支架受力分析
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模板支架的基本受力形式及受力分析
3）、从试验结果知，设扫地杆与剪刀撑后，支架仍为扣件滑移破坏，其承 载力提高不多，但值得注意的是，增设扫地杆和剪刀撑后，支架立杆的有效 压力明显降低了，说明支架的整体性得到提高，支架各部分参与工作的程度 加深了。本试验因条件限制未进行极限承载力试验，但根据外脚手架试验临 界荷载试验，设扫地杆与剪刀撑后脚手架极限承载力提高较大，因此，钢管 排架支撑设置必要的扫地杆及剪刀撑有利于提高支架的整体稳定性，防止在 混凝土输送管的抖动下支架的整体失稳，增加安全储备。
一、模板支架的基本受力形式 （1）、轴心受压与偏心受压
示意图
1800
900
（2）、扣件钢管支模架整架受力试验
7 3
1
7
5 @333
400 6
2
4
1
44
8
12
12
5
10
10
1
4
12 9 8 12
121800Fra bibliotek1800900
900
11
1
1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000
1--1 11
1000 1000 1000 1000 1000
用钢管扣件搭设梁模板支架的加载试验，底模下水平钢管与立杆扣接，立杆偏心受压。
扣件钢管模板支架试验 用传感器在钢管底下测力。
（3）、扣件钢管支模架整架试验 结论：
•1）、 对模板支架而言，其承载力往往由扣件的抗滑承载力控制，而非由 稳定承载力控制。设计模板支架时，应先验算扣件的抗滑承载力是否满足要 求，其次复核稳定性是否满足要求。 •2） 、在扭力矩为时，旧扣件的单扣件横杆在10.2~11kN时发生扣件滑移； 双扣件横杆在17.5~19.3kN时发生扣件滑移。所以，单扣件抗滑设计承载力 取8kN，双扣件抗滑设计承载力取12kN，是可行的。
大口径支架受力分析
1.支架荷载分类与计算1.1 管道及介质载荷管道及介质载荷包括管道自重、内衬保温层、管道附件、管架、介质重量。
对于大口径管道，其轻质保温层和管道附件重量相对管道自重可忽略不计。
在图2 中，支架1#承受的管道自重力为Pz1.2 管道补偿反弹力空调系统管道一般使用波纹补偿器图1 中，运行时，波纹补偿器上下管段因伸缩分别产生方向相反的补偿反弹力Pa1、Pa2，2#支架上，反弹力Pa2, 与向下作用的管道及介质等重量部分抵消，有利于支架的受力，而1#支架上，向下的反弹力Pa2 与管道及介质等的重力迭加，故两支架中．1#为受力不利支架．其补偿反弹力的计算式为P =Kw *Ex, Kw ——波纹补偿器总刚度．E ——设计补偿量。
1.3管道轴向不平衡内力立管运行或试压时，因补偿器一侧的阀门关闭产生的作用力使管道承轴向内力不平衡(见图2) ，1#支架为最不利情况的最不利部位。
管道系统试验压力高于工作压力，因此，试压时，系统承受的压力最大．为最不利状态，故应以试验压力为计算基础。
1#支架轴向不平衡内力Pn=Po*Ai Po 一一管内介质试验压力，Ai 一一波纹补偿器有效截面面积。
1.4活动管架摩擦力为保证立管稳定，在1、2#固定支架之间设立活动支架，为减少磨擦阻力．活动支架的抱箍卡般采用圆钢或扁钢管卡．抱箍安装不宜过紧其摩擦力较小．可忽略1.5 试压用水的重量试压水重量为两阀门之间试压管段所容水量的重量(Pr ) 。
1.6 振动载荷管路系统振动会导致管道位移，位移产生应力。
一般情况下．制冷系统设备运行时，其振动经过隔振处理和多处减振，传递至垂直立管的振动已经很小，几乎感觉不到，而试压时．管道本身没有振动故此项载荷可忽略。
