支吊架選型計算

支吊架選型計算1計算模型圖根據(jù)綜合排布圖確定支吊架計算模型圖,根據(jù)平面布置位置，將BIM模型中的剖面轉(zhuǎn)為DMG文件，如圖1-1：圖1-1支吊架模型項目的水管支架類型為U型支架，支架的槽鋼類型為槽鋼，支架的設(shè)計間距小于6m，在之間設(shè)計和選型中統(tǒng)一按照6m的間距計算支架承受的載荷。槽鋼的基本參數(shù)如下表8.5-1所示：表1-1槽鋼材料的基本參數(shù)型鋼（槽鋼）材料基本參數(shù)名稱規(guī)格截面面積S（cm2）截面模量Wx(x-x軸)（cm3）截面模量Wymin(y-y軸)（cm3）截面模量Wymax(y-y軸)（cm3）每米重量(kg/m)允許抗拉強度σ（Mpa）允許抗剪強度fv（Mpa）名稱槽鋼[56.92810.43.556.155.438215125槽鋼槽鋼[6.38.45116.14.58.756.634215125槽鋼槽鋼[810.24825.35.7911.68.045215125槽鋼槽鋼[1012.75377.816.810215125槽鋼槽鋼[1215.3657.710.223.912.06215125槽鋼槽鋼[1418.5180.51331.114.53215125槽鋼槽鋼[1621.9610816.340.717.24215125槽鋼槽鋼[1825.71412052.420.17215125槽鋼槽鋼[2028.8417824.263.722.63215125槽鋼支架的底板與混凝土通過膨脹螺絲連接，支架設(shè)置在頂板位置，膨脹螺絲承受拉力。支架設(shè)置在梁側(cè)，膨脹螺絲承受剪力，膨脹螺絲的許用拉力和許用剪力如下表2-2所示：表1-2膨脹螺絲基本參數(shù)膨脹螺栓基本參數(shù)名稱規(guī)格允許拉力（KN）允許剪力（KN）膨脹螺栓M103.172.14膨脹螺栓M124.833.14膨脹螺栓M16225.91膨脹螺栓M2015092荷載說明管線自重為：（管重量+介質(zhì)重量+保溫材料重量）或（橋架重量+電纜重量）或（風(fēng)管重量+保溫材料重量），根據(jù)鋼管的材質(zhì)和型號規(guī)格以及管道是否保溫列出管道的重量表，不同材質(zhì)的管道較多，統(tǒng)一按照螺旋鋼管和無縫鋼管的重量記性計算。管道重量表如表2-3所示：表1-3管道重量參數(shù)名稱規(guī)格外徑(m)壁厚(m)管道每米重量(kg/m)管道內(nèi)水的重（kg/m）含水管道重量（kg/m）含水保溫管道重量（kg/m）螺旋鋼管DN6000.630.009137.76294.02474.96498.10螺旋鋼管DN5000.5290.009115.36204.98352.37372.02螺旋鋼管DN4000.4260.00992.51130.67245.50261.60螺旋鋼管DN3500.3770.00763.84103.44184.01198.41螺旋鋼管DN3000.32390.00533077.35128.321350螺旋鋼管DN2500.2730.00533.0354.3096.06105.67無縫鋼管DN2000.2190.00631.5033.6471.65758無縫鋼管DN1500.16830.004518.1719241.9048.25無縫鋼管DN1250.13970.00413.3813.6226934.44無縫鋼管DN1000.11430.00410.888.8721.7225.76無縫鋼管DN800.08890.0048.375.1414.8618.20無縫鋼管DN650.0760.00340.0326.083.762.71鍍鋅鋼管DN500.0560.00320.0324.161.932.213支吊架計算圖2-2計算模型圖根據(jù)管道的重量表2-3可以得到管道的重量Fy=管道的重量*管道設(shè)計間距①Fx=Fy*0.3②根據(jù)方程①②聯(lián)合求解可以得出Fy1、Fy2、Fy3Fyn,Fx1、Fx2、Fx3Fxn。如將圖1-1中的管道支架受力分析后填入表1-4：表1-4管道支架載荷表管道支架的載荷表管道編號（從左制至右）管道類型豎向荷載Fy（N）水平荷載Fx（N）1DN507252172DN200631618953DN150383011494DN150383011495D據(jù)靜力學(xué)中的平面力系平衡條件可以列出力系平衡方程和力矩平衡方程：Ry1+Ry2=Fy1+Fy2+Fy3++Fyn①Ry2*(X1+X2+X3++Xn)=Fy1*X1+Fy2*X2+Fy2*X3++Fyn*Xn②根據(jù)方程①②聯(lián)合求解可以得出Ry1，Ry2。根據(jù)截面法依次求解出每個受力點處的剪力值和彎矩值，具體的原理圖如圖2-4圖2-3截面法受力示意圖列平衡方程F1=Ry1①F1*X1=M1②根據(jù)相同的原理，用截面法依次求解出支架每個受力點處豎直方向和水平方向的剪力值和彎矩值，并填入表2-5，2-6表2-5支架豎向受力計算表綜合支架內(nèi)力計算（R1、R2段）支架橫梁內(nèi)力（豎向荷載作用）荷載編號支反力Ry1Fy1Fy2Fy3Fy4Fy5Fy6支反力Ry2最不利荷載與前一作用力作用點距離（m）00.180.250.350.30.30.30.233距支反力Ry1距離00.180.430.781.081.381.681.913管道荷載(N）72563163830383038303830支座反力（N）110231133811338剪力（N）F1F2F3F4F5F6F7F81102310298398115136787508113381133811338彎矩（N.m）M1M2M3M4M5M61984455859525997489426415997表2-6支架橫向受力計算表（R1、R2段）支架橫梁內(nèi)力（水平荷載作用）荷載編號支反力Rx1Fx1Fx2Fx3Fx4Fx5支反力Rx2最不利荷載與前一作用力作用點距離（m）00.180.250.350.30.30.30.233距支反力Rx1距離00.180.430.781.081.381.681.913管道荷載(N）21718951149114911491149支座反力（N）330734013401剪力（N）F1F2F3F4F5F6F7F83307308911944511032252340134013401彎矩（N.m）M1M2M3M4M5M659513671785179914687921799根據(jù)表2-5，2-6將豎直方向和水平方向的最大剪力和最大彎矩，以及兩根立柱受的最大拉力填入表2-7表2-7最不利載荷取值表最不利載荷取值表豎向力作用剪力最不利Vx豎向力作用彎矩最不利Mx水平力作用剪力最不利Vy水平力作用彎矩最不利My豎向力作用支反力最大R11338.483875997.9431043401.54516117938293111338.48387根據(jù)表2.8中的計算公式，分別對橫梁的彎矩、剪應(yīng)力以及立柱的拉應(yīng)力對橫擔和立柱進行選型，Mx,My以及材料的截面面積S和允許抗拉強度σ、允許抗拉強度fv查表1-1槽鋼材料的基本參數(shù)，膨脹錨栓的數(shù)量n按照4個取值。Q其中rx=1.05,ry=1.2,將所有的參數(shù)依次帶入表2.9，得到滿足要求的材料選型，現(xiàn)場實際選型的型鋼尺寸不得小于設(shè)計得到的材料選型。表2.9支吊架材料設(shè)計選型支吊架材料設(shè)計選型（槽鋼、膨脹螺栓）橫梁受彎計算計算式允許抗拉強度σ（MPa）繞Y軸（Wymax）材料選型現(xiàn)場實際選型215[14[1