管道吊架計(jì)算書(shū)

1、仁濟(jì)醫(yī)院管道支架設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)Simfix上海奇佩五金有限公司1設(shè)計(jì)說(shuō)明1 設(shè)計(jì)依據(jù)：1.1管道支吊架第1部分：技術(shù)規(guī)范 GB/T 17116.1-19971.2管道支吊架第2部分：管道連接部件 GB/T 17116.2-19971.3管道支吊架第3部分：中間及建筑結(jié)構(gòu)連接件 GB/T 17116.3-19971.4建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50242-20021.5室內(nèi)管道支架及吊架03S4021.6建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-20011.7鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50017-20031.8鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范GB50205-20012 技術(shù)條件2.1 管道重量計(jì)算按設(shè)計(jì)管道支

2、吊架間距內(nèi)的管道自重、滿(mǎn)管水重、保溫層重及以上三項(xiàng)之和 10%的附加重量（管道連接件等） 計(jì)算，保溫材料容重按巖棉 100kg / m3 計(jì)算。2.2 設(shè)計(jì)荷載垂直荷載：考慮制造、安裝等因素，采用支吊架間距的標(biāo)準(zhǔn)荷載乘以 1.35 的荷載分項(xiàng)系數(shù)。水平荷載：管道支吊架的水平荷載按垂直荷載的0.3 倍計(jì)算。地震荷載 :按地震設(shè)防力度 8 度計(jì)算地震作用。不考慮風(fēng)荷載。垂直荷載和地震荷載可組合為：1.35G +0.2G *1.4=1.63 G 。水平荷載為 0.3*1.63 G =0.49G 。22.3 橫梁抗彎強(qiáng)度計(jì)算橫梁抗彎強(qiáng)度按下式計(jì)算1.5M x1.5M y0.85 frxWxr yWy式

3、中： rx 、 ry ?截面塑性發(fā)展系數(shù)1)承受靜力荷載或間接承受動(dòng)力荷載時(shí)，rx = ry =1.05。2)直接承受動(dòng)力荷載時(shí)，rx = r y =1。本計(jì)算書(shū)采用 rx = ry =1.05M x 、 M y ?所驗(yàn)算截面繞x 軸和繞 y 軸的彎矩 ( N mm )Wx 、 Wy ?所驗(yàn)算截面對(duì)x 軸和對(duì) y 軸的凈截面模量 ( mm3 )f ?鋼材的抗彎、抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 ( N / mm2 )由于采用型材材質(zhì)為Q235，故本計(jì)算書(shū)取f =215 N / mm22.4 受彎梁撓度和受拉構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比受彎梁的撓度不大于L/200（L 為受彎構(gòu)件的跨度）。受拉構(gòu)件允許長(zhǎng)細(xì)比不超過(guò)3002.5 吊桿

4、吊桿允許拉力值采用室內(nèi)管道支吊及吊架規(guī)定吊桿直徑 (mm)101216202430拉力允許值 (N)3250475090001400020000325002.6 膨脹螺栓膨脹螺栓極限荷載值采用室內(nèi)管道支吊及吊架規(guī)定螺栓規(guī)格M10M12M16M20抗拉荷載 (kN)3.174.839.2215.0抗剪荷載 (kN)2.143.145.919.0933 支吊架采用型鋼技術(shù)參數(shù)型號(hào)C 型鋼寬度A(mm)C 型鋼高度B(mm)壁厚 (mm)重量(kg/m)X 軸距槽背 e1 (mm)X 軸距槽口 e2 (mm)慣性矩I x (cm4)慣性矩I y (cm4)截面模數(shù) w x1(cm 3 )截面模數(shù) w

5、 x 2(cm 3 )3截面模數(shù)w y (cm )回轉(zhuǎn)半徑i x (cm)回轉(zhuǎn)半徑i y (cm)QC2220QC4120QC4125QC6220QC6225414141414125414162622.02.02.52.02.51.842.342.873.003.6910.9318.5418.4128.7328.5614.0722.4622.5933.2733.4419961.6467379.8680219.73188454.92226987.6368264.1190268.97106046.18118121.13139932.131418.62999.73550.975663.566788.

