管道支架推力计算

管道膨胀量及推力计算1.管道膨胀量计算：管道在温度变化过程中会发生热胀冷缩，从而引起管道的膨胀或收缩。

通常使用以下公式计算管道的膨胀量：ΔL=α*L*ΔT其中，ΔL为管道的膨胀量，α为管道材质的线膨胀系数，L为管道的原始长度，ΔT为温度变化量。

线膨胀系数α是一个物质特性，反映了材料在单位温度变化下的长度变化。

具体的数值可以从材料手册或相关标准中查得。

2.管道推力计算：当流体在管道中流动时，流体的动量变化会产生推力。

推力的大小与流体流速、密度以及管道弯曲半径有关。

可以使用以下公式计算管道推力：F=ρ*A*V^2/2其中，F为管道的推力，ρ为流体的密度，A为管道的横截面积，V为流体的流速。

需要注意的是，这个公式是针对弯曲管道的推力计算。

若是直线管道，则推力为零。

3.管道膨胀量和推力的综合计算：在实际工程中，通常需要考虑管道的膨胀量和推力同时存在的情况。

对于这种情况，可以使用以下公式计算管道的有效膨胀量和推力：ΔL_eff = ΔL - ΔL_sup其中，ΔL_eff为管道的有效膨胀量，ΔL为管道的总膨胀量，ΔL_sup为管道支架的补偿量。

补偿量是为了减小管道在温度变化时的应力，并防止超过管道材质的可承受范围。

F_eff = F - F_sup其中，F_eff为管道的有效推力，F为管道的总推力，F_sup为管道支架的支持力。

支持力的作用是为了抵消由推力引起的管道变形，并保持管道在正常运行中的位置和形态。

管道的支架及材质的选择应根据实际工程情况来决定，以保证管道的安全运行和稳定性。

综上所述，管道膨胀量及推力计算是工程设计中不可或缺的一项内容。

通过合理计算和选择管道的支、吊设备，可以确保管道在温度变化或介质流动引起的膨胀力和推力下保持正常运行和稳定性。

【管道支架】设计与计算实例讲解发现更多精彩对管道进行合理的深化和布置是管道支吊架设计的前提条件。

欲设计安全使用、经济合理、整洁美观的管道支吊架，首先需对管道进行合理的布置，其布置不得不考虑以下参数：1. 管道布置设计应符合各种工艺管道及系统流程的要求；2. 管道布置应统筹规划，做到安全可靠、经济合理、满足施工、操作、维修等方面的要求，并力求整齐美观；3. 在确定进出装置（单元）的管道的方位与敷设方式时，应做到内外协调；4. 管道宜集中成排布置，成排管道之间的净距（保温管为保温之间净距）不应小于50mm。

5. 输送介质对距离、角度、高差等有特殊要求的管道以及大直径管道的布置，应符合设备布置设计的要求，并力求短而直，切勿交叉；6. 地上的管道宜敷设在管架或管墩上，在管架、管墩上布置管道时，宜使管架或管墩所受的垂直荷载、水平荷载均衡；7. 管道布置应使管道系统具有必要的柔性，在保证管道柔性及管道对设备、机泵管口作用力和力矩不超出过允许值的惰况下，应使管道最短，组成件最少；8. 应在管道规划的同时考虑其支承点设置，并尽量将管道布置在距可靠支撑点最近处，但管道外表面距建筑物的最小净距不应小于100mm，同时应尽量考虑利用管道的自然形状达到自行补偿；9. 管道布置宜做到“步步高”或“步步低”，减少气袋或液袋。

