中国建筑股份有限公司
CHINA STATE CONSTRUCTION ENGRG.CORP.LTD
十里铺城中村二期改造K5地块
机电管道支吊架体系计算方案
编制人：
审核人：
审批人：
中建二局
第三建筑工程有限公司
2019年4月
目录
一、编制目的 (3)
二、编制原则 (3)
三、编制依据 (4)
四、管道布置分析 (4)
五、管道载荷分析及支架计算 (5)
六、管道承重支架受力分析及计算实例 (13)
K5商业地下室机电管道较多，为达到整体安装效果简洁美观、节省空间，根据设计要求及项目的实际情况选取适当的支吊架形式。局部位置需要综合支架，为保证系统运行安全可靠，需从管线的具体布置及荷载要求方面进行分析，对机电支吊架的强度进行校核。
二、编制原则
1、适用性：根据设计要求及工程的实际情况选用适合工程的支吊架形式，地下室商业局部位置需要设置综合支架，BIM图纸中已经有所体现，根据管道规格设计合理支架方案；
2、安全性：计算选用的支架需合理，现场应严格按照方案实施，支架固定牢固，现场试验数据需准确；若管道型号过大，根据现场情况需请设计对结构承载力进行验证符合并签字；
3、经济型：在考虑竖向支架时，首先考虑使用圆钢吊杆，在圆钢吊杆不满足承重要求时再考虑使用角钢、槽钢；
4、美观性：保证所使用的支吊架成排成线，横平竖直，简单明了。
5、适用于综合排布的成排管道支吊架,其它形式支吊架参考图集《室内管道支架及吊架图集》03S402以及各地方标准图集。
机电管道支吊架选用除尊照本计算书外，还应满足国家现行有关规范、标准的规定。
1、施工图纸
2、《通风与空调工程施工质量验收规范》（GB50243-2016）
3、五金手册（电子版）
4、《热轧型钢》（GB/T706-2008）
5、《室内管道支吊架》（05R417-1）
6、《低压流体输送用焊接钢管》（GB/T3091-2008）
7、《室内管道支架及吊架图集》03S402
8、《动力管道设计手册》（机械工业出版社）
9、《膨胀螺栓规格及性能》（JB-ZQ4763-2006）
四、管道布置分析
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。设计使用安全、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，布置应考虑以下参数：
4.1、管道布置设计应符合各种工艺管道及系统流程的要求；
4.2、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；
4.3、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。
4.4、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；
4.5、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情况下，应使管道最短，组成件最少；
4.6、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；
五、管道载荷分析及支架计算
5.1、满水重量计算
管道工程水管介质均为水，按管道满水考虑。总荷载应为水的重量，加上管道自重，如果有保温管道，需另外加上保温棉重量。现把各系统每米管道理论重量数据统计如下：
表1 热镀锌钢管规格及理论重量表
表2 钢管满水规格重量表（kg/m）
5.2、支吊架受力分析示意图
图5.1管道支吊架布置图
图5.2支架横担受力分析图
5.3、承重支架横担选型及校核
根据所算的管道满水重量在软件上建模，利用结构力学求解器（软件使用方法见附件3：结构力学求解器操作手册）计算出支架的剪力图弯矩图和轴力图，得到支吊架最不利构件的最大弯矩、最大剪力和最大轴力大小，通过最大弯矩值选取横担型材大小。
抗弯强度校核公式：
f
W
r
M
W
r
M
ny
y
y
nx
x
x85
.0
5.1
5.1
≤
+
(公式1，来源03S402
中4.3.4）（等边角钢W nx与W ny数值一样）
式中：M x——所计算截面绕x轴的最大弯矩；
M y——所计算截面绕y轴的最大弯矩,按照0.3M x计算；
W nx——x轴方向截面模量；
W ny——y轴方向截面模量；
f——钢材的抗弯强度设计值N/mm2，取值见下表3，钢结构设计手册表2-3。
表3 钢材强度设计值（数据来源钢结构设计手册表2-3）
截面塑性系数取下值：
r x =1.05；r y =1.2（数据来源钢结构设计手册表3-20） 由《钢结构设计手册》表16-5查得各型号槽钢的截面塑性模量W nx 、W ny 。
表4 槽钢规格表（数据来源钢结构设计手册表16-5）
将所选型钢大小自重按均匀荷载考虑加入到受力分析中，重新利用结构力学求解器软件进行计算，求出最大剪力、最大弯矩及最大轴力，进行校核。若满足则进行抗剪强度校核，若不满足则加大一号型钢重新进行校核。
抗剪强度校验公式：v
w x f t I VS
85.05.1 （公式2，来源03S402中4.3.4）