1.7 积物及其它荷载此类荷载包括管内沉积物、操作平台荷载等。
空调系统介质为清水，按常规维护要求，管路系统应定期作水质处理，系统内基本无沉积物。
另外，一般情况下，楼层层高有限，管井内无需专门设立操作平台。
热力工程中固定支架的受力状况分析
ARCHITECTURE
VDoecl . (2002) 1220028202
热力工程中固定支架的受力状况分析
夏志方
摘 要 :对热力管道工程中固定支架的受力进行了分析 ,并对在不同情况下的受力状况提出了应注意的要点 ,解决了固
改变后 C 点固定支架推力 : PX3 = PK3 + P0 A =ΔX·KX + P0 A
= 5 750 + 1. 6 ×10 ×3 167 = 56 422 kg , 式中 : P0 ———管线设计压力 1. 6 MPa ;
A ———波纹补偿器的有效面积 3 167 cm2 。 由此可见 ,改变前后 C 点固定支架所承受的推力与原设计固 定支架的力相差 50 t 左右 ,后者相当于前者的 32 倍 ,这种分期 、分 阶段施工和供热的管线在实际工作中经常遇到 。在这种情况下 , 采取一般的支撑和简单的对固定支架加固 ,可能满足不了要求 。
P = ∑1. 2 ( qz + qw) L + ∑qyL , 式中 : P ———作用与一个支架上的总垂直荷载 ,kg ;
qz ———管道自重 ,kg/ m ; qw ———管道保温层重量 ,kg/ m ; qy ———液体重量 ,kg/ m ;
112 水平荷载
沿管道轴向的水平荷载 。 1) 补偿器的弹性反力 PK 当管道膨胀时 ,补偿器被压缩变形 ,由于补偿器的刚度 (对于 套筒补偿器 ,则由于填料的摩擦力作用) 将产生一个抵抗压缩的 力量 ,这个力是通过管道反作用于固定支架 ,这就是补偿器的弹 性反力 ,轴向型波纹补偿器的弹性反力 PK :
卷 第 12 2年12
期 月
SHANXI
ARCHITECTURE
VDoecl ..2 8 2N0o0.212
模板支架受力分析计算PPT课件
学员心得体会分享
学员A
通过本次学习，我深刻理解了模板支架受力分析的重要性，掌握了相关的计算方法和技巧，对今后的工作有 很大的帮助。
学员B
本次课程内容丰富、实用，让我对模板支架受力分析有了更深入的了解，同时也提高了我的计算能力和解决 问题的能力。
学员C
感谢老师的悉心教导和耐心解答，使我在短时间内掌握了模板支架受力分析的核心要点，对我的职业发展有 很大的促进作用。
优化设计方案探讨
优化支撑体系布局
根据工程实际情况，合理调整支撑体系的布局和间距，提高其整体稳定性和承载能力。
加强节点连接设计
采用更加可靠的节点连接方式，如增加连接板厚度、优化焊缝设计等，提高节点连接的强度和刚 度。
选用新型材料
积极推广使用新型高强度、轻质化材料，如高性能混凝土、碳纤维复合材料等，降低模板支架的 自重，提高其承载能力和安全性。
有限元分析法
01
利用有限元软件对模板支架进行受力分析，模拟实际工况下的
应力、应变和位移等，评估其结构安全性。
规范验算法
02
根据国家和地方相关规范标准，对模板支架的关键受力部位进
行验算，确保其满足安全要求。
现场监测法
03
通过在模板支架上布置传感器，实时监测其受力状态，及时发
现潜在安全隐患。
潜在风险点识别及预防措施
作用
确保模板稳定、承受施工荷载、 保证混凝土浇筑质量。
常见类型及其特点
01
02
03
04
扣件式钢管脚手架
搭设灵活、承载能力强、使用 广泛，但耗材较多。
碗扣式脚手架
结构稳定、装拆方便、承载能 力高，适用于多种工程。
盘扣式脚手架
节点连接牢固、整体稳定性好 、承载能力高，但成本较高。
