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1、1 编制依据 11.1 建筑工程施工合同及施工图纸 11.2 国家规范、行业及地方标准 11.3 图集 12 工程概况 12.1 给排水管道规格 12.2 给排水管道保温 22.3 采暖、空调水管道规格 22.4 采暖、空调水管道保温 23 支吊架技术条件 33.1 管道重量计算 33.2 管架设计方法 33.3 参照数据 44 共用支吊架计算选型 54.1 计算选型步骤 54.2 弯矩值计算 55 举例计算 85.1 横担抗弯强度计算 95.2 膨胀螺栓选型 146 本工程共用支吊架 146.1 共用支吊架型式 146.2 共用支吊架说明 161 编制依据1.1 建筑工程施工合同及施工图纸1
2、.1.1 工程给排水、暖通施工图；1.1.2 工程机电深化图纸；1.2 国家规范、行业及地方标准序号名称编号1钢结构设计规范GB50017-20032建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范GB50242-20023自动喷水灭火系统施工及验收规范GB50261-20054通风与空调工程施工质量验收规范GB50243-20165通风与空调工程施工规范GB50738-20116低压流体输送用焊接钢管GB/T3091-20157输送流体用无缝钢管GB8163-20081.3 图集序号名称编号1室内管道支架及吊架图集03S4022室内管道支吊架图集05R417-12 工程概况2.1 给排水管道规格序号管道
3、类别材质管径1生活给水系统S30403 薄壁不锈钢管DN15-DN2502生活热水系统S31603 薄壁不锈钢管DN15-DN1503排水系统A 型柔性接口铸铁管DN50-DN2504压力排水、消火栓、喷淋、自动扫描高空射水水炮系统内外壁热浸镀锌钢管DN20-DN2505固定消防炮系统内外壁热浸镀锌无缝钢管DN100-DN2502.2 给排水管道保温序号名称绝热材料管径（ mm）材料厚度（ mm）1生活热水管道柔性泡沫橡塑管壳DN50 =402DN70DN125 =453DN150DN300 =504DN350552.3 采暖、空调水管道规格序号管道类别材质管径1采暖系统热镀锌管DN20-DN
4、1002无缝钢管DN125-DN1503空调系统热镀锌管DN20-DN1004无缝钢管DN125-DN4502.4 采暖、空调水管道保温序号名称绝热材料管径（ mm）材料厚度（ mm）1空调冷热水管柔性泡沫橡塑管壳DN40 =282DN50100 =363DN125 =404空调凝结水管柔性泡沫橡塑管壳 =105供暖热水管离心玻璃棉管壳DN40 =50DN50300 =70DN350 =803 支吊架技术条件3.1 管道重量计算（1）管道重量按保温管与不保温管两种情况计算。（2）保温管道：按管架间距的管道自重、满管水重、保温层重以及以上三项之合 10%的附加重量计算。（ 3）不保温管道：按设计
5、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。（ 4）各种管道间距管重均未计入阀门重量（弯管托座管重包括阀门重量） ，当管架 中有阀门时，在阀门段应采取加强措施。3.2 管架设计方法3.2.1 管架计算管重不足 10kg的按10kg计算，超过 10kg的按 10kg进位化整，如22.3 kg 化整为 30kg。3.2.2 设计载荷（ 1）垂直荷载考虑制造、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。（ 2）水平荷载按垂直荷载的 0.3 倍计算。3）本工程共用支吊架不考虑地震荷载，不考虑风荷载。3.2.3 横梁抗弯强度计算1.5? + r? ?1.5?0.
