普通支架、抗震支架、成品支架等计算公式

 

本文支吊架计算公式仅供参考，具体参考支吊架、钢结构等相关规范

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普通支吊架计算（含综合支吊架）

1、设计步骤

首先由BIM软件确定管线综合模型，进行支吊架选型布置，最后通过计算软件验算（计算软件可采用Magicad、迈达斯、结构力学求解器、楷旺支架、等其他软件）

2、计算方法

A、强度计算

（1）当吊装设备或管道的支吊架立柱使用通丝吊杆，且通丝吊杆仅考虑承担吊装设备或管道的竖向荷载时，按轴心受拉构件考虑，其截面强度按下式验算： 

（2）支撑设备或管道的框架型支吊架型钢立柱，既受压又受弯的支吊架横担属于压弯构件；吊装设备或管道的吊杆，既受拉又受弯属于拉弯构件。支吊架杆件作为压弯、拉弯构件时，其截面强度应按照下列要求进行验算： 

• 除圆管截面外，弯矩作用在两个主平面内的拉弯构件和压弯构件，其截面强度应按照下式验算：
  
• 弯矩作用在两个主平面内的圆形截面拉弯构件和压弯构件，其截面强度应按照下式验算：

（3）当支吊架横担只承受垂直于其杆件的重力、水平作用力等造成的弯矩，不承受垂直于其杆件截面的水平作用力时，为受弯构件，应按照下式验算其抗弯强度： 

B、抗剪强度、折算应力、整体稳定性验算 

• 支吊架杆件作为受弯构件时，抗剪强度按下式验算： 

• 支吊架杆件作为受弯构件时，折算应力一般按下式验算：

支吊架杆件作为受弯构件时，其整体稳定性按下式验算： 

C、挠度

受弯梁的挠度不宜大于 L/200（L 为受弯构件的跨度，对悬臂梁和伸臂梁为悬伸长度的2倍）。 

D、长细比

受压、压弯杆件的允许长细比不宜超过 120，受拉、拉弯构件的允许长细比不宜超过200。 

E、焊缝计算

 

 

根据《钢结构设计标准》GB50017-2017，4.4.5 条的规定：

F、螺栓计算

安装在梁侧边的螺栓按受剪模型计算。

螺栓的极限荷载按《室内管道支架及吊架》03S402 5.10 条选用。

 

 

螺栓的锚固应符合《混凝土结构后锚固技术规程》7.1.1 的规定： 

• 对于膨胀型锚栓和扩底型锚栓，h不应小于2hef，且h应大于100mm。hef为锚栓的有效埋置深度； 
• 对于化学锚栓，h不应小于hef＋2d0，且h应大于 100mm。d0为钻孔直径。
   

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成 品 支 吊 架

成品支吊架相对传统支吊架具有以下优势： 

• 成品支吊架采用工厂化预制，不需要施工现场加工，简化施工工序， 降低了安装工作量及管理成本，减少了材料边角料的浪费，减少了能量消耗从而降低了施工成本。 
• 由于不需要施工现场加工从而降低施工现场的环境污染（弧光污染、铁屑污染及油漆污染），并消除了焊接火灾隐患等安全问题。 
• 成品支吊架是由各部件组装而成，降低了安装难度。成品支吊架宜由专业厂家进行深化。 

1、选型流程

2、选型步骤

支架设计中只考虑地震荷载，不考虑风荷载。按地震设防烈度≤8 度计算地震作用，8度时基本地震加速度为 0.2g，即垂直荷载需增加0.2倍。考虑制造、安装等因素，支吊架所受垂直荷载采用管架间距的标准荷载乘1.35的荷载分项系数。支吊架所受水平荷载按垂直荷载的0.3倍计算。综上可得设计垂直荷载为管架间距内管线重量的 1.55 倍，1.55即为安全系数。 

A、根据管道、桥架母线及风管走向、排布及与房屋结构的关系确定支吊架的型式。 

B、确定支吊架横梁的型号 

1）横梁需承载重量计算

a）管道 

确定支吊架间距，计算出每付支吊架每根横梁所要承担的管道重量合计，包括空管重量、管道装满介质（水）后的介质重量，需要保温的管道还要加上保温层的重量及以上各项之和的 10%。 

b）桥架及母线 

确定支吊架间距，计算出每付支吊架每根横梁所要承担的桥架（母线）重量合计，桥架包括桥架重量及桥架内电缆重量。 

c）风管 

确定支吊架间距，计算出每付支吊架每根横梁所要承担的风管重量合计，需要保温的风管还要加上保温层的重量。 

2）横梁长度计算

a）管道 

根据管道外径（有保温按保温外径计）、管道相互之间间距计算横梁长度。

b）桥架及母线 

根据桥架（母线）外形尺寸、桥架（母线）相互之间间距计算横梁长度。

c）风管 

根据风管外形尺寸计算横梁长度。

3）横梁型号选取 

根据横梁需要承担重量及横梁长度通过技术资料选取横梁型号。管道按集中荷载选取，单根桥架按均布荷载选取、多根桥架按集中荷载选取，风管按均布荷载选取。悬臂梁选取时重量按计算重量2倍计算、长度按计算长度2倍计算。