支架受力分析
管道支架受力分析——曹伟选取购物中心地下室某段压力排水管道进行受力分析：系统：压力排水材质：镀锌钢管管径：DN100管道数量：两根相邻两支架间距：6米一、管道重量由三部分组成：按设计管架间距内的管道自重、满管水重及以上两项之合10%的附加重量计算（管架间距管重均未计入阀门重量，当管架中有阀门时，在阀门段应采取加强措施）。
1、管道自重：由管道重量表可查得，镀锌钢管DN100：21.64Kg/m ，支架间距按6米/个考虑,计算所得管重为：f1=21.64*6kg=129.84kg*10=1298.4N2.管道中水重f2=πr2ρ介质l=3.14*0.1062*1000*6kg=211.688kg=2116.88N3、管道重量f=f1+f2+(f1+f2)*10%=3756.81N4、受力分析根据支架详图，考虑制造、安装等因素，系数按1.35考虑，每个支架受力为：F=3756.81*1.35/2=2535.85N假设选取50*5等边角钢（材质为Q235）做受力分析试验1）应力应变关系如下：绘制成应力应变曲线图如下：从图中可以看出，应力/应变曲率变化平缓，处于弹性应力应变行为阶段，各部位均没有发生屈服现象。
由相关资料可查的50*5等边角钢的抗拉强度σb=423MPa，抗剪强度σr=σb*0.8=338.4MPa，型钢吊杆拉伸强度小于它的抗拉强度，型钢横担小于它的抗剪强度，所以50*5等边角钢可以满足使用要求。
2）危险部位应力分析图中的蓝色区域为支架应变最大的地方，也即该处最容易发生变形与开裂，在设计中应对有较大变形的地方，解决办法有两个：1、加固：可以通过增加肋板来加固，在型钢焊接的地方更应该满焊以此增大接触面，从而减小开裂的可能；2、通过选择更大规格的型钢来试验，直到满足设计要求为止。
通过上述例子，我们选择40*4的等边角钢来试验，通过计算和分析校核，发现可以满足使用要求，从而更加节省了型钢的用量。
以上分析只考虑了垂直方向的载荷，实际上对于有压管道，同时存在水平方向的受力，所以我们分开单独分析一下二、支架水平方向受力1）补偿器的弹性反力P k当管道膨胀时，补偿器被压缩变形，由于补偿器的刚度（对于套筒式补偿器，则由于填料的摩擦力作用），将产生一个抵抗压缩的力量，这个力是通过管道反作用于固定支架，这就是补偿器的弹性反力，轴向型波纹补偿器的弹性反力P k：P k=ΔX·Kx·10-1(kg)式中ΔX—管道压缩变形量（即管道的热伸长量）(mm)Kx—补偿器轴向整体刚度)(N/mm)其他各类补偿器可通过不同公式计算得出。
管道固定支架的受力分析
管道固定支架的受力分析随着资源节约型与环境友好型社会的深入发展，环保节能理念融入生活生产的方方面面，逐渐成为时代发展潮流。
一：主固定支架的受力分析
通常情况下，主固定支架设置在热力管道的端点处、各项分支点处、各型号阀门的加设点处，需要承受来自各方的力，如内压推力、各类摩擦力、波纹管膨胀节在不断位移过程中产生的力等，这就要求施工人员对其受力情况进行严格管控，全面、客观、详尽的考虑到一切可能影响其受力值的因素，并通过反复分析与比对，掌握其实际受力值及受力类型。
二：次固定支架的受力分析
次固定支架也是固定支架的重要组成部分，对热力管道的正常运转具有积极作用。
技术人员在具体安装的过程中，可选择铰链型或复式万能型波纹管膨胀节，以达到承载内压推力的作用，此后加设次固定支架，能有效分担剩余的荷载力，为热力管道安全稳定运行打下坚实的基础。
陕西雅美新材料有限公司坐落于十三朝古都西安临潼区，是一家多年专业从事HDPE、UHMW-PE、FRPP等塑料管材研发、制造、销售、安装服务于一体的高新技术企业，公司