不可避免时应根据操作、检修要求设置放空、放净。

管架跨距管架的跨距的大小直接决定着管架的数量。

跨距太小造成管架过密，管架数量增多，费用增高，故需在保证管道安全和正常运行的前提下，尽可能增大管道的跨距，降低工程费用。

但是管架跨距又受管道材质、截面刚度、管道其它作用何载和允许挠度等的影响，不可能无限的扩大。

所以设计管道的支吊架应先确定管架的最大跨距，管架的最大允许跨距计算应按强度和刚度两个条件分别计算，取其小值作为推荐的最大允许跨距。

01按强度条件计算的管架最大跨距的计算公式：Lmax——管架最大允许跨距（m）q——管道长度计算荷载（N/m）,q=管材重+保温重+附加重W——管道截面抗弯系数（cm3）Φ——管道横向焊缝系数，取0.7[δ]t钢管许用应力——钢管许用应力（N/mm2）02按刚度条件计算的管架最大跨距的计算公式：Lmax——管架最大允许跨距（m）q——管道长度计算荷载（N/m）,q=管材重+保温重+附加重Et——刚性弹性模量（N/mm2）I——管道截面惯性矩（cm4）i0——管道放水坡度，取0.002例：采用48K的离心玻璃棉保温，保温厚度为50mm的冷冻水管，其管道规格为φ325×8无缝钢管，其最大允许管道间距为多少？管道长度荷载：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=1402.9 0 N/m查相关资料得：管道截面抗弯系数W=616 cm3钢管许用应力[δ]t=112管道截面惯性矩I=10016 cm4刚性弹性模量Et=2.1×105 N/mm2根据以上公式分别计算得强度条件下的Lmax1=13.14m根据以上公式分别计算得刚度条件下的Lmax2=27.40m取最小值，故该管道的最大允许管道间距为13.14m根据相关规范规定的管道支吊架最大间距确定管道最大允许跨度，如《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-2016管架分析01管道支架介绍用来支撑管道的结构叫管道支吊架，管道在敷设时都必须对管道进行固定或支撑，固定或支撑管子的构件是支吊架。

简述固定管道支架水平推力在设计中的简化计算摘要：管道支架作为工业设备的附属构筑物，在设计中的结构等级较低，结构型式也比较简单。

但与工厂的其它建构筑物相比，其荷载情况较为复杂，其水平推力，尤其是固定支架受到的水平推力，一直是设计中的计算难点。

笔者根据多年工厂设计实践，根据相关规范结合个人的设计经验，给出较为简明实用的固定管道支架的计算方法，对工业项目中管道支架设计具有一定的指导意义。

关键词：固定支架；协调变形；水平推力一、概述管道固定支架指在管道的横向与纵向均视为不动点的管道支架。

其承受的荷载按恒载和活载划分，主要包括：恒载：管道自重和管道内介质自重；活载：风荷载、雪荷载、积灰荷载、施工荷载、地震作用力及管道变形对支架产生的水平推力，其中风荷载和地震荷载为管道侧向水平荷载，雪荷载、积灰荷载和施工荷载为竖向荷载，管道变形对支架产生的水平推力为管道轴向荷载。

在上述荷载中，荷载大多可根据相关资料计算，而管道变形产生的水平推力，既要考虑管道所处地区的温差、管道的断面尺寸、管道的跨度等客观因素，也要考虑整个管道及支架系统的受力和协调变形，在计算过程中要充分考虑支架的布置、结构型式和支架类别。

因此，固定管道支架设计过程中，管道变形产生的水平推力计算一直都是计算难点。

本文依据相关设计规范，根据多年设计总结的经验，对不同布置型式下的的固定管道支架水平推力提出简化计算方法。

二、固定支架受的水平推力计算基本理论一般来说，固定支架宜设置为刚性支架。

对较小管径的管道，当固定支架位于一段长直管道中部时，考虑到支架两侧受到的水平推力可基本抵消时，也可按柔性支架设计。

为减小管道和支架的受力，需根据管道的布置情况适当设计变形补偿。

对自然补偿，管道弯头的临近支架不应设固定点，而与波纹补偿器最近的支架必须设置固定点。

设计师根据工艺专业提资确定支架的型式，进而计算支架的水平推力。

根据变形协调方程，管道的实际变形量：式1式中：--管道实际变形量；--在温差作用下管道的理论伸长量，；--自然补偿或补偿器产生的变形量；--管道支架水平受到的水平推力；--管道计算长度；--管道弹性模量；--管道截面面积；--管道在水平推力的反作用力下的变形量。

