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1 # 據路邊社訊息
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2 # 山中勁松
管道支吊架是管道系統的重要組成部分。作用是將管道的荷重和承受力傳遞到建築房梁、柱結構或其它基礎上的一種裝置,利用這種裝置能正確合理地對管道支承、懸吊、限位或固定,控制管系應力水平和管系對介面裝置的推力和力矩,以保證管道和介面裝置長期安全執行。同時,管道支吊架設計又是管道設計的重要任務之一。在設計中,合理佈置和正確選擇支吊架對管道和裝置安全執行起到重要作用。管道支吊架設計不當,會使管道系統在執行中損壞管道組成件,更嚴重的使裝置受損或執行中停車,應引起管道支吊架設計者的重視。
管道支吊架設計主要的依據就是國家規範:如:《管道支吊架 第1部分:技術規範》(GB/T 17116.1-2018)、《管道支吊架 第2部分:管道連線部件》(GB/T 17116.2-2018)、《管道支吊架 第3部分:中間連線件和建築結構連線件》(GB/T 17116.3-2018)、《建築給排水及及採暖工程施工質量驗收規範》、《建築結構荷載規範》《建築機電工程抗震設計規範》等等,同時國家為了方便設計人員方便選擇同步推出了一系列支吊架國標圖集:如《室內管道支吊架》、《裝配式室內管道支吊架的選用與安裝》、《裝配式管道支吊架(含抗震支吊架)》、《地鐵裝配式管道支吊架設計與安裝》《室內管道支架及吊架》等等。這些設計依據及選用網上有很多就不再一一列舉了。
在詳細工程設計開始前需要對重要的管道進行佈置硏究。在這個階段即開始其附屬的管架設計包括其型別、位置、生根可行性等初步確定管道的支撐點和支撐型式。等到管道走向確定後再去研究管架設計就會返工延誤其他工作必將影響整個設計進度和效率加大工作量。因此在專案設計開始時,有必要對整個管架系統的應用進行研究。管架設計貫穿於整個設計過程須與管道設計同時進行。應力管道(高溫、高壓、低溫、大管徑、動裝置連線)需要給定初步的生根點進行應力分析後設計。
常用管道支吊架型別及設定
(1)滑動架的設定
滑動架是在支承點的下方支承的托架除垂直方向支撐力和水平方向的摩擦力以外沒有其他阻力滑動架在各個專案的管架數量中所佔比例最高是管道設計人員最常用的。一般情況下非應力管線都可以使用滑動架進行支撐。非應力分析的管道溫度不高、位移不大時水平管道上一般設定滑動支架。
(2)導向架的設定
導向架在滑動架的基礎上增加了管道的方向束縛防止管線側向位移等情況的發生。對於水平管道導向架同時具有承重作用。設計的原則如下:
(a)在長距離管廊的管道上如果沒有設定“T”型補償器則每隔2個滑動架設定1個導向架來限制管道的橫向位移
(b)管道橫向位移過大影響鄰近管道產生橫向不穩定時需設定
(c)管道橫向位移過大介質在法蘭、活接頭處洩漏時需設定
(d)“T”型補償器兩側的管道上應設定導向架,其位置距補償器彎頭宜為32~40DN(管道公稱直徑)
(e)導向支架不宜設定在彎頭和支管的連線處附近
(f)對豎直管道一般情況下附塔管線由上自下第一個管架除外其他設定導向架且為4個方向導向
(g)可能產生振動的兩相流管道需設定;
(h)管廊上的管道方向發生改變後應在相應的位置設定導向架。
各種管道支吊架圖片
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3 # 陽光明媚的年代
這類規範有好幾本,
GB50311,03S404,民規裡也有規定。
水電管道要求也不一樣。
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4 # 圈佬的扎心文案
一、 管道的佈置
對管道進行合理的深化和佈置是管道支吊架設計的前提條件。欲設計安全使用、經濟合理、整潔美觀的管道支吊架,首先需對管道進行合理的佈置,其佈置不得不考慮以下引數:
1. 管道佈置設計應符合各種工藝管道及系統流程的要求;
2. 管道佈置應統籌規劃,做到安全可靠、經濟合理、滿足施工、操作、維修等方面的要求,併力求整齊美觀;
3. 在確定進出裝置(單元)的管道的方位與敷設方式時,應做到內外協調;