注册资金1.01亿元，员工60余人，公司目前有三个生产基地：泰州，廊坊，西安，设有三个分公司分别为：山东分公司、山西分公司、新疆分公司，公司主要经营给水与排水系列产品，主要经营的品牌有瀚通、小管当家、真优材。
给水管产品主要有：PVC-O新型给水管、PE给水管、钢丝网骨架聚乙烯复合管、孔网钢带聚乙烯复合管、钢骨架塑料复合管等。
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模板支架的基本受力形式及受力分析专项讲座
• 1.0.2 本规范适用于房屋建筑工程和市政工程等施 工用落地式单、双排扣件式钢 管脚手架、满堂扣 件式钢管脚手架、型钢悬挑扣件式钢管脚手架、满 堂扣件式钢 管支撑架的设计、施工及验收 。
• 1.0.3 扣件式钢管脚手架施工前，应按本规 范的规定对其结构构件与立杆地基承载力进 行设计计算，并应编制专项施工方案。
双扣件支模时中 间增设一道顶撑， 扣件的滑移破坏 首先发生在中间
顶撑扣件处
5)、单扣件下设扫地杆及剪刀撑与仅设扫地杆，承载力相同（在扣件发生滑 移破坏时，两种工况下支架承受的荷载比）。但增设了剪刀撑后，在相同的 支架荷载下，立杆压力降低了约2.6%。 6)、双扣件下设扫地杆、剪刀撑及中间增设顶撑拉结与未拉结梁下立杆荷载 值对比（图6）双扣件下设扫地杆、剪刀撑及中间增设顶撑且拉结比顶撑未 拉结情况承载力提高为7.4%（在扣件发生滑移破坏时，两种工况下支架承 受的荷载比）。但梁下立杆压力仅增大约4.8 ％。
• 标准《碳素结构钢》GB/T700 • 中 Q235 级钢的规定。
• 3.1.2 脚手架钢管宜采用 Φ48.3×3.6 钢管 。每根钢管的最大质量不应大于25.8kg。
（市场上有Φ48.3×2.7 ~Φ48.3×3.0，可以根据 实际使用的钢管规格进行验算，一定要保证使用 规格与方案验算的规格一致）
• 脚手架横向两端立杆外皮之间的水平距离 • 单排脚手架为外立杆外皮至墙面 的距离。
• 2.1.23 步距 lift height • 上下水平杆轴线间的距离。
• 2.1.24 立杆纵（跨）距 upright tube
longitudinal spacing of
• 脚手架纵向相邻立杆之间的轴线距离。
3）、从试验结果知，设扫地杆与剪刀撑后，支架仍为扣件滑移破坏，其承 载力提高不多，但值得注意的是，增设扫地杆和剪刀撑后，支架立杆的有效 压力明显降低了，说明支架的整体性得到提高，支架各部分参与工作的程度 加深了。本试验因条件限制未进行极限承载力试验，但根据外脚手架试验临 界荷载试验，设扫地杆与剪刀撑后脚手架极限承载力提高较大，因此，钢管 排架支撑设置必要的扫地杆及剪刀撑有利于提高支架的整体稳定性，防止在 混凝土输送管的抖动下支架的整体失稳，增加安全储备。
• 1.0.3 扣件式钢管脚手架施工前，应按本规 范的规定对其结构构件与立杆地基承载力进 行设计计算，并应编制专项施工方案。
双扣件支模时中 间增设一道顶撑， 扣件的滑移破坏 首先发生在中间
顶撑扣件处
5)、单扣件下设扫地杆及剪刀撑与仅设扫地杆，承载力相同（在扣件发生滑 移破坏时，两种工况下支架承受的荷载比）。但增设了剪刀撑后，在相同的 支架荷载下，立杆压力降低了约2.6%。 6)、双扣件下设扫地杆、剪刀撑及中间增设顶撑拉结与未拉结梁下立杆荷载 值对比（图6）双扣件下设扫地杆、剪刀撑及中间增设顶撑且拉结比顶撑未 拉结情况承载力提高为7.4%（在扣件发生滑移破坏时，两种工况下支架承 受的荷载比）。但梁下立杆压力仅增大约4.8 ％。
• 标准《碳素结构钢》GB/T700 • 中 Q235 级钢的规定。