6、711826.553634.724357.636560.657946.653329.964403.365172.985762.016825.969.2315.0314.8122.221.9617.0717.3917.0317.5817.254型號(hào)C 型鋼寬度 A(mm)C 型鋼高度B(mm)壁厚 (mm)重量(kg/m)慣性矩I x (cm4)慣性矩I y (cm4 )截面模數(shù)w x (cm 3 )截面模數(shù)w y (cm 3 )回轉(zhuǎn)半徑i x(cm)回轉(zhuǎn)半徑i y(cm)QC4420QC8220QC8225QC12420QC1242541414141415082821241242.02.02.

7、52.02.53.684.685.746.007.3995197.34337788.81405628.261003016.311215616.64120434.22164443.93199186.11220148.25266958.013807.898238.759893.3716177.6819606.725874.848021.669716.410738.9413022.3414.2523.7923.5636.2135.9416.0316.616.5116.9716.84上海奇佩五金有限公司5一、多水平消防管吊架（12-DN150)吊架平面圖吊架效果圖6吊架現(xiàn)場(chǎng)安裝效果圖吊架形式如上圖，管

8、道為DN150(159x4.5) 支架間距為 4 米.1. 管道重量計(jì)算(1) 單根 159×4.5 管道空管 4 米重量：G管 =4*3.14*(159*159-150*150)*7.85/4000=68.55kg(2) 單根 159×4.5 管道 4 米內(nèi)水重量：G水 =4*3.14*150*150/4000=70.65kg(3) 單根 159×4.5 管道 4 米總重： G 總 =1.1(G 管 +G水 )=153.12kg7(4)考慮到安全系數(shù)及其它因素：G 總 =1.63 *153.12=249.59kg2、 吊架橫梁的選取(1) 橫梁所受荷載計(jì)算橫梁受

9、力圖如下：由吊架橫梁受力圖可知： AB，BC,CD段橫梁承受的荷載是相同，都需要承載 4 根 159 水管 4 米的管水總重量。由吊架形式圖可知 B，C點(diǎn)各拉吊一根 M20絲桿 . 所以只需要計(jì)算 AB，BC,CD段任意一段橫梁滿(mǎn)足荷載要求即可。以下計(jì)算，以 AB段橫梁受力為準(zhǔn)。吊架橫梁受力圖可簡(jiǎn)化如下圖：垂直荷載： M x max =M1+M2=249.59*154.5+249.59*414.5=38561.655+103455.0558=142016.71kg.mm水平荷載 :M ymax0.3M xmax =0.3* 142016.71=42605.013kg.mm(2) 橫梁選取通過(guò)計(jì)

10、算可知 QC12420做橫梁滿(mǎn)足強(qiáng)度要求，計(jì)算如下：QC12420的技術(shù)參數(shù)如下：X-XY-YWxIxixWyIyiy34mm34mmmmmmmmmm16177.681003016.3136.2110738.220148.2516.97941.5M x1.5M yWxWy=1.5* 142016.71 /1.05*16177.68+1.5*42605.013/1.05*10738.94=12.55+3.78=16.33kg=16.33*9.8=160.034N / mm20.85 f =0.85*215=182.75N / mm2>160.0342=1.5M x1.5M yN / mmW

11、xWy(3) 橫梁撓度驗(yàn)算橫梁受力可簡(jiǎn)化下圖：fmaxPl 348EI x=998.36kg*1065*1065*1065/48*200000*1003016.314=0.34mm9L/200=1065/200=5.33mm,f xmax <L/200 QC2220 橫梁滿(mǎn)足要求3、吊架立柱及立柱底座的選取(1) 吊架立柱選取吊架立柱可選擇與QC12420配套的 QC4420型鋼做立柱。立柱長(zhǎng)度暫定為 1000mm。吊架的右端為 M20的絲桿做立柱，長(zhǎng)度暫定為 1000mm。(2) 吊架立柱底座選取吊架立柱底座選擇與立柱配套的QCS-D3-22,QC-D2-41 如下圖 ;QC-D2-4

12、1QCS-D3-22(3) 吊架立柱承載重量RB =988.36kg/2=494.18kgG橫梁 /2=6*1.065/2=3.195kgRB +G橫梁 /2=494.18kg+3.195kg=497.375kg(4) 吊架立柱底座承載重量G立柱 =3.68*1=3.68kg10RB +G橫梁 /2+ G立柱 =494.18kg+3.195kg+3.68kg= 501.055kg(5) 吊架立柱驗(yàn)算QC4420的技術(shù)參數(shù)為：X-XY-YWxIxixWyIyiy34mm34mmmmmmmmmm3807.8995197.3414.255874.8120434.2216.034立柱計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)小于1