4. 管道宜集中成排佈置,成排管道之間的淨距(保溫管為保溫之間淨距)不應小於50mm。
5. 輸送介質對距離、角度、高差等有特殊要求的管道以及大直徑管道的佈置,應符合裝置佈置設計的要求,併力求短而直,切勿交叉;
6. 地上的管道宜敷設在管架或管墩上,在管架、管墩上佈置管道時,宜使管架或管墩所受的垂直荷載、水平荷載均衡;
7. 管道佈置應使管道系統具有必要的柔性,在保證管道柔性及管道對裝置、機泵管口作用力和力矩不超出過允許值的惰況下,應使管道最短,組成件最少;
8. 應在管道規劃的同時考慮其支承點設定,並儘量將管道佈置在距可靠支撐點最近處,但管道外表面距建築物的最小淨距不應小於100mm,同時應儘量考慮利用管道的自然形狀達到自行補償;
9. 管道佈置宜做到“步步高”或“步步低”,減少氣袋或液袋。不可避免時應根據操作、檢修要求設定放空、放淨。
二、 管架跨距
管架的跨距的大小直接決定著管架的數量。跨距太小造成管架過密,管架數量增多,費用增高,故需在保證管道安全和正常執行的前提下,儘可能增大管道的跨距,降低工程費用。但是管架跨距又受管道材質、截面剛度、管道其它作用何載和允許撓度等的影響,不可能無限的擴大。所以設計管道的支吊架應先確定管架的最大跨距,管架的最大允許跨距計算應按強度和剛度兩個條件分別計算,取其小值作為推薦的最大允許跨距。
1. 按強度條件計算的管架最大跨距的計算公式:
Lmax—管架最大允許跨距(m)
q—管道長度計算荷載(N/m),q=管材重+保溫重+附加重
W—管道截面抗彎係數(cm3)
Φ—管道橫向焊縫係數,取0.7
[δ]t鋼管許用應力——鋼管許用應力(N/mm2)
2. 按剛度條件計算的管架最大跨距的計算公式:
Lmax—管架最大允許跨距(m)
q—管道長度計算荷載(N/m),q=管材重+保溫重+附加重
Et—剛性彈性模量(N/mm2)
I—管道截面慣性矩(cm4)
i0—管道放水坡度,取0.002
3. 例:採用48K的離心玻璃棉保溫,保溫厚度為50mm的冷凍水管,其管道規格為φ325×8無縫鋼管,其最大允許管道間距為多少?
管道長度荷載
q=7850×3.14×0.008×(0.325-0.008)+1000×3.14×(0.325-0.008×2)2/4+48×3.14×0.05×(0.325+0.05)=140.29kg/m=1402.90N/m
查相關資料得:
管道截面抗彎係數W=616cm3
鋼管許用應力[δ]t=112
管道截面慣性矩I=10016cm4
剛性彈性模量Et=2.1×105N/mm2
根據以上公式分別計算得強度條件下的Lmax1=13.14m
根據以上公式分別計算得剛度條件下的Lmax2=27.40m
取最小值,故該管道的最大允許管道間距為13.14m
4. 根據相關規範規定的管道支吊架最大間距確定管道最大允許跨度,如《通風與空調工程施工質量驗收規範》GB50243-2002。
表9.3.8 鋼管道支、吊架的最大間距
三、 管架分析
1. 管道支吊架介紹
用來支撐管道的結構叫管道支吊架,管道在敷設時都必須對管道進行固定或支撐,固定或支撐管子的構件是支吊架。管道支吊架一般由管座、管架柱或管架吊杆(簡稱柱或吊杆)、管架樑(簡稱梁)和支撐節點組成。
2. 管架荷載分析
(1) 垂直荷載
管道支吊架垂直荷載根據性質可分為基本垂直荷載和可變垂直荷載,其中基本垂直荷載指管道支吊架所承受的管道重力、介質重力、保溫層等附件的重力等永久性荷載。可變垂直荷載指管道所承受的活荷載、沉積物重力和發生地震時所應該承受的特殊變化的荷載。因可變垂直荷載是無法精確計算的,為此我們將管道支吊架的基本垂直荷載乘以一個經驗係數(一般為1.2~1.4)作為管架垂直方向的計算荷載。
管道支吊架基本垂直荷載計算,可先將複雜的管道支架體系近似的看作簡支梁,根據受力分析,管架B所承受的基本垂直荷載為GB‘=(GL1+GL1)/2
因管道支吊架在一個工程裡數量種類繁多,不可能一一計算,為此我們只需考慮同類型支架的最不利受力狀況即可,根據管道支吊架的最大允許跨度來計算最不利支架,此時就只需計算長度為最大允許跨度L的管道、介質、保溫層的重力GB即可。
其重力方向的計算荷載為G=αGB (α=1.2~1.4)
(2) 水平荷載
