管道支吊架选型课件.ppt

1、管道支吊架选型及计算方法管道支吊架选型及计算方法2022年6月9日目录目录1、前言2、支吊架主要的形式及选择依据3、支吊架计算前准备工作4、支吊架荷载及其分类5、公式计算6、软件计算7、软件计算实例8、结语前言12022年6月9日 管道支吊架是分布广，数量多的特种结构、在冶金、化工、石油、工业厂房等工程中被广泛采用。管道支架结构简单、计算繁琐，如做到计算先进、经济合理、快速设计和安全适用，对指导现场施工安装有重要的意义。 管道支吊架计算涉及的内容众多，结构也因实际的条件不同导致差异较大，为了本次培训查阅相关资料，然而资料少则七百多页，多则上千页，而且有的数据范围尺寸过于宽泛，有的还是停留在理论

2、阶段，又或是缺少相应的参数（比如书籍中提到的材料大部分还是停留在金属材质管道，而随着科学技术的发展，现实工程中广泛应用了比如PP,UPVC,CPVC，PVDF，衬胶衬塑等等管道材料），或者是计算过程的公式太过于繁杂，如涉及到抗震计算，及相应的稳定性计算则是更加繁杂，不便于指导实际施工。现实中对于安装行业，我们只要求能满足安全可靠，经济合理。比如有些可以忽略不计的外力作用，或者是对支吊架影响不大的作用力可以忽略不计或者通过放大安全系数的方式给予补充。如果是纯粹的理论研究当然肯定要考虑上述因素，但类似工作是研究院设计所或者是我们称为XX专家这类人应该考虑的事情，不是我们安装行业的主抓方向。所以本次

3、培训讲述的内容基本以现场实际中常见的支吊架和其主要的荷载为主要对象。 由于本人的知识水平和技术层面有限，难免有不妥之处，敬请大家批评指正。支吊架主要的形式及选择依据22022年6月9日工程中常用的支吊架形式主要有自立式，倒挂式和悬挑式三类。其中自立式和倒挂式适用于综合管架或者共用管道共架采用及其广泛，悬挑式适用于单独个别或者几个的管道并且施工现场条件无法做或者不适合做自立式和倒挂式情况下使用。本次培训主要针对前两中形式讲述。管架还有管沟和直埋式，不做展开讨论自立式倒挂式悬挑式2022年6月9日钢架形式优点缺点自立式不受建筑物梁的布置影响，可依据现场情况需要，合理布置立腿位置。因立腿是受压构件，

4、在计算时候需要考虑偏心受压和压杆失稳等不利情况，立腿构件的计算结果往往比自立式的选型大，更浪费材料。 空间上因有立腿从地面撑起，不利于人员、设备、材料的运输。倒挂式立腿的选型比自立式的更加经济合理，并充分利用了建筑物上部空间，便于人员，设备，材料的运输，节约空间。要依据现场梁的位置布置共架立腿的位置，在没有土建梁的位置，无法合理布置需要的立腿。支吊架计算前准备工作32022年6月9日1、需要收集相应区域梁柱的土建结构图-（用于确定支吊架立腿位置）2、收集需要计算范围的管道图（平面和断面）-（用于确定支吊架的标高和水平延伸位置）3、收集工程中使用材料缩写的一览表-（用于在管道图中标示的材料和管道

5、信息有对应详细的信息，例如：管道的材料类型+压力等级+材料使用的标准）4、收集风管图-（避免风管和刚架的立腿干涉）5、需要有常用材料每米理论重量表6、管道支架间距设置表7、规定工程抗震等级的设计文件，或者规范。8、常用的一些力学基本参数。2022年6月9日土建梁、柱图2022年6月9日管道规格一览表管道图中采用了对应的材质编号缩写2022年6月9日常常用用每每米米管管道道理理论论重重量量表表2022年6月9日管道支架间距满足下列列表的距离，基本上就够了。特殊管道，特殊介质除外。2022年6月9日抗震设计规范常用表格数据抗震设计规范常用表格数据2022年6月9日常常用用设设计计参参数数2022年

6、6月9日几个常用的概念几个常用的概念材料强度标准值：通过实验取得数据，再经过统计学概率分布，并结合工程经验，取某一分位值（该值不一定是最大值）确定的。材料强度设计值：荷载规范中明确规定，标准值乘以相应的分项系数就是材料的强度设计值。永久荷载的分项系数是1.2或者1.35；活荷载的分项系数为1.4或1.3，分项系数在某种意义上可以理解为安全储备。材料许用应力：其实就是材料的屈服强度/安全系数，安全系数常取2，某些脆性材料取6-表示2022年6月9日几个常用的概念几个常用的概念屈服强度：简单的说就是将测试材料从弹性变形拉成塑性变形过程中所使用的最大和最小力的值，其最大值和最小有对应的判别标准。（屈

