支吊架设计手册

本手册编写过程中参考了大量设计手册及文献，能较好的保证手册的质量和 实用性。但是由于引用标准以及资料有限，文中不足之处在所难免，还需各位设 计同仁指正。
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管道支吊架设计手册
第一版
第 1 章 概要
1.1 管道支吊架分类
管道支吊架（pipe supports and hanger）包括用以承受管道荷载，限制管道位 移，控制管道振动，并将荷载传递至承载结构上的各类组件或装置（以下简称“支 吊架”）。支吊架包括从下面支承管道的“支架”，其构件主要受压；从上方悬吊管 道的“吊架”，其构件主要受拉。在许多情况下，支架或吊架的构件同时受拉伸和 压缩荷载。
1.2 管道系统分级
为设计和选用管道支吊架需要，将管道系统按运行（使用）温度分级如下： a) 热管道 A-1：50～250℃ A-2：250～350℃ A-3：350～425℃ A-4：＞425℃ b) 常温管道
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管道支吊架设计手册
第一版
B：15～50℃ c) 冷管道 C-1：0～15℃ C-2：-20～0℃ C-3：-40～-20℃ C-4：≤-40℃（低温范围）
φ——管道焊缝系数，可取 0.6-1.0 之间；
b) 刚度条件：应控制管道自重产生的弯曲挠度，使管道在安全范围内使用 并能正常疏、放水。管道的相对挠度应小于管道疏放水时实际坡度的 1/4。
单跨简支梁跨中最大弯曲绕度：
δ max
=
L3 Et I
5 ( 384
qL
+
1 48
P) ×105
三等跨简支梁跨中最大弯曲绕度：
c) 水平直管的固有频率（不考虑支承系统刚度的影响），对于可能产生振动 或有抗震要求的管道，还应控制管道的挠度，使管道的固有频率值在适当的范围
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管道支吊架设计手册
第一版
内。水平直管的固有频率可按下式计算： 单跨简支梁一阶固有频率：
fn = 0.345
Et I (0.5qL + P)L3
三等跨连续梁一阶固有频率：
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管道支吊架设计手册
第一版
1.5.1 支吊架间距计算依据 水平直管道的支吊架间距应满足下列要求：
a) 强度条件：应控制管道自重产生的弯曲应力，使管道的持续外载当量应 力在允许范围内。
单跨简支梁跨中最大弯曲应力：
σ max
=
(qL + 2P)L 8W
三等跨连续梁跨中最大弯曲应力：
σ max
=
(qL + 2P)L 10W
fn = 0.413
Et I (0.366qL + P)L3
式中： fn －管道一阶固有频率，Hz；其余符号和单位同前。
80
89
90
600
630
637
100
114
116
700
720
728
125
140
142
800
820
829
1.5 支吊架间距
管道支吊架的允许跨距取决于管材的强度、管子截面积、外载荷大小、管道 敷设的坡度以及管道允许的最大挠度。水平管道支吊架最大间距应同时满足管道 强度和刚度两个条件，以保证管道不产生过大的挠度、弯曲应力和剪切应力，特 别要考虑管道上诸如法兰、阀门等部件集中荷载的作用。垂直管道支吊架也应控 制间距，防止管道由于各种载荷组合作用而产生过应力。
1.1 管道支吊架分类..............................................................................................2 1.2 管道系统分级..................................................................................................2 1.3 管道支吊架的构成..........................................................................................3 1.4 支吊架管部结构的公称尺寸系列表和管部结构最小内径表......................3 1.5 支吊架间距......................................................................................................3 1.6 管道支吊架工作荷载和设计荷载..................................................................6 1.7 吊杆..................................................................................................................8 1.8 辅助钢结构......................................................................................................9 1.9 塑料管道支吊架 ..........................................................................................9 第 2 章 支吊架管部、连接件和根部图示 ............................................................12 第 3 章 管部、连接件和根部配合表 ....................................................................16 第 4 章 使用说明 ....................................................................................................18 4.1 支吊架管部、连接件和根部编号说明........................................................18 第 5 章 支吊架管部、连接件和根部详细尺寸........................................................20