• 3.1.2 脚手架钢管宜采用 Φ48.3×3.6 钢管 。每根钢管的最大质量不应大于25.8kg。
（市场上有Φ48.3×2.7 ~Φ48.3×3.0，可以根据 实际使用的钢管规格进行验算，一定要保证使用 规格与方案验算的规格一致）
• 脚手架横向两端立杆外皮之间的水平距离 • 单排脚手架为外立杆外皮至墙面 的距离。
• 2.1.23 步距 lift height • 上下水平杆轴线间的距离。
• 2.1.24 立杆纵（跨）距 upright tube
longitudinal spacing of
• 脚手架纵向相邻立杆之间的轴线距离。
3）、从试验结果知，设扫地杆与剪刀撑后，支架仍为扣件滑移破坏，其承 载力提高不多，但值得注意的是，增设扫地杆和剪刀撑后，支架立杆的有效 压力明显降低了，说明支架的整体性得到提高，支架各部分参与工作的程度 加深了。本试验因条件限制未进行极限承载力试验，但根据外脚手架试验临 界荷载试验，设扫地杆与剪刀撑后脚手架极限承载力提高较大，因此，钢管 排架支撑设置必要的扫地杆及剪刀撑有利于提高支架的整体稳定性，防止在 混凝土输送管的抖动下支架的整体失稳，增加安全储备。
满堂支架受力分析
附件1 支架计算书箱梁施工采用满堂碗扣脚手支架,以下受力验算取武汉某立交高度最高的支架27#～28#墩进行。
受力情况不验算箱梁翼板而只计算梁底受力情况。
支架步距采用90cm，横向间距在一般截面为60+90+120+90+60+90+120+90+60+90+120+90+60cm，在墩顶截面为19×60cm，竹胶板下顺桥向布置10×10cm木方，木方下横桥向布置工10工字钢，具体见箱梁一般截面受力分析图和箱梁墩顶截面受力分析图。
箱梁一般截面受力分析图39KN/m箱梁墩顶截面受力分析图1. 支架计算与基础验算资料（1）HB碗扣为Φ48×3.5mm钢管；（2）立杆、横杆承载性能;（3）根据《工程地质勘察报告》，本桥位处地基容许承载力在100Kpa以上。
2. 荷载分析计算（1）恒载（砼）：混凝土荷载按照24.2KN/m3考虑，增加钢筋重量并相应减去占用混凝土体积后，综合按照26.8KN/m3考虑。
箱梁一般截面恒载受力计算成果表箱梁墩顶截面恒载受力计算成果表（2）模板荷载：a、内模（包括支撑架）：按q=1.2KN/m2考虑b、外模（包括侧模支撑架）：按q=2.4KN/m2考虑（3）施工荷载：因施工时面积分布广，需要人员及机械设备不多，按q=2.8KN/m2考虑（施工中要严格控制其荷载量）（4）碗扣脚手架及分配梁荷载：按27＃～28#墩最高位置考虑，一般截面单根立杆最大受力2.5KN，墩顶截面单根立杆最大受力2.3KN。
箱梁一般截面支架活载受力计算成果表箱梁墩顶截面支架活载受力计算成果表3. 碗扣立杆受力计算箱梁一般截面支架受力计算（恒载）合成成果表箱梁墩顶截面支架受力计算（恒载）合成成果表箱梁一般截面支架受力计算（活载）合成成果表箱梁墩顶截面支架受力计算（活载）合成成果表立杆受力计算公式N=1.2N恒+1.4N活箱梁一般截面支架受力计算合成成果表箱梁墩顶截面支架受力计算合成成果表立杆受力结果均小于30KN，满足受力要求。
模板支架受力分析计算
05
案例分析
实际工程案例介绍
工程背景
某高层建筑，建筑面积约 10万平方米，高度为100 米，采用钢筋混凝土框架 结构。
模板支架搭设
根据工程要求，采用扣件 式钢管脚手架作为模板支 架，搭设高度为4米。
施工条件
施工现场场地平整，模板 支架基础坚实，排水良好。
案例受力分析计算
荷载计算
根据工程实际情况，计算出模板 支架承受的恒载、活载和风载等。
水平推力分析
水平推力
主要来自于混凝土浇筑时产生的侧压 力，需要考虑混凝土的初、终凝时间 以及浇筑速度。
