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重点、难点分析
难点:
1、管道系统复杂,支架形式多样,选型难以把握,支架易变形产生隐患;
措施:
1、采用优质钢材制作;
2、进行满载荷计算,对支架进行受力分析;
3、选取经济可靠的支架;
难点:
2、管道管径大,受力集中;支架数量庞大,安全隐患点多;
措施:
1、对焊工进行技术交底,选用技术过硬焊工进行专职制作;确保焊接质量和效率;
2、对焊缝进行防腐处理,必要时进行探伤检查;
2
支吊架的选型
1、计算管道重量
按设计管道支吊架间距内的管道自重、满管水重、保温层重及10%的附加重量(管道连接件等)计算;
2、设计载荷
垂直荷载:考虑制造、安装等因素,采用支吊架间距的标准荷载乘以1.35的荷载分项系数;
水平荷载:水平荷载按垂直荷载的0.3倍计算;
不考虑风荷载。
3、横担抗弯强度计算
横担存在水平推力时抗弯强度按下式计算
横担不存在水平推力时抗弯强度按下式计算
式中:
rx、ry ? ?截面塑性发展系数
1)承受静力荷载或间接承受动力荷载时, rx = ry =1.05。
2)直接承受动力荷载时, rx = ry =1。
Mx、My? ?所验算截面绕x轴和绕y轴的弯矩(N·mm )
Wx、Wy ? ?所验算截面对x轴和对y轴的净截面抵抗矩(mm3 )
f? ?钢材的抗弯、抗拉强度设计值(N/mm2)
4、实例分析
现以两根DN400的无缝钢管一起做支架进行举例说明:
(1)支架具体数据如上图所示,支架间距设置为4.8m一个;
(2)计算管道重量:
查阅五金手册并计算可得下表:
管径(mm) |
壁厚(m) |
外径(m) |
内径(m) |
每M管重(Kg) |
每M水重(Kg) |
每M保温重量(Kg) |
每M满水重(Kg) |
400 |
0.009 |
0.426 |
0.408 |
92.554 |
130.740 |
3.741 |
227.035 |
(3)计算时,以10Kg为基数,即不满10Kg的按照10Kg计算。
支架间距为4.8m,即每个支架相当于要承受4.8m管道的重量
4.8mDN400无缝钢管重量:
M=4.8*每m满水重=4.8*230=1104kg
故受力F=M*g=11040N
(4)载荷计算
根据支架方案,建立模型,分析受力情况,找出最不利点;
此处,先假设采用12.6#槽钢,查阅五金手册,其单位重量为12.4kg/m
故 其均布荷载为0.124N/mm;
槽钢横担的受力为两个集中应力和一个均布荷载的叠加。
集中应力受力分析图:
均布载荷受力分析图:
两者叠加后弯矩图:
由图可知,其最不利点得位置,为了方便计算选取1/2处为最不利点,由此可根据公式得出支架标准载荷Mk=88495 N·mm
因为标准荷载Mk=884951N*mm,所以垂直荷载Mx=1.35Mk
水平荷载按照垂直荷载的0.3倍计算,即水平荷载My=0.3Mx
由右表可知,
Wx=0.0621mm3
Wy=0.0102mm3
为加大保险系数,此处当所用材料为刚性材料,无塑性。截面塑性发展系数都取1。即Rx=Ry=1
钢材的抗拉强度设计值采用钢材Q235的数据,为215N/mm2,即f=215 N/mm2;
将数据代入横担抗弯强度公式
即可知所验算材料型号是否符合受力要求。各种型号型钢计算结果如下表:
槽钢型号 |
Mk |
Mx(N*mm) |
My(N*mm) |
Wx(mm3) |
Wy(mm3) |
结果(N/mm2) |
钢材抗拉强度设计值(N/mm2) |
12.6 |
749778 |
1012200 |
303660 |
62100 |
10200 |
81.30021 |
215 |
10 |
748087 |
1009917 |
302975 |
39700 |
7800 |
113.4383 |
215 |
8 |
746679 |
1008017 |
302405 |
25300 |
5790 |
162.47894 |
215 |
6.3 |
745693 |
1006686 |
302006 |
16100 |
4500 |
228.77545 |
215 |
3
螺栓及吊具选型
1、膨胀螺栓受力计算
膨胀螺栓设计参数如右表:
YG3型膨胀螺栓 |
拉力值KN |
剪力值KN |
M12 |
12.97 |
8.93 |
M16 |
24.5 |
16.86 |
DN400无缝钢管重量表:
管径(mm) |
壁厚(m) |
外径(m) |
内径(m) |
每M管重(Kg) |
每M水重(Kg) |
每M保温重量(Kg) |
每M满水重(Kg) |
400 |
0.009 |
0.426 |
0.408 |
92.554 |
130.740 |
3.741 |
227.035 |
每个支架相当于承受两根4.8m DN400无缝钢管
总重量为M=230*4.8*2=2208Kg
故F=Mg=22080N=22KN
来源:BIM前沿
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