6、85? r?式中： rx 、ry 截面塑性发展系数Mx 、My 所验算截面绕 x 轴和绕 y 轴的弯矩（ N mm）Wnx 、 Wny 所验算截面对 x 轴和对 y 轴的净截面抵抗矩（ mm3） f 钢材的抗拉强度设计值（ N/mm2 ）3.3 参照数据1）钢管道支、吊架的最大间距2）钢管重量计算公式钢管重量 0.02466 壁厚（外径 - 壁厚）长度3）本工程柔性泡沫橡塑材料密度为 40-65kg/m3，离心玻璃棉材料密度为 48-65kg/m3，保温管道计算重量时取最大密度值 65 kg/m 3。（ 4）截面塑性发展系数，本工程材料为刚性材料，无塑性，取rx=ry=1（5）净截面抵抗矩槽钢
7、型号截面面积（cm2）理论重量（Kg/m）Wnx（cm3）Wny（cm3）56.9285.43810.43.556.38.4516.63416.14.5810.2488.04525.35.791012.74810.00739.77.812.615.69212.31862.110.214a18.51614.53580.51314b21.31616.73387.114.116a21.96217.2410816.31625.16219.75211717.618a25.69920.174141201829.2992315221.56）钢材的抗拉强度设计值，本工程钢材为 Q235，查表知 f=215 N
8、/mm27）锚栓荷载锚栓规格M10M12M16M20抗拉荷载（KN）3.174.839.2215抗剪荷载（KN）2.143.145.919.09注：锚入的基材混凝土强度不小于C15。4 共用支吊架计算选型4.1 计算选型步骤1、横担荷载计算2、横担抗弯强度计算3、膨胀螺栓受力计算4.2 弯矩值计算1、将管道支架体系近似的看作简支梁（简支梁：为力学简化模型，梁的两端搭在 两个支撑物上，梁端和支撑物铰接，支撑物只能给梁端提供水平和竖直方向的约束，不 能提供转动约束，简支梁承载两端竖向荷载，不提供扭矩，两端支撑在柱子上，主要承 受正弯矩，一般为静定结构，体系温变、张拉预应力、支座移动等都不会在梁中产
9、生附 加内力。）2、单载荷下简支梁单载荷下简支梁受力示意图单载荷下简支梁弯矩图?（ l-a ） 2?对力矩M=?（l-?a? ）?求a的导数，可得： M=（1-2?）F令其等于零，可解出 M的最大弯矩处为 a=l/2 ，也就是 F 作用在跨中时的绝对弯矩1最大, 即 Mmax=1Fl 。43、弯矩方向在横截面处，从梁中取出一微段，若弯矩使微段产生向下凸的变形，即上部受压，下部受拉，则该截面上的弯矩为正；反之为负（外力矩左顺右逆，产生的弯矩为正） 。为方便起见，在计算时通常弯矩假设成正方向，它的实际方向根据最后计算结果的正负号来确定，如果计算结果为正，则说明实际方向与假设方向相同；否则相反。弯矩
10、方向示意图5、多荷载下弯矩计算多载荷下简支梁受力示意图 根据静力平衡方程求支座反力 F Ay 。由弯矩平衡公式 MA=0和竖向受力平衡公式 Y=0可得出 FAy 值；FAy 的值与多荷载 P1、P2 、P3 的大小和作用在梁上的位置点相关； 当存在大于 3 个的多荷载力时，同此方法计算。 用截面假想沿 m-m处把梁切开为左、右两段，如上图 b、c 所示，取左段梁为脱 离体，因梁原来处于平衡状态，所以被截取的左段梁也同样保持平衡状态。从上图 b 中 可看到，左段梁上有一向上的支座反力、向下的已知力作用，要使左段梁不发生竖向移 动，则在截面上必定存在一个竖直方向的内力与之平衡， 内力使横截面有被剪
11、开的趋势， 称为剪力（本工程支吊架不考虑剪力） ；同时，对截面形心点有一个力矩，会引起左段梁转动，为了使其不发生转动，在截 面上必须有一个力偶矩与之平衡， 才能保持左段梁的平衡， 力偶矩将使梁发生弯曲变形， 称为弯矩。 以左端梁为脱离体，弯矩大小由静力平衡方程求解。由 Y=0得出， FAy-P1-Fs=0，得出 Fs=FAy-P1由 M0=0得出， -F Ayx +P1（x-a ）+M=0，得出 M=FAyx-P 1（ x-a ）如果取右端梁为脱离体， 同样可求得 m-m截面的剪力 Fs 和弯矩 M，根据作用力与反 作用力原理，右段梁在 m-m截面上的剪力 Fs 和弯矩 M与左段梁在 m-m截
12、面上的剪力 Fs 和弯矩 M应大小相等，方向相反。 对于多荷载作用，要求出横梁绝对最大弯矩，也可将每一个外荷载单独作用在横 梁上时的弯矩分开计算， 然后将其集中起来进行分析， 找出全断面上的每一处的弯矩值， 将其叠加起来，这样就能求得最不利的断面，也就是最大合弯矩作用平面。5 举例计算以四根 DN200管道共架为例， 依据参照数据， 支架间距为 7.5m，管道保温层厚度取350mm，保温层密度取 65 kg/m 3。四管共架示意图5.1 横担抗弯强度计算（1）单管管架间距标准载荷钢管重量 7850（0.219-0.006） 0.006 7.5 3.14 9.8=2315.4N保温重量 65 （
