支吊架详细计算.docx

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支吊架详细计算

管道支吊架设计计算书

项目名称____________工程编号_____________日期_____________

设计____________校对_____________审核_____________

说明：

1、标准与规范：

《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）

《钢结构设计规范》（GB50017-2003）

《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）

2、本软件计算所采用的型钢库为：

热轧等边角钢GB9787-88

热轧不等边角钢GB9797-88

热轧普通工字钢GB706-88

热轧普通槽钢GB707-88

3、支吊架的支座应连接在结构的主要受力构件上，支吊架施工厂家应将支吊架预埋点位以及受力提给设计院，经设计院认可后方可施工！

4、基本计算参数设定：

荷载放大系数：

1.00。

当单面角焊缝计算不满足要求时，按照双面角焊缝计算!

受拉杆件长细比限值：

300。

受压杆件长细比限值：

150。

横梁挠度限值：

1/200。

梁构件计算：

构件编号：

3

一、设计资料

材质：

Q235-B;fy=235.0N/mm2;f=215.0N/mm2;fv=125.0N/mm2

梁跨度：

l0=2.83m

梁截面：

C5

强度计算净截面系数:

1.00

自动计算构件自重

二、设计依据

《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）

《钢结构设计规范》（GB50017-2003）

三、截面参数

A=6.924526cm2

Yc=2.500000cm;Zc=1.346291cm

Ix=26.014368cm4;Iy=8.334926cm4

ix=1.938258cm;iy=1.097124cm

W1x=10.405747cm3;W2x=10.405747cm3

W1y=6.191027cm3;W2y=3.541188cm3

四、单工况作用下截面内力：

（轴力拉为正、压为负）

恒载（支吊架自重）：

单位（kN.m）

位置（m）

0.00

0.35

0.71

1.06

1.42

1.77

2.13

2.68

2.83

弯矩（kN.m）

0.04

0.01

-0.01

-0.02

-0.02

-0.02

-0.01

0.02

0.04

剪力（kN）

-0.08

-0.06

-0.04

-0.02

0.00

0.02

0.04

0.07

0.08

轴力（kN）

0.14

0.14

0.14

0.14

0.14

0.14

0.14

0.14

0.14

挠度（mm）

0.0

0.0

0.1

0.2

0.2

0.2

0.1

0.0

0.0

恒载（管重）：

单位（kN.m）

位置（m）

0.00

0.35

0.71

1.06

1.42

1.77

2.13

2.68

2.83

弯矩（kN.m）

0.13

0.08

0.04

-0.00

-0.04

-0.09

-0.13

0.04

0.39

剪力（kN）

-0.12

-0.12

-0.12

-0.12

-0.12

-0.12

-0.12

2.26

2.26

轴力（kN）

0.85

0.85

0.85

0.85

0.85

0.85

0.85

0.85

0.85

挠度（mm）

0.0

-0.0

0.2

0.4

0.7

0.9

0.9

0.2

0.0

注：

支吊架的活荷载取值为0。

五、荷载组合下最大内力：

组合

（1）：

1.2x恒载+1.4x活载

组合

（2）：

1.35x恒载+0.7x1.4x活载

最大弯矩Mmax=0.57kN.m;位置：

2.83;组合：

（2）