计算方法
根据混凝土的初、终凝时分析
风荷载
主要来自于自然风，需要考虑风速、风压以及模板支架的高度。
地震作用力
主要来自于地震，需要考虑地震烈度、地震加速度以及模板支架的 搭设情况。
杆件受力分析
对模板支架的立杆、横杆和斜杆 进行受力分析，确定其受力性质
和大小。
稳定性计算
根据杆件受力分析结果，对模板 支架的整体和局部稳定性进行计
算。
案例优化设计方案
设计优化目标
提高模板支架的承载能力、减小变形和改善稳定 性。
优化措施
合理布置立杆和横杆的位置和间距，增加斜杆和 剪刀撑的数量和位置，采用高强度材料等。
模板支架受力分析计算
• 引言 • 模板支架的受力分析 • 模板支架的稳定性计算 • 模板支架的优化设计 • 案例分析 • 结论与展望
01
引言
目的和背景
确保施工安全
通过对模板支架进行受力分析计 算，可以确保施工过程中的安全 性和稳定性，避免因支架失稳导
致的事故。
提高工程质量
准确的受力分析计算能够指导模板 支架的合理设计和搭设，从而提高 工程质量，减少后期维护和修复的 成本。
模板支架受力分析计算
立杆横距确定
• 根据工程情况在满足施工的条件下不能超 过《规范》表6.1.1-1规定；依照此表可 以取1.05~1.55之间的数值，本例取1.05 米。
靠墙一端外伸长度确定
• 《规范》6．2．2条 主节点处必须设置一 根横向水平杆，用直角扣件扣接且严禁拆 除。主节点处两个直角扣件的中心距不应 大于150mm。在双排脚手架中，靠墙一端 的外伸长度a不应大于0.4l，且不应大于 500mm；由0.4×1.05=0.42确定本工程选 用a=0.3米。 • 如果悬挑长度大于300mm，计算时按300mm 考虑。
2、计算构件的强度、稳定性与连接强度时，应采用 荷载效应基本组合的设计值。永久荷载分项系数应 取1.2，可变荷载分项系数应取1.4。 3、架中算构件变形时，应采用荷载短期 效应组合的设计值。
小横杆计算
• 作业层间距不应大于纵距1/2； • 小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，小横杆 在大横杆的上面计算简图如下所示：
大横杆挠度计算： 最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与集中荷载的 计算值最不利分配的挠度和； 均布荷载最大挠度计算公式: 大横杆均布荷载的最大挠度： 集中荷载最大挠度计算公式: 集中荷载标准值P=0.040+0.147+1.260=1.447kN； 集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度 ：
（1）计验算项目缺漏不全； （2）验算选择的部位或截面不是最危险的； （3）采用的计验算方法不符合相应的标准规定 ，或者实际情况不符合规定的设计计算条件； （4）采用的计算参数不符合工程的实际情况； （5）验算的受力情况或状态与实际情况不符； （6）没有按实际情况采取必要的调整系数，使 计算结果的安全保证度不够； （7）计算数据存在错误。
小横杆力学模型说明
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支架受力分析
集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
管道支架受力分析
——曹伟
选取购物中心地下室某段压力排水管道进行受力分析：
系统：压力排水
材质：镀锌钢管
管径：DN100
管道数量：两根
相邻两支架间距：6米