1.3 管道支吊架的构成
管道支吊架是由一个或几个零部件构成的组件。这些零部件通常是成批生产 的，可称为标准产品。支吊架部件通常分为管道连接部分（简称“管部”）、功能 件、中间连接部件（简称“连接件”）和承载结构生根部件（简称“根部”）三类。
a)管部是与管道或其绝热层直接相连的部件，其典型结构的型式尺寸和荷载 系列应符合 GB/T 17116.2 的规定；
管道支吊架按其主要功能可分为： a) 承受管道荷载 1） 恒力支吊架（constant support and hanger）:用以承受管道的自重荷载，
且其承载力不随支吊点处管道垂直位移的变化而变化，即荷载保持基 本恒定的支吊架。 2） 变力弹簧支吊架（variable spring support and hanger）:用以承受管道自 重荷载，但其承载力随着支吊点处管道垂直位移的变化而变化的弹性 支吊架。 3） 刚性吊架（rigid hanger）:用以承受管道自重荷载并约束管系在支吊点 处垂直位移的吊架。 4） 滑动支架(sliding support):将管道支承在滑动底板上，用以承受管道自 重荷载并约束管系在支吊点处垂直位移的支架。 5） 滚动支吊架（rolling support and hanger）:将管道支承在滚动部件上， 用以承受管道自重荷载并约束管系在支吊点处垂直位移的支吊架。 b) 限制管道位移 1） 导向装置（guide）：用以引导管道沿预定方向位移而限制其他方向位 移的装置。用于水平管道的导向装置也可承受管道的自重荷载。 2） 限位装置（restraint）：用以约束或部分限制管系在支吊点处某一（几） 个方向位移的装置。它通常不承受管道的自重荷载。 3） 固定支架（anchor）:将管系在支吊点处完全约束而不产生任何线位移 和角位移的刚性装置。 c) 控制管道振动 1） 减振装置（sway brace）：用以控制管道低频大振幅或高频微幅，但对 管系的热胀或冷缩有一定约束的装置。 2） 阻尼装置(snubber):用以承受管道地震荷载或冲击荷载，控制管系高速 振幅，同时允许管系自由地热胀冷缩的装置。
δ max
=
L3 Et I
( 13 192
qL +
7 48
P) ×104
对于连续敷设、均布载荷的水平直管，支吊架最大允许跨距按刚度条件以下 式计算：
Lmax
=
0.112 3
1 q
EtI
式中：Et——钢材在设计温度下的弹性模量，MPa； I——管子的断面惯性矩，cm4。
δmax －最大弯曲绕度，mm。
管道支吊架设计手册
第一版
前言
为了使公司各项目中管道支吊架设计更加经济、快捷、统一、合理，特制定 本手册。本手册适用于宝钢工程技术有限公司所承担项目中轧钢专业、公辅热力 专业、给排水专业、化产专业的管道支吊架设计、采购、制作和安装全过程。本 标准编写过程中主要参考宝钢工程技术有限公司内轧钢专业、公辅热力专业、给 排水专业、化产专业，以及华东电力设计院支吊架设计手册（84年版）和国家标 准GB/T 17116-1997中支吊架设计的内容。本手册的设计原则是基于支吊架的特 性将其分成三部分，包括管部、根部和中间连接件。该手册将为公司购买的支吊 架三维设计软件PlantSpace SupportModeler提供支吊架三维数据库建库依据。
(mm)
(mm) 内径(mm)
(mm)
(mm) 内径(mm)
10
1
21
22
200
219
222
20
27
28
250
273
277
25
34
35
300
325
328
32
42
43
350
377
382
40
48
49
400
426
432
50
60
61
450
480
485
65
76
77
500
530
536
1.4 支吊架管部结构的公称尺寸系列表和管部结构最小内径表
钢管外径以管道设计手册规定的外径系列为依据，200A 以下管道采用国标 A 系列，200A 及以上采用国标 B 系列，夹持式管道支吊架管部结构最小内径一般 比对应的钢管外径大一点。
表 1-1 钢管通径、外径以及夹持式支吊架管部最小内径对应表
公称通径 DN 钢管外径 管部最小 公称通径 DN 钢管外径 管部最小
对于连续敷设、均布载荷的水平直钢管，支吊架最大允许跨距按强度条件以
下式计算：
Lmax = 2.24
1 Wφ[σ]t
q
式中：Lmax——支吊架的最大允许间距，m； q——管道单位计算荷载（包括管子自重和保温结构及附加重），N/m； W——管子的断面抗弯矩，cm3； ［σ］t——钢管在设计温度下的许用应力，MPa； σmax－弯曲应力，Mpa；
上海宝钢工程技术有限公司 工程项目设计阶段
管道支吊架设计手册
第1版
二○○七年十一月
编审人员名单
负责人：智西巍 技术负责人 ：潘仲 编写人：陆志毅、贺道红 三维编写：华跃、滕彦 审查人：王晓东、姜创业、张志义、张淑贵、顾德俊、周光升、庄国伟、徐支越、 胡倩、瞿大元、葛生浩、薛炳才
目录
前言................................................................................................................................1 第 1 章 概要 ..............................................................................................................2
b)功能件是实现各种类型支吊架功能的部（组）件，连接件是用以连接管部 与功能件、管部与根部、功能件与根部以及自身相互连接的部件。这类连接件通 常是刚性件，其典型结构的型式尺寸符合 GB/T 17116.3 的规定；
d)根部是与承载结构直接相连的部件，以及各种型式的辅助钢结构等，其典 型结构的型式尺寸应符合 GB/T 17116.3 的规定。