支架轴向推力 682672.6 次固定支架轴向推力 试压时主固定支架推力 248832.6 970224
设计压力（MPa） 2.2 2 769 补偿器有效面积（cm ） 补偿器轴向刚度（N/mm） 367 轴向补偿量（mm） 260 摩擦系数 0.3 工作管管径（mm） 219 3 0 介质密度（kg/m ） 管道壁厚（mm） 6 保温层厚度（mm） 140 3 50 保温层密度（kg/m ） 补偿段长度（m） 50 摩擦力（N） 5908.836 试压压力（MPa） 4.92 固定支架轴向推力 270508.8 次固定支架轴向推力 试压时主固ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ支架推力 101328.8 378348
设计压力（MPa） 2.2 2 2445 补偿器有效面积（cm ） 900 补偿器轴向刚度（N/mm） 轴向补偿量（mm） 260 摩擦系数 0.3 工作管管径（mm） 457 3 0 介质密度（kg/m ） 管道壁厚（mm） 8 保温层厚度（mm） 210 3 50 保温层密度（kg/m ） 补偿段长度（m） 50 摩擦力（N） 16579.53 试压压力（MPa） 4.92 固定支架轴向推力 788479.5 次固定支架轴向推力 试压时主固定支架推力 250579.5 1202940
设计压力（MPa） 2.2 2 1105 补偿器有效面积（cm ） 500 补偿器轴向刚度（N/mm） 轴向补偿量（mm） 260 摩擦系数 0.3 工作管管径（mm） 273 3 0 介质密度（kg/m ） 管道壁厚（mm） 6 保温层厚度（mm） 150 3 50 保温层密度（kg/m ） 补偿段长度（m） 50 摩擦力（N） 7417.402 试压压力（MPa） 4.92 固定支架轴向推力 380517.4 次固定支架轴向推力 试压时主固定支架推力 137417.4 543660
第6章管道的热应力计算
L
-
l p
l p t1 Ty t0 L Lmin
转角管段的应力验算 直埋弯头的应力验算应满足：
bt 0.5 pt 3
31
转角管段的应力验算
内压作用下 环形应力
pt
Pd rbi
b
弯矩作用下最 大环形应力
不保温凝结水管 3.0 4.0 4.5 5.0 6.0 6.0 7.0 7.5 8.0 9.5 10.5 11.5 11.5 13.0
6.4 管道热补偿
补偿器的选用原则是：首先考虑利用管道弯曲的自然补
偿，当自然补偿不能满足要求时，再考虑设置方型补偿器、套管 补偿器、波形补偿器、波纹管补偿器等进行补偿。
6.4.1方型补偿器
11
6.4.1方型补偿器
方型补偿器需要确定如下参数： ⑴方型补偿器所补偿的管道热伸长量，按式6-
1计算确定； ⑵选择方型补偿器的型式和几何尺寸； ⑶根据方型补偿器的几何尺寸和热伸长量，计
算方型补偿器的弹性力，确定对固定支架产生 的水平推力的大小； ⑷对方型补偿器进行应力验算。
6.3.1 管道壁厚的确定
理论计算壁厚 ：
s'
PDw
2 '
P
计算壁厚 ： s'' s' C
C xs'
当焊接钢管产品标准中未提供壁厚允许负偏差百分数时， 管子壁厚附加值可采用下列数据：理论计算壁厚为5.5mm者， c=0.5mm；理论计算壁厚为6.0~7.0mm者，c=0.6mm；理论 计算壁厚为8.0~25.0mm者，c=0.8mm。管子壁厚的附加值 不得小于0.5mm。
– 过渡段是指一端固定（固定点、驻点、锚固点），另一端为 活动端，当管道温度发生变化时，能产生热位移的直埋管段
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对蒸汽管道(架空）
外径
150 200 250 300 350 400 450 500 600 700
mm
159 219 273 325 377 426 478 529 630 720
壁厚
mm
4.5 6
6
8
8
8
8
8
8
9
允许每米热损失q kcal/m.h.K 0.45 0.53 0.62 0.67 0.75 0.82 0.86 0.93 1.02 1.13
111 122 124 133 134 135 143 143 154
156
地 沟敷设蒸汽 管道保温 计算
一、保温计算： 硅酸铝 蒸汽介质温度：按3000C
容重：380kg/m3
导热系数=0.047+0.00012tpj
tpj：管道内热介质和周围空气温度的平均值，周围空气温度取大值，10
对蒸汽：
导热系数=0.047+0.00012*(300+10)/2=0.0656W/m.K
蒸汽介质温度
oC
300 300 300 300 300 300 300 300 300 300
管道外表面热阻 m.K/W 0.026 0.026 0.017 0.017 0.017 0.017 0.017 0.017 0.013 0.011
周围空气温度
oC
保温壳外径计算Dw mm
保温壳厚度
mm
设计保温层厚度 mm
oC
300 300 300 300 300 300 300 300 300 300
管道外表面热阻 m.K/W 0.077 0.069 0.06 0.052 0.043 0.043 0.043 0.043 0.032 0.029
周围空气温度
oC
Hale Waihona Puke 保温壳外径计算Dw mm10
10
10 10
10 10 10
允许每米热损失q W/m
167.47 197.24 230.7 249.35 279.12 305.17 320.06 346.109 379.603 420.5408
导热系数
W/m.K 0.0656 0.0656 0.066 0.0656 0.0656 0.0656 0.0656 0.0656 0.0656 0.0656
对蒸汽管道(地沟,周围空气温度10度）
外径 壁厚 允许每米热损失q 允许每米热损失q 导热系数
150 200 250 300 350 400 450 500 600 700
mm
159 219 273 325 377 426 478 529 630 720
mm
4.5 6
6
8
8
8
8
8
8
9
kcal/m.h.K 0.45 0.53 0.62 0.67 0.75 0.83 0.86 0.93 1.07 1.13
10
10
10
314.37 390.08 447 513.65 568.25 616.15 682.1 733.961 839.289 945.1961
保温壳厚度
mm
77.7 85.5 87.0 94.3 95.6 95.1 102.0 102.5 104.6 112.6
设计保温层厚度 mm
93 102 104 113 114 114 122 122 125
W/m
167.47 197.24 230.7 249.35 279.12 308.89 320.06 346.109 398.211 420.5408
W/m.K 0.0656 0.0656 0.066 0.0656 0.0656 0.0656 0.0656 0.0656 0.0656 0.0656
蒸汽介质温度
-20 -20 -20 -20 -20 -20 -20 -20 -20 -20
345.63 422.72 480 547.59 600.37 651.59 716.59 768.835 886.825 980.6311
93.3 101.9 ##### 111.3 111.7 112.8 119.3 119.9 128.4 130.3
架 空 蒸 汽管 道 保 温 计 算
一、保温计算： 硅酸铝 蒸汽介质温度：按3000C
容重：380kg/m3
导热系数=0.047+0.00012tpj
tpj：管道内热介质和周围空气温度的平均值，周围空气温度取大值，10
对蒸汽：
导热系数=0.047+0.00012*(300+10)/2=0.0656W/m.K
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