一、管道重量由三部分组成：按设计管架间距内的管道自重、满管水重及以上两项之合10%的附加重量计算（管架间距管重均未计入阀门重量，当管架中有阀门时，在阀门段应采取加强措施）。
1、管道自重：
由管道重量表可查得，镀锌钢管 DN100：21.64Kg/m ，支架间距按6米/个考虑,计算所得管重为：
f1=21.64*6kg=129.84kg*10=1298.4N
2.管道中水重
l=3.14*0.1062*1000*6kg=211.688kg=2116.88N f2=πr2ρ
介质
3、管道重量
f=f1+f2+(f1+f2)*10%=3756.81N
4、受力分析
根据支架详图，考虑制造、安装等因素，系数按1.35考虑，每个支架受力为：
F=3756.81*1.35/2=2535.85N
假设选取50*5等边角钢（材质为Q235）做受力分析试验
1）应力应变关系如下：
绘制成应力应变曲线图如下：
从图中可以看出，应力/应变曲率变化平缓，处于弹性应力应变行为阶段，各部位均没有发生屈服现象。
由相关资料可查的50*5等边角钢的抗拉强度σb=423MPa，抗剪强度σr=σb*0.8=338.4MPa，型钢吊杆拉伸强度小于它的抗拉强度，型钢横担小于它的抗剪强度，所以50*5等边角钢可以满足使用要求。
2）危险部位应力分析
图中的蓝色区域为支架应变最大的地方，也即该处最容易发生变形与开裂，在设计中应对有较大变形的地方，解决办法有两个：1、加固：可以通过增加肋板来加固，在型钢焊接的地方更应该满焊以此增大接触面，从而减小开裂的可能；2、通过选择更大规格的型钢来试验，直到满
足设计要求为止。
通过上述例子，我们选择40*4的等边角钢来试验，通过计算和分析校核，发现可以满足使用要求，从而更加节省了型钢的用量。
以上分析只考虑了垂直方向的载荷，实际上对于有压管道，同时存在水平方向的受力，所以我们分开单独分析一下
二、支架水平方向受力
1）补偿器的弹性反力P
k
当管道膨胀时，补偿器被压缩变形，由于补偿器的刚度（对于套筒式补偿器，则由于填料的摩擦力作用），将产生一个抵抗压缩的力量，这个力是通过管道反作用于固定支架，这就是补偿器的弹性反力，轴向
：
型波纹补偿器的弹性反力P
k
=ΔX·Kx·10-1(kg)
P
k
式中ΔX—管道压缩变形量（即管道的热伸长量）(mm)
Kx—补偿器轴向整体刚度)(N/mm)
其他各类补偿器可通过不同公式计算得出。
2)不平衡内压力Pn
当在两个固定支架间设置套筒式及波纹补偿器时，而在其中某一固定支架的另一侧装有阀门、堵板或有弯头时，且当阀门关闭时，由于内压力的作用，将有使补偿器脱开、失效或损坏的趋势。
为了保护补偿器，要求固定支架有足够的刚度和强度，这个力就是管道的不平衡内压力。
Pn=P
·A(kg)
式中 P
—热介质的工作压力（kg/cm2）
A—按套筒式及波纹式补偿器外径计算的横截面积（cm2）当支架布置在两不同管径之间时：
Pn=P
0·(A
1
-A
2
)(kg)
式中A
1
—直径较大者补偿器横截面积（cm2）
A
2
—直径较小者补偿器横截面积（cm2）
3)管道移动的摩擦力：Pm
Pm=μqL
式中μ—管道与支撑间的摩擦系数
μ的取值一般为：钢与钢滑动接触取0.3
钢与钢滚动接触取0.1
管道与土壤接触取0.4～0.6
q—计算管段单位长度的结构荷重，N/m
L—管段计算长度,m
当水平管道位移方向与原管道轴线方向成斜角时，摩擦力可分解为由轴向力Pm0及横向力Pmh；且可近似取Pm0=Pmh=0.7Pm。
三、其他影响因素
5.1 管道上带有阀门的管道固定支架受力分析
⑴作用于90°弯管的内压轴向推力计算
在流体力学中, 对于解决流体与管壁之间的作用力时, 应用动量方程。
