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15C50C《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

31190.32311942.5MPa<66.4MPa 25.310.2100假设选用6.3#槽钢，则Wx=16.1cm3；A=8.4 cm2 31190.32311965.7MPa<66.4MPa 16.18.4100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600。

解：管道自重 P=1100x10x1.1x1.35=16335N a、横梁

水平弯矩M=16335x0.3x0.32=1569NM 拉力FPtan600163351.73228293N

假设选用10#槽钢，则Wx=39.7cm3；A=12.7cm2

15692829361.8MPa<66.4MPa39.712.7100b、斜撑

假设选用6.3#槽钢，则A=8.4 cm2 斜撑所受压力XP/sin30032670N 压杆基本许用应力降低系数TC42B2-94……P237

32670=48.2MPa<66.4MPa8.41000.810.81《管道支架的设计及计算》

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66.483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。

I1Z16.6cm3 I2Z11.9cm3 W1X25.3cm3 W2X16.1cm3

W1Z5.79cm3 A110.2cm2 A28.4cm2

PZ400101.11.355940N PX59400.31782N

I1Z11.60.6（此式根据件

I1ZI2Zsin60011.911.6(sin600)31件2在水平

方向的位移相等求得）

件1：

3LPLPZP(10)tg600Z0X(L0L)A12L2W1XW1Z

594030.259400.21782(1)1.732(0.20.60.32)10.210020.32225.34.5200MPa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。

PZaPZb210101.11.353119N PXaPXb31190.3936N

WXa7.8cm3 WZa39.7cm3

件1：

3PZaPZb)tg6003PZaPLP(L1L2)(L1+L2)+Xa1+Xb1616WXaWZaWZaA1(33119(3119)1.732331199360.329360.16(0.320.32)+167.839.739.712.710079MPa66.4MPa

此时选用10#槽钢，需在根部加两块10010010的三角钢板补强 如果大于83MPa则必须放大槽钢 件2：

3PZa33119PZb)(3119)161611.2MPa66.40A2cos600.5212.70.5100(

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Pf3EIH3（根据扰度公式推得）

磨擦力Pm0.25P《管架标准图》HGT 21629-1999第五册P62 结构特征判别：例1：

PfPm1为钢性管架，

PfPm1为揉性管架。

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： PX110101.11.351634N

W7.cm3 A5.11cm2

3EI320010919.111085103Pf573N

H313PX0.25PZ0.251634409N

PfPX1所以为钢性支架。 40953.6mm 573所以LX409153MPa7.

1634z3.2MPa5.1110016343.61030.76MPa比较小所以一般其实还有一个应力7.不算。

XZ533.256.2MPa66.40.7MPa

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。

3EI320010919.111085103Pf143N 33H2PX0.25PZ0.251634409N

PfPX1所以为揉性支架。

所以L5mm。

143118.7MPa7.

1634z3.2MPa5.11100X163451031.1MPa比较小所以一般不算。 其实还有一个应力7.XZ18.73.222MPa66.40.7MPa

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