管道水平方向的荷載是作用在管架上的水平推力,根據支架型別可分為活動管架上的水平推力和固定管架上的水平推力。
a.活動管架水平推力主要來自管道摩擦力,吊杆水平推力可忽略;水平推力即為管道摩擦力f=μG (μ為摩擦係數,G為管道垂直荷載)
b.固定支架的水平推力主要來自補償器的彈性變形力。
採用補償器補償的管道,其作用在固定管架上的水平推力為補償器被壓縮或拉伸所產生的反彈力。
水平推力=補償器反彈力T=ηΔL (η為補償器的彈性模量,ΔL為補償器發生的變形長度)
採用自然補償的管道,是利用管道的自然彎曲形狀所具有的柔性以補償管道的熱脹和冷縮位移,如圖所示。
固定支架變形管道長度為L,補償臂管道長為Lb
管道安裝溫度按t1℃考慮,管道工作溫度為t2℃,故鋼管材質的管道會在溫度變化下縮短ΔL=α×ΔT×L (式中α為鋼管的線膨脹係數,ΔT為溫差,L為固定支架變形管道長度)
故作用在管道補償上的推力為T=3ΔLEI/Lb3 (E為管道的彈性模量,I為管道的慣性矩)
四、 管架受力計算示例
根據以上管架的受力分析,現以上海環球金融中心低區空調水主幹管進行分析計算
如下圖所示,現有2根DN400冷水管,管材為無縫鋼管φ426×9,工作溫度為7-14℃;2根DN200熱水管,管材為無縫鋼管φ219×6,工作溫度為50-55℃,1根DN100蒸汽管道,管材為無縫鋼管φ108×5,工作溫度為108℃,請對該管組的防晃支架進行受力分析。
根據規範,因DN100的管架最大跨距為5m,故該管組設定的共用支架最大跨距為5m,由此根據最不利情況支架間距為5m分析管架的受力。
1. 管道垂直方向的計算荷載計算
(1)DN400單根管道作用在管架上的計算荷載
DN400單根管道垂直方向的基本荷載(支吊架間距為5米)
鋼管重量=7850×(0.426-0.008)×0.008×5×3.14×9.8=4039N
保溫重量=48×(0.426+0.05)×0.05×5×3.14×9.8=176N
介質重量=1000×(0.426-0.008×2)2×5×3.14×9.8/4=6466N
單根管段計算荷載=(鋼管重量+保溫重量+介質重量)×1.35(考慮35%可變荷載。)
單根DN400冷水管道計算荷載G400=(4039+176+6466)×1.35=14420N
(2)DN200單根管道作用在管架上的計算荷載
DN200單根管道垂直方向的基本荷載(支吊架間距為5米)
鋼管重量=7850×(0.219-0.006)×0.006×5×3.14×9.8=1544N
保溫重量=48×(0.219+0.05)×0.05×5×3.14×9.8=100N
介質重量=1000×(0.219-0.006×2)2×5×3.14×9.8/4=1649N
單根管段計算荷載=(鋼管重量+保溫重量+介質重量)×1.35(考慮35%可變荷載。)
單根DN200熱水管道計算荷載G200=(1544+100+1649)×1.35=4446N
(3)DN100單根管道作用在管架上的計算荷載
DN100單根管道垂直方向的基本荷載(支吊架間距為5米)
鋼管重量=7850×(0.108-0.005)×0.005×5×3.14×9.8=623N
保溫重量=48×(0.108+0.05)×0.05×5×3.14×9.8=59N
介質重量=1000×(0.108-0.005×2)2×5×3.14×9.8/4=370N(考慮蒸汽管道水壓試驗時管道內介質的重量。)
單根管段計算荷載=(鋼管重量+保溫重量+介質重量)×1.35(考慮35%可變荷載。)
單根DN100蒸汽管道計算荷載G100=(623+59+370)×1.35=1421N
2. 管道水平方向的計算荷載
由於該管架為活動支架,所以管架水平方向的受力為管道在管架上滑動摩擦力。
DN400管道的水平推力T400=f400=μG400=0.3×14420=4326N
DN200管道的水平推力T200=f200=μG200=0.3×4446=1334N
DN400管道的水平推力T100=0
3. 管架受力平面圖
五、 管架樑選型
根據管架樑的受力分析,管架樑在管道重力下或在管道推力作用下,有可能出現2種現象,一是管架樑會沿著受力方向被剪斷,另一種是管架樑會沿著受力方向發生過大彎曲變形,嚴重的會發生彎曲折斷。所以合理的選擇管架樑就是使管架樑能剛好滿足梁的抗彎和抗剪要求。