如图1 所示, 对于一个水平放置的90°弯管而言, 流体作用于弯管
的合力R 可由Rx 与Ry 合成, 当弯管的流动截面不变, 并不计阻力损失时, 则
Rx =Ry =P·f +ρ·Q·V
合力R=(P·f +ρ·Q·V)·cos45°
作用于90°弯管的分角线上。
Rx 与Ry 正是作用于延伸两方固定支架上的内压轴向推力。
式中:P —弯管内介质的工作压力, Pa ；
f —弯管的截面积,m2 ；
ρ—弯管内介质的容重, kg/m3 ；
Q —弯管内介质的流量, m3/s ；
V —弯管内介质的流速, m/s
⑵方形补偿器的内压轴向推力计算:
根据图2 所示, 方形补偿器可看成是由4个90°弯管对接组成如⑴所述, 每个转弯处流体对弯管都存在作用力, 每处作用力的合力记为R1 、R2 、R3 、R4 , 由理论力学可知, R1 和R4 可合成为R14 , R2 和R3 可合成为R23 , 而R14与R23大小相等, 方向相反, 且作用于同一直线上, 它们是互相平衡的。
即方形补偿器由于内压产生的作用力, 在其自身就已平衡, 不会形成对固定支架的轴向推力。
⑶虚线方框内固定支架的轴向推力计算
a .原设计管线虚线方框内固定支架的轴向推力计算
由图2 可知方形补偿器对固定支架不会形成轴向推力, 根据固定支架所承受水平推力的三项(即摩擦反力Pm 、各种补偿器的弹性反力Pk 、
不平衡轴向内压力Pn)可知, 该固定支架的轴向推力F1 可用下式表达(此时Pn =0)。
F1 =1.5·k·μ·q1·L1 +Pk1 -0.7·(1.5·k·μ·q2·L2 +Pk2)式中:q1 、q2 —计算管段的管道单位长度重量,N/m ;
L1 、L2 —计算管段的长度,m ;
k —牵制系数;
μ—管道与支架间的摩擦系数;
Pk1 、Pk2 —补偿器的弹性力,N
b .增设阀门后管线虚线方框内固定支架的轴向推力计算(阀门关闭后)
当阀门打开时, 固定支架的轴向推力计算方法与F1 相同, 阀门关闭时, 根据上述可知此时固定支架的轴向推力F2 可用下式表达:
F2 =1.5·k·μ·q1·L1 +Pk1
从上述两式可以看出F2 比F1 多一项0.7·(1.5·k·μ·q2·L2
+Pk2)。
因此增设阀门后, 当阀门关闭时, 固定支架轴向推力增大。
5.2 管道打压未采取支撑措施固定支架的受力分析(两个施工单位分段施工、分段打压而未采取支撑措施)
a .原设计管线固定支架(中间的)的轴向推力计算
该固定支架仅承受卡箍式柔性管接头的弹性反力Pk 。
即F1 =Pk 。
b .管道打压时未采取支撑措施, 固定支架(中间的)的轴向推力计算
当管道打压时, 根据对每一个工程实例的分析可知, 此时该固定支架的轴向推力F2 可用下式表达:
F2 =Pk +Pn
从上述两式可以看出F2 比F1 多一项不平衡内压力Pn , 而Pn 的计算公式为:
Pn =P·f
⑴在实际工作中, 使用项目若要对原有管线增设阀门、弯头等附件时, 必须对附近的固定支架进行轴向推力验算, 因为这时固定支架除了承受原有的轴向推力外, 还要承受由于系统变化(如:增设阀门)所产生的附加轴向推力, 否则将会导致固定支架损坏等事故。
⑵各项目在管道试压过程中, 特别是一条管线多个单位施工, 分段施工、分段试压时,必须对试压封头附近的固定支架轴向推力进行验算, 一般情况下, 都必须采取外力支撑来抵抗这个轴向推力, 否则将会发生事故, 造成经济损失。
参考资料：《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》
《03S402 室内管道支架及吊架图集》
《钢结构设计规范》-新规范2014。