4）横梁强度验算

5）横梁挠度验算 

横梁挠度不得大于横梁长度的 200 分之一。 

C、确定支吊架连接件、底座及固定件的型号 

可根据选好的横梁及需承载重量选择，一个带齿螺母锁紧副可承载 400kg。 

D、确定支吊架立柱(丝杆）的型号 

根据支吊架底座的连接孔数量确定立柱型号。 

（5）膨胀螺栓的选择 

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抗 震 支 吊 架

1、 抗震支吊架的设置 

根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010（2016 年版）13.4.1 条规定，下列附属机电设备的支架可不考虑抗震设防要求： 

（1）重力不超过1.8kN的设备； 

（2）内径小于25mm的燃气管道和内径小于 60mm 的电气配管； 

（3）矩形截面面积小于 0.38m2 和圆形直径小于 0.70m 的风管； 

（4）吊杆计算长度不超过300mm的吊杆悬挂管道。

2、抗震支吊架间距

3、抗震支吊架的设计 

抗震支吊架的设计宜由专业厂家进行深化设计，并经原设计单位确认后方可实施。抗震支吊架的设计应遵循以下规定： 

• 每段水平直管道应在两端设置侧向抗震支吊架。 
• 当两个侧向抗震支吊架间距大于最大设计间距时，应在中间增设侧向抗震支吊架。 
• 每段水平直管道应至少设置一个纵向抗震支吊架，当两个纵向抗震支吊架距离大于最大设计间距时，应按本节第 2 条的的规定间距依次增设纵向抗震支吊架。 
• 抗震支吊架的斜撑与吊架的距离不得大于 0．1m。 
• 刚性连接的水平管道，两个相邻的抗震支吊架间允许纵向偏移值。应符合下列规定： 1）水管及电线套管不得大于最大侧向支吊架间距的1／16； 

            2）风管、电缆梯架、电缆托盘和电缆槽盒不得大于其宽度的两倍。 

• 水平管道应在离转弯处0.6m 范围内设置侧向抗震支吊架。当斜撑直接作用于管道时，可作为另一侧管道的纵向抗震支吊架，且距下一纵向抗震支吊架间距应按下式计算：

• 当水平管道通过垂直管道与地面设备连接时，管道与设备之间应采用柔性连接，水平管道距垂直管道0.6m范围内设置侧向支撑，垂直管道底部距地面大于0.15m 应设置抗震支撑。 
• 当抗震支吊架吊杆长细比大于100 或当斜撑杆件长细比大于200 时， 应采取加固措施。 
• 所有抗震支吊架应和结构主体可靠连接，当管道穿越建筑沉降缝时应考虑不均匀沉降的影响。 
• 水平管道在安装柔性补偿器及伸缩节的两端应设置侧向及纵向抗震支吊架。 
• 侧向、纵向抗震支吊架的斜撑安装，垂直角度宜为45°，且不得小于30°。 
• 抗震吊架斜撑安装不应偏离其中心线2.5°。 
• 沿墙敷设的管道当设有入墙的托架、支架且管卡能紧固管道四周时， 可作为一个侧向抗震支撑。 
• 单管(杆）抗震支吊架的设置应符合下列规定： 

1）连接立管的水平管道应在靠近立管0.6m 范围内设置第一个抗震吊架； 

2）当立管长度大于1.8m 时，应在其顶部及底部设置四向抗震支吊架。当立管长度大于7.6m时，应在中间加设抗震支吊架； 

3）当立管通过套管穿越结构楼层时，可设置抗震支吊架； 

4）当管道中安装的附件自身质量大于25kg 时，应设置侧向及纵向抗震支吊架。 

除此以外的机电管道应考虑设置抗震支架，具体按项目设计说明执行。

• 门型抗震支吊架的设置应符合下列规定； 

1）门型抗震支吊架至少应有一个侧向抗震支撑或两个纵向抗震支撑； 

2）同一承重吊架悬挂多层门型吊架，应对承重吊架分别独立加固并设置抗震斜撑； 

3）门型抗震支吊架侧向及纵向斜撑应安装在上层横梁或承重吊架连接处； 

4）当管道上的附件质量大于25kg 且与管道采用刚性连接时，或附件质量为9kg～25kg且与管道采用柔性连接时，应设置侧向及纵向抗震支撑。