最大弯矩对应的剪力V=3.16kN;对应的轴力N=1.33kN

最大剪力Vmax=3.16kN;位置：

2.83;组合：

（2）

最大轴力Nmax=1.33kN;位置：

0.00;组合：

（2）

六、受弯构件计算：

梁按照受弯构件计算，计算长度系数取值：

ux=1.00，uy=1.00

强度计算

1）、抗弯强度按照《GB50017-2003》公式4.1.1：

其中：

γx=1.05,γy=1.20

σ=52.02＜215.0N/mm2,强度满足要求。

2）、抗剪强度按照《GB50017-2003》公式4.1.2：

τ=16.98＜125.0N/mm2,强度满足要求。

3）、梁上翼缘受集中荷载按照《GB50017-2003》公式4.1.3-1验算局部承压强度：

σc=1.77＜215.0N/mm2,强度满足要求。

4）、折算应力按照《GB50017-2003》公式4.1.4-1验算：

折算应力=40.02＜258.0N/mm2,强度满足要求。

稳定验算

稳定验算按照《GB50017-2003》公式4.2.2验算：

其中：

Mx=0.57kN.m

φb=0.799

Wx=0.000010

面内稳定应力=68.33＜215.0N/mm2,平面内稳定满足要求。

挠度验算

挠度按照标准组合：

1.0恒载+1.0活载验算，挠度容许限值取l/200：

计算挠度：

υ=1.1mm<[υ]=14.2mm，挠度满足要求。

3端节点验算：

截面尺寸：

H=50mm，B=37mm，tf=7mm，tw=5mm

节点处组合内力弯矩M=0.217kN.m，剪力V=-0.265kN，轴力N=1.330kN。

采用E43型手工焊。

焊缝的强度设计值ff=160.0N/mm2。

节点焊缝形式：

顶接单面角焊缝。

考虑竖向剪力由腹板角焊缝独立承担。

节点处受力：

弯矩：

0.22kN.m;剪力：

-0.26kN;轴力：

1.33kN。

焊缝最小尺寸hfmin=4.1mm，最大尺寸hfmax=6.0mm

焊缝尺寸hf=5mm

弯矩产生的应力按照如下公式计算：

其中：

M=0.22kN.m，Wx=5780.17mm3

σM=37.60N/mm2<βfff=160.0N/mm2，满足要求。

剪力产生的应力按照如下公式计算：

其中：

V=-0.26kN，he=3.5mm，lw=50mm

τV=1.51N/mm2

轴力产生的应力按照如下公式计算：

其中：

N=1.33kN，he=3.5mm，lw=114mm

σN=3.33N/mm2<βfff=160.0N/mm2，满足要求。

折算应力按照如下公式计算：

折算应力=40.96N/mm2

4端节点验算：

截面尺寸：

H=50mm，B=37mm，tf=7mm，tw=5mm

节点处组合内力弯矩M=0.568kN.m，剪力V=3.156kN，轴力N=1.330kN。

采用E43型手工焊。

焊缝的强度设计值ff=160.0N/mm2。

节点焊缝形式：

顶接单面角焊缝。

考虑竖向剪力由腹板角焊缝独立承担。

节点处受力：

弯矩：

0.57kN.m;剪力：

3.16kN;轴力：

1.33kN。

焊缝最小尺寸hfmin=4.1mm，最大尺寸hfmax=6.0mm

焊缝尺寸hf=5mm

弯矩产生的应力按照如下公式计算：

其中：

M=0.57kN.m，Wx=5780.17mm3

σM=98.33N/mm2<βfff=160.0N/mm2，满足要求。

剪力产生的应力按照如下公式计算：

其中：

V=3.16kN，he=3.5mm，lw=50mm

τV=18.04N/mm2

轴力产生的应力按照如下公式计算：

其中：

N=1.33kN，he=3.5mm，lw=114mm

σN=3.33N/mm2<βfff=160.0N/mm2，满足要求。

折算应力按照如下公式计算：

折算应力=103.25N/mm2

构件编号：

6

一、设计资料

材质：

Q235-B;fy=235.0N/mm2;f=215.0N/mm2;fv=125.0N/mm2

梁跨度：

l0=2.83m

梁截面：

C5

强度计算净截面系数:

1.00

自动计算构件自重

二、设计依据

《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）

《钢结构设计规范》（GB50017-2003）

三、截面参数

A=6.924526cm2

Yc=2.500000cm;Zc=1.346291cm

Ix=26.014368cm4;Iy=8.334926cm4

ix=1.938258cm;iy=1.097124cm

W1x=10.405747cm3;W2x=10.405747cm3

W1y=6.191027cm3;W2y=3.541188cm3

四、单工况作用下截面内力：

（轴力拉为正、压为负）

恒载（支吊架自重）：

单位（kN.m）

位置（m）

0.00

0.35

0.48

1.06

1.42

1.77

2.13

2.48

2.83

弯矩（kN.m）

0.04

0.01

0.01

-0.01

-0.02

-0.01

-0.01

0.01

0.04

剪力（kN）

-0.08

-0.06

-0.05

-0.02

0.00

0.02

0.04

0.06

0.08

轴力（kN）

-0.13

-0.13

-0.13

-0.13

-0.13

-0.13

-0.13

-0.13

-0.13

挠度（mm）

0.0

0.0

0.1

0.2

0.2

0.2

0.1

0.0

0.0

恒载（管重）：

单位（kN.m）

位置（m）

0.00

0.35

0.48

1.06

1.42

1.77

2.13

2.48

2.83

弯矩（kN.m）

0.25

0.02

-0.07

-0.04

-0.03

-0.02

-0.00

0.01

0.03

剪力（kN）

-0.67

-0.67

0.04

0.04

0.04

0.04

0.04

0.04

0.04

轴力（kN）

-0.83

-0.83

-0.83

-0.83

-0.83

-0.83

-0.83

-0.83

-0.83

挠度（mm）

0.0

0.2

0.2

0.5

0.4

0.4

0.2

0.1

0.0

注：

支吊架的活荷载取值为0。

五、荷载组合下最大内力：

组合

（1）：

1.2x恒载+1.4x活载

组合

（2）：

1.35x恒载+0.7x1.4x活载

最大弯矩Mmax=0.39kN.m;位置：

0.00;组合：

（2）

最大弯矩对应的剪力V=-1.01kN;对应的轴力N=-1.29kN

最大剪力Vmax=-1.01kN;位置：

0.00;组合：

（2）

最大轴力Nmax=-1.29kN;位置：

0.00;组合：

（2）

六、受弯构件计算：

梁按照受弯构件计算，计算长度系数取值：

ux=1.00，uy=1.00

强度计算

1）、抗弯强度按照《GB50017-2003》公式4.1.1：

其中：

γx=1.05,γy=1.20

σ=35.58＜215.0N/mm2,强度满足要求。

2）、抗剪强度按照《GB50017-2003》公式4.1.2：

τ=5.43＜125.0N/mm2,强度满足要求。

3）、梁上翼缘受集中荷载按照《GB50017-2003》公式4.1.3-1验算局部承压强度：

