管道支吊架设计计算书.pdf

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1、1 管道支吊架设计计算书 项目名称 _工程编号 _日期 _ 设计_校对_审核 _ 说明： 1、标准与规范： 建筑结构荷载规范(GB50009-2012) 钢结构设计规范(GB50017-2003) 混凝土结构设计规范(GB50010-2010) 2、本软件计算所采用的型钢库为： 热轧等边角钢GB9787-88 热轧不等边角钢GB9797-88 热轧普通工字钢GB706-88 热轧普通槽钢GB707-88 3、支吊架的支座应连接在结构的主要受力构件上，支吊架施工厂家应将支吊架预埋点位以 及受力提给设计院，经设计院认可后方可施工！ 4、基本计算参数设定： 荷载放大系数：1.00。 当单面角焊缝计算

2、不满足要求时，按照双面角焊缝计算! 受拉杆件长细比限值：300。 受压杆件长细比限值：150。 横梁挠度限值：1/200。 2 梁构件计算： 构件编号： 2 一、设计资料 材质： Q235-B; fy = 235.0N/mm 2 ; f = 215.0N/mm 2; f v = 125.0N/mm 2 梁跨度： l0 = 0.50 m 梁截面： C8 强度计算净截面系数:1.00 自动计算构件自重 二、设计依据 建筑结构荷载规范 （GB 50009-2001） 钢结构设计规范 （GB 50017-2003） 三、截面参数 A = 10.242647cm 2 Yc = 4.000000cm; Z

3、c = 1.424581cm Ix = 101.298006cm 4 ; Iy = 16.625836cm 4 ix = 3.144810cm; iy = 1.274048cm W1x = 25.324501cm 3; W2x = 25.324501cm3 W1y = 11.670686cm 3; W2y = 5.782057cm3 四、单工况作用下截面内力：（轴力拉为正、压为负） 恒载（支吊架自重） ：单位（ kN.m） 位置 (m) 0.00 0.06 0.13 0.19 0.25 0.31 0.37 0.44 0.50 弯矩 (kN.m) 0.00 0.00 -0.00 -0.00 -0

4、.00 -0.00 -0.00 0.00 0.00 剪力 (kN) -0.02 -0.01 -0.01 -0.01 0.00 0.01 0.01 0.01 0.02 轴力 (kN) -0.01 -0.01 -0.01 -0.01 -0.01 -0.01 -0.01 -0.01 -0.01 挠度 (mm) 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 恒载（管重） ：单位（ kN.m） 位置 (m) 0.00 0.06 0.13 0.19 0.25 0.31 0.37 0.44 0.50 弯矩 (kN.m) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0

5、.00 0.00 0.00 剪力 (kN) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 轴力 (kN) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 挠度 (mm) -0.0 -0.0 -0.0 -0.0 -0.0 -0.0 -0.0 -0.0 -0.0 注：支吊架的活荷载取值为0。 五、荷载组合下最大内力： 组合 (1)：1.2x 恒载+ 1.4x 活载 组合 (2)：1.35x 恒载+ 0.7x1.4x 活载 最大弯矩Mmax = 0.00kN.m; 位置： 0.00;组合： (2) 最大弯矩对应的剪

6、力V = -0.03kN;对应的轴力N = -0.01kN 最大剪力 Vmax = -0.03kN;位置： 0.00;组合： (2) 最大轴力 Nmax = -0.01kN;位置： 0.00;组合： (2) 六、受弯构件计算： 梁按照受弯构件计算，计算长度系数取值：ux=1.00，uy=1.00 3 强度计算 1)、抗弯强度按照GB50017-2003公式 4.1.1： = Mx xWnx+ My yWny 其中： x = 1.05,y = 1.20 = 0.05 215.0N/mm 2, 强度满足要求。 2) 、抗剪强度按照GB50017-2003 公式 4.1.2 ： = VS Itw =

7、 0.08 125.0N/mm 2, 强度满足要求。 3) 、梁上翼缘受集中荷载按照GB50017-2003公式 4.1.3-1验算局部承压强度： c = F twlz c = 0.00 215.0N/mm 2, 强度满足要求。 4) 、折算应力按照GB50017-2003 公式 4.1.4-1验算： 2+cc- c+3 2 折算应力 = 0.14 236.5N/mm 2, 强度满足要求。 稳定验算 稳定验算按照GB50017-2003 公式 4.2.2验算： Mx bWx 其中： Mx = 0.00kN.m b = 1.000 Wx = 0.000025 面内稳定应力 = 0.05 215.