管道水平推力计算公式在我们的日常生活和工程领域中，管道可是个常见的家伙。

可您知道吗，计算管道水平推力可不是一件简单的事儿，这里面有个专门的计算公式呢！咱们先来说说管道水平推力到底是个啥。

比如说，在一个管道系统里，当液体或者气体快速流动的时候，就会对管道产生各种各样的力，其中水平方向上的力就是我们所说的水平推力啦。

那这个水平推力咋算呢？公式是这样的：F = P×A 。

这里的“F”就是水平推力，“P”呢是压强，“A”是管道的横截面积。

举个例子吧，就像我之前参与的一个小区供暖管道改造的项目。

那时候，我们需要重新计算管道的水平推力，以确定支架的承受能力。

当时，我们测得了管道内的压强是 2 兆帕，管道的直径是 50 厘米。

那先把直径换算成半径，也就是 0.25 米。

然后算出横截面积，圆的面积公式您还记得不？就是π乘以半径的平方，算下来横截面积约是 0.2 平方米。

把压强和横截面积代入公式，就能算出水平推力啦。

可别小看这个公式，要是算错了，那麻烦可就大了。

比如说，如果算出来的水平推力比实际小了，那管道支架可能就承受不住，说不定哪天就出问题啦；要是算大了呢，又会造成材料的浪费，增加成本。

在实际应用中，还有很多因素会影响这个计算。

比如说管道里流体的流速、温度、管道的材质等等。

就像有一次，我们在给一个工厂设计管道系统的时候，因为没有充分考虑到流体温度的变化，导致最初计算的水平推力不准确。

后来经过反复的测试和调整，才终于得到了准确的结果。

而且啊，不同类型的管道，计算公式可能还会有一些小小的变化。

比如有弯管的地方，还得考虑离心力的影响；要是管道连接的地方有阀门啥的，也会对水平推力产生影响。

总之，计算管道水平推力这事儿，虽然有公式，但也得结合实际情况，仔细考虑各种因素，才能得出准确可靠的结果。

不然的话，出了问题可就不好收拾啦！。

一、通用技术要求1.采用波纹管补偿器，本计算按沈阳波纹管制造公司产品编制2.波纹补偿器均采用0.6MPa 二、计算简图Fm=K*ΔL三、计算条件1. 弹性力Pd1=刚度（N /mm)*轴向补偿量(mm)2. 摩擦力F 摩=摩擦系数*单位管长的重量(kg/m)*管长(m)3. 盲板力F 盲=管内介质的工作压力（N/cm2)*波纹管的有效面积（cm2)*1024. 摩擦力以水为介质考虑其最大值,保温材料为硅酸铝管壳，容重300-380，取380kg/m 3。

5. 波纹管有效面积A1以北京兴达波纹管制造公司的0.6MPa 的轴向外压式波纹补偿器。

补偿量计算值补偿量确认值摩擦系数单位管重摩擦力1波纹管有效面积盲板力压力P 温度T △L1△L1μq μqL1A1P(A1-0.7A2)mm mm mm MPa ℃℃m mm mm N/mm N kgf/m kgf N mm cm 2N N k N t1011594500.455-53726.644427011880366.03586.5150257.010280.025746.525.7 2.62719110257 3.5400.685-52527317523250.3 3.425.7251.75055.03300.05876.7 5.910357 3.5400.685-55256.166********.3 3.453.4523.65055.03300.06179.6 6.2104573.5400.685-55559.4623823560.3 3.456.5553.85055.03300.06209.8 6.2105000.30.00.00.000.00.00.0106000.30.00.00.000.00.00.0107000.30.00.00.000.00.00.0108000.30.00.00.000.00.00.0109000.30.00.00.000.00.00.0110000.30.00.00.000.00.00.01110.30.00.00.00.00.00.0基础数据轴向推力摩擦力介质参数保温厚度δ固定支架编号管外径L1热 力 管 道 固 定 支 架 轴 向 推 力 计 算 表盲板力管道公称直径弹性力(Fm)Pd 刚度K (查表）壁厚δ环境温度F。