7、服强度有上屈服强度和下屈服强度）挠度：通俗可以理解为受力构件因外力作用下而产生变形，其中心线在变形前与变形后的位移量。常用的还有剪力，弯矩等等。支吊架荷载及其分类42022年6月9日序号项目内容1垂直荷载永久荷载1)管道、内衬、保温、管道附件重2)管道内介质重量3)管架自重可变荷载1)管架上活荷载2)管道内沉淀物、试压水重3)积灰荷载4)冰雪荷载2水平荷载(可变)纵向1)管道补偿器反弹力2)管道不平衡内压力3)管架与管道摩擦力4)活动管架的位移反弹力5)水锤作用产生瞬间推力横向1)风荷载2)拐弯管道或者支架传来的水平推力3)管道横向位移的摩擦力3特殊荷载地震作用，其他作用其中红色字体部分荷载必

8、须考虑绿色部分字体视具体情况而定考虑公式计算52022年6月9日1234wB2022年6月9日1234wB2022年6月9日F2F1eRMce2)(2/1()(2()(2()8/(222211c222221111122211bbMeLbFeLbFblMBbRR2022年6月9日F2F1Mcpw1Hh1pw2h22211222112122hhMbLFbHLFpHwwcwWWW2022年6月9日1234Bp132412124121021hMMMMHHBhRR2022年6月9日234BH1H4R1R4wMcMc1132241114141221h31在基础上近似计算；假定反弯点22321)12(6;h

9、MMMFBMMhMHHBRRFBIIh12022年6月9日234Bph111321414141h21在近似计算；假定反弯点)21(223k);61(2khMMkhMMHHBhkRRQQ2022年6月9日7BR1R4w851632h1cEHH)h(81或812/)(2/)(21112214t1eHMDCMeLCBFhCCBHHBRRCBtt2022年6月9日R1R4EH1pwH4CQC)(2/21/h141142ehHMeHCRMechLFHHBRRlctllRD2022年6月9日BhhBct312/1基础弯矩.2相同计算公式与.1MMDF1h3B2022年6月9日hBhct31基础弯矩.2相同

10、计算公式与.1MMDF1h2B2022年6月9日B14d1d223Fd2l22Fd1l11320d40021222214141BMMBLFFHHBRRBct2022年6月9日（-）（+）（+）（+）（-）（-）（-）pwh10212211411t1ctMBLFBLFHHBhRR2022年6月9日B8000212ct214141BMMFFHHBRRB2022年6月9日Bpwh00h27114141ctMBLFBLFHHBRR2022年6月9日564Bw232w1I1h11MABMMMMAhBHHBRRABII2132411214121421210)()(21)23(4;h2022年6月9日564

11、B32h11pw2pw112142412141221141)(210)(21)h(hMMMMHHBhRR2022年6月9日56432I2h1111213221412112141211/2h假定反弯点在2. 参照.1近似计算；223)(21)12(6;lDMMMFBMMhMHHBRRFhBll1h32022年6月9日pw2pw1B)()(21)(2111212141221141ehHMLheCFHHBhhRRtctd2022年6月9日w2w1hBh2h12132h，h确定反弯点.2计算参照相同关系.1DBh32022年6月9日pw2pw1BhBh12132h，h确定反弯点.2计算参照相同关系.1

12、DBh22022年6月9日w2w11423Fd2l2Fd1l1d2d183204,00）(212222112212l412141BMBMMdBLFFHHBRRBBct2022年6月9日pw2pw1B145623h2h10)()()(21h221212112141221141ctMBLFBLFHHBhRR2022年6月9日w2w1142356B2211412141-800）(21BBctMBMMHHBRR2022年6月9日pw2pw1B145623h2h10)()(0)h(ct221212111211221141MBLFBLFHHBhRR2022年6月9日564B32178MABMMMMhBHH