8、0N/mm 2, 平面内稳定满足要求。 挠度验算 挠度按照标准组合：1.0 恒载 +1.0 活载验算，挠度容许限值取l/200 ： 计算挠度： = 0.0mm = 2.5mm ，挠度满足要求。 2 端节点验算： 截面尺寸： H = 80mm，B = 43mm，tf = 8mm ，tw = 5mm 节点处组合内力弯矩M = 0.001kN.m ，剪力 V = -0.027kN，轴力 N = -0.009kN。采用 E43 型手 工焊。焊缝的强度设计值ff=160.0 N/mm 2。 节点焊缝形式：顶接单面角焊缝。考虑竖向剪力由腹板角焊缝独立承担。 4 节点处受力：弯矩：0.00kN.m; 剪力：

9、 -0.03kN;轴力： -0.01kN 。 焊缝最小尺寸hfmin=4.2mm ，最大尺寸hfmax=6.0mm 焊缝尺寸hf=5mm 弯矩产生的应力按照如下公式计算： M = M Wx 其中： M = 0.00kN.m ，Wx = 12572.74 mm 3 M = 0.11N/mm 2 fff = 160.0N/mm 2，满足要求。 剪力产生的应力按照如下公式计算： V = V helw 其中： V = -0.03kN，he = 3.5mm ，l w = 80mm V = 0.10N/mm 2 f f = 160.0N/mm 2，满足要求。 轴力产生的应力按照如下公式计算： N = N

10、helw 其中： N = -0.01kN，he = 3.5mm ，lw = 156mm N = 0.02N/mm 2 fff = 160.0N/mm 2，满足要求。 折算应力按照如下公式计算： ( M+N)/f 2+(V ) 2 折算应力 = 0.16N/mm 2 f f = 160.0N/mm 2，满足要求。 3 端节点验算： 截面尺寸： H = 80mm，B = 43mm，tf = 8mm ，tw = 5mm 节点处组合内力弯矩M = 0.001kN.m ，剪力 V = 0.027kN ，轴力 N = -0.009kN。采用 E43 型手工 焊。焊缝的强度设计值f f=160.0 N/mm

11、 2。 节点焊缝形式：顶接单面角焊缝。考虑竖向剪力由腹板角焊缝独立承担。 5 节点处受力：弯矩：0.00kN.m; 剪力： 0.03kN; 轴力： -0.01kN 。 焊缝最小尺寸hfmin=4.2mm ，最大尺寸hfmax=6.0mm 焊缝尺寸hf=5mm 弯矩产生的应力按照如下公式计算： M = M Wx 其中： M = 0.00kN.m ，Wx = 12572.74 mm 3 M = 0.11N/mm 2 fff = 160.0N/mm 2，满足要求。 剪力产生的应力按照如下公式计算： V = V helw 其中： V = 0.03kN， he = 3.5mm ，l w = 80mm V

12、 = 0.10N/mm 2 f f = 160.0N/mm 2，满足要求。 轴力产生的应力按照如下公式计算： N = N helw 其中： N = -0.01kN，he = 3.5mm ，lw = 156mm N = 0.02N/mm 2 fff = 160.0N/mm 2，满足要求。 折算应力按照如下公式计算： ( M+N)/f 2+(V ) 2 折算应力 = 0.16N/mm 2 f f = 160.0N/mm 2，满足要求。 立柱构件计算： 构件编号： 1 一、设计资料 材质： Q235-B; f y = 235.0N/mm 2; f = 215.0N/mm2; f v = 125.0N

13、/mm 2 柱长度：l 0 = 0.28 m 柱截面： C8 强度计算净截面系数:1.00 自动计算构件自重 二、设计依据 建筑结构荷载规范（GB 50009-2001 ） 钢结构设计规范 （GB 50017-2003 ） 三、截面参数 6 A = 10.242647cm 2 Yc = 4.000000cm; Zc = 1.424581cm Ix = 101.298006cm 4; Iy = 16.625836cm4 ix = 3.144810cm; iy = 1.274048cm W1x = 25.324501cm 3; W2x = 25.324501cm3 W1y = 11.670686c

14、m 3; W2y = 5.782057cm3 四、单工况作用下截面内力：（轴力拉为正、压为负） 恒载（支吊架自重） ：单位（ kN.m） 位置 (m) 0.00 0.03 0.07 0.10 0.14 0.17 0.21 0.24 0.28 弯矩 (kN.m) -0.00 -0.00 -0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 剪力 (kN) 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 轴力 (kN) -0.04 -0.04 -0.04 -0.03 -0.03 -0.03 -0.03 -0.02 -0.02 恒载（管重）

15、 ：单位（ kN.m） 位置 (m) 0.00 0.03 0.07 0.10 0.14 0.17 0.21 0.24 0.28 弯矩 (kN.m) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 剪力 (kN) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 轴力 (kN) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 注：支吊架的活荷载取值为0。 五、荷载组合下最大内力： 组合 (1) ：1.2x 恒载 + 1.4x活载 组合 (2) ：1.35x 恒载 + 0.7