固定墩和固定支架承受的推力计算D.0.1按本规范6.1节规定的原则，给出常见的管道布置形式中固定墩承受推力的计算公式。

当实际工程中出现不同的布置形式时，可参考相似形式的计算原则确定计算公式。

计算公式可不考虑固定墩位移的影响。

D.0.2 管道典型布置形式的等径等壁厚管道升温时固定墩推力T应按表D.0.2所列公式计算。

表D.0.2 等径等壁厚管道升温时固定墩推力T1 （1）l1≥l2≥L maxT＝0.1N a（2）l1≥L max＞l2T＝N a－0.8（F min×l2+F f2）（3）L max＞l1≥l2≥L minT＝Ψ ×N a－0.8F f2（4）L max＞l1≥L min≥l2T ＝N a－η×F max×l2－0.8F f2（5）L min≥l1≥l2T＝F max×l1+ F f1－0.8（F max×l2+ F f2）2 （1）l1≥L max；l2≥l t.maxT＝0.1N a（2）l1≥L max；l t.max＞l2T＝N a－0.8（F min×l2+ N2）+P d×A0 （3）l2≥l t.max；F max＞l1T＝N a－0.8（F min×l1+ F f1）（4）L max＞l1≥L min；l t.max＞l2≥l t.max当1l＞2l时T＝Ψ′×N a－0.8 N2+ P d×A0当2l＞1l时T＝Ψ"×N a－0.8 F f1（5）L max＞l1≥L min；l t.min≥l2T ＝N a－η×F max×l2－0.8 N2+ P d×A0 （6）l t.max＞l2≥l t.min；L min≥l1T＝N a－η′×F max×l1－0.8 F f1（7）L min≥l1；l t.min≥l2当F max×l1+ F f1＞F max×l2+ N2－P d×A0时T＝F max×l1+F f1－0.8（F max×l2+N2）+ P d×A0当F max×l1+ F f1＜F max×l2+ N2－P d×A0时T＝F max×l2+ N2－0.8（F max×l1+ F f1）－P d×A03 l≥l t.minT＝N a－0.8F fl≤l t.minT＝F max×l+N－0.8 F f－P d×A04 l≥L minT＝N a－0.8F fl＜L minT＝F max×l+ F f2－0.8 F f15l ≥L minT ＝N a l ＜L minT ＝F max × l +N6l ≥L minT ＝N a + P d ×A 0 l ＜L minT ＝F max × l + F f + P d ×A 0注：①Ψ' 为按Ψ曲线将横坐标改为1l /2l 查出的Ψ值； ② Ψ" 为按Ψ曲线将横坐标改为2l /1l 查出的Ψ值；③ η' 为按η曲线将横坐标改为 l 2 / l t.min 查出的η值；④ A 0为管道流通面积。

管桁架滑移顶推力计算
管桁架滑移顶推力的计算可以通过以下步骤进行：
1.首先，计算管道的净侧推力。

净侧推力是由管道内流体的压力差造成的。

根据流体力学的基本原理，净侧推力可以通过以下公式计算：
F_lat = (P_in - P_out) * A
其中，F_lat是净侧推力，P_in和P_out分别是管道内流体的入口和出口压力，A是管道的横截面积。

2.然后，计算管桁架的摩擦阻力。

摩擦阻力是管道在桁架上滑移时由摩擦力引起的。

摩擦阻力可以通过以下公式计算：
F_friction = μ * F_N
其中，F_friction是摩擦阻力，μ是摩擦系数，F_N是管道在桁架上的法向力。

3.最后，计算管桁架的顶推力。

顶推力是净侧推力和摩擦阻力的合力，可以通过以下公式计算：
F_top = sqrt(F_lat^2 + F_friction^2)
其中，F_top是顶推力。

需要注意的是，在计算中要考虑到管道的角度、角速度、管道
内流体的稠度等因素对顶推力的影响。

具体的计算过程和参数的选择可以根据具体情况进行调整。