13、0.219+0.05x2） 2-0.219 27.5 3.14 9.8/4=201.8N2介质重量 1000（0.219-0.006 2）2 7.5 3.14 9.8/4=2472.3N（2）单管垂直荷载 G200（钢管重量 +保温重量+介质重量） 1.35=2315.4+201.8+2472.3 ） 1.35=6736N（3）单管水平荷载T200 = G200=0.3 G200=2021N（4）横担受力分析 按分解法计算弯矩P1单独作用时横梁受力图如下：计算得知： FB1=842N， FA1=5894NP1单独作用时横梁弯矩图如下：P2单独作用时横梁受力图如下：计算得知： FB2=2526N
14、， FA2=4210NP2单独作用时横梁弯矩图如下：P3单独作用时横梁受力图如下：计算得知： FB3=4210N， FA3=2526NP3单独作用时横梁弯矩图如下：P4单独作用时横梁受力图如下：计算得知： FB4=5894N， FA4=842NP4单独作用时横梁弯矩图如下：P1、P2、 P3、P4叠加后合力矩图如下： 按断面法计算由弯矩平衡公式 MA=0 和竖向受力平衡公式 Y=0可列出：P1x0.2+P2x0.6+P3x1.0+P4x1.4-F Bx1.6=0 ，得出 FB=13472NFA+FB- P1-P2-P3-P4=0，得出 FA=13472N对 1-1 断面力矩分析：取 1-1断面
15、左端梁为脱离体，力矩 M1=FAx0.2=2694Nm对 2-2 断面力矩分析：取 2-2断面左端梁为脱离体，力矩 M2=FAx0.6-P 1x0.4 =5389Nm对 3-3 断面力矩分析：取 3-3断面右端梁为脱离体，力矩 M3=FBx0.6-P 4x0.4 =5389Nm对 4-4 断面力矩分析：20取 4-4断面右端梁为脱离体，力矩 M4= FBx0.2 =2694Nm综合力矩图如下：由图可得知最大力矩值为 5389N m5）横梁抗弯强度计算公式：1.5?+ r ? ?1.5?r1.5? 0.85? r ?以 x 轴、 y 轴最大弯矩值代入公式，取各规格槽钢进行验算，列表如下：槽钢型号
16、Mx（ N m）My （Nm）Wnx3 （ cm ）Wny3 （ cm ）抗弯强度1.5? 1.5?+r ? r ?0.85f（Nmm2）结论105389161739.77.8514.6182.75不满足12.65389161762.110.2368182.75不满足14a5389161780.513287182.75不满足165389161711717.6206.9182.75不满足185389161715221.5166182.75满足5.2 膨胀螺栓选型支吊架采用门型支架， 如上表计算得知， 横担选用 18槽钢，门型支架立柱选用同规格 槽钢，立柱长度按 3m 计算。（1）支吊架根部节点图
17、（2）膨胀螺栓抗拉分析管道总重量为： 6736x4=26944N=26.94KN支吊架总总量横担槽钢重量： 23kg/mx1.6mx9.8=360.6N立柱槽钢重量： 23kg/mx6mx9.8=1352.4N 膨胀螺栓总受力为： 26.94KN+360.6N+1352.4N=28.65KN门型支架共计 8 个膨胀螺栓，每个膨胀螺栓需受力为： 28.65/8=3.58KN查表知： M12膨胀螺栓抗拉荷载为 4.83KN，选 M12膨胀螺栓可满足受力要求。6 本工程共用支吊架6.1 共用支吊架型式1）两根管道共用支吊架2）四根管道共用支吊架3）六根管道共用支吊架4）八根管道共用支吊架6.2 共用
18、支吊架说明（1）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。（2）不同管径管道共架时， 支吊架间距取各管道支吊架间距最大值中的最小值考虑， 例如 DN100保温管道支吊架间距最大值为 5m，DN200保温管道支吊架间距最大值为 7.5m， DN300保温管道支吊架间距最大值为 9.5m，当 DN100保温管道和 DN200、DN300的保温 管道共架时，计算时取支吊架间距为 5m。（3）本工程共用支吊架均采用门型支吊架型式，为保持一致性，门型支吊架的立柱 和横担采用相同规格槽钢。（4）如共架管道较多，门型支吊架的跨度较大时，可在门型支吊架的中间部位增加 立柱，在计算横担抗弯强度时可简化为两个简支梁单独计算。