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

第三建筑工程有限公司

2019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 (13)

K5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》03S402

8、《动力管道设计手册》（机械工业）

9、《膨胀螺栓规格及性能》（JB-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。设计使用安全、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，布置应考虑以下参数：

4.1、管道布置设计应符合各种工艺管道及系统流程的要求；

4.2、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；

4.3、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。

4.4、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；

4.5、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情况下，应使管道最短，组成件最少；

4.6、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；

五、管道载荷分析及支架计算

5.1、满水重量计算

管道工程水管介质均为水，按管道满水考虑。总荷载应为水的重量，加上管道自重，如果有保温管道，需另外加上保温棉重量。现把各系统每米管道理论重量数据统计如下：

表1 热镀锌钢管规格及理论重量表

表2 钢管满水规格重量表（kg/m ）

5.2、支吊架受力分析示意图

图5.1管道支吊架布置图

图5.2支架横担受力分析图

管道规格 DN600 DN400 DN350 DN300 DN250 DN200 DN150 DN125 DN100 公称直径（mm ） 600 400 350 300 250 200 150 125 100 实际外径(mm) 630 426 377 325 273 219 159 140 114 壁厚（mm ） 11 8 8 8 7 5 4.5 4 4 保温层厚（mm ） 40 40 40 40 40 40 40 40 40 保温材料容重（Kg/m³）

45

45 45 45 45 45 45 45 45 每米管道自重（Kg ） 167.92 95.2

72.8

62.54

45.92 26.39 17.15 13.42 10.85 每米满管水重（Kg ）

290.19 131.96 102.30 74.95 52.66

34.29

17.66

13.68

8.82

每米保温层体积（mm3）

7.91×107 5.35×107 4.74×107 4.08×107 3.43×107 2.75×107 1.99×107 1.76×107 1.43×107

每米保温层重（Kg ）

3.56 2.41

2.13

1.84

1.54

1.24

0.90 0.79 0.64 每米管道总重（Kg ）

461.67 229.57 177.23 139.33 100.12 61.92 35.71

27.89

20.31

5.3、承重支架横担选型及校核

根据所算的管道满水重量在软件上建模，利用结构力学求解器（软件使用方法见附件3：结构力学求解器操作手册）计算出支架的剪力图弯矩图和轴力图，得到支吊架最不利构件的最大弯矩、最大剪力和最大轴力大小，通过最大弯矩值选取横担型材大小。

抗弯强度校核公式：

f

W

r

M

W

r

M

ny

y

y

nx

x

x85

.0

5.1

5.1

≤

+

(公式1，来源03S402

中4.3.4）（等边角钢与数值一样）

式中：——所计算截面绕x轴的最大弯矩；

——所计算截面绕y轴的最大弯矩,按照0.3计算；

——x轴方向截面模量；

——y轴方向截面模量；

f——钢材的抗弯强度设计值N/mm2，取值见下表3，钢结构设计手册表2-3。

表3 钢材强度设计值（数据来源钢结构设计手册表2-3）