σc=0.24＜215.0N/mm2,强度满足要求。

4）、折算应力按照《GB50017-2003》公式4.1.4-1验算：

折算应力=20.36＜258.0N/mm2,强度满足要求。

稳定验算

稳定验算按照《GB50017-2003》公式4.2.2验算：

其中：

Mx=0.39kN.m

φb=0.799

Wx=0.000010

面内稳定应力=46.74＜215.0N/mm2,平面内稳定满足要求。

挠度验算

挠度按照标准组合：

1.0恒载+1.0活载验算，挠度容许限值取l/200：

计算挠度：

υ=0.7mm<[υ]=14.2mm，挠度满足要求。

2端节点验算：

截面尺寸：

H=50mm，B=37mm，tf=7mm，tw=5mm

节点处组合内力弯矩M=0.389kN.m，剪力V=-1.010kN，轴力N=-1.289kN。

采用E43型手工焊。

焊缝的强度设计值ff=160.0N/mm2。

节点焊缝形式：

顶接单面角焊缝。

考虑竖向剪力由腹板角焊缝独立承担。

节点处受力：

弯矩：

0.39kN.m;剪力：

-1.01kN;轴力：

-1.29kN。

焊缝最小尺寸hfmin=4.1mm，最大尺寸hfmax=6.0mm

焊缝尺寸hf=5mm

弯矩产生的应力按照如下公式计算：

其中：

M=0.39kN.m，Wx=5780.17mm3

σM=67.26N/mm2<βfff=160.0N/mm2，满足要求。

剪力产生的应力按照如下公式计算：

其中：

V=-1.01kN，he=3.5mm，lw=50mm

τV=5.77N/mm2

轴力产生的应力按照如下公式计算：

其中：

N=-1.29kN，he=3.5mm，lw=114mm

σN=3.23N/mm2<βfff=160.0N/mm2，满足要求。

折算应力按照如下公式计算：

折算应力=70.73N/mm2

5端节点验算：

截面尺寸：

H=50mm，B=37mm，tf=7mm，tw=5mm

节点处组合内力弯矩M=0.081kN.m，剪力V=0.157kN，轴力N=-1.289kN。

采用E43型手工焊。

焊缝的强度设计值ff=160.0N/mm2。

节点焊缝形式：

顶接单面角焊缝。

考虑竖向剪力由腹板角焊缝独立承担。

节点处受力：

弯矩：

0.08kN.m;剪力：

0.16kN;轴力：

-1.29kN。

焊缝最小尺寸hfmin=4.1mm，最大尺寸hfmax=6.0mm

焊缝尺寸hf=5mm

弯矩产生的应力按照如下公式计算：

其中：

M=0.08kN.m，Wx=5780.17mm3

σM=14.01N/mm2<βfff=160.0N/mm2，满足要求。

剪力产生的应力按照如下公式计算：

其中：

V=0.16kN，he=3.5mm，lw=50mm

τV=0.89N/mm2

轴力产生的应力按照如下公式计算：

其中：

N=-1.29kN，he=3.5mm，lw=114mm

σN=3.23N/mm2<βfff=160.0N/mm2，满足要求。

折算应力按照如下公式计算：

折算应力=17.27N/mm2

立柱构件计算：

构件编号：

1

一、设计资料

材质：

Q235-B;fy=235.0N/mm2;f=215.0N/mm2;fv=125.0N/mm2

柱长度：

l0=1.22m

柱截面：

C6.3

强度计算净截面系数:

1.00

自动计算构件自重

二、设计依据

《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）

《钢结构设计规范》（GB50017-2003）

三、截面参数

A=8.446951cm2

Yc=3.150000cm;Zc=1.392081cm

Ix=51.236583cm4;Iy=11.895020cm4

ix=2.462862cm;iy=1.186677cm

W1x=16.265582cm3;W2x=16.265582cm3

W1y=8.544778cm3;W2y=4.561115cm3

四、单工况作用下截面内力：

（轴力拉为正、压为负）

恒载（支吊架自重）：

单位（kN.m）

位置（m）

0.00

0.15

0.30

0.46

0.61

0.76

0.91

1.06

1.22

弯矩（kN.m）

-0.01

-0.01

-0.01

-0.00

-0.00

-0.00

0.00

0.00

0.00

剪力（kN）

0.01

0.01

0.01

0.01

0.01

0.01

0.01

0.01

0.01

轴力（kN）

0.18

0.19

0.20

0.21

0.22

0.23

0.24

0.25

0.26

恒载（管重）：

单位（kN.m）

位置（m）

0.00

0.15

0.30

0.46

0.61

0.76

0.91

1.06

1.22

弯矩（kN.m）

0.00

0.00

0.01

0.01

0.01

0.02

0.02

0.02

0.03

剪力（kN）

0.02

0.02

0.02

0.02

0.02

0.02

0.02

0.02

0.02

轴力（kN）

0.79

0.79

0.79

0.79

0.79

0.79

0.79

0.79

0.79

注：

支吊架的活荷载取值为0。

五、荷载组合下最大内力：

组合

（1）：

1.2x恒载+1.4x活载

组合

（2）：

1.35x恒载+0.7x1.4x活载

最大弯矩Mmax=0.04kN.m;位置：

1.22;组合：

（2）

最大弯矩对应的剪力V=0.04kN;对应的轴力N=1.42kN

最大剪力Vmax=0.04kN;位置：

0.00;组合：

（2）

最大轴力Nmax=1.42kN;位置：

1.22;组合：

（2）

六、压弯、拉弯构件计算：

立柱构件按照压弯、拉弯构件计算，计算长度系数按照《GB50017-2003》附录D表D-2有侧移框架柱计算。

计算长度系数取值：

ux=6.02，uy=1.00

截面分类X轴：

b类

截面分类Y轴：

b类

强度计算

1）、压弯、拉弯强度按照《GB50017-2003》公式5.2.1：

其中：

γx=1.05,γy=1.20

σ=3.98＜215.0N/mm2,强度满足要求。

长细比验算：

构件绕x轴长细比λx=296.969,绕y轴长细比λy=102.387,换算长细比λyz=299.586。

构件的最大长细比λmax=297.0<容许长细比[λ]=300.0，长细比满足要求。

构件为拉弯构件，不需要计算平面内、平面外稳定

支座反力

支座节点编号：

（1），弯矩（kN/m）：

0.04，轴力（kN）：

1.42，剪力（kN）：

0.04

截面尺寸：

H=63mm，B=40mm，tf=8mm，tw=5mm

节点处组合内力弯矩M=0.039kN.m，剪力V=0.041kN，轴力N=1.422kN。

采用E43型手工焊。

焊缝的强度设计值ff=160.0N/mm2。

节点焊缝形式：

顶接单面角焊缝。

考虑竖向剪力由腹板角焊缝独立承担。

节点处受力：

弯矩：

0.04kN.m;剪力：

0.04kN;轴力：

1.42kN。

焊缝最小尺寸hfmin=4.2mm，最大尺寸hfmax=6.0mm

焊缝尺寸hf=5mm

弯矩产生的应力按照如下公式计算：

其中：

M=0.04kN.m，Wx=8517.83mm3

σM=4.60N/mm2<βfff=160.0N/mm2，满足要求。

剪力产生的应力按照如下公式计算：

其中：

V=0.04kN，he=3.5mm，lw=63mm

τV=0.18N/mm2

轴力产生的应力按照如下公式计算：

其中：

N=1.42kN，he=3.5mm，lw=133mm

σN=3.05N/mm2<βfff=160.0N/mm2，满足要求。

折算应力按照如下公式计算：

折算应力=7.65N/mm2

构件编号：

2

一、设计资料

材质：

Q235-B;fy=235.0N/mm2;f=215.0N/mm2;fv=125.0N/mm2

柱长度：

l0=0.45m

柱截面：

C6.3

强度计算净截面系数:

1.00

自动计算构件自重

二、设计依据

《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）

《钢结构设计规范》（GB50017-2003）

三、截面参数

A=8.446951cm2

Yc=3.150000cm;Zc=1.392081cm

Ix=51.236583cm4;Iy=11.895020cm4

ix=2.462862cm;iy=1.186677cm

W1x=16.265582cm3;W2x=16.265582cm3

W1y=8.544778cm3;W2y=4.561115cm3

四、单工况作用下截面内力：

（轴力拉为正、压为负）

恒载（支吊架自重）：

单位（kN.m）

位置（m）

0.00

0.06

0.11

0.17

0.23

0.28

0.34

0.39

0.45

弯矩（kN.m）

-0.04

-0.03

-0.02

-0.01

-0.00

0.00

0.01

0.02

0.03

剪力（kN）

0.14

0.14

0.14

0.14

0.14

0.14

0.14

0.14

0.14

轴力（kN）

0.08

0.08

0.08

0.09

0.09

0.10

0.10

0.10

0.11

恒载（管重）：

单位（kN.m）

位置（m）

0.00

0.06

0.11

0.17

0.23

0.28

0.34

0.39

0.45

弯矩（kN.m）

-0.13

-0.08

-0.03

0.02

0.06

0.11

0.16

0.21

0.25

剪力（kN）

0.85

0.85

0.85

0.85

0.85