13、BRRAhBl213241214141121021)23(4;l2022年6月9日4B1pw3pw1pw2h1y1y2321124141410)(21hhHMMMMHHBRRA2022年6月9日B32w1w2w341计算l/3h或假定反弯点在基础上 22321)12(6;l113221411114121MMMFBMMhMHHBRRFhBll2022年6月9日41pw3pw1pw232计算2/1或假定反弯点在2-2h3k）；61(212141411141hBMMHHBRRQQ2022年6月9日564B32178eLh1CC)h(88)（或8)(l1h2)（2111ct22122111114141

14、eHMBMCBCMeLCBFCCBHHBRRBBD2022年6月9日)h(2121)h(11ct1411141eHMeCLhFHHBRRD2022年6月9日BhBh12133h，h确定反弯点.2计算参照相同关系.1DBh32022年6月9日h1hB2133h，h确定反弯点.2计算参照相同关系.1DBh22022年6月9日142Fd2L2Fd1L13d1d2h12h23B83204,00212222112212l4141BMBMMdBLFFHHBRRBBct2022年6月9日14h1021h27114141ctMBLFBLFHHBRR2022年6月9日B80002122l4141BMMFFHHB

15、RRBct2022年6月9日14h100h22114141ctMBLFBLFHHBRR软件计算62022年6月9日用软件来计算受力情况，不需背繁琐的公式，也不受力的数量和布置情况影响。市场上现在用软件来做受力分析的软件主要有PKPM，SOLIDWORKS，PDSM-ROHR2等，下面对以上几个软件做简单的介绍。PKPM是我国建筑科学研究院建筑工程软件研究所研发的一个系列，最早只有2个模块（框排架设计和平面辅助设计），现在有建筑、结构、设备设计于一体系列，还有建筑概预算系列，施工系列等，PKPM在国内设计院设计行业占有绝对优势，市场占有率90%以上，从以上介绍也可看出，PKPM的侧重点是土建和结

16、构的受力分析计算。（本次以介绍PKPM使用为主）SOLIDWORKS是推出过CAD的达索公司下的子公司，成立于93年，因借助于CAD的平台，所以推出后在市场上很快占有了主要位置。其中SOLIDWORKS SIMULATION是专门的受力分析模块。ROHR2是德国著名的SIGMA公司推出的一款专业管道应力分析软件。目前主要应用在核电、电力、石油、化工、水处理、环保等领域，可以对管系做静力、热、风荷载、雪荷载、水锤、底座谱线、时程分析、水压试验、简谐振动、疲劳分析、管件温度梯度等分析。可求出管系位移，支吊架和管嘴受力分析等。软件计算实例72022年6月9日PKPM软件以2010 V2.1版为基础，

17、可以看出，有专门的钢结构，建筑，结构，特种结构，砌体结构等等模块。其中钢结构模块下面有分很多个类型，从各类型的名称中可以看出具有各自的使用特点，和管道支吊架最接近的应该是钢结构里面的支架模块和框排架模块。2022年6月9日点击应用后，出左图界面，需要输入新建工程文件名称2022年6月9日输入工程名称后，出现左图界面，主要步骤可以分：网格生成网格生成-柱布置柱布置-梁布梁布置置-横载输入横载输入-活载输入活载输入-参数输入参数输入-支座修改支座修改-截截面优化面优化-结构计算等。结构计算等。2022年6月9日如左图，按实际支吊架情况，建立好网格2022年6月9日如左图，做柱布置2022年6月9日

18、如左图，做梁布置2022年6月9日如左图，分别设置横载2022年6月9日如左图，分别设置活载2022年6月9日如左图，按照工程实际情况，分别设置好多呀的参数，比如抗震等级、长细比等等。再根据情况，是否需要修改支座。2022年6月9日如左图，进入结构优化，软件会自动根据之前设置的荷载和参数，自动将相应构件进行优化。2022年6月9日如左图，最后进入到结构计算，能够输出各种需要的力学图形和相应的力学计算文件。2022年6月9日支吊架的计算是门复杂的科学工作，需要科学客观事实求是的态度对待，千万不能只追求经济利益而不顾结构的安全可靠性。因受力计算没有绝对统一的答案，当出现两个不一样的结果时，需要对结果进行分析判断，综合各方面情况，选择最佳吻合现场实际需要的施工方案。本次培训介绍的软件，不表示掌握了什么不得了的高科技软件或者技术，只是给大家介绍有相关的软件可以学习借鉴，从以往实际中使用过的情况来看，都达到了预期目标。以往成功的案例有南京熊猫G108、合肥京东方B5、鄂尔多斯京东方B6、厦门天马、武汉华星等等。如有相关爱好兴趣的，可则机单独探讨。增加一个计算案例