13、，取系數(shù)為 1，則立柱計(jì)算長(zhǎng)度為l0l =1000mm立柱長(zhǎng)細(xì)比為 :xl0=1000/14.25=70.176 yl0=1000/16.03=52.384i xi yy < x <300，故 QC4420做立柱滿(mǎn)足要求。吊桿允許拉力值采用室內(nèi)管道支吊及吊架規(guī)定吊桿直徑 (mm)101216202430拉力允許值 (N)325047509000140002000032500由以上計(jì)算可知，絲桿受力為RB +G橫梁 /2=494.18kg+3.195kg=497.375kg,該值小于 M20絲桿拉力允許值。故 M20的絲桿做立柱同樣滿(mǎn)足要求。(6) 吊架立柱底座驗(yàn)算由于底座有 4 個(gè)

14、帶齒螺母鎖緊副 , 則 F 相對(duì)應(yīng) 2 個(gè)帶齒螺母鎖緊副，每個(gè)帶齒螺母鎖緊副有2 個(gè)剪切位置， 而每個(gè)剪切位置為雙面剪11切，那么每個(gè) F 對(duì)應(yīng)的底座連接孔板許用剪切力為 2*2*2*4*9.5*125 =38000N =3877.551kgM10 螺栓抗剪力設(shè)計(jì)值按 Nvbnv d 2fvb 計(jì)算，則4Nvb =2*3.14*10*10*140/4=21980 N =2242.86kg由于底座有 4 個(gè)帶齒螺母鎖緊副，則 F 相對(duì)應(yīng) 2 個(gè)帶齒螺母鎖緊副就是 2 個(gè) M10螺栓剪切，而2 個(gè) M10 連接螺栓許用剪切力2*2242.86kg=4485.72kg由于 F 小于底座連接孔板許用剪

15、切力與連接螺栓許用剪切力的較小值，故 QCS-D3-22 底座滿(mǎn)足要求。絲桿底座選用與M20絲桿配套的 QC-D2-41,其受力和 QCS-D3-41相同 . 絲桿底座受力：RB +G橫梁 /2+ G立柱 =494.18kg+3.195kg+3.68kg=501.055kg ，絲桿與底座用 M20的螺母連接 .501.055/ （75-20/2 ）/1=7.709 kg / mm2 =75.55N / mm2 <<125 N / mm2 ( 絲桿底座螺栓孔處抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值， 絲桿底座板材為 Q 235鋼) ，絲桿底座孔處抗剪滿(mǎn)足要求。4、連接件的選取由吊架結(jié)構(gòu)可知 , 橫擔(dān)上的 1

16、59x4.5 的 4 米重量為 249.59kg, 橫擔(dān)需要承受 4 根 159x4.5 的 4 米管水總重量： 4*249.59=988.36kg 連接件的規(guī)格型號(hào)由連接件所需的帶齒螺母鎖緊副數(shù)量確定， 每個(gè)帶齒螺母鎖緊副能承載 250kg, 考慮到其他因素 , 底座上采用 3 個(gè)帶齒螺母鎖緊副，故連接件型號(hào) QC-L5, 如下圖：12QC-L5由吊架結(jié)構(gòu)可知 , 吊架的右邊是用絲桿穿過(guò)橫擔(dān)， 用加厚墊片上下2 片固定，用 M2O的螺母擰緊。其受力可近似與連接件相同來(lái)計(jì)算。RB +G橫梁 /2=494.18kg+3.195kg=497.375 kg，絲桿與加厚墊片用M20的螺母連 .497.375/ （41-20/2 ）/2=8.03 kg / mm2 =78.694N / mm2 <<125 N / mm2 ( 加厚墊片螺栓孔處抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值， 加厚墊片板材為 Q 235鋼) ，加厚墊片孔處抗剪滿(mǎn)足要求。加厚墊片型號(hào)DWH1262，如下圖：13DWH12625、吊架膨脹螺栓的選取根據(jù)立柱底座可選擇與之配套的膨脹螺栓規(guī)格為M12，每個(gè)底座需 4 只膨脹螺栓。由吊架結(jié)構(gòu)可知，吊架每根立柱底座相當(dāng)于承載重量為RB +G橫梁 /2+ G立柱 +G底座 =494.18+3.195+3.68+2.092= 503.147kg那么每只膨脹螺栓承受的拉