1. 管架樑內力分析
將管架假設為剛性結構的簡支梁,分別根據管架樑的垂直受力和水平受力情況,按照平面簡支梁進行內力分析,並根據靜力方程求得管架樑的內力,並繪製梁的剪力圖和彎矩圖,求出最大剪力和最大彎矩。
根據以上示例管架受力分析得:
得到管架樑垂直方向的最大彎矩為17715N·m,最大剪力為24843N
管架樑水平方向的最大彎矩為3155N·m,最大剪力為5521N
2. 管架樑選型
(1) 管架樑抗彎強度計算
管架樑的最大彎矩計算得出後,根據以下公式對管架樑的材料規格型號進行選擇:
式中:rx、ry——截面塑性發展係數,一般型鋼取1.05
Mx、My—所驗算梁截面繞X軸和繞Y軸的最大彎矩(N·m)
Wnx、Wny—所驗算梁截面對X軸和對Y軸的截面係數(cm3)
σ—鋼材的抗拉強度,一般型鋼鋼材取210MPa
採用驗演算法將初步估計型鋼規格所對應的截面係數代入以上公式進行驗算,滿足該方程的型鋼可作為管架樑的備選材料。現仍將以上示例管架為例,依據管架樑的最大彎矩,對管架樑的材料進行選型:
管架樑選型計算表
由管架樑選型計算表得出,角鋼200×18、槽鋼280c、工字鋼25a、H型鋼150×150×7×10或2根角鋼160×14背面拼裝、2根20a槽鋼背面拼裝均滿足彎矩承重要求,因H型鋼150×150×7×10比重最小,從經濟方面我們暫定H型鋼150×150×7×10作為管架樑。
(2)管架樑抗剪強度校驗
根據管架樑的抗彎強度計算所選出的支架,還需檢驗其是否滿足管架樑的剪下要求。參照如下公式對管道所承受的剪力進行校驗。
式中:τ—抗剪強度
Vx、Vy—梁所承受的X軸方向、Y軸方向的最大剪力(N)
S—梁截面面積(m2)
σv—鋼材的抗拉強度,一般型鋼鋼材取160MPa
參照以上示例對所選擇的管架樑進行抗剪校驗。
故改型鋼滿足抗剪要求,所以管架樑採用H型鋼150×150×7×10。
六、 管架柱選型
根據管架樑的受力分析,為滿足管架樑所受管道重力和水平推立的平衡,管架柱(或吊杆)給予管架樑一個支反力來維持管架樑及樑上各管道的平衡。我們由此梁的支反力對管架柱(或吊杆)進行選型。根據分析,管架柱的受力有2個,一個是垂直方向的拉力(或壓力),另一個是水平方向的推力。
1. 管架柱的橫截面計算公式:
S=1.5R/(0.85σ)
式中S為管架柱的最小截面積,R為管架柱豎直方向的拉力或壓力,σ為鋼材的抗拉強度,一般型鋼鋼材取210MPa
所以以上示例中管架柱的最小橫截面積為:
S=1.5×21843/(0.85×210)=184mm2
2. 管架柱彎曲計算
式中:r—截面塑性發展係數,一般型鋼取1.05
F—管架樑作用給管架柱的水平支座反力N
h—管架樑距離支撐點的高度
W—管架柱的最小截面係數(cm3)
σ—鋼材的抗拉強度,一般型鋼鋼材取210MPa
所以以上示例中管架柱的最小截面係數為:
W=1.5×5521×1/(0.85×1.05×210)=44cm3
查型鋼規格表,使所選擇的型鋼橫截面積大於184mm2,同時其截面係數又必須大於44cm3,我們為了管道支架的整體協調,管架柱也和管架樑採用同規格的H型鋼150×150×7×10。
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5 # 創意巧匠
管道支吊架是管道系統的重要組成部分。它用以承受管道荷載,限制管道位移和控制管道振動。隨著工業的發展,裝置的大型化,大真徑管道的增多,支吊架也越來越大型化,要求也越來越高。為此,管道支吊架設計不當,在執行中會使管道其他元件易於損壞,更嚴重的是會使轉動裝置受損,直至被迫停運。因此,該問題在工程設計中不可忽視。正確設計管道支吊架,對於改善管系振動、適應管系變形等有著重要的作用與意義。
設計依據如下:
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6 # 九義影音
管道支吊架是管道工程中必用的構件,而工程實際又比較複雜,所以必須正確合理地選用,以保管網的安全執行。選用支吊架的原則是:
(1)管道支吊架韻設定和選型,應能正確地支、吊管道,並能滿足管道的強度、剛度、輸送介質的溫度、壓力、位移條件等各方面的綜合要求。(2)管架還應能承受一定量的管道外來荷載的作用。
(3)管道支架應儘量選擇型號相同的標準管架,以便於成批生產,加快施工進度。
(4)焊接型的管道支架,製作簡單,施工方便,應優先採用。
(5)管線吊架,現場裝配工作量大、耗鋼材多,儘量少用。
(6)在管道上不允許有任何位移的地方應裝設固定支架,以承受管道的質量、水平推力和力矩。
(7)在管道上無垂直位移或垂直位移很小的地方,可設活動支架或剛性吊架,以承受管道質量,增強管道的穩定性,活動支架的形式應根據管道對支架的摩擦作用力的不同來選取:
1)對由於摩擦而產生的作用力無嚴格限制時,可採用滑動支架;2)當要求減少管道軸向摩擦作用力時,可用滾柱支架;
3)當要求減少管道水平位移的摩擦作用力時,可採用滾珠支架,滾柱和滾珠支架結構較為複雜,一般只用於介質較高的管徑較大的管路上;4)在架空管道上,當不便裝設活動支架時,可採用鋼性支架。
(8)在水平管道上只允許管道單向水平位移的地方,在鑄鐵閥門的兩側和矩形補償器兩側4DN處應設定導向支架。
(9)軸向波形補償器導向支架距離,應根據波紋管的要求設定。軸向波紋管和套管式補償器應設定雙向限位導向支架,防止橫向和豎向位移超過補償器的允許值。
(10)在管道具有垂直位移的地方,應裝設彈簧吊架,在不便裝設彈簧吊架時,亦可採用彈簧支架,在同時具有水平位移時,應採用滾珠彈簧支架。
(11)對於室外敷設大直徑煤氣管道的獨立活動支架,為減少摩擦阻力,應設計成柔性的和半鉸接的或採用可靠的滾動支架,避免採用剛性支架或活動支架。
回覆列表
也不知道題主說的是什麼管道,消防管道,供水管道,還有鋼管,PVC,PPR管道都有不同的施工標準。現在以給排水,採暖工程說說。國標《建築給排水及採暖工程施工質量驗收規範》GB50242-2002中對管道支架有如下要求:第3.3.7條 管道支、吊、托架的安裝,應符合下列規定:1、位置正確,埋設應平整牢固;2、固定支架與管道接觸應緊密,固定應牢固;3、滑動支架應靈活,滑託與滑槽兩側應留有3至5毫米的間隙,縱向移動量應符合設計要求;4、無熱伸長管道的吊架、吊杆應垂直安裝;5、有熱伸長管道的吊架、吊杆應向熱膨脹的反方向偏移;6、固定在建築結構上的支、吊架不得影響結構的安全第3.3.8條 鋼管水平安裝的支、吊架間距不應大於下表的規定: 鋼管管道支架的最大間隙公稱直徑/mm 15 20 25 32 40 50 70 80 100 125 150 200 250 支架的最大間距/m 保溫管 2 2.5 2.5 2.5 3 3 4 4 4.5 6 7 7 8 不保溫管 2.5 3 3.5 4 4.5 5 6 6 6.5 7 8 9.5 11 第3.3.9條 採暖、給水、熱水供應系統的塑膠管及複合管垂直或水平安裝的支架間距應符合下表規定,採用金屬製作的管道支架,應在管道與支架間的加襯非金屬墊或套管: 塑膠管及複合管管道支架的最大間隙管徑/mm 12 14 16 18 20 25 32 40 50 63 75 90 110 最大間距 立管 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.3 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 水平管 冷水管 0.4 0.4 0.5 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.35 1.55 熱水管 0.2 0.2 0.25 0.3 0.3 0.35 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 第3.3.10條 銅管垂直或水平安裝的支架間距應符合下表規定: 銅管管道支架的最大支架公稱直徑/mm 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150 200 支架的最大間距/m 垂直管 1.8 2.4 2.4 3.0 3.0 3.0 3.5 3.5 3.5 3.5 4.0 4.0 熱水管 1.2 1.8 1.8 2.4 2.4 2.4 3.0 3.0 3.0 3.0 3.5 3.5