16、x1.4x活载 最大弯矩Mmax = -0.00kN.m;位置： 0.00; 组合： (2) 最大弯矩对应的剪力V = 0.01kN;对应的轴力N = -0.06kN 最大剪力Vmax = 0.01kN;位置： 0.00; 组合： (2) 最大轴力Nmax = -0.06kN;位置： 0.00; 组合： (2) 六、压弯、拉弯构件计算： 立柱构件按照压弯、拉弯构件计算，计算长度系数按照GB50017-2003 附录 D 表 D-2 有侧移框 架柱计算。 计算长度系数取值：ux=1.28 ，uy=1.00 截面分类X轴： b 类 截面分类Y轴： b 类 强度计算 1) 、压弯、拉弯强度按照GB5

17、0017-2003公式 5.2.1 ： = N An Mx xWnx My yWny 其中： x = 1.05,y = 1.20 = 0.11 215.0N/mm 2, 强度满足要求。 长细比验算： 构件绕 x 轴长细比 x=11.167, 绕 y 轴长细比 y=21.585, 换算长细比 yz=29.701 。 构件的最大长细比max = 29.7 容许长细比 = 150.0，长细比满足要求。 稳定验算 平面内稳定验算按照GB50017-2003 公式 5.2.2-1验算： 7 N xA + mxMx xW1x（1-0.8N/NEx） 其中： N = -0.06kN；Mx = -0.00kN

18、.m；NEx = 15.18kN x = 0.991 mx = 1.000 x = 1.050 W 1x = 0.000025 面内稳定应力 = 0.11 215.0N/mm 2, 平面内稳定满足要求。 平面外稳定验算按照GB50017-2003 公式 5.2.2-3验算： N yA + txMx bW1x 其中： N = -0.06kN；Mx = -0.00kN.m； y = 0.937 tx = 1.000 b = 1.000 W1x = 0.000025 面外稳定应力 = 0.11 215.0N/mm 2, 平面外稳定满足要求。 支座反力 支座节点编号：(1) ，弯矩（ kN/m） ：-

19、0.00 ，轴力（ kN） ： -0.06 ，剪力（ kN） ：0.01 截面尺寸： H = 80mm，B = 43mm，tf = 8mm ，tw = 5mm 节点处组合内力弯矩M = -0.001kN.m，剪力 V = 0.009kN，轴力 N = -0.057kN。采用 E43 型手 工焊。焊缝的强度设计值ff=160.0 N/mm 2。 节点焊缝形式：顶接单面角焊缝。考虑竖向剪力由腹板角焊缝独立承担。 节点处受力：弯矩：-0.00kN.m;剪力： 0.01kN; 轴力： -0.06kN 。 8 焊缝最小尺寸hfmin=4.2mm ，最大尺寸hfmax=6.0mm 焊缝尺寸hf=5mm 弯

20、矩产生的应力按照如下公式计算： M = M Wx 其中： M = -0.00kN.m， Wx = 12572.74 mm 3 M = 0.11N/mm 2 fff = 160.0N/mm 2，满足要求。 剪力产生的应力按照如下公式计算： V = V helw 其中： V = 0.01kN， he = 3.5mm ，lw = 80mm V = 0.03N/mm 2 f f = 160.0N/mm 2，满足要求。 轴力产生的应力按照如下公式计算： N = N helw 其中： N = -0.06kN，he = 3.5mm ，l w = 156mm N = 0.10N/mm 2 fff = 160.

21、0N/mm 2，满足要求。 折算应力按照如下公式计算： (M+N)/f 2+(V ) 2 折算应力 = 0.21N/mm 2 f f = 160.0N/mm 2，满足要求。 构件编号： 3 一、设计资料 材质： Q235-B; fy = 235.0N/mm 2; f = 215.0N/mm2; f v = 125.0N/mm 2 柱长度：l0 = 0.28 m 柱截面： C8 强度计算净截面系数:1.00 自动计算构件自重 二、设计依据 建筑结构荷载规范（GB 50009-2001 ） 钢结构设计规范 （GB 50017-2003 ） 三、截面参数 A = 10.242647cm 2 Yc =

22、 4.000000cm; Zc = 1.424581cm Ix = 101.298006cm 4; Iy = 16.625836cm4 ix = 3.144810cm; iy = 1.274048cm W1x = 25.324501cm 3; W2x = 25.324501cm3 W1y = 11.670686cm 3; W2y = 5.782057cm3 四、单工况作用下截面内力：（轴力拉为正、压为负） 恒载（支吊架自重） ：单位（ kN.m） 位置 (m) 0.00 0.03 0.07 0.10 0.14 0.17 0.21 0.24 0.28 弯矩 (kN.m) 0.00 0.00 0.

