冷却水管支吊架方案(审阅)讲解.doc

目录1、吊架制作材料22、支架结构型式23、吊架安装方式34、吊架的平面布置位置图45、每米水管对吊架的受力计算46、综合支架竖向槽钢实际受力计算57、受力分析68、结论79、附表8冷却冷冻水管吊架方案1、吊架制作材料地下负三层冷却冷冻水主干管采用综合吊架方式进行安装，选用的材料有16#槽钢（材质20优质碳素结构钢）、12mm厚的钢板、M16X120的膨胀螺栓，焊条等2、支架结构型式吊架总体结构型式如下图：管道布置及受力分析图1-13、吊架安装方式根据已批准的综合管线图对吊架安装的水平位置进行放线定位，确定筋板的水平位置，再根据各吊架安装处梁的高度来确定筋板的竖向位置，进行螺栓孔定位，再用配套的钻头进行钻孔，钻孔的深度应与膨胀螺栓的长度相配，钻好孔后，装入M16X120的膨胀螺栓，用开口扳手将螺母收紧，并使膨胀螺栓内部胀开，之后松下螺母，取下垫片及弹介，装上筋板，再依次装上垫片、弹介、螺母，再将螺母收紧。之后确定吊架的竖向长度，下料后焊接于已安装完毕筋板上，竖向吊架焊接好后，根据综合图的标高确定横亘的位置，下料后焊接，具体方式如下图（管弄布置受力分析图1-1）,采用四颗M16X120的膨胀螺栓将=12mm厚的钢板固定于梁侧面,并将槽钢焊接于钢板上（全焊），这种吊架方式各部位均焊接，受力最薄弱部位便是膨胀螺栓，所以受力分析只计算膨胀螺栓的实际受力。4、吊架的平面布置位置图5、每米水管对吊架的受力计算：说明：每米水管重量为G，产生的重力为Gz；管内注满水的每米重力为Gs，水的密度为水；管和水每米合重力为Gh。Gz=g×G×1Gs=g×（d2×/4）×水×1Gh= Gz + Gs分别计算出各种规格管道每米管的自重，水的重量、水和管合重分另列入下表（重量计算表1-1）： 公式管径管每米重力Gz (KN/m)管内水每米重力Gs (KN/m)水和管每米合重力Gh(KN/m)+DN2000.360.30.66DN2500.420.480.9DN3000.6150.71.315DN3500.80.941.74DN6001.52.774.27重量计算表1-16、综合支架竖向槽钢实际受力计算、对支架布置图1的计算:a、根据平面布置图计算出最长管道长度Lmax：LC1=（a1+b1）/2=（4500+4500）/2=4500mm=4.5mLC2=（b1+c1）/2=（4500+4500）/2=4500mm=4.5mLC3=（c1+d1）/2=（4500+4150）/2=4325mm=4.325mLC4=（d1+e1）/2=（4150+4500）/2=4325mm=4.325mLC5=（e1+f1）/2=（4500+3450）/2=3975mm=3.975mLC6=（f1+g1）/2=（3450+3450）/2=3450mm=3. 450m由上数据得知，支架受力最长管道长度为Lmax= 4.5mb、由于支架上的两条管的大小相同，材质相同，且的支架上均匀分布，每米管满水时支架受的管道重力为2Gh，查上表此重力为8.54（KN/m）。根据平面布置图查出管道长度Lmax，计算此处支架受到总静荷载：F2Gh×Lmax8.54×4.538.5 KNc、同理，充滿水的管道在每个支架槽钢立柱受静荷载：Ft1Ft1=4.27（KN/m）×Lmax4.27×4.519.22 KN、对支架布置图2的计算: a、根据平面布置图计算出最长管道长度Lmax：LC1=（a1+b1）/2=（5500+4450）/2=4975mm=4.975mLC2=（b1+c1）/2=（4450+4450）/2=4450mm=4.45mLC3=（c1+d1）/2=（3650+4450）/2=4050mm=4.05mLC4=（d1+e1）/2=（3650+3650）/2=3650mm=3.65mLC5=（e1+f1）/2=（3650+4970）/2=4310mm=4.31m由上数据得知，支架受力最长管道长度为Lmax=LC14.975mb、根据力矩平衡原理，计算出每米管（8条）装满水时的吊架受力：Ft2（每米）=（G3×L1+ G2×L2+ G3×L3+G4×L4）/L= (1.315+1.74)×1.945+(1.315+1.74)×1.35+(0.9+0.66)×0.81+(0.9+0.66)×0.32/2.32= (5.94+4.13+1.26+0.50) /2.32= 5.10KN/mc、同理可得：Ft2（每米）= (G3×L11+ G2×L21+ G31×L3+G4×L41)/L= (1.315+1.74)×0.375+(1.315+1.74)×0.97+(0.9+0.66)×1.51+(0.9+0.66)×1.995/2.32= (1.15+2.97+2.36+3.11) /2.32= 4.13KN/md、支架布置图2中的左边竖向槽钢受力的最大静载荷为：Ft2= Ft2（每米）×Lmax =5.10×4.975=25.37KN支架布置图2中的右边竖向槽钢受力的最大静载荷为：Ft2= Ft2（每米）×Lmax=4.13×4.975=20.55 KN7、受力分析：、梁承受支架静拉力：支架布置图1情况下梁承受支架最大静荷载：Ft1Ft138.43 KN支架布置图2情况下梁承受支架最大静荷载：Ft2Ft245.92 KN、膨胀螺栓受力分析：根据综合支架结构形式分析得知竖向槽钢受力应由4颗膨胀螺栓同时受力，取膨胀螺栓同时受力系数K1=0.90；根据实用五金手册查得M16膨胀螺栓抗剪承载力为13.730KN（见附表），则4颗膨胀螺栓能承受的载荷总和为：F总=4×13.73×0.9 =49.32KN、槽钢受力分析：根据附表查得：16#a型槽钢截面面积=2195mm2（见附表）；根据实用五金手册查得材质20优质碳素结构钢：抗拉强度为410N/mm2（见附表）。槽钢允许承受最大拉力为：410×2195=900 KN、实际可能发生最大受力分析：考虑到装满水后，系统正常运行时有一个动载荷系数K2=1.1，同时取安全系数S=1.5，则可算出竖向槽钢受力的最大实际值（按槽钢受力的最大静载荷Ft2计算）：F实= Ft2×K2×S=25.37×1.1×1.5=41.86 KN8、结论：梁承受的实际静荷载分别为：42.49KN和45.92KN。其受力点分布如综合吊架平面布置图。结构是否能承受，请原设计院核定。槽钢受力：槽钢允许承受最大拉力为900 KN，远远大于最大实际值41.86 KN；另外所有焊缝处采取满焊、焊透，能保证等强焊接。因此槽钢能满足强度要求。4个膨胀螺栓能承受总力F总=49.32KN；综合管道实际装满水后，运行过程中，实际最大受力F实=41.86 KN；实际受力小于膨胀螺栓能承受总力，膨胀螺栓满足要求。9、附表：(1)摘自钢结构第二版 武汉理工大学出版社(2) 膨胀螺丝剪切力数据表（五金手册）（3） 槽钢抗拉强度表