23、00 0.00 0.00 0.00 -0.00 -0.00 -0.00 剪力 (kN) -0.01 -0.01 -0.01 -0.01 -0.01 -0.01 -0.01 -0.01 -0.01 轴力 (kN) -0.02 -0.02 -0.03 -0.03 -0.03 -0.03 -0.04 -0.04 -0.04 恒载（管重） ：单位（ kN.m） 位置 (m) 0.00 0.03 0.07 0.10 0.14 0.17 0.21 0.24 0.28 9 弯矩 (kN.m) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 剪力 (kN) 0.00

24、0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 轴力 (kN) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 注：支吊架的活荷载取值为0。 五、荷载组合下最大内力： 组合 (1) ：1.2x 恒载 + 1.4x活载 组合 (2) ：1.35x 恒载 + 0.7x1.4x活载 最大弯矩Mmax = 0.00kN.m; 位置： 0.00; 组合： (2) 最大弯矩对应的剪力V = -0.01kN;对应的轴力N = -0.03kN 最大剪力Vmax = -0.01kN;位置： 0.00; 组合： (2) 最大轴力Nmax =

25、 -0.06kN;位置： 0.28; 组合： (2) 六、压弯、拉弯构件计算： 立柱构件按照压弯、拉弯构件计算，计算长度系数按照GB50017-2003 附录 D 表 D-2 有侧移框 架柱计算。 计算长度系数取值：ux=1.28 ，uy=1.00 截面分类X轴： b 类 截面分类Y轴： b 类 强度计算 1) 、压弯、拉弯强度按照GB50017-2003公式 5.2.1 ： = N An Mx xWnx My yWny 其中： x = 1.05,y = 1.20 = 0.11 215.0N/mm 2, 强度满足要求。 长细比验算： 构件绕 x 轴长细比 x=11.167, 绕 y 轴长细比

26、y=21.585, 换算长细比 yz=29.701 。 构件的最大长细比max = 29.7 容许长细比 = 150.0，长细比满足要求。 稳定验算 平面内稳定验算按照GB50017-2003 公式 5.2.2-1验算： N xA + mxMx xW1x（1-0.8N/ NEx） 其中： N = -0.06kN；Mx = 0.00kN.m；NEx = 15.18kN x = 0.991 mx = 1.000 x = 1.050 W1x = 0.000025 面内稳定应力 = 0.11 215.0N/mm 2, 平面内稳定满足要求。 平面外稳定验算按照GB50017-2003 公式 5.2.2-

27、3验算： N yA + txMx bW1x 其中： N = -0.06kN；Mx = 0.00kN.m；y = 0.937 tx = 1.000 b = 1.000 10 W1x = 0.000025 面外稳定应力 = 0.11 215.0N/mm 2, 平面外稳定满足要求。 支座反力 支座节点编号：(4) ，弯矩（ kN/m） ：-0.00 ，轴力（ kN） ： -0.06 ，剪力（ kN） ：-0.01 截面尺寸： H = 80mm，B = 43mm，tf = 8mm ，tw = 5mm 节点处组合内力弯矩M = -0.001kN.m，剪力 V = -0.009kN，轴力 N = -0.0

28、57kN。采用 E43 型手 工焊。焊缝的强度设计值f f=160.0 N/mm 2。 节点焊缝形式：顶接单面角焊缝。考虑竖向剪力由腹板角焊缝独立承担。 节点处受力：弯矩：-0.00kN.m;剪力： -0.01kN; 轴力： -0.06kN 。 焊缝最小尺寸hfmin=4.2mm ，最大尺寸hfmax=6.0mm 焊缝尺寸hf=5mm 弯矩产生的应力按照如下公式计算： M = M Wx 其中： M = -0.00kN.m， Wx = 12572.74 mm 3 M = 0.11N/mm 2 fff = 160.0N/mm 2，满足要求。 剪力产生的应力按照如下公式计算： V = V helw 其中： V = -0.01kN，he = 3.5mm ，l w = 80mm V = 0.03N/mm 2 f f = 160.0N/mm 2，满足要求。 轴力产生的应力按照如下公式计算： N = N helw 其中： N = -0.06kN，he = 3.5mm ，lw = 156mm N = 0.10N/mm 2 fff = 160.0N/mm 2，满足要求。 折算应力按照如下公式计算： 11 (M+N)/f 2+(V ) 2 折算应力 = 0.21N/mm 2 f f = 160.0N/mm 2，满足要求。